• 2020年第20卷第13期文章目次
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    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 中外钢渣一次处理技术特点及进展

      2020, 20(13):5025-5031.

      摘要 (745) HTML (0) PDF 12.66 M (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢渣作为炼钢过程中一种重要的副产品,其产量大、利用率低,大部分钢渣的堆存不仅占用了土地,还污染了环境,浪费了资源。因此,钢渣的资源化处理越来越受到重视。本文对国内外钢渣的一次处理技术进行了综述,对每种钢渣处理工艺技术条件以及优缺点进行了描述和点评。鉴于钢渣辊压破碎-余热有压热闷技术在解决钢渣的后续处理和资源化利用、环境影响等方面的优越性,该钢渣处理工艺可能会成为未来一个时期钢渣一次处理的主要工艺技术。

    • >O3力学
    • 基于电容式微机械声学传感的纳米梁非线性振动控制

      2020, 20(13):5032-5037.

      摘要 (893) HTML (0) PDF 1.98 M (440) 评论 (0) 收藏

      摘要:电容式微机械声学传感器(简称CMUT)具有高带宽、易集成阵列化、无需匹配层、灵敏度高等优点,利用CMUT器件检测纳米梁产生的声波信号来检测纳米梁的振动信息,将其置于纳米梁下方作为振动信号检测传感器。应用静电反馈控制器,以Euler-Bornoulli梁为振动模型,提出基于CMUT传感的纳米梁非线性振动控制方法,建立纳米梁非线性振动微分方程,应用多尺度方法研究纳米梁的非线性振动控制。分析了控制增益等系统参数与纳米梁非线性振动之间的关系,研究了改变系统参数来增强系统振动稳定性的方法。研究结果表明,选择合适的系统参数可以减弱甚至消除系统振动的非线性并增强系统的稳定性。

    • >P天文学、地球科学
    • 赛罕乌拉国家级自然保护区植被覆盖度时空变化分析

      2020, 20(13):5038-5045.

      摘要 (641) HTML (0) PDF 5.06 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示赛罕乌拉国家级自然保护区的植被变化规律。基于Landsat NDVI遥感数据,利用像元二分模型对赛罕乌拉国家级自然保护区植被覆盖度进行估算,研究2002~2013年植被覆盖度的时空变化格局。研究结果表明:2002~2013年赛罕乌拉国家级自然保护区植被覆盖度状况良好、总体情况稳定,多年平均植被覆盖度为88%,植被覆盖度类型主要以高植被覆盖度为主,其次是中植被覆盖度;在2002~2008年和2008~2013年两个时期,赛罕乌拉国家级自然保护区植被覆盖度呈现出由低到高的转移趋势,植被状况变好;赛罕乌拉国家级自然保护区的植被覆盖度与气候变化有一定的相关性,但政策等人为因素是影响植被变化的主要因素。

    • 岩石复电阻率测量中的电极效应

      2020, 20(13):5046-5051.

      摘要 (526) HTML (0) PDF 3.16 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:复电阻率是电磁勘探描述地下岩石电性的重要参数之一。根据电磁勘探频段,实验室内复电阻率测量的低频段通常达到10-2Hz。为避免测试电极与岩石的宏观结构形成电极极化影响岩石微观结构的研究,通过电化学理论结合复电阻率实验研究了不同电极材料对流体、岩石的复电阻率测试中的电极极化特性。结果表明,测试岩石在低频段容易受以物质传递为主的电极极化影响;电极极化同时受电极材料、电极附近流体矿化度和温度、被测岩石阻抗等因素的影响;最后,分析和讨论了减小或消除电极极化影响的方法,为准确测量岩石复电阻率并用于微观结构分析提供了理论和实验基础。

    • 基于交叉验证SVM储层预测方法研究及应用

      2020, 20(13):5052-5057.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 9.95 M (418) 评论 (0) 收藏

      摘要:东营凹陷深部储层埋深大,构造及相带变化复杂,钻遇目标层的井少,储层预测有很大的困难。本文以东营凹陷东部孔一段为例,将适合较小样本预测的支持向量机方法(Support Vector Machine, SVM)应用到储层预测中。为了提高预测精度,惩罚因子选取和核函数参数训练过程中引入了交叉验证。输入样本为井点处的地震属性和储层厚度,属性通过井震关系优先,选取的是带宽、能量半时、最大振幅、均方根振幅、过零点个数和弧长等6种属性。预测结果表明,本文方法较常规的多元线性回归、不加交叉验证的SVM方法,有更高的预测精度,在深层勘探中有推广价值。

    • 趋势面法提取相山地区地气异常及应用效果评价

      2020, 20(13):5058-5065.

      摘要 (507) HTML (0) PDF 31.74 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更合理地圈出地下铀矿体在地表形成的地气异常。以江西省相山地区火山型铀矿田地气测量数据为例,使用趋势面分析方法,以合适阶次的多项式拟合地气元素的整体分布趋势,绘制异常分布图,与传统平均法圈定的异常区域进行对比。发现趋势面方法能够较客观地拟合研究区元素的空间分布趋势,圈定出叠加在区域地球化学场上的局部异常,应用效果明显较传统平均法更为理想,说明趋势面法对于较大区域的地气异常提取更具优势。圈定的异常在空间位置上与综合资料推测的铀成矿有利前景区域对应良好,表明趋势面方法在地气测量中的应用能为深部隐伏铀矿靶矿区的划分提供重要信息。同时趋势面法圈定的U、Th、Rb元素异常与课题组综合资料推测的铀成矿有利位置对应良好,表明U、Th、Rb元素可视为良好的铀矿指示元素。

    • >Q生物科学
    • MEKK3蛋白K391位点突变对其影响的生物信息学分析及活性鉴定

      2020, 20(13):5066-5073.

      摘要 (674) HTML (0) PDF 3.56 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:MEKK3是丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)家族的重要成员,其主要参与激活c-Jun氨基末端激酶(c- Jun NH2-terminal kinases, JNK)和细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)两条通路。本研究通过生物信息学手段分析野生型MEKK3(MEKK3WT)及失活型MEKK3(MEKK3K391M)的理化性质、亲水性/疏水性、跨膜区、二级结构、三级结构、相互作用蛋白等。结果表明,MEKK3K391M蛋白的稳定性增强,亲水性和疏水性最强位点未改变,α-螺旋区、β-折叠以及蛋白结合位点与MEKK3WT不同,三级结构分析显示,MEKK3K391M空间位阻增大。据GenBank提供的人源MEKK3的cDNA序列(NM_203351),扩增出野生型MEKK3(MEKK3WT)的目的基因,用重叠延伸PCR定点突变技术扩增激酶功能失活型MEKK3(MEKK3K391M)目的基因,并将其克隆至带有FLAG标签的真核表达载体pCMV-tag-2c中。DNA序列分析结果显示,MEKK3K391M基因序列成功将391位点的赖氨酸(K)突变为甲硫氨酸(M),突变体构建成功;免疫印迹分析显示,MEKK3WT、MEKK3K391M重组体均在PC12细胞中高效表达;生物学活性检测结果显示,MEKK3WT可以激活JNK,使JNK发生磷酸化反应,其条带灰度值明显高于对照组和MEKK3K391M组。MEKK3K391M组的P-JNK与对照组相差不大;总之,本研究通过生物信息学软件分析MEKK3WT和MEKK3K391M的生物学特性,构建了MEKK3WT和MEKK3K391M真核表达载体,为进一步揭示MEKK3在神经系统疾病中的作用奠定了基础。

    • >S农业科学
    • 生防菌链霉菌对西瓜枯萎病防治及幼苗生长的影响

      2020, 20(13):5074-5079.

