北京交通大学学报

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梁骁;刘昱;李唐军;王目光;梁林俊;简水生

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 1. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.001

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在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.

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复制窗口不等保护喷泉码的与或树渐进性能分析

蒋大明;侯晓彬;单冬;冯锡生

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 7. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.002

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采用与或树分析方法,结合算法的构造,推导出复制窗口不等保护算法中各类数据的译码失败概率迭代公式.从数学的角度验证算法性能.通过Matlab性能仿真,给出在不同复制因数下复制窗口不等保护算法与算法误比特率性能关系曲线.通过与基于权重的不等保护算法及拓展窗口喷泉码的渐进性能仿真结果进行对比,证明了该算法在相同译码开销下,可将保护级别提高3～4个数量级.此外,本文研究了复制因数对算法性能的影响,在不同的译码开销下,通过Matlab仿真给出复制因数与算法性能的关系曲线.

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基于改进射线跟踪法的隧道环境无线信道仿真

赵友平;张静;李金兴;谈振辉

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 12. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.003

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隧道环境与陆地上移动通信有显著不同,需要对其无线信道特性进行研究.本文提出了一种改进的射线跟踪法,能够对隧道环境无线信道特性高效地仿真,降低了射线跟踪的计算复杂度,同时采用一种新的坐标系描述弯道的几何形状,便于对弯道部分进行射线跟踪.本文将路径损耗的仿真结果与北京地铁14号线的实测结果进行对比,对比表明:改进的射线跟踪法能够有效地预测路径损耗;直道中K因子在-8～25 dB范围内变化,且随着距离增大有减小的趋势.

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矩形波导缝隙阵列天线的快速综合算法

王绪存;周以国;王岩飞

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 19. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.004

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矩形波导缝隙阵列天线计算复杂,本文提出一种快速综合算法,充分考虑互耦的影响,并且可以对同相或不同相缝隙电压加权进行综合.首先在有源导纳法的基础上得出一个矩阵方程,互耦的影响和缝隙自身的影响分别可以用方程中的一个矩阵完全表示.分析矩阵的特性后,本文可将对面阵的综合转换为对每条波导上缝隙的综合,大大降低计算量.仿真实例验证了算法的有效性.

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基于人工势场法的迷宫路径搜索算法设计

李晓光;姚自强;杨旭

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 27. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.005

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在针对迷宫的众多搜索算法中,大部分算法都不能保证在任意迷宫中有很好地表现,为了寻找一种适应性强且比较高效的搜索算法,本文提出了一种基于人工势场法的迷宫路径搜索算法.该算法增强了电脑鼠对迷宫路径未知部分的预测能力和岔口选择的决策能力,同时能够实现最优路径的选择.通过数学建模和定性分析,并运用电脑鼠实际测试,证明了此算法的可行性和可靠性.

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图像分块融合算法速度优化处理研究

周晓波;程海龙;贾琦

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 33. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.006

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相比于自然界现阶段人们所持有的取像设备有着较低的动态范围,在某种曝光强度下,自然界的所有细节很难被完全抓取,图像的部分细节还是模糊的.基于对此现象的认识,本文通过将不同曝光度图像合成的方法,获取到了质量较高的融合图像,并在保证图像效果的基础上,通过加窗运算的方式,提高了算法在图像分块融合处理上的执行速度,保证了算法效率.

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基于用户关系的在线社会网络关键用户识别算法

吴哲;郭宇春;陈常嘉

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 37. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.007

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为了从在线社会网络中识别关键用户,并对用户的关键性进行量化排序,提出URRank算法,通过模拟人类社会的投票行为,综合考虑用户自身的活跃度和用户间的关注与互动关系,经过迭代计算,量化用户的关键性.以新浪微博的部分抓取数据为例,通过比较现有几种关键用户排序算法发现,URRank算法能够避免其他算法存在的被欺骗及片面性问题,识别出具有高认知度和高覆盖度的关键用户.

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基于有限测量信息的加权最小二乘法在配电网状态估计中的应用

刘琳;和敬涵

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 43. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.008

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为了适应测量装置数量受限的配电网控制的需要,提出一种基于有限测量信息的配电网状态估计方法.模型中将区域配电网节点电压幅值和相角作为状态变量,测量节点电量、负荷规划数据分别作为实际测量量和伪测量量,利用加权最小二乘法权重参数的合理配置保证模型的合理性并求解.通过对英国某区域配电网实例仿真计算,结果表明:本文状态估计模型能够根据有限测量量进行网络全节点的状态估计,且平均估计误差满足实际应用要求;同时,定性描述了测量点数量、估计初值与状态估计误差的关系,为进一步探索测量点优化配置和最优状态估计求解奠定基础.

