• 2022年第0卷第21期文章目次
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    • >R医药、卫生
    • 紫藤化学成分和药理活性研究进展

      2022, 22(21):9005-9016.

      摘要 (303) HTML (0) PDF 6.74 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:紫藤是豆科紫藤属植物,作为观赏植物在我国多地有栽培。在民间,紫藤常常被用于治疗腹水浮肿、关节肿痛、通风、小便不利等病症。前期研究表明紫藤含丰富的化学成分,包括萜类、黄酮类、酚类、生物碱、凝集素类、有机酸等;紫藤的粗提物和单体成分表现出多种药理活性,如抗氧化、降血压、抗癌、抗病毒作用、抑菌作用、凝集作用等,说明紫藤具有重要的药物研究价值。然而,迄今为止有关紫藤化学成分和药理活性研究的工作仍未见综述报道,因此,本文首次对紫藤的化学成分和药理活性的研究进行系统综述,将为更深层次的开发利用紫藤药材资源提供理论依据。

    • >TK能源与动力工程
    • 风力发电机叶片覆冰状况及防冰除冰措施

      2022, 22(21):9017-9024.

      摘要 (279) HTML (0) PDF 3.50 M (732) 评论 (0) 收藏

      摘要:适用于寒冷气候条件的风力发电机研究已成为可再生能源领域广为重视的方向。针对环境因素、翼型、风机型号和运行状态等多因素协同作用下的叶片覆冰特性,依据能量分配理论和叶片表面温升特性,论述了主动防冰除冰技术的结构、热载荷分布以及能量传递方式。被动防冰除冰技术中,具有水滴自去除效应的涂层优势显著,依据涂层的防冰机理、导热导电性和化学稳定性等方面,论证其应用在风力发电机叶片上的可行性。最后,防冰涂层与电加热结合构成的复合防冰除冰结构,有效降低能耗、减少回流水结冰,但在涂层表面润湿性转变、导热率和耐久性等方面的研究尚存一定的争议,将是未来主要的研究方向。

    • >P天文学、地球科学
    • 共和盆地恰卜恰地区新近系地下热水化学特征

      2022, 22(21):9025-9033.

      摘要 (131) HTML (0) PDF 11.04 M (973) 评论 (0) 收藏

      摘要:位于青藏高原东北缘的共和盆地地热资源丰富、种类齐全,既有中低温水热型又有高温干热型地热资源。但两者间的相关关系研究目前还相对较弱。本文以共和盆地恰卜恰地区新近系地热系统为研究对象,通过选取对水样的分析估算深层地下热水水化学特征及热储温度、循环深度,从而推测研究区新近系地热系统的成因模式,探索干热型和水热型地热系统相互影响关系。分析结果表明:该区地下水优势阳离子为Na+,占比多超过90%,水化学类型主要为Na-Cl·HCO3型、Na-HCO3·Cl或Na-Cl·HCO3·SO4,经过较长的径流路径和较慢的水循环过程,水岩作用程度较高,属地下水径流的末端或排泄区;通过化学温标估算研究区新近系热储温度为71~134 ℃,地下热水的循环深度为1 300~2 200 m,深于研究区花岗岩结晶基底顶面埋深;研究区新近系地热系统主要热源为深部高温干热岩体,新近系含水层地下水受深部高温花岗质岩体热传导导热加热升温,第四系地层为盖层,起到隔热保温作用,形成中低温地热系统。研究结论加深了干热岩地热系统对浅部水热型地热系统影响的认识。

