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Volume 2 • Issue 4 • • Pages 387 -536
封面介绍
全选: 全部摘要 缩略图
气候协定
Davis Lance A.
Engineering . 2016, 2 (4): 387 -388 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.009
摘要   PDF (407KB)
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中国排放交易计划的绩效评估和展望
关大博,Shan Yuli,刘竹,贺克斌
Engineering . 2016, 2 (4): 398 -401 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.016
摘要   PDF (865KB)
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高速铁路:机遇与挑战
Leboeuf Michel
Engineering . 2016, 2 (4): 402 -408 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.006
摘要   PDF (1977KB)
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人工智能走向2.0
潘云鹤
Engineering . 2016, 2 (4): 409 -413 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.018
摘要   PDF (452KB)

随着互联网的普及、传感网的渗透、大数据的涌现、信息社区的崛起,以及数据和信息在人类社会、物理空间和信息空间之间的交叉融合与相互作用,当今人工智能(AI) 发展所处信息环境和数据基础已经发生了深刻变化,人工智能的目标和理念正面临重要调整,人工智能的科学基础和实现载体也面临新的突破,人工智能正进入一个新的阶段。这个源于传统而又与之不同的人工智能新阶段被称为人工智能2.0(AI 2.0)。本文从人工智能60 年的发展历史出发,通过分析促成人工智能2.0形成的外部环境与目标的转变,分析技术萌芽,提出了人工智能2.0 的核心理念,并结合中国发展的社会需求与信息环境特色,给出了发展人工智能2.0 的建议。

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中国生态文明的基础设施
Kennedy Chris, Zhong Ma, Corfee-Morlot Jan
Engineering . 2016, 2 (4): 414 -425 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.014
摘要   PDF (792KB)

预计到2020 年,中国的绿色投资需求将达到每年1.7 万亿~2.9 万亿元人民币( 折合2740 亿~4680 亿美元)。对经济需求的评估已经提供给了众多的行业,包括可持续能源、基础设施建设( 包括环境保护)、环境修复、工业污染控制、能源和水资源效率以及绿色产品。中国的绿色财政的背景已经在讨论之中,覆盖了城镇化、气候改变、基础设施交互以及工业模式的转变。很多基础设施建设的融资发生在城市中,聚焦在《国家新型城镇化规划(2014—2020 年)》下的公平、环境保护以及生活质量问题。中国在建筑行业已经实施了很多成功的政策,但是中国的建筑节能仍有相当大的提升空间。中国目前正在追求低碳的增长战略,这与中国的整体环境和生活质量目标一致。到2020 年之后,中国作为一个生态文明国家的未来将建立在一个中央基础设施政策的实施上,这个政策就是《中国2050 高比例可再生能源发展情景暨路径研究》。以《循环经济发展战略及近期行动计划》为例,中国绿色工业转型的关键一步涉及节约材料的工程系统,以此减少甚至清除废料。为了更好地理解中国经济在其绿色转型中的改变,以及释放其巨大的潜在资金来源,有必要对中国所有的基础设施部门进行更加全面的研究,尤其是货运铁路的基础设施和港口。要清理土壤和地下水中的环境污染残留物,以及减少工业污染,都需要巨大的投资。电力行业摒弃煤炭的转型将会避免一些工业治理成本。工程师在计划、设计和构造中国新绿色基础设施中的贡献,也同样会在理解了宽松的政策环境以及土地利用、基础设施和环保成效间的相互作用后更进一步。

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烃污染土壤的热处理工艺:针对可持续修复工艺进展的综述
Vidonish Julia E., Zygourakis Kyriacos, Masiello Caroline A., Sabadell Gabriel, Alvarez Pedro J. J.
Engineering . 2016, 2 (4): 426 -437 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.005
摘要   PDF (4082KB)

