• 2021年第21卷第34期文章目次
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    • >TK能源与动力工程
    • 高空机载电子设备冷却方法综述与优选

      2021, 21(34):14459-14470.

      摘要 (575) HTML (0) PDF 2.83 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,航空航天技术不断发展,机载设备朝向复杂化、集成化和小型化发展,随之而来的问题是设备发热量骤增;由于电子设备散热面积越来越小,传统机载电子设备冷却方法已经难以满足其散热需求。高空机载环境存在着低压力、低空气密度和飞机加速、失重等制约条件,机载冷却与近地面冷却性能存在着很多不同。本文对比了几种常见的机载电子设备冷却技术,重点分析几种技术的高空环境制约度,综合优选出最适合机载设备冷却的技术。考虑到单一冷却技术的局限性,本文评述了其中几种常见的复合冷却技术,并对未来的机载设备冷却进行了展望。

    • >TU建筑科学
    • 中国现代公园声景研究进展

      2021, 21(34):14471-14483.

      摘要 (463) HTML (0) PDF 2.00 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于兼具人文性和自然性,现代公园越来越成为人们回归自然、放松心态的绝佳场所,其声环境的质量成为实现公园潜在功能的重要保障,中国现代公园声景的研究内容大致表现为对不同类型公园自身声景的研究及其与周边环境影响关系的研究。从公园声景研究中的三个运用阶段对常用的研究方法进行归纳,总结了各自的利弊,并分别以森林、水和人为公园主体的声景进行归纳,凝练出各类公园的声景特征,指出中国现代公园声景构成不良和人声互动不足的问题,对目前公园声景设计中采取的策略进行总结,就此提出相应的优化措施,以一种可持续的声景发展理念为以后相关研究提供指引。

    • >U交通运输
    • 基于车路协同的城市应急车辆优先控制:概述与展望

      2021, 21(34):14484-14491.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 6.35 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:面向我国城市常态应急车辆优先通行需求和车路协同智能交通发展的实际情况,总结了应急车辆优先控制发展历程和研究现状,分析并讨论了存在的问题和未来的研究重点。首先,回顾了我国常态应急车辆优先的发展情况;其次,概述了车路协同应急车辆优先控制、结合优先与路径规划的应急车辆优先控制的国内外研究现状;最后,针对当前研究存在的问题进行了讨论并立足车路协同、自动驾驶等新理论与技术的演进总结了常态应急车辆优先领域的研究重点和应着力解决的关键问题。

    • >P天文学、地球科学
    • 云南尼格地区热泉成因研究

      2021, 21(34):14492-14499.

      摘要 (279) HTML (0) PDF 6.38 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究云南尼格地区热泉的成因模式,通过水文地球化学分析,从热泉的补给来源、高程、热储温度、热通道及热源特征等多方面阐述该地区主要热泉的成因模式。水化学特征研究认为该地区有两种不同类型的水,其中在碳酸盐地区为HCO3-Na·Ca型水,花岗岩地区为HCO3-Na型水;氢氧稳定同位素分析表明热泉补给来源为大气降水,估算补给高程约1853.77~2004.33 m;SiO2地热温标估算热储温度大致在98.68~125.71℃,循环深度为1431.7~1890.07 m;丫沙底温泉、尼格温泉和老虎滩温泉冷热水混合比例分别在35%,43%和80%。综合分析认为研究区热泉成因模式为断裂构造型,尼格地区热泉补给水为大气降水,经断裂深循环后最终在碳酸岩地区或者断层破碎带的适当位置出露于地表。热源为上地幔热流供热与花岗岩中U、Th、K等放射性元素衰变生热构成的复合型热源。

    • 溪洛渡库区河口滑坡变形特征和形成机制

      2021, 21(34):14500-14507.

      摘要 (350) HTML (0) PDF 13.75 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:溪洛渡库区河口滑坡位于金沙江下游溪洛渡水电站东南岸坡上,永善县城至大兴集镇、莲峰镇公路横穿滑坡。滑坡一旦失稳将切断两个镇的生命线,甚至对库区形成危害。论文在现场地质测绘、勘察和数值模拟的基础上,对河口滑坡的变形特征和形成机制进行了研究。研究表明:河口滑坡是一个大型深层岩质滑坡;变形特征上可分为强变形区、弱变形区和松弛区;破坏模式上可分为前缘倾倒破坏模式和中后部滑移破坏模式;滑坡整体变形模式为倾倒-滑移-拉裂-剪断模式。滑坡主要影响因素有库水作用、地质构造、卸荷作用;河口滑坡若继续在库水作用和卸荷作用的影响下将继续变形。

    • 广州增城至从化高速公路顺层滑坡稳定性分析

      2021, 21(34):14508-14515.

      摘要 (311) HTML (0) PDF 17.28 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究滑坡对广州增城至从化高速公路K8+160-K8+515段的稳定性影响,以该边坡的变形特征和监测结果为依据判定出该边坡的滑动面,再通过极限平衡法和数值模拟法计算断面的稳定性系数,分析该边坡的稳定性。分析结果表明该区域有存在浅层滑坡和深层滑动的可能性,饱水状态下,由于边坡稳定性降低,导致边坡极易发生整体滑移。该分析结果可用于广州增城至从化高速公路的防护依据。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 岩巷钻爆法掘进掏槽技术选择及应用

      2021, 21(34):14516-14522.

      摘要 (247) HTML (0) PDF 9.53 M (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对岩巷钻爆法掘进掏槽技术选择困难和掏槽效果差的问题,采用数值技术和现场试验相结合的方法,对比分析单楔形掏槽和楔直复合掏槽技术的优劣。数值模拟结果表明,单楔形掏槽峰值应力强度与楔直复合掏槽基本相同,但楔直复合掏槽具有2次峰值应力,更有利于掏槽区岩石的破坏,且楔直复合掏槽平均应力强度要高于单楔形掏槽,使其具有良好的破岩效果。实践结果表明,应用楔直复合掏槽后,炮眼利用率由87%提高到93%以上,平均单循环进尺由1.75m提高到2.15m,日进尺达到6.4m,实现了月进尺160m以上的快速掘进目标,月进尺较原施工方案提高33%。

    • 微晶结构与矿物元素对煤体电阻率的影响

      2021, 21(34):14523-14527.

      摘要 (217) HTML (0) PDF 3.75 M (270) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 坚硬顶板砂岩水力压裂裂缝扩展规律分析

      2021, 21(34):14528-14534.