    • 基于可控源音频大地电磁法的场源影响校正新方法

      2022, 22(21):9034-9043.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 7.86 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于一维正演模拟,对可控源音频大地电磁法(CSAMT)实测资料处理的场源影响校正问题进行了研究。通过计算远场因子与发射频率、收发距和大地电磁阻抗倒数模三者乘积(综合因数)的关系,实现了简洁有效的查表场源影响校正方法。同时,为提高校正方法解决实际生产问题的能力,又开展了视电阻率数据场源影响校正与反演处理协同联进策略(即反演递归校正法)的研究工作,从而进一步提高了数据处理效果;考虑到反演递归校正处理方法,受初步校正结果影响较大,本文又提出了设计层状背景模型的校正方案,即在工作区前期地质与物性等资料综合研究成果的基础上,通过对工区地质—地电模型的构建,来进一步提高CSAMT实测资料的场源影响校正效果,并经由理论模型算例和实测数据处理验证了方法的可行性和有效性。

    • 混凝土非均匀性对超声波衰减作用的模拟分析

      2022, 22(21):9044-9053.

      摘要 (144) HTML (0) PDF 16.65 M (3265) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解超声波在混凝土中的衰减特征和混凝土随机非均匀性的对应关系,首先,基于数字图像处理技术以混凝土骨料的含量、粒径为变量,建立了混凝土的数字模型;其次,引入Kelvin-Voigt本构关系表征超声波传播过程中的粘弹性;再次,应用谱比法分别测量了骨料和水泥砂浆的品质因子参量,并将其引入超声波控制方程;最后,在此基础上采用交错网格有限差分方法模拟了超声波在混凝土中的传播,并从能量和频率角度分析了骨料粒径、骨料含量、水泥砂浆波速和品质因子等随机参数对混凝土中超声波传播的影响。研究结果表明:超声波散射衰减对混凝土随机性最为敏感,是造成超声波能量衰减的主要衰减模式;粘弹性虽然会进一步造成能量的衰减,但是相比于散射其影响可以忽略;对混凝土进行超声波无损检测的建议入射频率为50-100 kHz。研究为建立混凝土性能特征和超声波传播参数之间的映射关系提供了有益参考。

    • >R医药、卫生
    • 基于脑电的温度阶跃变化环境下的人体热舒适研究

      2022, 22(21):9054-9060.

      摘要 (231) HTML (0) PDF 5.21 M (2032) 评论 (0) 收藏

      摘要:热环境作为评价建筑物理环境的重要部分,影响着人的工作效率和情绪变化。不同环境温度下的脑电信号与人体主观投票相结合是一种评价热舒适的新方法。本研究选取14名身体健康的成年人在人工气候室经历由低温15°C分别突变到18°C、24°C和30°C三个过程,通过快速傅里叶变换,将温度阶跃变化环境下测得的脑电信号转化为脑电频谱功率值,与主观投票和额头温度相结合,进一步探究脑电各分区和各波段与热舒适的相关性。研究表明,额叶区频谱功率值变化可作为人体热舒适的评价指标,频谱功率值与热舒适显著相关,且随着舒适程度的增加而降低,当温度突变到接近人体中性温度24°C时,功率值最低。同时发现与热愉悦情绪和注意力有关的额叶区θ波段功率值随着舒适程度的增加而增加,当温度突变到24°C时,θ波相对脑电功率变化最明显,增加了20%左右。

    • >S农业科学
    • 2020年调水调沙工程实施期间黄河口海域浮游动物群落结构特征

      2022, 22(21):9061-9070.

      摘要 (120) HTML (0) PDF 13.62 M (4465) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解调水调沙工程对黄河口海域浮游动物群落结构的影响,通过分析2020年黄河调水调沙工程实施前、中、后期对黄河口海域7个断面23个监测站位进行的3个航次浮游动物调查资料及同步调查环境因子数据,对该海域浮游动物群落结构及其与环境因子的关系进行了研究 。结果显示:共采集浮游动物34种,隶属于9个门类,其中桡足类和浮游幼体种类数最多;强壮滨箭虫(Sagitta crassa)和长尾类糠虾幼体(Macrura mysis larva)是海域的绝对优势种;调水调沙工程实施前、中、后期浮游动物平均丰度分别为58.09 ind/m3、22.12 ind/m3和11.13 ind/m3,平均生物量分别为1 254.13 mg/m3、262.12 mg/m3和8.50 mg/m3,总体呈现近岸高于远岸的分布特点;浮游动物多样性指数较低;对浮游动物影响最显著的环境因子为叶绿素a浓度和水深。研究表明:2020年调水调沙工程实施期间黄河口近岸海域浮游动物丰度和生物量呈递减趋势,优势种更替明显,调水调沙工程对浮游动物的影响大于断面对浮游动物的影响。

