《贵州大学学报》（自然科学版）2020年第二期目次及摘要

雨山-11

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文章速读

目次

专家特稿
徐龙华，方帅，巫侯琴
氧化矿表面改性调控浮选分离的研究综述

基础科学研究
田志美，代秀霞，田友华等
碳钢电极和镍电极的腐蚀及钝化行为研究

许留恩，赵元龙
贵州剑河八郎“清虚洞组”三叶虫Probowmania(Mufushania)nankingensis Lin，1965的初步研究

张必胜
《谈天》对清末科学教育的影响

工程科学研究及应用
溥江，张秀华，苏亚锋等
某新型高涡旋压缩机转子系统动力特性分析

留黎钦，翁敏航
基于1/4步阶阻抗谐振器设计之微小化宽带带通滤波器设计

何庆，黄闽茗，周晓南
基于反向学习策略的深度搜索布谷鸟算法

罗艳霞，车艳
混合遗传算法在陶瓷坯料配方优化设计中的应用

袁乐民
基于中值滤波算法的医学影像图像除噪设计实现研究

李辉，杨绿，吴怀超
考虑非线性摩擦的电动伺服缸加载系统鲁棒自适应控制

孙若钒，高建瓴，陈娅先
VansNet轻量化卷积神经网络

王琬
地源热泵可持续设计方法

唐洪刚，高云鹏,孔思达等
BIM技术在装配式建筑设计中的应用

郑稣庭
含圆钢管的方形叠合柱-钢梁节点拟静力试验和数值分析

姜腾钊，张华刚，魏威等
混凝土折板式拱网壳动力特性的参数化分析

李达朗，杨根兰，鲁鲲鹏等
干湿循环脆性红砂岩的孔隙及声发射特征研究

袁黎，蔡尧，邵晨曦等
基于累计因素法的平交口信号灯设置依据研究

周晨，刘洋，靳壮壮
大跨度钢结构管桁架力学性能及变形控制研究

戴维，章敏，刘洋
隧道斜交横通道爆破振动效应研究

冯磊，何玲，何康佳等
窄体通勤车防侧翻主动控制技术研究

周云月，李红伟，刘海平等
“礼让斑马线”对无信号控制人行横道处通行能力影响研究

李芳蓉，田永峰，牛娟等
NaCl含量测定实验中含银废液的回收和再利用研究


文章速读

专家特稿

1氧化矿表面改性调控浮选分离的研究综述
徐龙华1, 2*，方帅1，巫侯琴1
（1.西南科技大学 环境与资源学院，四川  绵阳 621010；2.固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川 绵阳 621010）

摘要：表面改性通过改变元素在矿物表面上的分布和状态，从而影响矿物的表面性质，使得矿物之间可浮性产生差异。本文对影响表面改性调控的主要因素以及强化氧化矿浮选分离的表面改性调控手段进行了系统的总结。指出：影响表面改性的主要因素包括矿物自身性质，溶剂种类以及溶液pH值；用于氧化矿浮选分离的表面改性调控主要有改变pH，添加外来金属离子以及超声和微波辐射在内的外力场调控。最后指出今后表面改性调控应着重研究溶解性型氧化矿之间的离子溶解及迁移行为；明确提出关于表面改性的调控机制还需深入，实际应用推广仍需加强。

关键词：氧化矿；表面改性；浮选分离；超声预处理；微波辐射
起止页码：1-6

基础科学研究

2碳钢电极和镍电极的腐蚀及钝化行为研究

田志美1，代秀霞2，田友华3，宋崇富1*
（1.阜阳师范大学 化学与材料工程学院，安徽 阜阳  236037；2．潍坊文华学校， 山东 潍坊 261100；3．潍坊高新技术产业开发区北海学校， 山东 潍坊  261031）

