• 2021年第21卷第30期文章目次
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    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 深度学习在目标检测的研究综述

      2021, 21(30):12787-12795.

      摘要 (497) HTML (0) PDF 1.51 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:现如今计算机视觉领域的研究热点之一是目标检测,其根本是对图像中指定目标的识别。而深度学习是目前发展快速,应用广泛的一种技术,其具备的学习能力可以在目标检测中对目标进行图像识别、特征提取以及分类识别等操作。通过介绍深度学习的研究进展、分析了各种网络模型的特点。最后总结了深度学习在目标检测领域的应用发展,结合当前问题和挑战,分析了以后的研究发展。

    • >TU建筑科学
    • 相似理论及其在板壳屈曲分析中的应用研究进展

      2021, 21(30):12796-12803.

      摘要 (302) HTML (0) PDF 1.48 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用相似理论进行相似缩尺模型设计,对于大型板壳屈曲模型试验研究具有重要意义。首先,对相似理论的发展及主要内容进行回顾,并对主要的屈曲相似分析方法,包括量纲分析法、控制方程法和能量法进行了介绍。其次,根据方法的不同,引述大量文献,对相似理论应用于板壳屈曲分析中取得的研究进展与成果进行总结与评述。最后,讨论了相似理论在板壳屈曲研究中面临的问题,并展望了需要研究的方向和难点。

    • >U交通运输
    • 城市交通需求预测理论与模型研究综述

      2021, 21(30):12804-12813.

      摘要 (314) HTML (0) PDF 2.59 M (311) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市交通需求预测是交通学科研究的热点之一。本文对现代城市交通需求预测理论与模型进行系统分析,重点围绕交通生成、交通分布、交通方式划分预测模型展开,对各模型基本原理、研究进展、传统模型及其改进、模型应用情况等进行综述,最后总结城市交通需求预测研究领域重点、难点,指出未来发展方向。

    • >P天文学、地球科学
    • 张渤地震带现今形变特征研究

      2021, 21(30):12814-12821.

      摘要 (260) HTML (0) PDF 19.64 M (4406) 评论 (0) 收藏

      摘要:张家口—渤海地震构造带是华北地震构造区中具有相当规模的NW向活动构造带,通过对断层两侧基线—时间序列、区域速度场、应变场等进行分析,发现张渤带断层两侧速度场具有较大的差异,为典型的左旋走滑断层。区域应变场主应变自西向东依次为拉张—挤压—拉张—挤压,主应变由西向东逐步增大,在天津宝坻到河北唐山一带,主应变最大,为20nanostr/yr,天津蓟县—宝坻一带为拉张变形,在唐山一带为挤压变形。根据Zoback判断震源机制应力类型的方法对张渤地震带及邻区研究时段内19个ML4.0以上地震的震源机制进行分类,震源错动方式以正断和走滑为主;区域应变显示的应力状态与震源机制解的错动类型基本吻合,天津宝坻—河北唐山的主应变变化比较剧烈,同时震源机制的类型也发生变化,表明该地区的深部与浅部的变形一致。

    • 近40年云南省极端降水时空变化特征分析

      2021, 21(30):12822-12831.

      摘要 (303) HTML (0) PDF 11.02 M (3953) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究云南省降水及极端降水变化趋势,基于1979—2019年云南省气象站点日降水数据及十种极端降水指标,采用M-K突变检验、小波分析及Hurst分析等方法,对近40年内降水及极端降水的变化趋势及空间格局进行探讨。结果表明:1979—2019年云南省年降水整体呈下降趋势,降水总量下降最大倾向率达到-24.52mm/10a,存在24年、9年及其他变化尺度,干旱半干旱区突变显著性最强。在空间变化趋势中,强降水量在湿润区出现快速下降,倾向率达到-5.161mm/10a。其他极端降水事件频率、强度及极值出现不同程度下降;Hurst指数均小于0.5,显示未来各地区间极端降水频率、强度指数变化趋势将会减弱;降水总量能够较好的指示其他极端降水指标变化,相关性达到0.8,降水强度其次,相关系数达到0.7,且均通过0.01显著性检验。研究结果能够为科学研究极端降水趋势变化机制提供依据。

    • >Q生物科学
    • α-1,6-岩藻糖基转移酶的生物信息学分析

      2021, 21(30):12832-12837.

      摘要 (237) HTML (0) PDF 4.54 M (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的:核心岩藻糖糖基化作为一种较常见N-糖基化,是重要的翻译后修饰机制,可以快速改变蛋白质的生物学性质,在哺乳动物细胞识别、增殖以及代谢活动中具有重要的作用。在人类,α1,6-岩藻糖基转移酶(FUT8)是此修饰过程的唯一蛋白。本文利用生物信息学分析FUT8蛋白的编码基因结构、蛋白质的氨基酸序列特征和三维结构的信息,解析其生物学功能。方法:利用NCBI生物信息数据库及在线工具分析fut8基因的结构及表达调控特点;分析FUT8蛋白的理化性质、跨膜结构域、立体结构、蛋白相互作用网络及通路,明确其生物功能及其在相关疾病中的作用。结果:编码FUT8的人类fut8基因位于14q23.3,转录产物最长3895 bp,共编码氨基酸575个,产物FUT8为弱碱亲水性,存在由内向外的跨膜区段,二级结构元件以α螺旋为主,可分为4个结构域,与多种蛋白质及受体存在相互作用,催化蛋白质核心岩藻糖基化的形成,序列比对表明FUT8存在多个保守域并在物种进化中高度保守。结论:利用生物信息数据库及工具成功获取人FUT8蛋白的理化性质、跨膜域信息、立体结构,以及其与多种蛋白的相互作用网络,为未来进一步研究FUT8在肥胖及相关疾病、肿瘤转移炎症及免疫和造血异常中的作用提供理论依据。

    • >R医药、卫生
    • 蒙药古日古木对自身免疫性肝炎INF-γ/STAT1通路的作用

      2021, 21(30):12838-12844.

      摘要 (161) HTML (0) PDF 9.48 M (4158) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究蒙药古日古木、古日古木-13对Con A致小鼠自身免疫性肝炎的保护作用及对IFN-γ/STAT1/VCAM-1通路的影响。将BALB/c小鼠随机分为空白对照组、模型组、阳性对照组、古日古木低、中、高剂量组、古日古木-13低、中、高剂量组,连续灌胃7d,于末次给药1h后,尾静脉注射Con A 20 mg?kg-1致免疫性肝损伤。ELISA法测定小鼠血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)水平;流式细胞术和TUNEL法测定肝组织细胞凋亡程度;蛋白质印迹检测肝组织STAT1、p-STAT1、VCAM-1表达情况。结果表明:古日古木、古日古木-13可降低Con A所致小鼠免疫性肝损伤小鼠血清中TNF-α、IFN-γ的含量(P<0.05);能够明显抑制Con A引起的肝细胞凋亡;可降低STAT1、p-STAT1、VCAM-1蛋白表达量(P<0.05)。可见古日古木和古日古木-13对Con A所诱导的自身免疫性肝炎具有保护作用,其机制可能与INF-γ/STAT1/VCAM-1信号通路相关。

    • 夜间环境下的中老年人动态有效视野

      2021, 21(30):12845-12853.