在受烃污染的土壤和底泥的修复处理工艺中,热处理工艺因其能快速且稳定地达到修复标准而占有重要地位。然而,持续高温属于能源密集型操作,且可破坏土壤性质,因此尽管此工艺被广泛应用,关于这些工艺的环境兼容性和可持续性却极少被报道。鉴于此,我们对几个针对烃污染土壤的常用热处理工艺进行了概述,对它们的潜在环境影响进行了评估;并基于能源需求、水需求、系统生态和土壤科学的全面考虑,提出了可持续且影响较小的发展框架。至今还没有一种通用适合的热处理工艺。工艺的恰当选择要根据污染状况( 包括环境中存在的烃种类) 和场地特征( 如被污染土壤的性质、水含量和热敏性) 而定。总之,处理工程与土壤科学、生态系统和植物生物学研究的有机结合是攻克技术瓶颈、提高去除率和促进热处理工艺可持续性发展的关键所在。

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厌氧产能生物技术用于城市污水处理的研究进展
李文卫, 俞汉青
Engineering . 2016, 2 (4): 438 -446 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.017
摘要   PDF (1326KB)

城市污水处理长期以来被认为是一个高能耗、高成本的过程。传统处理方法通过消耗大量能量来破坏污水中蕴含的能量物质,仅有很少的一部分能量和营养物质可以得到回用。近年来,一些污水处理厂已经开始尝试通过技术革新和旧技术升级来将自己转变为“资源工厂”。其中,厌氧生物处理作为一种能将污水中的有机物转化为能源并且保留其中的营养物质不被破坏的技术,重新引起了人们的兴趣。但是,这类技术的实际应用目前仍面临着技术和经济方面的诸多挑战。本文综述了当前废水厌氧生物处理技术的最新进展状况,重点介绍了侧流强化污泥厌氧消化、厌氧膜生物反应器(AnMBR)和微生物电化学系统,展望了这些技术走向应用所面对的机遇和挑战。本文旨在为城市污水厌氧处理工艺的设计和优化提供参考。

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中国清洁煤技术:现状和未来前景
常世彦, 卓建坤, 孟朔, 秦士跃, 姚强
Engineering . 2016, 2 (4): 447 -459 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.015
摘要   PDF (2155KB)

煤炭是我国最主要的一次能源,也是最主要的温室气体排放源和大气污染物排放源。本文综述了我国煤炭发电、煤炭转化、污染控制及碳捕集、利用和封存四种清洁煤技术近期的研发现状,同时展望了各类技术发展的未来前景。总体而言,我国在清洁煤技术的研究和发展方面已取得显著进步,已有大批技术进入商业或示范阶段。

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新型水循环之海水冲厕的可持续应用
柳晓明, 戴吉, 吴镝, 江峰, 陈光浩, 徐浩光, van Loosdrecht Mark C. M.
Engineering . 2016, 2 (4): 460 -469 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.013
摘要   PDF (3630KB)

水安全日益严重地威胁着全人类的健康和福祉。因此,寻找可持续替代的水资源已成为一个亟待解决的问题。尽管海水淡化和污水回用在一定程度上可以缓解城市的用水紧张,但是这两项技术的高能耗和高费用阻碍了它们的广泛应用。其实,城市用水中20%~30% 是用于冲洗厕所,经过简单处理后的海水完全可以达到冲厕用水的水质要求。当然海水冲厕和再生水冲厕一样需要配备单独的管道系统。本文通过生命周期评估和敏感性分析方法,在与常规淡水系统进行比较的基础上,系统地研究了海水冲厕、海水淡化以及污水回用这三种替代水资源的方法,在城市水系统中的相对节约淡水的潜力、对环境的影响以及广泛应用的前景。结果表明,海水冲厕具有环境可持续性,其应用主要取决于城市的有效人口密度和距海岸的距离。在有效人口密度超过3000 人·km–2 及距海岸30 km 以内的沿海城市,海水冲厕所带来的总环境影响明显低于其他两个替代水资源。如进一步结合应用适合含盐污水处理的硫酸盐还原、自养反硝化和综合硝化(sulfate reduction, autotrophicdenitrification, and nitrification integrated, SANI) 处理技术,海水冲厕的潜在应用范围可以扩大到距海岸60 km 的沿海城市。对于符合这些要求的沿海城市,建议将海水冲厕纳入城市水系统,从而促进城市水循环的可持续发展。

