• 2021年第21卷第5期文章目次
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    • >TE石油、天然气工业
    • 非常规油气藏水平井体积压裂改造体积计算方法

      2021, 21(5):1681-1689.

      摘要 (1044) HTML (0) PDF 4.41 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:压裂改造体积(stimulated reservoir volume, SRV)计算是非常规油气藏压裂效果评价、生产动态预测等的关键环节。通过国内外文献调研,梳理了SRV的概念、内涵以及目前主流的SRV计算方法,基于此总结了目前SRV计算方法在工业应用中的不适应性,并针对这些不适应性介绍了目前业界提出的SRV替代指标,即有效支撑体积(effective propped volume, EPV)和动态生产体积(active production volume, APV)。介绍了目前通过改进微地震监测手段确定EPV 和APV的方法及其在现场中的应用效果,分析了方法现状和不足。同时,对解决目前SRV计算方法不适应性的问题提出了研究对策展望。

    • >O3力学
    • 钢筋混凝土板震塌碎片特性试验

      2021, 21(5):1690-1695.

      摘要 (795) HTML (0) PDF 4.62 M (703) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢筋混凝土板震塌碎片速度、质量和毁伤特性,对三种厚度靶板开展了14炮次爆炸试验,通过图像捕捉法获取了碎片初始速度,依据量纲分析,建立了同震塌系数Kz的定量关系。对试验结果统计分析发现有限厚度板(≤300mm)无论发生何种破坏类型(震塌、贯穿、冲切),产生的单个碎片质量均以60g以下为主,其中30g以下碎片主要为单粒石子,30g-60g碎片以砂石胶结体为主,且Kz越小,单粒碎片尺度越小、质量越小。对等效模拟物的毁伤状态分析表明混凝土类单粒碎片无法对25mm厚松木板形成有效贯穿,松木板的损伤主要表现为冲击伤,板表面呈现较多冲击压痕。由于碎片自身强度有限,部分碎片对目标撞击过程中易出现碎裂或者粉碎,从而导致无法继续侵入。虽然单粒碎片无法侵入松木板,但其数量较多、单位面积上密度较大,易对人员造成大面积表皮伤。碎片束(碎片云)对目标物的持续冲击时间最长可达200ms-500ms之久,可使目标产生损伤累积,最终导致目标物严重损毁或者人员伤亡。

    • >O4-5物理学
    • 新型气凝胶材料的拉压性能

      2021, 21(5):1696-1700.

      摘要 (640) HTML (0) PDF 2.49 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:气凝胶作为一种新型隔热材料,其内部结构的复杂性导致其在压缩和拉伸时呈现出不同的性能。以缝合式气凝胶材料为研究对象,首先通过气凝胶面外拉伸和压缩试验,准确获得气凝胶材料的本构关系;然后开展缝合式气凝胶在拉伸和压缩载荷下的失效分析研究。结果表明:气凝胶面外压缩因结构致密化而呈现出非线性行为;气凝胶在面外拉伸时几乎不承受载荷;缝合线的失效形式主要为缝合线两端的拉伸或压缩断裂失效。

    • >P天文学、地球科学
    • 利用重力卫星探测近16年中国大陆地区陆地水储量长期变化趋势

      2021, 21(5):1701-1706.

      摘要 (531) HTML (0) PDF 1.85 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更全面地分析区域陆地水储量长期变化趋势,本文利用2002年4月-2017年6月近16年的重力恢复与气候实验(Gravity Recovey and Climate Explorer, GRACE)时变重力场数据反演中国大地地区陆地水储量变化,并与全球陆地资料同化系统(Global Land Data Assimilation System, GLDAS)水文模型结果进行比较分析。同时,通过扣除季节性信号研究近16年来中国大陆地区陆地水储量的异常变化。研究结果表明:在2002-2017年间中国大陆地区北方以减少为主,而南方以增加为主,其中青藏高原南部、新疆北部和华北地区减少趋势最为显著,并呈现出加速趋势。

    • 基于行人航位推算的后向地磁匹配算法

      2021, 21(5):1707-1712.

      摘要 (410) HTML (0) PDF 3.14 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对行人航位推算定位存在误差累积和智能手机内置传感器精度不高的问题,本文采用PDR结合地磁的方法进行室内定位研究,提出一种改进的基于PDR的后向地磁匹配算法。在构建地磁基准库阶段,使用克里金插值算法有效减少数据采集所耗费的大量时间并构建出双分辨率地磁基准库。在地磁匹配阶段,本文改进了基于DTW的后向地磁匹配算法,改进后的算法避免传统DTW地磁匹配需要全局搜索地磁序列的缺点,在保证定位精度的前提下,增强了定位实时性。

    • 怒江高阶地的发现及其地质环境意义

      2021, 21(5):1713-1720.

      摘要 (471) HTML (0) PDF 9.00 M (672) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 华北克拉通北缘典型高锶花岗岩区域锶型矿泉水分布特征及成因

      2021, 21(5):1721-1729.

      摘要 (489) HTML (0) PDF 5.48 M (494) 评论 (0) 收藏

      摘要:华北克拉通北缘存在大量高锶花岗岩体,但其周边区域锶型矿泉水的赋存情况鲜有研究。本文首次以都山岩体作为典型高锶花岗岩,通过水文地质调查、水样采集、化验分析等方法,对其周边区域锶型矿泉水的分布和形成机理进行了分析。同时对寿王坟岩体、碾子峪岩体、小寺沟岩体、杨杖子岩体等四处高锶花岗岩体周边区域水体进行调查取样分析,以验证锶型矿泉水的分布规律。研究表明,都山岩体周边区域水体中均含锶元素,且距离岩体越近,水样中锶含量越高,最高达13.81 mg/L,远高于国内一般含锶矿泉水的锶含量,而外围长城系砂岩地层水样中锶含量最低。平面上,孔隙水中锶型矿泉水主要沿北东-南西向断裂带和南部挤压带分布;风化带网状基岩裂隙水和构造基岩裂隙水中锶型矿泉水沿北东-南西向断裂带分布;垂向上,孔隙水、风化带网状基岩裂隙水、构造基岩裂隙水中锶含量依次增加。区内高锶花岗岩为矿泉水形成提供了物源,地下水径流过程中地层中锶的不断溶出是形成高锶型矿泉水的内在机制,垂向三含水层可能存在水力联系,入渗过程中锶含量可能不断累积。深层构造基岩裂隙水水质、水量稳定,锶含量高,极具开发利用价值。其它四处高锶花岗岩体周边区域锶型矿泉水的分布与都山岩体区域呈现类似规律。该研究首次揭露高锶花岗岩区域锶型矿泉水的赋存规律,可为众多高锶花岗岩区域开发利用优质锶型矿泉水资源提供参考借鉴。

    • >R医药、卫生
    • 多剂量静脉联合局部应用氨甲环酸对初次全膝关节置换术止血效果的临床研究

      2021, 21(5):1730-1734.

