• 2021年第0卷第28期文章目次
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    • >TE石油、天然气工业
    • 天然气水合物藏开采数值模拟技术研究进展

      2021, 21(28):11891-11899.

      摘要 (1084) HTML (0) PDF 2.26 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国天然气水合物资源丰富,实现天然气水合物商业化开采,对于缓解我国能源短缺压力具有战略意义。数值模拟是指导天然气水合物藏安全有效开采的重要技术手段,通过对水合物藏产能预测与动态分析,可以实现对开采方法的优选、可采资源评价和开发方案优化。天然气水合物藏开采过程涉及到水合物分解相变与气水在地层内渗流传热等多个物理化学过程之间的复杂耦合机理。本文重点介绍了水合物藏开采现状、水合物藏开采数学模型优化研究、天然气水合物开采数值模拟应用进展,分析了数值模拟研究的核心问题、取得的进展以及当前亟需解决的瓶颈问题,并指出水合物藏开采数值模拟发展趋势,对于开展天然气水合物数值模拟研究具有较好的指导意义。

    • >TK能源与动力工程
    • 高温干热岩采热系统钻探技术研究进展

      2021, 21(28):11900-11909.

      摘要 (596) HTML (0) PDF 6.51 M (280) 评论 (0) 收藏

      摘要:干热岩作为一种清洁和可再生能源,较传统能源有很多优点,但钻探难度大一直是制约其推广应用的主要问题。本文首先分析了干热岩高温钻探的特点和难点,随后系统地梳理了包括先进钻井技术、钻井工具及钻井液的国内外研究进展。详细评述了气体钻井、液氮射流钻井及热—机械联合钻井(CTMD)三种钻井技术的运行机理和适用范围,钻井工具的研究现状和发展方向,以及不同高温钻井液体系的选取依据和整体性能优化思路。最后,结合目前的研究水平进一步对钻进过程中钻井设备的高效优选、新型钻井液的整体性功能评价以及设备参数的动态调控进行了展望,以期为我国高温干热岩采热系统钻探研究及工程实践提供参考。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于特征选择及机器学习的犯罪预测方法综述

      2021, 21(28):11910-11920.

      摘要 (632) HTML (0) PDF 3.84 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于警务数据和时空数据构建犯罪预测模型,利用机器学习手段进行案事件预测,在国家安全稳定领域具有重要的意义。犯罪预测涉及三个主要方面,即特征选择与处理、预测模型和地理信息可视化。文章分析了犯罪预测理论与方法的基本思想,在探索犯罪的生成机理和演化规律基础上,对经验模型和时空模型研究成果进行了综述。在此基础上,对根据不同预测特征选取最优算法的策略进行了讨论,同时对比简述了各类算法的特点,并对现存问题和未来研究方向进行了探讨。

    • >U交通运输
    • 多源数据驱动下公共交通出行行为特征挖掘与预测

      2021, 21(28):11921-11931.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 3.35 M (277) 评论 (0) 收藏

      摘要:公共交通是保障城市交通顺畅绿色运行的重要支撑,准确把握公共交通出行行为特征和需求是关键。从公共交通出行行为特征挖掘和行为预测两方面,解析了以往公共交通出行需求分析存在的问题及原因。结合北京市交通运行监测平台数据和多源数据处理方法,分析了多源数据为公共交通出行特征精细化挖掘和行为精准化预测带来的机遇,并从数据关联分析和计算效能等角度梳理了面临的挑战。从公共交通多源数据关联匹配、公共交通出行特征刻画和公共交通出行行为预测三个方面提出了解决思路和方法,并通过案例分析验证了可行性。研究为把握多源数据驱动下精细化的公共交通出行需求提供了总体解决方案。

    • >N自然科学总论
    • 基于灰色神经网络的云平台大数据安全风险评估

      2021, 21(28):11932-11937.

      摘要 (478) HTML (0) PDF 3.30 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高网络云平台大数据存储的安全性能,并对数据安全风险进行评估,提出了一种基于灰色神经网络的云存储大数据安全风险评估模型。首先,采用基于自治的元组划分方法将待分析和评估的大数据安全风险信息进行分类,利用高斯密度谱提取信息特征,然后利用灰色神经网络将待分类的信息进行分解,最后,使用自适应差分改进方法检测安全风险信息的相关性。该模型根据大数据安全风险信息频谱的特征提取,实现了相关补偿和自适应控制,提高了大数据安全风险评估能力。安全评价曲线能够快速收敛,并与KNN方法对比仿真实验结果显示,基于灰色神经网络的模型评估具有较高的准确性,因而具有更好的大数据安全保护能力。

    • >O1-2数学
    • 汾渭平原SO2与气温的函数型空间自回归分析

      2021, 21(28):11938-11946.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 12.19 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:面对观测到的高维复杂数据,函数型数据分析方法能充分利用数据信息,有效的处理这类数据,并分析不同数据类型的之间的关系。本文收集了汾渭平原11个城市2019年月均SO2浓度数据和逐时气温数据,为了在分析SO2浓度与气温之间的关系时不丢失重要信息,本文首先通过函数型数据分析方法,对逐时气温数据进行函数化,并对气温曲线进行动态分析,其次由于月均SO2浓度数据存在空间相关性,故本文在气温曲线和月均SO2浓度之间建立函数型空间自回归模型(FSAR)。文中通过函数型主成分基展开的方法对气温曲线进行降维,采用极大似然估计方法对FSAR模型中的参数进行估计。通过与函数型线性模型(FLM)对比,结果表明:FLM模型的均方误差远大于FSAR模型的均方误差。可见用FSAR模型处理SO2浓度与气温数据的拟合效果更好。

    • >O3力学
    • 基于能量密度因子法的复杂环境下爆炸冲击波超压峰值解析计算

      2021, 21(28):11947-11954.

      摘要 (375) HTML (0) PDF 4.29 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了快速计算复杂环境条件下的爆炸冲击波超压峰值,通过利用量纲分析方法推导得了空中爆炸自由场冲击波超压峰值定性关系式,借助Taylor展开得到了多项式形式的函数表达式。对上述函数关系式的物理意义进行分析,通过能量密度因子的概念,将空中爆炸自由场冲击波超压峰值计算公式推广到工程上常见的复杂几何环境。利用函数关系式证明了工程中广泛使用的各种估算自由场冲击波超压峰值的经验公式在物理和数学上的合理性,由能量密度因子法得到了包括地面爆炸、两端无限长坑道内爆炸、一端封闭一端开放长坑道内爆炸、十字坑道内爆炸、四周开放的双层建筑间爆炸和长直街道中爆炸等的超压计算解析公式。最后,将解析公式计算结果与实验和数值模拟结果进行了比较分析。结果表明:解析公式与实验和数值结果符合得非常好。

    • >P天文学、地球科学
    • 重庆植被覆盖度时空演变及驱动力地理学探究

      2021, 21(28):11955-11962.