      摘要 (197) HTML (0) PDF 2.40 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:为定量探究年龄、环境照度和视标速度对中老年人夜间动态有效视野特征变化的影响,采用动态有效视野测试系统(DVLMS)对24位被试进行动态视觉搜索任务测试,并通过绘制有效视野形状图进一步分析有效视野缺失情况。研究结果表明:(1)中老年人夜间动态有效视野特征:①随年龄增加而显著减小,均在61-65岁出现显著性下降。②随视标移动速度增加而显著减小,且相较于年龄其减小程度更大。其中有效视野周长从16°/s、有效视野面积从8°/s、有效视野褶皱性在32°/s时开始显著下降。③有效视野周长、有效视野面积随环境照度上升而显著增加。其中有效视野周长从20 lx、有效视野面积在20 lx时开始显著增加。(2)有效视野角度均值在8°-17°之间,随年龄、视标移动速度增加而减小。有效视野形状缺失情况随年龄增加、视标移动速度增加逐渐严重,左方及下方有效视野缺失情况尤为明显。本研究可为评价中老年人夜间视觉搜索绩效以及设计相应的训练提供参考。

    • 老年T2DM患者血清相关指标与糖尿病肾病的相关性

      2021, 21(30):12854-12859.

      摘要 (185) HTML (0) PDF 1.45 M (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 为研究老年2型糖尿病患者血清胆红素、糖化血红蛋白(HbA1C)、超氧化物歧化酶(SOD)活性与糖尿病肾病(DKD)的相关性。随机选取2018年10月至2020年10月兰州军区总医院单纯T2DM患者、DKD患者各360例为病例组,同期健康者720例作为对照组,检测各组肾功能指标,采用多元回归模型探讨血清胆红素、HbA1C及SOD活性与DKD的相关性。结果表明与对照组相比,病例组HbA1C明显升高、SOD活性显著下降,且DKD-不良预后组升高或下降最为显著(P<0.05),而单纯T2DM组总胆红素、间接胆红素水平显著高于DKD组。血清TBIL、IBIL、SOD与肾小球滤过率(eGFR)水平呈正相关关系(P<0.05),且HbA1C与血尿酸(UA)、肌酐(Cr)呈正相关关系(P<0.05)。多元回归分析结果显示,HbA1C每增加1%,DKD发生风险增加7%(OR=1.07, 95%CI 1.02~1.11);TBIL、IBIL每增加1 μmol·L-1,SOD每增加1 U·g-1,DKD发生风险分别降低21%、16%、26%。可见老年T2DM患者TBIL、IBIL及SOD水平降低或HbA1C水平升高,均是引发DKD的独立危险因素,DBIL与DKD患病风险无明显相关性,但其对女性患者影响较大。

    • >TB一般工业技术
    • 某型内燃机车驾驶室噪声分析

      2021, 21(30):12860-12865.

      摘要 (249) HTML (0) PDF 4.55 M (1156) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究某型内燃机车驾驶室噪声产生的原因,基于实车试验,构建内燃机车驾驶室声学数值模型对驾驶室进行噪声特性分析。将试验测量的激励信号加载到发动机4个悬置点上计算声学响应,结合板块贡献量分析、振动试验、声学模态分析、耦合模态分析明确驾驶室噪声形成机理,在此基础上提出措施改善驾驶室内噪声环境。研究结果表明,驾驶室内噪声和壁板振动加速度在74Hz、110Hz处存在明显峰值,并且与发动机基础转频密切相关;在39Hz、74Hz、110Hz处驾驶室左、右、前壁板与室内声腔存在耦合共振响应,最终形成驾驶室特殊噪声分布。相关研究结果可以为降低驾驶室异常噪声提供参考。

    • 混合式磁流变弹性体隔振器多目标优化设计

      2021, 21(30):12866-12871.

      摘要 (182) HTML (0) PDF 4.45 M (1264) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有磁流变弹性体隔振器功耗大、产生磁致刚度小的问题,以低功率和大磁致刚度为优化目标,对剪切和压缩磁流变弹性体及相关结构参数同时进行多目标优化设计。建立隔振器磁致刚度、功率及其他关键数值计算模型;分析磁场影响及磁路饱和情况,采用遗传算法进行多目标优化,在低功率和大磁致刚度之间寻得平衡,得出最优解;利用Ansoft-Maxwell软件对优化后的参数进行了仿真,仿真结果与计算结果一致。结果表明:优化后可保证压缩磁流变弹性体最先达到饱和状态;总磁致刚度提高49.67%,功率降低48.69%,总磁致刚度与功率改善效果明显,为后续结构设计及实测提供理论和实验依据。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 纳林河深埋矿区水文地球化学垂向综合特征

      2021, 21(30):12872-12878.

      摘要 (209) HTML (0) PDF 5.98 M (10562) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了区分蒙陕深埋矿区煤系地层及其顶板各含水层之间的水文地球化学特征差异,利用无机组分、环境同位素和有机组分开展了水质综合研究,结果表明:由于蒙陕深埋矿区位于毛乌素沙漠,地表被风积沙覆盖,具有极好的降水入渗能力,地表水和第四系水中矿化度<500mg/L,阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,属于HCO3-Ca·Mg型水;白垩系志丹群与第四系呈不整合接触,整体上构成了一个统一的含水综合体,使志丹群具有较好的补给水源,其无机水质特征与第四系水接近;深部含水层受到安定组相对隔水层影响,补给径流条件较弱,长期水岩作用导致侏罗系水中矿化度一般>3500mg/L,阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-为主,属于SO4-Na型水,从水化学特征分析,洛河组与直罗组不存在直接的水力联系。环境同位素特征表明研究区雨水、地表水和第四系水属于现代地下水,志丹群水介于现代地下水和古水之间;深部直罗组和延安组地下水,δD、δ18O值均较低,且落在鄂尔多斯盆地雨水线下端,为循环深度较深,煤炭开采前为封闭条件较好的滞流地下水。地下水中溶解性有机质含量(TOC和UV254)随着含水层深度增加而逐渐降低;地表水和第四系水中主要出现了Ⅰ区和Ⅲ区的荧光峰,其中地表水中DOM来源更加丰富;志丹群、直罗组和延安组水中也出现了Ⅰ区的荧光峰,在Ⅰ区和Ⅱ区之间的荧光峰具有标志性;白垩系→直罗组,Ⅴ区荧光峰强度有增大趋势,表明深部直罗组含水层存在其他来源的腐殖质类DOM。总体上,利用多种手段开展水化学特征综合分析,可以很好地区分出各含水层之间水文地球化学特征差异,为煤矿水情水患快速准确判别和安全生产提供了科学依据。

    • >TE石油、天然气工业
    • 川北阆中地区震旦系-寒武系油气成藏条件与过程

      2021, 21(30):12879-12889.