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平板热反应器的多场耦合建模及仿真研究

王健;王玮;官琪

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 49. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.009

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化学反应器中的化学反应过程是能量,物料平衡及物料动量,热量和物料传输等联系紧密的多物理场耦合过程.该过程涉及的物理化学问题非线性度较高,求解难度也会增加.本文对平板化学热反应器在建立其化学反应、动量传输、能量传输和物料传输的多物理场耦合数值模型的基础上进行了研究,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件的化学工程模块按照由简入繁的建模思路,逐步对所涉及的物理场进行耦合,完成对物料热反应关键控制参数温度、浓度和流速等在反应过程中变化情况的掌握,有助于产品质量控制和安全生产.

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基于RFID技术的安全跟车系统

霍炎;卢雨萌;程伟;荆涛

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 54. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.010

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为了提高行车安全性,基于RFID技术提出了一种安全跟车系统(SCFS).在此系统中,RFID标签部署在道路表面,为安装有RFID读卡器的车辆提供道路信息.系统根据标签中存储信息的时间特性,利用时间序列预测法,预测前车的行驶状态并估测两车之间的道路距离;结合当前行驶状态对车速进行适当调整,以保证行车安全.本文给出了3个系统性能评价指标,并进行仿真实验.结果表明,SCFS系统能够在不同跟车行驶状态下保证行车安全,避免追尾碰撞的发生.

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基于RFID技术的位置信息辅助系统

荆涛;关明阳

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 60. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.011

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为提高车辆获取位置信息的准确性,基于RFID(射频识别)技术提出一种车辆位置信息辅助系统,在本系统中,将RFID标签铺设至路面上,为装有RFID读卡器车辆提供准确的道路和位置信息系统.根据标签中提供的位置信息,利用车间通信,并依据车辆的运行状态,让无RFID车辆同时能够计算出自身的位置,达到信息扩散与共享的效果.本文结合8种不同的道路状况,进行仿真实验.结果表明:本系统能够在不同的道路状况下良好运行,实现位置信息的扩散与共享.

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Rete算法的优化及在动车组故障知识库推理中的应用

吴冬华;崔玉龙;张春

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 65. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.012

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为了解决动车组在运行途中出现的各类故障,检修段需要根据动车组发生的故障进行原因分析,并及时采取相应的解决措施.因此本文将故障知识库应用到高速铁路动车组,着重研究了基于Rete算法的推理机在知识库系统的应用,并对Rete算法进行了改进,最后利用动车组故障数据对优化前后的Rete算法进行了比较,证明了改进算法的有效性.

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面向鲁棒性的高速铁路网络列车运行调整计划优化模型

季学胜;孟令云

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 70. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.013

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针对高速铁路路网中出现区间封锁事件,考虑事件持续时间的不确定性,以列车运行时间和安全间隔时间为约束条件,引入路径选择唯一性约束保证列车运行调整计划的鲁棒性,以所有列车晚点时间之和的期望值最小为目标函数,建立高速铁路列车运行调整计划优化整数规划模型.设计基于优先级规则的启发式算法,求解原模型的可行解.运用拉格朗日松弛算法和最短路径算法求解该模型的松弛模型,得到原模型最优解的下界.根据可行解与最优解下界之间的距离,可以定量地衡量可行解的质量.结果表明,相较于CPLEX数学求解软件,算法求解效率较高;模型与算法

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汽轮发电机运行状态对偏心磁拉力的影响研究

武玉才;冯文宗;李永刚

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 77. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.014

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采用有限元方法计算了汽轮发电机转子动偏心形成的不平衡磁拉力(UMP),以QFSN-220-2型汽轮发电机作为研究对象,分析了发电机动偏心程度、方向对不平衡磁拉力的影响,并在一定的偏心程度下分析了发电机有功、无功出力变化对UMP的影响.结果表明:UMP随着偏心程度增加而增大,UMP方向随着偏心方向改变而改变,在相同偏心程度下转子偏心方向对UMP的大小具有一定影响.发电机的功率调节对UMP的幅值具有显著影响.因此,当发电机出现振动超标现象时可以通过临时调节无功改善机组振动状态.