      摘要 (402) HTML (0) PDF 3.93 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析2000以来重庆市植被时空变化情况及其驱动力作用性质,基于MODIS-NDVI数据,采用像元二分模型、差值法、均值法、一元线性回归模型研究重庆市2000~2015年遥感影像的植被覆盖度年、季时空演变特征,并利用地理探测器分析气温、降水量、人口密度、GDP等因子对植被覆盖度的交互影响作用,及重庆市植被适宜性生长区域。结果表明:(1)2000~2015年重庆市植被覆盖度季节均值呈春季到夏季增加,夏季到冬季减少的趋势;低覆盖度、中低覆盖度和中等覆盖度呈春季到夏季减少,夏季到冬季增加的趋势。(2)2000~2015年重庆市植被覆盖度总体趋于改善,植被覆盖度提升面积远远大于退化面积,植被覆盖度在空间分布上东部地区高于西部地区。(3)影响因子对植被覆盖度影响的强度依次为:气温>降水量>人口密度>GDP。人为因子和气候因子共同作用时,增强了对植被覆盖度的影响力。(4)重庆市植被生长适宜性区域是年均降水量等级为1383.3~1567.6 mm、气温分区为5~10.2℃、人口分区为22.7~211.5人/ km2及年均GDP为17~2947.7万元/ km2的地区。研究结果可为重庆市生态环境治理和保护提供科学依据,丰富地理探测器模型研究成果。

    • 基于球谐变换及负荷响应解算地表三维形变

      2021, 21(28):11963-11970.

      摘要 (358) HTML (0) PDF 7.82 M (182) 评论 (0) 收藏

      摘要:地表水储量发生大幅度迁移时会引起周边区域的地表形变,严重时导致地质灾害的发生,因此对地表形变的监测预测具有重要意义。针对该现象提出一种基于球谐变换及负荷响应理论解算由于水体大幅变化引起的地表三维形变的方法。模拟以水体为质量中心的载荷模型时,基于研究区域的DEM数据创建平均水厚栅格矩阵,其空间分辨率可精确至1.1km左右。基于负荷响应理论将平均水厚栅格矩阵进行球谐展开,通过保留更高阶次的谐波信息,解算出更精确的地表三维形变及其时间序列。以三峡水库为实例进行方法验证,反演过程中等效水高的误差率可降低至0.742%,且垂直形变时间序列的趋势与负荷格林方法的解算结果具有较好的一致性。

    • 垂直发育裂隙介质中PP波扰动法近似反射系数研究

      2021, 21(28):11971-11980.

      摘要 (328) HTML (0) PDF 10.69 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于christoffel方程和边界条件,推导了垂直发育裂隙介质中PP波、PS1波、PS2波精确反射系数表达式;在此基础上采用扰动推导了极端弱各向异性介质中PP波的近似反射系数,然后将HTI、EDA介质的弹性系数带入极端各向异性介质中PP波的反射系数公式并简化得到HTI、裂隙介质中PP波的近似反射系数,并通过模型计算研究了HTI、裂隙介质中PP的近似反射系数变化规律,结果表明在弱各向异性条件下,HTI介质中地震波的近似反射系数公式计算精度较高,相对误差在4%以内;当裂隙介质在各向异性参数较小(各向异性系数<0.1)的情况下,当入射角在40°以内时,PP波近似反射系数与精确反射系数的绝对误差在10-4以内,相对误差小于4%,且随着入射角的加大其计算误差有所增加。对各向异性较强烈(各向异性系数达到0.2)的裂隙介质,当入射角达60°时其相对误差达25%,但入射角小于45°时其相对误差仍然保持在10%以内,即当入射角相对较小时,裂隙介质中PP波近似反射系数计算式对于各向异性较强的介质仍然成立。通过对反射系数的近似研究,可以为地震勘察的测线布置、偏移距设置提供依据,并将裂隙介质中反射系数的非线性问题转为线性问题,进而利用这些特性进行参数反演,有利于提高反演速度。

    • 基于多源地震干涉法隧道断层位置预测数值模拟

      2021, 21(28):11981-11988.

      摘要 (364) HTML (0) PDF 8.19 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:西部山区在建或即将修建的大量隧道都具有高地应力特征,如何提高高地应力隧道超前地质预报的准确性是当前工程界面临的一大关键难点,而地应力增加是岩体波速增加的主要因素之一。论文采用多源地震干涉法模拟了在断层波速一定的条件下围岩波速和断层倾角变化对隧道掌子面前方断层位置识别的影响。数值模拟结果表明:围岩波速和断层倾角的增加会导致预报的断层位置比实际位置更接近掌子面,计算结果间接表明了地应力对识别断层位置的影响。通过二元二次函数回归分析拟合出一个含地应力和断层倾角的修正公式,依据修改公式,对白马隧道高地应力洞段掌子面前方不良地质体进行了超前地质预报,隧道现场开挖结果与修正后的预报结果基本一致。

    • 海南地区山体地形对地闪回击定位精度的影响

      2021, 21(28):11989-11998.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 12.64 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于二维时域有限差分法(FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了海南地区地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修正闪电定位误差的方法即不同步长的地形包络和时间补偿法。模拟结果表明:1)山地地形会明显改变切向磁场的波形峰值大小和上升沿时间,与平坦地表情况相比,切向磁场波形峰值变化最大的减小了38%,上升沿时间增加范围在1-3μs,峰值到达时间也滞后于平地情况,而经过滤波处理,磁场峰值减小,波形变陡,上升沿时间变短。2)对于逐峰法,雷击点在真实地形路径下定位误差相比平地明显增大很多;而对于互相关算法,真实地形路径下定位误差比平地情况下大,但相差不大,相比逐峰法定位误差明显大很多。3)总体来说,使用5km包络修订效果较好,定位误差都在百米量级内,相比较其他算法闪电定位精度有很大提高。

    • 鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组微量元素地球化学特征及沉积环境指示意义

      2021, 21(28):11999-12009.

      摘要 (388) HTML (0) PDF 14.07 M (263) 评论 (0) 收藏

      摘要:沉积岩中的各种微量元素在测定整个沉积岩的环境和演化过程中都有着很大的灵活性和敏感程度,是记录整个沉积岩演化过程的一个有效参数。鄂尔多斯盆地西缘羊虎沟组沉积厚度大,有机质含量高,是上石炭统油气所展现出来的新型层系,其中古水体环境和古气候对于恢复该区域历史时期羊虎沟组沉积的格局和成藏性研究有着十分重要的意义。对鄂尔多斯盆地西缘东部羊虎沟组不同层位的47件泥岩样品进行微量元素测试,选取对于泥岩沉积环境较为敏感的元素作为评价和判别的指标,如锶(Sr)、钡(Ba)、铀(U)、钍(Th)、钒(V)、镍(Ni)、钴(Co)等,并结合沉积学标志研究了盆地西缘羊虎沟组古盐度、氧化还原条件、古水深及古气候特征。结果表明:Li,Sr,Ni,Ga以及Sr/Ba数值表明该研究区处于淡水-微咸水环境,偶尔也会注入咸水;δU,U/Th,V/(V+Ni),V/Cr和Ni/Co数值表明研究区处于弱氧化弱还原-氧化环境,部分深水区可能存在还原环境; 综合沉积学标志及生物遗迹化石判断,羊虎沟组沉积期以浅水环境为主;Sr/Cu以及CaO/(MgO×Al2O3)值指示研究区在羊虎沟组时期处于北部及中部较炎热干燥、南部较温暖湿润的气候中。

    • 内蒙古查干德尔斯钼矿成矿期花岗岩地球化学特征及成岩背景

      2021, 21(28):12010-12019.

