• 2021年第0卷第11期文章目次
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    • >TB一般工业技术
    • 药品配送冷藏箱制冷技术现状及关键技术

      2021, 21(11):4289-4299.

      摘要 (359) HTML (0) PDF 9.93 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:医药行业是关系到国计民生的行业。药品能够顺利发挥治病救人的作用,除了药品自身性能优异之外,良好的储藏输运环境也十分重要。药品在配送过程中需要处于适宜的温湿度环境中,以确保其活性。对此,需要配备专业设计的药品配送储藏箱完成药物的冷链配送。本文介绍并对比了冷藏箱三种主要的制冷方式:半导体制冷、相变蓄冷和蒸汽压缩式制冷,认为半导体制冷相较于其他两种方式,温度调控更精确,无需制冷剂则无污染,制作工艺相对成熟,是较好的制冷手段。同时结合近年来国内外文献,介绍了药品配送冷藏箱的发展状况,从能源供给、外界环境、内部气流和除湿除霜四个方面归纳冷藏箱设计要点,并提出了药品配送冷藏箱的发展方向。

    • >TK能源与动力工程
    • 综合能源系统优化模型综述与文献计量分析

      2021, 21(11):4300-4310.

      摘要 (314) HTML (0) PDF 10.48 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合能源系统(IES)作为我国建设清洁低碳、安全、高效的现代能源体系的重要组成部分,其在系统模拟、优化仿真等领域亟需改进和完善,以便更好的服务于新型能源系统网络场景应用,支撑我国能源绿色发展战略。因此,本文基于对国内外综合能源系统优化模型研究的归纳总结和对比分析,提出了在能源高质量发展和能源互联网建设背景下综合能源系统优化模型需要着力的研究方向,通过文献计量分析法探究综合能源系统优化研究领域的热点及发展趋势,并系统总结了当前综合能源系统优化研究的不足并做出展望。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 上肢康复机器人研究及发展

      2021, 21(11):4311-4322.

      摘要 (331) HTML (0) PDF 27.93 M (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对当前上肢康复机器人关键技术分析及未来发展方向预测,本文通过对世界范围内外骨骼式及末端牵引式上肢康复机器人研究现状分别进行介绍分析,从整体构型、控制系统及人机交互三方面总结各典型上肢康复机器人的关键技术,进而总结出未来上肢康复机器人从低自由度向高自由度、传统材料向新型轻质材料、刚性关节向柔性关节、传统控制向人工智能的发展趋势。为上肢康复机器人的发展方向提供了参考,促进上肢康复机器人的未来发展。

    • >O4-5物理学
    • 人工形成海水密度跃变区的过程及方法

      2021, 21(11):4323-4328.

      摘要 (313) HTML (0) PDF 3.12 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:海水密度的人工跃变技术是通过人工方法形成足够规模海水密度跃变区,继而影响潜艇正常航行。技术应首先研究规模适度、气泡密度合理的跃变区形成方法。本文立足现有工业技术条件,完成了对基于气体射流法的跃变区生成设备的总体设计。详细对关键射流部件压力容器和气泡发生器作出设计说明:一是设定压力容器的结构和型式,考虑到球壳强度、射流结构、形成连续分布的跃变区,对其两相邻开孔所夹的最大球心角作出规定。二是选用喷嘴型微型气泡发生器,应设定其结构尺寸和容器开孔。最后气体射流成泡和设备拉伸运动两部分同时进行形成海水跃变区。研究成果对于技术的工程应用提供重要的理论指导。

    • >P天文学、地球科学
    • 致密储层水敏感性伤害垂向差异因素分析及保护措施优选

      2021, 21(11):4329-4334.

      摘要 (255) HTML (0) PDF 3.38 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:库车北部构造带吐格尔明段明南1井水敏感性损害在垂直方向存在明显差异特征,研究表明以克孜勒努尔组(J1kz2)、阳霞组(J1y2)和阿合组(J1a1、J1a2)为主的小层位表现出较高的水敏感性损害。结合X衍射分析、CT扫描和铸体薄片等方法进行验证,结果显示储层组中粘土矿物整体体积分数处于8.77%~17.52%,较高的粘土含量且含有大量溶蚀颗粒等因素是造成水敏感性损害的主要原因;从物性因素分析,退汞率和孔喉半径随井深深度呈现逐渐降低的趋势,部分小层位孔喉连通性较差;上述控制因素在垂向上表现出明显的差异性,是明南1井水敏感性损害垂向差异的主要原因。此外,通过粘土稳定剂损失率实验,优选出降低明南1井水敏感性损害的两种最佳选择,选取3%YLN-07可最有效防止粘土损失,粘土损失率降低14.97%;若经济效益等方面综合考虑,0.5%HES粘土稳定剂是最为理想的选择,粘土损失率降低12.5%。

    • 巴音戈壁盆地下白垩统巴音戈壁组上段地球化学特征及地质意义

      2021, 21(11):4335-4344.

      摘要 (316) HTML (0) PDF 6.69 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:巴音戈壁盆地中部巴隆乌拉山剖面的地球化学特征中保存了重要的沉积和构造信息。本文对内蒙古巴音戈壁盆地巴隆乌拉山剖面巴音戈壁组的28个样品进行了元素地球化学的分析,探讨了该区古环境及物源特征。其结果表明:巴隆乌拉山剖面样品具有富Rb、Th、U、La元素,贫Ba、Sr、K、P、Ti元素的特征;稀土元素总量变化范围大,介于53.16ppm-291.85ppm之间,轻、重稀土元素明显分异,Eu负异常。依据地球化学分析及La/Yb-ΣREE 源岩判别图解指示研究区样品的主要为沉积岩和岛弧火山岩的混合源区。在垂向上,整体表现为温湿的氧化环境,中段出现明显厌氧的还原的咸湖环境,而后又转变为氧化环境。界面中部的古气候、古盐度和氧化还原条件发生了显著变化。SP-3~SP-30段在相对温湿的沉积过程中出现较为干旱的还原环境,这在古气候、古盐度和氧化还原的演化中均体现出一致性,即在温湿的氧化环境下存在较短时间的干热的还原的咸湖环境。

    • 考虑应力敏感的缝洞型油藏三重介质试井分析理论模型

      2021, 21(11):4345-4351.

      摘要 (243) HTML (0) PDF 3.38 M (182) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳酸盐岩储藏资源潜力巨大,是当前研究的热点和难点领域。为了准确评价缝洞型油藏产能特征,以三重介质流体渗流方程为基础,考虑应力敏感对储层渗透率的伤害,建立基质-孔隙-裂缝的三重介质试井分析模型。研究结果表明:无量纲压力及压力导数曲线随应力敏感性增强而整体向上抬升,随着时间的增加,上升幅度逐渐增大;将无量纲压力导数曲线的水平段取值作为特征值,当其值大于0.5时应考虑应力敏感的影响,反之亦反;“双下凹”形态可作为判断三重介质缝洞型油藏的曲线特征。对于强应力敏感性储层,应力敏感的影响不可忽视,渗透率应力敏感的准确表征有利于提高产能预测精度。

    • 沁水盆地永乐南区块煤储层聚煤前后沉积相预测及其控气作用

      2021, 21(11):4352-4359.