摘要：本文运用恒电位法探究了碳钢电极和镍电极的腐蚀及钝化行为。将两种电极分别放置在不同电解质溶液中，改变温度和电解质溶液的组成，根据电极的极化曲线来判定其在对应的条件中是否腐蚀和钝化以及腐蚀和钝化的程度。实验结果表明，碳钢电极在NaOH溶液中只腐蚀不钝化，在氨水和碳酸氢铵混合溶液中既腐蚀又钝化，在硫酸溶液中不腐蚀也不钝化；镍电极在NaOH溶液中只腐蚀不钝化，在氨水和碳酸氢铵混合溶液中不腐蚀也不钝化，在硫酸溶液中既腐蚀又钝化。影响电极腐蚀和钝化的因素有温度，电解质种类与电解质溶液浓度。温度越高，电极腐蚀和钝化程度越强；电解质溶液浓度越大，电极腐蚀和钝化程度越强。电解质种类不同，腐蚀和钝化行为不同。

关键词：恒电位法；碳钢电极；镍电极；腐蚀；钝化
起止页码：7-12
3贵州剑河八郎“清虚洞组”三叶虫Probowmania (Mufushania) nankingensis Lin，1965
的初步研究
许留恩，赵元龙*
(贵州大学 资源与环境工程学院， 贵州 贵阳 550025)

摘要：本文根据三叶虫分类的主要要求结合线性相关分析，对产于贵州剑河寒武系“清虚洞组”的已经定种的褶颊虫目的三叶虫Mufushania cf. nankingensis Lin，1965进行重新划分，认为原本划分为Mufushania cf. nankingensis Lin，1965，由于埋藏因素导致标本出现挤压形变从而影响属种的准确划分，应该属于Probowmania (Mufushania) nankingensis Lin，1965。


关键词：埋藏因素；属种划分；三叶虫
起止页码：13-17

4《谈天》对清末科学教育的影响
张必胜*
（贵州师范大学 教育学院，贵州 贵阳 550025）

摘要：厘清李善兰翻译出版西方天文学著作的主要历程，分析其翻译天文学著作的时代背景和学术背景。通过史料分析，得出李善兰是把近代西方天文学全面地引入我国的第一人，是近代西方天文学传播和研究的奠基人。通过翻译西方天文学著作为中国传统天文学带来了更加理论化和系统化的天文知识，为落后的天文学教育和研究培养了一大批人才，为中国传统天文学的西化作了铺垫。《谈天》的翻译出版为清末科学教育做出了重要的贡献，并且影响着后来的科学教育。

关键词：李善兰；伟烈亚力；《谈天》；科学教育
起止页码：18-22

工程科学研究及应用

5某新型高涡旋压缩机转子系统动力特性分析

溥江1，张秀华1, 2 *，苏亚锋2，姚宏2
（1.贵州民族大学 机械电子工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 机械工程学院，贵州 贵阳 550025）

摘要：作为第三代主流压缩机的涡旋压缩机，因其转子为偏心结构，在受到动涡旋盘偏心回转产生的巨大离心力作用下导致整机振动加剧，使其一般只能在低于7000RPM的转速下正常工作，极大制约了系统效率的提升。为此，对正在研发的最高工作转速为12000RPM的涡旋压缩机转子系统进行动力特性研究。基于等效力学模型及动平衡方程，确定平衡块的质量及位置，由坎贝尔图、各转速下涡动频率及振型云图得知，在0~12000RPM转速下，转子系统没有产生共振，且运行平稳。证明该系统的工作效率可通过提高转子转速的方法来实现，这也为偏心结构压缩机转子结构设计提供一理论参考。

关键词：涡旋压缩机；动力特性；坎贝尔图；涡动频率；共振
起止页码：23-27
6基于1/4步阶阻抗谐振器设计之微小化宽带带通滤波器设计

留黎钦*，翁敏航
（莆田学院 信息工程学院，福建 莆田 351100）

摘要：本文提出了一种微小化宽带带通滤波器。该滤波器由两个四分之一波长的步阶阻抗谐振器混合耦合组成， 可以实现中心频率为2.2 GHz，具有1.5~2.9 GHz的通带和64%的带宽。为了验证设计理论，制造并量测滤波器，从量测结果看，通带内插入损耗为S21=-1.5 dB，回波损耗均大于-10 dB，通带群延迟在0.01~0.15内。在频带上边4.2 GHz的地方出现传输零点，提高了滤波器的选择性，整个电路尺寸约为 21 mm×5 mm，即 0.25λg×0.06λg，λg是2GHz的波导波长，同时测量结果也显示出与模拟结果的良好一致性。