      摘要 (241) HTML (0) PDF 3.33 M (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同因素对水力裂缝扩展行为的影响,以塔山煤矿坚硬顶板砂岩为研究对象,采用扩展有限元法模拟裂缝扩展过程,分析了水平应力比、抗拉强度、泊松比、间隔时间、注液速率和裂缝间距对裂缝扩展行为的影响。结果表明:单裂缝扩展时,应力比和泊松比越大,抗拉强度越小,越有利于裂缝延伸,且稳定扩展压力越小;应力比和泊松比越小,抗拉强度越大,越有利于裂缝张开;注液间隔时间对裂缝扩展影响较小。双裂缝扩展时,注液速率和裂缝间距越大,越有利于裂缝延伸;注液速率越大和裂缝间距越小,越有利于裂缝张开;注液速率减小,裂缝间距增大,稳定扩展压力减小。针对坚硬顶板砂岩的水力压裂,此研究可为煤矿现场设计与施工提供参考和借鉴。

    • 加载速率对分层充填体强度特性的影响

      2021, 21(34):14535-14541.

      摘要 (280) HTML (0) PDF 7.68 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着阶段嗣后充填采矿法的广泛应用,相邻矿体的开采扰动必然会对分层充填体的力学性能产生影响。为了研究不同加载速率对分层充填体强度特性和破坏模式的影响,分别对养护3、7、28天的分层充填体进行了0.2 、0.5、1.0、1.5、2.0 mm/min 5种加载速率下的单轴压缩试验,根据不同加载速率的单轴抗压强度试验结果,分析了不同养护龄期的分层充填体强度及破坏模式与加载速率之间的关系并建立了回归方程。试验结果表明:不同加载速率下分层充填体的应力应变曲线与完整充填体类似。养护龄期3天时,分层充填体的单轴抗压强度随加载速率的增加而逐渐减小,养护龄期7、28天时,存在临界加载速率现象。在临界加载速率范围内,提高加载速率可以限制初始缺陷的发育,达到临界加载速率后,加载速率将会促进分层结构面的分离、错动及原始缺陷的扩展延伸,抗压强度降低。分层充填体的破坏模式随加载速率变化,在临界加载速率时破坏模式有明显转变,随着加载速率的增加,养护3天时,分层充填体的破坏模式由拉伸剪切混合破坏变为拉伸破坏。养护7、28天时,当达到临界加载速率时破坏模式转变共轭剪切破坏,中间层破坏严重且与上下两层产生明显分离、错动。本研究通过室内试验得到临界加载速率,为研究分层充填体的强度特性提供了重要的研究依据。

    • >TE石油、天然气工业
    • 考虑温度变化的砂岩油藏应力敏感模型

      2021, 21(34):14542-14547.

      摘要 (299) HTML (0) PDF 7.10 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:在油藏储层保护和产能评价工作中,储层岩石应力敏感性评价是重要依据。稠油油藏的开采常伴随着储层温度的变化,从而影响储层渗透率特性。但目前的应力敏感模型并未考虑温度的影响,为了提高产能预测精度,本文推导出一个考虑温度因素的改进模型并进行了参数敏感性评价,在提出的新模型中,运用三种修改方法以更好地描述实际情况:(1)将热膨胀系数理解为非线性;(2)区分了岩石体积膨胀与骨架膨胀;(3)提出将热应力和围压相结合的调制系数R。通过实验验证,分别在25℃、40℃和80℃条件下进行实验,新模型与旧模型相比,拟合相关系数提升8%~10%。可以得出,新模型修正了旧模型高估或低估的偏差,达到较好的拟合效果,对油藏产能评价及建立油藏渗流模型具有积极意义。

    • C3断块K2t1注水外溢及合理注采比

      2021, 21(34):14548-14553.

      摘要 (197) HTML (0) PDF 3.64 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对C3断块K2t13边底水油藏地层压力长期得不到有效恢复的问题,在确定注水外溢时机的基础上,应用数值模拟方法研究了注采比、油水粘度比、注水时机、边水体积、注水井位置、地层倾角等因素对注水外溢的影响。利用统计回归方法建立了注水外溢的定量表征模型,进一步结合物质平衡原理开展了合理注采比研究。研究结果表明,注采比对C3断块K2t13油藏注水外溢的影响程度最大;受注水外溢的影响,随着注水量的增加,油藏有效注水并没有得到同步增加,甚至会降低;合理注采比研究结果表明,当注采比在1.8左右时,该油藏地层压力恢复速度才能达到最大值。

    • 并联管路气液两相流分流实验与数值模拟

      2021, 21(34):14554-14560.

      摘要 (268) HTML (0) PDF 7.20 M (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究气液两相流在并联立管中的分流状况,在实验室中建立了带有并联立管的气液两相流流动回路。建立了气液两相流分流数学模型,通过数值模拟方法对气液两相流分流进行研究。实验过程中发现了并联立管中三种不同的流动状态分别为弹状流-弹状流、搅混流-搅混流以及弹状流-搅混流。实验结果表明当并联立管中的流动状态为弹状流-弹状流时,两根立管中的压降相同,但是并联立管中的液塞排出并不具有同步性,可能产生偏流状况。在气液流速较高的搅混流-搅混流时两相流在并联立管中始终处于均匀分配状态。介于两者之间的弹状流-搅混流,并联立管中的压降产生较大的偏差,气液两相流流量更倾向于搅混流一侧流出,此时并联立管中产生严重的偏流状况。数值模拟过程中,通过对并联立管出口持液率进行监测,在较低的气液速下两相流并不能够均匀分配,但是在较高的气液速下,两相流始终处于均匀分配,可见所建立的数学模型具有良好的准确性。

    • >TM电工技术
    • 基于模糊-内模双环控制的船岸并网系统

      2021, 21(34):14561-14569.

      摘要 (272) HTML (0) PDF 6.97 M (35399) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对靠港船舶与岸电装置并网失电、并网电压跌落、频率不稳定以及并网环路电流大等问题,提出了一种基于下垂原理的外环模糊控制与内环内模控制相结合的逆变器的船岸并网系统,实现靠港船舶与岸电的柔性并网,即并网冲击可控、负载平稳转移,保证负荷不断电情况下实现平滑切换。对船岸并网系统整体过程进行设计与仿真:整流侧使用三相PWM闭环控制;逆变环节采用基于下垂原理的模糊PI电压外环、内模电容电流内环的双环控制结构;船舶供电系统采用同步发电机模型。仿真结果表明:直流侧电压输出稳定并可调,高低压上船方式可调范围分别为500~1000V、1200~2000V;并网电流谐波含量分别为0.35%、0.40%;并网电压幅值、频率稳定且实现负荷平稳转移。

    • 基于三角直觉模糊的交互式偏好顺序决策模型

      2021, 21(34):14570-14575.