      摘要 (960) HTML (0) PDF 5.02 M (813) 评论 (0) 收藏

      摘要:西瓜枯萎病作为一种土传真菌病害,严重危害西瓜生产,利用生物防治技术提高抗病性对西瓜安全生产具有重要意义。本研究利用利迪链霉菌(streptomyces lydicus)A02作为生防菌处理接种西瓜枯萎病菌生理小种1(fusarium oxysporum f.sp. niveurn race1,FON1)的西瓜幼苗,探究生防菌对西瓜枯萎病的防控作用。结果表明:链霉菌A02对西瓜枯萎病防治效果可达68.23%。枯萎病菌FON1侵染条件下,接种链霉菌A02可增加西瓜幼苗株高、茎粗、鲜重和干重;显著提高西瓜幼苗叶片净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、细胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)及叶绿素含量;与单接种FON1相比,接种链霉菌A02可使水杨酸(salicylic acid,SA)含量增加62.00%。综上,链霉菌A02可通过提高净光合速率和植物内源激素含量,提高西瓜对枯萎病的抗性。

    • 宁杭高铁不同乔木覆盖下侵蚀强度季节差异

      2020, 20(13):5080-5087.

      摘要 (814) HTML (0) PDF 3.51 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:高铁线路边坡具有跨度大、跨地貌多、治理耗时长的特点,为准确监测沿线边坡扰动后不同乔木覆盖下土壤理化性质变化情况,对比分析自然恢复条件下土壤侵蚀强度季节变化规律与差异,对2018年3月至2019年2月典型乔木样地抗冲性、抗剪性、土壤理化性质、侵蚀强度进行了季度监测。选取4处扰动后的缓地样地,以及相邻处的原状样地,扰动后植被类型主要为刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、榉树(Zelkova serrata (Thunb.) Makino)、女贞(Ligustrum lucidum),在样地选取典型样方,选择光照条件、植被生长相同的试验点测定有机质含量、全磷含量、全钾含量、降雨量、抗冲性、抗剪性、侵蚀模数,对其进行分析并建立回归方程,并分季节进行均值检验。研究表明:(1)全量元素和有机质变化趋势呈现春夏渐增、秋冬渐衰的趋势。马尾松、刺槐养分水平较高,女贞、榉树养分水平偏低,但养分含量稳定性较优良;(2)抗冲刷指数与抗剪性指标全年变化趋势为春夏季下降,秋冬季上升,马尾松和刺槐林分抗冲抗剪性较为优良;(3)夏季土壤侵蚀强度高于春季、秋季、冬季,马尾松和刺槐林分土壤侵蚀强度较小;(4)土壤含水率、降雨量、降雨强度、全磷含量、抗冲刷系数、抗剪性、草本植被覆盖度和土壤侵蚀强度具有较强的相关性,降雨强度、含水率和日最大降雨量、有机质、覆盖度、抗剪性和抗冲刷系数对土壤侵蚀的贡献率较高。

    • >TE石油、天然气工业
    • 抗高温高密度油基钻井液体系静态沉降稳定性建模及优化

      2020, 20(13):5088-5093.

      摘要 (586) HTML (0) PDF 2.50 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗高温高密度油基钻井液可用于复杂地层钻井,利于井壁稳定,可用于钻大位移井、水平井、超深井等,但在高温状态下面临钻井液沉降问题。钻井液的沉降包括静态沉降和动态沉降,过去主要关注钻井过程中钻井液的动态沉降,但由于钻井液具有剪切稀释性,一般静态条件下沉降稳定性较好的钻井液体系在较高剪切速率下仍具备良好的稳定性,本文主要研究高温状态下油基钻井液体系的静态沉降稳定性。为使体系达到较好的静态沉降稳定性,以往对各类核心处理剂,乳化剂、有机土、重晶石和油水比的加量和配比只做出试探性调整,实验存在一定盲目性,不能确定实验周期。针对上述问题,笔者分析室内和现场密度2.5 g·cm-3柴油基钻井液流变参数与静态沉降密度差的相关性,建立数学函数模型;将模型反馈的流变参数值与实验结合起来,利用模型优化基础实验,调整处理剂加量至相应流变参数值,使体系静态沉降密度差最小;最终得到一组抗温190 ℃,密度2.5 g·cm-3沉降稳定性好的油基钻井液体系。研究过程具有目的性,体系静态沉降稳定性建模方法和实验模型结合的方法为优化钻井液体系性能提供了一种新思路。

    • 射孔参数对热采井套管抗热应力能力影响分析

      2020, 20(13):5094-5100.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 10.53 M (563) 评论 (0) 收藏

      摘要:热力采油使得套管承受较高水平的热应力,增加套管损坏风险,从而降低套管使用寿命。针对射孔参数对热采井射孔套管抗热应力能力的影响规律研究较少。本文利用有限元软件建立三维套管模型,结合基于应变的设计方法评价热采井射孔套管的抗热应力能力。结果表明,在安全内外压作用下,射孔排包含射孔数目较多且射孔直径较小的射孔参数可增强射孔套管的抗热应力能力;多轮次蒸汽吞吐过程对套管受热变形具有累加效应,保证强度安全前提下选择使得射孔排包含射孔数目较多的射孔参数组合可使得套管满足热应力安全性。研究结果从射孔参数对套管抗热应力能力的影响角度出发,为热采井实际射孔参数方案优选提供了参考。

    • >TH机械、仪表工业
    • 平面正弦钢球传动机构接触力影响因素分析

      2020, 20(13):5106-5111.

      摘要 (535) HTML (0) PDF 2.99 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了平面正弦钢球传动机构的钢球接触力分析模型,在MATLAB中使用Newton-Raphson的方法绘制出主动圆盘正弦轨道对钢球的接触力、保持架活动槽对钢球的接触力以及从动圆盘正弦轨道对钢球的接触力随主动圆盘转角的变化曲线。同时,以正弦曲线振幅、平面正弦曲线槽周期、法线圆半径以及正弦轨道截面圆半径为基础,使用控制变量的方法进行数值模拟,归纳出平面正弦钢球传动机构中基本结构参数单独改变时钢球接触力曲线特性的变化规律。最后,将设计经验与理论数值相结合确定了机构中基本结构参数的取值,为平面正弦钢球传动机构中钢球接触力的优化设计提供了理论依据。

    • 面向HBT干涉定位的直线式传感阵列结构优化

      2020, 20(13):5112-5116.

      摘要 (447) HTML (0) PDF 3.07 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对阵列中传感器阵元对声源定位性能的贡献率不同,开展了基于HBT干涉定位的阵列优化研究。首先,根据声场HBT干涉定位原理,建立了八元直线传感阵列的声学定位理论模型。其次,以阵列定位误差在1%以内为目标,对八元直线传感阵列进行拓扑仿真优化,得到5种四元直线传感阵列。最后,通过实验验证,仿真优化得到的5种四元直线传感阵列中有2种阵列的定位误差在1%以内。本文通过对传感阵列拓扑优化的研究,能够降低传感器的个数,且保证对声源的定位性能不变,从而减少了阵列信号处理的复杂性。

    • >TJ武器技术
    • 导弹热发射燃气射流对发射筒的影响

      2020, 20(13):5117-5122.

      摘要 (923) HTML (0) PDF 2.75 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究导弹热发射过程中燃气射流对筒体的热冲击和动力冲击效应,基于三维、雷诺平均N-S方程和RNG 湍流模型,采用域动分层法模拟导弹发射过程,得到了导弹发射过程中筒内的温度、速度、压强云图及筒壁监测点的压强和温度变化曲线。结果表明:发射筒前后盖打开以后,筒内燃气无反射回流现象;导弹发射过程中,筒内的高压燃气向外压迫筒壁,使筒体产生最大变形为0.68mm;发射筒在最大温度载荷作用下产生的热变形为0.1mm。

    • >TK能源与动力工程
    • 表贴式自循环蒸发冷却系统流动不稳定性实验平台的设计及初步

      2020, 20(13):5123-5128.