      摘要 (680) HTML (0) PDF 855.44 K (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:背景 氨甲环酸(tranexamic acid,TXA)作为抗纤溶抑制剂可以减少出血现已广泛应用于全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA),此次研究的目的是为了观察多剂量静脉联合局部应用TXA的安全性及有效性。方法 本研究采用回顾性分析,选取2015年5月至2019年4月我科接受初次单侧TKA的175例骨性关节炎的患者。将患者分为4组,选取2015年5月至2016年4月患者为第1组,本组关节囊关闭后关节腔灌注1gTXA;2016年5月至2017年4月患者为第2组,为止血带加压前静脉应用1g氨甲环酸;2017年5月至2018年4月患者为第3组,为止血带加压前、松止血带后静脉各输注1gTXA;2018年5月至2019年4月患者为第4组,在止血带加压前、松止血带后、第二次剂量后3小时静脉各输注1gTXA,关节囊关闭后关节腔灌注1gTXA。比较各组的血红蛋白下降值、总失血量、隐性失血量、引流量、输血率,深静脉血栓、肺栓塞发生率。结果 多剂量静脉联合局部组患者血红蛋白下降值、总失血量、引流量、隐性失血量均低于其余三组,差异有统计学意义。静脉联合局部组术后无输血患者,优于其余三组。四组术后均无深静脉血栓事件发生。结论 多剂量静脉联合局部应用TXA可以减低血红蛋白下降值、总失血量、引流量、隐性失血量,但不增加血栓发生率。多剂量静脉联合局部应用TXA是安全有效的。

    • >TB一般工业技术
    • 基于Sobol法的复合材料加筋板结构参数灵敏度

      2021, 21(5):1735-1739.

      摘要 (510) HTML (0) PDF 2.06 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:复合材料广泛应用于航空航天领域,其可靠性、稳定性及承载能力等对于航空设备尤为重要。本研究以复合材料加筋板作为研究对象,对其材料属性和几何参数进行灵敏度分析。首先,基于Abaqus软件建立复合材料加筋板的有限元模型,对轴向压缩载荷下的屈曲载荷进行了研究;其次,针对加筋板结构的复杂性,基于Kriging方法的代理模型建立复合材料加筋板屈曲载荷与材料属性和几何参数之间的函数关系;最后,采用Sobol全局灵敏度分析法求解复合材料加筋板材料属性和几何参数的灵敏度,研究结果对复合材料加筋板可靠性设计提供指导。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 软弱风化薄基岩赋存特征及其采动覆岩破坏规律

      2021, 21(5):1740-1744.

      摘要 (535) HTML (0) PDF 1.40 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:从矿区软弱风化薄基岩的赋存特征、赋存规律及矿区上覆水体类型和水文地质条件入手进行分析,结合相似材料模型模拟试验,获得了研究区薄基岩下开采覆岩破坏的基本规律及“三带”的发育特征。对薄基岩下采煤厚度3 m时的垮落带及导水裂隙带发育高度进行计算,计算结果分别为11.5 m和42 m。根据地质采矿条件利用离散元数值模拟对薄基岩开采上覆岩层矿压运动规律进行了研究,结果表明,基岩较薄条件下,老顶来压断裂步距小,工作面前方支承压力分布范围为12 m,支承压力峰值点在工作面前方4~12 m范围内,小于厚基岩工作面,但工作面矿压显现明显;对不同煤层采厚情况下垮落带的高度与导水裂缝带的发育程度进行确定;为煤层安全开采提供定量判据,为防治水工作提出相应的措施。

    • >TE石油、天然气工业
    • 砾石对砂砾岩力学特性影响的数值模拟

      2021, 21(5):1745-1751.

      摘要 (582) HTML (0) PDF 3.13 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于物理实验,对砂砾岩中砾石与基质的力学参数进行定量表征,结合数模实验,研究了砾石粒径和力学参数对砾岩整体力学特性的影响规律,结果表明:砂砾岩内部介质力学非均质性极强,砾与砾之间的力学性质差异可超过砾与基质间的力学性质差异,强刚度差异导致砾石与基质的胶结处易形成强应力集中;随着砾径增大,砂砾岩的强度和变形参数呈对数增加,但非均质性增强,强度稳定所需的实验尺寸也增加;砂砾岩的力学参数与对应的砾石力学参数呈对数增长关系,但砾石强度对砂砾岩强度的影响存在一个阈值;砂砾岩力学参数评价需要结合砂砾岩多介质力学信息,在多源信息融合基础上,建立考虑砾石强度、粒径等砾石特征参数的岩石力学测井评价体系,这对推进我国砂砾岩油气资源高效开发具有重要的意义。

    • 低熟页岩油高温开采井筒完整性

      2021, 21(5):1752-1757.

      摘要 (447) HTML (0) PDF 3.57 M (420) 评论 (0) 收藏

      摘要:低熟页岩油是21世纪非常重要的接替能源,低熟页岩油的开采需对地层持续加热,当地层温度升至400℃左右才能裂解产生油气物质,而在长期高温加热情况下会造成完井管串变形损伤、水泥环密封失效等情况,导致井筒完整性失效,影响油气资源安全高效开发。为此,利用有限元分析软件建立了低熟页岩油井筒组合体密封完整性模型,结合水泥石强度试验,开展了高温开采井筒完整性研究。研究结果表明,提高加热器温度及注气压力可有效提高地层加热效果;当水泥石温度大于175℃时,水泥环失效,套管屈服强度降低,采用热应力补偿器可消除套管热应力,确保低熟页岩开采井筒安全环保生产。

    • 复杂力学环境中完井管柱屈曲行为及其防控措施

      2021, 21(5):1758-1763.

      摘要 (427) HTML (0) PDF 3.46 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:复杂力学环境中完井管柱由于处于超高温、高压的环境下,容易发生管柱屈曲,大大影响了管柱的服役寿命。本文基于弹塑性力学理论建立了实际井况下油管柱屈曲行为分析的有限元力学模型,并在此基础上分析了复杂力学工况下管柱的屈曲形态、横向位移等,再针对加扶正器、优化产量以及伸缩管的设计等缓解管柱屈曲措施对管柱屈曲行为的影响程度开展了研究。结果发现:在苛刻工况下,油管柱底部易发生较为复杂的屈曲,从井深5500m~7300m井段的油管柱产生了螺旋屈曲的构型,整段屈曲段长达2400m;本文工况下,伸缩短节数达到6个后,全井段油管柱的屈曲段长度和管柱弯曲应力的减小速率大幅降低,伸缩短节的个数对管柱屈曲及弯曲应力影响大幅减弱。对于复杂环境下气井工况而言,控制产量对管柱屈曲行为改善最为明显,其次为扶正器设计,为提高油管柱寿命及气井完整性提供了技术支撑。

    • 南堡2、3号构造中深层硬脆性泥岩漏失机理

      2021, 21(5):1764-1769.

      摘要 (380) HTML (0) PDF 2.57 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:冀东油田南堡2、3号构造中深层钻井液漏失问题突出,为科学认识其漏失机理,对该区块岩样开展微组构分析及理化性能测试,并结合现场统计资料分析了该区块钻井液漏失机理。研究结果表明:南堡2、3号构造中深层岩性以硬脆性泥岩为主,其水敏性不强,呈现出一定的硬脆性。岩样微裂缝发育,钻井液相沿裂缝侵入,造成岩样整体胶结强度减弱,易产生沿裂缝面的张性劈裂破坏。结合现场资料判断认为该区块漏失主要类型为张开型裂缝性漏失,钻井液侵入地层导致力学强度降低,引发水力尖劈作用而造成地层破碎,导致漏失程度增加。针对南堡2、3号构造复杂漏失原因,提出了针对不同漏失原因的应对措施。研究结果为科学认识该区块钻井液漏失机理,降低钻井成本提供了技术参考。

    • 稠油热采垂直井筒热量损失计算模型与应用

      2021, 21(5):1770-1774.

      摘要 (394) HTML (0) PDF 2.44 M (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于层次分析法的致密砂岩双甜点评价方法

      2021, 21(5):1775-1782.

