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北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院陳彬教授課題組與美國馬里蘭大學(xué)、荷蘭格羅寧根大學(xué)、清華大學(xué)等課題組的合作研究成果在國際知名刊物《Nature Communications》以研究論文（Research Article）形式在線發(fā)表。該研究首次在代謝視角下揭示全球城市低碳發(fā)展路徑的差異化選擇。 城市作為當(dāng)下應(yīng)對氣候變化的核心主體，其經(jīng)濟(jì)社會活動顯著影響著全球碳平衡。為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》1.5度控溫目標(biāo)和聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，如何進(jìn)行城市低碳發(fā)展路徑選擇是一個急需探討的問題。本研究首次融合人類活動占用的物理碳和生產(chǎn)消費(fèi)的隱含碳排放，系統(tǒng)性追蹤了全球城市的碳流量和存量變化及其對未來氣候變化的潛在影響，為全球城市低碳發(fā)展路徑的差異化選擇提供依據(jù)。 研究結(jié)果顯示（圖1），城市所占用的碳有13-33%隨化石能源燃燒以二氧化碳形式即時排放。此外，8-24%的碳被暫存于城市內(nèi)部而尚未被釋放（如家庭耐用品等），而這轉(zhuǎn)變?yōu)榇媪康奈锢硖寂c每年的直接碳排放量級相當(dāng)，其排放的潛力大小將持續(xù)影響未來的全球氣候變化。因此，城市的資產(chǎn)性存量（如住房、生產(chǎn)設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施）如果在余下生命周期內(nèi)得不到妥善管理與處置，將可能顯著削弱目前國際社會緩解氣候變化的努力。 由于城市形態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模和居民消費(fèi)等方面的不同，全球城市人均碳影響、碳強(qiáng)度或碳密度均呈現(xiàn)出了較大的差異性（圖2）。鑒于這些差異性，盡管國際社會已建立了城市間減排聯(lián)盟，目前仍難以制定出一種可被簡單復(fù)制和推廣的低碳策略。但值得注意的是，城市的發(fā)展和收入的提升不一定意味著高碳的生活。實(shí)際上，基于完整核算，全球城市可分為低碳低收入、高碳低收入、低碳高收入和高碳高收入等四種差異化路徑。快速發(fā)展中的城市（如北京）仍有很大潛力在未來達(dá)成低碳高收入的路徑，即在實(shí)現(xiàn)生活水平提升的同時，走向低碳甚至零碳社會。一個重要的前提是，不僅要對當(dāng)前城市碳排放進(jìn)行嚴(yán)格控制，還需對未來可通過存量釋放的碳進(jìn)行預(yù)先管理。這一基于代謝的新視角，將為進(jìn)一步推進(jìn)我國新時代綠色低碳城鎮(zhèn)建設(shè)、全球城市及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供理論支持。

城市道路平面交叉口通常是制約城市交通的“瓶頸”所在。科學(xué)合理的交叉口交通 設(shè)計對緩解城市交通擁堵有著重要的意義。然而，交叉口交通設(shè)計所涉及的內(nèi)容和程序 相當(dāng)復(fù)雜，需要量化的工作繁多，如何進(jìn)行交叉口的優(yōu)化設(shè)計，如何對交叉口設(shè)計進(jìn)行 科學(xué)評價，如何將設(shè)計、評價有機(jī)地結(jié)合起來，在國內(nèi)還未有完備的手段和工具，特別 是沒有針對中國城市道路與交通特點(diǎn)而開發(fā)的交通輔助設(shè)計工具。 本次系統(tǒng)開發(fā)在建立完善的交通設(shè)計理論體系基礎(chǔ)上，包括交通設(shè)計模式的劃分、 渠化方案的生成、信號配時方案的生成、交叉口方案的評價與優(yōu)化等，運(yùn)用軟件工程的 思想開發(fā)完成。 系統(tǒng)界面友好，功能完備，內(nèi)核模型適應(yīng)我國的道路交通實(shí)際情況，能夠提供不同優(yōu)化 目標(biāo)函數(shù)和不同道路斷面組合的交叉口設(shè)計評價指標(biāo)輔助用戶完成交叉口的設(shè)計工作， 并可以動態(tài)生成交叉口交通設(shè)計簡圖和交叉口信號配時方案，大大提高了交通設(shè)計的效 率和科學(xué)性。同時，系統(tǒng)為城市交通控制軟件和仿真軟件留有接口，便于將來系統(tǒng)功能 的擴(kuò)充和集成。 