      摘要 (285) HTML (0) PDF 2.19 M (767) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多属性决策问题中决策者主观判断的模糊性和决策过程中存在的补偿问题,本文提出了基于三角直觉模糊数的多属性决策模型。首先,用三角直觉模糊数来完成模糊信息的表达,从而更好地描述出决策信息的不确定性。其次,利用改进后的交互式多准则决策方法(an acronym in Portuguese for interactive multi-criteria decision-making, TODIM),并结合偏好顺序结构评估法(Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluations, PROMETHEE-II)方法在模糊环境中对备选方案进行排序,使该框架更具实用性和适用性。最后,通过案例证明了该决策框架的有效性,并对决策结果进行进一步敏感性分析,分析结果验证了其稳定性。

    • 基于不同面积比例的屋顶光伏光热系统设计

      2021, 21(34):14576-14581.

      摘要 (262) HTML (0) PDF 3.23 M (1855) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低高校建筑的能耗,设计了一种空气源热泵辅助式屋顶太阳能光伏光热系统。光伏组件和集热器的安装面积不仅会对电力侧产生影响,还会影响热力侧。首先建立系统的基本架构,然后以日运行费用为优化目标,使用改进的鲸鱼算法对系统进行优化,最后以乌鲁木齐某高校一宿舍楼为例,对光伏光热系统的环境及经济效益进行分析。算例结果表明,宿舍楼屋顶在安装满足最优比例的光伏光热系统的情况下,系统在环境保护和投资回收期方面都具有显著效益,切实达到了节约能源、减少二氧化碳排放和保护环境的目的。

    • 数学形态学的混合线路故障滤波及定位

      2021, 21(34):14582-14589.

      摘要 (214) HTML (0) PDF 7.06 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城镇化建设的推进以及越来越多的跨海输电工程,采用架空-电缆混合线路越来越多,快速准确定位混合线路中故障点是保证电网稳定运行的基础。文章提出一种基于数学形态学故障波形滤波以及故障定位的方法,考虑实际测量环境中各种噪音,采用数学形态学中的梯度变换来突出暂态行波的突变点,确定折反射行波经过测量点时间;分析折反射行波传播的路径,通过时间差值来确定故障点,并以某线设备安装站的监测数据进行对比验证。结果表明,数学形态学滤波较好地恢复了波形原始形貌,在不同噪声类型下都有较好的适应性,故障定位也与实际情况较为符合。此成果对混合线路的识别定位提供了重要依据。

    • 基于塔线体系的中冰区分裂导线断线响应分析

      2021, 21(34):14590-14597.

      摘要 (257) HTML (0) PDF 6.86 M (182) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了掌握中冰区分裂导线覆冰断线张力变化特性,考虑输电塔、导线、绝缘子串等构件的力学特点、设置导线阻尼和边界条件,建立了三档四分裂耐张段塔线体系有限元模型,分析了不同断线工况时导线断线张力变化规律,研究了覆冰厚度、断线根数、绝缘子串长度、档数、断线位置等因素对于导线断线张力的影响规律,探索了导线断线张力差动态峰值与静态稳定值的关系。结果表明:中冰区塔线体系数值建模方法可用于导线的断线张力计算;分裂导线断线时,导线不平衡张力差呈现振荡衰减趋势,覆冰厚度越大、分裂导线断线根数越多,导线的断线张力越大。绝缘子串长度越长,断线张力越小。线路档数对断线张力影响较小,断线位置由悬挂点向档中变化时,导线断线张力变小。多分裂导线全断时的张力差动态峰值和静态稳定值之间也呈现一定线性关系,两者的比例系数约为2.26。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 改进的多变量同步指数脑机接口分类算法

      2021, 21(34):14598-14603.

      摘要 (348) HTML (0) PDF 3.33 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential, SSVEP)范式脑机接口(Brain-computer interface, BCI)得到了日益广泛的研究。如何选择不同的分类特征,对于提高频率识别的准确率,改善SSVEP-BCI系统至关重要。针对少目标刺激范式的SSVEP-BCI系统,本文提出小波包变换(wavelet packet transform, WPT)同多变量同步指数(multivariate synchronization index,MSI)相结合的方法,对10名被试者的400组SSVEP数据进行特征提取并分类。在分类过程中,讨论了在导联数量和数据长度两个参数对改进算法的影响。实验结果表明:在数据长度为1.5 s,导联7导的条件下,基于WPT-MSI的SSVEP算法的分类准确率达到98.94%,信息传输率为76.24 bit/min。明显优于典型的MSI算法和其他改进算法,具有显著提高的频率识别正确率。

    • 基于调频连续波雷达的高铁桥梁振动监测方法

      2021, 21(34):14604-14609.

      摘要 (311) HTML (0) PDF 5.34 M (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:监测高速铁路桥梁的运营性能,评估桥梁损伤情况、桥梁寿命是保证列车安全运营的重要环节。针对位移计、加速度计等传统监测方法安装复杂、不能多点连续测量、搭建成本高等缺点,本文为桥梁振动监测提供了一种安装灵活、观测周期短、成本低的非接触测量方法,利用调频连续波体制(FMCW)的微形变雷达对盐通高速铁路的海安特大桥24m简支梁进行监测,获取并分析衡量桥梁运营性能的自振频率、阻尼比、动力系数等竖向振动参数。试验结果表明,自振频率、阻尼比分别为7.1432Hz、2.778%,各速度级下的动力系数实测值均小于运营动力系数,随列车运行速度的增加,动力系数实测值有增加的趋势,与《高速铁路桥梁运营性能检定规定(试行)》中的相关要求一致。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于神经网络的异常船舶航迹特征因子模型

      2021, 21(34):14610-14617.

      摘要 (276) HTML (0) PDF 4.99 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:船舶异常行为研究是海事安全科学理论研究的重要组成部分,它对于船舶监管以及海上安全通行具有重要意义,目前是航海领域的热点研究方向之一。根据船舶航迹分析船舶航行状态以及规范性,研究船舶航迹行为特征,发现隐藏于航迹数据集中的船舶异常行为模型。针对目前危险船舶向外播放伪造数据造成的船舶监控不准确的异常船舶行为,提出了基于神经网络的异常船舶航迹特征因子模型。通过中分纬度算法分析轨迹数据的隐藏关系,选取实际舶船舶自动识别系统(Automatic identification system, AIS)的数据对多层前馈神经网络(Back Propagation,BP)进行训练,使其完成对关系规则的学习,通过测试集数据对模型准确性进行判断。实验结果表明,该模型对于伪造船舶数据判断的准确率高于0.985。

    • 形状记忆合金驱动的软体仿生手掌

      2021, 21(34):14618-14624.

