• 2020年第20卷第22期文章目次
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    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 钢渣基胶结材料及应用前景

      2020, 20(22):8843-8848.

      摘要 (849) HTML (0) PDF 1.17 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国在钢渣综合利用方面与日本等发达国家差距较大,尤其是在水泥和混凝土等跨行业领域应用。由于钢渣化学组成与水泥相似,具有一定胶结性能,国内外研究者开发出一种新型钢渣基胶结材料。针对钢渣基胶结材料活性低现状,本文详细对钢渣凝胶性能、活性激发技术、配方方案设计、水化机理研究等方面进行论述探讨。相比于掺入结构混凝土应用,钢渣基胶结材料在矿山充填领域具有较大的市场和成本优势,现有钢渣的低膨胀性能够克服体积微收缩,增强充填体后期强度,是钢渣基胶结材料极具可实施性的应用方向。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于热模拟实验的富有机质泥页岩孔隙演化研究进展

      2020, 20(22):8849-8859.

      摘要 (767) HTML (0) PDF 4.73 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:富有机质泥页岩是非常规油气领域重要的研究对象,揭示其孔隙演化特征对于研究页岩油气赋存机理具有重要意义,并为页岩油气资源评价以及勘探开发提供参数。热模拟实验结合扫描电镜,气体吸附和高压压汞等实验技术手段可应用于泥页岩孔隙演化的研究。相比于开放体系和封闭体系,半封闭半开放实验体系的设计是更接近地下真实地质过程,其更适用于孔隙演化的研究。富有机质泥页岩孔隙演化是有机质和矿物在高温高压及流体等多因素长时间共同作用的结果。本文基于热模拟实验,总结归纳了富有机质泥页岩孔隙演化特征(有机孔和无机孔两个方面)、孔隙演化主要控制因素(有机质生烃作用,矿物转化和压实作用)以及孔隙演化模型。尽管热模拟实验实现了对同一泥页岩样品全孔隙演化阶段的研究,但孔隙演化的研究还不够系统,问题在于:泥页岩样品在热模拟实验高温高压条件下易碎裂,导致样品制备上的困难;热模拟实验温压条件很难模拟地下真实成岩和生烃的过程;热模拟实验成本较高导致其不能大量开展,因此得到的样品和孔隙相关参数的数据也不够充足。如何系统地研究富有机质泥页岩孔隙演化也正是未来需要关注和研究的重点。

    • >X环境科学、安全科学
    • 氧化沟工艺脱氮除磷特征影响因素分析

      2020, 20(22):8860-8867.

      摘要 (802) HTML (0) PDF 1.70 M (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:氧化沟工艺具有操作简单、运行费用低和出水水质好等优点,在污水处理领域应用广泛。然而,氧化沟工艺中硝化菌、反硝化菌和聚磷菌生长速率不协调,难以实现同步高效脱氮除磷的效果。因此,本文综述了氧化沟脱氮除磷影响因素及发展趋势。详细分析了温度、DO、pH、SRT等因素对脱氮除磷效果的影响,为氧化沟工艺脱氮除磷效果最优化操作提供理论依据。

    • >P天文学、地球科学
    • 裂隙介质中地震波传播特征近似

      2020, 20(22):8868-8874.

      摘要 (798) HTML (0) PDF 2.88 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:地震波传播的精确表达式能够精确表达地震波在介质中的传播特征,但由于表达式较复杂,为一些参数隐性表达式,这不利于参数反演,因此有必要研究其近似的线性表达式,以便进行参数反演,准确探测地层结构。文章在扰动法求解Christoffel方程,得到弱各向异性条件下qP、qS的相速度、群速度的近似表达式的基础上,依据介质模型坐标与观测坐标,各种介质弹性系数矩阵关系式推导出裂隙介质中地震波相速度、偏振向量及群速度的近似表达。数值计算结果表明,当各向异性系数达在0.3以内时,对一般裂隙各向异性介质都适用,且具有较高的精确,在各向异性系数大于0.3时,P波仍然具有较高的精度,但S波的误差增大到50%,主要是因为扰动解是在弱各向异性条件下推导的,因此在介质各向异性系数较小的情况下,为地震波速度分析及参数反演奠定了基础。

    • 邹家山矿床蚀变碎斑熔岩地化特征及意义

      2020, 20(22):8875-8887.

      摘要 (657) HTML (0) PDF 8.25 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:热液交代蚀变是热液矿床中普遍存在的地质现象,研究交代蚀变过程中元素的带入、迁出及富集对了解矿床成因起到指示作用。本文以邹家山铀矿床为研究对象,系统采集了新鲜和蚀变碎斑熔岩样品,其中蚀变样品分为以钠长石化为主、以钾长石化为主以及以绢云母化为主。通过对不同蚀变样品全岩元素地球化学以及蚀变作用过程中元素迁移特征的研究,得出以下认识:(1)新鲜碎斑熔岩样品为高钾钙碱性,属弱过铝质-强过铝质火山岩;(2)Th、Zr、Hf等微量元素含量与铀含量变化一致,HREE与铀富集关系密切;(3)以钠长石化为主的样品Si、Mn、Mg、K、Ca、P、Rb、U为强活动性元素,U的ΔC/CO均值为69.56;(4)以钾长石化为主的样品Mn、Mg、Ca、Na、P、U、Th和重稀土元素为强活动性元素,U的ΔC/CO均值为18.53;(5)以绢云母化为主的样品Si、Al、Mn、Na、K、P、U、Th和大部分稀土元素都属于强活动性元素,U的ΔC/CO均值为159.70。由此得,以绢云母化为主的酸性蚀变是形成富铀矿的必要条件。

    • 青海托勒南山地区航磁异常特征及钛铁矿找矿方向

      2020, 20(22):8888-8897.

      摘要 (614) HTML (0) PDF 8.93 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:青海托勒南山一带矿产资源丰富,以钛、磁铁、金、铅锌等多金属矿为主,研究区位于托勒南山以北大白石头沟一带,分布两处明显磁异常带。本文在总结分析研究区区域地质背景的基础上,通过对航磁异常的综合查证,结合前人地质、矿产、物探、化探等资料,重点对区内航磁异常的成因、地质背景、矿化蚀变、成矿条件、找矿标志等进行了综合研究,筛选了3处找矿有利地段,为下一步该区开展矿产勘查工作提供重要找矿线索。

    • 基于GPRSIM的道路地下病害体探地雷达正演模拟研究

      2020, 20(22):8898-8903.

      摘要 (668) HTML (0) PDF 4.26 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:探地雷达因其便捷、高效、无损的优势目前被广泛应用于道路地下病害体探测任务中,但雷达图像识别又缺少统一的解释标准,所以亟需为病害体探测提供判别依据。因GPRSIM探地雷达正演软件可自定义模型形状、天线频率大小及正演速度快等优点,所以本次研究基于GPRSIM设计了不同填充类型、形状、规模、埋深、天线中心频率的道路路基空洞病害模型进行正演模拟研究,并分析总结病害雷达特征。其结果对雷达图像的解译具有重要的指导作用,同时,也为病害体识别提供了客观的理论依据。

    • 三峡库区岩质滑坡离心模拟黏结材料渗透性试验研究

      2020, 20(22):8904-8908.