      摘要 (221) HTML (0) PDF 31.26 M (15323) 评论 (0) 收藏

      摘要:川北阆中地区CS1井钻揭震旦系—寒武系地层中发育良好的烃源岩及多套储盖组合,储层含气性较好,揭示良好的勘探前景。为取得进一步勘探突破,本次研究以盆地模拟技术为手段,基于实钻井数据、实验分析资料、地震解释成果等开展研究,深化油气成藏过程认识,指明下步勘探方向。结果表明:(1)研究区筇竹寺组烃源岩发育,热演化程度高,储层以震旦系灯影组四段与下寒武统龙王庙组为主,纵向上储盖组合发育。输导体系主要以断裂和裂缝为主。(2)筇竹寺组烃源晚三叠世末—中侏罗世为生液态烃高峰,晚侏罗世为生气态烃高峰。其中,灯四段油气充注位于中—晚三叠世和中侏罗世;寒武系油气充注为中—晚侏罗世。(3)对关键生排烃期的古构造和油气运聚分析认为,灯四段成藏期古构造呈现整体北倾、东高西低,逐渐转变为东低西高到两凹一隆。油气运聚趋势表现为由西向东、南北分区到向南调整;龙王庙组成藏期古构造从东倾逐渐转变为东北倾,油气运聚趋势表现为由东向西、南北分区,最后到西南调整。有利区预测表明灯四段勘探前景更优。

    • 西湖凹陷平湖组低渗储层特征及“甜点”主控因素分析

      2021, 21(30):12890-12900.

      摘要 (229) HTML (0) PDF 10.46 M (2876) 评论 (0) 收藏

      摘要:西湖凹陷平湖斜坡始新统平湖组油气储量大,是西湖凹陷主要勘探层系之一。但平湖组埋深大,储层渗透率低、非均质性强,低渗透背景下“甜点”储层的发育机理和分布规律不明,造成储量级别难以提升。复杂多样的成岩作用是造成这一问题的关键因素。对平湖组储层平面分区、纵向分段、空间分微相进行了精细评价,结合成岩作用研究,探讨深部储层低渗和非均质性的形成机理,明确储层差异及影响因素。研究揭示,沉积微相和次生溶蚀是影响深部储层物性分布的重要因素,沉积微相与以胶结率和溶蚀量为主构成的成岩相共同控制了平湖组储层物性分级;潮道、砂坪、水下分流河道、河口坝相中的弱胶结强溶蚀相、弱胶结中溶蚀以及中弱胶结中溶蚀成岩相储层质量最好。指出平湖斜坡孔雀亭西、宝武亭平四-平五段潮道砂体为储层“甜点”,孔雀亭东、团结亭平二-平三段三角洲水下分流河道砂体为储层“甜点”。研究成果为有利储层分布预测奠定了基础,为油气勘探开发指明了方向。

    • 基于应力分析的钻具设计方法优化

      2021, 21(30):12901-12908.

      摘要 (233) HTML (0) PDF 8.94 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:钻具钻进过程中不断振动,其产生的交变应力促使钻具发生疲劳失效。钻具组合设计时多是考虑轴向应力对钻具的影响,很少考虑到振动的影响,考虑因素单一。为提高钻具钻进过程的安全性,基于钻柱所受轴向应力,考虑钻柱振动时所受动态应力,结合疲劳失效原理,建立了一种应力安全分析模型,并通过室内试验验证模型的合理性,进而分析钻柱整体在不同钻进条件下的安全系数和存在的危险位置,总结提出钻具组合优化方法。结果表明:转速对钻具的安全系数影响较大,钻压的影响程度较小;除了钻具井口位置,加重钻杆底部、钻铤底部均存在疲劳失效的可能;钻具优化方法可以提高钻具整体安全性。本文从应力方向角度分析了钻具的安全情况,提出了优化方法,为以后的钻具设计提供了参考。

    • 乌石17-2油田压裂井水泥环完整性评价

      2021, 21(30):12909-12915.

      摘要 (203) HTML (0) PDF 4.17 M (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确评价压裂井固井水泥环完整性,针对乌石17-2油田压裂井开展了交变载荷条件下的水泥环完整性失效评价实验,并基于交变压力疲劳累积损伤原理及失效准则分析了压裂井水泥环完整性失效原因,并得到了围压30MPa及交变载荷条件下水泥环完整性的失效规律。结果表明:①交变压力使水泥石内部组织受到损伤,其力学性能指标(如抗压强度等)随着交变压力循环次数的增加而降低;②套管-水泥石界面粘结强度较小,压裂加压过程中水泥环塑性累积导致卸压时套管与水泥环界面应变不一致,当界面拉应力超过界面粘结强度时,界面分离形成微环隙;③围压30MPa及交变载荷条件下水泥环完整性失效首先以微环隙为主,增大水泥石弹性及变形能力有助于保障其完整性。该结论可为乌石17-2油田压裂井水泥浆体系完善及压裂施工作业提供技术参考,有助于保证压裂井水泥环完整性。

    • 直井-水平井辅助重力泄油数值模拟原理及应用

      2021, 21(30):12916-12924.

      摘要 (209) HTML (0) PDF 7.89 M (10398) 评论 (0) 收藏

      摘要:蒸汽辅助重力泄油(Steam?Assisted?Gravity?Draining,简称SAGD)技术是稠油开采的重要方法之一。目前SAGD驱油过程,在热质传递机理、油藏动态特性、影响机制及开采效果等方面,还有很多问题描述分析不够精准,需要进一步研究。本文基于热力学、传热传质学、油藏工程和渗流力学等多学科交叉方法,对SAGD驱油过程进行了描述分析,给出了热质传递过程的能量和质量动态方程。根据相似理论,提出了SAGD驱油过程的两个主要无量纲数:与驱油过程流动、热质传递特性相关的无量纲参数,与时间有关的无量纲数。基于直井—水平井SAGD驱油模式,对其热质传递过程进行了分析,给出了不同阶段热质传递的计算式。利用改进的STARS软件,对直井—水平井SAGD驱油进行了模拟分析,分析了注汽速度、蒸汽干度和水平渗透对驱油过程影响,进而对各参数给出了一些优选范围。本文工作为SAGD驱油优化设计和运行等提供了理论依据和技术参考。

    • 深水复合泡沫压缩性能试验与现场应用

      2021, 21(30):12925-12929.

      摘要 (192) HTML (0) PDF 4.22 M (10459) 评论 (0) 收藏

      摘要:深水油气井生产测试阶段采用复合泡沫材料技术能有效减缓环空热膨胀压力上升,保护管柱结构不受损坏,因此开展针对复合泡沫材料压缩性能的研究具有重要意义。根据Gibson模型中的多孔材料力学行为理论,对试制的复合泡沫材料进行压缩力学特征预测,在准静态单轴压缩试验和静水压压缩试验中,复合泡沫材料压缩过程中呈现出线弹性变形、屈服破坏和致密化压缩三个阶段的力学特征。分析了泡沫材料在不同配比、温度条件下的体积压缩率随静水压力的变化规律。试验结果表明:理论预测与试验结果基本一致,静水压力下的泡沫材料的启动压力要大于单轴压载屈服强度;环境温度对泡沫材料的体积压缩率影响不大,但会改变泡沫材料启动压力,随着温度的升高,启动压力会相应降低;不同微珠填充量对材料性能影响较大,随着空心玻璃微珠含量的增高,泡沫材料启动压力降低,体积压缩率增大。在案例井的现场应用中,证实了采用复合泡沫能有效控制环空热膨胀压力,保障管柱安全和井筒完整性。

    • >TK能源与动力工程
    • 液化条件下多孔介质中CO2水合物的生成特性

      2021, 21(30):12930-12938.