      摘要 (426) HTML (0) PDF 7.65 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:提要:查干德尔斯钼矿床位于中蒙边界西段宝音图隆起,是近年勘查发现的一处大型规模的隐伏矿床。辉钼矿化常见于晚二叠世花岗岩体中,多呈浸染状、网脉状分布,呈斑岩型矿床特征。成矿期查干德尔斯岩体为似斑状黑云母二长花岗岩,元素地球化学显示,具有高硅、高碱、过铝质和高钾钙碱性特征。源岩受到早期陆缘弧俯冲作用,进而部分熔融,岩浆上侵到浅部地壳后与下元古界宝音图群发生混染。德尔斯岩体形成演化的构造背景为晚古生代末期的后碰撞环境。

    • 楚雄盆地上三叠统舍资组泥页岩储层特征分析——以滇禄地3井为例

      2021, 21(28):12020-12030.

      摘要 (341) HTML (0) PDF 18.44 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:海陆过渡相泥页岩是页岩气勘探开发的重要领域,本文以楚雄盆地滇禄地3井上三叠统舍资组泥页岩为研究对象,结合泥页岩的有机地化特征,运用扫描电子显微镜、全岩X-射线衍射分析、孔隙度与渗透率测量实验、现场解析实验、核磁共振等技术对滇禄地3井岩心样品进行分析测试,进而分析泥页岩储层特征。结果表明:滇禄地3井上三叠统舍资组泥页岩干酪根类型均为Ⅱ2型,舍资组下段泥页岩有机碳含量相对较高主要集中在0.4%-2.25%之间,有机质成熟度主要处于过成熟阶段,矿物主要由脆性矿物、碳酸盐矿物、粘土矿物组成,其中脆性矿物含量相对较高,平均为40.87%,有利于页岩气的压裂,孔隙度在0.6%-1.6%之间,平均为1.01%,渗透率在0.0009652×10-3μm2-0.0335421×10-3μm2之间,平均为0.007027×10-3μm2,表现出低孔、低渗特征;储集空间类型以粘土矿物层间缝、颗粒粒缘缝为主,孔隙以微孔、小孔为主,含少量中孔,孔隙之间连通性较差,含气量在0.06m3/t-1.00m3/t之间,平均值为0.564m3/t。与国内已取得突破的海陆过渡相页岩气勘探区进行页岩气地质条件对比可见:楚雄盆地上三叠统舍资组泥页岩具有良好的页岩气勘探潜力。

    • 超致密碎屑岩气藏“甜点”预测——以新场-合兴场地区须二气藏为例

      2021, 21(28):12031-12039.

      摘要 (351) HTML (0) PDF 22.43 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:四川盆地新场-合兴场地区须家河组二段超致密砂岩气藏资源量大,勘探开发前景广阔,但具有储层埋藏深、非均质性强、高温高压、裂缝控产等复杂特征,需要针对性地开展“甜点”预测研究。为此,利用叠前弹性参数反演实现优质储层预测,利用相干、断层因子、熵属性刻画不同尺度裂缝发育情况,在高精度优质储层预测和裂缝检测的基础上,实现了新场-合兴场地区须二气藏 “甜点”预测。预测结果表明I类“甜点”发育区主要分布在南北向断层附近,已经在开发评价井实施中获得验证。

    • 川西南部白马庙地区雷四亚段薄层藻云岩预测

      2021, 21(28):12040-12051.

      摘要 (315) HTML (0) PDF 23.51 M (194) 评论 (0) 收藏

      摘要:川西南部白马庙地区雷口坡组处于勘探初期,工区内钻井较少,天然气勘探潜力大。受印支早期运动的影响,雷四3亚段藻白云岩地层遭受不同程度剥蚀,自龙门山前带向盆地内逐渐减薄。针对研究区钻井少、储层非均质性强、薄层白云岩预测难等问题,首先通过单井合成记录精细标定,分析不同藻云岩厚度对应的地震响应特征,利用多属性优选开展藻云岩定性预测的研究。接着基于敏感曲线分析,电阻率曲线对藻白云岩与其它岩性有很好的区分性,重构出能够反映岩性变化的拟波阻抗曲线,利用井约束的地震波形指示反演来定量预测藻云岩的厚度。藻云岩预测结果与地质规律及实钻井结果匹配性较好,证实了该套研究方法预测薄层藻云岩的有效性,同时不同方法得到的预测结果相互印证,为下一步川西南雷口坡组顶部风化壳藻云岩储层油气勘探提供了指导方向。

    • 基于位移突变准则的颗粒流强度折减法

      2021, 21(28):12052-12057.

      摘要 (311) HTML (0) PDF 20.93 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用颗粒流强度折减法评价边坡稳定性的关键是临界破坏状态的判定。本文以某边坡工程为例,利用PFC2D程序对土体进行双轴压缩试验,标定了土体的细观参数并建立边坡颗粒流模型。为减少人为主观性与经验性,采用位移突变准则作为判据,通过绘制特征颗粒位移与折减系数关系曲线求解边坡稳定系数,并对特征颗粒的选取进行了研究。本文方法可重现边坡滑动破坏的形态变化,模拟的边坡破坏形态与有限元强度折减法和Bishop法结果一致,研究结果可为颗粒流强度折减法求解边坡稳定系数及滑坡模拟提供参考和借鉴。

    • 基于水化学和同位素示踪岩溶含水系统的水力联系——以宜春市四方井副坝区为例

      2021, 21(28):12058-12065.

      摘要 (353) HTML (0) PDF 5.74 M (270) 评论 (0) 收藏

      摘要:为查明宜春四方井水库副坝区地下水流系统的分布,指导副坝区地下工程注浆帷幕的设计与施工,采用现场盐示踪试验,结合水化学和同位素数据分析测试,揭示副坝区地下水与下游村庄泉水的水力连通关系。结果表明:大气降水是地下水的补给来源,蒸发和水岩相互作用是控制地下水水化学形成的关键因素;地下水和地表水的水化学类型主要为HCO3-Ca,沿着地下水径流的途径,地下水的矿化度(TDS)呈现增加的趋势,表征副坝区地下水与其下游四方井村的泉点间具有潜在的水力联系;现场盐示踪试验和δD、δ18O分布的研究,进一步验证了副坝区地下水与四方井的泉水点SD-3、SD-4和SD-7的水力联系较好,与泉点SD-5的连通性较弱,SD-5主要来自径流路径较短的上游水补给。研究结果有助于建立局部地下水流循环模式,查明地下水流系统的分布规律,为地下水资源的可持续开发利用及生态环境保护提供技术支撑和参考依据。

    • >R医药、卫生
    • 肾透明细胞癌组织和细胞系趋化素样因子1的表达及其临床意义

      2021, 21(28):12066-12071.

