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基于AIDUA框架的生成式人工智能使用意愿研究

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2024年第36卷第2期基于AIDUA 框架的生成式人工智能使用意愿研究王伟正1,乔鸿2,李肖俊3,4,王静静5(1.山东师范大学图书馆,济南250358;2.山东师范大学商学院,济南250358;3.齐鲁工业大学(山东省科学院)数字人文研究中心,济南250014;4.齐鲁工业大学(山东省科学院)情报研究所,济南250014;5.山东大学新闻与传播学院,济南250100)摘要:[目的/意义]探究科研人员使用生成式人工智能技术意愿的影响因素,基于此促进生成式人工智能技术在学术研究及高等教育中的应用。

[方法/过程]基于认知评估理论和人工智能接受框架(AIDUA ),开发并实证检验了生成式人工智能使用意愿的理论模型,通过三阶段对用户使用意愿进行评估,旨在解释用户使用意愿的形成过程。

[结果/结论]用户使用生成式人工智能之前,经历了三阶段的决策过程。

社会影响、享乐动机和拟人化对绩效期望和努力期望均呈正相关,拟人化是影响绩效期望和努力期望的最强变量,绩效期望和努力期望对消极情绪呈负相关,而享乐动机对消极情绪的影响不显著,消极情绪与用户的使用意愿呈负相关,结果显示在校身份对努力预期和消极情绪之间具有调节作用。

关键词:生成式人工智能;ChatGPT;拟人化;用户信息行为;使用意愿;数字素养中图分类号:G252;TP18文献标识码:A文章编号:1002-1248(2024)02-0036-15引用本文:王伟正,乔鸿,李肖俊,等.基于AIDUA 框架的生成式人工智能使用意愿研究[J].农业图书情报学报,2024,36(2):36-50.收稿日期:2024-01-18基金项目:国家自然科学基金青年项目“基于多源异构数据的科技关键节点及信息扩散机理研究”(72304169)作者简介:王伟正(1999-),男,硕士研究生,研究方向为用户信息行为。

乔鸿(1973-),女,博士研究生,副教授,研究方向为社会网络、知识管理。

李肖俊(1981-),男,博士研究生,研究员,研究方向为数字人文、知识图谱、推荐系统。

DIALOG联机检索2--查新知识

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国家科技部认可查新机构名单

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国家科技部认可查新机构名单国家发明奖励评审委员会1990年公布的国家发明奖项目查新单位名单:中国科技信息研究所军事医学科学院情报研究所(即我站)国家知识产权局专利检索咨询中心中国医学科学院医学信息研究所中国化工信息中公安部科学技术情报研究所机械工业信息研究院天津市科技信息研究所冶金信息标准研究院上海科技情报研究所中国农科院科技文献信息中心辽宁省科技情报研究所中国建筑材料科学研究院技术情报中心湖北省科技情报研究所国土资源部信息中心四川省科技情报研究所中国林业科技信息研究所陕西省科技信息研究所煤炭技术信息研究国家科委《关于公布第一、二批科技查新咨询单位的通知》(国科通[1994]23号)公布的第一、二批科技查新机构名单中国化工信息中心中国农业科学院科技文献信息中心中国国防科技信息中心上海科技情报研究所机械工业信息研究院四川省科技情报研究所中国科技信息研究所天津市科技信息研究所中国航天信息中心辽宁省科技情报研究所中国医学科学院医学信息研究山东省科技情报研究所科技部西南信息中心河北省科技情报研究所中国林业科技信息研究所江苏省科技情报研究所冶金信息标准研究院黑龙江省科技情报研究所中国航空信息中心湖北省科技情报研究所中国林业科技信息研究所江苏省科技情报研究所冶金信息标准研究院黑龙江省科技情报研究所中国航空信息中心湖北省科技情报研究所中国科学院文献信息中心广西区科技情报研究所兵器工业情报研究所陕西省科技情报研究所中国有色金属工业公司技术经济研究院广东省科技情报研究国家科委《关于复审一级科技查新咨询单位的情况和公布第三批科技查新咨询单位的通知》(国科函信字[1997]005号)公布的第三批科技查新机构名单:铁道部科技信息研究国家海洋信息中心国土资源部信息中心中油集团石油经济和信息研究中心中国石化集团公司经济技术研究院山西省科技情报研究所湖南省科技信息研究所甘肃省科技情报研究所煤炭技术信息研究院云南省科技情报研究所国家一级科技查新单位名单中国化工信息中心河北省科技信息研究所中国国防科技信息中心上海市科技情报研究所机械工业信息研究院四川省科技情报研究所中国科技信息研究所广东省科技情报研究所中国航天信息中心辽宁省科技情报研究所中国医学科学院医学信息研究所山东省科技情报研究所科技部西南信息中心天津市科技信息研究所中国林业科技信息研究所江苏省科技情报研究所冶金信息标准研究所黑龙江省科技情报研究所中国航空信息中心湖北省科技情报研究所中国农业科学院科技文献信息中心广西区科技情报研究所中国有色金属工业公司技术经济研究院陕西省科技信息研究所中国航空信息中心山西省科技情报研究所中国矿产信息研究院铁道部科技信息研究所兵器工业情报研究所安徽省科技情报研究所中国石化信息研究所浙江省科技情报研究所中国石油天然气总公司信息研究所湖南省科技信息研究所国家海洋信息中心甘肃省科技情报研究所煤炭科学技术信息研究所云南省科技情报研究所。

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山东省科学院情报所检索中心科技查新委托书(红色标记为委托人必须填写)项目名称:项目主要负责人(1-3名)委托人:委托单位:联系人:联系电话:E-mail:是否需邮寄(联系地址:邮编:)委托日期:预定完成日期:山东省科学院情报所检索中心说明:(1)查新项目名称、关键词,除国内查新外,国内外查新需要详细提供中、英文关键词,关键词的来源应是课题相关的专业惯用词,不能单纯地从一般词典中选择。