关键词：带通滤波器；宽带；四分之一波长；步阶阻抗谐振器
起止页码：28-31
7基于反向学习策略的深度搜索布谷鸟算法

何庆1*，黄闽茗1，周晓南2
（1.贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州 贵阳 550025;2.贵州大学 学报编辑部，贵州 贵阳 550025）

摘要：布谷鸟搜索算法（CS）是一种简单有效的仿生学优化算法，但在处理高维复杂问题时不能快速收敛得到最优解，针对此问题，本文引入反向学习策略和逐维深度搜索策略改进基本的CS。在布谷鸟算法的搜索阶段，通过对Levy飞行后的解进行反向学习，从而有效提升最优解的搜索效率；另外，在每一代结束后，对当前的全局最优解进行逐维深度搜索，捕捉潜在最优解，弥补搜索步骤可能出现的问题。实验结果表明，本文对算法提出的改进，提高了算法的全局搜索能力，收敛速度以及收敛精度。

关键词：布谷鸟搜索算法;仿生群优化算法;并行算法;反向学习;深度搜索
起止页码：32-36
8混合遗传算法在陶瓷坯料配方优化设计中的应用

罗艳霞*，车艳
(莆田学院 信息工程学院，福建 莆田 351100)

摘要：以绝对误差为目标函数，采用混合遗传算法对陶瓷配方进行设计，并通过加入移民策略和随进化代数变换的交叉变异率对算法进行了优化。配方实验结果显示，优化后的混合遗传算法相对误差在1%以内，这表明改进后的算法在陶瓷坯料配方应用中有很好的适用性。

关键词：陶瓷配方；遗传算法；混合遗传算法
起止页码：37-41
9基于中值滤波算法的医学影像图像除噪设计实现研究

袁乐民*
（甘肃中医药大学定西校区  医学教学部，甘肃 定西 743000）

摘要：对医学影像图像中值滤波算法的数学模型进行了分析，采用MATLAB平台对基于中值滤波算法的医学影像图像除噪进行了算法实现设计，并运用中值滤波算法将含有椒盐噪声和高斯噪声的医学影像图像分别加以实验仿真操作，进一步对其经不同的中值滤波算法模板进行了实验比较研究。结果表明理论分析与实验的一致性。

关键词：医学影像图像；中值滤波；除噪；处理
起止页码：42-45
10考虑非线性摩擦的电动伺服缸加载系统鲁棒自适应控制

李辉，杨绿*，吴怀超
（ 贵州大学 机械工程学院，贵州 贵阳  550025）

摘要：非线性摩擦、外界扰动以及参数不确定性对电动伺服缸加载系统加载精度和响应特性带来不利影响。针对该问题，引入LuGre非线性摩擦模型，建立了电动伺服加载系统动力学模型，将非线性摩擦纳入系统总扰动中，设计了一种鲁棒自适应控制器（ARC）；应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的鲁棒自适应控制器的稳定性。经仿真表明，相较于传统PD控制器，本文所设计的ARC控制器能使电动伺服缸加载系统具有更优的加载力跟踪精度和良好的鲁棒性。

关键词：鲁棒自适应；电动伺服缸；非线性摩擦
起止页码：46-50
11VansNet轻量化卷积神经网络

孙若钒，高建瓴*，陈娅先
（贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州  贵阳 550025）

摘要：近年来，研究人员们在卷积神经网络的基础上保证效率的条件下提出了轻量化卷积神经网络，其中SqueezeNet轻量化卷积神经网络在保证精度的前提下，压缩了参数，提高了整体效率。本文针对SqueezeNet网络中由于压缩参数，存在准确率不理想的问题，提出了引入残差网络，增加跳层结构和网络宽度的改进方法VansNet，相较于AlexNet、ResNet和SqueezeNet三种卷积神经网络其计算量最小且参数量很小。实验结果表明，改进后的VansNet轻量化结构在略增加参数的前提下提高了图像分类的准确率和效率。

关键词：轻量化；卷积神经网络；图像分类；压缩参数 ；残差网络；跳层结构
起止页码：51-56
12地源热泵可持续设计方法

王琬*
(贵州大学 化学与化工学院，贵州 贵阳 550025)