      摘要 (215) HTML (0) PDF 7.45 M (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:与刚性部件控制的机械手臂或者手指相比,以记忆合金丝作为驱动器的驱动部件,避免了结构复杂的刚性部件以及复杂的运动反馈控制系统,其输出力—重量比高,驱动方式简便,引起各界的关注。本文以形状记忆合金为基础,设计试验了一种形状记忆合金丝驱动的软体仿生手掌。阐述了驱动记忆合金的原理、手掌的制作原理,建立了软体仿生手掌的运动学模型,采用matlab进行了运动学仿真验证分析,通过物理试验证明记忆合金驱动的软体仿生手掌可以达到手指弯曲及实际物体抓取的效果。

    • 最大互信息系数的并行计算方法研究

      2021, 21(34):14625-14633.

      摘要 (312) HTML (0) PDF 8.26 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对最大互信息系数(Maximal Information Coefficient,MIC)近似算法在大规模数据场景下的计算时间复杂度高,计算时间增长快的问题,提出一种最大互信息系数并行计算(The Parallel Computing Maximal Information Coefficient,PCMIC)方法。分别在Spark和Spark-消息传递接口(Message Passing Interface,MPI)计算框架中,在不同的数据规模和不同的噪声水平下,利用PCMIC算法对十四种典型的相关关系做并行计算。另外在不同节点数的情况下,选择两种具有代表性的相关关系来测试PCMIC算法在两种计算框架中的性能。实验结果表明:(1)PCMIC算法在两种框架下的运算效果与原始MIC近似算法相比,同样具有普适性和均匀性,而且具有良好的可扩展性。(2)随着数据规模和节点数的增加,PCMIC算法在两种框架中运算的时间增长明显比MIC近似算法慢,而且在Spark-MPI框架下的并行加速比和效率略优于Spark。(3)Spark能够支持MPI任务的调度,为研究不同并行计算框架之间的融合奠定了一定的理论和应用基础。

    • 基于CiteSpace的推荐系统研究可视化分析

      2021, 21(34):14634-14643.

      摘要 (327) HTML (0) PDF 10.19 M (459) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析推荐系统领域研究热点主题和未来发展趋势,对提高和改进推荐结果对用户友好性具有重要意义。本文采用科学知识图谱分析工具CiteSpace对2001-2020年间自然科学引文数据库中推荐系统领域文献进行可视化分析和解读。研究结果显示,推荐系统领域当前热点研究有“协同过滤、个性化推荐、用户画像”。推荐系统的研究前沿发展趋势集中在:冷启动、深度学习、相似性度量。建议未来在该领域的研究树立新高度,站在多学科结合视角、加强学术间交流、增进机构间合作,消除现有技术壁垒,促进推荐系统研究积极向前发展。本文研究结果可为国内推荐系统研究的后续理论研究和实践操作提供参考依据。

    • 基于多尺度注意力的皮肤镜图像自动分割算法

      2021, 21(34):14644-14650.

      摘要 (305) HTML (0) PDF 5.56 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的皮肤镜图像分割算法存在边缘分割时效果较差和对中小目标的识别能力较弱等问题。本文提出了一种基于多尺度注意力融合的分割网络MAU-Net(Multi-scale attention U-Net)。MAU-Net网络是以U-Net网络为基础的分割模型,通过本文设计的多尺度注意力模块(MA),在特征提取时融合不同层次的特征,并将重要的目标特征给与一定的权重,从而使网络能更快和更精准的分割出目标区域。实验结果显示,在ISIC2017数据集上平均交并比(MIOU)、精确度(PRE)和kappa值分别为83.61%、93.58%和81.70%,性能比U-Net分别提高了5.27%、2.01%和6.83%;并在ISIC2017挑战赛数据集上进行了消融实验,实验结果验证了MA模型有助于网络性能的提升。本文提出的MAU-Net网络在皮肤病变分割任务中表现优异,同时具有良好的泛化性能。

    • 基于轻量神经网络的钢材表面缺陷快速识别

      2021, 21(34):14651-14656.

      摘要 (295) HTML (0) PDF 10.68 M (1472) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足生产环境中钢材表面缺陷实时分类识别的需求,提出一种可部署于移动端的轻量卷积神经网络模型用于高效识别钢材表面缺陷。通过知识蒸馏将ResNet50和MobileNetV3分别作为教师模型和学生模型,生成改进的轻量神经网络模型MobileNetV3_small_tp。利用MobileNetV3_small_tp作为预训练模型,选用NEU带钢表面缺陷数据集进行微调,同时使用数据增强以模拟实际工况,得到模型在测试集中精度达到100%。最后将模型部署于手机上进行实际钢材表面缺陷识别,移动端模型测试、验证以及实际检测结果均显示MobileNetV3_small_tp模型具有流畅的运行速度和较高的识别率,能够实现现场钢材表面缺陷的准确高效识别。

    • 基于边缘特征点筛选的被遮挡盲道检测算法

      2021, 21(34):14657-14664.

      摘要 (230) HTML (0) PDF 10.09 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统盲道检测算法在实际应用场景中准确率低,鲁棒性不强等问题,提出一种基于边缘特征点筛选的被遮挡盲道检测算法。首先提取盲道区域,主要包括基于颜色筛选与单通道二值化结合的粗提取和基于GrabCut算法的精确提取;然后对盲道图像进行预处理、边缘检测和直线检测,提取出若干盲道边界候选线;通过计算候选线在各个方向角度的边缘特征点数目,判断该候选线是否为真正的盲道边界。实验结果表明,无论是否有落叶遮挡,该算法都能够精确提取盲道区域,准确检测出盲道边界,且有较好的实时性与抗干扰性。

    • 基于机器视觉的指针式仪表检测

      2021, 21(34):14665-14672.

      摘要 (221) HTML (0) PDF 9.73 M (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文提出了一种基于机器视觉的变电站指针式仪表检测算法。该算法基于YOLO v3神经网络,引入Res2Net残差模块以及采用特征层融合的方式,采用更少的模块和网络层数获取更高的特征提取效率,通过增加SPP(空间池化金字塔,Spatial Pyramid Pooling)模块融合多重感受野,使用GIoU(Generalized Intersection over Union)损失函数代替原有的损失函数。此外,针对数据集的不同,采取k-means++聚类算法重新选择锚点框的尺寸。实验结果证明,在保证精度的前提下,相对于Faster R-CNN和原始的YOLO v3网络,速度分别提升了73.7%和45.8%。

    • >TU建筑科学
    • 基于承载力预压装配式框架结构的鲁棒性

      2021, 21(34):14673-14679.