      摘要 (261) HTML (0) PDF 14.06 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:沉积环境通过控制储盖分布特征进而控制煤层气的聚集成藏,是煤储层开发评价的重要影响因素。含煤岩系中砂岩、泥岩、煤薄互层特征突出,且砂岩分布横向变化快,使得砂体预测难度大。运用地震沉积学方法,建立地震地质等时格架,对目标层序进行地层切片并优选融合反映岩性、沉积相变化的敏感地震属性,结合单井岩性与微相特征精细刻画聚煤前后沉积相展布特征,在钻测井数据基础上分析顶底板所处沉积相带对含气富集的控制作用,进而划分沉积控气有利区。研究结果表明:地震沉积学可以研究解释研究区含煤岩系四级层序内沉积现象;弧长、瞬时频率属性在该区可有效反映岩性变化;太原组9+10煤聚煤前为障壁-泻湖相,山西组2+3煤聚煤前后为三角洲前缘相;泻湖泥坪相、分流间湾相有利于煤层气保存,障壁砂坪相及分流河道相不利于煤层气成藏。

    • 基于测井曲线频谱分析米氏旋回特征-以柴西尕斯地区上干柴沟组为例

      2021, 21(11):4360-4368.

      摘要 (256) HTML (0) PDF 9.76 M (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:柴达木盆地保存了巨厚的完整连续的新生代沉积层序,为研究沉积旋回提供了良好的场所。位于盆地西部尕斯地区的上干柴沟组是典型的陆相碎屑岩地层之一,由多层砂岩和泥岩频繁相互叠置而成,高精度的沉积旋回研究鲜有讨论。本文综合运用频谱及滤波方法来深入分析地处柴西尕斯地区的YP2、YQ17井自然伽马测井数据。结果显示,天文轨道周期比值和中高频旋回厚度之间比值的对应性相对较好。在此基础上结合沉积速率及古气候这两个方面的因素进行讨论,发现尕斯地区上干柴沟组的地层中保存了较为完整的米兰科维奇旋回。其中,短偏心率周期引起的地层旋回厚度变化为10.48-11.26m;轴斜率长周期引起的地层旋回厚度变化为5.85-5.87 m;轴斜率短周期引起的地层旋回厚度变化为4.22-4.57m;岁差长周期引起的地层旋回厚度变化为2.42-2.61m;岁差短周期引起的地层旋回厚度变化为1.97-2.12m。

    • 基于极限平衡法和Midas/GTS的张家湾滑坡稳定性

      2021, 21(11):4369-4378.

      摘要 (301) HTML (0) PDF 32.98 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以西宁市张家湾滑坡为研究对象,在进行充分现场调查的基础上,结合极限平衡法和Midas/GTS有限元数值模拟方法,研究了滑坡的形成机理、发展过程和剪出口位置,定量评价了该滑坡在天然工况、暴雨工况和地震工况三种不同工况条件下的稳定状态,并将两种方法计算的稳定性系数进行了比对。研究结果表明:① 基于刚体极限平衡法和Midas/GTS的计算结果是一致的。②张家湾滑坡共发生四期分级滑动,形成三级阶梯状平台,并发育四处剪出口,上中下三处剪出口趋势明显。③ 张家湾滑坡目前处于整体稳定状态。其中,第一期滑坡处于稳定状态;二期滑坡在暴雨和地震工况下处于欠稳定状态;三期和四期滑体在暴雨和地震工况下处于不稳定状态,而四期正处于滑动期。④ 张家湾滑坡总体发展变化趋势为整体上已从滑动阶段发展为压密-稳定阶段,在降雨和地震工况下稳定性恶化,严重可能发生失稳破坏。因此有必要进行加固防护。

    • >Q生物科学
    • 热带盐场域近海及潮间带沉积物可培养细菌遗传多样性

      2021, 21(11):4379-4383.

      摘要 (335) HTML (0) PDF 9.02 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究热带盐场域近海及潮间带沉积物可培养细菌遗传多样性,本研究从海南莺歌海盐场域近海及潮间带沉积物中分离可培养细菌,通过16S rDNA序列比对,分析菌株遗传多样性,结果表明,9株分离自近海沉积物的细菌菌株均属于Bacillus;8株分离自潮间带沉积物细菌菌株分为5个属,分别为Acinetobacter、Massilia、Pseudomonas、Pantoea、Paenibacillus;系统发育树结果表明,分离自近海沉积物的菌株YGHWSB2、YGHWSB3、YGHWSB4、YGHWSB5、YGHWSB6、YGHWSB10、YGHWSB21与B. amyloliquefaciens聚为一支,而菌株YGHWSB13、YGHWSB30与B. altitudinis、B. aerophilus、B. stratosphericus、B. xiamenensis聚为一支;分离自潮间带沉积物的菌株聚类较分散,YGHISB1、YGHISB2、YGHISB3、YGHISB4与A. johnsonii聚类;而其它4株菌株YGHISB5、YGHISB6、YGHISB7、YGHISB8分别与4个属的菌株M. haematophila、P. psychrotolerans、P. eucrina、P. peoriae亲缘关系较近。这些结果展现了分离自潮间带沉积物可培养细菌存在丰富的遗传多样性。以上结果反映了莺歌海近海沉积物中可培养细菌资源分类地位单一,而潮间带沉积物由于所处环境变化多样,可培养细菌资源多样性丰富。

    • >R医药、卫生
    • 二甲双胍通过AMPK/FoxO3a信号通路对创伤性脑损伤后炎症因子的调节作用

      2021, 21(11):4384-4390.

      摘要 (373) HTML (0) PDF 5.19 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究二甲双胍是否通过AMPK/FoxO3a途径发挥对创伤性脑损伤(TBI)后神经细胞分泌炎症因子的影响。通过将实验小鼠(雄性C57BL/6小鼠)随机分为二甲双胍组,生理盐水组,复合物C组,野生型组,基因敲除组(FoxO3a敲除小鼠)。每组20只。并建立伪手术模型,6、12和24小时的TBI模型。应用免疫蛋白印迹实验(Western Blot)、免疫荧光双染检测的方法,研究了AMPK、FoxO3a、自噬相关蛋白(LC3,p62)和炎症因子(NLRP3,IL-1β)的表达情况,以及LC3和IL-1β的细胞核、质的分布情况。结果表明:与生理盐水组相比较,二甲双胍组P-AMPK/AMPK比值增加,P-FoxO3a/FoxO3a比值降低,自噬水平升高,炎症因子表达降低;复合物C组则相反;与基因型敲除组相比较,野生型组P-AMPK/AMPK比值增加;免疫荧光染色显示,野生型组自噬水平增高,炎症因子表达水平降低,LC3主要表达在细胞质,IL-1β在整个细胞均有分布。可见AMPK的激活和FoxO3a蛋白有利于自噬的发生,二甲双胍通过AMPK/FoxO3a信号通路发挥对创伤性脑损伤过后炎症因子的抑制作用。

    • 新型骨外固定架的运动学分析

      2021, 21(11):4391-4397.

      摘要 (372) HTML (0) PDF 3.71 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:骨外固定技术是治疗四肢畸形和肢体创伤等疑难骨科杂症常用方法。针对现有骨外固定架组件选择困难、操作复杂、可调节空间有限等问题,本文通过增加平连接片与Z型连接片对 Taylor空间支架优化,提高了支架的灵活性和实用性。利用6个位置参数建立运动学模型并求解正解、逆解,正解的条件数据与逆解的结果数据之间的相对误差小于0.01%,验证了运动学模型的正确性和准确性。此外,利用Matlab对该骨外固定架的位置工作空间和方向工作空间进行了仿真,可帮助外科医生选择合适的骨架组件尺寸。运动学分析为该骨外固定架在骨科治疗中的应用提供了理论依据。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 反井钻机ZX315镐型镶齿滚刀有效钻压分析

      2021, 21(11):4398-4402.