      摘要 (475) HTML (0) PDF 5.01 M (321) 评论 (0) 收藏

      摘要:表贴式自循环蒸发冷却技术凭借其高效冷却特点在电力电子设备中拥有广阔的应用前景。为提高冷却系统可靠性,避免在运行过程中流动不稳定性可能产生的不利影响,本文以表贴式自循环蒸发冷却系统流动不稳定性问题为研究目标,搭建相关实验平台,探究表贴式自循环蒸发冷却系统中存在的流动不稳定现象及其发生机制,并分析了系统压力、液位、并联支路数对表贴式自循环蒸发冷却系统流动不稳定性的影响规律。研究结果表明:在表贴式自循环蒸发冷却系统中,增大系统压力、提高系统液位均有助于提高系统的稳定性,这对电力电子模块高效换热冷却方案的选择有借鉴意义。

    • 基于区域抑制的V型柴油机机体结构简化及主轴承座强度分析

      2020, 20(13):5129-5134.

      摘要 (555) HTML (0) PDF 12.16 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某V型柴油发动机,对其进行了机体模型的简化与主轴承座的强度分析。首先使用区域抑止的模型简化方法,提出一套针对柴油机机体模型的简化方案,对机体模型上复杂的区域进行简化,以获取相应的简化模型。然后,在Abaqus软件中对柴油机机体原模型与简化模型通过施加相同的边界条件与载荷进行主轴承座的结构强度有限元分析,以获取相应的应力应变数据。对比原模型与简化模型的机体与主轴承盖的最大主应力和主轴承孔变形的情况下,获得误差在5%以内的简化模型。

    • >TM电工技术
    • 基于贝叶斯修正IFAHP和灰色模糊综合评判的绝缘子污秽评估

      2020, 20(13):5135-5141.

      摘要 (517) HTML (0) PDF 2.11 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:绝缘子的状态评估中指标信息兼具模糊、随机和灰色性特点。针对当前评估方法较少考虑到参量因素灰色性的问题,基于贝叶斯修正IFAHP法并结合灰色模糊理论和灰云模型提出一种绝缘子污秽状态的灰色模糊综合评判模型。该模型中首次引入IFAHP法和直觉模糊熵理论来更为科学合理地确定评判因素权重集,并基于贝叶斯公式建立主观权重的优化模型以实现指标的二阶段赋权;同时,利用灰云模型求得评判指标对应各状态等级的关联度并作为评判矩阵模部,再以灰部兼顾评判信息的灰色性,进而对建立的评判矩阵综合处理。实例分析对比表明,贝叶斯修正IFAHP法确定的权重集更为合理适用,基于灰色模糊评判的结果也更贴近实际情况。

    • 防腐涂料导热率对片式散热器散热能力影响的数值计算

      2020, 20(13):5142-5148.

      摘要 (458) HTML (0) PDF 7.84 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Fluent仿真软件研究片式散热器防腐涂层的导热率对片式散热器散热能力的影响。研究结果表明:在其他结构、参数相同的情况下,较小的防腐涂层导热率使得散热器的散热性能显著下降。提高防腐涂层的导热率可以实现在减小风机功率或减少散热片个数的同时保证散热效果,有利于实现变压器的节能和小型化设计。本文利用数值模拟软件对片式散热器内部的温度场分布进行了研究,研究结果可为变压器片式散热器的优化设计提供参考。

    • 基于多端口能量路由器的微网系统及其调试

      2020, 20(13):5149-5155.

      摘要 (471) HTML (0) PDF 6.28 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:为加速推动能源互联网建设,对于其核心设备——能量路由器的研究具有重要意义。依托浙江某分布式能源示范工程,开展基于多端口能量路由器的小型微网系统研究与调试。阐述了工程用五端口双向能量路由器拓扑结构,并以此为基础构建微网系统,其包含分布式光伏、储能装置与具有电能自发自用功能的智慧小屋系统。在调试过程中,通过协调配合DC/DC变换器之间的技术参数与控制策略,平抑能量路由器输出侧直流母线电压波动,消除光伏出力无法下送至能量路由器的缺陷。能量路由器控制内部直流母排电压稳定与各端口功率平衡,保证微网安全可靠地并、离网运行。结果验证了以多端口能量路由器为核心设备组建微网系统的合理性与有效性,且调试优化过程对日后多端口能量路由器的实际工程应用具有指导价值。

    • 基于蚁群算法的电能质量扰动源容错性定位方法

      2020, 20(13):5156-5160.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 1.97 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:文中提出一种基于蚁群算法的电能质量扰动源定位方法,解决了现有方法在扰动方向信息出现误判或畸变信号时扰动源定位不准确的问题,实现了扰动源在扰动方向信息不可靠时的准确定位。该方法根据配电网拓扑结构建立扰动源定位数学模型,把扰动源定位问题看作全局寻优问题,利用蚁群算法的正反馈和容错性优势,快速定位扰动源位置。Matlab仿真结果证明所述方法在部分监测点扰动方向信息有误情况下能够实现电能质量扰动源的快速准确定位。

    • 基于BP神经网络的暂降域识别方法

      2020, 20(13):5161-5166.

      摘要 (611) HTML (0) PDF 2.28 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:暂降域是电力网络中使得电压暂降敏感用户无法正常工作的故障点所组成的区域,准确识别暂降域是电网暂降严重程度评估的基础。为了解决现有的暂降域识别方法所需样本点多,计算量大,识别精度低的问题,本文提出了一种基于BP神经网络的暂降域识别方法,利用BP神经网络算法的非线性拟合特性,拟合电压暂降幅值和故障点位置的内在非线性关系,利用该拟合结果计算得出确定阈值下的暂降域临界点,根据临界点得出暂降域识别结果。在IEEE30节点测试系统中对本文方法进行仿真验证,结果表明方法适用于不同的电网结构和不同的故障类型,能够准确的进行暂降域计算。

    • 含混合储能的冷热电联供系统运行策略及容量配置

      2020, 20(13):5167-5172.

      摘要 (526) HTML (0) PDF 2.15 M (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:冷热电联供系统是分布式能源未来主要发展方向和形式。文中建立了含混合储能的冷热电联供系统多目标优化模型,考虑设备初始投资成本和维护成本,分析在“以电定热”和“以热定电”不同运行策略下混合储能初始容量及总容量配置对系统能源性、经济性、环境性评估指标的影响,得出储能容量最优配置及系统运行策略,并与不含储能系统对比验证。通过算例验证表明,合理的储能容量配置及运行策略选择有助于提高系统能源利用率,减少二氧化碳排放和运行成本,为冷热电联供系统规划运行提供一定的理论和技术参考。

    • 基于改进的粒子群优化BP神经网络浙江电能替代潜力预测模型

      2020, 20(13):5173-5179.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 2.26 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,我国煤炭等化石能源占终端能源消费的比例偏高,引起了严重的环境污染和能源资源的浪费,为了实现经济社会的绿色、可持续发展,我国提出了在终端能源消费环节实施电能替代的发展战略。因此,为了更精确地对电能替代潜力预测,本文基于改进的GRA-IPSO-BP模型,基于电能替代潜力影响因素的量化指标,构建了基于改进的GRA-IPSO-BP电能替代潜力预测模型。本文以浙江地区为例,拟合浙江地区电能替代电量的历史变化规律,并对浙江地区未来电能替代电量进行预测,本文研究方法有助于判断电能替代发展水平,有助于电能替代工作的推进。

    • 基于电阻抗成像的土壤测控系统

      2020, 20(13):5180-5185.