查新人员根据用户提供的主题词进行复核后确定。

(2)委托人信息中包括机构名称,通讯地址,项目负责人姓名,联系人姓名,电话,传真及E-mail。

(3)认真填写待查新项目的科学技术要点一栏,该栏内容反映查新课题的需要确立的新颖点,要着重说明查新项目在科学技术特征、技术参数或指标、应用范围等方面,查新委托人自我判断的新颖性,空间不够时可加附页。

如若报告科技要点或查新点不清楚,最好能给我们提供研究项目的技术报告。

(1、科技内容:完整简要叙述查新项目的研究内容(类似文摘),要着重说明查新项目的主要科学技术特征、技术参数或指标、应用范围、查新委托人自我判断的新颖性等2.研制总结或预研报告:用作鉴定材料。

3.技术背景:支持查新点。

)(4)查新点主要是指需要查证的内容要点。

(本查新项目与已有技术的明显不同之处,即需要查证的内容要点。

要求填写清楚,查新中途不得更改),包括课题的研究内容、特点、结构、工艺、配方以及技术参数、指标和发明点等。

(5)委托书填好后,可以网上委托(发电子邮件,电子邮件的标题及委托书名称请按照,王萍--山东大学—申报科技攻关项目查新方式发送),请务必填好联系电话,发送邮件后请及时打电话予以确认;也可以直接将报告送过来。

(6)、正常时间,课题国内查新需4-5个工作日完成,国内外查新5-6个工作日完成。

(特殊情况除外)(7)我们的地址:山东省科学院情报研究所(济南市科院路19号)科学院机关楼东三楼(从东门进3楼)(9)、附:委托书科学技术要点、查新要求书写示范委托书科学技术要点、查新要求书写示范。

申报山东省科学技术进步奖项目公示材料

申报山东省科学技术进步奖项目公示材料

申报山东省科学技术进步奖项目公示材料一、项目名称:黄河中下游粉土工程特性与路基长期性能保障技术二、推荐单位意见:黄河冲淤积土占山东省总面积的34%,该项目面向黄河中下游道路建设中存在的环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约等共性问题,以黄河冲淤积粉土特殊性能判识与表征为基础,经过10多年产学研联合技术攻关和大规模的工程应用,构建了黄河冲淤积地区粉土特征分析方法和理论体系,打破了目前相关研究碎片化、关键科学问题未突破的现状,为黄泛区路基设计、施工和维护提供了理论基础;创造性地提出了黄河冲淤积地区地基工后变形控制和路基填筑和长期性能维护8项技术,研发了全寿命周期黄河冲淤积粉土路基全方位安全监测、诊断与预警系统。

形成了一整套黄河冲淤积粉土路基长期性能保障技术体系。

项目攻克了黄河冲淤积地区粉土路基长期性能保障的技术难题,成果应用于荣乌高速、青银高速等26条新建和拓宽高速公路工程,产生直接经济效益45091.9万元。

对照2017年山东省科学技术奖励条件,山东省交通运输厅推荐该项目申报山东省科技进步一等奖。

三、项目简介:本项目所属领域为交通运输工程。

黄河中下游的频繁泛滥形成了广袤的黄河冲淤积平原,仅在山东就占国土面积的34%。

在该地区建设高速公路面临优质填料匮乏和生态脆弱两大挑战。

作为不良的筑路材料,黄河冲淤积粉土毛细作用和冻敏性强烈,水稳定性、抗冲刷性以及动稳定性差。

传统的路基修建技术使得路基的长期性能得不到有效保障,持续的“桥头跳车”和反复的路基翻浆和边坡滑塌等工程恶疴严重影响了道路的安全运营和快速畅通。

本项目以黄河冲淤积粉土特殊性能判识与表征为基础,以适应黄河冲积平原特有的气候条件和地质地理环境为重点,以提升该地区粉土路基长期使用性能为目标,在多项国家基金和山东省杰出青年基金资助下,经过10多年产学研联合技术攻关,形成了黄河冲淤积粉土路基长期性能保障技术体系。

项目主要创新成果如下:(1)基于自主研发的现场交通荷载模拟装置,揭示了交通荷载作用下黄河冲淤积粉土物性变异规律和液化翻浆机制,提出了交通荷载引起的长期累积沉降现场预测方法,建立了冻融循环引起的动强度损伤演化模型;通过大型模型试验揭示了粉土路基毛细上升引起的路基土强度衰变规律,以及粉土路基边坡冲刷淘蚀机制。