      摘要 (186) HTML (0) PDF 4.58 M (10291) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于水合物法的二氧化碳气体地层封存和固化技术是实现温室气体减排的有效方法之一。进行液化条件下多孔介质水合物的生成过程及其生成特性研究,有助于进一步丰富不同相态CO2的地层存储规律。为此,利用气体水合物生成与分解模拟实验装置研究了粒径分别为24目、32目、40目和60目四种不同的石英砂体系中多孔介质水合物的生 成过程,实验温度选定276.5 K,初始压力为4.85 MPa。结果表明:在液化条件下,水合物生成的诱导时间随多孔介质粒径的减小而缩短,并且当粒径减小到40目附近时,诱导时间将急剧减小,与32目的石英砂体系相比,此时诱导时间明显缩短超过2/3;多孔介质对水合物生成速率和储气量的影响较为显著且存在一临界粒径尺寸,在40目的石英砂介质中,液化条件下水合物的最大生成速率和储气量分别达到了12.35×10-4 mol/h 和30.599 L/L。

    • 预燃室火花塞式天然气发动机燃烧性能试验

      2021, 21(30):12939-12945.

      摘要 (226) HTML (0) PDF 14.60 M (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究装配预燃室火花塞对天然气发动机燃烧性能的影响,本文基于发动机试验台架,对其燃烧性能进行了试验研究。首先,基于试验对象,搭建发动机试验台架。随后,基于上述试验平台,分别研究预燃室火花塞的燃烧特性、空燃比特性及点火提前角特性。通过试验发现,相较于普通火花塞,预燃室火花塞可以有效提高缸内燃烧压力与燃烧速率,增强发动机动力性能,但同时会增大缸内压力升高率,导致NOx排放增加,发动机工作粗暴;预燃室火花塞稀燃特性有所下降,当提高空燃比时,更容易出现失火现象;预燃室火花塞可显著提升发动机经济性能,且最佳点火提前角有所减小。

    • >TM电工技术
    • 基于热约束的功率器件散热器成本最小化方法

      2021, 21(30):12946-12951.

      摘要 (210) HTML (0) PDF 2.75 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:散热器可大幅提高功率器件的散热能力和热安全性。但在实际工程中,散热器成本需被严格控制,否则将严重影响整个电力电子装置经济性。为此,本文提出一种基于热约束的功率器件散热器成本最小化方法。该方法在功率器件热网络模型的基础上,以器件结温最大值和热时间常数为热安全约束量,通过非线性优化算法,找寻最佳的散热器质量和散热面积参数,从而达到散热器成本最低的优化目标。以功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)及若干散热器为对象开展实例分析,结果表明所提方法能够为散热器的合理设计或选型提供重要依据。

    • 电气设备局部过热故障的模拟试验及检测系统

      2021, 21(30):12952-12958.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 7.01 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:GIS(gas insulated switchgear)和GIL(gas insulated line)是电力工程中重要的气体绝缘输电装备。局部过热是这类设备典型故障之一。为了研究GIS/GIL装备内局部过热缺陷引发绝缘气体或气固绝缘系统的老化分解现象,本文试制了基于比例-积分-微分控制的局部过热故障模拟试验及检测系统,实现了局部过热温度自动测控、功率实测和气体分解产物检测。本系统模拟最大发热功率接近800W,与实际设备局部发热功率相当;局部高温可达660℃,满足模拟金属导体部件发热损坏的要求;系统具有良好的温度测控能力,400℃时波动值不大于±1℃,625℃时波动值不大于±5℃;发热模块输入电压、电流波动范围不超过±1%,功率波动范围不大于±1.5%。同时通过625℃时C4F7N/CO2气体分解、涉及环氧树脂的气固分解以及400℃时SF6/N2的分解试验,验证了该系统适用于纯气体和气固绝缘系统的局部过热故障模拟。相比于现有研究成果,本系统在故障元件表面温度测控和发热功率等方面具有较大改进,模拟效果更接近气体绝缘装备的实际故障状况。

    • 统一潮流控制器并联变换器虚拟惯量控制策略

      2021, 21(30):12959-12965.

      摘要 (225) HTML (0) PDF 2.86 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在调节电力系统线路潮流过程中存在的功率不平衡引起的UPFC接入点电压、直流电容电压波动问题,构建UPFC的数学模型,设计稳压控制电流前馈,提出基于虚拟惯量的UPFC并联变换器控制策略,通过引入UPFC电容虚拟惯量,在并联变换器电压外环的基础上设计UPFC电容虚拟惯量控制环,以电网实际频率为输入量,降低潮流控制过程中的电压波动;为加快UPFC直流侧电容电压控制速度,将前馈补偿点进行了改进,在并联变换器dq轴有功无功分量控制环路中加入改进的前馈量,改善功率协调控制效果。搭建UPFC仿真模型,仿真结果表明,相比常规控制策略,该控制策略既保证了线路有功无功独立调节的功能,又有效地减少了电压的波动,提高了系统的响应速度。

    • 计及恢复时间与输出功率的黑启动路径分组方法

      2021, 21(30):12966-12972.

      摘要 (179) HTML (0) PDF 2.99 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 双碳背景下配电网绿色发展与安全高效耦合评价

      2021, 21(30):12973-12981.

      摘要 (234) HTML (0) PDF 5.80 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:双碳目标的提出对配电网绿色发展提出了新的标准与需求,本文基于新的能源发展政策背景,首先分析了配电网绿色发展现状,并提出了配电网绿色与安全高效发展路径;其次,通过设计配电网绿色发展与安全高效指标体系,构建了耦合协调综合评价模型,以此评价配电网绿色发展与安全高效耦合协调水平,为及时修正配电网绿色发展态势、判断配电网安全运行水平提供了评价方法,以实现在保障配电网安全的前提下,助力新一轮能源结构和能源消费转型升级目标。

    • 基于知识图谱的主动配电网电压控制策略

      2021, 21(30):12982-12989.

      摘要 (210) HTML (0) PDF 4.27 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着新能源大规模接入以及负荷的随机波动性,对配电网的电能质量提出了更高的挑战及要求。主动配电网控制无功调压设备抑制电压波动通常转化为混合整数规划问题,难以做到实时控制且需频繁进行复杂计算。本文从历史数据中提取源荷状态,生成基于二阶锥最优潮流模型的电压控制策略,构建以调压装置状态、系统数据与控制策略为核心实体的配电网电压控制知识图谱;在实时电压控制时,基于控制策略子图匹配及数据检索算法,以当前网络状态匹配知识图谱中相似状态,进行安全校验和优化求解,并更新知识图谱中的状态策略。同时,在无功设备调节过程中增加人机交互环节,对于时间尺度、电压及设备动作及关键点电压实现精准控制。基于改进IEEE系统算例的仿真结果表明,所提出的基于电压控制策略知识图谱的检索方法及交互策略能够有效提升配电网无功电压控制策略生成效率,并具有不同场景适用性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 城市无人机毫米波通信网络建模与性能分析

      2021, 21(30):12990-12996.