摘要：本文将模拟仿真技术与地源热泵传统设计标准GB 50366-2009 《地源热泵系统工程技术规范》结合，提出地源热泵可持续设计方法。运用ANSYS Workbench仿真软件对地源热泵进行建模及结构参数模拟，获取推荐设计参数范围，并以贵阳市某别墅小区地源热泵设计为例：推荐钻孔间距为4～6 m，钻孔孔径为0.13～0.19m，回填料导热系数范围为2～3W·m-1·K-1，而管径选取需根据不同工况综合考虑。

关键词：可持续设计；地源热泵；地埋管；钻孔
起止页码：57-60
13BIM技术在装配式建筑设计中的应用

唐洪刚1*，高云鹏1,孔思达1，冯娴2
(1.贵州大学 勘察设计研究院，贵州 贵阳 550025；2.遵义市播州区城市建设投资经营（集团）有限公司，贵州 遵义 563100）

摘要：装配式建筑项目总承包让设计、施工、构建生产有了深度的融合，依托BIM技术的设计范围的延续与拓展成为装配式建筑实施的必要条件。通过对当前装配式建筑从设计到实施存在的问题分析，探讨BIM技术在建筑设计、深化设计及建筑构件生产这三个核心阶段的应用与优化。

关键词：装配式建筑；BIM；正向设计；深化设计；构件生产
起止页码：61-65

14含圆钢管的方形叠合柱-钢梁节点拟静力试验和数值分析

郑稣庭*
(福建建工集团有限责任公司，福建  福州 350001)

摘要：为研究含圆钢管的方形叠合柱￣钢梁连接节点的滞回性能：设计了以轴压比、楼板厚度为参数的3个柱顶施加轴向恒力、梁端施加竖向反复荷载的节点拟静力试验；研究了节点的破坏过程和破坏模态；分析了反复荷载对试件刚度、延性的影响规律；在试验的基础上，利用有限元软件ABAQUS对节点进行数值模拟；选取典型节点试件模拟了破坏过程，并进行了参数分析。计算得到的试件破坏模态和滞回曲线同试验结果总体上吻合良好，结果表明：较大的轴压力限制了节点核心区初始裂缝的出现时间与宽度；不带楼板试件和带楼板试件的破坏模式分别为梁端受弯￣节点核心区受剪破坏和柱端压弯￣节点核心区受剪破坏；该类节点滞回关系曲线均较饱满，耗能能力强，具有良好的抗震性能。

关键词：节点；滞回性能；数值模拟；工作机理；参数分析
起止页码：66-72
15混凝土折板式拱网壳动力特性的参数化分析

姜腾钊1，2，张华刚1，2*，魏威3，王勤征1,2，吴琴1,2
(1.贵州大学 空间结构研究中心，贵州 贵阳  550003；2．贵州省结构工程重点实验室，贵州 贵阳  550025；3．贵州建工监理咨询有限公司，贵州 贵阳 550081）

摘要：折板式拱网壳是由V形折板拱壳网格化而得的新型混凝土空间网格结构，本文采用有限元方法分析纵向两端开敞结构的动力特性，并了解结构整体刚度的主要影响因素。结果表明：屋盖的低阶振型以竖向振动为主，刚度薄弱位置出现在开敞处，因此横向矢高对结构整体刚度的影响较小，而V形密肋折板拱自身的矢高对结构整体刚度的影响较大；横向脊（谷）线拱作为屋盖的主要传力结构，增强其刚度可以明显提高结构的整体刚度；纵向脊线是结构的振动节线，其刚度变化对结构整体刚度影响不大；空腹桁架上弦作为V形密肋折板拱的拱脚边缘支承结构，提高其刚度几乎不改变屋盖结构的整体刚度；提高密肋梁的刚度会同时增大结构质量，因此密肋梁的刚度改变几乎不影响结构基频；由于有限元模型中屋面板中面与梁中面重合，板厚改变不影响结构的基频，屋面板可作为结构的刚度储备。

关键词：混凝土；双向折板式拱网壳；动力特性；参数化分析；有限元法
起止页码：73-78

16干湿循环脆性红砂岩的孔隙及声发射特征研究
李达朗，杨根兰*，鲁鲲鹏，龙登武
（贵州大学 资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025）