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冷热电联产系统中气冷式微型透平机的发电耗水、空气污染物排放及成本影响:亚特兰大地区案例研究
James Jean-Ann, Thomas Valerie M., Pandit Arka, Li Duo, Crittenden John C.
Engineering . 2016, 2 (4): 470 -480 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.008
摘要   PDF (1982KB)

城市化进程的加快意味着城市和国际组织需要去寻找各种能够提高能源效率和减少空气中污染物排放的方法。冷热电联产(CCHP) 系统可以同时供暖、制冷和发电,具有提高城市或城市区域能源发电效率的潜力。本研究的目的是在满足建筑热需求(供热和制冷) 的各种运行条件下,对亚特兰大大都市区内的五种常见建筑类型在采用CCHP 系统时的发电耗水、CO2 和NOx 排放,及其经济性进行评价。对于大多数采用或不采用净计量策略的建筑类型来说,以满足每小时热需求去运行CCHP 系统均可减少CO2 的排放量。该系统能否对这些建筑类型产生经济效益,主要取决于天然气的价格、净计量策略的采用和假定的CCHP 系统的成本结构。当建筑物采用净计量策略并且CCHP 系统是以满足建筑物每年的最大热需求而运行时,CCHP 系统的发电耗水量和NOx 的排放量均有最大限度的减少,尽管此时该运行情景会增加温室气体排放和发电成本。CCHP 系统对中型办公楼、大型办公楼和多户型住宅建筑更经济、实用。

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超越目标6.3:以一种系统分析方法来重新审视资源匮乏世界中的可持续发展目标
Zhang Qiong, Prouty Christine, Zimmerman Julie B., Mihelcic James R.
Engineering . 2016, 2 (4): 481 -489 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.010
摘要   PDF (833KB)

《2030 年可持续发展议程》概述了17 个独立的可持续发展目标(SDGs),用于指导世界范围内包括工程、科研、政策和发展在内的大量专业学科的实践。SDGs 致力于减少贫困、饥饿和疾病,同时致力于改善性别歧视、环境恶化以及水和卫生设施匮乏的现状。但是,如果我们采取传统的简化方法研究和优化其中的单一目标,很可能由于在实现其他目标时带来的意外后果,而导致在技术、政策或管理层面的失败。本研究采用系统分析方法研究SDGs 之间的动态机理,识别个体目标之间的协同或拮抗作用,构建了一个概念系统模型来说明SDGs 之间的因果联系,利用了通用系统基模来检验系统结构,确定了杠杆节点来有效控制系统中的预期变化并最小化非预期变化。SDGs 之间相互作用的结构反映了系统行为的三种基模:强化成长、成长上限和成长与投资不足。由概念模型确定的杠杆节点包括:性别平等、水和卫生设施的可持续管理、可替代资源、可持续生活标准和全球伙伴关系。这种对SDGs 的概念系统分析能够加深发展社区对资源管理、环境可持续发展和气候变化相关项目带来的潜在协同效应的理解。通过把项目间的影响和反馈与经济收益、妇女平权和教育平等联系起来,利益相关者可以意识到可从整体上改善全球众多贫困群体的生活质量。

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胶结颗粒料坝——环境友好的新坝型
贾金生, Lino Michel, 金峰, 郑璀莹
Engineering . 2016, 2 (4): 490 -497 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.003
摘要   PDF (2412KB)