      摘要 (201) HTML (0) PDF 2.30 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服毫米波信号的穿透能力弱,易被遮挡的问题,综合考虑城市地区建筑物特性与毫米波传输特性,提出一种无人机辅助的城市地区毫米波网络。基于随机几何理论,对提出的网络建模,无人机和建筑物的位置建模为两个独立分布的泊松点过程,建筑物的形状建模为长方体,高度服从瑞利分布。基于此模型,推导得到一个典型用户覆盖率的近似表达式。仿真结果表明,近似表达式在降低了计算复杂度的前提下,与仿真结果吻合,验证了近似分析的有效性。理论结果表明,存在最优无人机部署高度和密度,使系统覆盖率最大化。

    • 电流场透地通信电场的数学建模与分析

      2021, 21(30):12997-13001.

      摘要 (193) HTML (0) PDF 3.07 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:电流场透地通信系统通过收发两端插入地下的电极,以电场电流的形式承载信息数据,完成信号的发送和接收,能够实现超过300米的传输范围,并且具有传输衰减小、天线尺寸小、灵活性好等优势。为了有效提高电流场透地通信系统的性能,了解地下电场的分布是具有十分重要意义的。本文构建了地下电场的三维模型,给出了三个电场分量的完整显式解,并基于模型与表达式,仿真分析了收发天线的偏移量、相对方位、长度以及工作频率对电场分布的影响。结果表明,通过合理地选择这些参数能够有效提高接收电极的接收电压,从而改进地面与地下的通信效果。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 高比例风电下电力市场短期电价预测

      2021, 21(30):13002-13009.

      摘要 (250) HTML (0) PDF 4.55 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:为应对近年来国内风电渗透率不断增加、大量清洁能源并入电网给日前电价预测带来的挑战,提高高比例风电接入情况下电力市场短期电价预测精度,本文将高比例风电情况下的风电出力与负荷数据进行融合得到了一项改进的输入特征变量,代表风电与负荷共同对电价的影响程度。采用最大信息系数法分析各特征变量与电价之间的相关性,并结合长短期记忆神经网络(Long-short Term Memory, LSTM)与注意力机制(Attention)的特点构建了LSTM-Attetion预测模型,然后对不同输入条件下的预测结果进行对比分析,数据结果显示,引入该输入特征变量后模型的预测精度都有明显提升。经过进一步算例实验后表明,本文所提出的特征变量相比风荷比而言更能能够有效提高高比例风电情况下电价预测精度,适用于许多经典算法。

    • 基于长短期记忆网络和注意力机制的油井产油量预测

      2021, 21(30):13010-13015.

      摘要 (205) HTML (0) PDF 2.85 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确地预测油井产油量在油田生产中至关重要,针对传统的线性预测方法存在适应性差的问题,以及在处理时序问题上难以很好拟合历史数据的问题,提出使用长短期记忆神经网络和注意力机制来解决数据中存在的时序关系以及增强模型的可移植性,并且分析了时间滞后、学习率衰减和神经元随机失活三个参数对油井产油量预测模型的影响,发现这三个参数分别为36、0.3和0.8时,模型表现最佳。使用最优参数建立油井产油量预测模型,并将该模型应用于XX油田的三口实验井数据上,其中井H3-32的后期实际产油总量为1470.5t,预测值为1442.33t,误差为1.92%;井H3-34的后期实际产油总量为1564.5t,预测值为1545.98t,误差为1.20%;井H3-35的后期实际产油总量为742.2t,预测值为772.12t,误差为4.05%。由此可见,基于长短期记忆神经网络和注意力机制的油井产油量预测模型的精度较高。本文研究成果可促进先进计算机技术在石油工业中的应用,对我国油田生产方案的制订和原油采收率的进一步提高具有非常重要的理论与现实意义。

    • >TU建筑科学
    • Q420大规格双角钢十字组合截面构件受力性能

      2021, 21(30):13016-13023.

      摘要 (232) HTML (0) PDF 8.28 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:大规格双拼组合角钢构件相对于普通规格多角钢组合截面构件,以承载力高、施工简便和耗能少等优点,逐步在工程实践中的得到了推广。本文以Q420大规格双角钢十字组合截面构件为对象,构建了大规格双角钢十字组合截面构件的有限元模型,采用控制变量法,探讨了填板厚度、角钢壁厚、长细比、填板间距对大规格双拼组合角钢构件承载能力的影响规律;基于不同参数的计算结果,拟合了含有填板间距和长细比的填板设计公式,进而计算了大规格双角钢十字组合截面构件的承载力稳定系数,并将计算结果与国内外现行规范中的双拼角钢组合截面的柱子曲线进行了对比。研究结果表明:现行规范对Q420大规格双角钢十字组合截面构件承载能力的计算偏保守。

    • 偏压作用下碳纤维布加固H型钢柱承载力分析

      2021, 21(30):13024-13031.

      摘要 (291) HTML (0) PDF 11.41 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着时代的飞速发展,世界上采用钢结构体系的建筑数量急剧增加。考虑到许多采用H型钢柱的钢结构的建筑其柱构件可能会发生老化或者建筑本身改变使用功能后钢柱承载力可能不足,故本文对碳纤维布(carbon fiber reinforced plastic)加固偏压H型钢柱进行了理论推导和试验研究工作,通过参考已有规范和采用等代的思想将碳纤维增强复合材料面积转化为相应的钢材面积,得出偏压H型钢柱经碳纤维增强复合材料加固后极限承载力计算公式,并将理论推导的计算结果和实际试验的观测结果进行对比,计算值和试验值的误差稳定在一定范围内,证明了公式计算的准确度。本文讨论了不同碳纤维增强复合材料加固层数和不同偏心距对H型钢柱加固后极限承载力的影响,研究表明碳纤维增强复合材料加固偏压H型钢柱会提高钢柱的承载能力,但随碳纤维增强复合材料层数的增加,承载能力提升的幅度会逐渐变小;碳纤维增强复合材料对偏心距较大试件的加固效果明显强于偏心距较小试件的加固效果。通过理论推导与试验表明碳纤维布加固法是在几乎不影响原钢构件受力性能情况下加固钢构件的较好方法之一。

    • 单幅值动载下加筋红黏土路基动三轴试验分析

      2021, 21(30):13032-13038.

      摘要 (170) HTML (0) PDF 6.14 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究红黏土路基在循环荷载作用下的动力特性,以柳州红黏土为试验研究对象,在不同加筋层数下对加筋红黏土进行固结不排水动三轴试验,研究加筋层数对加筋红黏土动力特性的影响。试验结果表明: 加筋红黏土的轴向累积应变随着加筋层数的增加而减小,但加筋的增幅作用呈现递减趋势,从无筋试样开始,相邻加筋层数轴向累积应变降低的幅度分别为14.5%、10.6%和6.4%;随着加筋层数和振次的增加,加筋红黏土的回弹模量逐渐增大,但是加筋对土体回弹模量的增强效果并不显著;加筋能有效减小加筋红黏土的体应变,且随着加筋层数的增加,加筋效果越显著,3层加筋相比于2层加筋,体应变降低的幅度达75.04%;利用滞回圈斜率k描述土体刚度和弹性性能,随着加筋层数和振次的增加,k值先平缓上升,随后迅速增大,说明土体的刚度和弹性得到提高,但加筋效果与加筋层数并不成正比。

    • 不同降雨条件下高边坡的稳定性分析

      2021, 21(30):13039-13045.