      摘要 (530) HTML (0) PDF 5.77 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水分盐分是植物生长和评估环境的重要指标,为了解决传统检测方法不能反映土壤水分盐分的空间分布、破坏土壤结构等弊端,本课题提出了基于电阻抗成像(EIT)的土壤电阻抗成像(SEIT)系统,文中主要工作是SEIT系统的仿真研究及其测控系统。首先通过建立数学物理模型,设置边界条件,进行SEIT正问题和逆问题的仿真分析。然后通过对测控系统功能分析,提出了整体框架,并选择合适的芯片完成硬件的设计,并提出了控制程序的流程。最后将硬件电路和控制程序相结合进行调试,验证了SEIT测控系统的硬件电路设计的正确性和控制程序的合理性。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于时间序列分解与全连接神经网络的警情长周期时间序列预测

      2020, 20(13):5186-5191.

      摘要 (512) HTML (0) PDF 2.75 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的警情时间序列预测以实际的发案数量为目标,且仅能实现短期的预测,但由于警情时间序列本身固有的强随机性使预测很难达到理想的效果。本文根据警情时间序列数据的特点,从公安工作的实际需求出发,提出了一种基于时间序列分解与全连接神经网络的STL-FNN预测模型,该模型以预测警情的单日发案的风险等级为主要目标,能够实现警情风险等级的长周期预测。利用该模型对B市侵财类警情数据进行了时间序列长周期预测的实证分析,结果表明:STL-FNN模型能够实现一年的警情单日发案风险的预测,平均准确率为0.6247,预测性能优于Holt-Winters、LSTM、Prophet和ARIMA等模型。

    • 一种基于深度特征的室外环境下激光地图辅助视觉定位方法

      2020, 20(13):5192-5197.

      摘要 (533) HTML (0) PDF 4.65 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无GPS或弱GPS信号下的室外环境中的车辆无法定位问题,提出了一种利用激光地图辅助视觉定位方法。首先利用双目相机的视差图的深度与三维激光雷达地图进行匹配,然后通过最小化深度残差来估计六自由度相机位姿,接着利用视觉跟踪产生的良好的初始估计和提出的深度残差方法可有效的估计相机的位姿,最终通过估计相机的位姿完成定位。通过对比多个公开数据集,验证所提方法的准确性和有效性,最后利用实验小车采集校园数据,仿真和实验结果都证明利用此方法的有效性和在室外环境下的视觉定位的准确性。

    • 基于Polar码改进的抗量子密码方案

      2020, 20(13):5198-5204.

      摘要 (510) HTML (0) PDF 1.95 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了促进抗量子密码方案的实用化,本文在Mostafa Esmaeili方案的基础上,利用Polar码的极化性质改进抗量子密码方案,把信息比特作为原方案中的明文,把冻结比特作为原方案中的随机比特串。改进后的方案没有改变原方案的结构,可以抵御目前已知的信息集译码攻击,达到了IND-CPA安全。本文选择合理的参数,使得改进方案的整体密钥尺寸比McEliece的整体密钥尺寸减少了70%,提高了方案的实用性,为即将来临的5G时代提供了一种新型抗量子密码方案。

    • 基于真三维模型的室内定位系统设计

      2020, 20(13):5205-5209.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 5.33 M (725) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决全球定位系统在大型室内场合无法给出精确定位的问题,设计了一种安卓平台下基于真三维模型的室内定位系统。基于百度地图SDK开发一款室外定位的电子地图软件,用于获取室内场景所在位置,再结合Unity3D游戏引擎将根据室内场景制作的比例为1的模型制成可在安卓设备上运行的软件,通过虚拟现实技术及空间位置服务,实现室内定位功能。系统具有定位方法直观、功能服务全面及系统搭建简单等特点。系统具有的功能基本满足用户室内外定位需求,适用于一些大型的室内外公共场合,如商场、机场等。

    • 基于涡致振动的内置压电悬臂梁柔性圆管能量收集结构的数值模拟

      2020, 20(13):5210-5216.

      摘要 (463) HTML (0) PDF 2.65 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析基于涡致振动的内置双晶压电悬臂梁柔性圆管压电能量收集结构的运动机理和性能,对其进行了流固耦合和压电耦合数值模拟。对一端固定一端自由的柔性圆管进行了流固耦合数值模拟,在流速为1.1 m/s,柔性圆管直径0.03 m,高度0.11 m时,该结构的涡致振动能够处于稳定的锁频状态。对折合速度为1.3 ~4.0,中心距为3 D ~6 D的前置等径刚性圆柱阻流体的柔性圆管进行了流固耦合和压电耦合的数值模拟。研究结果表明,柔性圆管的振幅响应和压电悬臂梁的开路输出电压均随折合速度的增大而增大,在仿真参数范围内,结构的振幅响应和输出电压时程曲线均为稳定的周期函数。当折合流速为4.0,中心距为5D时,结构产生的振幅最大, 为2.38×10-3 m,电压为6.75 V。证明了根据不同流速,可以通过调节圆管的结构参数以使涡致振动产生锁频现象,从而得到最大振幅和输出电压,进而可将其用于电能收集,为下一步能量收集结构的实验制备提供了理论参考。

    • 多尺度生成对抗网络的图像超分辨率算法

      2020, 20(13):5217-5223.

      摘要 (525) HTML (0) PDF 7.80 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于神经网络的图像超分辨率方法往往存在重建图像纹理结构模糊、缺失高频信息的问题。为了解决该问题,在SRGAN的基础上提出一种多尺度并联学习的生成对抗网络结构,其中生成模型由两个不同尺度的残差网络块组成,首先对提取的低分辨率图像通过两个子网络的多尺度特征学习,然后使用融合网络进行残差融合,融合不同尺度高频信息,最终生成高分辨图像。在Set5、Set14、BSD100基准数据集以及SpaceNet卫星图像数据集上的实验结果证明了该算法在恢复低分辨率图像的细节纹理信息具有良好效果。

    • 基于卷积神经网络的毫米波图像目标检测

      2020, 20(13):5224-5229.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 3.49 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:在公共安全检查领域中,研究毫米波图像目标检测的快速性和精准性的方法具有非常重要的实际应用价值。本文提出了基于Faster R-CNN深度学习的方法检测隐藏在人体上的危险物品。该方法将区域建议网络(Region Proposal Network,RPN)和VGG16训练卷积神经网络模型相结合,接着通过在线难例挖掘(Online Hard Example Mining,OHEM)技术优化训练所提出的网络模型,从而构建了面向毫米波图像目标检测的深度卷积神经网络。实验结果证明了本文所提的方法能高效地检测毫米波图像中的危险物品,并且目标检测的平均精度高达约94.66%,检测速度约为6fps,同时对毫米波安检系统的智能化发展有着极其重要的参考价值。

    • 基于改进ORB算法的无人机遥感图像拼接技术

      2020, 20(13):5230-5234.