      摘要 (456) HTML (0) PDF 5.59 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:致密砂岩储层是未来我国油气资源增储上产的重要支柱之一,有效的甜点预测则是致密油气成功勘探开发的重中之重。本文针对致密砂岩储层的甜点评价问题,提出了一套基于层次分析法,结合三维地质模型的综合甜点的评价指标体系、预测方法和工作流程。首先,系统分析致密砂岩储层的特性,总结建立了一套致密砂岩储层甜点评价指标体系;随后,通过地质与工程的综合甜点多信息融合,基于多参数三维地质模型,引入层次分析法进行了符合综合甜点评价需求的改造和融合,实现了基于层次分析法的致密砂岩甜点评价方法;最后,通过X区致密砂岩储层,对方法的有效性和准确性进行了测试。结果表明,本文方法可以实现致密砂岩储层地质甜点、工程甜点和总和甜点的评价。

    • 基于温度与压力双重作用的致密储层渗透率定量评价模型

      2021, 21(5):1783-1788.

      摘要 (356) HTML (0) PDF 2.64 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了建立油气开采过程中,储层渗透率随温度、孔隙压力变化而改变的定量评价模型,假定岩石仅产生弹性变形,根据多孔介质弹性力学理论,推导出岩石孔隙体积和尺寸的应力-应变关系;再应用管流模拟渗流,根据Kozeny-Carman方程得到渗透率随温度、孔隙压力变化的定量计算模型。针对常规渗透率测试存在的问题,改进实验方法,模拟真实储层温度压力条件,开展了岩心力学和渗透率同步实验。研究结果表明,本文模型计算的渗透率损失与实验测试结果吻和良好。模型适用于裂缝不发育的致密岩石在弹性变形范围内的渗透率定量计算。随着油气采出,孔隙压力下降导致渗透率减小,而地层温度降低,导致渗透率增大,这两方面对渗透率的影响具有相互抵消的作用。因此,由于温度、孔隙压力变化引起的储层岩石渗透率总体变化很小,一般不超过±2%。

    • 低渗透油藏动态渗吸机理实验研究及数字岩心模拟

      2021, 21(5):1789-1794.

      摘要 (491) HTML (0) PDF 2.29 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:在低渗油藏的开发过程中,渗吸作用对于产量提升起到重要作用。传统的岩心渗流实验难以从微观的角度较为清晰的描述岩石物性、孔喉分布、岩石组分构成等特征。利用数字岩心技术建立孔隙网络模型,对真实岩心孔隙结构进行渗吸模拟分析具有重要意义。对松辽盆地某区域岩心样品通过综合Micro-CT扫描、数字岩心分析技术,实现低渗储层数字岩心渗吸过程的模拟,与实验室岩心自发渗吸实验对照,结果表明,利用数字岩心技术模拟得到的孔隙度、渗透率参数与实验室测量结果相差较小,提取的孔隙网络模型与真实岩心误差较小,从而可以保证数字岩心得到的两相渗流模拟结果具有较高的可信度,为油藏渗吸作用的机理研究提供了新的思路,对指导实际油藏开发具有重要意义。

    • 开口模型下内腐蚀缺陷管柱剩余抗内压强度

      2021, 21(5):1795-1801.

      摘要 (380) HTML (0) PDF 3.70 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前较少按开口模型研究缺陷管柱剩余抗内压强度,各因素对抗压强度的影响程度缺乏定量分析,较少考虑缺陷宽度、管柱径厚比等因素对强度的影响。本文根据非线性有限元方法,结合正交试验设计,按开口模型分析了内压载荷下缺陷管柱应力分布情况,研究了内腐蚀缺陷长度、宽度、深度、管柱外径、径厚比等参数对管柱剩余抗内压强度的影响规律。结果表明:开口模型下含缺陷管柱抗内压强度低于端部约束模型与闭口模型。缺陷管柱无因次抗内压强度随缺陷深度增加呈线性关系降低,随缺陷长度的增加呈指数关系逐渐降低,抗内压强度随缺陷宽度增加先增大后降低;轴向沟槽形缺陷显著降低管柱的抗内压强度。缺陷深度与长度对无因次抗内压强度影响较大;管柱径厚与缺陷对无因次强度影响较小。以有限元计算结果为依据,建立了抗内压强度多因素预测模型,可为工程上含缺陷管柱抗内压强度评价提供参考。

    • >TJ武器技术
    • 基于随机Wiener过程的火炮身管剩余寿命预测

      2021, 21(5):1802-1805.

      摘要 (582) HTML (0) PDF 1.34 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:身管是火炮武器的重要部分,其性能状态决定了火炮的使用寿命。将随机Wiener过程应用于火炮身管的剩余寿命预测,通过极大似然法估计模型参数,并利用Bayesian方法对参数进行更新,提高参数的估计精度。以某型火炮为应用对象进行寿命预测,得到了不同射弹发数条件下剩余寿命的概率密度函数和可靠度函数曲线,且预测精度随着射弹发数的增加逐渐提高。应用实例表明了本文方法的可行性,对火炮身管寿命预测具有一定的参考价值。

    • 某车载武器系统光电设备自动化保护装置设计

      2021, 21(5):1806-1811.

      摘要 (575) HTML (0) PDF 3.30 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:光电探测或发射分系统的自动化防护设计是提高车载武器装备机动性的重要途径。论文针对某车载武器系统光电设备自动化防护需求,创新设计了一种基于横移翻转机构的自动化保护装置,并给出基于该机构的自动化保护装置结构组成、工作原理、驱动系统选型设计和控制原理;其次,论文使用碳纤维复合材料并阐述了该装置的轻量化技术;最后,论文通过物理样机对自动化保护装置开展了实验评价。结果表明:自动化保护装置轻质美观、刚强度好且横移翻转运动安全平稳;装置闭合时可保证光电设备在运输过程中具有良好的环境适应性,开启时可在方舱顶部迅速平稳展开,保证光电设备在工作过程中无结构干涉、无光路遮挡。本文设计的自动化保护装置满足了武器系统可靠防护和快速状态转换的需求,具有一定的推广应用价值。

    • >TK能源与动力工程
    • 基于博弈论的多能互补综合能源系统规划设计方法

      2021, 21(5):1812-1819.

      摘要 (680) HTML (0) PDF 2.30 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于博弈论构建由热电联产机组、光伏发电和电网组成的多能互补综合能源系统优化规划模型。模型以经济性为优化目标,各参与者容量为决策变量,使系统既能满足用户对冷、热、电负荷的需求又能同时实现收益最大化。根据参与者是否结盟,提出5种博弈模式,证明Nash均衡的存在性,并通过仿真算例得到各模式下的Nash均衡策略。仿真结果表明,在满足负荷需求的同时,与非合作博弈相比,4种合作博弈联盟价值均大于零,且完全合作博弈模式下系统总收益最高。

    • 盐度与浊度对太阳池各层性能的影响

      2021, 21(5):1820-1825.

      摘要 (511) HTML (0) PDF 1.59 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对盐梯度太阳池的盐度和浊度,采用实验与理论分析相结合的方法进行研究。通过建立小型太阳池,得到了不同盐梯度下太阳池各对流层温度曲线;从光学的角度进行理论分析,并与实验数据对比,结果表明:温度变化率随太阳池深度增加而增加,温度变化率在下对流层深度的2/5~3/5处最大;非对流层浊度随盐度、悬浮颗粒粒径及数量增大而增大;太阳池的升温速率与保温性随盐度与浊度的增大而增大,盐度与浊度可以提高下对流层储热性能。

    • 双叉式叶尖结构对风力机流场特性影响的数值模拟

      2021, 21(5):1826-1831.