不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹的生物学特性研究

不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹的生物学特性研究

㊀山东农业科学㊀2024ꎬ56(3):115~119ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2024.03.015收稿日期:2023-03-06基金项目:国家重点研发计划项目(2023YFD1400600ꎬ2023YFE0123000ꎬ2023YFD1401200)ꎻ山东省重点研发计划项目(2023LZGC017)ꎻ国家自然科学基金青年科学基金项目(32202313)ꎻ山东省自然科学基金青年基金项目(ZR2021QC184)作者简介:代晓彦(1988 )ꎬ女ꎬ硕士ꎬ助理研究员ꎬ主要从事天敌与授粉昆虫繁育与应用研究ꎮE-mail:151****7554@163.com通信作者:刘艳(1990 )ꎬ女ꎬ博士ꎬ助理研究员ꎬ主要从事天敌与授粉昆虫繁育与应用研究ꎮE-mail:liu8882@126.com不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹的生物学特性研究代晓彦ꎬ陈浩ꎬ王瑞娟ꎬ苏龙ꎬ高欢欢ꎬ郑礼ꎬ翟一凡ꎬ刘艳(农业农村部天敌昆虫重点实验室/山东省农业科学院植物保护研究所/山东省蜂业良种繁育中心ꎬ山东济南㊀250100)㊀㊀摘要:为了调查不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇的生物学特性ꎬ本研究对1~10日龄毛锤角细蜂成虫对黑腹果蝇蛹的寄生率及其后代的发育历期和雌性比进行统计ꎬ同时对寄生后黑腹果蝇蛹重的动态变化进行分析ꎮ结果表明ꎬ不同日龄毛锤角细蜂对黑腹果蝇蛹的寄生率有显著差异ꎬ7日龄寄生率最高ꎬ为(58.89ʃ2.94)%ꎬ1日龄寄生率最低ꎬ仅为(30.00ʃ1.94)%ꎬ但对毛锤角细蜂后代的发育历期和雌性比没有显著影响ꎮ黑腹果蝇蛹被毛锤角细蜂寄生后ꎬ重量显著降低ꎮ因此ꎬ1~10日龄毛锤角细蜂成虫均可大量寄生黑腹果蝇蛹ꎬ以7日龄为最佳寄生时期ꎬ这为毛锤角细蜂的大量扩繁和应用提供了理论依据ꎮ关键词:毛锤角细蜂ꎻ黑腹果蝇ꎻ寄生ꎻ日龄ꎻ生物学特性ꎻ生物防治中图分类号:S476.3:Q969.548.3㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2024)03-0115-05BiologicalCharacteristicsofTrichopriadrosophilaeatDifferentAgesafterParasitizingDrosophilamelanogasterDaiXiaoyanꎬChenHaoꎬWangRuijuanꎬSuLongꎬGaoHuanhuanꎬZhengLiꎬZhaiYifanꎬLiuYan(KeyLaboratoryofNaturalEnemyInsectsꎬMinistryofAgricultureandRuralAffairs/InstituteofPlantProtectionꎬShandongAcademyofAgriculturalSciences/ShandongApicultureBreedingCenterꎬJinan250100ꎬChina)Abstract㊀InordertostudythebiologicalcharacteristicsofTrichopriadrosophilaeatdifferentagesafterparasitizingDrosophilamelanogasterꎬthisexperimentwasconductedtoinvestigatetheparasiticrateof1~10 ̄day ̄oldT.drosophilaeadultsonD.melanogasterpupaeꎬthedevelopmentdurationandfemaleproportionofT.drosophilaeoffspringꎬandthedynamicchangeofpupaeweightofD.melanogasterafterparasitizedbyT.dros ̄ophilae.TheresultsshowedthattherewassignificantdifferenceinparasiticratebetweendifferentagesofT.drosophilaeonD.melanogasterpupae.Theparasiticrateof7 ̄day ̄oldT.drosophilaewasthehighest(58.89ʃ2.94)%ꎬandthatof1 ̄day ̄oldT.drosophilaewasthelowest(30.00ʃ1.94)%.HoweverꎬagesofT.dros ̄ophilaehadnosignificanteffectondevelopmentaldurationandfemaleproportionofitsoffspringafterparasiti ̄zingD.melanogasterpupae.InadditionꎬtheweightofD.melanogasterpupaewassignificantlyreducedafterparasitizedbyT.drosophilae.ItwasconcludedthatD.melanogasterpupaecouldbeparasitizedby1~10 ̄day ̄oldT.drosophilaeadultsꎬofwhichꎬtheagein7dayswasoptimum.Theseresultscouldprovidetheoreticalba ̄sesforbreedinginquantityandapplicationofT.drosophilae.Keywords㊀TrichopriadrosophilaeꎻDrosophilamelanogasterꎻParasitizeꎻAgeindaysꎻBiologicalcharac ̄teristicsꎻBiologicalcontrol㊀㊀黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)和斑翅果蝇(Drosophilasuzukii)ꎬ均属双翅目(Diptera)果蝇科(Drosophilidae)ꎬ是葡萄㊁樱桃㊁杨梅等浆果的重要害虫[1]ꎬ但两种果蝇具有生态位分离的特点ꎮ黑腹果蝇虫体小ꎬ繁殖力强ꎬ生活周期短ꎬ世代重叠ꎬ喜取食腐烂果实ꎻ而斑翅果蝇则偏爱于在新鲜的水果中产卵ꎬ孵化为幼虫后取食果肉ꎬ造成果实腐烂ꎬ进而引发病原菌的侵染ꎬ因此斑翅果蝇对水果的危害更为严重[2]ꎮ目前斑翅果蝇的防治主要以化学防治为主ꎬ但由此引起的环境污染和害虫抗药性等问题不容忽视[3]ꎬ采用天敌寄生蜂等生物防治手段则能够有效降低化学农药的使用量ꎬ被广泛应用于害虫防治ꎮ目前ꎬ国内外对果蝇寄生蜂的研究主要集中于布拉迪小环腹瘿蜂(Leptopilinaboulardi)㊁蝇蛹金小蜂(Pachycrepoideusvindemiae)和毛锤角细蜂(Trichopriadrosophilae)[3-5]ꎮ其中ꎬ毛锤角细蜂隶属膜翅目(Hymenoptera)毛锤角细蜂科(Diapri ̄idae)毛锤角细蜂属(Trichopria)[6-8]ꎬ是一种蛹期寄生蜂ꎬ能够轻易在斑翅果蝇蛹上寄生并成功发育[9]ꎬ广泛分布于韩国和中国等亚洲地区[10-11]㊁西班牙和意大利[12]等欧洲地区ꎬ以及墨西哥和美国[13]等北美洲地区ꎮ斑翅果蝇和黑腹果蝇均可被毛锤角细蜂寄生[14]ꎬ因此ꎬ黑腹果蝇可以作为斑翅果蝇的替代寄主ꎬ用于饲养毛锤角细蜂ꎬ从而进行斑翅果蝇的防治ꎮ目前国内对毛锤角细蜂的研究还处于初始阶段ꎬ主要对其种类㊁生物学特性㊁寄生机制及生防潜力等方面进行初步探索ꎬ对不同日龄的毛锤角细蜂对黑腹果蝇蛹寄生特性的影响研究甚少ꎮ本研究以毛锤角细蜂和黑腹果蝇的寄生体系为试验材料ꎬ研究毛锤角细蜂对黑腹果蝇蛹的寄生效率㊁发育历期及后代雌性比等生物学特性ꎬ寻找最合适的寄生日龄ꎬ提高室内繁育和田间应用时的寄生效率ꎻ并对寄生后黑腹果蝇蛹的重量进行测量分析ꎬ以确定规模化繁育毛锤角细蜂时收集的最佳时间ꎬ以期为杨梅㊁樱桃㊁葡萄等果园斑翅果蝇的生物防治提供参考ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀供试虫源毛锤角细蜂和黑腹果蝇均采集于山东省济南市仲宫实验基地ꎬ饲养于山东省农业科学院植物保护研究所人工气候室ꎬ室内温度25~27ħꎬ相对湿度为(60ʃ5)%ꎬ光周期14Lʒ10Dꎮ黑腹果蝇蛹的获得:使用100目纱网制作边长30cm的正方体蝇笼饲养成蝇ꎬ在蝇笼中放置装有人工饲料的果蝇产卵盘(长30cmꎬ宽13cmꎬ高2cm)ꎮ人工饲料以玉米粉㊁酵母粉㊁蔗糖㊁琼脂㊁苹果㊁香蕉等为主要材料配制而成ꎮ24h后取出成虫ꎬ待产卵盘中卵发育至预蛹ꎬ用于寄生试验ꎮ毛锤角细蜂的饲养:将30对羽化后的寄生蜂(雌雄比为1ʒ1)放置在饲养瓶(高20cmꎬ直径13cm)中ꎬ用30%的蜂蜜水为成蜂补充营养ꎮ将100头黑腹果蝇蛹置于饲养瓶中供寄生蜂裸寄生ꎬ寄生72h后取出寄生蜂ꎬ用棉布封口ꎬ待下一代羽化成蜂ꎮ挑取羽化24h内的雌㊁雄蜂用于试验ꎮ1.2㊀不同日龄毛锤角细蜂寄生后果蝇蛹的重量变化在上述饲养条件下ꎬ收集1对羽化24h内的雌蜂和雄蜂ꎬ放入塑料养虫杯中(高5.5cmꎬ底部直径7cmꎬ开口直径9.5cm)ꎬ接入30头黑腹果蝇预蛹用于寄生ꎮ24h后转移寄生蜂至装有新鲜果蝇预蛹的塑料养虫杯中ꎬ连续重复此操作至第10天ꎮ每天称量寄生蛹的重量ꎬ直至出蜂ꎬ以未寄生蛹为对照ꎮ每处理设5个重复ꎮ1.3㊀毛锤角细蜂的寄生率、发育历期和雌性比统计将每天收集到的30头寄生蛹继续饲养直至羽化ꎬ分别统计毛锤角细蜂对黑腹果蝇的寄生率以及后代的发育历期(自卵发育至成虫羽化所需时间)和雌性比ꎮ以未寄生蛹作为对照ꎬ每处理设5个重复ꎮ寄生率(%)=被寄生的寄主蛹数量/每处理供试寄主蛹数量ˑ100ꎮ1.4㊀数据处理与分析在SPSS软件中采用方差分析法统计分析数据ꎬ采用Tukey检验进行组间差异性分析ꎬP<0.05表示差异显著ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀不同日龄毛锤角细蜂对黑腹果蝇蛹的寄生率不同日龄毛锤角细蜂对黑腹果蝇蛹的寄生率有显著影响(F9ꎬ18=3.737ꎬP<0.05)ꎮ1~10日龄毛锤角细蜂均可寄生黑腹果蝇蛹ꎬ1日龄时寄生率最低ꎬ为(30.00ʃ1.94)%ꎬ1~3日龄寄生率随龄期增加而提高ꎻ4日龄降低ꎬ4~10日龄先增加后降低ꎬ7日龄时达到最高ꎬ为(58.89ʃ2.94)%ꎬ显著高于1日龄ꎬ但与其他日龄无显著差异(图1)ꎮ611山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀柱上不同小写字母表示0.05水平上差异显著ꎬ下同ꎮ图1㊀不同日龄毛锤角细蜂对黑腹果蝇蛹的寄生率2.2㊀不同日龄毛锤角细蜂寄生后代的发育历期和雌性比毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹后ꎬ其后代发育历期显著延长(F10ꎬ22=21.065ꎬP<0.01)ꎬ为20.36~22.68dꎬ但不同日龄间差异不显著(图2A)ꎻ后代雌性比没有显著差异(F9ꎬ20=