      摘要 (500) HTML (0) PDF 5.95 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对ORB算法尺度不变性较差,运行速度较慢,不适合应用于无人机遥感图像上的特点,提出了一种改进的ORB无人机无人机遥感图像拼接算法。首先利用ORB特征中FAST特征检测算法对Shi-Tomasi算法进行加速,获取快速且准确的图像特征点,然后用ORB描述算法对特征点进行特征描述,在对特征点进行粗匹配和精匹配后,最后使用改进过的SPHP算法融合图像。实验结果表明,这种改进的ORB算法有着更高的匹配精度和匹配速率,能够生成更好的拼接结果。

    • 基于图卷积的计算机辅助设计模型分类

      2020, 20(13):5235-5239.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 2.00 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 现有方法利用深度学习训练CAD模型的分类时,常有丢失局部信息或局部信息提取不足的情况。而CAD模型是一种带有顶点信息和网格信息的三维数据,三维模型数据存储方式常见的有点云、体素、网格模型等是典型的非欧氏空间数据,针对这种非欧氏空间的CAD数据,提出了一个结合CAD数据本身特点的基于图卷积的分类模型。方法 首先图卷积网络(GCN)的计算需要顶点的邻接矩阵和顶点的度矩阵,本文针对CAD模型的特点提出了不同于K近邻(KNN)的方法,直接根据CAD模型面片信息构建计算所需的邻接矩阵。其次,图卷积网络可以聚合邻近顶点的信息,我们设计通过拼接两层图卷积网络来提取不同尺度的局部特征。结果 在ModelNet40 CAD模型数据集上,若采用CAD模型面片信息建图的方法,本文提出的图卷积分类方法为91.2%。而采用KNN建图的方法虽然比PointNet++模型低1%的精确度,比KD-NET模型低0.9%的精确度,但参数量要比PointNet++减少0.54MB,比KD-NETS减少6.54MB。结论 本文所提出基于图卷积的分类模型,结合了CAD模型的特点和图卷积聚合邻接顶点提取局部信息的优势,使得分类的精确度相比PointNet++提高0.6%, 用更少的模型参数量得到了更高的分类精确度。

    • >TU建筑科学
    • 数字图像相关的不锈钢真实应力应变关系测量

      2020, 20(13):5240-5246.

      摘要 (547) HTML (0) PDF 5.23 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:工程上广泛应用的名义应力应变曲线,在材料发生大变形时,由于应力和应变不再沿着试件均匀分布,因而不能真实反映材料在塑性阶段的本构关系。在不锈钢标准板的拉伸试验中连续采集试件散斑表面的数字图像,采用数字图像相关技术对序列数字图像进行相关运算以获得其每个变形状态下的变形场,得到了整个拉伸过程中试件的变形形态。以光学虚拟引伸计的方法分别测量横向和竖向的实时应变数据,结合体积不变理论计算得到真实应力应变曲线。采用Johnson-Cook材料模型对真实应力应变曲线进行拟合,得到了塑性本构关系;最后根据以上实验结果和真实应力应变曲线获取了材料的力学特性参数。实验结果表明了基于数字图像相关方法对不锈钢真实应力应变关系测量的有效性和可靠性,对实验结果的真实应力应变曲线后处理,获得不锈钢材料的弹性模量为169 GPa,屈服强度为236.8 MPa,并获得了Johnson-Cook简化模型的所有三个参数A、B和n的数值。

    • 基于橡胶隔震支座老化作用的近海隔震桥梁地震响应时变规律

      2020, 20(13):5247-5254.

      摘要 (443) HTML (0) PDF 4.98 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对橡胶隔震支座进行海洋环境下的老化时变规律试验和理论分析研究,得到橡胶隔震支座在海蚀环境下的性能劣化规律。利用钢筋混凝土材料和隔震支座材料的劣化模型,采用SAP2000软件建立近海隔震桥梁的非线性动力分析模型。定义墩柱劣化、橡胶隔震支座劣化及二者共同劣化三种劣化工况,对桥梁在全寿命周期内的地震响应的时变规律进行分析。结果表明:墩柱材料和支座性能单独劣化均会显著影响桥梁的地震响应,而二者共同劣化的响应结果取决于单一因素的结果。总体来看,随着劣化时间的增大,墩顶最大位移增大,支座水平最大剪切位移减小,墩柱塑性耗能增大,支座滞回耗能面积减小。本文研究可为桥梁结构全寿命抗震性能分析和评估提供理论依据。

    • 地铁车站装配式蒸压加气混凝土墙板受弯性能

      2020, 20(13):5255-5261.

      摘要 (464) HTML (0) PDF 3.98 M (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究装配式蒸压加气混凝土墙板受弯性能及设计方法,以北京地铁19号线新发地站装配式隔墙为工程背景,对蒸压加气混凝土墙板受弯性能进行有限元分析.基于已完成的试验,建立有限元分析模型,并研究不同节点类型、混凝土强度、节点构造、板高厚比以及配筋率等参数对隔墙受弯性能的影响.通过不同参数的对比分析,为工程提供优化的设计建议。研究结果表明:U型卡连接墙板与钩头螺栓连接墙板相比,承载力较高,施工较简便;预埋焊接U型卡连接墙板承载力较柔性连接(非焊接)U型卡连接墙板有一定程度提高,但考虑地铁车站封闭施工环境的限制,可采用柔性连接U型卡节点;墙体高厚比的减小,能显著提高其极限承载力及刚度;提高墙体配筋率及混凝土强度能进一步提高墙板的极限承载力。

    • 内加强环式方钢管混凝土柱-钢蜂窝梁中柱节点的力学性能分析

      2020, 20(13):5262-5268.

      摘要 (490) HTML (0) PDF 4.06 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析内加强环式方钢管混凝土柱-钢蜂窝梁(IATCFSST-SCB)中柱节点的力学性能并探讨其抗震性能,通过有限元模拟分析的方法研究了其在低周往复荷载作用下的受力过程。模拟前,采用前人内加强环式方钢管混凝土柱-实腹钢梁(IATCFSST-SB)中柱节点试验数据验证了模拟方法的可行性。根据模拟结果,分析了IATCFSST-SCB中柱节点中核心混凝土、钢管、钢蜂窝梁和内加强环的受力特征,对比了其与IATCFSST-SB中柱节点的抗震性能差别。结果表明:IATCFSST-SCB中柱节点的最大应力主要发生在混凝土的中心区域、钢管的中心区域、钢管与钢蜂窝梁连接的上下翼缘处、钢蜂窝梁的开孔外围处、钢蜂窝梁与环板的连接处;IATCFSST-SCB中柱节点的最大承载力可以达到IATCFSST-SB中柱节点承载力的90%,且蜂窝梁能更早地进入塑性阶段,形成“强柱弱梁”的屈服机制。可见IATCFSST-SCB中柱节点具有良好抗震性能。

    • 土工格栅加筋地基承载特性数值分析

      2020, 20(13):5269-5275.

      摘要 (517) HTML (0) PDF 3.33 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究加筋地基承载性能,基于已有室内试验结果采用有限差分法建立加筋地基数值模型,分析竖向荷载下土工格栅加筋地基的力学特性及加筋层数对土体的荷载-沉降变形特性、应力分布及土工格栅位移的影响,探讨筋土结构的内部土体和土工格栅应力位移场的演变规律,引入承载力提高系数综合分析加筋层数对加筋地基的沉降及承载力的影响。研究表明:在竖向荷载作用下,地基土体呈拱状不均匀沉降,基础两侧土体隆起变形,加筋后能够改善地基的不均匀沉降及减小侧向变形,约束基础两侧土体的隆起;土工格栅具有良好的应力扩散作用,加筋地基的承载力随着加筋层数的增加而增加,但增长幅度逐渐变缓,加筋层数为4层时承载力最高,为最佳加筋层数;土工格栅的有效埋深约为1.5B,当筋材埋深超出筋材有效深度影响范围,筋材的加筋作用不再增强。

    • 海口红粘土大型单剪试验研究

      2020, 20(13):5276-5282.

      摘要 (475) HTML (0) PDF 4.86 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用自制的大型单剪仪对海口红粘土重塑土样进行了不同含水率条件下的大型单剪试验,并用所获得的抗剪强度指标与直剪进行比较,大型单剪仪能更好的观察土体的变形特征及剪切破坏带。分析了红粘土抗剪强度指标在直剪、大型单剪试验中的异同,及其与含水率的变化关系。结果表明,海口红粘土的抗剪强度及其抗剪强度指标与含水率呈负相关,且含水率与粘聚力、内摩擦角的关系均能用二次函数进行拟合。其中,含水率对粘聚力的影响较大。此外,红粘土在单剪试验中的剪切破坏带随含水率的变化而变化,而直剪试验中的剪切面是人为固定的,这是造成红粘土单剪抗剪强度与内摩擦角低于直剪的原因。

    • 广义Gibson地基内部作用线源荷载的基本解

      2020, 20(13):5283-5289.