    • >TB一般工业技术
    • 铜网防护层构型对复合材料层合板雷击烧蚀损伤的影响分析

      2022, 22(21):9071-9080.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 21.34 M (1959) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同构型铜网防护层对于复合材料的雷击防护效果,基于热电耦合方法建立了含铜网防护层的复合材料层合板模型。首先研究了菱形铜网层合板的抗雷击烧蚀效果,并与试验结果进行对比;随后分别对含菱形、圆形及正六边形三种构型铜网防护层的复合材料层合板进行了雷击仿真模拟,分别施加D、A和A+D三种雷电流波形评估了不同雷击分区下的铜网防护效果。研究结果表明:不同几何构型铜网的防护能力有所差异,在2B区域正六边形铜网的防护效果较好,在1A和1B区域菱形铜网的防护效果较好;综合三种电流波形下的平均防护效果,相比未防护层合板,含菱形、圆形及正六边形铜网层合板的雷击损伤分别减少89.1%、81.9%和85.6%。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 基于犹豫模糊方法的煤矿应急物资仓库选址评价

      2022, 22(21):9081-9086.

      摘要 (134) HTML (0) PDF 1.99 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤矿应急救援物资仓库合理的选址能够减少物资运输时间,提高救援效率。但仓库选址受到多种因素的影响,是一个极其重要的多元决策问题。为此,本文提出一种新的应急救援物资仓库选址评价指标体系,基于OWA算子计算指标权重,并与犹豫模糊方法相结合,构建了应急救援物资仓库的选址评价模型,为仓库选址决策提供参考。经实例验证,基于犹豫模糊方法的评价模型可全面评估选址结果的优劣性,针对性地指出仓库选址存在的问题,为选址类问题提供一种新的解决方法。

    • 煤矿开采覆岩离层注浆浆液配比优化试验研究

      2022, 22(21):9087-9094.

      摘要 (108) HTML (0) PDF 5.24 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:覆岩离层注浆充填技术是一种煤矿绿色开采新技术,能有效控制离层上方的地表沉陷,对保护地表建筑物安全及生态环境稳定具有重要意义。为了探究离层注浆浆液最优配比,本文选取水固比、固相比、水玻璃掺量和悬浮剂掺量四个浆液性质的主要影响因素,采用正交试验和单因素试验的方法探究各因素对浆液的比重、粘度、析水率和结石率的影响。试验结果表明,水固比是控制浆液性质的主控因素。其他影响因素中,固相比对粘度影响较大,水玻璃掺量对析水率、结石率影响较大。单因素实验中,各电厂粉煤灰浆液随水固比减小,浆液析水率减小,结石率增加,粘度增加,即浆液中粉煤灰质量比越大,浆液稳定性、填充效果越好,但扩散半径越小。随着水固比减小,达到某一水固比值后,浆液粘度将显著增大。不同电厂粉煤灰浆液性质不相同,因此在注浆前对拟用粉煤灰进行试配是必要的。

    • >TE石油、天然气工业
    • 致密砂岩裂缝填充识别及其测井响应特征——以鄂尔多斯盆地镇泾油田延长组为例

      2022, 22(21):9095-9104.