      摘要 (209) HTML (0) PDF 12.56 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:反井钻机在金属和非金属矿山坚硬岩石地层中钻进井筒时,因反井钻杆和硐室空间问题限制钻机能力的情况下,经常需要采用略高于有效破岩钻压进行钻进,而通过全尺寸滚刀破岩实验或单齿压入实验可以判断有效钻压。本文选用ZX315镐型镶齿滚刀和单轴抗压强度141.6MPa的花岗岩,进行直线往复式滚刀破岩实验对。在25KN-150KN不同钻压时,通过观察破岩面、称重破碎岩碴、记录实验数据,分析得到钻压与破岩体积关系曲线拐点进而获得有效钻压为100KN,根据钻压与滚动力关系曲线得到滚刀的滚动摩擦系数0.203,通过对岩石单轴抗压强度和有效钻压的拟合,得到单轴抗压强度与有效钻压的关系公式,可计算得到有效扭矩。通过对不同岩石的有效破岩钻压分析,得到有效破岩钻压与岩石单轴抗压强度的关系,并推算得出ZX315镐型镶齿滚刀的有效钻进钻压近似为岩石单轴抗压强度的75.48%。

    • 基于近似模型和遗传算法的等离子喷焊工艺参数多目标优化

      2021, 21(11):4403-4408.

      摘要 (257) HTML (0) PDF 3.08 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对等离子喷焊工艺参数进行优化,提高喷焊层的质量,通过RBF神经网络近似模型和NSGA-II遗传算法相结合的方法,对等离子喷焊试验数据,基于MATLAB平台进行训练,以此来构建显微硬度、磨损量和稀释率的近似模型,利用NSGA-II遗传算法对模型进行下一步的多目标优化,最终得到帕累托最优解集,研究了工艺参数间的交互作用。结果表明:利用RBF-NSGA-II遗传算法比响应面法能更显著的提高喷焊层质量。可见对等离子喷焊工艺的优化具有一定的参考价值。

    • >TE石油、天然气工业
    • 渤海油田渤中区域中深部泥页岩地层井壁稳定性

      2021, 21(11):4409-4417.

      摘要 (281) HTML (0) PDF 20.15 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:渤中区域资源潜力巨大,是目前渤海油田勘探开发的重点区块。前期探井钻井过程中中深部东营组、沙河街组泥岩地层井壁坍塌失稳现象频发,频繁出现蹩压、阻卡等复杂事故。为揭示渤中区域中深部泥页岩井壁失稳机理,指导开发井钻井设计,对取自渤中区域东营组泥岩岩心开展了电镜扫描、矿物组分测试、泥浆浸泡以及岩石力学等系列实验,定量刻画了该地层的理化特性、岩石力学特性以及钻井液对力学性质的影响规律。实验结果表明该区块中深部泥页岩处于由水化膨胀性泥页岩向硬脆性泥页岩转化的过程,既具有硬脆性泥页岩层理、裂隙发育的特征,又仍表现出一定的水化膨胀和分散特征。在实验结果的基础上,利用线弹性理论和单一弱面准则,建立了考虑弱面结构和水化作用的井壁稳定模型,对渤中区域定向开发井坍塌压力及其随井斜角和井斜方位角的变化规律进行了分析,揭示了钻井液作用对坍塌压力的影响。本文的研究结果对于渤中区域开发井安全钻井具有一定的指导意义。

    • 海上油田非均衡化学驱理念、模式及先期实践

      2021, 21(11):4418-4426.

      摘要 (222) HTML (0) PDF 12.91 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:海上油田储层非均质性较强,水驱后不论层间、层内,还是微观,都存在常规水驱技术手段难以高效动用大量剩余油。为使油藏的驱替效果最大化,本文提出了一种适合海上油田特点的非均衡化学驱理念及模式,该模式针对储层4个层次的非均质性:层间非均质性、层内非均质性、平面非均质性、以及微观非均质性,采取相应的非稳定、非连续、非均相与非对称的技术手段,最大限度地实现纵向和平面均衡驱替目的,并在海上J油田开展了非均衡化学驱模式的先期实践。结果表明,两口中心井明显见效,其中一口井含水由84.6%下降至70.2%,日产油提高70%;另一口井含水由96.1%下降至88.0%,日产油提高173%,均取得了显著的技术经济效果。证明了该模式的可行性和有效性,适合海上的储层流体性质和开发特点,是海上油田提高采收率的发展方向。

    • 缓交联纳米微球的合成及控水性能

      2021, 21(11):4427-4431.

      摘要 (230) HTML (0) PDF 11.85 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决高温高盐塔河气井过量产水影响采收率的难题,对聚醋酸乙烯酯纳米微球进行了改良,加入改性聚丙烯酰胺使其在140℃下具有缓交联性能,确保微球溶液能到达更远的范围以及制定的位置膨胀。研究了微球缓交联功能的主要影响成分和缓交联效果,对比了三种微球的抗剪切性能,并观测了微球在塔河地层条件下膨胀的形态变化,表明了纳米微球高温控水的作用方式。根据塔河气井岩心进行了控水实验,证明此微球具有很强的控水性能和高温选择性,并对其选择性机理进行了分析,扩大了微球控水的应用范围。

    • >TH机械、仪表工业
    • 深度自编码与改进损失函数在极端不均衡故障诊断中的应用

      2021, 21(11):4432-4438.

      摘要 (387) HTML (0) PDF 4.04 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:在实际应用中,滚动轴承大多时候都是在正常状态下工作,因此收集到的故障数据较少,这就会产生数据不均衡的问题。这种数据不均衡问题极大的影响着模型的拟合和泛化能力,导致模型产生过拟合情况,而往往忽视对小类别样本的学习。尤其当故障样本数极少时,此问题更突出。针对这个问题,提出一种基于改进交叉熵损失函数的深度自编码器的诊断模型,首先提取振动数据的小波包能量,其次将小波包能量输入到深度自编码器中,最后通过SoftMax分类器得到诊断结果。改进的加权损失函数可以根据各类别样本的数量调整权重系数,样本数量越少,系数越大,使得模型在训练时更专注于数量较少的样本。通过在凯斯西储大学及西安交通大学的轴承数据集上的两个实验表明,加权损失函数可以提高极端不均衡数据的诊断精度。

    • >TJ武器技术
    • 一种反无人机系统双核控制器设计

      2021, 21(11):4439-4444.

      摘要 (385) HTML (0) PDF 8.37 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:反无人机系统是应对空中威胁的一种重要手段,由于其目标的特殊性,要求其控制器不仅能高速处理复杂数据,同时还要具有高实时性和可靠性。根据这些需求,本文介绍了一种DSP+STM32的双核控制器设计,并在此基础上,使用了实时控制系统,进行任务调度,保证最优实时性。通过实验验证本控制器各个功能模块符合预期要求,实时控制系统有助于提高可靠性和实时性,为反无人机控制器领域的类似设计提供了广阔的思路。

    • >TK能源与动力工程
    • 基于EBSILON的冷热电三联供系统及能量利用特性

      2021, 21(11):4445-4451.