      摘要 (289) HTML (0) PDF 4.57 M (166) 评论 (0) 收藏

      摘要:结构鲁棒性是指建筑结构承受局部损伤和防止结构发生连续倒塌的能力。为揭示预压装配式框架结构鲁棒性优劣,利用SAP2000软件考虑节点半刚性建立预压装配式框架结构(Prestressed Concrete Structure, PC结构)及现浇结构(Reinforce Concrete Structure, RC结构)模型,基于抽柱法模拟四种工况:角柱、长边中柱、短边中柱和框架中柱失效,采用非线性静力分析方法,从承载力变化情况及抗倒塌机制等方面对比不同失效位置工况下PC结构和RC结构抗竖向连续倒塌的性能,以此研究PC结构的鲁棒性。结果表明:PC结构和RC结构倒塌模式相似:角柱、长边中柱均为梁机制,而短边中柱、框架中柱均为悬链线机制;PC结构各工况倒塌时的竖向位移均大于RC结构,延性更好;受其节点连接刚度的影响,PC结构鲁棒性系数(3.197)略小于RC结构(3.257),因此通过增强PC结构节点连接的刚度,可改善结构构件的鲁棒性。

    • 考虑填土泊松比变异性的挡土墙失稳概率分析

      2021, 21(34):14680-14687.

      摘要 (410) HTML (0) PDF 5.43 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:挡土墙是一种常见的岩土工程支护结构。为探索墙后填土泊松比变异性对挡土墙失稳概率的影响,首先在基于Lade-Duncan屈服准则的土压力计算公式和相关规范的基础上,推导了考虑墙后填土泊松比的挡土墙稳定性分析模型;然后将泊松比作为服从正态分布的随机变量,基于Monte Carlo法,提出了考虑墙后填土泊松比变异性的挡土墙失稳概率分析模型。通过算例分析表明:挡土墙稳定性系数随着墙后填土泊松比的增大而增大;当稳定性系数大于1时,填土泊松比变异性的存在使挡土墙仍存在失稳的可能,且变异性越强,墙体失稳概率越大;反之,当稳定性系数小于1时,泊松比变异性的存在使挡土墙存在保持稳定的可能性,且变异性越强,墙体保持稳定的概率越大。

    • 粉煤灰掺量对含黏粒粉砂土力学性能影响

      2021, 21(34):14688-14695.

      摘要 (237) HTML (0) PDF 15.90 M (4999) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高粉砂土地基抵抗循环荷载的能力,采用工业废料粉煤灰对粉砂土进行改良实验。选用五种不同配合比的粉煤灰改良饱和粉砂土,对其进行直剪试验、动三轴试验和扫描电子显微镜(SEM )试验,分析了粉煤灰掺入量对饱和改良粉砂土抗剪强度的影响,并将不同粉煤灰掺入量的饱和改良粉砂土的应力应变曲线用Hardin-DrnevichD-H 双曲线模型进行拟合,讨论粉煤灰掺入量对拟合参数的影响,随后提出了仅考虑粉煤灰掺入量影响的动弹性模量经验公式和阻尼比经验公式,最后通过SEM试验照片对素土和15%粉煤灰掺入量的改良土的微观结构进行对比。结果表明:在一定限度内,增加粉煤灰的掺入量可以有效提高土体抗剪强度、初始弹性模量,降低阻尼比的增长速度。

    • 狭窄场地二元结构高边坡组合支挡变形与优化分析

      2021, 21(34):14696-14704.

      摘要 (167) HTML (0) PDF 4.53 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某狭窄场地地下厂房土岩组合高边坡为例,采用条分法和数值分析法对上部桩锚与下部锚喷组合支护结构进行变形及稳定性分析,并对支护体系进行设计优化,最后结合现场实测对优化效果进行评价。结果表明:(1)随着开挖深度增加,桩身侧移、地表沉降和土体位移均逐渐增大,位移主要发生在土层中,桩身最大侧移点逐渐下移,发生在桩身第3排锚索下约2~3 m处。桩顶2 m范围内和公路区域地表沉降较大,近地表和桩身1/3区域土体水平位移较大;(2)数值分析与实测结果较为接近,组合支护体系能够有效控制坡体变形以及桩体侧移;(3)优化后地表沉降最敏感,比优化前增加约56%,土体位移增加约40%,而桩身侧移变化较小;(4)组合结构分界处平台宽度不应小于3~5倍桩径,且不应小于5 m,桩的嵌岩深度应控制在桩长的1/4左右,桩身设置多排锚索可有效控制变形。

    • 堆载加芯搅拌桩复合地基荷载传递与变形特性

      2021, 21(34):14705-14711.

      摘要 (279) HTML (0) PDF 11.41 M (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:加芯水泥土搅拌桩常被用于软土路基加固,为研究堆载作用下加芯水泥土搅拌桩复合地基的荷载传递规律、变形特性以及芯长比对其影响,结合实际工程案例进行现场基底沉降、地基深层水平位移、分层沉降、内芯桩竖向应力监测,构建不同芯长比三维有限元复合地基数值模型进行验证、对比分析,研究结果表明:①在堆载作用下,软土路基加固区存在中性点,在中性点上下,钢筋砼内芯桩与水泥土外壳桩荷载传递方式有所不同,钢筋砼内芯桩主要承担上部竖向应力,而水泥土外壳桩由传递剪切应力转换为承担上部竖向应力;②增加芯长比可以增加桩体的有效桩长,增长水泥土外壳桩承担传递剪应力功能的长度,减少作用在桩土界面的负摩阻力大小,有利于控制沉降;③增加芯长比能有效减少基底桩顶以及桩间土的沉降量,减少桩间土的竖向应力分担。

    • 斜坡桩-土体系动力p-y曲线影响因素分析

      2021, 21(34):14712-14718.

      摘要 (180) HTML (0) PDF 4.55 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:碎石土斜坡场地桩-土体系动力相互关系及其主要影响因素的研究成果鲜少。基于此,本文以西南地区穿越典型地形地貌和地基土大类的某一线路工程为例,调研分析斜坡桩基震害特点,并采用FLAD3D建立斜坡桩-土体系分析模型,研究斜坡桩-土体系动力p-y曲线的影响因素。获得了动力荷载作用下碎石土斜坡动力p-y曲线基本特点,建议了以滞回圈极值点或拐点绘制骨干曲线的方法,进一步归结出动力p-y曲线的刚度、桩土相互作用力、桩土相对位移及曲线滞回圈面积与埋深、桩径、碎石土相对密度和斜坡坡度的关系,最终引入桩侧土反力的桩径影响因子FD、土性密度影响因子FM、斜坡坡度影响因子Fβ,用于描述上述因素对桩侧土反力影响情况。以上研究成果可以更好的表述碎石土斜坡桩基在地震荷载作用下的桩-土体系间相互关系。

    • 基于能量法的填土地基单桩负摩阻力计算方法

      2021, 21(34):14719-14725.