      摘要 (150) HTML (0) PDF 17.66 M (2479) 评论 (0) 收藏

      摘要:裂缝是否存在矿物填充对致密砂岩储层评价与开发有重要影响,准确识别裂缝的填充情况有助于更好的评价和开发致密砂岩储层。通过岩心观察和成像测井分析总结裂缝的产状、填充矿物和填充程度;针对研究区主要岩性细砂岩和粉砂岩中主要发育方解石填充裂缝的情况,选取裂缝敏感的测井参数,通过交会图分析和正态分布分析,总结了有填充裂缝和未填充裂缝的测井响应特征,对比了有填充裂缝和未填充裂缝的测井响应差异。结果显示,感应测井对裂缝有填充和未填充响应有明显差异,孔隙度测井系列对裂缝有填充和未填充有一定的响应差异,岩性测井系列响应差异最不明显。通过提取裂缝敏感参数,构建曲线变化幅度参数(FIA)和曲线变化率参数(FIR),进而构建裂缝有未填充的综合指数(FFA)识别方法。将响应特征和识别方法应用于研究区2口井,结果表明该方法对裂缝有未填充的综合识别率达76%。该响应特征和识别方法可为致密砂岩裂缝填充评价提供新思路,完善裂缝致密砂岩储层的评价方法。

    • 致密砂岩气井气水两相产能预测半解析模型

      2022, 22(21):9105-9114.

      摘要 (162) HTML (0) PDF 6.30 M (612) 评论 (0) 收藏

      摘要:致密砂岩气井产能预测受气水两相流特征和裂缝渗流参数影响大,相比于数值模拟,基于解析模型的产能预测计算快、应用较广,但传统的解析模型在处理两相渗流方程非线性问题时简化过大,造成动态分析结果误差较大。针对这一问题,本文考虑了储层和裂缝中的气水两相流动特征,利用三线性流模型表征压裂缝及储层应力敏感性,建立了致密砂岩气井气水两相产能预测模型。将流动物质平衡方程与牛顿迭代法结合,利用平均地层压力逐步更新渗流模型非线性参数,并通过逐次迭代将气水两相模型线性化,获得了模型的半解析解。通过与商业数值模拟软件结果对比以及矿场实例应用验证了模型的准确性,并绘制了气水两相产能预测曲线,分析了敏感性参数对产能的影响规律。研究结果表明,所建立的半解析求解方法能够高效地处理气水两相非线性渗流问题,快速准确地获取致密气井产能预测曲线;致密储层产水严重影响了气井产能,合理的裂缝参数对提高气井产能至关重要;气藏开发过程中应合理控制生产压差,降低应力敏感效应对致密气井产能的影响。

    • 致密油注气吞吐优化

      2022, 22(21):9115-9121.

      摘要 (255) HTML (0) PDF 10.09 M (459) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,注气吞吐成为致密油体积压裂水平井衰竭式开采基础之上的一种有效的提高采收率的方法。本文通过数值模拟新疆玛湖地区玛131井区典型井注气吞吐过程,对该过程机理进行分析,对相关参数进行优化。首先,建立体积压裂水平井的组分油藏数值模拟模型。接着,对不同的注气量、不同的注入时长、不同的注入气体以及不同闷井时间进行了数值模拟。最终,通过对累计产油量和油藏平均压力的分析,优选合适的注气方案。结果发现,保持油藏压力在地层破裂压力以下并尽可能增加每轮次注气量可提高采收率,注入时长对采收率影响微弱,注入气体组成对吞吐效果影响巨大,闷井时长对采收率影响微弱。最终给出了该致密油藏优化的注气方案的建议。总之,数值模拟可以对致密油注气吞吐过程进行分析和优化,对生产实践具有一定的参考意义。

    • 压裂液黏度对水力压裂破裂压力及破裂形态的影响

      2022, 22(21):9122-9128.