 1. 社會意義本項(xiàng)研究對基于GIS技術(shù)的城市重大危險源風(fēng)險管理進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，設(shè)計與開發(fā)了先進(jìn)性和實(shí)用性強(qiáng)的軟件系統(tǒng)。基于理論成果設(shè)計開發(fā)的軟件系統(tǒng)可推廣應(yīng)用于城市重大危險源的風(fēng)險評價，已初步取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)成果改變了國內(nèi)城市重大危險源風(fēng)險管理技術(shù)成果與安全生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象，軟件系統(tǒng)從一定程度上改變了國內(nèi)在該軟件領(lǐng)域長期依賴從國外高成本引進(jìn)的被動局面，為服務(wù)于政府安全監(jiān)督管理部門對城市重大危險源的管理工作提供了有力的工具和手段。該軟件系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于城市重大危險源管理，對于指導(dǎo)城市重大危險源防災(zāi)救災(zāi)及日常的安全技術(shù)管理具有重要意義，應(yīng)用前景廣闊。成果的應(yīng)用推廣將提高城市重大危險源監(jiān)管工作水平，降低重大危險源事故發(fā)生幾率，控制事故規(guī)模，將帶來顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。2. 技術(shù)內(nèi)容本項(xiàng)研究采用實(shí)際調(diào)研、統(tǒng)計分析、理論研究、計算機(jī)模擬和系統(tǒng)設(shè)計等研究方法。運(yùn)用爆炸理論、反應(yīng)動力學(xué)、熱流體學(xué)、環(huán)境流體力學(xué)及傳熱傳質(zhì)學(xué)等多學(xué)科理論，結(jié)合國內(nèi)外事故或模擬試驗(yàn)結(jié)果，深入研究并建立各類重大危險源事故模型，尋求快速高效的適合工程應(yīng)用的算法進(jìn)行相關(guān)模型的求解，借助計算機(jī)可視化編程技術(shù)，建立重大危險源事故后果評價模型庫。基于GIS技術(shù)構(gòu)建城市重大危險源管理平臺，實(shí)現(xiàn)重大危險源定位、信息查詢，建立重大危險源二級聯(lián)動管理的模式。利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、GIS技術(shù)和事故后果模擬及動態(tài)應(yīng)急救援輔助決策技術(shù)研究成果，采用面向?qū)ο笤O(shè)計方法結(jié)合災(zāi)害過程模擬仿真結(jié)果。在三維GIS場景中基于事故后果評估結(jié)果動態(tài)輔助應(yīng)急救援決策，包括人員撤離路徑、消防車路徑和緊急救援通道的最短路徑分析、交通管制設(shè)置等，進(jìn)行應(yīng)急資源的快速調(diào)查和優(yōu)化調(diào)度。以南京市為研究對象，設(shè)計開發(fā)基于GIS的城市重大危險源風(fēng)險管理系統(tǒng)，有效地指導(dǎo)城市重大危險源日常信息管理和輔助應(yīng)急救援決策工作。將開發(fā)的系統(tǒng)分別應(yīng)用于南京市和南京市江寧區(qū)重大危險源管理和應(yīng)急救援演練，檢驗(yàn)與完善所開發(fā)的系統(tǒng)。本項(xiàng)目擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，可以應(yīng)用于城市重大危險源風(fēng)險評價與風(fēng)險管理，項(xiàng)目已經(jīng)通過江蘇省軟件檢測中心測試，并已經(jīng)獲得應(yīng)用。

本發(fā)明涉及一種城市建成區(qū)邊界自動提取方法，尤指應(yīng)用于高分辨率全色遙感影像進(jìn)行城市建成區(qū) 邊界自動提取，屬于城市規(guī)劃領(lǐng)域。本發(fā)明首先對影像進(jìn)行直方圖均值拉伸處理，然后基于邊緣檢測算 子提取城市建成區(qū)的邊緣密度合理區(qū)，并基于灰度共生矩陣和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法提取其紋理特征合理區(qū)，再 將邊緣密度的合理區(qū)和紋理特征的合理區(qū)進(jìn)行與操作得到城市建成區(qū)的候選區(qū)，然后使用分塊密度過濾 方法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行精提取，最后使用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法將邊界進(jìn)行光滑處理并提取出城市建成區(qū) 邊界。本發(fā)明能有效處理具有多個中心且空地水域面積較大的區(qū)域，彌補(bǔ)當(dāng)前已有方法的不足，且提取 的城市建成區(qū)邊界具有較高的精度。

截至2013年3月底，全國設(shè)市城市、縣累計建成城鎮(zhèn)污水處理廠3451座，污水處理能力約1.45億立方米/日，較2012年底新增污水處理廠111座，新增處理能力約300萬立方米/日。產(chǎn)生含水率80%的污泥超過2000萬噸。隨著城鎮(zhèn)化水平和污水處理量的增加，污泥的產(chǎn)量以每年10%的速度在增長，將很快突破3000萬噸。隨著污水處理設(shè)施的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水處理廠污泥量急劇增加，且每年仍以10%左右的速度增長。根據(jù)有關(guān)內(nèi)部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國目前有近17％的城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥去向不明，同時大約67％的污泥以簡單填埋為最終出路。針對目前城市污泥難處理及市場巨大的特點(diǎn)，采用超臨界水氧化技術(shù)處理城市污泥，實(shí)現(xiàn)城市污泥的無害化處理。超臨界水氧化技術(shù)（Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO）是利用水在超臨界狀態(tài)下所具有的特殊性質(zhì)，使氧化劑和有機(jī)物完全溶解在超臨界水中并發(fā)生均相氧化反應(yīng)，迅速、徹底地將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無害化的CO2、N2、H2O和無機(jī)鹽等小分子化合物。相比傳統(tǒng)的城市污泥處理方案，SCWO具有突出的優(yōu)勢，能取得巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益。