      摘要 (229) HTML (0) PDF 3.49 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究CCHP系统的能量利用特性,以某冷热电三联供能源站作为研究对象,利用EBSILON软件分别建立内燃机组、烟气热水型溴化锂吸收式冷水机组、换热器组件等模型,分析了吸收式制冷机组在不同烟气与缸套水热源驱动下的COP特性,内燃机组不同负荷率下系统的综合供能特性。研究结果表明,CCHP采用单一热源制冷时,吸收式制冷机以烟气作为驱动热源可获得较高的COP值,而以缸套水作为驱动热源时COP值较低;在同时具备冷热负荷情况下,高温烟气更适合作为制冷热源,而高温缸套水更适合充当制热热源;采用双热源驱动吸收式制冷与单一热源相比,具有更高的综合能源利用效率,在内燃机75%负荷率、WY1工况下COP与综合能源效率达到最大值1.28与92.0%而在50%负荷率时采用缸套水作为单一热源驱动制冷机时,COP与综合能源利用效率达到最低值,0.74与76.1%。本模型分析的CCHP系统综合供能特性,可有效指导冷热电三联供能源站的高效运行。

    • “高低型双涡流室双缩口燃烧室”柴油机的高原排放特性

      2021, 21(11):4452-4459.

      摘要 (218) HTML (0) PDF 16.55 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究“高低型双涡流室双缩口燃烧室”柴油机的高原排放特性,运用AVL Fire对某高原柴油机改用“高低型双涡流室双缩口燃烧室”,并进行在海拔4500米的模拟燃烧。结果表明:相对于原型ω燃烧室,“高低型双涡流室双缩口燃烧室”能够同时降低NOx与SOOT排放量。为了进一步优化“高低型双涡流室双缩口燃烧室”的高原排放性能,设置了不同的不同径深比、不同的高低涡流室半径比与不同的喷油夹角,进行计算。结果表明:在计算范围内,随着该型燃烧室的最大径深比的增大,NOx排放量先下降后上升,SOOT排放量先上升后下降;随着高低涡流室半径比的增大柴油机的NOx排放量先降低后增大,而SOOT排放量一直下降;随着喷油夹角的升高,该燃烧室的NOx排放量先下降后上升再下降,最后再升高,呈W趋势,而SOOT排放量则先升高,后降低。为用于高海拔地区的“高低型双涡流室双缩口燃烧室”提供了设计参考。

    • 发动机起动过程的影响因素试验及分析

      2021, 21(11):4460-4464.

      摘要 (218) HTML (0) PDF 8.19 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究发动机起动过程的影响因素,设计了车辆发动机起动过程测试方案,对6台不同工作条件下的某型车辆发动机进行了车辆起动过程测试,提取了起动过程的转速特征参数,研究了发动机起动过程的影响因素及机理。结果表明,高原起动环境、较高的摩托小时和技术状况劣化的喷油器使发动机起动过程中的最低着火转速提高,平均单缸升速度降低,导致发动机起动性能降低。

    • >TM电工技术
    • 考虑风电相关系数矩阵非正定的概率潮流计算

      2021, 21(11):4465-4471.

      摘要 (233) HTML (0) PDF 3.44 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:高比例风电并网导致电力系统的随机性因素急剧增加,概率潮流计算是电力系统运行和规划的必要工具。提出一种可灵活处理相关系数矩阵非正定的概率潮流方法。该算法通过改进近似贝叶斯计算,和结合奇异值分解的Nataf变换得到考虑相关性的状态变量样本,通过误差函数快速计算和比照统计特征值,进而将状态变量概率分布求解问题转变为一种参数反演问题。基于IEEE30节点系统的仿真结果验证了所提方法的计算精度和时效性。

    • 一种混合双端直流输电线路的纵联保护新原理

      2021, 21(11):4472-4477.

      摘要 (220) HTML (0) PDF 3.79 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证混合双端高压直流输电系统安全运行,论文分析了混合双端直流输电线路两端电流相似度。通过故障分析发现,区内故障时线路两端电流无明显线性关系,区外故障时线路两端电流呈线性关系。根据该差异,论文提出了一种基于相关系数的混合直流输电线路纵联保护方法。利用PSCAD搭建混合双端型高压直流输电线路仿真模型,输出直流输电线路区内和区外故障结果,并利用MATLAB对故障数据进行处理,进行了算法仿真。仿真结果验证了所提保护方法的正确性,该方法在实际应用中数据无需严格同步,能够快速可靠的实现故障判别,具有较强的实用性。

    • 高海拔沙尘环境对典型长间隙操作冲击放电特性的影响

      2021, 21(11):4478-4485.

      摘要 (255) HTML (0) PDF 4.32 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:沙尘条件下输电线路容易发生闪络和跳闸事故。为了研究不同沙尘环境参数对输电线路外绝缘性能的影响,本文设计了能够调节沙尘天气强度、风沙流风速、沙尘含盐比、粒径和沙尘荷电量的沙尘环境模拟系统,利用额定电压为2 400 kV的冲击电压发生器产生标准正极性操作冲击电压波,在青海塔拉地区(海拔3 000 m)对1 m、2 m和3 m间隙距离的棒-棒、棒-板长空气间隙进行正极性放电特性研究。试验结果表明:风和沙尘混合作用下,间隙的50%操作冲击放电电压随着风速的增大而降低,且下降幅度随着间隙距离的增大而增大;沙尘环境对间隙的操作冲击放电特性既有促进作用也有抑制作用。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于梅尔频率倒谱系数和支持向量机的汽车鸣喇叭声识别

      2021, 21(11):4486-4491.

      摘要 (268) HTML (0) PDF 8.37 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用违法鸣笛辅助执法设备监测城市交通中汽车鸣喇叭事件的发生,可以有效的治理扰民的喇叭噪声,汽车鸣喇叭声的识别方法是其关键。为了准确高效的在交通噪声里识别出汽车鸣喇叭声,本文采用支持向量机(support vector machine,SVM)作为喇叭声和交通噪声的二分类器,针对汽车喇叭声的谐波特征分布特点,提取其梅尔倒谱系数(Mel frequency cepstrum coefficient,MFCC)作为特征向量,并分析MFCC的梅尔滤波器个数及特征维数对识别效果的影响。实验结果表明,通过增加MFCC特征中梅尔滤波器个数及特征维数可以改善识别效果,信噪比越低越明显。

    • 基于改进型CLEAN算法三维成像的雷达散射截面积反演

      2021, 21(11):4492-4497.

      摘要 (302) HTML (0) PDF 3.42 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于三维成像的雷达散射截面积(radar cross section,RCS)测量可以获得目标散射系数的三维空间分布,与一维和二维RCS测量相比,它具有更好的空间分辨能力。但是,在基于成像的RCS测量中,散射中心的提取至关重要,它在很大程度上决定着RCS的反演精度。本文采用CLEAN算法完成对目标散射中心的提取,有效抑制了图像的三维旁瓣,并针对CLEAN算法存在估计误差的迭代累加效应,设计了一种可以更新估计的改进的相干CLEAN算法,进一步提高了RCS的反演精度。用MATLAB和FEKO测量仿真,结果表明改进型CLEAN算法能更有效的提取散射中心,且提高了RCS的反演精度。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于灰狼优化算法的机器人羽流追踪方法

      2021, 21(11):4498-4505.