      摘要 (292) HTML (0) PDF 8.59 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着非常规油气开发需求的增加,水力压裂技术作为油气增产的关键技术受到广泛关注。根据现场压裂结果显示,压裂液黏度作为易于调整的工程参数会对储层改造效率造成重大影响。为了探究压裂液粘度对水力压裂效率的影响,系统开展了不同压裂液黏度作用下砂岩室内水力压裂试验,,揭示了压裂液黏度对水力压裂破裂压力、破坏形态的影响及内在机理。试验结果表明:低粘度压裂液将产生两翼平直窄裂缝,高黏度压裂液将形成单翼宽裂缝或分支裂缝。随着压裂液黏度升高,水力压裂过程中由于滤失产生的孔隙压力减小,破裂压力升高。本文通过试验结果得到了考虑压裂液黏度的计算式,对水力压裂参数设计具有指导意义。

    • 致密储层水力压裂裂缝几何形态地质影响因素及控制方法

      2022, 22(21):9129-9136.

      摘要 (122) HTML (0) PDF 15.91 M (474) 评论 (0) 收藏

      摘要:水力压裂是致密储层有效开发的主要技术之一,得到油田的广泛应用。水力压裂裂缝几何形态影响因素研究,是致密储层压裂成功的关键,因此,本文以大庆致密储层为例,采用Abaqus有限元软件进行了模拟计算,研究了油藏储隔层最小水平地应力差,弹性模量差,泊松比差和抗拉强度差对裂缝几何形态的影响,研究结果表明:储隔层最小水平地应力差,弹性模量差和抗拉强度差对裂缝的几何形态和扩展有较大的影响;而泊松比差对裂缝几何形态的影响微乎其微。本文通过低温冷却和增加人工隔层等方法对裂缝几何形态的控制分析,为现场压裂施工提供了基础。

    • 预应力碳纤维修复含裂纹钢板的应力强度因子分析

      2022, 22(21):9137-9143.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 7.60 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:海洋平台作为海上油气勘探开发生产的重要装备,随其服役期临近设计使用寿命,平台在多种载荷的作用下已存在多种形式的裂纹缺陷,对其开展修复加固研究以延长服役期是降本增效提质的有效措施。碳纤维复合材料(CFRP)凭借其优异的力学性能,可应用于海洋平台的修复加固技术,从而达到延长服役期的目的。本文建立了CFRP修复含裂纹钢板有限元模型,结合线弹性断裂力学,验证了模型的可靠性,考虑了预应力对修复效果的影响,进行了以裂纹尖端应力和应力强度因子为评价指标的仿真分析研究,并拟合了CFRP上预应力与应力强度因子之间的变化关系。研究表明: CFRP可以减小裂纹尖端的应力和应力强度因子,CFRP对含裂纹钢板有良好的修复效果;并且裂纹尖端的应力强度因子随着CFRP上预应力的增大而减小,预应力的施加可以增强CFRP对含裂纹钢板的修复效果;此外,CFRP上预应力与应力强度因子之间存在线性关系。

    • >TM电工技术
    • 永磁同步电机改进模糊超螺旋滑模观测器设计

      2022, 22(21):9144-9151.

      摘要 (199) HTML (0) PDF 4.75 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统超螺旋滑模观测器(super twisting sliding mode observer,STSMO)转速估计策略中存在的高频抖振和鲁棒性差等问题,提出一种改进模糊超螺旋滑模观测器的永磁同步电机转速观测方法。首先,运用归一化前馈锁相环提取转子位置和转速,避免系统在转速斜坡给定时出现观测误差累积现象。其次,将超螺旋滑模观测器与模糊控制器相结合,引入模糊规则对滑模增益进行在线整定,提高系统观测精度及鲁棒性,抑制高频抖振。最后,通过Matlab/Simulink仿真软件对所提策略进行验证,仿真结果表明:相较于传统超螺旋滑模观测器,所提出的改进模糊超螺旋滑模观测器策略下系统整体观测精度高,抖振现象得到抑制。当受到外部负载扰动或内部参数摄动时,系统鲁棒性强。

    • 配电网单相接地期间电压互感器直流偏磁机理及抑制措施分析

      2022, 22(21):9152-9158.