      摘要 (623) HTML (0) PDF 1.31 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究三峡库区岩质滑坡离心模拟中粘结材料的渗透性问题,基于正交设计方法,选取不同级配石英砂为骨料,水泥和石膏为黏结剂,设置砂胶比、石英砂级配和水泥石膏比3个控制因素,每个因素4个水平,共计16组实验方案,通过室内试验得到不同配比下粘结材料的渗透系数。试验结果表明:正交试验的实验结果可满足三峡水库大多数岩质滑坡的离心模拟粘结材料所需的渗透系数。采用极差和方差分析法对影响材料渗透性的不同因素进行分析,结果显示影响材料渗透性的因素主要是砂胶比,石英砂级配次之,水泥石膏比的影响不明显。研究结果可为后续三峡库区离心模拟粘结材料的选取提供理论依据和实践经验。

    • >Q生物科学
    • 基于自然图像认知的大鼠上丘神经元恐惧信息编码机制

      2020, 20(22):8909-8915.

      摘要 (705) HTML (0) PDF 3.73 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究大鼠对自然图像的认知效果以及在自然图像认知过程中上丘(superior colliculus, SC)神经元的恐惧信息编码机制,采用条件性恐惧联结训练方法,设计了基于三种不同情感属性的自然图像的实验方案(恐惧:“蛇”、中性:“树”、奖励:“鼠粮”),对大鼠进行了视觉认知训练。首先,从行为学分析了大鼠对具有不同情感意义的自然图像的认知效果;其次,采用第一动作电位延时(first spike latency, FSL)以及Spike(峰电位)平均发放率两种编码方法,研究了大鼠上丘神经元在自然图像认知学习过程中的恐惧信息编码机制。结果表明,大鼠对奖励、恐惧、中性三种图像的抉择正确率分别在第6、22、26天达到了75%基准线。训练后,在恐惧图像的刺激作用下,大鼠上丘神经元集群的平均FSL值显著低于训练前,且神经元集群的Spike发放率显著提高。这些结果揭示了恐惧信息能够激活大鼠上丘脑区,并通过SC脑区实现恐惧信息快速传递与表征。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于“气-液-酸”综合预裂煤层坚硬夹矸技术

      2020, 20(22):8916-8922.

      摘要 (663) HTML (0) PDF 3.74 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对工作面煤层坚硬夹矸预裂问题,结合小保当煤矿112201超长综采工作面局部出现的大范围硬岩夹矸层,突破了单一煤层预裂技术手段的局限性,提出“气-液-酸”综合作用于煤层的夹矸预裂技术,含高压水射流割缝技术、二氧化碳预裂技术及酸液软化技术。通过对“气-液-酸”综合预裂技术的原理及工艺进行研究,确定了高压水射流割缝工艺、二氧化碳预裂及酸液软化工艺,设计了350m长工作面局部大范围硬岩夹矸的“气-液-酸”综合预裂试验方案。现场试验结果表明:方案实施后,采煤机截割效率及日产能明显提高,截齿消耗量大幅下降,日产能达到4万吨,较方案实施前提高了35%,吨煤截齿消耗量下降到40个,下降幅度达到50%,吨煤油脂消耗量降低了29.4%。该破碎过程由高压水射流割缝-气体爆破-酸液软化按一定工艺组成,具有定向作用,破碎网络可控性好,对工作面煤层顶底板免扰动,保证了综采面的安全及截割效率。为工作面煤层坚硬夹矸预裂提供了一种新的技术手段。

    • >TE石油、天然气工业
    • 川北元坝地区大安寨段页岩微观孔隙空间定量表征

      2020, 20(22):8923-8932.

      摘要 (734) HTML (0) PDF 6.64 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析元坝地区大安寨段湖相页岩的天然气赋存特点,通过扫描电镜、氮气吸附、高压压汞等实验方法,研究了该区大安寨段页岩的孔隙类型与孔径分布,并探讨了页岩的孔隙结构对页岩气赋存状态的影响。结果表明:页岩中发育无机质孔隙(76.92%)、有机质孔隙(9.17%)与微裂缝(13.91%),其中无机质孔隙主要为蒙脱石伊利石化过程中形成的粘土矿物孔隙,有机质孔隙欠发育的原因与有机质类型以Ⅲ型为主且TOC含量低有关;页岩的全孔径分布中,微孔、中孔与宏孔分别贡献6.76%、76.92%与16.30%的孔体积。可见,元坝地区大安寨段页岩以无机孔为主,主要发育中-宏孔,与储层高温高压共同控制了该区页岩气的赋存方式以游离气为主。

    • 川西北双鱼石地区栖霞组地震资料优化处理及裂缝预测技术应用

      2020, 20(22):8933-8942.

      摘要 (545) HTML (0) PDF 9.43 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:川西北双鱼石地区栖霞组气藏勘探开发潜力大,是目前四川盆地加快天然气增储上产的重要领域。目前该地区已经进入开发阶段,面对勘探阶段的地震资料品质及裂缝预测结果尚不能满足开发的需求,需要在已有资料的基础上进一步优化处理,提高资料精度。本文将该区用于构造解释的叠后地震资料进行了解释性处理,通过扩散滤波和反射系数反演技术,去除了噪音并提高了分辨率,改善了地震资料的品质;通过多属性RGB(Red-Green-Blue)融合技术定性预测了裂缝发育特征,利用BP(Back Propagation)神经网络和DFN(Discrete Fracture Network)离散建模技术量化预测了裂缝的密度、长度和发育方向。预测结果表明,双鱼石地区栖霞组裂缝总体为北东-南西向伴随断裂走向呈条带状展布,局部发育有北西-南东向的裂缝。北部山前带由于构造活动影响,裂缝发育密度高,南部裂缝发育密度稍低。地震预测结果与成像测井资料吻合,验证了方法的有效性。

    • 宁国凹陷复杂工况关键钻井工艺

      2020, 20(22):8943-8947.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 1.71 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索下扬子地区海相沉积地层油气钻探的关键技术,结合皖油地1井的钻井施工情况,讨论了宁国凹陷的复杂情况,特别是易坍塌地层、石膏层和裂隙漏失层交互存在,钻井液密度窗口窄等情况下的施工工艺。通过对本区复杂工况钻井工艺的研究,形成了一套适宜的井壁稳定性控制方法、石膏层钻头泥包处理方法和窄钻井液密度窗口条件下的钻进方法,保障了本井的顺利完井,为该地区的下一步钻井作业提供参考。

    • 低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井动态特征分析

      2020, 20(22):8948-8956.

      摘要 (813) HTML (0) PDF 2.73 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:低渗透裂缝型碳酸盐岩基质低孔低渗、天然裂缝发育,为了分析低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏酸压后渗流特征和产量递减规律,建立了考虑低速非达西流动、应力敏感的动态特征分析模型。利用对数变换和摄动法得到不稳定产量和压力解,基于典型曲线特征分析了四类因素对产量递减的影响。结果表明:低渗透裂缝型碳酸盐岩酸压气井存在8个流动阶段;低速非达西在生产中后期影响明显,会削弱窜流对产量递减的补偿作用,明显降低气井产能;应力敏感在生产后期影响凸显,对气井递减率和产能影响较小;改造程度越高,产量递减率越大,产能下降越明显;改造范围越大,气井稳产能力越强。因此,实际低渗透裂缝型碳酸盐岩气藏产能分析中不可忽略低速非达西渗流和对应力敏感产能的影响;为了保持气井的稳产能力,酸压改造应以增大改造范围为主。

    • 低渗储层液锁伤害的精确测量与评价

      2020, 20(22):8957-8963.