摘要：为研究脆性红砂岩在干湿循环条件下，孔隙率变化情况、变形破坏特征以及声发射特征，进行了10次干湿循环试验。结果表明，最初的孔隙变化主要是小开孔隙过渡为大开孔隙，随循环进程小开孔隙呈小幅度波动，但大开孔隙呈对数增长；干燥、饱和的单轴抗压强度均呈对数降低趋势；而结合声发射特征曲线可以更合理地把脆性红砂岩单轴压缩过程划分为3个显著阶段：裂隙压密阶段、弹性变形阶段、宏观破坏阶段。随干湿循环次数的增多，因孔隙的逐渐扩大、增多，压密阶段的声发射事件有逐渐增多的趋势；累计计数的突变可以作为弹性变形阶段后岩石内部关键断裂初始扩展、贯通的依据；宏观破坏阶段声发射累计计数占比随循环次数有降低趋势，脆性红砂岩低次干湿循环的变形破坏高度集中在宏观破坏阶段，随着循环次数的增加，孔隙的增大、增多，变形破坏有提前发生的趋势，大量声发射活动逐渐提前，且破坏形式有脆性破坏向延性破坏的过渡趋势。

关键词：干湿循环；红砂岩；孔隙率；声发射
起止页码：79-85

17基于累计因素法的平交口信号灯设置依据研究
袁黎1，蔡尧1*，邵晨曦2，于俊俊3
(1.河海大学 土木与交通学院，江苏  南京  210098；2. 河海大学 环境学院，江苏 南京 210098；3.中设设计集团股份有限公司，江苏  南京 210014）

摘要：以往的交叉口机动车信号灯设置依据主要是考虑单一因素为主的离散模型方法，而信号灯的设置是一个涉及众多因素的问题。为克服这一局限性，通过实地调查和交通仿真，基于交叉口的道路特征、交通流量以及交通环境等多种影响因素，采用累计因素模型的方法构建平交口信号灯设置依据模型，并给出了信号灯设置阈值。与传统设置依据相比，该方法通过添加一系列调整要素，减少了管理或设计者数据采集带来的负担，从而简化了交叉口信号灯设置依据，实现在相应的交叉口合理设置机动车信号灯。

关键词：交通控制；信号灯设置依据；累计因素法；交叉口延误
起止页码：86-91

18大跨度钢结构管桁架力学性能及变形控制研究
周晨1*，刘洋1，靳壮壮2
(1.中铁五局集团建筑工程有限责任公司, 贵州 贵阳 550081；2.贵州大学 机械工程学院, 贵州 贵阳 550025）

摘要：为解决大跨度钢结构因变形失稳、应力集中造成施工难度大及节点易破坏等技术难题，本文以双龙生态公园2号游客服务中心（国际山地旅游联盟总部）大跨度钢结构工程为例，采用有限元软件Midas Gen800对三角形管桁架结构的中间榀桁杆和腹杆所受轴力进行仿真计算，研究不同载荷下管桁架结构力学性能。为验证仿真结果的可靠性，采用振弦式应变计对管桁架杆件表面温度和振动频率进行测量，计算出杆件的应变和最大应力。仿真及试验结果表明，倒三角形管桁架管端部杆件所受内力与跨中所受内力差距较大，且施加载荷、固定约束和杆件表面温度对管桁架变形有较大影响，弦杆产生最大应力为-25.52 MPa,实验结果与中间榀桁杆数值模拟所受到的应力值相仿，验证了数值模拟结果的可靠性。最后，提出管桁架结构变截面设计、施工环境温度控制和多点支撑的施工方法，有效减少施工成本，提高施工质量。

关键词：大跨度钢结构；有限元仿真；力学性能；变形控制
起止页码：92-97

19隧道斜交横通道爆破振动效应研究
戴维*1，章敏2，刘洋1
( 1.中铁五局集团建筑工程有限责任公司，贵州 贵阳 550081; 2. 太原理工大学 土木工程学院，山西 太原 030024)