      摘要 (542) HTML (0) PDF 2.73 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对广义Gibson地基在埋藏线源荷载作用下的静力学问题,通过将内源线荷载等效为在相同深度范围内连续的集中点荷载的累加,采用Hankel积分变换方法,再结合具体的边界条件,推导得到地基土体在内源点荷载作用下的Hankel变换域中的解,并利用Hankel逆变换将变换域内的解转换为物理域内的积分形式解。然后对该解沿深度方向积分求得了地基土体在三种沿深度分布线荷载作用下的竖向位移解,并对地基内部沿深度分布线源荷载作用下地基表面土体变形问题通过具体算例,运用数值积分计算方法,分析了地基土体的非均质性、荷载分布深度等因素对地基表面土体竖向位移的影响。结果表明:(1)地基土体的非均质性对地基表面竖向位移有较大影响,相对而言,线源荷载竖向分布深度及荷载分布形式对地表竖向位移的影响较小,且地表竖向位移主要受浅层荷载的影响。(2)荷载分布深度对地表位移的影响主要体现在土体非均质性较小情况下,且在荷载沿深度减小分布时最为显著。

    • 岩溶区排泥库泥浆深层泄漏机理

      2020, 20(13):5290-5296.

      摘要 (538) HTML (0) PDF 2.60 M (350) 评论 (0) 收藏

      摘要:受喀斯特地貌及动水环境季节性变化影响,岩溶区排泥库底部泄漏事故时有发生,泄漏点探测成为控制灾害影响程度的关键。为此,通过灰色关联分析多参数对泥浆泄漏渗流力的影响,认为其中泥浆密度与流速对其渗流力影响较大,建立了泥浆密度、含水量、流速与泥浆渗流力的多元线性回归方程;并进一步建立了不同泄漏孔口大小、含水量和动力黏度条件下的泥浆泄漏数值模型,结果表明泥浆含水量、动力黏度对泄漏影响半径影响不大,而泄漏孔口大小与泄漏影响半径关系较为密切,水平影响半径平均为泄漏孔口半径的4.61倍,竖直影响半径平均为泄漏孔口半径的5倍。

    • 辉绿岩单轴及常规三轴压缩下力学特性试验研究

      2020, 20(13):5297-5304.

      摘要 (496) HTML (0) PDF 3.75 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析坚硬脆性岩石在单轴及常规三轴压缩条件下的强度和变形特性,通过在TAW-2000微机控制电液伺服试验机上对辉绿岩进行单轴及常规三轴压缩试验,主要分析辉绿岩在围压为1、3、5、10MPa时基本物理力学参数的离散程度,其弹性模量的离散程度指标值较小,在0.27%~3.49%范围之间波动,能较好地表征辉绿岩的变形特性。试验结果表明:随着围压的增大,岩石峰值应变和残余应变均表现出显著的线性增长关系,可采用一次函数形式拟合,弹性模量、变形模量和泊松比均表现出较明显的非线性增长关系,可采用幂函数形式进行拟合,但并不会随着围压的增大而无限增大,而是趋于一个稳定值,这一规律为实际工程中不同地应力条件下准确选取弹性模量、泊松比等参数提供理论基础;随着围压的增大,岩石的峰值强度和残余强度均呈现出较显著的线性增长关系,可采用一次函数形式拟合,并计算出粘聚力和内摩擦角,为岩石工程设计时强度参数的选择提供参考依据。

    • 环杭州湾地区厚覆盖层桥头路基不同处理方法效果

      2020, 20(13):5305-5312.

      摘要 (526) HTML (0) PDF 4.84 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对环杭州湾高速公路桥头段上覆为粉土、粉砂层,而下卧深埋软土的地基,应采用何种地基处理方法以控制工后沉降、避免“桥头跳车”现象更为经济有效尚不清楚。本研究基于环杭州湾公路路基的工程经验和数据及数值模拟方法对高真空联合强夯法、旋喷桩加固法(仅加固下卧软土)和轻质填料换填法三种地基处理方式,在不同覆盖层厚度、软土厚度多种情况下,进行适用性和经济性对比分析。结果表明:当填高5 m时,下卧层小于10 m时,轻质填料换填法可以满足沉降要求,当土层较厚时需要结合其他地基处理手段;覆盖层大于20 m时,高真空联合强夯法处理效果较好;引孔旋喷桩加固法对厚覆盖层桥头处理效果非常好,填高小于5 m时满足要求。

    • 不同超载比真空联合堆载预压处理吹填土效果及对周围环境的影响

      2020, 20(13):5313-5319.

      摘要 (408) HTML (0) PDF 3.95 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 坑外偏压荷载作用下既有深基坑支护结构性状分析

      2020, 20(13):5320-5326.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 4.33 M (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对既有深基坑坑外通常存在临时堆载的情况,依托某建筑物地下室深基坑工程,运用ABAQUS有限元数值建模并结合实测数据,分析了坑外偏压荷载大小、荷载位置以及荷载分布宽度对既有深基坑支护结构受力和变形的影响。研究结果表明:坑外偏压荷载大小不同情况下基坑两侧支护结构水平位移和弯矩差异较大,左侧(有荷载侧)桩体的水平位移大于右侧(无荷载侧),并且右侧桩体会发生逆向位移;左侧桩体最大弯矩随着荷载的增大而增加,右侧桩体最大弯矩呈减小的趋势;荷载位置对左侧桩体影响较大,而对右侧桩体影响较小,并且坑外荷载距基坑越远对既有深基坑支护结构影响越小;左侧桩体水平位移和最大弯矩随着荷载分布宽度增加而逐渐增大,而右侧桩体水平位移在减小且其最大弯矩略有增加;在对深基坑进行设计时,需要考虑坑外荷载的影响。

    • 基于差分算法的装配式构件生产成本控制

      2020, 20(13):5327-5331.

      摘要 (468) HTML (0) PDF 2.04 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效控制装配式构件生产成本,进而降低装配式建筑建造总成本,分析了预制构件生产特点,建立了以最小化生产成本为目标的预制构件生产调度优化模型,设计了求解该模型的改进差分进化算法。通过实例应用验证了模型可行性,并将其运行性能与遗传算法进行对比,验证了该算法有效性。由此可见,通过优化构件生产调度,可有效降低构件生产成本及建造总成本。

    • 新疆地区既有农宅被动式改造与供暖初期运行效果分析

      2020, 20(13):5332-5337.

      摘要 (433) HTML (0) PDF 10.78 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究既有农宅如何将外围护改造与被动式改造相结合,提升农宅太阳能的利用效率,本文以石河子郊区某既有农宅为例,分析农宅合理的外围护改造方案,研究农宅南墙被动式设计的最佳方案。通过改造前后的室内热环境的实验测试表明:采用本文提出的外围护结构改造和南墙被动式改造方案,改造后的室内温度相比改造前,提升温度可达10.9 ℃。供暖初期,农宅改造后的耗煤量降低至改造前的34.86%,被动式供热降低了11.85%的供暖能耗。被动式改造后的农宅具有明显的节能效果,所需维持室内温度的辅助热量大幅降低,为本地区其他农村住宅被动式改造提供了改造方案和运行经验。

    • >TV水利工程
    • 围垦工程群对杭州湾南岸累积水动力影响分析

      2020, 20(13):5338-5344.