      摘要 (547) HTML (0) PDF 1.83 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有液锁伤害测量方法操作复杂、测定数据精度低的问题,设计了高精度注入装置和对应的液锁伤害测定方法,并形成了低渗储层液锁伤害评价方法。研究表明:所设计的注入装置更加精确、实用;液锁伤害主要发生在含水饱和度相对较高的区间上,渗透率伤害率随着含水饱和度的增加而逐渐增加,整体都在50%以上,呈现出“S”形曲线形态,且渗透率越低其曲线的“S”形态越明显;液锁伤害率曲线随渗透率的增加以渗透率为2.2×10-3μm2和15.5×10-3μm2为拐点而呈现三段式降低,渗透率越高,伤害程度越小;液锁阻塞半径随产量的增加而增加,在产量一定时,阻塞半径随液锁伤害率的增加而增加,并依照阻塞半径变化曲线建立了液锁伤害评价标准,将液锁伤害率在0~27%、27%~43%、43%三个区间上的伤害程度分别定义为低伤害、中等伤害和高伤害三个等次,其对应的阻塞半径分别为0~1.5m、1.5~6m、6m以上;液锁伤害应以预防为主,适时地采取措施防止液锁伤害的发生,并要建立合理的气井生产制度。所设计的实验装置和实验方法操作性强、数据可靠,为深入研究储层伤害提供了重要依据,为油气田开发及储层保护提供重要的技术参考。

    • >TH机械、仪表工业
    • 干摩擦对行星齿轮传动系统分岔特性的影响分析

      2020, 20(22):8964-8969.

      摘要 (588) HTML (0) PDF 2.23 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究齿面摩擦对行星齿轮系统分岔特性的影响,考虑摩擦、时变啮合刚度、齿隙和综合误差等非线性因素,建立行星齿轮系统扭转振动模型,采用Runge-Kutta数值解法求解,结合非线性分析方法分析系统的分岔行为和齿面摩擦对系统分岔特性的影响。数值仿真得出:行星齿轮系统表现出Hopf分岔、跳跃激变、倍化分岔和逆倍化分岔行为。齿面摩擦对系统在低频区域的分岔行为影响小,系统分岔行为基本没有改变,齿面摩擦对系统在高频区域的分岔行为影响大,系统分岔行为变得模糊,提前进入混沌运动;随着摩擦系数的增加,系统随激励频率变化的周期运动受到抑制趋势更加明显,系统混沌程度也明显变大。

    • 可移动多维振动时效机器人设计与运动学分析

      2020, 20(22):8970-8974.

      摘要 (527) HTML (0) PDF 2.24 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有振动时效技术的不足,为解决多维激振作业的需求,设计了一种在3UPU结构并联支架基础上串联三条机械臂的混联式多维振动时效机器人,拓展了末端执行器的自由度及工作空间。运用ADAMS对并联支架进行运动学分析;基于D-H参数对机械臂进行建模,并对串联机械臂进行正运动学求解,运用MATLAB对机器人机械臂Ⅱ的工作空间进行求解,解出激振器工作空间的范围。多维振动时效机器人机械臂拥有良好的工作性能,提高了振动时效的工作效率,能够满足多维振动时效的作业要求。

    • 基于三明治夹层约束阻尼结构的潜艇降噪

      2020, 20(22):8975-8982.

      摘要 (658) HTML (0) PDF 5.04 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:潜艇的传动设备在运行中形成振动,并借助潜艇的本体对水流场不断辐射,噪声扩散,因此研究人员往往通过控制潜艇振动问题从而减小整体的噪声。当下,在潜艇噪声的防控中,通常将艇体近似成圆柱壳。该论文重点分析了具有约束阻尼层的厚壳体,同时阐述了此类阻尼层对控制潜艇辐射声场的效果。本文首先基于模态应变能法对“三明治”厚圆柱壳结构中约束阻尼层材料的损耗因子、刚度以及阻尼层的厚度进行了参数分析,分析阻尼层参数对整体结构模态阻尼比的影响规律。以振级落差目标函数,对含有约束阻尼层的足够长度圆柱壳体展开了减振效果的设计,确定了相关圆柱壳结构的阻尼层参数优化值。最后,本文建立了实际潜艇的模型,分析了采用全金属壳结构和“三明治”约束阻尼壳体结构情况下的潜艇周边声场。分析结果表明,优化后的“三明治”约束阻尼壳体结构能够使得潜艇在水中的声压在 0-500HZ 范围中减小 15dB,在 500-2000HZ 范围内大概减小10dB。

    • 云制造智能车间机床资源的再分配服务模型与解算

      2020, 20(22):8983-8988.

      摘要 (634) HTML (0) PDF 2.72 M (374) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多品种、小批量、强交货期的柔性生产方式下云制造智能车间机床资源再分配服务问题,以各工件在机床上加工的最短完成时间、机器总负荷最小、成本最低为多目标函数,以机床均衡率为综合评判函数,建立了再分配服务模型。采用一种基于Pareto外部档案的多目标教与学优化算法对上述模型进行了求解,仿真结果表明多目标教与学优化算法在收敛性和求解效率等方面具有较大优势。本研究可为解决云制造平台下的智能车间生产规划难题提供有益指导。

    • >TK能源与动力工程
    • 工程车辆散热器的传热特性分析与结构优化

      2020, 20(22):8989-8995.

      摘要 (601) HTML (0) PDF 3.90 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高某工程车辆用管片式散热器性能,提出在散热器热管外壁增加导流结构作为改进方案。首先,采用fluent15.0对原始散热器单元体进行仿真,对比试验数据验证仿真的准确性;其次,在原始散热器单元体的热管外壁增加导流结构作为改进模型,对比改进前后散热器的综合性能;最后,分析导流结构各参数的传热特性并优化导流结构。仿真结果表明:在入口风速为2-12 m/s范围内,仿真结果与试验数据的压力损失和换热系数的最大偏差在5%以内;入口风速为12 m/s时,改进模型的综合评价因子高出原始模型约6.73%;导流结构的长度、半径与散热器的压力损失和换热系数成正比,而安装位置则与之成反比,结合正交试验与信噪比分析得出的最优导流结构参数为半径r=0.5 mm,长度h=3.0 mm,位置p=5.8 mm。该研究为导流结构在散热器中的应用提供了新的经验认知。

    • 基于概率分布的涡轮叶片冷却效果试验数据处理方法研究

      2020, 20(22):8996-9002.