      摘要 (552) HTML (0) PDF 3.67 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:以波音737MAX机翼的双叉式叶尖结构为风力机叶尖改型设计思路,设计出双叉式叶尖结构风力机,利用CFD进行数值计算,其结果是双叉式叶尖结构风力机叶片压力差、叶尖线速度小于未改型风力机叶片,但上叉与下叉压力差总和大于未改型风力机叶片,增大了双叉式叶尖结构风力机总输出功率,主要影响因素为叶尖开叉角度θ。通过风洞实验验证了数值模拟的合理性,实验和数值模拟表面双叉式叶尖结构风力机尾迹轴向速度损失小于未改型风力机。

    • >TM电工技术
    • 基于改进灰狼算法优化自适应相似日选取的小水电短期预测

      2021, 21(5):1832-1839.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 3.77 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对小水电机组出力预测问题,提出一种基于改进灰狼算法优化自适应相似日选取的小水电预测方法。首先根据小水电的出力规律采用阴历来划分负荷数据,考虑到各因素影响小水电出力的程度是变化的,采用自适应相似日选取方法,并引入改进的灰狼算法来优化各影响因子权重。将筛选出来的相似日样本输入 RBF、 BP网络这两种单一模型分别进行小水电机组出力预测,并将两个模型的预测结果输入经灰狼算法优化的广义回归神经网络进行非线性组合预测。对某地区进行算例分析,本文所提预测模型相较于单一的BP、RBF和未优化的GRNN组合预测模型,平均绝对误差分别降低了3.28%、1.73%和0.29%,验证了所提模型的有效性。

    • 基于干扰观测器的含风电互联电网频率稳定控制

      2021, 21(5):1840-1848.

      摘要 (410) HTML (0) PDF 4.26 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决含风电互联电网中风功率预测与实际风功率之间存在的风功率偏差,以及负荷突增所造成的电网负荷频率波动的问题,文章研究并比较了现有解决方案,提出了一种干扰观测器与反馈控制器复合控制算法。该算法将风功率偏差以及负荷突增等视为集总干扰,设计干扰观测器估计集总干扰,并通过反馈控制器的设计抵消集总干扰的影响,并基于分离原理与线性矩阵不等式求取了观测器以及控制器设计参数,提出了算法定理并验证了稳定性。将所提算法与常用的PID控制算法进行仿真比较,负荷控制算法对风功率偏差与负荷突增构成的集总干扰有着较强的抑制作用,且收敛速度更快,表现出较强的控制性能与鲁棒性。最后通过半物理实验进一步验证了所提算法的有效性与实用性。

    • 计及线路气象随机性的电网电热协调潮流模型

      2021, 21(5):1849-1856.

      摘要 (490) HTML (0) PDF 5.76 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:电热协调(Electro-thermal Coordination, ETC)潮流模型能够同时获得电网潮流和线路温度的计算结果,可为电网运行分析和决策制定提供有力支撑。然而,现有ETC潮流模型忽略了线路气象变化的随机性,无法描述线路气象对电网潮流和线路温度的随机影响。为此,本文提出了一种计及线路气象随机性的ETC潮流模型。该模型首先利用马尔科夫链方法对线路气象进行随机模拟,再以此对导线热平衡方程和潮流方程开展耦合求解,最后得到潮流分布和线路温度变化的统计规律。算例结果表明,所提ETC模型能够反映线路气象随机性对电网潮流和线路温度的影响,同时有效获取电网运行时的线路过热风险。

    • 一种能给出充油电气设备油色谱故障诊断可靠性的神经网络方法

      2021, 21(5):1857-1864.

      摘要 (424) HTML (0) PDF 1.64 M (420) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高基于人工神经网络方法的充油电气设备油色谱故障诊断的准确性同时给出诊断结果的可靠性,基于神经网络理论分析指出了采用不同训练算法、隐层神经元数量、初始权值和阈值训练得到多个网络输出的均值作为诊断结果能提高故障诊断的准确性,根据多个网络输出的标准差可以获得诊断结果的可靠性。根据搜集得到的大量油色谱样本,分别采用振荡传播(resilient propagation, RPROP)算法、共轭梯度法、拟牛顿法和Levenberg-Marquardt算法训练共计得到40个结构相似的神经网络,将训练得到神经网络应用于基于油色谱的充油电气设备故障诊断,同时比较了不同算法的训练时间和诊断结果的准确性。结果表明多个网络输出的平均可提高故障诊断的准确性,根据多个网络输出的标准差可获得诊断结果的可靠性,而且表明神经网络结构相似时4种算法训练得到神经网络具有相近的故障诊断准确性,但从训练时间上看RPROP算法、拟牛顿法和Levenberg-Marquardt算法非常接近,而共轭梯度法的训练时间为它们的6倍左右。同时考虑到Levenberg-Marquardt算法计算速度最快,充油电气设备油色谱故障诊断中可选择它训练神经网络。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 外形隐身改进对坦克目标电磁散射特性的影响

      2021, 21(5):1865-1870.

      摘要 (664) HTML (0) PDF 2.50 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:外形隐身是提高武器装备生存力的重要手段,为研究其对坦克的散射影响特性,提出分析外形隐身对坦克电磁散射影响的研究方法。基于某型隐身坦克,建立了隐身、常规坦克电磁模型,计算了多频、多俯仰角的RCS(Radar Cross Section)及其减缩值,并进行了分析。结果说明,外形隐身技术可使散射曲线向内收敛,并大幅降低坦克模型的散射强度(尤其在前后向角域);频率增加时,隐身模型的前向60度角域RCS均值逐渐减小,而减缩值增大,最高可达26.771 3 dB;俯仰角增加时,采用外形隐身后,前向RCS均值在-18.608 3~-22.060 3 dBsm之间振荡,在0度俯仰角外形隐身效果最好,减缩值可达24.473 4 dB,在其它俯仰角有降低趋势;外形隐身可明显改善坦克前向和后向隐身性能,并具有较强的多频、多俯仰角隐身改进作用。

    • C波段超宽带双极化微带贴片天线的设计

      2021, 21(5):1871-1876.

      摘要 (702) HTML (0) PDF 4.43 M (649) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文设计并仿真优化了基于L探针耦合馈电的C波段超宽带新型±45°双极化微带贴片天线,本文所设计的实现双极化采用的方法是两个正交L探针相互耦合并进行馈电,使得天线所承载的信道容量得到大幅度提升。借助Ansoft HFSS 15.0,完成对所设计的天线进行仿真验证,使得其重合阻抗带宽为38%,即在3.95GHz到5.80GHz之间VSWR≤2。同时,该天线在两个端口分别激励的情况下的平均增益大于9.0dBi。两个端口之间的隔离度大于22dB,交叉极化电平小于-15dB,该天线结构设计简单,可广泛应用于C波段超宽带无线收发通信系统。

    • 一种针对金属刀具的毫米波回波信号分析方法

      2021, 21(5):1877-1883.

      摘要 (510) HTML (0) PDF 2.76 M (599) 评论 (0) 收藏

      摘要:为快速、准确判断出被检测人员是否携带金属刀具,本文提出一种针对金属刀具的毫米波回波信号分析方法。该方法利用小波变换对原始回波信号进行分解和重构,并根据峰值个数来确定该信号是否具有金属刀具特征,能有效减少时间开销,进而提高针对金属刀具目标安检的效率。本文设计仅有刀、圆柱体替代人体、人携刀和人无刀四组实验进行仿真验证。实验结果表明:该方法能够在0.5s内准确判定出具有金属刀具特征的回波信号,达到快速检测金属刀具的目的。

    • 基于压缩感知的Logistic多涡卷混沌保密通信

      2021, 21(5):1884-1890.