      摘要 (320) HTML (0) PDF 4.57 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的:趋化素样因子1(chemokine-like factor 1, CKLF1)在多种恶性肿瘤中发挥了不同的生物学作用,本研究旨在探讨CKLF1基因在肾透明细胞癌组织及细胞系中表达水平并分析其临床意义。方法:利用免疫组化法、蛋白质印迹和实时定量PCR法,检测CKLF1在肾透明细胞癌组织和肾癌细胞系中的表达水平,并分析肾透明细胞癌组织中CKLF1基因表达水平与临床病理Fuhrman分级之间的相关性。结果:免疫组化结果显示:CKLF1在肾透明细胞癌组织和癌旁组织中的表达,差异有显著性 (P<0.05); CKLF1表达水平的高低在临床病理各分级之间无明显差异(P>0.05)。Western blot 结果显示:CKLF1蛋白在三种细胞系ACHN、Caki 、HKC中的表达差异有统计学意义(P<0.05);qRT-PCR结果显示,CKLF1 mRNA在三种细胞系ACHN、Caki、HKC中的表达差异有统计学意义(P<0.05)结论: CKLF1的表达在肾透明细胞癌组织中和肾癌细胞系ACHN、Caki中明显上调.CKLF1是一个潜在的肾透明细胞癌分子标志物。

    • >S农业科学
    • 基于地理探测器的铜仁市耕地分布特征及驱动因子探究

      2021, 21(28):12072-12079.

      摘要 (302) HTML (0) PDF 7.99 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:耕地是影响粮食生产的重要因素,分析铜仁市2000~2018年耕地的变化特征及其自然因子的驱动作用,对耕地的利用和保护及农业的发展具有一定意义。以铜仁市2000年、2010年、2018年土地利用数据为基础,选取坡度、地貌类型、土壤类型及年均降水量为驱动因子,利用土地转移矩阵,结合景观指数及地理探测器方法,探究铜仁市耕地的时空分布特征及驱动因子作用。结果表明:1. 2000~2018铜仁市耕地景观破碎化程度增强,耕地面积减小,耕地总体上空间分布不均匀;2.坡度是影响耕地分布的主要因子,与其他因子交互作用时,对耕地的影响增强。研究表明,铜仁市耕地的减少,主要是转为林地与建设用地,与生态文明建设及城市的发展有关,自然因子对耕地的影响存在交互作用,且具有复杂性与长期性,如何在耕地的保护上提供合理有效的措施,需要综合考虑其他因子的驱动作用。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于过采样支持向量机的煤与瓦斯突出预测

      2021, 21(28):12080-12087.

      摘要 (317) HTML (0) PDF 2.38 M (194) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于机器学习的煤与瓦斯分类预测方法中,各突出案例的数量不平衡会导致预测准确率降低。为了提升煤与瓦斯突出预测模型的准确率及稳定性,构建了过采样算法和支持向量机组合的分类预测模型。首先,通过聚类分析将突出样本分成多个簇,在每个簇中对可能的噪声点按概率去除;然后通过过采样算法合成新样本,以减少样本数量不均衡对模型训练的影响;最后,用支持向量机模型结合粒子群算法对新数据集进行训练调优。实验结果表明,提出的模型在G-mean、AUC值上均高于传统的分类模型,具有更强的算法鲁棒性,并且随着突出样本数量的减少,其优势更加明显。

    • >TE石油、天然气工业
    • 金家油田微生物稠油降黏剂的研制与评价

      2021, 21(28):12088-12093.

      摘要 (262) HTML (0) PDF 5.59 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对金家油田通38块稠油多轮次热采后经济效益变差的现状,开展了采用稠油冷采开发方式的技术探索。稠油冷采技术的核心是研发一种适合目标油藏稠油的低成本高效降黏剂,因此本文从油田采出液中筛选到一株能够高产生物表面活性剂菌株Q18,以Q18的发酵代谢产物为基础构建了一种稠油降黏剂RF180。RF180具有良好温度、矿化度和碱性耐受性,在20~180℃﹑0~120000 mg/L矿化度和pH5~11的范围内,具有良好的表面及乳化活性,能够适应金家油田的油藏条件。同时,RF180对通38稠油具有良好的乳化与静置降黏效果,0.5%RF180对通38稠油的乳化与静置降黏率分别达到了99.96%和96.9%,说明RF180能够有效的降低目标油藏稠油的黏度。物理模拟驱油实验证明,RF180能够大幅提高通38稠油的驱油效率,在不同注入方式条件下,分别提高12%~26%的目标油藏的驱油效率。

    • 断控岩溶体系空间结构差异性与三维建模——以顺北1号断裂带为例

      2021, 21(28):12094-12108.

      摘要 (305) HTML (0) PDF 43.69 M (394) 评论 (0) 收藏

      摘要:断控岩溶体系空间结构差异性制约该类油藏高效开发。以顺北1号断裂带为例,综合地震构造解释、储层预测、钻井及生产特征信息,按照规模从大到小的层次关系,从断裂分段、断溶体分割、油气充注以及缝-洞连通性四个角度阐述了各层次差异体的成因及特征,通过三维地质建模的方式再现了各层次差异体分布规律及相互关系,并讨论了下步攻关方向。研究结果表明:走滑断裂沿走向具有交互分段性,分段性差异形成宽窄不一的地层破碎体;以破碎体为基础,溶蚀改造强弱不同导致断溶体出现横向及纵向分割,且分割性存在强弱变化;受断裂通源性影响,断溶体与深大断裂构成不同强度的油气充注体;缝-洞多种组合关系及裂缝连通强度进一步加剧了断溶体储层内部的非均质性。断控岩溶体系层次建模的思路展现了不同差异体之间的控制关系,但对于各层次差异体之间的耦合规律尚需进一步探索。本研究对于提升断控岩溶体系理论认识及指导油藏开发实践具有借鉴作用。

    • 二氧化碳长输管道投产置换过程模拟分析

      2021, 21(28):12109-12116.