      摘要 (730) HTML (0) PDF 5.18 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:以杭州湾南岸为研究对象,分别建立1997年、2007年和2015年杭州湾海域二维水动力数值模型,计算并对比各年份水动力场。从高潮位、漫滩流和流速大小三个角度来分析杭州湾大范围、累积的围垦工程对杭州湾南岸的影响。结果显示,特征点高潮位均有不同程度的抬升,自西往东呈降低趋势;围垦工程导致杭州湾南岸漫滩流特性有所减弱;大部分南岸近岸海域涨、落急流速均有不同程度的降低,并且南岸近岸海域涨急流速有较为明显的累积效应。

    • >U交通运输
    • 车车通信系统中车地控制机理分析及验证

      2020, 20(13):5345-5349.

      摘要 (462) HTML (0) PDF 1.96 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:车车通信系统是一种以列车为中心的控制系统,取消了轨旁联锁系统,列车直接与地面对象控制器通信进而控制道岔。这种车地直接控制方式提高了系统效率的同时,也成为系统的关键安全因素。为了实现车车通信系统中的车地设备安全控制,提出唯一秘钥实现控制流程,为了验证其安全性,使用基于标签转移系统的形式化方法进行验证。基于车车通信系统的控制机理和车地控制场景,建立唯一秘钥的车地控制流程的形式化模型,并LTSA软件对模型进行安全检测,最后通过实例验证了车地控制流程的可行性和有效性。

    • 隧道塌方应急救援多车型调度模型

      2020, 20(13):5350-5354.

      摘要 (522) HTML (0) PDF 1.88 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道施工塌方事故因道路通行条件差、车型繁杂等问题,使应急救援调度十分困难。研究中针对普通、超限、重型三种类型救援车辆,选取路段距离、道路等级、拥堵情况、路面状况和坡度作为道路综合权值的影响因子,建立了以最小化道路权值为目标,同时考虑车辆自身对道路条件约束的路径规划模型,并给出求解方法。计算车辆供应点三种车型之间的路径重合率,以调度时间最短为目标,建立了限制期内多车型救援车辆调度模型。以算例进行验证,计算结果表明:该模型能够根据隧道周边复杂道路环境求得适应于不同车型的最优路径,并得到最优调度方案,提高救援效率。

    • 干湿循环条件下水泥改良红砂岩土的力学特性试验研究

      2020, 20(13):5355-5362.

      摘要 (478) HTML (0) PDF 3.49 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究水泥改良红砂岩土受到干湿循环作用各项力学性质的变化规律,将未改良与掺入不同水泥剂量的红砂岩土试件进行干湿循环,然后开展室内三轴试验,研究干湿循环后土体应力-应变曲线、破坏面形式、峰值强度、弹性模量的变化规律,并运用软件计算出峰值强度和弹性模量的多元关系式。研究结果表明:水泥作为改良剂不改变红砂岩土的应力-应变曲线线形,但在曲线的各个阶段,水泥对红砂岩土的受力特征均有一定改善;水泥使红砂岩土的破坏形式由塑性破坏向脆性破坏转变;掺入不同剂量的水泥,红砂岩土的峰值强度和弹性模量均有明显提高。随着干湿循环次数的增加,经水泥改良的试件弹性模量和峰值强度呈先降低后提高的趋势;采用指数函数关系式对弹性模量和峰值强度进行多元非线性拟合,建立弹性模量和峰值强度关于干湿循环次数、围压与水泥剂量的关系式,拟合效果理想。

    • 软岩填料湿化变形规律

      2020, 20(13):5363-5368.

      摘要 (505) HTML (0) PDF 9.95 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别对风干和饱和状态软岩填料进行了中型三轴压缩试验,得到了不同围压条件材料的变形规律。采用双线法,以同一轴向偏应力下风干及饱和状态材料的应变差值作为其湿化变形,主要分析了围压对其变化规律的影响,主要得到了以下规律:①相对于风干状态,围压对饱和状态填料变形规律影响更大;②湿化变形发展分为两个阶段,以湿化变形值发展到临界值为分界,后一阶段湿化变形显著增大;③在湿化变形发展到临界值之前的初始阶段中,围压不是其主要影响因素,第二阶段中围压对其影响明显;④给出了湿化变形分析回归公式并进行了验证。

    • 考虑蠕变损伤作用的高山草甸区路基冻胀特性——以贡觉至芒康公路为例

      2020, 20(13):5369-5376.

      摘要 (446) HTML (0) PDF 5.22 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:冻胀融沉现象是高山草甸区路基的主要病害,也是科研学者及工程人员急需解决的重要问题。对于季冻区路基,蠕变作用使得路基冻胀变形更加复杂,因此,建立一种考虑蠕变损伤作用的冻土数学模型尤为重要。将冻土视为非线性弹性体,考虑冻土体蠕变损伤作用,分别从水分场、温度场、应力场角度,基于各物理场的微分控制方程式及其之间的联系方程,建立冻土在三场耦合下的数学模型。基于该数学模型对高山草甸区路基进行数值计算。研究发现,路基的最大冻深位置在路基表面以下1.2m处,冻结锋面推移最大深度达到距离路基顶端以下0.6m处;在左右路基顶角、新旧路基填土交界处及坡脚拐点处易出现应力集中;最大水平位移约为6.44mm,最大竖向位移约为15.8mm,大致出现在两侧坡面与路基顶面交界角处,应重点加强两侧坡面及路基顶面交界角处的防冻胀处置措施。

    • 短切柔性纤维对密实型沥青混凝土断裂特性的影响

      2020, 20(13):5377-5382.

      摘要 (456) HTML (0) PDF 4.34 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:纤维对沥青混凝土的改性效果已得到道路工程界的广泛认可,为探讨不同纤维对沥青混凝土断裂特征的影响,本文以玻璃纤维和玄武岩纤维作为研究对象,进行半圆弯拉试验,采用数字图像相关技术对半圆试件的全场位移与应变进行实时测量。通过分析极限弯拉强度、极限破坏应变、模量、裂缝缝嘴张开位移、临界断裂能、断裂韧性等指标,探讨了不同纤维对沥青混凝土抗裂性的增强效果。结果表明,两种纤维均能有效改善沥青混凝土的极限强度与破坏延性,纤维改性沥青混凝土具有更高的峰后持荷能力,在沥青混凝土开裂后仍能保持较高的承载能力。玻璃纤维改性沥青混凝土具有更高的临界断裂能量和断裂韧性,基于所选指标建议在工程应用中短切纤维长度不宜超过12mm。

    • 车辆主动悬架二次型最优控制器权矩阵参数优化

      2020, 20(13):5383-5389.

      摘要 (537) HTML (0) PDF 2.89 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:在使用线性二次型调节器(LQR)的车辆主动悬架控制器中加权矩阵Q和R的取值经常依靠先验知识选取。粒子群算法具有良好的快速寻优能力,可以对权矩阵参数进行优化。针对目前算法存在的缺点通过在更新的过程中动态调整惯性权重以更好的平衡全局和局部搜索能力,同时在迭代后期加入禁忌搜索避免陷入局部最优解。在matlab中建立1/4二自由度主动悬架仿真模型,对振动控制性能仿真分析结果表明,采用改进粒子群优化LQR与传统LQR方法相比能够很大程度上减少路面变化对车身的冲击,乘坐舒适性和可操纵性得到明显提升。

    • 考虑轨道交通规划的城市公交线路运行效率评价

      2020, 20(13):5390-5395.

      摘要 (535) HTML (0) PDF 2.38 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市公交线路的优化调整选择问题,建立城市公交线网运行效率评价指标体系。采用模糊数学原理,基于城市公交线路网的特点和与地铁的协同性,从基础设施建设指数、服务质量指数和运行效益水平指数和与地铁的协同指数四个方面确立评价指标,建立了公交线网运行效率体系。并以青岛西海岸新区为例,应用真情巴士公交公司采集的数据对青岛西海岸新区公交线路进行评价,取得了较好的结果。

    • >V航空、航天
    • 航空螺旋桨振动特性影响因素

      2020, 20(13):5396-5402.