      摘要 (97) HTML (0) PDF 5.08 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决单相接地期间中性点不接地配电网电压互感器直流偏磁,导致励磁电流畸变过电流,谐波、振动、损耗和发热增加等,造成电压互感器故障、一次侧熔断器频繁熔断和危害配电系统的问题。通过瞬时对称分量法求解了故障期间电压互感器励磁电流表达式,分析了电压互感器直流偏磁的产生机理,提出了一种考虑灭弧的直流偏磁抑制措施,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了中性点不接地配电网,针对单相接地引起电压互感器直流偏磁的影响因素及抑制措施的有效性进行仿真。结果表明,铁心饱和、故障相角是影响电压互感器直流偏磁的重要因素,所提措施能够有效抑制直流偏磁过电流的发生。

    • 具备故障电流阻断能力的改进型子模块及特性

      2022, 22(21):9159-9166.

      摘要 (78) HTML (0) PDF 5.51 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:实际工程中如何实现直流故障电流的阻断是基于模块化多电平换流器(multilevel modular converter,MMC)的柔性高压直流输电(flexible high voltage DC transmission based on MMC, MMC-HVDC)系统中亟需研究与解决的关键问题之一。在分析已提出的子模块拓扑的基础上提出一种带有双向开关的钳位双电容子模块(clamp double capacitor bidirectional switch sub-module, CDCBSSM),该子模块拥有双电容可以输出三个电平,发生故障时将电容反向串联进故障回路中,利用电容的反向电压在抑制故障电流的同时迫使钳位二极管处于偏置状态从而快速切断故障电流且闭锁后电容电压较为稳定。与其他子模块拓扑相比该子模块单位电容下所需功率器件的数量最少,具有良好的经济性。在MATLAB仿真平台上对该子模块的故障阻断特性进行验证,仿真结果证实该子模块在阻断直流故障电流方面的确有效且各功率器件的电压应力也和理论分析相吻合。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于滑动窗口优化的激光雷达惯性测量单元紧耦合同时定位与建图算法

      2022, 22(21):9167-9175.

      摘要 (161) HTML (0) PDF 13.76 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的激光里程计在面临室外大场景建图时,普遍会出现定位精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种16线激光和IMU惯性测量单元紧耦合的SLAM算法。首先对IMU进行估计位姿,通过线性插值矫正激光点云的运动畸变;接着通过曲率提取场景特征,并根据不同特征性质进行分类;然后利用帧间匹配模块在滑动窗口内构建局部地图;最后利用帧与局部地图匹配得到的距离和IMU数据构建联合优化函数。借助KITTI数据集和自行录制的园区数据集,对改进算法与主流的Lego-LOAM和同样使用紧耦合方案的LIO-Mapping进行分模块和整个系统的精度评定,实测结果表明,在符合里程计实时性的要求下,改进激光里程计精度高于Lego-LOAM和LIO-Mapping方案。

    • 波浪滑翔器编队避障方法

      2022, 22(21):9176-9181.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 5.34 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:波浪滑翔器是一种可以长期工作的新型海洋机器人,主要应用于海洋环境的探测与数据采集。波浪滑翔器编队可以扩展单台设备的能力同时提高任务的效率。本文利用领航跟随者法结合人工势场法,提出了多波浪滑翔器编队的避障方法。通过领航跟随者形成波浪滑翔器编队的同时引入间距势能场,来实现编队队形的保持。人工势场作用下的波浪滑翔器编队被视为一个虚拟的多体系统,受到来自人工势场的虚拟力的约束。针对人工势场法的局部最小域问题,引入沿障碍物切线方向的引力,打破平衡状态,解决了局部最小域问题。最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性。

    • 基于导向快速与旋转简短和随机抽样一致组合的图像拼接算法优化

      2022, 22(21):9182-9189.