      摘要 (652) HTML (0) PDF 4.99 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用基于概率分布的统计分析方法对涡轮叶片冷却效果试验的试验数据(燃气栅后雷诺数、燃气对冷气的总温比、冷气对燃气的流量比及冷却效果参数等)进行了进一步的精细处理,以便通过参数估计与统计推断得到更加准确的试验数据结论。绘制了上述间接测量值单个状态水平下的正态概率图、箱型图及概率密度分布图加高斯拟合曲线,对各测量数据值对正态分布的符合程度进行了定量分析,指出了离群值及置信区间。根据数据处理结果分析了影响数据概率分布好坏与否的关键因素,对该类试验具有较强的参考价值与实用价值,补充完善了相关试验领域的空白。

    • 基于柔顺机构的风力机叶片变弯度前缘结构设计

      2020, 20(22):9003-9010.

      摘要 (589) HTML (0) PDF 3.55 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现风力发电机叶片的自适应变形及结构轻量化,叶片前缘采用柔顺机构设计。以实际位移与目标位移差值及最大应力为约束,以材料用量最小为目标,采用变密度法对柔顺机构进行拓扑优化设计。以双程形状记忆合金丝作为驱动器驱动前缘柔顺机构自适应变形。研究结果验证了柔顺机构及拓扑优化结果的可靠性,为大型风力发电机叶片柔顺机构的设计提供了借鉴;同时也验证了双程形状记忆合金丝作为智能驱动器具有工程发展应用的前景。

    • >TL原子能技术
    • 华龙一号燃料组件错装载事故计算分析王昆鹏,

      2020, 20(22):9011-9016.

      摘要 (819) HTML (0) PDF 2.40 M (373) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于华龙一号的堆芯设计参数,采用SCIENCE V2程序进行了堆芯装载方案的建模,同时计算分析了富集度相同的燃料组件、富集度不同的燃料组件两种类型共计20个燃料错装载的方案。计算结果表明,华龙一号堆芯燃料管理设计的各种错装载方案中,大多数在做启动物理试验的堆芯功率分布测量时能被发现,重新检查装料方案并更正,即可排除事故;未被发现的错装载方案中,绝大多数的FΔH仍满足设计限值,不影响核电厂的运行安全;仅有个别的错装载方案,未被发现且FΔH超过设计限值,但在正常运行工况下,满足相应的安全限制准则,且安全裕量较大。

    • >TM电工技术
    • 面向工业电机考虑参数自调节的优化模型预测控制

      2020, 20(22):9017-9022.

      摘要 (564) HTML (0) PDF 3.28 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对常规控制器在工业电机无参数或者参数失配时引起的控制性能下降等问题,不满足工业自动化发展需求,因此提出一种考虑现实工业情况的无参数模型预测控制。首先引入模型预测控制的思想,将离散异步电机数学模型作为模型预测控制的预测模型并在线估计更新其集总参数,从而无需任何电机参数即可实现模型预测控制。考虑工业用电机复杂工况,针对其情况进行优化使其能够快速且准确地辨识出集总参数。仿真结果表明,所提出的控制策略预测精度高,在工况与电机参数均为未知时变的情况下,无参数模型预测控制仍然能在不同情况下达到较为优良的控制性能,证明了该方法优良的鲁棒性和有效性。

    • 环网柜熔断器垂直和水平布置下温度分布特性

      2020, 20(22):9023-9029.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 3.10 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:环网柜内的熔断器因长时间工作在大电流环境下,其散热能力对于维持自身正常工作性能至关重要。实际运行经验表明,环网柜内熔断器垂直和水平布置时其故障率存在差异。为此研究了在自然对流条件下,环网柜内熔断器垂直和水平布置时的散热过程及差异。首先基于多物理场耦合软件COMSOL,建立了自然对流条件下的环网柜内熔断器流场和温度场直接耦合的三维仿真模型,对两种布置方式下熔断器的流场和温度场进行了仿真计算;并利用温度分布试验平台测量熔断器关键部位的温度,与仿真结果进行对比与验证。研究结果表明,在正常工作电流下,熔断器垂直布置时最高和最低温度较水平布置分别高13.38%和13.30%;垂直布置熔断器的温度分布呈明显的两端不对称性;水平布置熔断器的温度分布呈两端对称性。研究结果能够为熔断器热故障分析及环网柜熔断器的优化布置提供一定参考。

    • 改进组合赋权法的配电网隐患评估

      2020, 20(22):9030-9035.

      摘要 (724) HTML (0) PDF 1.31 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对配电网常见的安全隐患和传统组合赋权法中综合权重选取的组合系数依据不足的缺陷,提出统计偏差修正的层次分析法(Analytic hierarchy process,AHP)-反熵权法(Anti-entropy Weight Method,AEWD)的组合赋权法综合评估模型。首先构建配电网隐患指标体系,分别使用层次分析法和反熵权法计算综合评估模型的主客观权重,然后根据统计偏差理论计算组合系数,进而计算出配电网隐患的风险值,最后以某地区配电网六个月的隐患记录进行实例分析。通过与传统组合赋权法对比证明了该模型合理有效且更具有泛用性。

    • 基于极点对称模态分解-分散熵和改进乌鸦搜索算法-核极限学习机的短期负荷区间预测

      2020, 20(22):9036-9042.

      摘要 (612) HTML (0) PDF 3.11 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对确定性负荷点预测存在不同程度误差及难以反映电力需求不确定性的问题,提出一种基于极点对称模态分解(extreme-point symmetric mode decomposition,ESMD)-分散熵(dispersion entropy,DE)和改进乌鸦搜索算法(improved crow search algorithm,ICSA)优化核极限学习机的短期负荷区间预测模型。首先用ESMD将原始负荷时间序列分解为多个特征互异的子序列,降低了原始非平稳负荷序列对预测结果的影响,并计算各子序列的分散熵,将熵值相近的子序列重组为新序列以降低计算规模;其次,基于上下限估计法,利用ICSA算法对核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)输出权值进行优化,得到最优预测区间上下限,并以此分别对各新序列进行区间预测;最后将预测结果叠加得到最终的预测区间。仿真结果表明,本文所提模型有效提高了负荷预测区间的质量,为电力系统决策工作提供有力支持。

    • 基于径向基神经网络的低压台区运行状态综合评价方法

      2020, 20(22):9043-9048.

      摘要 (518) HTML (0) PDF 1.19 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升低压台区管理水平,指导基层运维人员及时发现台区问题,提出基于径向基神经网络的低压台区运行状态综合评价方法,该方法首先利用改进K-Means算法对低压台区进行分类,然后获取台区运行状态评价指标体系集,综合序关系分析及加权求和计算历史台区评价值,最后以评价值为训练样本,得到径向基神经网络评价模型,利用该模型开展在运台区状态评价。 通过实例分析表明,该综合评价方法能有效开展台区运行状态评价,及时发现线路及计量设备故障或异常问题,为开展低压台区运行问题治理,提升台区管理水平提供技术支撑。

    • 区域清洁取暖适应性发展模式决策方法

      2020, 20(22):9049-9056.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 1.49 M (356) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好的满足冬季清洁取暖用户需求、保障清洁取暖工程实施过程中各方主体利益、提高供暖负荷与电网的匹配性,本文提出了一种区域清洁取暖适应性发展模式决策方法。首先调研了实际清洁取暖工程实施现状,分析了现阶段常见的供热方式和设备类型。其次综合考虑各主体利益、建筑类型特点、用户用能习惯及地理气候条件等因素的影响,构建了涵盖电网、用户和社会三方主体的区域清洁取暖模式适应性综合评价指标体系,并提出了指标的计算方法。在此基础上,应用层次分析法及变异系数法对各指标进行赋权,并采用加权评分法建立了适应性决策模型。最后以北方地区某乡镇的实际数据为算例,决策出了4种备选模式中最适合该地区发展的清洁取暖模式,验证了所提方法的有效性,可为后续北方地区大规模推广清洁取暖提供理论指导和实践依据。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 一种军用雷达目标回波仿真系统的设计

      2020, 20(22):9057-9061.