2.170ꎬP=0.072)ꎬ10日龄的后代雌性比最低ꎬ为(51.42ʃ1.52)%(图2B)ꎮ2.3㊀不同日龄毛锤角细蜂寄生后黑腹果蝇蛹的重量变化被寄生蜂寄生后ꎬ果蝇蛹的每日重量变化显著(F=4.927~30.272ꎬP<0.05)ꎮ由图3可见ꎬ随图2㊀不同日龄毛锤角细蜂寄生后代的㊀㊀发育历期(A)和雌性比(B)图3㊀不同日龄毛锤角细蜂寄生后黑腹果蝇的蛹重711㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀代晓彦ꎬ等:不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹的生物学特性研究着发育时间的延长ꎬ蛹重逐渐减小ꎮ其中ꎬ2日龄寄生蜂产卵后第1天蛹重为(1.11ʃ0.10)mgꎬ而出蜂前的蛹重为(0.39ʃ0.10)mgꎬ失重量较高ꎬ存在显著差异(P<0.05)ꎮ随着发育时间的延长ꎬ未被寄生的果蝇蛹重逐渐降低ꎬ且存在显著性差异(F=4.601ꎬP<0.05)ꎬ但其失重量偏小ꎬ第1天的蛹重为(1.09ʃ0.04)mgꎬ果蝇羽化前蛹体重为(0.91ʃ0.03)mgꎻ寄生蛹重量明显小于未寄生蛹ꎮ3㊀讨论与结论毛锤角细蜂是黑腹果蝇和斑翅果蝇的专性寄生蜂[10-11ꎬ14-16]ꎮ本研究结果表明ꎬ单头果蝇蛹仅能出蜂1头ꎬ使用黑腹果蝇蛹为寄主时ꎬ毛锤角细蜂平均产卵期为10dꎬ与杨健[14]的研究结果一致ꎬ但平均每只毛锤角细蜂雌虫一生可以寄生约100个果蝇蛹ꎬ与杨健的研究结果不同ꎬ这可能与寄主的质量或者饲养条件有关ꎮ不同日龄毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹后ꎬ其后代发育历期和雌性比没有显著差异ꎬ说明不同日龄毛锤角细蜂所产卵对后代的发育历期和雌性比没有影响ꎮ当毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇后ꎬ蛹的重量明显减小ꎮ有研究表明ꎬ寄主的生长发育延缓和体重变小可能受到其体内的技术平衡[17-18]以及取食行为等因素调节[19]ꎻ毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇蛹后ꎬ不同程度上激活了寄主的免疫相关信号通路的表达ꎬ该现象可能与寄生时对黑腹果蝇蛹造成一定程度的损伤有关ꎬ并且延迟黑化反应发生ꎬ降低黑色素对其的侵害[14]ꎮ此外ꎬ通过观察寄生前后果蝇的状态发现ꎬ果蝇蛹被寄生后ꎬ仅余蛹壳和灰黑色的蛹便ꎬ未有成形的蛹组织存在ꎬ可以推测毛锤角细蜂寄生后ꎬ逐渐蚕食寄主组织ꎬ利用寄主充足的营养完成自身的发育ꎮ本研究以毛锤角细蜂和黑腹果蝇寄生体系为对象ꎬ对不同日龄毛锤角细蜂的寄生量㊁寄生率㊁后代发育历期及雌性比等生物学特性进行了研究ꎬ确定1~10日龄的毛锤角细蜂均可用于繁育后代ꎮ此外ꎬ毛锤角细蜂寄生黑腹果蝇后ꎬ寄主的生长发育和体重都受到了显著影响ꎬ结果为后续深入研究寄生蜂调控寄主的分子机制提供了依据ꎬ为毛锤角细蜂规模化繁育及其在杨梅㊁樱桃㊁葡萄等果园斑翅果蝇的防治中的应用提供参考ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀张治军ꎬ郦卫弟ꎬ贝亚维ꎬ等.温度对黑腹果蝇生长发育㊁繁殖和种群增长的影响[J].浙江农业学报ꎬ2013ꎬ25(3):520-525.[2]㊀MilanNFꎬKacsohBZꎬSchlenkeTA.Alcoholconsumptionasself ̄medicationagainstblood ̄borneparasitesinthefruitfly[J].CurrentBiologyꎬ2012ꎬ22(6):488-493.[3]㊀StacconiMVRꎬBuffingtonMꎬDaaneKMꎬetal.HoststagepreferenceꎬefficacyandfecundityofparasitoidsattackingDro ̄sophilasuzukiiinnewlyinvadedareas[J].BiologicalControlꎬ2015ꎬ84:28-35.[4]㊀KaçarGꎬWangXGꎬBiondiAꎬetal.LinearfunctionalresponsebytwopupalDrosophilaparasitoidsforagingwithinsingleormultiplepatchenvironments[J].PLoSONEꎬ2017ꎬ12(8):e0183525.[5]㊀周思聪ꎬ陈佳妮ꎬ庞兰ꎬ等.布拉迪小环腹瘿蜂的生物学特性及其寄生对黑腹果蝇生长发育的影响[J].昆虫学报ꎬ2018ꎬ61(9):40-46.[6]㊀CiniAꎬIoriattiCꎬAnforaG.AreviewoftheinvasionofDro ̄sophilasuzukiiinEuropeandadraftresearchagendaforinte ̄gratedpestmanagement[J].BulletinofInsectologyꎬ2012ꎬ65(1):149-160.[7]㊀KasuyaNꎬMitsuiHꎬIdeoSꎬetal.EcologicalꎬmorphologicalandmolecularstudiesonGanaspisindividuals(Hymenoptera:Figit ̄idae)attackingDrosophilasuzukii(Diptera:Drosophilidae)[J].AppliedEntomologyandZoologyꎬ2013ꎬ48(1):87-92. 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光纤微震监测系统及其在五阳煤矿的应用研究