      摘要 (249) HTML (0) PDF 25.83 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在室内扩散环境无法获得可靠的羽流流向/流速信息的情况下,解决寻源机器人源定位效率低、成功率低的问题,提出了一种基于灰狼优化算法的机器人羽流追踪方法。该方法以气体浓度值作为个体适应度,在不搭载羽流流速/流向传感器的情况下,通过寻源机器人模拟灰狼种群的社会机制与狩猎行为进行位置更新,使寻源机器人能高效地追踪羽流并定位源位置。分别将灰狼优化算法、粒子群算法、遗传算法、Z字形搜索策略进行四组机器人羽流追踪仿真实验,基于灰狼优化算法的寻源机器人的定位成功率分别为92%、94%、94%、94%。实际实验结果表明,基于灰狼优化算法的寻源机器人的定位成功率分别为95%、90%、90%,验证了基于灰狼优化算法的机器人羽流追踪方法的可行性和有效性。

    • 基于电场探测与无线组网的带电飞行目标探测系统设计

      2021, 21(11):4506-4512.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 4.83 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着导航、电子技术、隐身涂层等科学领域的发展,武器装备的电子化、隐身性能不断提高,传统探测手段如雷达探测,有一定的局限性,需要研究和发展新的探测系统,对飞行目标进行有效探测。本文设计了基于电场探测与无线组网的带电飞行目标探测系统,系统通过无线组网的探测节点对带电飞行目标进行全天候监测,并通过组网定位算法对目标进行定位,探测信息为指控中心的作战决策提供支撑,可以及时下达指令给作战系统对目标进行打击拦截。通过理论与试验结果分析证明了本文探测系统的可行性,并且系统弥补了传统雷达探测手段对于隐身目标探测的不足,对于提升防空领域的信息化水平,保障我方的信息优势有着重要意义。

    • 求解货物在线装箱问题的融合算法

      2021, 21(11):4513-4518.

      摘要 (238) HTML (0) PDF 6.67 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:实现集装箱的自动码放规划对于提高装箱容积率、提高经济效益具有重要意义。本文针对货物在线码放过程中存在的多种实际约束,提出一种由在线装箱极值点算法(Online Improved Extreme Point, IE)与模拟退火算法(SA)结合的在线融合码放算法IES,考虑货物尺寸约束,质量约束与装载顺序约束设定多种码放规则以及优化函数,对IE算法中角点坐标序列进行实时迭代更新,并将该角点序列作为初始解序列,基于模拟退火优越的局部搜索能力以及算法的灵活性,两者融合来寻求全局最优角点解坐标。实验结果表明IES算法平均容积率达到89.17%,相比IE算法提高10.34%,证明IES算法在强异构货物实时码放和提高集装箱容积率方面有较好效果。该算法提高了三维装箱算法的工程性,为实现集装箱货物的自动码放创造了必要条件。

    • 基于低秩矩阵填充的推荐算法

      2021, 21(11):4519-4523.

      摘要 (219) HTML (0) PDF 2.87 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对已有协同过滤推荐技术中评分矩阵极度稀疏问题,提出了一种基于低秩矩阵填充技术的推荐算法。该算法从贝叶斯框架出发,提出了能够解决低秩矩阵问题的分层高斯先验模型,并将广义近似消息传递算法嵌入到贝叶斯框架,规避了贝叶斯学习过程中繁琐的矩阵逆运算,提升了算法运算速度,同时在广义近似消息传递算法中施加阻尼运算以促进收敛。在开放数据集上的实验结果表明,本文所提出的算法与相关的矩阵填充推荐算法相比,有效地提高了推荐准确度。

    • 基于粗糙集的多类人群异常行为识别算法

      2021, 21(11):4524-4533.

      摘要 (224) HTML (0) PDF 4.38 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决现有基于人工设计特征行为识别方法缺少多类异常行为分类研究和受人工影响大等问题,本文提出和实现了基于粗糙集的多类中低密度人群异常行为识别算法。该算法首先提取目标人群的人数、帧平均加速度、矩形框的距离势能、方向混乱熵,以及帧间混乱程度五个运动特征量,利用粗糙集从中学习以获取决策规则,再对正常、四散、同向加速跑、突然聚集和群殴这五类人群行为进行分类,并定量对比分析本文算法和其它同类算法处理同一视频集的分类效果。结果表明:与随机森林法等其它同类算法相比,该算法不仅能够有效检测出人群异常行为,还能准确地对五类人群行为进行分类,其识别准确率和覆盖率均有明显提升。

    • 基于位置信息的多车协同碰撞预警协议

      2021, 21(11):4534-4539.

      摘要 (224) HTML (0) PDF 3.67 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:在车载自组网中,无线信道的通信质量直接影响了EWM(Emergence Warning Message)的多跳广播传输性能。为提高车辆在复杂信道环境下的EWM传输效率、降低延时,综合考虑交通环境下无线网络信号的可靠性、消息传输的实时性及道路交通状况信息,提出一种基于位置信息的多车协同碰撞预警协议VCWP(Vehicle Collision Warning Protocol)。该协议在通信范围内选取首选转发车和候选转发车,在进行退避时间的选取时,采取基于邻节点密度的信道竞争机制,以保证EWM在复杂信道环境下的低时延、可靠送达。仿真验证表明VCWP与GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)、IEEE 802.11p协议的BEB(Binary Exponential Back-off)退避策略相比具有良好的性能,提高了EWM传输成功率,降低了时延,为复杂信道通信质量环境下EWM的传输提供了可靠性保证。

    • 基于多时相高分一号影像的土壤湿度反演

      2021, 21(11):4540-4549.

      摘要 (242) HTML (0) PDF 29.03 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来使用国产光学遥感数据反演土壤湿度已成为业内研究热点,其中利用高分一号(GF-1)影像反演土壤湿度是一种潜在的新兴手段,但应用中模型参数需要根据地域调节。为提高GF-1反演土壤湿度的准确度,将豹澥试验区2019年12月至2020年6月的GF-1 WFV影像和地面观测站点实测数据作为数据源,以垂直干旱指数(PDI)、基于NDVI的修正型垂直干旱指数(MPDIN)、基于EVI2的修正型垂直干旱指数(MPDIE)以及植被调整垂直干旱指数(VAPDI)这四种干旱指数为基准建立土壤湿度反演模型并进行精度评估。实验结果表明:在无植被区域,四种模型的反演结果大致相同,决定系数均在0.7350左右、平均相对误差均在4.50%左右、均方根误差均在1.10%左右,具有较高的精度;在有植被区域,VAPDI的反演效果最优,MPDIN与MPDIE次之,PDI效果不佳。与PDI相比,VAPDI由于考虑了混合像元的影响,不仅适用于稀疏植被区域,也适用于密集植被区域,应用范围更广;与基于两种不同植被指数的MPDI相比,VAPDI由于克服了植被覆盖度和植被像元反射率等因素的影响,基于该指数的土壤湿度估计值与实测值的决定系数达到0.7277以上,具有较高的反演能力。因此,针对豹澥试验区的实际情况,VAPDI指数具有精确反演土壤湿度的潜力。

    • 基于躯干肌肉活动监测的手部行为识别

      2021, 21(11):4550-4555.

      摘要 (199) HTML (0) PDF 5.35 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决某些手部工作意图不能由手部的运动和肌肉行为来反映的问题,拟通过监测部分躯干肌肉的协作方式,识别手部行为意图。因此在限定任务的情况下,设计了伴有单手操作的弯伸腰实验。同步采集全身运动信号和一组椎旁肌肌电信号。调整、选择肌电信号的两步聚类细分程度。作为双向长短时神经网络的输入信号,肌肉组行为标注步骤的F1值平均为91.37%。最终确认,从躯干肌肉群行为抽取的编码可作为信号源,识别手部精确控制、维持平衡等意图。

    • >TU建筑科学
    • 微生物-电渗法加固淤泥质土的室内试验研究

      2021, 21(11):4556-4561.