      摘要 (640) HTML (0) PDF 2.87 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于某型军用雷达是利用捕获飞行中的弹丸数据,来确定敌炮阵地位置或引导我方炮兵进行校射作业,在没有炮兵进行实弹射击保障的前提下,无法进行雷达的侦察与校射训练。为了解决雷达日常训练无实弹射击保障的难题,研制了雷达目标回波仿真系统。该系统通过对雷达辐射信号的检测,自动生成弹丸形成的弹道回波,为雷达提供逼真、可控的目标信号环境,解决在非实弹射击情况下雷达训练的难题,对新装备尽快形成战斗力和提高训练效益具有十分重要的意义。

    • 脉冲干扰对北斗B1I信号接收机影响

      2020, 20(22):9062-9068.

      摘要 (593) HTML (0) PDF 4.51 M (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,脉冲发射型电子设备的广泛应用对导航接收机的可靠运行构成了一定威胁。为了有效评估脉冲干扰对北斗B1I信号接收机的影响,本文结合B1I信号谱特性,提出了一种新的干扰分类方法,导出了干扰条件下相关器输出功率的解析表达式,并分析了其对捕获、跟踪的影响。仿真结果表明:脉冲占空比和干扰功率越大,对接收机的不利影响越显著,然而,不同干扰类型下脉冲持续时间对接收机影响呈现一定差异,同时,载波频率误差与接收机接收性能呈正相关特性。可见本文针对B1I的结果与国内外GPS L1一致性良好,验证了导出模型的有效性。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 面向不平衡数据集融合Canopy和K-means的SMOTE改进算法

      2020, 20(22):9069-9074.

      摘要 (600) HTML (0) PDF 1.56 M (449) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对SMOTE算法和随机森林可较好解决不平衡数据集的分类问题但对少数类样本分类效果还有待提高的问题,融合Canopy和K-means两种聚类算法,设计了C-K-SMOTE改进算法。先后利用Canopy算法进行快速近似聚类,再利用K-means算法进行精准聚类,得到精准聚类簇,最后利用SMOTE算法增加少数类样本数量,使数据趋于平衡。本文选取公开数据集KEEL(Knowledge Extraction on Evolutionary Learning)数据库中的不平衡数据集,结合随机森林分类模型进行了实验验证,实验表明C-K-SMOTE算法可有效平衡不平衡数据集。

    • 基于改进遗传算法和有限元分析的罗氏线圈结构优化设计

      2020, 20(22):9075-9080.

      摘要 (799) HTML (0) PDF 3.17 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对矿热炉电极电流过大、难以近距离测量等问题,结合改进遗传算法和有限元分析,设计了一种优化的罗氏线圈结构,并进一步建立了罗氏线圈优化系统。首先根据罗氏线圈的测量原理,结合COMSOL软件,建立罗氏线圈仿真模型,并在不同结构参数情况下,对罗氏线圈的测量结果进行分析和比较。通过COMSOL和MATLAB混合编程,以罗氏线圈测量准确率为优化目标函数,结合精英保存策略和惩罚函数改进的遗传算法,实现了罗氏线圈结构的优化设计。优化设计的罗氏线圈结构能够较精确地测量矿热炉电极电流,满足了矿热炉电极电流测量的要求,具有较好的实用价值。

    • 基于广义反向学习的改进鲨鱼算法自抗扰参数整定

      2020, 20(22):9081-9089.

      摘要 (608) HTML (0) PDF 2.93 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对非线性自抗扰控制器参数难以整定,很大程度影响控制精度的问题,提出一种改进鲨鱼优化算法的在线整定方式。首先,针对传统鲨鱼算法易早熟收敛陷入局部最优,且算法全局搜索精度低的问题,通过广义反向学习对鲨鱼种群进行初始化,并在鲨鱼位置更新过程中加入非线性控制因子,平衡算法的全局探索能力和局部开发能力,最后在迭代过程中加入Levy变异机制,提高算法跳出局部最优的能力。其次,将改进后的鲨鱼优化算法对自抗扰控制器参数在线整定,并将优化后的自抗扰控制器用于工程实例中,进行仿真实验。实验结果表明,整定后的自抗扰控制器很大程度提高了控制精度和抗扰动能力。

    • 基于功率脉宽驱动的高频电磁感应锅炉控制算法设计

      2020, 20(22):9090-9096.

      摘要 (598) HTML (0) PDF 2.65 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的PID(比例-积分-微分)算法应用于高频电磁感应锅炉,会变成极为复杂的高阶函数,系统难以保持最优设定,且需要人工辅助调整参数。针对此问题,本设计依据温度、压力、流量等控制对象将系统设计成多个区块,每个区块包含一个功率脉宽驱动装置。每个区块依据为其建立的布尔函数和设定的目标参数闭环运行,不引入需要人工辅助调节的参数。在高频电磁感应锅炉上的实际应用表明,该算法在此复杂的控制系统中,具有良好的控制效果。

    • 基于二阶近似积分不等式的时滞系统稳定性分析

      2020, 20(22):9097-9101.

      摘要 (451) HTML (0) PDF 804.18 K (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文提出了一种新的积分不等式,称为二阶近似积分不等式(Second-order Approach Integral Inequality,SAII)。著名的积分不等式如Jensen不等式和基于Wirtinger的不等式均是本文所提的二阶近似积分不等式的特例,并且进一步证明了Jensen不等式和Wirtinger不等式分别是所提不等式的零阶和一阶近似。在所提二阶近似积分不等式基础上,提出了一种适用于时滞系统的稳定性判据。最后,算例表明了该方法的有效性和优越性。

    • 抗饱和内模控制的氩氧精炼铬铁合金碳含量控制系统

      2020, 20(22):9102-9107.

      摘要 (510) HTML (0) PDF 2.31 M (374) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对氩氧精炼铬铁合金过程,本文建立了一种基于抗饱和内模控制的氩氧精炼铬铁合金碳含量控制系统,且依据实际生产数据,构造了供氧速率饱和约束专家系统。通过对受到控制器饱和的内模控制器进行饱和补偿,弥补了系统控制量超出实际工艺水平的缺陷,在保证整个过程中冶炼温度不会超出限制的前提下,发挥出内模控制稳态无误差的特点,准确达到冶炼过程的预期目标。

    • 基于随机替换和混合变异的蜻蜓算法

      2020, 20(22):9108-9115.