      摘要 (419) HTML (0) PDF 3.66 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对异步数字保密通信系统通信安全的问题,提出了基于压缩感知的Logistic多涡卷混沌保密通信方法。首先对一维Logistic映射进行改进,并引入多涡卷思想,生成两段式Logistic混沌映射,然后引入压缩感知理论,通过压缩感知方法实现Bernoulli分布的伪随机序列,得到基于压缩感知信号矩阵的通信模型。实验仿真结果表明,该方法优于Bernoulli随机信号矩阵,提高了重构信号峰值的信噪比,基于该方法的保密通信系统对信道噪声具有较强的抗干扰性和重构信号增益,可以完整还原数字信号,从而进一步证实了基于该重构矩阵信号的数字保密通信系统是有效的。

    • 雷达对抗环境长时间信号模拟的方法实现

      2021, 21(5):1891-1898.

      摘要 (427) HTML (0) PDF 5.96 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决机载自卫对抗系统的动态性能检测需要在长时间、高密度的雷达对抗环境信号进行,现有的仪器设备因数据存储空间的限制,无法满足长时间、高密度的脉冲信号的需求。论文通过建立对抗环境中主要雷达体制信号的数学模型;基于R S?Pulse Sequencer软件及雷达模拟器软硬件实验平台上,通过自定义生成信号脉冲描述字(PDW)的方法,进行雷达对抗环境仿真。仿真结果表明,建立的信号模型的合理性及有效性,生成信号的方法可支持长时间、高密度雷达对抗环境的模拟,具有一定的应用用价值。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于文献计量可视化的中外“建筑信息模型+大数据”研究现状对比

      2021, 21(5):1899-1907.

      摘要 (470) HTML (0) PDF 6.02 M (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:BIM与大数据集成应用为项目智慧化管理提供新方法,该领域近年来深受国内外学者关注。为了更全面了解该领域的研究情况,以Web of Science数据库研究类文献及中国知网数据库期刊文献作为数据来源,运用文献计量可视化方法,以Citespace、Ucnet软件为分析工具,梳理2014—2019年期间发表的文献,绘制可视化知识图谱,从研究热点、研究演进趋势两个方面进行分析。结果表明:国内外BIM+大数据集成研究各有所侧重点,以智能管理和智慧决策为目标,深度集成物联网、云计算、人工智能等新兴技术,服务于智慧城市建设与智慧建造的发展是未来研究趋势。

    • 基于被动式移动架构的室内机器人二维定位方法

      2021, 21(5):1908-1913.

      摘要 (364) HTML (0) PDF 1.70 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前室内定位系统技术成本高、使用环境要求高和算法复杂等问题,设计了一种基于被动式移动架构( Passive Mobile Architecture,PMA)的定位系统。在同一平面内共安装5个超声波节点,机器人充电桩安装2个发送节点(2 Transmitting nodes,2T),机器人安装3个接收节点(3 Receiving nodes,3R),建立2T3R-PMA测量模型,利用到达时间差( Time Difference of Arrival,TDOA)方法测量各发送节点与接收节点间距离,通过测量模型计算得到机器人在机器人充电桩二维坐标系中的位置信息(x,y,θ)T。分析了定位系统的误差来源,并采用分段抛物线插值与温度补偿算法对误差进行了修正。实验结果表明,测量平均定位误差不超过2 cm,验证了系统的实用性。

    • 基于神经网络的切换非线性系统辨识

      2021, 21(5):1914-1921.

      摘要 (414) HTML (0) PDF 2.97 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于神经网络的多个Hammerstein-Wiener模型构成切换非线性系统的在线辨识方法。首先,通过BP神经网络建立切换非线性系统的切换规律预测模型;其次,提出折息递推辨识算法对各个非线性子系统的参数进行辨识。利用关键项分离法对乘积项进行分离,得到各个子系统的参数估计值。最后通过非线性系统辨识实例,并与其他方法进行比较,验证了所提方法的有效性。

    • 基于运动矢量的视频隐写算法

      2021, 21(5):1922-1928.

      摘要 (425) HTML (0) PDF 3.54 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:视频信息隐藏是一种将秘密信息嵌入到视频中实现隐蔽传输的技术。基于运动矢量的视频隐写造成的运动矢量特性异常容易被隐写分析所检测,隐蔽通信的安全性降低。为了保持运动矢量相邻相关性和局部最优性,本文提出了一种基于运动矢量的视频隐写算法能够降低对运动矢量特性的破坏。首先,实验验证已有基于运动矢量的视频隐写算法对运动矢量不同分量的影响存在差异。然后,引入归一化互信息衡量运动分量的相邻相关性,根据载体选择策略选择相邻相关性小的分量作为嵌入载体。最后,定义宏块纹理复杂度作为载体修改的失真代价,利用STC对载体进行信息嵌入。实验结果表明,隐写视频的PSNR和SSIM降低不超过0.4%,一般低于0.25%;比特率增加0.29~2.35%;算法被相关异常特征检测的错误率较高,具有更均衡的安全性。总体来看,本文算法各项性能指标表现良好,具有较好的抗隐写分析能力,隐写视频不可感知性较好。

    • 基于混沌映射和POB编码的密文域可逆信息隐藏

      2021, 21(5):1929-1936.

      摘要 (539) HTML (0) PDF 3.94 M (532) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决运用预测误差扩展算法进行信息嵌入时会造成溢出问题以及加密后图像分块内仍存在一定的相关性问题,提出了基于混沌映射和POB编码的密文域可逆信息隐藏。首先,图像拥有者可以运用混沌映射系统对原始图像进行加密。然后,数据隐藏者对加密图像中的参考像素点与其相邻像素点作差值后,再运用POB编码进行秘密信息的嵌入。最后,接收方不仅能正确提取秘密信息,还能无损地恢复原始图像。实验结果表明,与预测误差扩展算法相比,运用POB编码进行信息嵌入时不仅能够避免移位时造成的溢出,而且会进一步破坏分块内的相关性,使得加密图像的安全性提高。因此,该算法具有更广阔的应用场景。

    • 基于相码模型的汉字表征

      2021, 21(5):1937-1947.

      摘要 (362) HTML (0) PDF 5.58 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决汉语自然语言处理任务中未登录词问题,人们经常利用汉字的笔画、偏旁、拼音等细粒度特征提高模型的学习能力。为找出这类特征的最佳组合,本文通过统计方法研究了汉字的音节、起笔、偏旁、声调、词频、笔画数等特征,提出一种可融合多种汉字特征的跨象限助记符映射模型,即相码模型,该模型可自动实现中文字、词与字母编码间的可逆映射。在字符级模型的文本分类实验中,效果理想。此外,模型生成的编码长度适中,保留了可读特性,可用于特殊场合的文本标注,也能为中文文本提供等量的平行语料数据。可见,该模型是自然语言处理中一个较好的辅助模型。

    • 基于果蝇优化算法的零件图像边缘检测算法研究及应用

      2021, 21(5):1948-1956.

      摘要 (404) HTML (0) PDF 3.90 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现零件图像的边缘检测,针对传统基于微分的边缘检测算法存在边缘点定位不准确、角点漏检等不足,提出一种基于FOA(果蝇优化算法)的零件图像边缘检测算法。该算法首先通过Canny算子得到边缘点的先验知识,再利用希尔伯特变换提取角点信息,以边缘点和角点信息作为启发信息,建立基于FOA的零件图像边缘检测模型,最后通过随机平均移动机制和循环终止条件得到图像的单像素边缘。经实验验证,算法在无噪声边缘检测的条件下,相比传统的Canny算子,在零件图像检测的精度和准确性上有较大提升,可应用于工业零件的高精度无损检测中。

    • 变电站巡检机器人避障方法研究与应用

      2021, 21(5):1957-1962.