      摘要 (213) HTML (0) PDF 4.61 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善淤泥质土的工程性质,开展电渗排水和微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)相结合的方法加固淤泥质土的室内试验,研究了微生物-电渗法较普通电渗和阳极处通入氯化钙溶液的电渗在土体的排水量、含水率、表面沉降、pH值及抗剪强度的变化。结果表明:微生物-电渗法处理后土体表面沉降量最小,排水量最多,含水率降低最多,抗剪强度最大;处理后土体距离阳极越近,含水率越低,抗剪强度越高。可见微生物-电渗法较电渗和阳极通入氯化钙溶液的电渗的基础上增加了排水量,提高了土体抗剪强度。

    • 冻融循环下纳米黏土改性滨海水泥土的微观结构

      2021, 21(11):4562-4569.

      摘要 (251) HTML (0) PDF 22.80 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:从土体微观结构角度评价纳米粘土在冻融循环下改性滨海水泥土的改善效果。通过SEM微观测试对土体微观结构变化规律进行分析,探究土体的微观结构定量化与宏观力学特征的关联性。本研究以米滨海水泥土为对象,利用扫描电子显微镜(SEM)和Image Pro Plus软件获取土体在0、1、5、7、9、11次的冻融循环下的微观结构特征和量化参数。结果表明:(1)在未冻融循环的情况下,纳米粘土改善滨海水泥土效果明显。(2)在冻融环境下,纳米粘土在冻融循环初期对滨海水泥土的改性效果好,随着冻融次数增加改性效果降低。纳米滨海水泥土在冻融循环0-5次内孔隙面积平均减少14.3%,而冻融循坏7-11次时仅平均减少4.3%的孔隙面积。且通过概率密度函数的分布可知纳米粘土抑制了滨海水泥土超大孔隙的发育。(3)纳米滨海水泥土的压缩系数对颗粒面积变化比较敏感,颗粒的数量、不均匀系数等微观结构参数对压缩系数的影响较小。研究结果表明,纳米粘土在短期内能够有效提升滨海水泥土的抗冻融能力。

    • 三台基础的动力特性分析

      2021, 21(11):4570-4575.

      摘要 (215) HTML (0) PDF 4.15 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:论文针对故宫中三大殿的基础(俗称三台基础),首先综合现有资料并采用复合材料理论,求得了其几何及材料参数;而后建立了研究三台基础动力特性的典型单元,并求得其频率衰减域;在此基础上,通过参数分析揭示了卵石含量和初压应力对衰减域的影响规律;最后,给出了三台基础的频域响应数值分析。研究工作增进了人们对三台基础动力特性的认识,为改进相关基础设计提供了指导。

    • 水平荷载作用下群桩效率及影响因素分析

      2021, 21(11):4576-4583.

      摘要 (230) HTML (0) PDF 10.66 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:水平荷载作用下的群桩效率是影响群桩基础水平抗力的重要参数。本文基于弹性叠加原理,在假设岩土体的应力扩散角恒定的同时,考虑了岩土体物理参数对相邻桩干涉效应的影响,重新推导了不同排列形式下单桩的群桩效应系数,并基于群桩效应系数,求解了1×2、2×2、3×3布置形式的群桩效率公式。同时文章通过有限元研究桩距与桩径比、弹性模量及泊松比对群桩效率的影响,发现桩距与桩径比和弹性模量对群桩效率影响显著,而泊松比对群桩效率影响甚微。最后通过对比群桩效率的有限元数值解与公式解,验证了公式法求解群桩效率的可靠性。

    • 高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程的电化学阻抗谱

      2021, 21(11):4584-4591.

      摘要 (271) HTML (0) PDF 7.50 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用电化学阻抗谱法研究高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程,得到不同水灰比下(0.6、0.8、1.0)的电化学阻抗谱曲线,并提出了一种考虑弥散效应和水泥/电极界面扩散过程的等效电路模型,分析水泥水化过程中电化学阻抗参数和分形维数的变化规律。研究表明:不同水灰比下,高贝利特硫铝酸盐水泥的电化学阻抗谱具有相同的变化趋势。在整个水化过程中,随着龄期的增加和水灰比的减小,阻抗参数Rs、Rct1和分形维数d增大,水泥的总孔隙率减小,结构变的密实;分形维数ds则随着龄期的增加和水灰比的减小而减小。

    • 废胎胶粉复合改性高黏沥青复配体系

      2021, 21(11):4592-4599.

      摘要 (284) HTML (0) PDF 12.77 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究胶粉复合改性高黏沥青复配体系的显著性影响程度及机理,选择废胎胶粉种类、废胎胶粉掺量、SBS掺量、补强剂掺量、增塑剂掺量5个试验变量制备复合改性高黏沥青。设计五因素四水平正交试验,通过极差分析研究各因素对改性沥青针入度、延度、软化点、黏韧性和60 ℃动力黏度5个技术指标的影响。结果表明:补强剂掺量对针入度影响最大,增塑剂次之;胶粉掺量对60 ℃动力黏度影响最大,与补强剂协同作用于软化点;SBS掺量对延度影响最大;粘韧性无明显规律。综合考虑各因素,得出胶粉合金添加剂的较优制备方案是:选择卡车轮胎胶粉,各物料以质量分数计,废胎胶粉:SBS:补强剂:增塑剂=100:24:10:19。较优制备方案下,通过双螺杆挤出工艺制备胶粉合金高黏添加剂,且掺量为25%时,废胎胶粉复合改性高黏沥青表现出优秀的高低温性能,沥青黏度和路用性能明显提升。

    • >TV水利工程
    • 多因素影响的梯形明渠三维流动规律

      2021, 21(11):4600-4606.

      摘要 (330) HTML (0) PDF 4.75 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究了梯形明渠三维流动规律,本文使用CFD软件Fluent的Realizable k - ε模型对梯形明渠进行了模拟。首先,数值模拟了边坡坡度比为1,流速为1m·s-1条件下的三维流动。数值结果表明对称面上流速的沿程变化不显著,底区流速满足对数律分布,外区流速用乘幂公式拟合有一定的误差。其次,本文分析了同一高度横向各点的速度值、静压、总压的沿程变化,壁面上不同高度切应力、总压的沿程变化和出入口的总压差。最后,本文考察了8种不同坡度、8种不同流速情况下边壁、床面的切应力、总压的变化趋势,得到了切应力和总压随流速的计算公式,揭示了梯形明渠的流动规律。

    • 孟底沟水电站导流洞堵头全工况稳定性分析及长度优化

      2021, 21(11):4607-4613.

      摘要 (311) HTML (0) PDF 17.51 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:孟底沟水电站导流洞堵头段断层、节理裂隙发育,地质条件较差,堵头挡水水头高,边界条件复杂,且封堵工期紧张,急需对导流洞开挖、施工及运行全过程稳定性进行研究。采用三维非线性有限元法,模拟导流洞洞室开挖、衬砌施工、堵头施工以及堵头运行全过程,得出以下结论:(1)洞室开挖过程中,围岩基本稳定,局部围岩较差的部位存在局部失稳的可能,建议局部采取锚固、灌浆等措施;(2)运行期围岩、堵头整体稳定,衬砌结构满足抗压强度要求,局部衬砌拉应力超过抗拉强度,需加强配筋;(3)长度40m与50m的堵头上游段推力分担比基本一致,建议堵头长度在40m以上。研究成果可为孟底沟水电站导流洞堵头的设计施工提供参考。

    • >U交通运输
    • 基于三维数字模型的机场场道质量动态可靠性分析

      2021, 21(11):4614-4620.