      摘要 (332) HTML (0) PDF 6.67 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:CO2管道是CCUS技术中连接CO2排放地和封存地或注入地的关键环节,CO2管道投产置换主要是利用N2惰性且高吸水性的特点完成管道清洗干燥并为随后管道调试做好准备。目前关于CO2管道投产置换的研究较为缺乏,通过SPS软件研究了延长石油某CO2管道在不同输送介质组成、封存压力条件下的投产置换过程,并与天然气管道的投产置换过程进行对比,比较分析了CO2与天然气投产置换过程所需氮气量、时间和升压所需气量的不同。结果表明:在压力升至CO2临界点附近时,CO2密度会发生突变大幅上升,且升高单位压力所需气量减少,并且升压结束时CO2的消耗量小于天然气的消耗量。管内介质组成变化对氮气置换的影响不大,CO2在管道内更易发生相变,不宜在置换完成之后直接升压投产。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于神经网络逼近的磁浮列车动态悬浮控制

      2021, 21(28):12117-12123.

      摘要 (359) HTML (0) PDF 4.84 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效提高磁浮列车悬浮系统在负载扰动和轨道不平顺扰动下的动态特性,本文提出了一种基于Lyapunov稳定性分析的径向基神经网络逼近算法使悬浮间隙能够在有界范围内达到最优。首先,以悬浮负载为受控对象建立系统垂向动力学方程和电压控制方程,以此构造能够表征系统非线性的状态空间方程。其次,确定径向基神经网络基本结构,根据悬浮间隙误差约束条件和控制电流构造输入输出,并以此设计控制律保证所输出悬浮间隙能够在多种扰动的综合作用下持续稳定;再次,基于Lyapunov稳定性第二判据证明系统闭环稳定,能够在误差整定过程中使得间隙误差收敛于无穷小。最后,通过与目前应用较为广泛的PID控制算法进行仿真对比,在非线性负载力和不平顺扰动下分析验证所提出控制算法的有效性。

    • >TK能源与动力工程
    • 正庚烷在O2/CO2环境中的着火特性

      2021, 21(28):12124-12129.

      摘要 (303) HTML (0) PDF 3.04 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确地预测正庚烷(n-C7H16)在O2/CO2环境中的着火延迟,提出了Chalmers 1(C1)化学动力学机理。该机理包含32个组分和96个反应,考虑了CO2对正庚烷着火延迟的影响,计算了不同CO2体积分数条件下的着火延迟时间。建立了定容燃烧弹可视化试验平台在五个工况下对机理进行了验证,对CO2的热效应、第三体效应和各基元反应对着火的敏感性进行了分析。结果表明:该机理能够预测正庚烷在不同体积分数比的O2/CO2环境中的着火延迟时间,与试验数据相比,最大误差6.5%,最小误差1.4%。CO2的第三体效应导致着火延迟在工况一(65%O2/35%CO2)中缩短了6%,在工况五(30%O2/70%CO2)中缩短了27.3%。

    • >TM电工技术
    • 基于混沌精英黏菌算法的无刷直流电机转速控制

      2021, 21(28):12130-12138.

      摘要 (345) HTML (0) PDF 5.90 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统PID在无刷直流电机转速控制中存在响应速度慢、稳定性差等缺点,提出了一种基于混沌精英黏菌算法的自适应控制方法。首先,分析并建立了无刷直流电机数学模型。其次,为进一步提高标准黏菌算法的收敛速度和求解精度,采用Tent混沌映射丰富种群多样性,同时引入精英反向学习策略扩大搜索范围。最后,将上述改进算法应用于无刷直流电机的速度环PID参数自整定。通过在不同运行条件下进行MATLAB仿真以及实验,结果表明:对比传统PID以及模糊PID,所提方法能够使得控制精度得到显著提高,并且具有响应速度快,抗干扰能力强等优势。

    • 基于微电网的DV-hop改进算法

      2021, 21(28):12139-12144.

      摘要 (315) HTML (0) PDF 4.12 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对微电网监控系统中海量信息数据处理时,大量数据的传输可能会导致无线传感器网络崩溃与数据丢失等问题,提出了一种基于微电网的无线传感器网络的改进DV-hop算法。首先,将边缘计算技术应用于微电网,改进微电网监控系统结构;其次,在改进微电网监控系统基础上,将基于平均加权方法与跳数加权方法的DV-hop算法有机结合,得到新的改进算法,使得无线传感器节点定位误差缩小至0.60。仿真结果表明,基于平均加权方法与跳数加权方法提高了传感器节点定位精度。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于Dixon优化算法的双频匹配网络设计

      2021, 21(28):12145-12150.

      摘要 (322) HTML (0) PDF 4.01 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)双频发射天线因小型化造成的阻抗不匹配问题,设计了一款适用于双频发射天线的匹配网络。本文基于所设计的匹配网络的拓扑结构,推导了反射系数关于网络元件参数的表达式,并以此构造目标函数,将网络中各元件参数作为优化变量,利用Dixon优化算法得到了网络中各元件的参数值。仿真与实测结果均表明,本文所设计的匹配网络能够同时实现双频点的阻抗匹配,并能够满足带宽大于60kHz的设计要求,而且该匹配网络元器件数目少,能够减少匹配网络带来的损耗。在双频匹配网络的基础上进行扩展,得到的三频匹配网络也能实现较好的匹配效果。并且得到的雷达回波谱质量良好,说明本方法在实现多频发射天线同时匹配方面具有可行性和有效性,能够满足工程需求。

    • 一种高转速整体叶盘式风扇转子试验器设计

      2021, 21(28):12151-12157.

      摘要 (256) HTML (0) PDF 8.53 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于叶片外物撞击监测识别试验的需要,本文设计搭建了一种高转速整体叶盘式风扇转子试验器,总结阐述了试验器总体设计方法、难点解决方法。采用流固耦合方法实现叶片气动结构的设计,阐述了整体叶盘结构设计方法,并对叶盘结构进行了强度校核。针对转轴线速度高带来的轴承润滑封严问题,采用喷射润滑方式以及篦齿封严结构,对滑油腔布局、进回油路径等关键点进行了设计阐述。为实时监测外物撞击过程转子健康状态,设计了滑油温度、转子振动、叶片动应力监测系统,调试试验表明:转子结构设计的合理性,以及设计方法的科学性,为相关转子试验器设计和试验系统设计提供了一定的借鉴。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于机器人操作系统的机器人自主追踪系统设计

      2021, 21(28):12158-12165.

      摘要 (313) HTML (0) PDF 6.16 M (206) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决移动机器人在ROS (Robot Operation System)系统中的人脸追踪问题,提出一种基于Siamese目标跟踪算法开发的追踪系统。首先,开发了追踪系统的硬件平台;其次,开发了Siamese跟踪算法,实现了对人脸目标的实时跟踪;最后,实现了导航系统与视觉系统的开发及融合;并通过实时记录的追踪数据与追踪曲线,分析了该系统的追踪性能。实验结果表明,该系统能够在ROS系统下实现对人脸目标的实时跟踪。

    • 支持双向选择聚合的智能电网隐私保护方案

      2021, 21(28):12166-12174.