      摘要 (459) HTML (0) PDF 1.76 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升变电站巡检机器人的导航避障能力,本文将深度学习技术应用于变电站场景识别中,提出了一种基于深度卷积神经网络的避障方法。该方法联合图像分类和语义分割两个分支来共同辅助机器人导航避障,分类分支通过获取图像全局信息,保证机器人正确行驶方向;而语义分割支路则根据图像局部信息以及机器人前方目标类别,指导机器人准确避障。通过实验表明,本文所提方法可以高效的对图像进行分类和分割,同时,在实际变电站环境中,该方法也能为巡检机器人提供有效的避障信息,实现实时自主避障。

    • 基于PLS-PSO-Elman的飞机燃油流量预测

      2021, 21(5):1963-1973.

      摘要 (446) HTML (0) PDF 5.99 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的Elman神经网络处理高维度、多样本的复杂数据时,将出现一系列问题。例如:网络结构冗余、训练不完善、学习精度差等。这些缺陷不仅会导致网络工作效率低,而且还会使其识别精度差。本文将偏最小二乘回归(PLS)和粒子群算法(PSO)与Elman神经网络相结合,提出了一种基于偏最小二乘回归(PLS)和粒子群算法(PSO)优化的Elman神经网络算法(PLS-PSO-Elman )。该算法通过PLS减少数据维度,获得较为理想的低维数据,达到简化网络结构的目的;然后利用PSO算法优化神经网络连接权重、阈值和隐含层神经元数量,弥补Elman算法训练不完善、学习精度差的缺陷;最后基于PLS与PSO双重优化的新算法对飞机燃油流量进行预测。实验表明,新算法有较高的运算效率与预测精度。

    • >TU建筑科学
    • 细粒含量对中细砂剪切行为的影响

      2021, 21(5):1974-1981.

      摘要 (413) HTML (0) PDF 3.68 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究细粒含量对中细砂剪切行为的影响,在标准中细砂中分别添加不同比例的细粒土,制成5种细粒含量不同的混合粒组试样并进行直剪试验,研究了不同细粒含量和法向应力对剪切行为的影响,并对微观颗粒运动进行了分析。结果表明,不同细粒含量的试样较低法向应力下均出现一定的软化现象,而200kPa法向应力下细粒含量0%、10%和20%的试样则出现硬化现象;不同试样的峰值强度及其对应水平应变、同应变下剪切应力随着法向应力增加而增大;法向应力不超过100kPa时试样摩擦系数随法向应力增大而减小,之后变化幅度不大,试样体积先出现剪缩后逐渐变化为剪胀,其变化幅度以100kPa法向应力为阈值;试样抗剪强度随细粒含量的变化在不同法向应力下具有一定差异,但细粒含量5%和20%通常对应了强度变化曲线的极值点。不同细粒含量中细砂的剪切行为存在明显差异,为实际应用和相关研究提供了一定的理论参考。

    • 地震作用下库区堆积层滑坡失稳机制

      2021, 21(5):1982-1988.

      摘要 (401) HTML (0) PDF 5.96 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究地震作用下库区堆积层滑坡失稳机制,以雅鹊湾滑坡为例,基于Geo-Studio中Quake/W和Slope/W耦合建立数值模型,分析其在地震作用下的稳定性变化和动力响应。在地震作用下滑坡稳定系数在1.199~0.859之间波动,随着库水位由175m降低145m,滑坡稳定性由欠稳定降为不稳定;堆积层越厚的部位,受到地震作用后位移越大,滑带和后缘基岩发生的位移较为一致;监测点峰值加速度随高程的增加而增加,且加速度峰值的出现时间也随高程增加而滞后;坡面峰值加速度受到坡度的影响,监测点坡度发生较大改变时,峰值加速度会相应的减小。分析其在地震作用下的失稳机制,得出堆积层滑坡后缘剪切破坏,表层岩土体沿平行于滑带的滑面滑动,剪出口为库水位淹没的区域,滑坡由表层向深部滑动,最终基岩上覆土体全部滑动破坏,同时滑坡滑移会导致后缘基岩产生临空面,极易发展成为崩塌灾害。

    • 灌注桩超灌监测系统标定方法的优化设计与应用

      2021, 21(5):1989-1994.

      摘要 (374) HTML (0) PDF 2.59 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对混凝土灌注桩超灌高度进行有效控制,基于电阻值的超灌监测智能化系统应运而生。通过多组室内试验测得混凝土、水泥浆、泥浆和水四种介质在不同探针间距和不同桩径下的电阻值,探究四种介质电阻值与探针间距和桩径的关系。在此基础上设计制作了一种便捷的新型标定器,并在施工现场进行了灌注桩试验验证。结果表明:四种介质电阻值均随探针间距的增大而增大,呈一次线性变化趋势;在同一探针间距下,四种介质电阻值基本不受桩径影响。可见使用标定器能够较好地的优化标定环节,且通过现场灌注桩试验,配合超灌监测系统能有效控制混凝土灌注高度。

    • 悬挂式止水帷幕深基坑分级降水开挖变形特性

      2021, 21(5):1995-2001.

      摘要 (420) HTML (0) PDF 4.50 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:在地下水丰富且发育有深厚的透水层的地区,考虑到施工难度以及经济性因素,深基坑的隔水设计往往采用悬挂式止水帷幕。本文基于佛山地铁某深基坑变形实测资料,采用ABAQUS 建立三维流固耦合模型,考虑分级降水开挖的实际工况,研究开挖过程中悬挂式止水帷幕基坑的变形规律。结果表明:地连墙变形在开挖的各个阶段均呈“中间变形量大,两侧变形量小”的鼓胀型。最大侧向位移点在开挖的各个阶段均位于开挖面附近,随开挖深度的增加呈下移趋势。地连墙墙顶位置容易朝着坑外发生变形。坑外地表沉降曲线呈凹槽型,随着开挖深度的增加,最大地表沉降点逐渐远离基坑。在基坑开挖过程中,软土层开挖扰动引起的地表沉降呈减小趋势,由坑内降水引起的地表沉降呈增加趋势,由降水引起的沉降可达总沉降量的一半以上。回灌前后坑外地表沉降分布规律基本一致,均呈凹槽型,采取回灌措施可在一定程度上控制悬挂式止水帷幕地表沉降变形。

    • 基于改进MSD法的软土深基坑支护侧移规律

      2021, 21(5):2002-2010.

      摘要 (338) HTML (0) PDF 4.11 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:软土地层中建造大型深基坑工程时往往面临着较大的风险和挑战,支护结构易发生变形且难以预测。本文对已有的MSD理论进行总结,引入围护结构的弯曲应变能和内支撑的压缩弹性势能,完善基坑变形过程中的能量守恒体系,改进MSD法计算公式,并以济南黄河隧道北岸盾构工作井基坑工程为依托,对软土地层深基坑连续墙的变形进行预测,同时利用有限元分析法进行预测,并将预测结果与现场监测数据进行详细的分析比对,论证改进MSD法+有限元分析法预测体系的可靠性,分析误差来源,提出降低误差的措施,供类似工程参考。

    • 粉土基坑柔性支护结构变形特征

      2021, 21(5):2011-2018.

      摘要 (431) HTML (0) PDF 4.80 M (443) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章以郑州市牛口峪引黄工程干线管道工程工作井基坑为背景,运用Abaqus有限元软件分别建立了粉土环境下摩尔库伦土体和修正剑桥土体的装配式可回收支护结构基坑模型。通过比较分析模型的差异并结合模拟数据与理论计算以及实测数据的对比,对该类型结构支护效果作了定量的描述。结果表明:本文开发的采用修正剑桥土体的装配式可回收支护结构模型能较为真实反映结构受力及变形特性,桩体水平位移最大值仅为3mm,较传统支护水平位移更小;基坑基底最大隆起量仅为12mm。分析结果显示装配式可回收支护结构整体变形较小,结构稳定性较高,可以作为指导粉土地区同类型基坑工程施工的重要参考。

    • 基于三维扫描的钢筋混凝土梁受力状态反演方法

      2021, 21(5):2019-2025.