光纤微震监测系统及其在五阳煤矿的应用研究

山东科学SHANDONGSCIENCE第36卷第5期2023年10月出版Vol.36No.5Oct.2023收稿日期:2023 ̄01 ̄04基金项目:山东省自然科学基金重点项目(ZR2020KC012)ꎻ山东省自然科学基金博士基金(ZR2019BEE019)ꎻ济南市高校20条项目(2020GXRC032)ꎻ济南市新高校20条项目(2021GXRC037)ꎻ济宁市重点研发计划项目(2011AQGX001)作者简介:张华(1992 )ꎬ女ꎬ硕士ꎬ助理研究员ꎬ研究方向为光纤传感器及应用ꎮE ̄mail:187****5976@163.com光纤微震监测系统及其在五阳煤矿的应用研究张华ꎬ胡宾鑫ꎬ朱峰ꎬ王纪强ꎬ宋广东(齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所ꎬ山东济南250103)摘要:光纤微震监测技术通过观测分析生产活动中产生的微小振动事件ꎬ对其进行监测预警ꎬ具有无源㊁可靠性高等优点ꎮ传感器垂直安装在巷道帮部锚杆上ꎬ监测分站安装在硐室内ꎬ传感器与监测分站通过敷设的光缆形成监测网络ꎮ采用单纯形法进行震源定位ꎬ此方法在定位计算过程中不会出现发散问题ꎬ稳定性高ꎬ在求解过程中不需要求解偏导和逆矩阵ꎬ降低了运算量ꎬ提高了运算效率ꎬ每只传感器可以根据实际情况采用不同波速进行计算ꎬ更加符合实际情况ꎮ光纤微震监测系统安装于山西五阳煤矿ꎬ进行了初步的监测应用ꎬ并对监测结果进行了分析ꎬ结果证明该系统能够监测矿山活动ꎬ发挥预警功能ꎬ对安全生产起到了积极作用ꎮ关键词:光纤加速度传感器ꎻ微震监测ꎻ单纯形法ꎻ监测预警中图分类号:TD326㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1002 ̄4026(2023)05 ̄0060 ̄07开放科学(资源服务)标志码(OSID):OpticalfibermicroseismicmonitoringsystemanditsapplicationresearchinWuyangCoalMineZHANGHuaꎬHUBinxinꎬZHUFengꎬWANGJiqiangꎬSONGGuangdong(LaserInstituteꎬQiluUniversityofTechnology(ShandongAcademyofSciences)ꎬJinan250103ꎬChina)AbstractʒOpticalfibermicroseismicmonitoringtechnologyisusedtomonitorandalertthemicrovibrationeventsgeneratedduringproductionactivitiesthroughobservationandanalysiswithpassivityandhighreliability.Hereinꎬthesensorsareverticallyinstalledonthesideboltsalongtheroadwayꎬandthemonitoringsubstationisinstalledinthechamber.Thesensorsandthemonitoringsubstationconstituteamonitoringnetworkthroughthelaidopticalcables.Besidesꎬthesimplexmethodisusedtolocatetheseismicsource.Thismethodisfreefromdivergenceproblemsinthelocationcalculationandishighlystable.Moreoverꎬinthismethodꎬthesolutionofthepartialderivativeandinversematrixisnotrequiredꎬwhichreducesthecalculationamountandimprovesthecalculationefficiency.Additionallyꎬeachsensorcanusedifferentwavevelocitiesduringthecalculationbasedontheactualsituation.TheopticalfibermicroseismicmonitoringsystemwasinstalledinShanxiWuyangCoalMineforpreliminarymonitoringandapplicationꎬandthemonitoringresultswereanalyzed.Theresultsshowthatthesystemcanmonitormineactivitiesandwarnearlyꎬtherebyplayingapositiveroleinsafeproduction.Keywordsʒopticalfiberaccelerationsensorꎻmicroseismicmonitoringꎻsimplexmethodꎻmonitoringandearlywarning㊀㊀煤炭长期以来是我国的主要能源ꎬ是经济发展的支柱产业ꎮ随着国民经济持续快速发展ꎬ大规模深部矿产资源开采逐渐成为我国采矿行业的趋势ꎮ随着开采深度不断加大ꎬ地应力明显增大ꎬ同时产生大量的微震活动ꎬ诱发深部巷道的高强度动力灾害ꎬ造成重大人员伤亡和经济损失ꎮ以煤与瓦斯突出㊁突水㊁隧道岩爆为主的动力灾害已成为工业安全领域的主要灾害[1 ̄2]ꎮ这些动力灾害已经成为制约我国煤炭行业发展的关键因素ꎮ岩体微破裂萌生㊁扩展和贯通是煤与瓦斯突出㊁岩爆形成的重要前兆信息ꎬ对前兆信息的精确捕捉㊁测量㊁分析已成为动力灾害监测预警防治亟待突破的关键问题ꎮ研究和实践表明ꎬ微震监测技术是用岩体变形和破坏后本身发出的弹性波来监测工程岩体稳定性的技术方法ꎬ是岩体破裂监测的有效手段ꎮ于群等[3]和王创业等[4]引进加拿大ESG(EngineeringSeisnologyGroup)微震监测系统后ꎬ分别将其应用于锦屏水电站㊁大岗山水电站㊁洋山隧道等ꎬ研究微震事件分析方法ꎬ对动力灾害进行预警ꎮMa等[5]和辛崇伟等[6]对系统软硬件改进ꎬ设计了井下微震定位系统ꎬ在华丰煤矿等处实现了应用ꎮ窦林名等[7]与波兰矿业研究院合作引进波兰SOS(seismologicalobservationsystem)微震监测系统ꎬ在桃山煤矿等进行实时监测ꎮ但是ꎬ上述微震监测系统中前端传感探头均是基于压电式㊁电容式等电学理论ꎬ使用过程需要供电ꎬ易受电磁干扰ꎬ在煤矿等易燃易爆环境应用时受到限制ꎮ而光纤传感器具有灵敏度高㊁频响宽㊁动态范围大㊁本质安全等优点ꎬ由此本文设计了基于悬臂梁式加速度传感器的光纤微震监测系统ꎬ并将其应用在五阳煤矿ꎮ1㊀微震监测技术1.1㊀微震监测原理岩石在受到外力或内力作用时ꎬ其内部将会产生局部弹塑性能集中现象ꎬ当能量积累到临界值之后ꎬ将引起岩体微裂隙的产生与扩展ꎬ微裂隙的产生与扩展伴随着弹性波或应力波的释放并在周围岩体内快速传播ꎬ这种弹性波就称为微震ꎮ微震监测技术是通过观测㊁分析生产活动中产生的微小振动事件ꎬ以监测其对生产活动的影响㊁效果及地下状态的地球物理技术ꎬ可以实现三维空间连续㊁动态监测ꎬ定位精度高㊁可靠性强[8 ̄10]ꎮ当岩石或煤层因为外界因素发生破裂或移动时ꎬ产生微弱的微震信号向周围传播ꎬ微震传感器可以接收这些信号ꎬ记录微震信号的到达时间㊁传播方向等信息ꎬ利用定位算法确定破裂点ꎬ即震源位置ꎮ本文设计悬臂梁式加速度传感器ꎬ其基于惯性原理实现加速度测量ꎬ采用悬臂梁式结构ꎬ光纤布拉格光栅黏贴在悬臂梁上ꎬ当外界发生振动或冲击时ꎬ传感器的外壳和质量块会发生振动ꎬ使黏贴在悬臂梁上的光纤发生应变ꎬ从而导致光纤的中心波长发生移动ꎮ该项目监测设备采用的是自主研发生产的矿山微震监测系统ꎬ系统组成如图1所示ꎮ图1㊀矿山微震监测系统Fig.1㊀Minemicroseismicmonitoringsystem微震监测系统主要包括5支光纤微震传感器㊁微震监测分站㊁光缆㊁交换机㊁同步时钟㊁主站等ꎬ安装示意图如图2所示ꎮ图2㊀安装示意图Fig.2㊀Installationschematic㊀㊀传感器垂直安装在巷道帮部锚杆上ꎬ监测分站安装在硐室内ꎬ传感器与监测分站通过敷设的光缆形成监测网络ꎮ5通道微震监测系统可对8003回风巷的开采面产生的微震事件进行24h不间断监测ꎬ传感器将获得的微震信号通过光缆传送至微震监测分站ꎬ监测分站接收各通道的数据ꎬ将数据通过环网传送至地面主站ꎬ计算机进行数据分析ꎬ形成报告ꎮ1.2㊀微震监测系统定位震源事件的定位是微震监测技术研究的主要内容ꎬ震源事件的定位能够确定煤岩体破裂的时间和坐标ꎬ是煤岩动力灾害监测预警的基础ꎮ微震监测定位方法较多ꎬ通常根据定位原理分为两大类:一是基于三分量传感器的震源定位方法ꎻ二是基于不同到时原理的震源定位方法ꎮ第二种是目前微震定位监测中应用最广的一类震源定位方法ꎬ例如经典的Geiger法㊁粒子群算法㊁Powell算法㊁单纯形法等[11 ̄16]ꎮ经典的Geiger法属于特殊的线性定位算法ꎬ将非线性方程组采用牛顿高斯法进行线性化ꎬ计算出方程组的最小二乘解ꎬ使观测到时间与计算到时间之间的到时残差最小ꎮGeiger法采用多支传感器进行定位ꎬ极大程度上提高了定位的准确性ꎬ但是此算法过度依赖初始值的选取ꎬ若选择不当ꎬ易出现定位不准或无法定位的问题ꎮ单纯形法是一种适用于求解多维无约束优化问题的一种数值搜索方法ꎬ在连续改变几何图形的过程中ꎬ相互比较单纯形各顶点的目标函数值ꎬ逐步以目标函数值较小的顶点取代目标函数值较大的顶点ꎬ在迭代过程中将单纯形逐渐向最优点移动ꎬ从而进行优化ꎮ而单纯形法在定位计算过程中不会出现发散问题ꎬ稳定性高ꎬ在求解过程中不需要求解偏导和逆矩阵ꎬ降低了运算量ꎬ提高了运算效率ꎬ每只传感器可以根据实际情况采用不同波速进行计算ꎬ更加符合实际情况ꎬ所以本文采用的是单纯形法进行定位计算ꎬ算法步骤如下:第一步㊀计算每支传感器之间获取信号的到时差值以及各支传感器的坐标ꎬ选取5支信号完整的传感器ꎬ作为5个顶点构造初始的单纯形ꎮ通过线性定位初步计算微震震源的位置ꎬ得到初始定位坐标p0x0ꎬy0ꎬz0()ꎻ第二步㊀根据微震传感器的坐标ꎬ计算每个传感器的残差ꎮ设微震发生的时刻为t0ꎬ震源坐标为Sx0ꎬy0ꎬz0()ꎬ其中i表示探测到微震有用信号的微震传感器个数ꎬ()ꎬ第i支微震传感器的坐标为Tixiꎬyiꎬzi第i支微震传感器的微震波初至到时时刻为tiꎬ微震波到达第i支微震传感器的波速为viꎬ则震源定位方程可表达为xi-x0()ꎬ(1)()2+yi-y0()2+zi-z0()2=viti-t0根据最小二乘法原理ꎬ震源定位的目标函数可以表示为φx0ꎬy0ꎬz0ꎬt0()=ðmi=1γ2iꎬ(2)其中ꎬγi为微震传感器的残差ꎬ即观测到时和计算到时之间的差值ꎬ可用式(3)表示ꎬγi=ti-t0+tti()ꎬ(3)式中ꎬtti为第i支微震传感器的计算到时ꎻ第三步㊀比较5个点的残差ꎬ选出最大值和最小值ꎬ通过映射㊁扩展㊁压缩㊁收缩等4种形式在误差空间中将原单纯形中的顶点替换成新的单纯形ꎻ第四步㊀不断重复第三步ꎬ得到新的单纯形ꎬ使单纯形朝着空间内目标函数值最小的方向移动ꎬ直到找到最佳的震源位置ꎬ得到定位结果ꎮ算法流程图见图3ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图3㊀单纯形法流程图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Fig.3㊀Flowchartofsimplexmethod2㊀微震监测系统数据分析五阳煤矿位于山西省长治市襄垣县王桥镇ꎬ微震监测设备安装在8003回风巷ꎬ地表位于西周村㊁东元垴村㊁西元垴村之间ꎬ地面标高为+925~+958mꎮ8003回风巷位于80采区南部ꎬ工作面标高为+283~+408mꎬ其南部为80 ̄0305底抽巷ꎬ东部为80采区胶带运输巷ꎬ西部为8006放水巷ꎬ北部为实煤体ꎮ煤体结构为原生结构煤ꎬ煤岩类型以亮煤为主ꎬ暗煤次之ꎬ煤质为贫瘦煤ꎮ8003回风巷总设计长度1789mꎬ现已掘进1232mꎬ剩余557mꎮ向前掘进时选择合适位置ꎬ开始留设顶煤ꎬ在相对稳定层位ꎬ沿中煤(顶煤不超1m)掘进至切眼设计位置停掘ꎬ若因煤层酥软或受到80 ̄0305底抽巷造穴孔影响ꎬ无法留住顶煤时ꎬ仍改为沿顶板掘进至切眼设计位置ꎮ2.1㊀微震数据处理光纤微震监测系统将监测到的有效信号进行保存ꎬ在震源定位前首先对信号进行滤波和去噪ꎬ图4是微震传感器采集到的信号ꎮ对这些信号滤波ꎬ进行数据处理和分析之后ꎬ得到震源的位置坐标和能量见表1ꎮ图4㊀微震监测信号波形图Fig.4㊀Waveformofthemicroseismicmonitoringsignal表1㊀部分微震事件定位坐标22022 ̄05 ̄0103:45:25405802.54036364.6336.552878.80.0532022 ̄05 ̄0104:24:00406567.64036897.6213.613625.80.4442022 ̄05 ̄0123:04:10406465.14036738.8257.73090.60.8752022 ̄05 ̄0123:11:58406382.24036491.3324.239266.90.1462022 ̄05 ̄0201:34:29406596.34036991.5303.317065.00.3872022 ̄05 ̄0204:29:07406569.54036992.8182.022753.00.3082022 ̄05 ̄0205:32:56406734.24037062.1277.849330.70.0792022 ̄05 ̄0207:50:10406556.14036785.9323.212585.10.47102022 ̄05 ̄0207:50:30406417.94036206.9133.946056.50.09112022 ̄05 ̄0208:49:48406454.24036330.7343.032740.30.19122022 ̄05 ̄0213:45:44406333.04036356.6284.817311.10.37132022 ̄05 ̄0215:19:04406375.14036508.8330.611802.80.49142022 ̄05 ̄0218:38:39406501.24036806.3492.910352.60.52152022 ̄05 ̄0223:13:59406623.24036858.3198.913298.1-0.45㊀㊀将震源位置在矿图上进行标记ꎬ微震事件基本发生在采煤区ꎬ多是因为煤矿开采引起的ꎬ与矿上开采活动时间对应ꎬ监测效果较好ꎮ2.2㊀微震监测结果分析通过对微震事件的部分数据统计分析ꎬ绘制出折线柱状图ꎬ如图5所示ꎮ图5㊀微震事件数量分布图Fig.5㊀Distributionofmicroseismicevents2022年5月1日至2日ꎬ微震事件频次较低ꎬ5月3日至5月4日ꎬ微震事件数量频次升高ꎬ监测到大量的微震事件信号ꎬ5日至7日微震事件数量下降ꎮ对单日微震事件进行数据统计分析ꎬ绘制柱状图如图6所示ꎮ从图6可以看出ꎬ微震活动主要集中在3个时期ꎬ分别为8~10时㊁11~13时和16~18时ꎮ结合现场实际生产活动情况ꎬ这3个时间段主要为矿山的作业生产事件ꎬ发生小规模爆破活动ꎬ从而引起岩体的扰动和损伤ꎬ导致岩体内部发生微破裂ꎮ这说明微震事件的产生大部分是由矿山开采活动引起的ꎮ图6㊀微震事件日分布图Fig.6㊀Dailydistributionofmicroseismicevents3㊀小结本文采用光纤微震监测系统ꎬ进行了初步的监测应用研究ꎬ结果证明该系统性能良好ꎬ能够监测矿山活动ꎬ发挥预警功能ꎬ满足矿山微震监测的要求ꎬ具有良好的推广应用前景ꎮ光纤微震监测系统对五阳煤矿的地压监测㊁安全生产等提供了技术手段ꎬ对安全生产起到积极作用ꎬ推动了安全生产管理水平的发展ꎮ参考文献:[1]LIUJPꎬSIYTꎬWEIDCꎬetal.DevelopmentsandprospectsofmicroseismicmonitoringtechnologyinundergroundmetalminesinChina[J].JournalofCentralSouthUniversityꎬ2021ꎬ28(10):3074 ̄3098.DOI:10.1007/s11771 ̄021 ̄4839 ̄y. 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5.中国科技信息所万方数据集团的中国学位论文全文库(免费文摘,未订购)/所收论文主要是科技理工类硕士论文较多,也有经济、法律、和外语、艺术类等论文,但数量较少。