摘要：针对斜交横通道爆破施工对既有隧道安全性产生不利影响，建立了交叉隧道爆破振动三维数值模型，考虑爆破荷载峰值、衬砌界面强度、埋深和围岩弹性模量的影响，从监测点振速和衬砌内力两方面对其安全性进行评价。结果表明：爆破振动作用下交叉区域将产生应力集中现象，衬砌内力增大5～10倍，拱顶和衬砌破除处易出现较大的动拉应力，是爆控的薄弱部位。爆破影响范围大致在θ>55°内，衬砌振速和动位移随着角度的增大呈现出先增大后减小的规律，在隧道拱顶区域达到峰值，且在迎爆区出现陡增；衬砌拆除前，沿爆破轮廓线将衬砌分割成爆破区和非爆破区将显著减小衬砌的变形和振速。

关键词：斜交横通道；既有隧道；爆破振动；数值模拟
起止页码：98-104

20窄体通勤车防侧翻主动控制技术研究
冯磊，何玲*，何康佳，张光星
（贵州大学 现代制造技术教育部重点实验室，贵州  贵阳 550025）

摘要：窄体通勤车体积小车身窄，为提高其侧倾稳定性，基于两前轮一后轮的Tadpole结构布局方式，提出一种前轮相对车身位置可变的车辆模型，并针对此模型提出了相应的防侧翻控制方案。通过动力学建模与分析，得到前轮受力情况，确定了前轮的运动轨迹。通过对多目标粒子群算法的改进与应用，寻找到两前轮轮心位移的协调动作方案。针对该新型车辆提出了新的评价指标，以表征防侧翻控制的要求。最后，对所得方案进行了数值仿真实验，实验结果表明，采用该控制方案的车辆，三个轮子所受支持力的均衡性有显著改善，侧倾稳定性有了极大提高，可以承受更大的行驶速度，更小的转弯半径，另外对抗外界干扰的能力有较大增强。为下一步开展窄体通勤车智能控制研究奠定了理论基础。

关键词：窄体通勤车；防侧翻主动控制；控制策略；改进多目标粒子群算法；数值仿真
起止页码：105-112

21“礼让斑马线”对无信号控制人行横道处通行能力影响研究
周云月1，李红伟1*，刘海平2，钟馨1
(1.河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210098；2.南京市城市与交通规划设计研究院股份有限公司，江苏 南京 210000）

摘要：行人过街设施是连接整个步行系统的重要环节。“礼让斑马线”的政策保障了行人安全，同时改变了无信号人行横道处行人与机动车的优先通行权。为了研究“礼让斑马线”政策对无信号人行横道以及路段通行能力的影响，在分析“礼让斑马线”条件下无信号控制人行横道道路通行能力的影响因素基础上，建立了路段通行能力计算模型，通过实例分析发现，“礼让斑马线”条件下：行人过街速度没有明显改变；行人极限心理等待时间缩短；人行横道通行能力增加；路段通行能力降低。

关键词：礼让斑马线；无信号人行横道；路段；通行能力
起止页码：113-118

22NaCl含量测定实验中含银废液的回收和再利用研究
李芳蓉*，田永峰，牛娟，孙彦坪，刘凤霞，童丹，李宏伟
（甘肃中医药大学 药学部，甘肃 定西 743000）

摘要：为了减少高校实验室废弃物对环境的污染，强化学生环保意识和资源节约意识，培养其科学精神和科学素养及良好职业素养，训练其实践操作能力。作者指导学生收集NaCl含量测定学生实验的含银废液，并采用三种方法回收处理，结果三种方法银回收率高达91.49%及以上，所得AgNO3的含量高达99.76%及以上，完全符合容量分析标准，纯度高，杂质含量低。故三种方法都可以作为实验室含银废液处理的方法。但相较而言，AgCl水合肼直接提银法步骤最少，银回收率和所得AgNO3纯度最高，故可首选，其次选AgCl氨浸提-抗坏血酸还原法，再次选AgCl氨浸提-金属锌还原法。单质Ag转化成AgNO3时选稀硝酸作为溶剂和氧化剂更好。经近三年实践应用，回收了大量银，既经济又环保，实验药品使用率提高，实验经费降低，学生树立起了牢固的环保意识和坚定的节约信念，为高校化学实验室含银废液回收再利用提供理论依据和技术指导，并为回收利用实验废液中其它化学成份提供有价值的参考。

关键词：含银废液；收集；回收；再利用
起止页码：119-124
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