      摘要 (206) HTML (0) PDF 3.62 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:深厚填土地基因土体固结沉降导致桩基产生负摩阻力,负摩阻力会造成桩身的沉降量过大和承载力降低。针对能较准确计算深厚填土场地基桩负摩阻力方法研究成果不足的问题,通过不同法向应力下的土–混凝土界面剪切试验讨论了桩侧摩阻力的发挥机理,并考虑桩侧摩阻力随深度的分布规律,提出结合双曲线模型和有效应力法的桩侧摩阻力分段计算模型。然后,基于桩–土体系的能量传递,建立负摩阻力条件下基桩的能量平衡方程,进而导出同时考虑桩–土相对位移和桩–土体系势能变化的桩身轴力和位移计算表达式。以某桩基现场试验项目进行计算,将理论计算结果与试验实测结果对比分析,结果表明:理论计算所得桩身轴力沿深度变化曲线与试验结果基本吻合,本方法能够较准确的分析深厚填土地基中基桩的力学特性。

    • 裂隙混凝土应变场和温度场演化规律试验

      2021, 21(34):14726-14733.

      摘要 (193) HTML (0) PDF 12.67 M (1092) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:为了探究裂隙混凝土的破坏特征,基于数字图像相关技术和红外辐射技术,对裂隙混凝土试块进行单轴压缩试验,分析加载过程中试样表面应变场和温度场的演化规律。在本试验中,通过数字图像相关与红外辐射技术分别确定加载过程中裂隙混凝土应变集中区和表面温度场的演化情况。研究结果表明:应变集中区由预制裂隙尖端萌发,沿加载方向扩展,当裂隙混凝土轴向荷载达到峰值荷载的76.54%左右时,试件仍未有贯通裂纹产生。裂隙混凝土应变场标准差演化过程可大致划分为初始分异、匀加速分异、变加速分异3个阶段。温度场标准差演化过程大致分为匀速分异和突变分异2个阶段。不同应变场和红外辐射温度场标准差之间的相关系数在0.55~0.92之间,呈中度或高度相关关系。随着新生裂纹的扩展,试块表面的最高温度逐渐上升,上升幅度为3.33%。在试件破坏时出现连接预制裂隙的高温条带,红外辐射温度场标准差随轴向应变的增大波动增长,分异程度明显。

    • 应力历史影响下混凝土应力的激光超声检测

      2021, 21(34):14734-14741.

      摘要 (174) HTML (0) PDF 8.56 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨应力历史对激光超声技术检测混凝土应力状况的影响,应用声弹性技术原理,开展了基于激光超声的混凝土试件单轴循环加载试验,分析了应力历史对声弹性效应的影响。试验结果表明,多次循环荷载作用后瑞利波速度与应力在荷载循环阶段表现出稳定的正比例关系。由实测瑞利波相对波速与应力拟合得到的声弹性系数可用于计算混凝土试件绝对应力,计算误差受历史应力影响,声弹性公式的应用表现出一定的局限性。根据试件从无应力状态重新加载直至破坏状态这一阶段非绝对线性的波速—应力曲线,利用70%的极限应力定义了混凝土构件的安全系数并构建了安全系数与应力状态的模型,提出了一种基于激光超声的混凝土应力状况判别方法,对混凝土绝对应力的计算结果加以补充判断,为混凝土应力状况的检测与评价提供参考。

    • 双层定型相变墙体的优化组合

      2021, 21(34):14742-14748.

      摘要 (285) HTML (0) PDF 3.77 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:与单层定型相变墙体相比,双层定型相变墙体依靠两层相变材料的潜热吸收和释放,可实现对室外冷热量的有效控制,发挥更加显著的改善室内热环境的作用。本文基于相变传热特性数值模拟的显热容法,以课题组近年来新制备的四种不同相变温度和潜热的定形相变材料为保温基材,构建具有两种不同相变保温层的双层相变蓄热墙体,建立双层定型相变墙体传热数值模型并利用COMSOL Multiphysics数值分析软件求解,针对夏热冬冷与严寒地区使用双层相变墙体的温度控制效果进行模拟,对双层定型相变墙体的传热过程及控温效果的影响因素进行分析,为优化双层定型相变墙体的组合形式提供参考。

    • 多模式下装配式建筑工程资源受限调度方法

      2021, 21(34):14749-14754.

      摘要 (269) HTML (0) PDF 2.02 M (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对以往装配式建筑调度研究中,主要基于一个活动只有一种固定资源投入和固定工期的执行模式,而实际调度过程中多种资源投入和不同工期的多种执行模式普遍存在的问题,以及装配式建筑一体化建造建模方法的不足,建立以装配空间工期最短,以及在装配空间工期最短限定下的生产空间工期最短的多模式资源约束模型,在该多维空间调度模型的基础上,设计了一种搜索能力强、能有效求解该问题的布谷鸟算法(CS)。最后通过装配式建筑项目实际案例分析和遗传算法(GA)的性能对比,证明本文构建的调度模型和算法设计能有效的解决多模式下装配式建筑工程资源受限调度问题,丰富了装配式建筑项目调度这一领域的理论方法。

    • 空心混凝土基础固化期温度场测试与数值分析

      2021, 21(34):14755-14761.

      摘要 (206) HTML (0) PDF 8.47 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过现场测试和数值模拟的方式分析了空心设备基础固化期的温度场分布特点,得到了不同位置的温度变化规律。数值和测试结果表明,两种方式得到的观测点最高温度具有良好的一致性,均在经验法估算的区间之内。不同观测点的温度变化规律并不一致,测点中部位置温度最高,底部温度次之,顶部温度最小。顶部温度变化剧烈与环境温度的变化表现出一致性,数值模拟中设置了大气温度变化的简谐曲线函数,结果与监测温度的总体变化规律较为相符。观测点中部-顶部和中部-底部温差都在25℃以内,混凝土外表面与大气的温差最大值为12℃,满足规范要求。现场测试结果表明,应设置监测大气和地基的温度观测点,并设置合理的边界条件以提高数值模拟的精度,指导实践。

    • 锻压式半套筒单向拉伸性能影响因素分析

      2021, 21(34):14762-14768.