      摘要 (285) HTML (0) PDF 10.04 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对民用机场场道水泥混凝土道面在建设施工中检测指标满足施工质量验收规范的前提下仍然存在安全隐患的问题,基于BIM(building information model,建筑信息模型)平台构建的三维地质及场道数字模型,在平台数据管理模块中提取当前施工结构层的可靠性分析数据,耦合机场混凝土道面设计参数作为未施工结构层的已知参数,并结合可靠度分析理论和结构抗力-应力效应概率模型,建立场道质量动态可靠性分析模型,对施工质量进行二次检验,最后对该方法进行了实际验证。研究结果显示:可以得到当前施工状态对整个场道工程可靠性的影响,实现了道面可靠性动态分析。根据分析反馈,及时进行现场施工调整是提高场道工程质量的重要举措。

    • 基于多重判据的高楼山隧道岩爆倾向性判别

      2021, 21(11):4621-4626.

      摘要 (228) HTML (0) PDF 3.08 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同层理倾角对岩体岩爆倾向性的影响,以武九高速土建工程高楼山隧道的层理灰岩为研究对象,通过室内单轴加载与加卸载试验,结合弹性应变能岩爆指标、临界埋深岩爆指标、陶振宇岩爆指标和Russense岩爆指标对不同层理角度的岩样进行了岩爆倾向性综合分析。结果表明:不同岩爆指标的判别结果之间存在一定差异;层理角度对岩爆倾向性有显著性影响,当层理角度为60°时岩爆倾向性最高,层理角度为45°时岩爆临界埋深最浅;基于多重判据的岩爆倾向性判别法为在具有层理结构岩体的地下工程中进行岩爆灾害的预测预报提供了有益参考。

    • 复杂山岭隧道施工风险管理与控制措施

      2021, 21(11):4627-4633.

      摘要 (230) HTML (0) PDF 3.28 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于山岭隧道的隐蔽性、模糊性等不确定性特征,针对山岭隧道的施工风险管理展开研究,基于层次分析法建立影响因素结构模型,并确定评价指标权重,与模糊综合评判法中的隶属度评价矩阵结合,建立复杂山岭隧道的风险评估模型。依托怀邵衡铁路苍稼岭隧道工程,应用构建的风险评估模型进行综合风险评价,与工程实际情况对比验证了风险评估模型的准确性。最后,基于风险评估结果,提出了山岭隧道常见施工风险灾害的应对措施。

    • 基于EPANET的桐梓隧道反坡排水设计和分析

      2021, 21(11):4634-4640.

      摘要 (241) HTML (0) PDF 9.06 M (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高桐梓隧道反坡排水系统管道水力计算精度,确定排水管道流速和节点水压力分布及水头损失,模拟不同类型水泵组合和排水方式,基于EPANET建立桐梓隧道反坡排水模型,控制管道流速和末端水压力,实现对整个排水系统的设备选型和动态模拟。与常规计算方法相比,因基于EPANET的隧道反坡排水水力计算考虑了实际高程及局部水头损失,总水头损失计算准确度提高50%以上,设计流速与实际流速一致。可见EPANET可以对不同水泵组合模拟抽水分析,可为隧道反坡排水设备选型和水力计算提供参考。

    • 单洞双层超大直径城市盾构隧道逃生优化模拟

      2021, 21(11):4641-4647.

      摘要 (211) HTML (0) PDF 9.28 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 双机制Stacking集成模型在短时交通流量预测中的应用

      2021, 21(11):4648-4655.

      摘要 (212) HTML (0) PDF 4.13 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:交通流量预测对于智能交通管理决策具有重要意义,为克服传统单一模型预测精度低、稳定性不足,同时为解决Stacking集成模型对基学习器输出信息利用率不高的问题,本文提出了一种双机制Stacking集成模型。双机制包括内机制和外机制,内机制通过在元学习器中引入注意力机制来调整网络中的特征信息,外机制通过在基学习器中融入动态权重系数来调整基学习器的输出信息。通过内外结合的双机制实现对基学习器输出信息动态变动规律的挖掘和提取并增强对基学习器输出信息的利用率,从而提升模型的预测精度和稳定性。选取I5NB高速公路上的76898条数据为实证研究对象,进行了基于随机森林、GBDT和Xgboost单一模型、传统Stacking集成模型及双机制Stacking集成模型的预测对比分析。实证结果证明双机制Stacking集成模型预测精度最高,验证了该模型在短时交通流量预测中的有效性。

    • 基于共享泊位分配模型的新建停车场规模

      2021, 21(11):4656-4660.

      摘要 (219) HTML (0) PDF 2.98 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缓解城市停车泊位供需不均衡的问题,本文对城市新建停车场泊位规模问题进行研究。本文采用共享泊位分配模型对停车需求进行预测,在此基础上引入了灰理想关联熵理论提出停车场规模修正系数概念,实现了对新建停车场泊位数量规模的测算。选取拉萨神力时代商圈范围内的三个新建停车场为研究对象,对其商业区和居住区的停车泊位供给现状、停车需求实际、平均步行距离进行了调研和分析,在此基础上引入粒子群优化算法对共享泊位分配模型进行求解获取新建停车场的停车需求,进而结合修正系数对新建停车场的泊位规模进行确定。本文的研究结果可以有效弥补共享泊位分配模型在实际应用中的不足,为解决城市商圈停车难问题提供一个有效的途径。

    • 海底隧道出入口段驾驶人眼动特征分析与建模

      2021, 21(11):4661-4668.

      摘要 (211) HTML (0) PDF 8.82 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:为海底隧道交通安全运营管理提供依据,研究海底隧道出入口段驾驶人眼动特征变化规律。选取了26名驾驶员在交通状况相近的非高峰时段进行海底隧道实车试验。利用Facelab 5.0眼动仪和照度计采集真实交通状态下海底隧道照度及驾驶人眼动特征指标。基于实测数据,分析了海底隧道出入口段驾驶人眼动特征及车速的变化规律,探讨了眼睑闭合度、眨眼频率、注视时长、车速与照度和坡度之间的关系,并建立了相应回归数学模型。研究结果表明:驾驶人驾车通过海底隧道出入口段时,受照度和坡度变化影响,眼睑闭合度和眨眼频率明显降低;受照度变化影响,注视时长增加,视认难度增加,注意力集中;不同照度及纵坡下车速保持能力存在差异性,平均车速受照度及纵坡坡度影响较大,车速呈现下降-上升-趋于平缓-下降-上升的规律。

    • 巷道堆垛式混合车库设计及存取策略分析

      2021, 21(11):4669-4674.

      摘要 (210) HTML (0) PDF 3.20 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了缓解城市公共交通车辆停车压力,改变立体车库利用率低的状况,设计了一种巷道堆垛式立体混合公交车库,分析了现有巷道堆垛式立体车库的优缺点,提出了混合车库结构方案,介绍了载车板、搬运器、堆垛机、车库主体的结构形式,阐述了巷道堆垛式立体混合公交车库的存取车原理。通过建立在连续存或连续取k辆小汽车时,以堆垛机存/取耗时为目标函数,搬运器单搬运及双搬运的数学模型,得出双搬运耗时明显低于单搬运的结果。区别与其他研究,本文对车库存取策略的分析主要围绕搬运器的不同搬运方式进行,对多搬运方式下车库存取策略的研究有一定的参考价值。

    • 基于系统理论过程分析方法的无人艇航行安全性分析

      2021, 21(11):4675-4681.