      摘要 (703) HTML (0) PDF 4.15 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基本蜻蜓算法(dragonfly algorithm, DA)容易陷入局部最优、收敛速度慢及寻优精度低等缺陷,提出了基于随机替换和混合变异的蜻蜓算法(dragonfly algorithm based on random substitution and hybrid mutation, DASM)。首先,利用混沌映射提升初始解的质量;其次,引入中心点随机替换策略,从而提高算法收敛速度;最后,通过对种群个体进行变异操作,从而跳出局部最优,提高算法收敛精度。仿真实验结果表明,提出的改进算法相比基本蜻蜓算法和部分改进算法,有较好的寻优性能。

    • 一种适用于多模态医学图像融合的自适应脉冲耦合神经网络改进算法

      2020, 20(22):9116-9121.

      摘要 (628) HTML (0) PDF 1.96 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对医学图像融合存在伪影、边缘保持性弱等问题,提出了一种参数自适应的脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)图像融合方法。首先,对源图像通过非下采样Contourlet变换(Non-subsampled Contourlet Transform,NSCT)得到一个低通子带和多个尺度多个方向下的带通子带。然后用区域标准差调整连接范围,进而调整突触权重矩阵以及加权系数;用各子带的改进空间频率中方向特征最显著的分量调整连接强度;对于外部激励,低通子带用区域能量和区域方差的线性组合计算,带通方向子带采用改进的拉普拉斯能量和计算。点火映射图的判决遵循取大原则。最后,通过NSCT逆变换得到融合结果图。实验结果表明,此算法能更多地保留源图像的信息,边缘保持能力更强,融合图像对比度高,视觉效果更佳,适用于多种模态医学图像之间的融合。

    • 基于簇首负载均衡的无线传感器网络分层路由协议

      2020, 20(22):9122-9127.

      摘要 (483) HTML (0) PDF 1.67 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对分层无线传感器网络的簇首选择开销大,靠近Sink(汇聚节点)的簇首容易负载过重,且路由需经多跳才能至Sink而导致时延大等问题,提出充分考虑簇首负载均衡的路由协议;采用多Sink节点来构建网络,运用RSSI(接收信号强度指示)来对网络进行梯度分簇,使用移动传感节点在簇首和Sink之间转发数据;仿真实验验证了上述方案能有效地均衡WSN中的簇首负载,从而降低网络传输时延与能耗,提高网络生存周期;对于解决无线传感器网络单点失效及网络能耗高等问题有重要的价值。

    • >TU建筑科学
    • 基于数据关联度的监测数据预测方法

      2020, 20(22):9128-9132.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 4.03 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决病态数据对损伤识别与状态评估的不利影响,本文提出基于数据关联度的监测数据预测方法。通过BP神经网络建立多通道数据间的关联度模型,以数据间的关联度对出现病态数据通道的数据进行预测和修正,并通过实测数据进行验证。研究表明考虑多通道数据间关联度的预测值比单通道的预测值具有更高精度,能够满足工程应用要求。

    • 非饱和土蠕变力学特性试验及分段模拟

      2020, 20(22):9133-9139.

      摘要 (754) HTML (0) PDF 1.98 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:水电工程中库岸边坡流变效应显著,以库岸边坡非饱和粉质黏土为例,描述其蠕变力学行为,开展基质吸力控制条件下的三轴压缩固结排水蠕变试验。试验发现:(1)非饱和粉质黏土在不同应力水平下蠕变曲线形态较为相似,在同一应力水平下,土样的瞬时应变都大于蠕变应变;(2)随着应力水平的提升,土样的瞬时应变和蠕变应变都呈递增趋势,且瞬时应变的增长幅度大于蠕变应变;(3)在不同基质吸力条件下,非饱和等时偏应力-应变关系均表现出较为明显的非线性特征。基于本文试验成果,提出分段模拟的思路,分别构建考虑基质吸力的弹性体和分数阶黏滞体,由此建立非饱和粉质黏土蠕变本构模型。通过所建模型对本文和相关文献中非饱和粉质黏土蠕变数据进行辨识,对比分析试验曲线和预测曲线,证明本文所建模型的合理性和适用性。研究成果为库岸边坡长期稳定性研究提供一定参考。

    • 复杂岩溶区溶洞储水与隧道衬砌相互作用

      2020, 20(22):9140-9148.

      摘要 (505) HTML (0) PDF 6.01 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:水压衬砌的稳定性研究仍是在富水区修建隧道工程所关注的重点问题。多数相关研究均是基于连续性 “渗透”模型和Darcy定理的基础上开展的。本文基于前人研究成果,结合实际情况,发现工程中衬砌主要破坏原因区别于渗流破坏,进而确认该隧道支护结构破坏主要原因为隧道排水系统失效后短时间内衬砌背后溶洞储水作用下的变高水头水压致裂破坏,从而提出该力学模型为“荷载—结构”模型,而“荷载—结构”模型的关键问题在于确定衬砌所受岩溶水压力大小与分布形式。本文根据水文地质条件假定溶洞处于汇水期时其流量基本不变,结合工程地质条件推导了该工程区两类溶洞(“走向型”溶洞和“斜交型”溶洞)的体积计算公式,再换算确定不同时间范围内的储水体积,最后折算为衬砌所受应力边界条件。通过数值计算理论分析变水压下隧道的力学响应特点,通过与现场照片的对比可证明隧道衬砌破坏主要原因确为水压致裂,同时伴有一定的水体渗透、劈裂作用加剧失效,说明前述的假设研究具有一定合理性,针对研究结果对工程提出了防范措施要点。本文研究思路与理论研究成果可为类似工程提供借鉴与参考。

    • 再生粗骨料取代率对圆不锈钢管再生混凝土黏结性能的影响

      2020, 20(22):9149-9154.

      摘要 (530) HTML (0) PDF 2.62 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究圆不锈钢管再生混凝土粘结性能,考虑再生粗骨料取代率不同设计了5个圆不锈钢管再生混凝土试件进行往复推出试验。根据试件破坏现象、粘结强度-滑移量曲线及荷载-钢管应变曲线等,分析试件粘结界面处的传力机制、粘结破坏类型、极限粘结强度及对应的滑移量。研究表明:粘结强度-滑移量曲线呈三段式分布,反复加载对粘结强度影响较大,粘结强度随再生粗骨料取代率的提高而逐渐降低。通过回归分析提出考虑再生粗骨料取代率、混凝土强度两个参数的粘结强度实用计算公式。

    • 基于平行黏结模型的类岩石材料宏细观参数影响

      2020, 20(22):9155-9162.

      摘要 (571) HTML (0) PDF 4.77 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:为了研究材料宏观力学特性与细观参数的关系并进行细观参数标定,将平行黏结模型作为颗粒的接触模型,对颗粒流程序中的细观参数进行正交试验设计,结合室内试验确定类岩石材料的细观参数。结果表明:类岩石材料宏观弹性模量主要由颗粒模量、平行黏结模量以及半径乘子影响;法向黏结强度与切向黏结强度共同影响抗压强度,且不同黏结强度比对裂纹的分布有影响;泊松比主要由颗粒刚度控制,且颗粒刚度越大,剪切裂纹占比越大。物理试验与数值模拟的峰值应力接近,应力—应变曲线基本吻合,裂纹扩展形态一致,表明细观参数结果可靠,为其他岩石材料颗粒流模拟提供借鉴。

    • 钢支撑滞后架设对深基坑内支撑轴力的影响

      2020, 20(22):9163-9169.