      摘要 (328) HTML (0) PDF 4.63 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了兼顾智能电网中数据可用性和隐私保护,基于双雾节点模型,提出了一种支持双向选择聚合和动态电价的智能电网隐私保护方案。利用支持双代理的代理重加密,以及支持动态计费的多区间聚合技术,能够实现双向聚合。雾节点作为服务提供者,不仅为控制中心聚合出用户维度的实时数据,还为用户统计出时间维度的电量值或者账单。新方案支持选择性聚合,对用户或者控制中心发起的统计询问,利用密文相关联的属性标签,有选择性的生成数据源并实现最大/最小值、平均、计数等统计。实验表明,新方案利用雾计算的优势,降低了智能电表端的计算量,有较强实用价值。

    • 基于改进一维逻辑正弦混沌映射系统的图像加密算法

      2021, 21(28):12175-12184.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 17.13 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一维混沌映射Logistic映射和Sine映射参数范围有限且混沌序列分布不均匀等问题,本文提出了一种改进的一维逻辑正弦混沌系统,并在此基础上提出了一种对明文敏感度较高的图像加密算法。首先,结合一维混沌映射Logistic映射和Sine映射形成一种改进一维逻辑正弦混沌系统(1-LSCMS)。其次,利用该系统生成的较为复杂的混沌序列对图像像素的位置及大小进行置换。最后,对置换后的图像进行扩散。实验结果表明,该算法具有较好的加密效果,密钥空间大且敏感性较强,可以应用到图像加密安全领域。

    • 京津冀协同发展报纸新闻主题发现及其关联分析

      2021, 21(28):12185-12193.

      摘要 (291) HTML (0) PDF 2.74 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:京津冀协同发展上升为国家战略,以报纸为代表的大众媒体对其进行密切而又广泛的报道。为了准确把握媒体报道主题的规律和特点,需要结合时间维度从大规模新闻文本的内容层面进行主题关联分析。以2014-2020年国内主流报纸媒体对京津冀协同发展的报道为研究对象,将数理统计、主题模型、主题关联和文本分析等方法相结合,分析京津冀协同发展的主题分布、主题强度、主题关联关系,以“京津冀文旅产业协同发展”主题为例进行主题关联演化分析。京津冀协同发展的报道主题成多样化特点,报道时间分布规律与国家重要事件相契合,发现了政策宣传、产业转移和交通一体化等十大主题,说明新闻报道主题框架分布与国家政策推进重点相一致;研究还进一步揭示了采用的研究方法对国家战略新闻文本信息分析的有效性。

    • >TU建筑科学
    • 微波在石窟岩体水分可视化探查的研究与应用

      2021, 21(28):12194-12202.

      摘要 (287) HTML (0) PDF 19.43 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:水-岩作用是岩体劣化的主要因素之一,水分探查是研究其水-岩作用的基础。利用微波在不同介质中传播速度的差异性探查石窟岩体水分来源、水分分布及水分的时空运移特征。结果表明,微波测湿技术可有效探查浅表层石窟岩体的水分来源和水分的空间分布特征;在长期监测条件下,可测试不同深度岩体水分变化的时空特征,同时能够可视化展示石窟岩体水分对环境因子的响应特征。微波技术为石窟岩体水分探查提供新的思路,具有便捷可靠、无损检测、可视化探查等优点。

    • 基于初始孔隙率的千枚岩损伤模型分析

      2021, 21(28):12203-12209.

      摘要 (276) HTML (0) PDF 4.22 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:千枚岩节理裂隙发育,初始孔隙率对千枚岩力学性能影响很大,因此,在研究千枚岩的力学性质时,考虑初始孔隙率的影响是非常有必要的。基于岩石应变强度理论和Drucker-Prager屈服准则条件下,结合千枚岩的应力应变曲线,建立了考虑初始孔隙率的千枚岩损伤本构模型。并通过千枚岩岩样核磁共振试验和单轴压缩试验进行了验证。结果表明,建立的损伤模型能够较为准确的描述不同孔隙率条件下千枚岩的应力应变关系。该模型对于千枚岩的损伤软化问题以及千枚岩力学性质的研究具有重要意义。

    • 基于反应谱分析的边坡动力响应与地震稳定性数值模拟

      2021, 21(28):12210-12217.

      摘要 (329) HTML (0) PDF 9.89 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对地震作用下的边坡稳定性分析,本文基于反应谱理论,提出了一种同时考虑了地震动力特性的反应谱法动态分析方法。该方法通过震动峰值加速度和边坡各岩土体单元的节点地震响应加速度谱值,计算出单元的地震影响系数,进而进行强度折减,得到滑动面的安全系数。在此基础上,对某边坡进行了动力稳定性分析,首先采用ANSYS分析地震作用下的边坡模态和反应谱,结合FLAC3D计算弹塑性变形下的边坡稳定性,得出不同工况下边坡稳定性安全系数。实践表明,反应谱法动态分析对地震作用下边坡稳定性具有较高的精度和较好的理论与应用价值。

    • 不同碱当量、粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰矿渣地聚物力学性能及微观结构的影响

      2021, 21(28):12218-12224.

      摘要 (299) HTML (0) PDF 6.68 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用抗压、抗折强度试验、吸水率试验、干燥收缩试验、微观扫描电子显微镜及傅里叶红外光谱试验研究了不同碱当量、不同粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣砂浆力学性能、干燥收缩及微观结构特性的影响。结果表明:3 d、7 d和28 d龄期时,随着碱当量和矿渣掺量增加,粉煤灰-矿渣砂浆抗压、抗折强度呈逐渐增加趋势,吸水率和干燥收缩率呈逐渐下降趋势。其中龄期为28 d,碱当量为6%、矿渣掺量为100%时,碱激发粉煤灰-矿渣砂浆抗压强度达到峰值110.84 MPa,抗折强度达到峰值10.77 MPa,吸水率最小,为1.2%,与4%的粉煤灰-矿渣砂浆相比,碱当量为6%的砂浆干燥收缩率均减少10%以上。由微观分析知,粉煤灰-矿渣砂浆在碱激发作用下水化产物主要为铝硅酸盐凝胶和水化硅酸钙凝胶,粉煤灰掺量越大,凝胶结晶度越低。碱当量越大,体系水化产物数量越多,结构越密实。

    • 地铁深基坑大跨度无格构柱钢支撑挠度控制

      2021, 21(28):12225-12233.

      摘要 (370) HTML (0) PDF 12.06 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决地铁深基坑大跨度无格构柱钢支撑挠度变形较大影响基坑安全问题,以北京大兴国际机场线磁各庄站地铁深基坑工程为研究对象,通过理论计算及现场实测,对施工过程中钢支撑挠度数据进行分析,总结了影响钢支撑挠度的重要因素,并提出了相应控制措施,经权重分析比选验证,发现了一种减小钢支撑挠度的快速经济有效的方法,有力保障了基坑安全,为类似工程的设计与施工提供了有益参考。

    • >U交通运输
    • 相关向量机模型在边坡稳定性预测中的应用

      2021, 21(28):12234-12242.