      摘要 (242) HTML (0) PDF 3.64 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,水上交通正朝着无人化、自主化方向发展。水面无人艇是水上交通工具中尺度较小、自主化程度较高的一类。面对复杂的海洋环境,高度集成的无人艇难免由于组件交互失效、内外干扰等造成航行安全事故。在无人艇设计过程中提高其安全性成为面向水上应用的无人艇研发的重要环节。为此,本文采用系统理论过程分析方法评估无人艇航行安全并给出安全优化对策。针对Pixhawk无人艇软硬件架构搭建事故致因模型。采用系统理论过程分析方法分析系统级危险、不安全控制行为及原因。最后,从三个方面提出了提高航行安全性的设计建议,从控制系统角度提高了Pixhawk无人艇航行安全设计能力。

    • 三峡出闸船舶航速分布规律与预测应用

      2021, 21(11):4682-4687.

      摘要 (251) HTML (0) PDF 4.20 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:为监控出闸船舶的异常航速、科学调度出闸船舶、提高船舶出闸效率,研究了三峡出闸船舶航速分布规律与预测应用问题。以船舶AIS统计数据为基础,通过直方图方法分析了船舶离闸距离、船舶尺度与船舶出闸航速之间的关系,在此基础上,利用80%的AIS数据建立了基于BP神经网络的船舶出闸航速预测模型,并以20%的AIS数据对船舶出闸航速预测模型予以验证,最后通过案例阐释航速预测模型的应用。结果表明:该模型预测航速的平均误差为6.7%,对预测航速和实际航速进行单因素方差分析,两组数据并无显著性差异。可见基于BP神经网络的船舶出闸航速预测模型可以应用于船舶出闸航速预测。

    • >V航空、航天
    • 低温风洞观察窗设计与静力学分析

      2021, 21(11):4688-4694.

      摘要 (240) HTML (0) PDF 47.53 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:低温风洞在航空航天领域具有重要的战略地位,而低温观察窗作为低温风洞的可视化观测设备,其作用是为风洞内部流场的可视化观测装置提供清晰、可靠的光路通道。本文以某型连续式跨声速低温风洞的观察窗为研究对象,基于风洞设计输入条件,对观察窗结构进行了理论设计,确定了观察窗座板、石英玻璃、有机玻璃、防护板等关键部件的结构尺寸参数。在此基础上,采用有限元数值计算方法对观察窗进行了静力学分析,结果表明:设计的观察窗结构具有足够的安全系数,满足低温风洞运行的强度要求,对我国大型低温风洞的观察窗设计建设具有重要的借鉴意义。

    • 跨声速压气机转子与缝式机匣处理的动量输运

      2021, 21(11):4695-4699.

      摘要 (225) HTML (0) PDF 10.07 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:对使用半圆缝式机匣处理的跨声速压气机转子进行定常及非定常数值模拟,对转子叶尖间隙及机匣处理开口处的轴向动量进行计算,从动量输运的角度对转子叶尖及机匣处理之间的相互干涉进行分析。转子叶尖间隙处的时均动量分布表明,机匣处理减少了转子叶尖泄漏流逆主流方向的轴向动量,从而拓宽稳定工作裕度。机匣处理与转子叶尖的叠合率越高,泄漏流轴向动量最小值的轴向位置约靠近下游,且与处理缝后端的位置一致。通过对瞬时结果的分析,综合处理缝开口处轴向动量与叶尖流场,解释了在一个转子通过周期内处理缝开口瞬时轴向动量呈周期性变化的原因。

    • 轴流压气机低速模化设计的叶片造型

      2021, 21(11):4700-4704.

      摘要 (224) HTML (0) PDF 3.52 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高航空发动机高压压气机的气动性能,需要对高速压气机进行低速模化设计以开展试验研究。选取高压压气机后面级作为研究对象,给出了高压压气机低速模化设计的相似准则和模化设计流程,为低速模化设计提供了可以借鉴的准则。针对高速原型压气机设计工况点,制定模化设计目标,完成几何变换、通流设计、叶片造型及数值模拟。重点研究了叶片造型模化相似技术,在叶片造型设计上突破了几何相似的限制,通过三维积叠造型的设计方法保证了高低速压气机气动参数的相似性。

    • 防冰系统喷嘴结构对冷热空气掺混性能的影响

      2021, 21(11):4705-4710.

      摘要 (205) HTML (0) PDF 19.82 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析燃气轮机进气防冰系统的性能,降低过滤器烧伤的风险,针对某燃气轮机防冰系统,采用三维数值模拟方法探讨了不同的射流孔孔径、孔数以及不同引气流量条件下防冰热气与主流冷空气的掺混效果。计算结果展示了射流孔喷出的热气与主流冷空气的掺混现象及其向下游输运的整个过程,表明吹风比(Br)是影响热气与主流掺混的关键参数,减小射流孔孔径、增大引气流量都会提高射流孔Br,使热空气与主流冷空气掺混的更加均匀,而在射流孔孔径和引气流量不变的前提下,增加射流孔数目不会对掺混起到积极的作用。

    • 基于L1自适应控制律的无人机滚转控制

      2021, 21(11):4711-4716.

      摘要 (213) HTML (0) PDF 3.07 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:在飞行器参数变化时,L1自适应控制相对于传统PID控制方法具有理想的控制效果。本文针对某型存在参数不确定性的无人机,建立了无人机横侧向动力学模型,在对L1自适应控制理论进行研究的基础上,分别设计了L1自适应控制律和PD控制律,通过算例仿真,对比分析了这两种控制律对无人机滚转角的控制效果。结果表明,L1自适应控制律具有良好的抗飞行器参数变化能力,鲁棒性强,对无人机飞行控制系统设计具有重要的参考价值。

    • 基于多目标规划的低空飞行服务站选址

      2021, 21(11):4717-4723.

      摘要 (229) HTML (0) PDF 3.33 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改变行政区域划设模式,实现大规模低空飞行服务站选址优化,本文通过分析完整的低空飞行服务流程,采用聚类方法描述低空飞行服务需求,确定了低空飞行服务站选址的基本准则和约束限制,建立了以服务成本最小化、服务响应时间最短、服务覆盖面积最大和重复覆盖最低的静态优化选址模型;采用“理想点”切入方式,设计了多目标遗传选址算法,搜索最优选址解集。最后,通过算例分析验证模型和算法的优化效果,结果表明:多目标规划更贴近低空飞行服务实际生产的要求,遗传算法更好协调了四个目标函数之间的关系,实现整体最优,且降低了求解的时间复杂度。

    • >X环境科学、安全科学
    • 基于物联网监测和感知情感相结合的大气质量综合评价

      2021, 21(11):4724-4732.

      摘要 (322) HTML (0) PDF 21.95 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善大气环境,满足人民群众对良好的大气环境的需要,首先要对大气质量做出全面的合理的评价,考虑到物联网监测数据只能反映空气监测站点周围有限区域的大气质量情况,且利用公众感知情感分析大气质量在客观性上略有不足,为此,本文基于物联网监测数据与公众感知情感数据建立大气质量综合评价模型,以山东省为例对2016年12个月的大气质量做了综合评价,结果表明:山东省2016年的大气质量超半数月份里以中度污染为主,中度污染地区以及严重污染地区加起来占全省面积一半以上,这些地区多分布在山东省的中部、中东部以及南部,此外重度污染地区主要分布在东营市、滨州市的北部、青岛市以及潍坊市的南部地区,对此相关部门应该重点关注重度污染地区大气环境状况,切实解决环境问题,满足群众对优美大气环境的诉求。

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