      摘要 (561) HTML (0) PDF 3.38 M (371) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究钢支撑滞后架设对基坑内支撑轴力的影响,以某地铁车站深基坑为研究对象,基于有限元计算结果,系统分析了钢支撑滞后架设对基坑各内支撑轴力的影响规律。结果表明:钢支撑滞后架设对与其相邻的上道支撑轴力影响较大,对与其相隔的上道支撑轴力影响较小,对在其之后架设的支撑轴力影响很小;支撑滞后架设会使其自身少承担坑后主动土压力,第1道支撑主要分担了第2道支撑由于滞后架设而少承担的主动土压力,第2道支撑主要分担了第3道支撑由于滞后架设而少承担的主动土压力,第1道支撑和坑底被动区土体共同分担了2、3道支撑均出现滞后架设而少承担的主动土压力;第3道支撑滞后架设会导致第1道钢筋混凝土支撑出现拉力,说明了深基坑第1道支撑普遍采用钢筋混凝土支撑而不选择钢支撑的优越性。相关研究成果可为类似工程设计及施工提供参考。

    • 聚丙烯棒在混凝土中的黏结性能试验研究

      2020, 20(22):9170-9175.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 3.42 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:在新型地下粮仓中防水防潮是一大难题,现采用内衬塑料构件解决该难题。本文利用聚丙烯棒(PP棒)连接混凝土与聚丙烯板,通过中心拉拔试验研究了PP棒在混凝土中的粘结应力分布曲线及破坏形态,结果表明PP棒与混凝土粘结滑移曲线包括弹性阶段、局部开裂阶段以及下降阶段;影响PP棒在混凝土中的平均粘结应力的因素有PP棒表面形式、PP棒直径和混凝土强度,其中PP棒表面形式影响最大;在不同荷载作用下,试件自由端的粘结应力总是小于加载端的粘结应力且粘结应力峰值出现在加载端附近。

    • 强夯机多体系统刚柔耦合动力学仿真与结构优化

      2020, 20(22):9176-9182.

      摘要 (539) HTML (0) PDF 2.92 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对强夯机满载率高,起重卸载频繁,工作环境恶劣等特点,本文以某新型强夯机为研究对象,基于多体系统动力学理论,考虑臂架各部件的柔性,建立了强夯机多体系统刚柔耦合动力学模型,通过动态响应仿真与试验对比,研究了整机在典型工况下的动力学特性,得出了臂架关键部件的运动规律及应力结果。借助于刚柔耦合动力学计算结果,根据优化设计理论和方法建立臂架结构优化的数学模型,通过优化计算后的臂架结构应力减少12.48%,最大位移减少15.47%,臂架总质量减少6.52%,强度得以充分发挥,整机各项性能得以改善。

    • 严寒地区城市街谷底层可吸入颗粒物浓度分布

      2020, 20(22):9183-9189.

      摘要 (495) HTML (0) PDF 1.80 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:以东北三省的省会城市为代表,对街道峡谷底层的可吸入颗粒物(PM10)的质量浓度进行了实地监测。街谷底层PM10浓度分布状况既受到自然气候条件的制约,又受到以绿化植物为主的街谷设施以及人为活动的强烈影响,二者共同作用下形成了如下特征,为严寒地区城市规划设计以及道路绿化设计提供了理论依据:(1) 街谷设施扰乱了理想状态下的街谷气流,其所影响的范围约在0~22 m之间;(2)PM10浓度在每日的9:00和18:00出现峰值,街谷绿化使颗粒物的扩散延迟了约3 h;(3)季节水平上街谷底层PM10浓度差异显著,冬季高出夏季107 mg?m-3;(4)不同绿化郁闭度与疏透度对PM10浓度的垂直分布与水平分布产生的影响,夏季均大于冬季。街谷绿化使PM10滞留在9 m以下、两条隔离带之内的机动车道空间内,而在9~22 m的空间以及隔离带外侧的人行道空间里,颗粒物浓度得到消减;(5)街谷底层PM10日均值与气象参数之间存在显著的线性相关性,相关性顺序为湿度>温度>风速。

    • >U交通运输
    • 地铁轨道不平顺状态的监测与预警

      2020, 20(22):9190-9195.

      摘要 (718) HTML (0) PDF 2.06 M (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:在客流量和客运量高速化的背景下,轨道线路作为地铁运营的基本设施,其不平顺状态直接影响到行车的安全性和舒适性。以北京地铁9号线为例,采用光纤光栅传感器对典型区段的轨道不平顺状态进行监测,运用数理统计的方法对监测数据进行权重统计和超限分析,结合数据特征提出一种将灰色模型和粒子群算法优化Elman神经网络的组合预测方法,并利用监测的轨道不平顺七项参数对模型的效果进行验证。结果表明该模型的预测效果均优于单一灰色模型,在平均相对误差、均方根误差、决定系数和相关系数上具有较高的预测精度,可以实现对各单项指标的超限预警,更好地监控轨道质量的发展状况。

    • 正盘台隧道超前帷幕注浆合理范围

      2020, 20(22):9196-9201.

      摘要 (476) HTML (0) PDF 3.15 M (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:富水隧道开挖易引起突涌水、掌子面失稳和支护结构位移过大等问题,采用帷幕注浆可加固围岩并止水,进而保障隧道施工安全。为寻求合理超前帷幕注浆范围,本文依托京张铁路正盘台隧道实际,通过FLAC3D数值模拟手段建立了渗流场与应力场的耦合模型,研究深埋富水段隧道超前帷幕不同注浆范围对围岩稳定性和渗流规律的影响,从而指导工程实践。研究表明:全断面帷幕注浆和全周边注浆可较好满足正盘台隧道不同渗水段安全需求。

    • 地锚式独塔单跨空间双缆面悬索桥结构体系分析

      2020, 20(22):9202-9209.

      摘要 (596) HTML (0) PDF 5.17 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了得到某地锚式独塔单跨空间双缆面悬索桥合理的结构参数,采用有限元软件计算的方法,研究了该地锚式悬索桥在恒载、活载、温度荷载作用下分别采用1/14、1/15、1/16的垂跨比、45o、60o、75o的边跨主缆锚固方式、π型钢梁和钢桁梁两种加劲梁形式对主缆、吊杆受力及主梁的内力、挠度的变化影响。结果表明:随着垂跨比的增大,主缆、边吊杆受力及主梁的内力和挠度、塔底弯矩逐渐减小;随着锚固角度的增大,主缆背索力、主梁弯矩及挠度、塔底弯矩随之减小,主跨主缆力影响较小。适当增加垂跨比及边跨主缆锚固角度,可改善结构的受力与变形。采用钢桁梁截面形式,主缆力及吊杆力较π型钢梁的大,主梁挠度较π型钢梁的小。相关研究结论将会为该类桥梁的设计结构参数的拟定提供参考。

    • 锂电池膨胀力及位移测试试验台的开发

      2020, 20(22):9210-9216.