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基于PSASP/UPI的VSC-HVDC系统潮流控制建模与仿真

张芳;李静远;李传栋

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 83. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.015

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提出一种采用节点电流注入法含双端VSC-HVDC的交直流混合系统潮流控制交替求解新方法,交流系统与VSC-HVDC系统通过注入电流接口并交替求解,VSC-HVDC系统根据不同控制方式计算注入电流.对定交流母线电压控制通过无功注入电流反馈控制解决了交流母线电压参考值在交流系统潮流计算中不能直接给定的问题.本文所提新方法可借助电力系统分析综合程序(PSASP)的用户程序接口(UPI)功能实现含VSC-HVDC系统的潮流控制计算.通过新英格兰系统验证了本文所提方法的可行性及有效性.所提方法无需针对VSC-H巾C

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用于光伏并网的组合级联式功率转换系统复合功率控制策略研究

吴俊勇;艾洪克;田明杰;张巨瑞;冯宝泉

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 90. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.016

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根据光伏电站并网要求,分析了HC-PCS拓扑结构及特点,提出HC-PCS对光伏电站有功与无功综合补偿的复合功率控制策略.该复合控制策略兼顾光伏电站的有功平滑和电压稳定需求来确定HC-PCS的输出电流参考值,对HC-PCS输出有功与无功补偿进行协调控制,同时附加变化率控制,充分利用其快速功率调节特性,并且对电池充放电进行保护.对所提出的控制策略进行了仿真验证,结果表明,基于电池储能的HC-PCS可有效改善光伏电站并网特性,有助于提高光伏电站的低电压穿越能力,并对电网提供一定的动态无功支撑.

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充换电站储能系统模糊双目标优化调度方法

黄梅;王一依;张彩萍;马伟强;安动

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 97. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.017

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由于充换电站用电量存在明显的波动性,在充换电站建立储能系统是改善充换电站负荷稳定性的重要途径.为使储能系统充分发挥其作用,本文提出了考虑负荷平抑和用电经济性双重目标下的储能系统出力优化策略,对双目标进行加权模糊处理,使双目标优化问题转化为单目标优化问题.另外,在优化模型的约束条件中考虑了不间断电源功率需求和定时定荷电状态(SOC)的限制,从而具有更大的实际意义.本文使用粒子群算法进行求解,并结合某实际智能电网综合建设工程数据,对该双目标优化策略进行仿真分析,验证了该策略的优化效果及可行性.

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时变感性负载的APF控制策略比较与仿真

张丽霞;万纪博;魏志远;康伟

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 103. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.018

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针对应用于油田中的相控整流技术所产生的谐波,本文采用APF(有源电力滤波器)来滤除此谐波,对电流滞环、三角载波和SVPWM的3种控制策略进行研究.对比了不同开关频率下3种控制策略的滤波效果,针对存在的不足,本文提出了基于线性切换理论的APF控制策略和实现方法.仿真结果表明,线性切换理论在谐波严重的场合具有更好的滤波效果;而触发角不大和谐波比较小时,与其他3种策略没有明显的差距.因此,线性切换适用于阻抗变化大且触发角比较小的整流设备的谐波治理.

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基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法

王超;张靖;何宇;杨艳;陈达

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 108. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.019

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分布式电源(DG)接入配电网对潮流产生重要影响.本文分析了潮流计算中各种分布式电源模型及处理方法,引入灵敏度阻抗矩阵修正法更新PV节点的注入无功功率,结合辐射型配电网的特点,提出一种基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法.该算法解决了前推回代潮流算法处理PV节点失效的问题,同时适用于含各类分布式电源的潮流计算.最后对含各种类型分布式电源的IEEE 33节点配电网进行潮流计算仿真,仿真结果验证了提出算法的有效性和快速性,并通过不同算例验证了算法的稳定性.