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是確保列車行車安全和高效運(yùn)營的核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備。基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）是列控技術(shù)的發(fā)展方向。     該成果應(yīng)用之前，此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)裝備全部依賴引進(jìn)。在國家有關(guān)部委及北京市持續(xù)支持下，本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)城軌交通安全高效運(yùn)營的重大需求，歷經(jīng)十多年努力，突破了CBTC核心技術(shù)，為城軌交通建設(shè)、安全高效運(yùn)營提供了技術(shù)支撐。      主要創(chuàng)新點(diǎn)：     1.提出了基于列車運(yùn)行復(fù)雜場景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)方法，構(gòu)建了滿足CENELEC標(biāo)準(zhǔn)的最高安全完善度等級SIL4的安全保障管理體系和集成研發(fā)平臺，研制了車載和地面兩個信號專用、可移植的安全計算機(jī)平臺以及CBTC整套技術(shù)裝備。整套產(chǎn)品和應(yīng)用工程均通過了國際獨(dú)立第三方SIL4級安全認(rèn)證，屬我國首次。      2.提出了基于移動閉塞的CBTC系統(tǒng)設(shè)計理論與方法，攻克了列車安全防護(hù)技術(shù)和最佳化自動駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩(wěn)運(yùn)行和精確停車。      3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化策略、專用安全通信協(xié)議(SFP)和數(shù)據(jù)傳輸冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在世界上首次研制了兼容無線自由波、漏泄波導(dǎo)管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了不同傳輸媒質(zhì)間無縫切換，保證了復(fù)雜線路條件下安全數(shù)據(jù)的可信傳輸。     4.構(gòu)建了覆蓋全生命周期的完備性測試案例庫（包含12.4萬條測試案例），提出基于最小系統(tǒng)的仿真測試方法，開發(fā)了硬件在環(huán)的CBTC系統(tǒng)仿真測試平臺，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)互換和虛實(shí)互控的系統(tǒng)功能與故障注入測試驗(yàn)證，降低了現(xiàn)場調(diào)試安全風(fēng)險，減少了現(xiàn)場測試工作量。      項(xiàng)目共形成國家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)；申請發(fā)明專利50項(xiàng)，其中已授權(quán)25項(xiàng)；軟件著作權(quán)111項(xiàng)；獲2010年度北京市科技進(jìn)步一等獎。     自2008年，先后在大連快軌3號線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號線運(yùn)用，所控制的79組列車已累計安全運(yùn)行1974.6萬公里。運(yùn)營考核表明，自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過國際標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，使我國成為世界第四個掌握該項(xiàng)技術(shù)的國家，迫使引進(jìn)系統(tǒng)降價30%。

本研究成果是基于交通需求預(yù)測理論，建立城市交通出行需求預(yù)測模型體系和應(yīng)用平臺，并融入決策支持技術(shù)，為城市和交通發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，為城市總體規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃、各種專項(xiàng)交通規(guī)劃的編制，交通系統(tǒng)設(shè)計，交通管理決策等提供數(shù)據(jù)支持和量化分析依據(jù)。

本發(fā)明公開了一種城市交通監(jiān)控視頻全局編碼方法及系統(tǒng)，包括步驟：步驟 1，將原始監(jiān)控視頻分割成 車輛視頻和去除車輛的視頻；步驟 2，采用可選差分編碼方式對去除車輛的視頻進(jìn)行編碼；步驟 3，提取車 輛視頻中全局運(yùn)動車輛的全局特征參數(shù)集；步驟 4，基于全局特征參數(shù)對車輛視頻進(jìn)行全局編碼。本發(fā)明在 去除場景冗余的基礎(chǔ)上進(jìn)一步去除了監(jiān)控視頻中的全局冗余，有效提高了城市交通監(jiān)控視頻編碼壓縮效率。 

本發(fā)明公開了一種多尺度城市擴(kuò)張關(guān)聯(lián)規(guī)則提取方法，首先依據(jù)城市發(fā)展的區(qū)域特征設(shè)計挖掘變量， 并通過地理信息系統(tǒng)空間分析方法，獲取變量空間數(shù)據(jù)。以多級別規(guī)則格網(wǎng)的采樣方式對挖掘變量進(jìn)行 空間統(tǒng)計，并對挖掘變量連續(xù)值進(jìn)行離散化處理，形成事務(wù)數(shù)據(jù)庫。然后利用已有關(guān)聯(lián)規(guī)則生成算法分 別在各級尺度格網(wǎng)挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則。對各級尺度上的挖掘結(jié)果與對應(yīng)格網(wǎng)單元進(jìn)行空間匹配之后，通過本 方法提出的空間尺度匹配系數(shù)，確定最合適的格網(wǎng)尺度進(jìn)行規(guī)則分析。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)關(guān)聯(lián)