      摘要 (271) HTML (0) PDF 6.58 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,边坡稳定性预测得到了广泛的研究,及时、准确的预测可以有效的预防边坡破坏灾害的发生。本文提出了一种基于相关向量机(RVM)的边坡稳定性预测模型,结合京-新高速公路高堑边坡工程实例,通过对比支持向量机(RVM)模型、RBF神经网络模型和支持向量机(SVM)模型的拟合及预测结果来分析其可行性。结果表明:相较于SVM模型和RBF神经网络模型,RVM模型的三种预测指标值均是最小的。其中,平均绝对误差(MAE)分别降低了86.02%和22.11%,均方根误差(RMSE)分别降低了72.05%和1.09%,相对均方误差(RRMSE)也分别降低了75.89%和21.13%,表明RVM是一种预测边坡稳定性的稳健工具,该方法能较为准确地预测出不同指标下的边坡安全系数。

    • 砂卵石地层盾构泥浆渗透成膜细观分析及离散元模拟

      2021, 21(28):12243-12251.

      摘要 (276) HTML (0) PDF 23.28 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究泥水平衡盾构在砂卵石地层成膜困难的问题,采用自制设备,开展泥浆渗透试验,观察泥浆在卵石地层中形成泥膜的过程,对泥浆颗粒在地层中的堆积形态进了细观分析,探究泥浆渗透成膜机理。基于FLUENT-EDEM耦合方法,建立泥浆渗透数值模型,结果表明:泥膜的三种渗透状态取决于泥浆地层颗粒比;相同条件下泥浆的渗透深度随泥浆密度增大而减小,随着泥浆压力的增大而增大,但泥浆压力的影响较小。数值模拟结果可反映室内试验现象,结论可为盾构施工参数的选取提供参考。

    • 地应力对岩体爆破特征影响规律分析

      2021, 21(28):12252-12258.

      摘要 (294) HTML (0) PDF 7.87 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究地应力对岩体爆破的影响,本文通过颗粒流软件(PFC2D)建立计算模型,进行数值模拟,从模型内部应力变化、裂纹分布、裂纹数量和能量场多个角度来分析爆破效果。结果表明:地应力严重影响岩体的爆破效果,尤其是压碎区,地应力每增长1 MPa,峰值应力就会大约增长26 MPa;地应力会抑制裂纹发育,对岩体裂纹分布状态和裂纹数量的抑制效果在3~6 MPa时最明显;地应力每增长1 MPa,岩体内部应变能会大约增长250 kJ;摩擦能和动能的能量变化峰值会随地应力的增加而稍微增加。

    • 不同位移时滞反馈控制对车身减振的影响

      2021, 21(28):12259-12267.

      摘要 (268) HTML (0) PDF 6.02 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同位移时滞反馈控制对车身减振性能的影响。以考虑轮胎阻尼的1/4车辆悬架模型为基础,分别构建车身位移时滞和轮胎位移时滞两种不同状态反馈控制,通过利用劳斯-赫尔维茨稳定性判据和多项式判别理论分别得到不同位移时滞反馈控制系统的稳定性区间。在优化参数范围和约束条件下,以车身加速度、速度和位移为优化目标,采用粒子群算法获得不同控制策略的优化参数。仿真结果表明,相同外部激励下轮胎位移时滞状态反馈控制有较大的稳定性区域和更佳的减振效果,可有效改善车身的振动响应,对进一步研究时滞状态反馈控制在车辆中的应用具有一定的参考价值。

    • 极端环境下汽车运行工况的风洞试验对标分析

      2021, 21(28):12268-12275.

      摘要 (268) HTML (0) PDF 7.57 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:为比较环境风洞模拟极端环境下汽车运行工况的准确性,设计了实际路试与环境风洞的对标试验,采集了典型高温山区路段汽车的运行数据。通过运动学片段分割以及短行程分析法构造出车辆的行驶工况图。以运动学片段聚类结果所代表的汽车三种运行状态为基础,利用标准化均方误差方法和特征参数值的计算结果对两次试验中汽车行驶工况的关联性与差异性进行具体分析。结果表明:对标试验结果的关联性极强,其细微差异主要体现在第一类运动学片段上,并且频繁的加减速是汽车三种运行状态中对热管理系统升温影响最大的。可见,环境风洞的模拟结果基本上是准确有效的。

    • 考虑车辆性能差异的高速路施工区层级限速措施

      2021, 21(28):12276-12285.

      摘要 (302) HTML (0) PDF 12.74 M (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高高速公路施工区的通行能力,降低交通冲突率,本文结合不同车辆的动力特性、运行速度、加速度等参数,对鹅公岌隧道上盖工程施工期间的拟建施工疏散道路提出5种速度管理措施,利用Vissim软件进行仿真模拟和对比分析,并结合仿真数据对拟建施工疏散道路的设计和速度管理方案进行了评价和改进。改进方案中将原来的三车道并在一起,转弯半径由15m增大至100m,弯道限速值由20 km/h增大至40 km/h。结果表明:对施工区道路采取层级限速措施可有效降低车辆在施工路段的行程时间、延误、排队长度和冲突率;采用三级限速措施可使拟建疏散道路两个行驶方向的冲突率均降低0.6次.米-1;改进方案中80%以上的车入口弯道之前将车速控制在40km/h左右。可见,针对不同车型采用不同的限速值可以缩短车辆在施工路段的行程时间,并有效减少车辆的平均延误。

    • 基于智慧出行用户画像的出行期望预留时长分析

      2021, 21(28):12286-12293.

      摘要 (278) HTML (0) PDF 2.11 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:可靠的交通出行信息服务是优质出行体验的基本保障,为了探究不同属性出行者、不同出行活动需求条件下的合理预留时长,通过SP调查实验获取出行者在各类典型出行活动场景下的期望预留时长,采用卡方检验与非参数秩和检验验证出行者的个人属性与出行活动类型对期望预留时长的差异性影响。研究发现:(1)受出行活动的价值或惩罚影响,不同类型出行活动的提前到达需求程度以及与之对应的期望预留时长存在显著差异,出行活动价值或惩罚越高,出行者期望预留时长越长;(2)相同类型出行活动需求下,出行者的个人属性亦会显著影响期望预留时长,不同类型出行活动需求下,影响出行者期望预留时长需求的属性类别存在差异,同一类型出行活动需求下,出行者属性的不同分类水平影响出行者期望预留时长需求,其差异程度可高达32分钟(103%)。研究结论对于开展精准出行用户的信息服务具有重要意义。

    • 基于组合赋权-TOPSIS法的港口分货类竞争力评价方法

      2021, 21(28):12294-12298.