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电子式电压互感器传变特性分析与测试

高厚磊;杨锐;王栋;王飞

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 114. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.020

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传统电压互感器对低频电压信号传变特性良好,但对行波信号的传变特性并不理想.电子式电压互感器在智能变电站中得到应用,其对高频信号具有潜在的传变优势,这对于实现智能变电站的行波故障测距和未来行波保护具有重要意义.本文以电容分压型电子式电压互感器为例,通过建立互感器的等值电路模型,分析其对暂态高频信号的频率响应特性,利用对互感器样机测试得到结果与理论分析相对比,证明了该互感器对故障行波信号具有良好的传变能力.

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智能变电站站域后备保护装置开发与测试

彭放;高厚磊;孔凡东;刘益青

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 119. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.021

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利用智能变电站信息共享优势,提出了基于电流差动原理的站域后备保护方法,并开发了符合IEC 61850标准的智能变电站站域后备保护装置.为了验证站域后备保护装置的工作性能,提出了基于RTDS的全数字化保护测试系统方案.通过搭建变电站仿真模型,并配置GTNET-SV和GTNET-GSE模块,完成了站域后备保护装置的闭环测试.针对变电站正常运行、站内故障及站外故障等不同工况,测试了保护装置的动作逻辑和动作时间,其性能指标满足设计要求.

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基于指数平滑法的平抑风电功率波动储能控制策略

谢桦;孟顺

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 123. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.022

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随着风电并网渗透率不断提高,风电并网的功率波动对电网产生的不利影响逐渐显现.本文将储能系统(ESS)用于抑制风电发电系统的功率波动性.同时考虑ESS荷电状态(SOC)和风电功率波动率的情况下设计了一种基于指数平滑法(ES)的平抑风电功率波动的储能控制策略方法.算例结果验证了该控制策略的正确性和有效性.

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考虑频率波动的改进瞬时电压d-q分解算法

王小君;巩超;和敬涵

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 128. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.023

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电压有效值的准确检测是分析电压暂降、波动和偏差的基础,是电压质量评估与抑制干扰首先要解决的重要问题.以单相电源为参考电压,采用60°延时方法构造虚拟的三相系统,借助d-q坐标变换可以对电压瞬时有效值进行计算.本文在该方法基本原理的基础上,分析了检测信号的频率波动对计算结果的影响,推导了频率波动误差公式,并在Matlab/Simulink平台下对推导结论进行了仿真验证,同时提出了基于ud2+uq2项滤波和局部均值计算的改进算法.通过仿真对比改进算法与传统算法,结果表明,改进算法对频率波动信号电压有效值的计算

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磁场饱和与畸变对发电机电感参数计算的影响

李扬;吴俊勇

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 132. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.024

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为了提高发电机故障检测的灵敏性,需要准确计算发电机电感参数.考虑发电机负载运行时磁路的饱和与位置的畸变,分别应用磁路法和磁场法计算了不同饱和程度与畸变程度下的电感参数,讨论了磁路饱和与磁场畸变对电感参数的影响,指出磁路法计算电感参数的局限性.对一台一对极隐极式发电机样机进行的不同工况下转子匝间短路实验表明:磁场法可以充分考虑物理情况,参数计算结果更加准确.在要求准确计算电感参数的场合使用磁场法更合适.

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高速铁路10 kV电力贯通线故障区段定位方法

温曼越;刘冰瑞;张姝;何正友

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 137. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.025

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提出了一种基于区段两端零模电流值乘积积分的高速铁路电力贯通线故障定位方法.该方法借助现有铁路远动系统,仅需要每个区段终端FTU上的零序电流值,即可快速准确定位故障区段.数字仿真试验结果表明:该方法不受故障距离、配变负载及过渡电阻的影响,且对FTU数据采集的采样率和同步性有良好的适应性.

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电网故障的动态连续诊断方式

李怡萌;顾雪平;李扬

北京交通大学学报. 2014, 38(5): 142. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.05.026

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首次利用自适应动态事件窗生成技术,直接面向故障发生、发展和监控信息获取的动态过程,提出一种电网故障的动态连续诊断方法.通过正反向推理相结合,并实时跟踪故障开始到故障结束,动态连续诊断的过程兼顾新增的告警信息和断面信息,能迅速和准确地得出诊断结果.本文首先以线路故障为例,按照断路器的不同动作情况和故障波及范围,建立线路的故障模型.然后,将自适应动态事件窗生成技术与电网故障的动态发展过程相结合,确定动态连续诊断机制.算例结果验证了该诊断方法的可行性及有效性.

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2014年, 第38卷, 第5期　刊出日期：2014-10-15

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