      摘要 (565) HTML (0) PDF 3.61 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了测试充放电过程中锂离子电池膨胀力及膨胀位移,本文拟开发相应的测试试验台。该实验台由充放电系统、环境控制系统、测试系统、数据采集系统等四部分组成。为了模拟电池对测试装置响应,提出了一种表征充放电过程中锂电池热-机-电耦合作用的等效方法。基于开发的试验台,测试不同放电倍率下电池膨胀位移-SOC曲线及电池膨胀力-SOC曲线,使基于温度-电流电压-力的电池管理系统的开发成为可能。

    • 考虑居住环境的公共交通出行选择行为模型

      2020, 20(22):9217-9221.

      摘要 (580) HTML (0) PDF 1.28 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决已有公共交通出行选择行为模型欠缺考虑居住环境对出行选择的影响,结合计划行为理论,在行为态度、主观规范及知觉行为控制3个变量决定出行行为意向的理论框架上加入居住环境,构建涵盖5个潜变量、22个测量变量的公共交通出行选择行为模型。以重庆市居民出行数据为例,计算结果表明,居住环境、行为态度、主观规范及知觉行为控制对行为意向均有显著的正向影响,且居住环境对行为态度与主观规范也存在显著的正向影响,各维度的总影响效应呈现出居住环境(0.842)>行为态度(0.832)>知觉行为控制(0.716)>主观规范(0.649)的递减趋势,但行为态度对行为意向的直接影响影响最大为0.832。

    • 基于车辆簇的高速公路路侧单元部署研究

      2020, 20(22):9222-9228.

      摘要 (607) HTML (0) PDF 2.26 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:RSU部署受道路环境特点、车流特性和部署成本等因素影响。本文研究单向四车道高速公路道路的RSU部署策略。为了保证部署网络可靠性并降低RSU部署成本,本研究首先基于高速公路道路环境特点和车辆特性,提出了一种改进KMeans车辆聚类算法,并从网络剩余能量、存活节点数和端到端时延三个方面与经典KMeans算法进行比较,验证结果表明,提出改进算法性能更优;然后提出本研究采用的RSU均匀部署方案;最后进行RSU部署研究:通过MATLAB软件,分析车辆密度与RSU通信半径、车辆连通率和平均车辆簇长度之间的关系,确定最佳RSU部署间隔和通信半径,从而为高速公路部署RSU提供依据。

    • >V航空、航天
    • 进气畸变对大涵道比发动机压气机中介机匣性能的影响

      2020, 20(22):9229-9233.

      摘要 (551) HTML (0) PDF 3.07 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:大涵道比涡扇发动机中的压气机中介机匣内存在流动分离,由此造成的损失和出口流场畸变对航空发动机的性能有重要影响。通过根部安装20%高度的扰流器以模拟径向进气畸变,对一台大涵道比涡扇发动机的压气机中介机匣开展了畸变影响气动性能的实验研究。实验结果表明:进气畸变导致进口截面的总压恢复和损失系数相较于均匀进气分别下降了0.684%和增加了9.74%;总压和和总温在通道整体高度40%以下区域亏损严重;在出口截面,进气畸变导致总压波动幅度大且40%高度以下存在低压区;出口总温由于气流的掺混明显高于均匀进气条件,出口速度明显降低。畸变气流通过中介机匣后,总温和总压分布较进口的畸变度下降且分布更加均匀;相较于进口畸变总压约30%的波动量,在出口处已经减小到了约10%。可见中介机匣对进口径向畸变沿流向的发展有明显改善作用。

    • >X环境科学、安全科学
    • 滇西北剑湖表层沉积物中铁锰分布和生态风险

      2020, 20(22):9234-9242.

      摘要 (633) HTML (0) PDF 5.19 M (420) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解剑湖表层沉积物铁锰水平空间分布规律及形态特征,揭示其生态风险,使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定了剑湖表层沉积物中铁锰含量,使用优化的BCR连续提取法提取了四种形态含量,利用富集因子法和次生原生比值法评价了其生态风险状况。结果如下:①剑湖表层沉积物铁元素平均浓度为(40 611.89±1 659.49) mg·kg-1,锰为(669.30±27.13) mg·kg-1,两种元素均从湖东南向湖内其他区域辐射递减。②铁锰元素形态含量占比顺序分别为残渣态(95.07%)>可还原态(4.35%)>可交换态(0.51%)>可氧化态(0.06%),残渣态(94.55%)>可交换态(3.04%)>可还原态(2.19%)>可氧化态(0.21%)。③铁锰残渣态最高值均在湖东南,可氧化态最高值在泉眼附近。铁可还原态南多北少,可交换态由新水河、黄龙河之间区域向周围辐射递减。锰可交换态最高值位于湖东南,可还原态高值区位于湖西南部、东北部。④生态风险方面,铁锰均处于无污染或中度污染等级,来源均主要为自然富集。

    • 基于改进神经网络及地理信息系统空间分析的风暴潮经济损失评估

      2020, 20(22):9243-9247.

      摘要 (691) HTML (0) PDF 1.96 M (450) 评论 (0) 收藏

      摘要:台风风暴潮是影响我国最严重的海洋灾害之一,台风风暴潮经济损失的预评估对防灾减灾有重要作用。针对目前大量单机器学习模型评估效果不佳的问题,提出基于天牛须搜索算法优化的BP神经网络及GIS空间分析的台风风暴潮经济损失评估模型。该模型在神经网络训练前,先利用天牛须搜索算法对神经网络的初始权值阈值进行优化,以提高网络的寻优精度;在网络输出计算结果后,借助GIS空间分析功能找出待评估台风风暴潮的相似样本,并用相似样本对待评估台风风暴潮进行结果调整;最后基于悲观、乐观估计思想,给出台风风暴潮经济损失预评估区间。计算结果表明,结合GIS空间分析调整能给出更有效的模型评估结果。

    • 南通市大气污染物浓度变化特征及其与气象因素的关系

      2020, 20(22):9248-9254.

      摘要 (576) HTML (0) PDF 3.62 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了厘清南通市大气污染浓度的变化情况以及与气象因素之间存在的关系,分析南通市大气污染物潜在的输送来源。文章利用南通市2018年全年大气污染物资料和同期气象观测要素资料,对SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5污染物的时、日、月、季浓度变化规律及其与气象因素之间的关系进行分析,并结合南通市2次重污染天气过程,使用后向轨迹模式HYSPLIT4分析南通市大气污染物的主要来源。结果表明:SO2、NO2、CO、PM10和PM2.5浓度均呈现夏季最低,其次是秋季,冬、春季浓度最高,O3浓度呈现明显春、夏季高于秋、冬季。SO2、NO2、CO、O3年平均排放量均较低。一天当中不同时间段,气象因素影响情况不同导致污染物的浓度不同。O3浓度变化跟NO2浓度变化呈明显负相关性。O3污染最高的天气,一般是气压较低,能见度较好的晴朗天气。而研究发现,PM2.5在气温较低、湿度高、气压高、日降水量较小、能见度低且风速较小的气象条件下,污染浓度更容易升高。NO2在低温高湿,气压高且风速较小的气象条件下时跟容易堆积。NO2、CO、O3与6种常规气象要素均存在显著相关性。O3跟气象要素之间相关性关系正好与其他5种污染物相反(湿度除外)。通过两次重污染天气过程的后向轨迹分析,南通市大气污染物来源既有西北和偏北气流的长距离输送,也有偏西和偏南气流的区域性源。

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