笔者于2009年提出了胶结颗粒料坝的概念,目的在于修建更安全、更经济的环境友好的大坝。该坝型包括胶结砂砾石坝(曾用名胶凝砂砾石坝)、堆石混凝土坝(或胶结堆石坝)和胶结土坝。本文基于研究和实践,进一步阐述了胶结颗粒料坝的概念和原则,介绍了胶结砂砾石坝、堆石混凝土坝和胶结土坝的新进展。

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高土石坝安全建设重大技术问题
马洪琪, 迟福东
Engineering . 2016, 2 (4): 498 -509 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.001
摘要   PDF (6069KB)

土石坝由于对地基具有良好的适应性、能就地取材及充分利用建筑物开挖渣料、造价较低、水泥用量较少等优点,是西部地区一批拟建高坝的重点比选坝型。糯扎渡高心墙堆石坝的成功建设,解决了250 m 级土石坝重大关键技术难题。本文通过系统总结已建成的糯扎渡等高心墙堆石坝建设的经验,凝练高土石坝建设面临的变形控制、渗流控制、坝坡抗滑稳定、泄洪安全及控制、大坝安全建设与质量控制、安全评价及预警等关键科学技术问题,全面深入论述了已有的研究成果和基本结论,为未来300 m 级高土石坝建设提供参考和重要的技术支撑。

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基于中空微型水轮机的污水发电可行性研究
Uchiyama Tomomi, Honda Satoshi, Okayama Tomoko, Degawa Tomohiro
Engineering . 2016, 2 (4): 510 -517 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.007
摘要   PDF (4809KB)

本文利用微型水轮机技术,着重对污水管道水力发电的可行性进行了研究。首先,对日本丰川河流域排水系统两连接点处的污水流量进行了一年以上的观测,借此分析污水的水力势能;其次,假定微型水轮机被安装在污水管道的连接点位置,通过实验室试验研究微型水轮机的性能。研究表明:污水管道的连接点处蕴藏有可用于全年发电的水力势能,同时,微型水轮机在该位置可以有效地进行污水水力发电。

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纤维增强复合材料应用于荷兰桥梁设计:面临创新性、可持续性和耐久性的建筑挑战
Smits Joris
Engineering . 2016, 2 (4): 518 -527 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.004
摘要   PDF (7053KB)

本文综述了纤维增强复合材料(FRP) 在荷兰桥梁的建筑性与结构性设计方面的应用,讨论了这种相对较新的材料给建筑师和工程师带来的挑战和机遇。本文涵盖了纤维增强复合材料的最新结构处理方案,以及对于纤维增强复合材料在建筑方面应用的讨论,这些应用来源于笔者与其他科研人员在建筑上的实践。

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车桥耦合动力分析方法及验证
张楠, 田园, 夏禾
Engineering . 2016, 2 (4): 528 -536 .   https://doi.org/10.1016/J.ENG.2016.04.012
摘要   PDF (2289KB)

本文系统研究了车桥耦合动力系统的分析方法。随着铁路技术的发展,车桥耦合动力分析日臻成熟, 此类研究对评判桥梁设计方案、确保列车运行的安全性与平稳性具有重要意义。车桥耦合动力研 究中考虑轨道不平顺、结构变形、风荷载、撞击荷载、结构损伤、基础冲刷和地震等因素的影响, 其研究方法主要包括解析法、数值模拟法以及试验研究法三类。本文的车辆子系统模型以刚体动 力学方法建立,桥梁子系统模型以有限元方法建立,竖向与横向轮轨关系分别以轮轨密贴假定和 Kalker 线性蠕滑理论定义。车桥耦合动力方程以全过程迭代法求解。算例讨论了CRH380BL 高速 列车通过我国标准设计桥梁的动力响应,计算了车速200~400 km·h-1 范围内车辆与桥梁子系统的 动力响应,并分析了振动发生的机理。

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国内刊号:CN10-1244/N    国际刊号:ISSN2095-8099
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