      摘要 (258) HTML (0) PDF 4.05 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同降雨强度下雨水入渗对加固前后边坡的稳定性。以山西省吕梁市离石区某矿区边坡为例,通过PLAXIS有限元软件对该边坡进行渗流与应力耦合计算,根据该地记录的降雨量,分析了不同降雨强度下边坡孔隙水压力的变化规律,边坡的破坏趋势,预应力锚杆内力变化以及边坡安全系数的变化。研究表明:降雨强度越大,边坡的负孔隙水压力消散的速度越快,雨水入渗速度越快,且在相同计算时间内入渗深度也越深;边坡发生的破坏形式在降雨阶段往往浅层滑动,降雨结束后,雨水继续下渗,边坡的潜在滑动面逐渐过渡为深层滑动;在相同降雨条件下,各级边坡锚杆内力增量都会大幅提升,且越靠近下级边坡的预应力锚杆内力增量越大;增加预应力锚杆加固边坡可有效提高边坡的稳定性且减小降雨对边坡稳定性的影响。

    • 季冻区地铁车站深基坑支护体系合理性分析

      2021, 21(30):13046-13053.

      摘要 (172) HTML (0) PDF 4.41 M (1757) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究季节性冻土区地铁基坑由冻胀引起的支护体系的受力变形问题,基于呼和浩特1号线某车站深基坑工程,利用COMSOL Multiphysics软件进行二次开发,开展温度场、水分场和应力场耦合模拟,重点研究越冬地铁深基坑地下连续墙的水平位移以及内支撑轴力的变化。通过模拟改变内支撑纵向间距对原支护体系受力变形的影响来对结构进行优化,并对优化方案的适用性进行评价。结果表明:冻胀变形主要集中在0.45H(H为基坑深度)范围内,该范围内基坑围护结构需加强处理;地下连续墙和8m间隔的内支撑支护是较为合理的支护方式。研究成果可对呼和浩特地区修建地铁车站深基坑支护工程提供参考。

    • 地铁车站半幅盖挖深基坑混凝土支撑轴力分析

      2021, 21(30):13054-13060.

      摘要 (158) HTML (0) PDF 3.29 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对洛阳地铁1号线武汉路站半幅盖挖深基坑工程中混凝土支撑轴力异常增大,甚至远远超过设计控制值的现象,结合监测数据和施工现场实际工况,采用数值模拟的方法探讨了引起混凝土支撑轴力增大的主要因素。结果表明基坑明挖侧荷载、钢支撑位置、钢支撑轴力均对混凝土支撑的轴力大小产生显著影响,造成本基坑混凝土轴力增大的主要原因在于明挖侧的施工机械和运载车辆等所产生的较大荷载,因此工程中应控制基坑边的荷载值,并且在开挖过程中及时架设钢支撑和及时补充钢支撑的轴力。

    • 高速公路中央墩大悬臂盖梁支架施工监控

      2021, 21(30):13061-13070.

      摘要 (187) HTML (0) PDF 12.76 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速公路中央墩大悬臂盖梁由于外伸悬臂长、混凝土浇筑体积大,使得盖梁支架在混凝土浇筑过程中往往存在强度不够、位移过大与稳定性不足等问题,因此大悬臂盖梁支架的设计和施工过程的监控成为了高速公路建设过程中十分重要的环节。本文针对某高速公路中央墩大悬臂盖梁施工项目,设计了完整、有效的盖梁施工质量和施工安全监控方案。建立了盖梁支架有限元模型,模拟了混凝土浇筑的施工过程,针对施工过程中的关键工况对盖梁支架的强度、位移和稳定性进行了全面评估。计算结果表明,主梁和斜拉钢带联接器均存在局部应力超限区域,进而采用长度1.5m、厚度20mm钢板对主梁上下翼板贴板进行了局部加强,在联接器上加入直径0.13m的垫片或增大螺母直径至0.13m减少局部应力集中。在盖梁浇筑施工过程中,对盖梁支架危险截面应力进行实时采集与监控,并基于数字图像相关法(Digital image correlation,DIC)技术对盖梁支架关键点的位移进行了实时监测,保证了施工的安全和质量。该施工监控的方案设计与实施对中央墩大悬臂盖梁施工具有一定的参考意义。

    • 高速公路建设进度智慧化管理效果评价

      2021, 21(30):13071-13077.

      摘要 (203) HTML (0) PDF 1.63 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决高速公路进度管理过程中由于数据采集低效、实时监控管理不到位所导致的各种难题,采用信息化手段弥补传统进度管理缺陷,实现进度智慧化管理。在梳理分析相关文献基础上,结合专家建议从资源供应水平、组织管理及智慧文化、实施效益水平、监管预警能力4个方面构建了高速公路进度智慧化管理效果评价指标体系;应用熵权法确定各指标权重;运用灰色聚类评价模型评判贺巴高速公路(来宾至都安段)建设进度智慧化管理的效果值。结果表明信息化技术可以实现进度实时的动态管控,且达到了良好的进度智慧化管理效果,对建筑领域具有实际应用价值。

    • 砂土地层盾构隧道开挖面成拱临界深度分析

      2021, 21(30):13078-13085.

      摘要 (195) HTML (0) PDF 7.08 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:砂土地层盾构隧道施工过程中,合理的支护力对于开挖面的稳定性至关重要。其计算方法在深埋与浅埋工况下是有明显差异的,但是目前的研究未给出深、浅埋的明确界定。借助已有刚性截锥体破坏模式,将土压力理论的一般性与极限分析法的严格性结合,提出了适用于深、浅埋不同工况的计算方法。最后,利用理论解析法与数值模拟方法对山西中部引黄工程某标段区间盾构隧道段进行开挖面稳定性分析,理论解析法与数值模拟所得极限支护力相互印证,但理论解析法计算更为便捷,为砂土地层盾构隧道的工程实践提供借鉴与指导。

    • >TV水利工程
    • 复杂河道环境内水流冲击桥墩的数值模拟——以广安五福桥为例

      2021, 21(30):13086-13094.

      摘要 (206) HTML (0) PDF 14.16 M (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:广安市拟在西溪河原拱桥上游修建行车桥改善城市交通,桥梁拟建于河道弯顶处,拟建位置上下游涉水建筑物较多,汛期时桥墩周围水动力环境较为复杂。为研究汛期时弯道处桥墩受水流冲击的规律,以FLOW-3D水动力学数值模拟软件为研究工具对固定工况中水流冲击圆柱形桥墩的过程进行数值模拟。将河道模型拆分为简单模型进行模拟,发现模拟计算结果与经验公式结果较为吻合,在该基础上进行数值模拟,研究结果表明:(1)河道中景观闸与拱桥间为水流急变区,可能对河床及桥墩底部造成冲刷;(2)拟建桥区水流对桥墩的冲击压力时程变化呈现不规律脉动,主频范围为0~0.02Hz;(3)凹岸桥墩所受水流冲击力明显大于凸岸,随着流量增大,凹岸桥墩受力方向与顺河向的正夹角增大,凸岸桥墩受力与顺河向的负夹角减小。

    • >U交通运输
    • 基于系统固有频率的基层压实质量评价方法

      2021, 21(30):13095-13101.