      摘要 (365) HTML (0) PDF 3.54 M (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁结构的健康关系到国民经济和人民的生存以及社会经济的持续发展,对桥梁开展健康诊断与评估的研究具有重要的理论探索意义与实际价值。以实验室简支梁静力加载实验为数据来源,针对现有健康监测中传感设备的费用高、寿命短、数据接收困难等问题,提出了一种基于三维激光扫描技术的无损非接触检测方法,并结合有限元仿真技术,采用有限元正分析的位移反分析理论反演结构现状下弹性模量、受力状况以及重点监测部位应变,弥补了传统健康监测需表贴应变片、埋设传感器等带来的局限性,且有效降低了成本,为桥梁结构的健康监测与诊断评估提供了一种新方法、新思路。

    • 综合管廊排水系统潜水泵的临界淹没深度

      2021, 21(5):2026-2033.

      摘要 (360) HTML (0) PDF 2.68 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合管廊设有雨水渗透、外部通风口、人员进出口、投料口等外部开口,一旦发生紧急进水,排水系统是保障管廊安全运行的重要附属设施。本文通过对北京、上海及海口等管廊考察,确立了典型管廊排水系统示意简图,建立了集水坑排水模型,使用计算流体动力学软件对排水过程进行模拟,探究了潜水泵的临界相对淹没深度,提出了一个新的廊内集水坑理想条件、入口速度恒定和入口速度连续变化三种工况下的经验公式,并将该经验公式与常用的三种经验公式(Knuass公式、Hecker公式和何耘公式)进行详细对比讨论,可为管廊排水系统集水坑的设计、潜水泵的布置与安全评价的决策提供指导性建议。

    • >U交通运输
    • 关于北京市感知价值对共享单车出行选择影响的调查分析

      2021, 21(5):2034-2041.

      摘要 (583) HTML (0) PDF 1.40 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国城市化进程的发展,城市交通拥堵日益严峻,共享单车作为一种绿色环保的出行方式,对解决最后一公里问题,促进公共交通和减少私家车使用起到了重要作用。本文把行为经济中的感知价值因素引入到共享单车出行选择分析框架中,把反映出行者感知利得和感知利失的潜变量以及刻画骑行者个人特征和出行特征的显变量统一纳入到离散选择潜变量混合模型(ICLV,Integrated Choice and Latent Variable),以期发现感知利得(包括感知节约、感知激励、履行社会规范)和感知利失(包括转换成本和感知风险)心理权衡过程对出行者出行选择的量化影响水平,从而提出激励共享单车出行选择的助推交通政策。本文通过焦点小组访谈形成了感知价值维度量表,在专家评估与测试基础上得到最终量表并进行了量表前测,然后针对北京共享单车出行者发放回收了702 份SP调查有效问卷,在对相关数据实证分析基础上得到如下主要结论:①收入,偏好以及衔接性正向显著影响出行者共享单车出行选择行为;②男性比女性更愿意选择共享单车出行;③在出行目的也显著影响出行者共享单车出行选择行为;④在感知价值方面,感知利得正向影响通勤者共享单车出行选择行为,其中,其中感知时间节约,沿途风景欣赏,资源节约显著影响;感知利失负向显著影响出行者共享单车出行选择行为,其中转换心理成本和感知信息风险会显著影响。

    • 大型活动散场期间地铁车站短时进站客流预测

      2021, 21(5):2042-2048.

      摘要 (408) HTML (0) PDF 2.61 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型活动散场期间的地铁车站客流属于可预知的非常规客流,采用常规客流的统计预测方法难以准确预测其客流需求。本文基于深度学习,将历史客流规律、大型活动数据与实时AFC数据相结合,提出了一种适用于大型活动散场期间地铁车站的短时客流预测模型。论文首先对历史客流数据进行了拆分及降噪处理,并分析了活动客流特征。之后,基于深度学习框架构建多层结构的卷积神经网络,拟合活动客流特征与客流时空分布的映射关系,并选取Adam算法优化训练过程,以适用于活动散场时客流集中进站的情况。最后,以北京地铁奥林匹克公园站为例,利用实测数据验证了模型的准确性。预测结果表明:本文建立的Adam-CNN模型相对于常用时间序列方法ARMA和传统神经网络SGD-CNN模型具有更高的精度,能够为大型活动的组织提供更为有利的支持。

    • 基于未确知测度理论的露天孤石群爆破效果与安全性评价

      2021, 21(5):2049-2054.

      摘要 (402) HTML (0) PDF 1.53 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据露天孤石群使用爆破法处理时,爆破效果与安全性存在不确定性的特点,通过运用以信息熵计算指标权重的未确知测度理论分别构建露天孤石群爆破效果与安全性综合评价模型,然后结合相关工程实例,对采用爆破法处理孤石群的效果与安全性进行综合评价。其结果表明:基于未确知测度理论的建立的露天孤石群爆破效果和安全性评判模型,并应用信息熵计算指标权重和采用置信度作为识别准则时,既使得爆破效果与爆破的安全性定量化,而且其评定结果更符合实际,并为类似工程孤石群处理方法的选择与安全提供了较为可靠的理论决策依据。

    • 拉索损伤下的斜拉桥状态分析和损伤识别

      2021, 21(5):2055-2060.

      摘要 (384) HTML (0) PDF 3.07 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某在建双排单索面三塔四跨斜拉桥为工程背景,利用有限元软件,通过静力分析的方法,研究不同长度、不同位置的拉索损伤对全桥索体索力、主梁线形变化的影响规律,为此桥将来健康监测设备的布设和构件的维修加固提供科学依据;通过引入曲率模态理论和灰色度相关理论,对测量信息不完备的结构系统进行拉索损伤识别方法的研究。研究结果表明,10号塔右侧和12号塔左侧拉索损伤时对结构内力的影响最大;当多根拉索同时发生损伤时,拉索的横向对称损伤对结构的影响最大,原点对称损伤影响最小,如若进行换索施工,建议采用原点对称的方式进行;提出了索力指标和曲率位移指标的双指标损伤识别方法,并通过算例成功的实现了损伤拉索的定位。

    • 浅埋偏压对连拱隧道施工力学效应的影响及处治措施

      2021, 21(5):2061-2068.

      摘要 (400) HTML (0) PDF 6.45 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:浅埋偏压赋存条件是诱发连拱隧道大变形灾害的重要因素。以某浅埋偏压公路连拱隧道工程为背景,通过数值模拟方法对比分析不同开挖方案条件下偏压连拱隧道围岩、支护结构及曲中墙力学行为变化规律,并结合具体工程实例分析偏压洞口失稳灾害原因及处治措施。研究结果表明,围岩水平位移和竖向位移呈非对称分布,施工阶段埋深较大侧围岩变形受偏压荷载作用影响更为显著;不同开挖方案条件下中墙水平应力分布差异不明显,而竖向应力分布差异较大,中墙墙脚(拱脚)位置出现水平压应力集中现象;方案Ⅱ条件下隧道初期支护拱顶水平和竖向位移均约为方案Ⅰ的1.40倍以上,且方案Ⅱ更易引起埋深较大侧隧道中墙墙体因遭受附加偏压荷载作用而发生压裂破坏;针对浅埋偏压洞口大变形诱发原因,给出相应的防治措施,加固处治效果显著。研究成果可为浅埋偏压隧道施工变形控制和灾害防治提供科学参考。

    • 水-热耦合作用下严寒地区高速铁路隧道温度场分布规律

      2021, 21(5):2069-2078.