      摘要 (327) HTML (0) PDF 1.89 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着港口建设的不断发展,相近区域港口间腹地重合,同质化竞争以及结构性的产能过剩等问题日益显现。为了正确认识港口各货类生产运营的特点,进一步明确港口的功能定位和发展方向,优化资源配置,本文综合考虑港口分货类的生产能力、作业能力和发展潜力,提出了港口分货类竞争力概念及评价指标体系,并采用组合赋权-TOPSIS法对港口分货类竞争力进行评价。最后,通过算例对评价体系和方法进行了验证。结果表明:同一港口对各货类的竞争力不同,各货类的竞争力与港口对该货种的生产能力、作业能力和发展潜力密切相关。评价结果与实际基本吻合,具有客观、有效及实用等优点,可为港口资源整合和港口集团决策提供理论依据。

    • >V航空、航天
    • 滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法

      2021, 21(28):12299-12306.

      摘要 (244) HTML (0) PDF 7.20 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:螺栓强度直接决定滚轮滚针轴承工作载荷。而注油孔结构设计参数是影响螺栓强度的主要因素之一。针对这一问题,以螺栓最大应力和变形为优化目标,提出了滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法。首先,基于三维建模软件,建立了滚轮滚针轴承参数化模型;然后,运用有限元方法,提出了滚轮滚针轴承整体有限元仿真模型,分析了注油孔设计参数对螺栓强度的影响规律;最后,采用响应面分析方法,建立了以螺栓最大应力和最大变形最小为优化目标的滚轮滚针轴承多目标优化模型,结合工程实际,获得了螺栓注油孔孔径的最优化设计参数。仿真结果表明,优化后的滚轮滚针轴承螺栓关键位置的最大应力和最大变形均有所改善,验证了所建立的滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法的有效性。

    • 终端区4D飞行轨迹预测与冲突预警

      2021, 21(28):12307-12313.

      摘要 (280) HTML (0) PDF 4.74 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升终端区飞行轨迹预测精度,实现航空器短时冲突预警,建立一种基于孪生支持向量回归的终端区4D飞行轨迹预测模型。对历史飞行轨迹应用重采样算法,降低轨迹数据规模;利用墨卡托投影将轨迹点经度、纬度与高度化为x-y-z坐标,采用孪生支持向量回归算法学习预测模型,实现短时航空器飞行轨迹动态预测;计算两架航空器水平、垂直距离,建立航空器冲突预警指示函数;对孪生支持向量回归算法进行超参数灵敏度分析,分析各超参数对模型预测效果的影响。根据机场真实数据进行仿真实验,证明:基于孪生支持向量回归的4D飞行轨迹预测模型能够准确捕捉航空器运动趋势,且泛化能力强;所提模型x-y-z坐标预测均方根误差是BP神经网络预测结果的32%,35%和61%,单次预测计算用时减少约0.13 s。

    • >X环境科学、安全科学
    • 采坑区冲沟演变影响下管道埋深预测

      2021, 21(28):12314-12321.

      摘要 (236) HTML (0) PDF 5.19 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:管道埋深是水毁灾害风险评价、防治决策的关键指标之一。基于洪积扇采坑区冲沟发育特征、几何形态及其对油气管道的影响方式,将冲沟演变过程简化为溯源侵蚀和沟床回淤两个阶段,在此基础上构建管道埋深预测模型。利用15处水毁点管道埋深实测值对模型预测值进行验证,偏差小于15%的比例达73%,预测结果基本可信。模型中管道埋深与冲刷比降、回淤比降、设计埋深、水平距离、沉积厚度呈线性正相关,与采坑深度、原始坡面坡降、采坑边坡坡降呈负相关。该模型能快速预测出不同沟床比降下的管道埋深,可为采坑区穿越段管道风险评价、灾害防治、选线等提供技术支撑。

    • 基于斜坡单元的区域滑坡敏感性评价——以云南省小江流域为例

      2021, 21(28):12322-12329.

      摘要 (293) HTML (0) PDF 15.79 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:小江流域地形陡峻,地质条件复杂,地震及新构造活动强烈,气候水文条件复杂,致使滑坡等山地灾害十分发育。流域内滑坡不仅数量多,而且活动频繁,严重威胁着人民的生命财产安全与社会经济发展。本文以地表曲率分水岭法划分的斜坡单元作为基本评价单元,基于频率比法计算坡度、坡向、曲率、相对高差、岩性、断裂带密度、河网密度和地震峰值加速度8个影响因子对小江流域滑坡发育的贡献度大小,并通过ArcGIS软件叠加分析得到滑坡敏感性分区图。通过结果验证,高、极高敏感性区共发育滑坡132个,数量占比为79.04%,具有较高的准确性。相关研究成果可为小江流域的防灾减灾应急管理工作提供理论依据,对该区域的发展规划和可持续发展具有重要的现实意义。

    • 泥沙在紊动状态下的垂向分布及其对氨氮吸附影响

      2021, 21(28):12330-12335.

      摘要 (279) HTML (0) PDF 5.32 M (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:泥沙是自然水体中污染物的主要载体,在吸附作用下,泥沙成为污染物的“汇”。泥沙的沉降、悬扬对于污染物的迁移和输运有着重要的影响。本文以三峡库区表层泥沙为研究对象,在自研的沉降柱中进行了不同紊动条件下的泥沙的垂向分布研究,对准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型对吸附过程的拟合效果进行了对比。结果显示:(1)水体中的悬浮泥沙受多种因素影响,不同紊动强度、泥沙投加量以及不同深度下泥沙的分布有所差异;(2)泥沙对氨氮的吸附受泥沙垂向分布的影响,紊动强度及含沙量的改变会使得泥沙对氨氮的吸附过程及总吸附量发生改变;(3)准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型都能够对紊动状态下泥沙吸附氨氮过程进行拟合,但不同模型对吸附变化的判断及趋势的预估有所不同。

    • 密怀顺水源保护区土地利用演化驱动因素分析

      2021, 21(28):12336-12342.

      摘要 (357) HTML (0) PDF 11.30 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:密怀顺水源保护区位于北京密云、怀柔、顺义的三区交界处,是北京市第八水厂、怀柔应急水源地所在地。2014年底南水北调进京后,部分盈余水量开始通过潮白河河道回补密怀顺地下水。为保护饮用水源,摸清历史面源污染的潜在风险。通过转移矩阵数学模型,利用ArcGIS方法研究了土地利用时空演化规律,结果表明:(1)土地利用变化强度2015年~2018年是2012年~2015年的5.24倍,耕地、未利用地面积呈现减少趋势,林地、水域和湿地、草地面积呈现增长趋势,建设用地先增后减;(2)2015~2018年林地、水域和湿地、耕地变化率最大,分别为92.15%、67.46%、46.6%;(3)2015年后林地、水域和湿地、草地、未利用地面积呈现净转入趋势,耕地、建设用地面积呈现净转出趋势;(4)最活跃的土地属性转变是耕地转入林地,面积为68.23km2,(5)土地利用变化特点与政策驱动力息息相关,土地利用的演化趋势向着利于饮用水源安全的方向发展。可见研究成果可为水源保护区面源污染防治提供科学依据,对未来进一步研究农业面源对保护区土壤和地下水的环境影响奠定基础。

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