      摘要 (193) HTML (0) PDF 7.28 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨公路基层压实过程中的压实质量评价方法,首先利用经典的“振动轮-压实体”力学模型,从理论上解析了系统的固有频率与刚度之间的关系,然后通过基层现场振动压实试验采集振动轮振动信号,利用信号分析与处理技术探求了系统固有频率与刚度(压实度)之间的规律。试验研究表明,系统的固有频率随压实次数的增加呈现先快速增大而后缓慢增长的趋势,这与压实度的增长规律类似。因此可以采用基于振动系统固有频率的变化来评价基层压实质量,为基层连续压实控制提供了一种技术参考。工程应用验证了该方法具有可行性与合理性。

    • 不同工况对再生沥青混合料压实特性的影响

      2021, 21(30):13102-13108.

      摘要 (212) HTML (0) PDF 3.23 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究级配、废旧沥青混合料(Reclaimed asphalt pavement, RAP)掺量、压实温度对再生沥青混合料压实特性指标空隙率、压实能量指数、压实速率、锁点的影响。设计正交试验,采用极差、方差分析因素与压实特性指标之间的影响程度,建立因素与压实特性指标之间的回归模型,分析了变化规律。在此基础上,采用实体工程进一步论证了不同因素对压实特性的影响。研究结果表明:级配、RAP掺量、压实温度均显著影响再生沥青混合料压实特性指标,级配的影响程度最高,RAP掺量影响程度相对较低;因素与压实特性指标空隙率、压实能量指数之间满足二次回归模型,且空隙率、压实能量指数与级配、RAP掺量、压实温度的变化呈负相关;以福银高速三明段养护工程为例,进一步论证了级配对再生沥青混合料空隙率的影响,发现越细的级配越容易压实。

    • 水稳碎石铣刨料冷再生混合料力学性能分析

      2021, 21(30):13109-13115.

      摘要 (185) HTML (0) PDF 5.14 M (1552) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国早期建设的大量水泥稳定碎石基层沥青路面逐渐步入服役后期,力学性能降低,急需对其进行大规模养护维修。在众多养护维修技术中,泡沫沥青冷再生技术旧料利用率高、节能减排效益好、工程成本低,是半刚性基层维修的有效途径。为此,本文分析了泡沫沥青和水泥掺量对泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、抗压强度和抗压回弹模量等力学性能的影响规律。研究结果表明,随着泡沫沥青掺量的增加冷再生混合料的力学强度先升高后降低,存在一个峰值。随着水泥掺量的增加冷再生混合料的力学强度逐渐升高,且增长速率逐渐减慢。通过综合比选,确定了最佳水泥掺量为1.5%,对应的最佳泡沫沥青掺量为3.3%,此时干劈裂强度为0.6MPa,抗压强度为3.53MPa,抗压回弹模量为1354MPa。

    • 基于声压测量的结构模态参数识别研究

      2021, 21(30):13116-13122.

      摘要 (210) HTML (0) PDF 8.45 M (1609) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服接触式测量传感器附加质量的影响,本文采用非接触式声压测量获取结构近场的辐射声压信号,提出Hilbert-Huang变换二次滤波时频分析方法对非平稳的近场声压辐射信号进行分析,实现了在强噪声环境中对桥梁结构模态参数的识别。在实验室对一跨径为11.2m的H型简支钢梁开展试验,结果表明:该方法能准确识别钢梁的前3阶固有频率,平均误差在0.5%以内,并成功获取结构的模态振型。该方法为桥梁结构模态参数获取和结构健康监测提供新的手段。

    • 空心薄壁高墩连续刚构桥全过程稳定分析

      2021, 21(30):13123-13130.

      摘要 (176) HTML (0) PDF 9.55 M (1633) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地保障高墩连续刚构桥施工安全,以石川河特大桥为工程背景,通过有限元仿真的方法对空心薄壁高墩连续刚构桥展开了复杂工况下的全过程稳定分析,得到了第一阶屈曲特征值和屈曲模态,并对混凝土强度、桥墩高度及高墩壁厚进行了参数敏感性研究。结果表明:只考虑几何非线性,最大悬臂状态的稳定系数为20.39,而考虑双重非线性的稳定系数为6.12,分别较第一类静力稳定降低了16.5%和74.9%;就石川河特大桥15#墩而言,屈曲模态为纵桥向失稳,高墩的破坏属于小偏压破坏,破坏截面发生在距墩底h/8―h/7左右的区域;随着桥墩高度增加,桥梁的稳定性逐渐减小且减小的速率逐渐降低,而混凝土强度和高墩壁厚对高墩稳定性影响不大。可见考虑复杂工况的全过程稳定分析具有更好的实际意义。

    • 交叉索布置方式对多塔斜拉桥力学性能的影响

      2021, 21(30):13131-13138.

      摘要 (170) HTML (0) PDF 12.57 M (352) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高主跨设交叉索的多塔斜拉桥刚度,改善其受力性能,在现有的交叉索布置方式基础上,提出间隔布置、非对称布置两种新的交叉索布置方式。建立主跨设交叉索的三塔至五塔斜拉桥有限元模型,与现有布置方式对比,分析新的交叉索布置方式对活载作用下主梁挠度、中塔塔顶位移、结构竖向基频及中塔内力的影响。结果表明:在拉索用钢量相同的条件下,与原有的交叉索布置方式相比,交叉索间隔2根索布置时,三至五塔斜拉桥的中塔塔顶位移减小3.9%~8.9%,主跨跨中下挠减小0.03%~4.9%,竖向基频增大1.40%~4.3%,中塔塔底弯矩减小2.2%~6.6%;交叉索采用非对称布置时,中塔塔顶位移减小8.2%~9.2%,主跨跨中下挠减小0.01%~6.6%,竖向基频增大0.7%~2.7%,中塔塔底弯矩减小5.6%~7.7%。间隔布置、非对称布置可有效提高交叉索对中塔的约束效果,提高结构刚度、改善桥塔受力。采用非对称布置的结构刚度最大、桥塔受力最小。

    • 双连拱地铁隧道衬砌结构地震动力响应特征

      2021, 21(30):13139-13147.

      摘要 (141) HTML (0) PDF 11.50 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:以西安地铁五号线某区段双连拱隧道工程为背景,建立有限元动力分析模型,选取El-Centro波、西安人工波、Taft波三种代表性波源,分析了SV波作用下地铁双连拱隧道衬砌结构的加速度、动应力、结构变形等动力响应特征,研究结果表明:中隔墙顶部及底部等存在明显拐角的位置应力变化明显高于其他部位,是双连拱隧道的高风险点,隧道抗震设计中应重点关注;地震结束后隧道结构即使未发生破坏,由于所处应力状态的改变,其安全性可能已经降低;隧道变形整体表现为上部结构相对于隧道底板随地震作用产生水平偏移运动,而其幅值受到地震波的峰值加速度、时程曲线分布形式等方面因素影响。

    • 穿越煤层和断层的隧道开挖围岩变形分析

      2021, 21(30):13148-13154.