      摘要 (308) HTML (0) PDF 6.91 M (206) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于博弈赋权和综合灰色关联的围岩支护评价

      2021, 21(34):14769-14774.

      摘要 (229) HTML (0) PDF 3.42 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究隧道围岩初期支护参数设置问题,提出基于博弈组合赋权和综合灰色关联分析的支护参数优选方法。基于正交设计方法开展数值试验,并通过博弈论组合赋权确定评价指标的主客观组合权值。此后,在灰色关联分析中引入TOPSIS(逼近理想解排序法,technique for order preference by similarity to an ideal solution)思想,形成综合灰色关联度的概念,根据综合灰色关联度对评价对象排序和确定支护优选参数,并将其成功运用到青岛地铁工程。结果表明:获得了围岩支护参数各水平的排序,锚杆直径18 mm,长度2.0 m,间排距1.2 m,混凝土厚度220 mm为优选参数,工程应用的各项评价指标均优于原支护,围岩稳定性获得明显提升,表明了所提方法的可靠性和工程实用性,对类似隧道工程提供参考和借鉴。

    • >U交通运输
    • 降雨条件下煤矸石高边坡稳定性评价

      2021, 21(34):14775-14782.

      摘要 (361) HTML (0) PDF 21.06 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵州省盘州市柏果镇灰坝现场的煤矸石高边坡为例,基于野外现场调查,通过室内力学试验,运用FLAC3D模拟软件建立降雨条件下煤矸石高边坡数值模拟,以此分析煤矸石高边坡失稳机制,结果表明:煤矸石抗剪强度受含水率以及干密度影响,其内聚力与内摩擦角分别表现出不同的变化特征;煤矸石埋藏深度与其干密度呈指数相关;天然状态下柏果镇灰坝现场煤矸石高边坡处于稳定状态,降雨后地下水位上升,坡脚处有地下水渗出,坡脚受损严重,潜在滑移区域发生改变。这可为此类边坡降雨失稳的防护治理提供经验。

    • 侵蚀对透水纤维沥青混合料水稳定性的影响

      2021, 21(34):14783-14789.

      摘要 (229) HTML (0) PDF 5.37 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:沥青路面在冬季容易受到融雪剂的侵蚀,对道路的性能产生影响,不利于行车安全。为此,通过设置盐分浓度、种类以及聚酯纤维掺量三个变量来研究不同环境下透水沥青混合料水稳定性的变化情况。在透水沥青混合料中掺加不同掺量的聚酯纤维(0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%),选用矿料级配PAC-13制作马歇尔试件。并将试件放在不同浓度的NaCl盐溶液(0%、13%、26%)中,以及不同浓度的Na2SO4盐溶液(0%、8%、16%)中,进行侵蚀以及冻融。由试验结果得出:盐分对透水纤维沥青混合料的侵蚀随着两种盐溶液浓度的增加而更加严重;并且,盐溶液浓度越大,冻融劈裂抗拉强度比越小,说明试件的水稳定性越差;相较于NaCl溶液,Na2SO4溶液对试件的侵蚀更明显。聚酯纤维的掺量存在最佳值,当掺入0.4%的聚酯纤维时,透水沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比最大,水稳定性最好,抗盐分侵蚀的能力最强。

    • 炭质板岩地层公路隧道结构受力特征及优化

      2021, 21(34):14790-14797.

      摘要 (305) HTML (0) PDF 7.36 M (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:在炭质板岩地层中进行隧道施工会面临软弱围岩大变形、掌子面易失稳等问题,合理的支护结构体系是隧道施工安全和经济的保障。为此,本文依托峨汉高速豹狸岗隧道工程,通过对Ⅳ级围岩段隧道施工过程中围岩压力、围岩-结构间接触压力、支护结构内力等进行监测分析,获得Ⅳ级围岩形变荷载分布规律及结构受力特征,研究表明:初期支护和二次衬砌的安全度较高,但支护材料强度没有得到充分发挥。因此基于支护结构受力有限元分析,对二次衬砌的支护参数进行优化,提出的支护优化方案整体可行,可为类似的工程提供一定的参考价值。

    • 隧道半断面帷幕注浆施工技术

      2021, 21(34):14798-14804.

      摘要 (276) HTML (0) PDF 11.26 M (293) 评论 (0) 收藏

      摘要:中易发生涌水、突泥等灾变。针对小南塬隧道岩体破碎和涌水量大的工程特性,本文提出采用半断面帷幕注浆加固设计方法对不良地层进行加固并对加固效果进行分析。研究结果表明:隧道单孔/米注浆量为2.74m3/m,浆液填充率为94.8%,达到充填裂隙和固结围岩的作用;P-Q-T曲线表现为前期的注浆压力小、吸浆量大到后期注浆压力大、吸浆量减弱的变化规律,说明注浆效果良好;现场检查孔成孔效果良好,水泥浆液纹路清晰,未发现坍孔、涌水、涌突泥等灾变现象;上半断面帷幕注浆对掌子面变形的控制效果最好,而对仰拱隆起影响较小。

    • 闽南小净距隧道中夹岩力学特性与加固措施

      2021, 21(34):14805-14813.

      摘要 (308) HTML (0) PDF 48.78 M (4916) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究山区浅埋偏压小净距隧道开挖对中夹岩力学特性的影响,以福建三明莆炎高速公路布盂隧道为工程背景,采用Midas GTS有限元软件建立三维数值模型,分析了浅埋偏压小净距隧道中隔壁法施工条件下中夹岩柱的力学特性,并提出了采用中空注浆锚杆的中夹岩注浆加固技术。结果表明,隧道浅埋偏压条件下采用中隔壁法施工,围岩与初支变形相对较小,但拱腰位置中夹岩变形应加强监控;小净距隧道开挖施工,中夹岩柱会产生水平位移,拱腰位置左右线隧道平均水平位移为 4.25 mm;采用小导管注浆加固的中夹岩柱正应变和塑性区显著减小,左右线隧道拱腰位置中夹岩应变分别减小77%和81%,拱脚位置应变分别减小85%和80%;结合数值模拟分析结果和现场设计,采用 5 m长中空锚杆对小净距段中夹岩进行注浆加固,提高了中夹岩柱的整体稳定性,保证了隧道施工安全,为后期类似工程提供了较好的借鉴意义。

    • 模糊反馈增量式比例积分微分油气悬架控制

      2021, 21(34):14814-14820.