因他的数据来源是国务院学位办规定收缴的理工类全国硕士论文,收藏的数量有40多万篇。

6.国家图书馆学位论文(免费文摘目录)/index_lw.jsp?channelid=75008 国家图书馆学位论文收藏中心是国务院学位委员会指定的全国惟一负责全面收藏和整理我国学位论文的专门机构;也是人事部专家司确定的惟一负责全面入藏博士后研究报告的专门机构。

20多年来,国家图书馆收藏博士论文近12万种。

此外,该中心还收藏部分院校的硕士学位论文,台湾博士学位论文和部分海外华人华侨学位论文。

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山东省科学院情报所检索中心
科技查新委托书(红色标记为委托人必须填写)
项目名称:
项目主要负责人(1-3名)
委托人:委托单位:
联系人:联系电话:
E-mail:
是否需邮寄(联系地址:邮编:)委托日期:预定完成日期:
山东省科学院情报所检索中心
说明:
(1)查新项目名称、关键词,除国内查新外,国内外查新需要详细提供中、英文关键词,关键词的来源应是课题相关的专业惯用词,不能单纯地从一般词典中选择。

查新人员根据用户提供的主题词进行复核后确定。

(2)委托人信息中包括机构名称,通讯地址,项目负责人姓名,联系人姓名,电话,传真及E-mail。

(3)认真填写待查新项目的科学技术要点一栏,该栏内容反映查新课题的需要确立的新颖点,要着重说明查新项目在科学技术特征、技术参数或指标、应用范围等方面,查新委托人自我判断的新颖性,空间不够时可加附页。

如若报告科技要点或查新点不清楚,最好能给我们提供研究项目的技术报告。

(1、科技内容:完整简要叙述查新项目的研究内容(类似文摘),要着重说明查新项目的主要科学技术特征、技术参数或指标、应用范围、查新委托人自我判断的新颖性等2.研制总结或预研报告:用作鉴定材料。

3.技术背景:支持查新点。


(4)查新点主要是指需要查证的内容要点。

(本查新项目与已有技术的明显不同之处,即需要查证的内容要点。

要求填写清楚,查新中途不得更改),包括课题的研究内容、特点、结构、工艺、配方以及技术参数、指标和发明点等。

(5)委托书填好后,可以网上委托(发电子邮件,电子邮件的标题及委托书名称请按照,王萍--山东大学—申报科技攻关项目查新方式发送),请务必填好联系电话,发送邮件后请及时打电话予以确认;也可以直接将报告送过来。

(6)、正常时间,课题国内查新需4-5个工作日完成,国内外查新5-6个工作日完成。

(特殊情况除外)
(7)我们的地址:
山东省科学院情报研究所(济南市科院路19号)科学院机关楼东三楼(从东门进3楼)
(9)、附:
委托书科学技术要点、查新要求书写示范
委托书科学技术要点、查新要求书写示范。

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