      摘要 (126) HTML (0) PDF 12.20 M (825) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 融合知识图谱的多通道中医辨证模型

      2022, 22(21):9190-9198.

      摘要 (134) HTML (0) PDF 11.83 M (799) 评论 (0) 收藏

      摘要:中医辨证是中医临床立法、处方、用药的基础和前提。中医电子病历高质量语料缺乏,模型训练容易欠拟合,且四诊信息的症状表达形式存在较大差异,限制了网络模型对复杂症状的识别能力。针对上述问题,通过对四诊信息多通道的分开处理,以及人工构建的小规模知识图谱对模型训练进行知识的增强,提出了融合知识图谱的多通道中医辨证模型。实验结果表明,基于中医电子病历数据集,提出的模型在P@1指标、P@3指标、P@5指标上相比基线模型分别提高3.51%、3.38%、3.32%,相比其他网络结构模型也有不同程度的提高,验证了所提模型对中医辨证具有显著效果。

    • 基于改进YOLOv4的烟条拉线头缺陷检测

      2022, 22(21):9199-9206.

      摘要 (124) HTML (0) PDF 8.58 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对烟条透明塑料外包装上拉线头的缺陷检测中传统图像处理的误报率高的问题,提出了一种基于YOLO深度学习算法和算法相结合并具有自学习优化功能的改进方案。即先使用传统Hough变换圆检测,将检测出缺陷的图像二次经过YOLO算法。为能将YOLO算法达到高性能、高精度的效果,本文对YOLO的网络结构进行改造,提出了AAS-YOLO(adaptive anchor size with YOLOv4),使其具备兼容动态尺度锚定边框的功能,可以实现将传统算法的部分计算结果作为自学习参数贡献给AAS-YOLO算法;并通过去除贡献低的BN通道,精简了网络结构,减少冗余计算。通过实验数据来看,改进后的AAS-YOLO算法提高了定位精度和检测速度;改进后的方案降低了拉线头缺陷检测的误报率。

    • 基于改进YOLOv4网络的水表读数识别方法

      2022, 22(21):9207-9214.

      摘要 (137) HTML (0) PDF 11.48 M (657) 评论 (0) 收藏

      摘要:在远程水表读数自动识别系统中,为减少网络模型参数量,改善受雾化、抖动等干扰的水表复杂场景图像读数识别精度及半字识别问题,提出了一种基于改进YOLOv4网络的水表读数识别方法?该方法利用深度可分离卷积与引入压缩与激发(squeeze-and-excitation, SE)注意力机制的MobileNetv2瓶颈结构,分别替代YOLOv4网络原有的标准卷积和主干网络,并利用加权平均非极大值抑制算法改进预测输出头,形成了一种网络模型参数量明显降低但检测精度不下降的改进YOLOv4网络,同时有效改善了对水表读数“半字”识别的漏检和错检问题;最后基于字符边框定位的水表读数提取方法,实现“半字”准确提取问题?实验结果表明,本文方法与多种网络学习方法相比,模型参数量压缩14.4%以上,读数识别的准确率和召回率对普通场景水表图像分别提升了0.04%和0.05%以上,对受雾化、抖动等干扰的复杂场景水表图像分别提升了0.11%和0.37%以上.

    • 基于深度学习的气象资料迹线识别

      2022, 22(21):9215-9222.