      摘要 (149) HTML (0) PDF 4.98 M (220) 评论 (0) 收藏

      摘要:山区地质构造复杂,难免穿越复杂地层,此类地层强度和稳定性较低,往往对隧道围岩变形起着决定作用。本文以宝鼎2号特长公路隧道为依托,基于数值模拟和现场监测数据,分析隧道穿越断层及煤层时围岩的变形规律。研究结果表明:隧道穿越断层及煤层时,拱顶、拱腰、仰拱处的位移都发生突变,最终位移值皆远大于不含断层及煤层处的围岩,且不同空间位置的煤层对围岩变形的影响不同,与隧道轴线相交的煤层对隧道拱顶、拱腰、仰拱位移都有明显影响,而只处在隧道上方的煤层,仅对隧道拱顶的位移有影响,对拱腰和仰拱位移影响很小。

    • 车辆主动转向与电子稳定控制系统的协同控制

      2021, 21(30):13155-13162.

      摘要 (148) HTML (0) PDF 9.35 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高车辆行驶时的操纵稳定性和安全性,本文通过协同控制策略研究分析了主动转向与ESP对车辆操纵稳定性的影响。首先基于主动转向的二自由度线性车辆动力学模型设定上层协同控制策略,及下层主动转向控制器和ESP控制器,并结合CarSim与Matlab/Simulink平台完成主动转向系统、双PID控制的ESP系统、及其协同控制的整车模型搭建,然后再基于硬件在环试验台进行高附着路面和低附着路面的双移线试验,最后对比分析不同工况下主动转向与ESP协同控制相对其独立控制下的车辆质心侧偏角和横摆角速度响应曲线。结果表明本文设计的主动转向与ESP协同控制策略相对其独立控制,可更好地提高车辆的操纵稳定性。可见主动转向与ESP协同控制的稳定性控制效果明显提高,在极限工况下能将车辆控制在安全行驶的稳定范围内。

    • 城市中心路内停车与停车换乘的动态优化模型

      2021, 21(30):13163-13169.

      摘要 (206) HTML (0) PDF 2.02 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市中心区停车问题与交通拥堵问题密切相关,也与停车换乘(P+R)问题相关,交通流、路边停车和P+R需要统一模型研究。为此,建立考虑交通流的城市中心路内停车与P+R的动态优化模型。短期最优流率模型考虑到路内停车位会减少正常行驶车辆的道路空间,而且巡航停车会和其它车辆产生拥堵,为此,需要加快路内停车周转率,将路内停车资源与交通流协同管理。短期停车容量模型利用Stackelberg博弈:在政府追求社会总成本最小和私人运营商追求利润最大的基础上,出行者追求用户出行成本最小。研究表明,在需求固定的情况下,随着车辆停放时间的增加,路内停车费与P+R停车费都在不断下降,路内停车容量在不断减少,而P+R停车容量不断增加,说明如果选择短时停车或者临时停车,可以选择路内停车;而如果选择长时间停车,可以选择P+R停车。在需求远大于供给时,路内停车将演化为车道控制。

    • 基于改进优劣解距离法和价值工程的舰船备件配置

      2021, 21(30):13170-13176.

      摘要 (142) HTML (0) PDF 1.76 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:备品备件的科学配置是满足舰船装备完好性和任务成功性要求的重要条件。为了科学配置备品备件,论文分析了关键性、耗损性、供应反应时间等确定备品备件种类的影响因素,给出了备品备件配置优先级的确定方法,并将改进TOPSIS算法引入价值工程理论,提出了一种基于改进TOPSIS-VE的舰船备品备件配置优先级模型。案例分析结果表明,该模型与传统TOPSIS方法相比,能更好地体现备品备件质量管控和运行环境等因素对优先级排序的影响作用,从而使舰船备品备件的配置方案更优。

    • >X环境科学、安全科学
    • 基于布谷鸟优化轻量梯度提升机的泥石流预测

      2021, 21(30):13177-13184.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 4.84 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要: 针对山区环境中引发泥石流的影响因素复杂多样,影响因子之间易存在相互耦合,以及梯度提升树(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)预测模型易陷入局部最优问题,提出了核线性判别分析法(Kernel Linear Discriminant Analysis,KLDA)与经布谷鸟算法(Cuckoo Search,CS)寻优后的LightGBM预测模型。首先,对传感器采集到的原始数据进行清洗,并将“清洗”后得到的规范数据通过KLDA进行降维处理,得到相关性低且贡献率高的影响因子作为预测因子。采用随机取样的方法对降维后数据进行规划,选取70%的数据用于训练模型,剩余30%用于验证模型。然后,将训练数据作为输入,基于CS-LightGBM算法训练出最优预测模型。最后,结合鹅项沟监测数据进行仿真。结果证明,此方法能够将复杂的泥石流影响因子降维成利于建模的预测因子,使预测模型具有较好的预测准确度,为泥石流灾害预测方面的研究提供了新的思路。

    • 京津冀气溶胶时空变化特征及潜在来源分析

      2021, 21(30):13185-13195.

      摘要 (215) HTML (0) PDF 16.31 M (891) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对京津冀日益恶化的环境问题,采用Terra-MODIS C6.1 MOD04_L2 气溶胶光学厚度(AOD)产品对京津冀地区2011-2020年AOD时空变化特征进行探究,基于 HYSPLIT模型得到京津冀地区3个主要城市的四季主要气流输送轨迹,并结合空气质量指数(AQI)数据和潜在源贡献因子法(PSCF)分析石家庄市不同季节的污染物潜在源区。结果表明:京津冀地区多年AOD空间分布大体呈东南高西北低的特征;10a间AOD总体呈“w型”下降,峰值和谷值出现在2011年(0.49)和2017年(0.33);AOD四季均值由高至低依次为:夏(0.53)>春(0.39)>冬(0.36)>秋(0.32);AOD月变化呈“双峰”型,峰值出现在2月(0.48)和7月(0.59);北京市、天津市和石家庄市四季主要受到短距离气团输送的影响;统计AQI优良率可知京津冀3个主要城市中石家庄市空气质量最差,通过PSCF分析得出影响石家庄市AQI值的潜在源区主要分布在石家庄市本地及周边省市。

    • “日”形地下环隧施工风险因素综合分析

      2021, 21(30):13196-13202.

      摘要 (172) HTML (0) PDF 3.96 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究复杂环境对城市地下空间建设过程中的安全影响,本文以某在建城市地下"日"形环隧工程为研究对象,基于模糊层次分析法结合专家经验与统计分析法对该工程进行综合风险因素定性与定量分析。将城市环隧建设风险划分为地质环境风险、建筑环境风险、建筑设计风险和施工建设风险四类,并将每种风险细分为两层指标因素。研究表明,该工程建设过程中具有较高风险。根据权重计算结果,建设过程中要着重注意包括临近建筑、地下管网、管线分布等因工程所处复杂建筑环境带来的建筑设计与施工建设风险;两指标层中的风险指标按照权重大小划分为主要、中等、次要影响因素三类,并给出了相应的风险防控对策。本文的研究成果可为未来城市环隧工程建设风险控制与管理提供理论指导。

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