      摘要 (204) HTML (0) PDF 2.96 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升工程车辆的行驶平稳性,以工程车辆油气悬架为研究对象,以车身加速度为主要优化目标,设计了基于模糊反馈的增量式PID油气悬架控制系统。对被动悬架,增量式PID和模糊反馈增量式PID控制器进行仿真,对车身垂向加速度,车轮动载荷,悬架动挠度和控制力四个指标进行分析。选取C级路面和车辆行驶速度作为油气悬架系统输入激励,在降低车身垂直加速度的前提下,着重解决增量式PID控制器存在的问题。仿真结果表明,与传统被动悬架系统相比,基于模糊反馈的增量式PID控制油气悬架系统的车身垂向加速度的均方根值降低52%、悬架动挠度降低24%、车轮动载荷降低了44%。与增量式PID相比,悬架动挠度降低了69%,且基于模糊反馈的增量式PID控制器相比较于传统增量式PID控制器其输出控制力降低了86%。因此可以证明,基于模糊反馈的增量式PID控制器,不仅可以提升油气悬架系统综合动态性能,对改善车辆行驶的平顺性和操作稳定性,具有较好的应用前景,且其在经济性和环保性方面同样更具优势。

    • 基于非齐次泊松过程的共享停车场运营策略

      2021, 21(34):14821-14828.

      摘要 (275) HTML (0) PDF 5.14 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缓解因城市某些地区、某些时间段停车供需不平衡的问题,将居住区内空闲车位进行共享的解决方法已引起多方的关注。在居住区实施共享停车时,需考虑车位提供者与社会停车用户的时空冲突问题。本文首先基于实际停车行为数据,假设车位提供者返回过程呈非齐次泊松过程;其次,以居住区共享停车为运营场景,居住区停车场车位共享率和管理者收益最大化为目标,构建了相应的数学优化模型;最后,设计了粒子群求解算法,通过数值实验,分析该场景下的最优运营策略。结果表明:(1)社会停车用户的最大离开速率在其占车位总数的四分之一左右时,管理者总收益最大;(2)随着车位提供者车位返回速率突变时间的改变,要使得总收益及车位共享率最优,第一阶段变更共享策略时间设置在车位提供者返回速率突变时间前三十分钟内,第二阶段变更共享策略时间应设置在车位提供者返回速率突变时间后一小时五十分钟以内为宜。

    • 基于驾驶员警觉度的交通标志适宜信息量研究

      2021, 21(34):14829-14835.

      摘要 (202) HTML (0) PDF 5.32 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决驾驶员在草原公路交叉口路段因交通标志信息量过低引起的行车警觉度降低的问题,利用交通标志信息量化模型,建立6个不同信息量水平的室内模拟驾驶实验,驾驶员分别以车速为60km/h、80km/h和100km/h行车,基于脑电信号检测行车警觉度的技术,选取脑电指标β、(α+θ)/β、α/β作为驾驶警觉度评价指标,定量分析不同信息量水平和车速下的3种脑电指标节律值变化,采用非线性曲线拟合法,探究信息量和车速对驾驶警觉度的显著性,根据NASA-TLX驾驶负荷量表对模拟实验分析的结论进行验证。结果表明,交通标志信息量和车速存在交互作用,对行车警觉度均有显著影响,在草原公路交叉口处的适宜交通标志信息量为J4水平(范围为30-40bits),行车速度为60km/h时,驾驶员3种脑电指标数据表现最佳,且指标β、(α+θ)/β、α/β在车速为60km/h下的拟合度分别为0.947、0.844、0.861,NASA-TLX驾驶负荷量表六个维度的评分均在J4水平最低,与实验数据分析结论一致。

    • 基于熵值法的左转可逆交叉口配时优化方法

      2021, 21(34):14836-14842.

      摘要 (334) HTML (0) PDF 2.71 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升左转可逆车道交叉口通行效率,提出一种基于熵值法的左转可逆车道交叉口配时优化模型。从交叉口道路条件和相位条件两方面对左转可逆车道设置进行分析,以交叉口通行能力和车均延误为优化目标,调整交叉口信号配时方案,运用熵值法构建设置可逆车道交叉口配时优化模型选取最优解。以青岛市典型交叉口为例,用该优化模型对交叉口设置左转可逆车道后的配时方案进行优化设计,并与现状配时方案和未优化配时方案进行对比。结果表明,早、晚高峰交叉口通行能力分别提高了3.2%和19.4%,车均延误分别降低17.6%和14.7%,优化方案有效提高了交叉口通行效率。

    • >V航空、航天
    • 基于SMTE算法和条件生成对抗网络的到港航班延误分类预测

      2021, 21(34):14843-14852.

      摘要 (318) HTML (0) PDF 3.85 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于航班延误数据集类别分布不均,传统分类器的性能受到一定程度的制约。为了能够对到港航班延误情况进行精准预测,提出了一种基于合成少数类过采样技术算法(synthetic minority oversampling technique, SMOTE)和条件生成对抗网(conditional generative adversarial nets, CGAN)的航班延误预测模型。首先,利用SMOTE算法对原始数据集进行上采样,并融合经过训练的CGAN生成指定样本数据集,缓解原始数据集中某些类别样本量少和数据非平衡等问题;再次,采用XGBoost模型在四种模式训练集上进行训练和超参数寻优;最后,以K近邻、支持向量机和随机森林为基准模型进行性能对比分析。经试验分析,通过分类器在融合样本集的训练,整体上可以在一定程度上提高模型的泛化性,尤其在轻度延误和中度延误类别中提升较为明显,与不采用融合方法比较,宏平均下的Precision、Recall、F1-score值分别提升了0.16、0.29、0.24个百分点。实验结果表明,该方法能够有效地对航班延误非平衡数据进行建模,在保持模型整体性能较高的前提下,能够显著的提升少数类的预测能力,可以为空管、航空公司和机场等提供决策依据。

    • >X环境科学、安全科学
    • 公众监督下地铁施工企业行为演化博弈分析

      2021, 21(34):14853-14861.

      摘要 (241) HTML (0) PDF 7.05 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:为促进地铁施工企业采取规范化施工,减少潜在的安全和环境风险,本文构建了公众监督参与的地铁施工企业和政府部门的策略行为演化博弈模型。借助系统动力学仿真,模拟了双方策略行为的演化趋势,探讨了奖惩激励机制和公众监督对博弈双方策略行为的影响。结果表明:当政府的惩罚与奖励水平较低时,博弈系统不存在演化均衡策略;奖惩激励机制和公众监督均能有效引导企业采取规范化施工以确保环境质量;对企业无序施工按60天连续计罚时,企业与政府策略行为达到 (规范化施工, 定期检查) 的稳定均衡,相应均衡点为 (0, 0.775);此外,公众监督参与是引导企业-政府合力改善施工环境质量的必要条件。

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