      摘要 (464) HTML (0) PDF 6.07 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取某航空活塞发动机的两桨叶定距螺旋桨为分析对象,基于通用有限元软件平台建立螺旋桨整体结构、单个桨叶结构的三维有限元模型。根据航空活塞动力装置性能参数,计算出螺旋桨在地面起飞状态下受到的气动、离心载荷,再利用有限元软件计算了螺旋桨整体结构、单个桨叶结构在无外载荷作用下的、只有气动载荷作用的、只有离心载荷作用的、气动和离心载荷同时作用的自振频率和振型。通过对计算结果的分析,发现了气动载荷、离心载荷、形状(整体或单个桨叶)因素对频率、振型的影响规律,对其他与气体有相互作用的旋转部件的振动特性计算和分析具有重要的指导意义。

    • 谐波平衡法在叶轮机非定常数值模拟中的应用研究

      2020, 20(13):5403-5408.

      摘要 (491) HTML (0) PDF 5.00 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决常规叶轮机非定常数值模拟的高耗时问题,本文引入谐波平衡方法并发展了对应的隐式迭代算法,实现了高效的叶轮机非定常数值模拟。在此基础之上,以某对转风扇为研究对象,考察了谐波平衡方法在叶轮机非定常数值模拟中的应用。通过与常规的时域非定常计算结果对比,发现谐波平衡法精确的捕捉到了对转风扇的排间干扰信息,能够很好的刻画出上游尾迹在下游叶片通道中的传播过程,且采用3个谐波数即可满足大多数的工程应用要求。

    • 基于三角模糊熵-VIKOR法的终端区管制运行效率评估模型

      2020, 20(13):5409-5415.

      摘要 (493) HTML (0) PDF 2.04 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了科学准确地对终端区管制运行效率进行评估,考虑终端区管制系统运行过程与特点,建立了终端区管制系统运行效率评估指标体系。应用三角模糊数法和熵权法分别求出各指标的主观权重和客观权重,利用最小相对信息熵法得出两种权重的组合权重。基于VIKOR法构建终端区管制运行效率评估模型,计算终端区管制运行效率指数值,根据运行效率指数值的大小对终端区管制系统进行效率评估,并将评估结果与灰色关联TOPSIS法的评估结果进行对比,验证了该评估模型的合理性。

    • >X环境科学、安全科学
    • 不同甘蓝型油菜对镉污染菜地的修复效果评价及影响因素

      2020, 20(13):5416-5421.

      摘要 (493) HTML (0) PDF 2.61 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择既能修复镉污染菜地又能不破坏土壤结构和肥力,还能产生经济效益的植物,是当前土壤污染植物修复的重点工作。本文以两种不同甘蓝型油菜“苏油一号”和“绵新油68”作为供试植物,选取镉污染场地进行现场替代种植实验。结果表明:①两种油菜种植2个月,试验场地土壤镉含量从0.76 mg/kg~1.36 mg/kg下降到0.15mg/kg~0.48mg/kg。种植4个月,土壤镉含量下降至0.17mg/kg~0.34mg/kg,若不考虑获取油菜籽的经济价值,在油菜花期就可以收割,修复期可以缩短到3个月。②油菜镉含量茎>根>油菜籽,油菜地上部分镉含量为0.32-0.59mg/kg,地下部分镉含量为0.19-0.42mg/kg,菜籽镉含量为0.06~0.25mg/kg。③两种油菜的富集系数和转运系数都大于1,独立样本T检验表明,两种甘蓝型油菜在富集镉的能力和转运镉的能力上没有显著的差异性,菜籽存在镉富集且存在显著差异,这与菜籽果实品质有明显关系,籽粒饱满度较好,吸收镉的机会比较大。④两种甘蓝型油菜具有能满足镉污染菜地修复的生物量,茎叶长度平均可达1米~1.5m,根系长度达到15-22cm,根系的地面覆盖率达到28-62%。油菜植株的间距和根系覆盖率呈显著负相关(R2=0.9843),20cm为油菜最佳种植间距,既能满足根系的覆盖率(大于50%),也可以满足最大生物量的要求。上述结论为甘蓝型油菜修复镉污染菜地提供依据。

    • 环境空气质量标准修订后城市空气质量变化趋势及污染特征分析 ——以济南市为例

      2020, 20(13):5422-5428.

      摘要 (578) HTML (0) PDF 2.32 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:2012年环境空气质量标准修订后,大气污染物监测指标与频次发生变化,在一定程度上影响了城市空气质量评价及污染特征判定。为进一步促进城市空气质量改善,为地方环境管理与决策提供科学支撑,通过运用统计分析、趋势检验及相关分析等方法研究了济南市执行新环境空气质量标准后,各时段城市空气质量及6项污染物浓度变化趋势,在此基础上识别了空气污染特征。结果表明:自2013年起,PM10、PM2.5浓度不断下降,SO2、CO持续达标,近3年间全市无污染天数占50%左右;从季节变化来看,冬季大气污染最为严重,夏秋两季空气环境质量较好;PM10、PM2.5与NO2长期处于超标水平,O3污染愈加严重。可见济南市环境空气质量虽日趋改善,但以PM10、PM2.5和O3污染为代表的复合型大气污染特征已经形成。

    • 贵州锁黄仓沼泽土壤重金属含量分布特征及污染评价

      2020, 20(13):5429-5436.

      摘要 (497) HTML (0) PDF 3.78 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:贵州锁黄仓湿地公园位于草海湖下游,而草海湖是典型的高原天然淡水湖泊,研究湿地公园沼泽土壤重金属分布特征对该区域的生态环境保护具有重要意义。采集锁黄仓湿地公园中沼泽表层土壤(0-20 cm),分析其重金属Cr、Ni、Zn、As、Pb的含量、空间分布特征,并采用地质累积指数法和综合污染指数法进行污染评价。结果表明,锁黄仓湿地公园沼泽表层土壤中,Cr、Ni、Zn、As、Pb的含量分别为105. 68 mg·kg-1、70. 97 mg·kg-1、148. 80 mg·kg-1、26. 57 mg·kg-1、53. 69 mg·kg-1,其含量均高于贵州土壤重金属元素背景值。5种土壤重金属含量空间分布,都呈现由锁黄仓湿地南部进水口,向北部出水口整体递增的趋势,Ni和As的含量在湖泊西岸高于东岸,在S20采样点、五孔桥附近形成明显的聚集点;Cr和Pb为东岸高于西岸,在S25~S33采样点、靠近铁路的东岸形成聚集;Zn整体分布相对均匀,没有形成明显聚集点。污染评价结果显示,Ni处于“中度偏重”污染水平,Zn、As、Pb都处于“中度偏轻”污染水平,Cr处于“轻微”污染水平。综上,锁黄仓湿地土壤重金属污染主要是由人为活动所引起,尤其是在北部出水口污染较为严重,由此应加强采矿冶炼污染排放和农药化肥使用的管控措施。

    • 碳硫比及碳源种类调控重力排水管道内甲烷及硫化氢排放特征

      2020, 20(13):5437-5442.

      摘要 (462) HTML (0) PDF 2.15 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究C/S及碳源种类对重力排水官网中释放的甲烷和H2S的影响,本研究构建模拟重力排水管网,通过更改进水C/S和碳源种类分析了甲烷,H2S释放的释放特征及管网生物膜微生物的群落结构。结果表明C/S由4增加至8时,甲烷和H2S的释放量由15.9 g和0.9 g下降至7.4g和0.3g,然而进一步升高C/S至16时,甲烷和H2S的释放量显著提高。微生物种群分析揭示C/S提高促进了Desulfonema的相对丰度。碳源影响分析表明相较于乙酸盐,SRB更易利用丙酸盐作为电子供体生产H2S。酶活性分析进一步揭示丙酸盐更易作为硫酸盐还原菌SRB的电子供体。

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