      摘要 (393) HTML (0) PDF 6.95 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究严寒地区高速铁路隧道修筑后,衬砌背后围岩冻结引发的隧道冻胀病害问题,以吉图珲客运专线榆树川隧道为例,综合考虑了水分迁移和冰-水相变潜热对衬砌-围岩热传导的影响,建立了围岩冻结过程中的水-热耦合模型,结合现场实测大气温度,利用有限元法对榆树川隧道温度场进行了计算,得到了严寒地区隧道温度场的分布规律,确定了隧道发生冻结的最不利位置和最不利时间,并建立了隧道最大冻结深度与大气年平均温度之间的关系,分析了保温层对隧道防冻的作用,给出了保温层厚度和导热系数与隧道冻结深度的关系,提出了防止榆树川隧道发生冻结的保温层导热系数和厚度的建议值。

    • 轨道线路调整后考虑习惯影响的居民出行方式变化

      2021, 21(5):2079-2084.

      摘要 (359) HTML (0) PDF 1.49 M (392) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究轨道线路调整下居民的出行选择行为,本文从出行决策机理入手,考虑并量化个体出行习惯对方式选择的影响,构建了包含动态效益变化感知函数的NL(Nested Logit)模型,并通过案例验证了模型的可行性和有效性,进一步分析模型中习惯参数对决策的影响,提出优化策略。结果表明,线路调整对轨道交通选择概率的影响最大,公交其次,小汽车最小,且对不同OD(Origin and Destination)的影响存在差异;个体出行习惯则会削弱这种影响,表现为对行为变化的抑制,模型中阈值越大,个体保持习惯方式出行的概率越大;方式依赖程度越大,个体越难以向具有更高效益的方式转移,且随着阈值的增大,方式依赖程度对决策结果的影响逐渐增大。通过配套政策措施的完善,能有效发挥线路调整的作用,减小习惯对决策结果的影响。

    • >V航空、航天
    • 直升机自转飞行的最大过载系数试飞验证

      2021, 21(5):2085-2092.

      摘要 (412) HTML (0) PDF 4.53 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了验证直升机自转飞行的最大过载系数,首先从直升机最大过载系数理论估算模型入手,分析最大过载系数的关键影响因素;其次,通过对模拟自转下滑和俯冲拉起试飞方法的研究,确定自转情况俯冲拉起的初始试验高度、自转进入速度以及纵向重心位置;最后,提出了一种自转情况俯冲拉起试飞方法并经飞行试验验证,结果表明:该方法能够验证直升机自转飞行的最大过载能力;获取的过载系数随拉杆量、旋翼转速的变化关系曲线与理论分析吻合。这对试飞工程师和试飞员理论、驾驶技术培训具有较高的科学研究和推广应用价值。

    • 进气道旋流畸变地面模拟与测量试验

      2021, 21(5):2093-2098.

      摘要 (446) HTML (0) PDF 3.85 M (464) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于飞行试验的应用特点,提出了进气道旋流畸变测试方法和评定指标,以某发动机试车台为试验平台,搭建了旋流模拟与测量系统,进行了整体涡旋流、对涡旋流、局部涡旋流的模拟与测量试验,验证了旋流模拟、测量方法与评价指标的有效性。建立三维数值模型进行了相应工况数值计算,并将试验结果和数值计算结果进行分析对比,发现结果吻合良好,误差较小。研究结果表明:研制的旋流发生器可模拟出不同涡结构和强度的旋流畸变,其中整体涡强度可达17度;提出的旋流测量方法行之有效且精度较高,旋流评定指标合理可行,能够较为直观地反映出旋流流场的强弱和结构,可应用于飞行试验。研究结果为后续型号进气道旋流畸变试飞提供了技术储备。

    • 通用机场体系地理空间结构形态

      2021, 21(5):2099-2104.

      摘要 (389) HTML (0) PDF 2.35 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:通用机场是通用航空活动的重要载体,研究其空间结构形态对通用航空的发展具有重要意义。本文利用威尔逊模型和ArcGIS的空间分析工具,从区域通用航空资源强度,通用机场综合能力及吸引力三个方面对美国西南地区通用机场体系地理空间结构进行细致探析。研究发现:通用航空资源强度东部高于西部,这与人口经济、自然资源、农林分布相一致;基于综合能力的通用机场核心-边缘状分布格局较为明显,呈现俱乐部趋同现象;基于吸引力的通用机场集聚程度高,空间分布不均匀,主要集中在大都市区、人口密集区、大都市连绵区及墨西哥湾沿岸工业区;通用机场的分布与地区市场需求表现一致,以经济和人口为依托,大都市区的通用机场航空活动量明显高于其他区域。

    • >X环境科学、安全科学
    • 磷酸镁水泥固化铜污染土的工程特性

      2021, 21(5):2105-2111.

      摘要 (601) HTML (0) PDF 2.61 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同水泥固化重金属污染土的处理效果和工程特性,取掺Cu2+的高岭土作为研究对象,考虑磷酸镁水泥(MPC)掺量、养护龄期、初始铜离子浓度三种因素,研究了MPC固化后重金属铜污染土的固化效果及特性。基于无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,分析了三种因素对固化铜污染土的强度和微观结构的影响,并得到固化土抗压强度与内部孔隙所占百分比之间的关系。无侧限强度试验结果表明,MPC固化铜污染土的效果显著;随着MPC掺量的增多和养护龄期的增长,固化土的抗压强度增大;随着初始铜离子浓度的增大,固化土的抗压强度减小,且当污染土中铜离子浓度过高时,固化效果降低。微观试验结果表明,固化过程中既有物理包覆又有化学反应,随着MPC掺量的增多、养护龄期的增长,固化土的孔隙百分比降低,结构变得更加致密,随着初始铜离子浓度的增大,孔隙所占百分比增大,土体结构变得疏松,固化土体强度降低。

    • 反渗透技术处理含Pu废液的影响因素分析及应用

      2021, 21(5):2112-2116.

      摘要 (580) HTML (0) PDF 2.23 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究反渗透技术处理含Pu废液的可行性及影响因素,对含Pu废水的处理提供指导,进行了系统的反渗透实验。结果表明:膜通量随着温度和压强的提高而提高;截留率随着压强、原水活度的提高而提高,随着温度的提高而降低,在pH值为膜的等电点附近时最低;在实际废水处理中,反渗透装置始终保持稳定运行15小时,共净化处理废水8 L,产水达标。可见反渗透技术对含Pu废液的处理具有良好的效果及重要的应用价值。

    • 碱协同介质阻挡放电等离子体破解污泥

      2021, 21(5):2117-2122.

      摘要 (546) HTML (0) PDF 3.49 M (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过响应曲面法分析研究Ca(OH)2与介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体对污泥破解的协同作用并推测其可能机制。结果表明:仅使用Ca(OH)2破解污泥,投加量在300 mg/gMLSS时,得到较好的破解效果,反应60 min后,污泥SCOD(溶解性化学需氧量,Solluted Chemical Oxigen Demand)、蛋白质、多糖释放量分别为836.00、296.11、64.21 mg/L;仅使用DBD等离子体处理污泥,破解效果与放电电压、放电时间呈正相关关系。碱协同DBD等离子体破解污泥效果优于单独破解,通过实验和模型预测放电电压10.29 kV,放电时间24 min,碱投加量288.77 mg/gMLSS,碱处理时间60 min为最佳联合破解条件,该条件下SCOD为2021.03 mg/L。推测液相OH-(氢氧根离子)提高了O3氧化能力和效率,同时碱对纤维与脂类的溶解易于活性物质的破壁作用。

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