      摘要 (157) HTML (0) PDF 17.86 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:气象历史资料数字化是中国气象局“气候变化应对工程”的重要建设内容之一。气象历史资料数字化主要内容是完成珍贵纸质气象资料中字符和迹线信息的数字化处理,建立历史长序列气象资料数据集。气象自记纸记录的迹线信息是气象历史资料的重要内容,气象资料迹线信息的准确跟踪和提取是实现气象历史资料数字化的重要环节。然而,由于纸质气象资料存放时间长,气象迹线识别面临迹线记录模糊或迹线晕染等问题。传统的图像分割和迹线提取算法依赖局部或单一的图像特征,无法有效识别复杂背景中的气象迹线信息,特别是变化的、模糊的、晕染的迹线。为了解决上述问题,本文提出了一种基于深度学习模型的气象资料迹线自动识别方法。该方法结合传统算法和U-network (U-net)语义分割网络自动提取不同尺度的光谱和空间特征,实现气象迹线的高精度识别。本文以达因型风自记纸为例,以《地面气象观测规范》为依据,对不同台站、不同年份的3200多张达因风自记纸进行迹线识别验证,风向迹线平均识别正确率达95%,风速迹线平均识别正确率达95.5%。 结果表明该方法能够准确识别迹线,高度还原了气象迹线信息。该方法适用于风、气压、温度、湿度等气象资料迹线自动识别业务化处理,能够大大减少工作量和降低人工成本,为气象预报预测业务和科研工作提供基础数据支撑。

    • >TQ化学工业
    • 高温高压煤复电阻率各向异性实验研究

      2022, 22(21):9223-9230.

      摘要 (103) HTML (0) PDF 5.71 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:电阻率各向异性是影响煤储层电法勘探的重要因素,针对煤样复电阻率各向异性的参数评价,本文对焦作地区煤矿储层沿平行和垂直层理方向分别钻取了煤样,并在高温高压条件下测量得到了相应的复电阻率频谱。为了定量分析温度、压力对煤样复电阻率各向异性的影响,文中建立了煤样不同方向频散参数(界面极化频率、模值频散度、弛豫时间)与温度压力的对应关系,电阻率各向异性系数与温度、压力的对应关系。结果表明:平行层理方向频散参数均与温度、压力呈现良好的线性关系,垂直层理方向频散参数的线性关系不如平行层理方向好;任意方向煤样频散与温度、压力的响应关系都可以用弛豫时间来定量评价;随温度增大各向异性系数增大,随压力增大各向异性系数变化不明显。研究结果可为更精确的定量评价温度、压力对煤储层电各向异性的影响提供实验基础和理论参考。

    • 煤炭地下气化采出气的脱碳工艺优化及能效分析

      2022, 22(21):9231-9237.

      摘要 (95) HTML (0) PDF 5.50 M (346) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤炭地下气化(underground coal gasification,UCG)产生的混合气由地下输送至地面进行集输和处理,为了以较低能 耗脱除混合气中的CO2,使净化气中CO2的摩尔分数低于3%,本文采用Aspen HYSYS软件对半贫液脱碳流程进行了敏感性分析、参数优化和流程优化,提出了一种节能降耗脱碳新工艺,并对新工艺进行了能效分析。流程模拟选用哌嗪活化的甲基二乙醇胺(PZ+MDEA+H2O)作为吸收剂,在模拟半贫液脱碳流程的基础上,对吸收剂配比、再生塔进塔温度和吸收剂循环量等关键工艺参数进行了敏感性分析。进一步,以系统总等量功最小为目标,依次对半贫液脱碳工艺进行参数和流程优化,得到了脱碳新工艺,并对比分析了新工艺与相同条件下经典醇胺法脱碳工艺的能耗变化规律。研究结果表明:运用新工艺脱碳后,净化气中CO2的摩尔分数为2.98%,满足《天然气》(GB 17820—2018)中一类天然气质量要求;新工艺消耗的系统等量功为15.03 MW,相比于同等条件下的半贫液脱碳工艺和经典醇胺法脱碳工艺分别降低了1.3%和5.5%。

    • >TU建筑科学
    • 不同加载方式对输电铁塔风致响应的影响

      2022, 22(21):9238-9244.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 6.99 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评估高压输电塔线体系在强风作用下的安全性能,采用数值模拟方法研究不同建模思路对杆塔力学性能的影响。首先,采用ABAQUS软件建立了500 kV输电线路“一塔两档线”的有限元模型,并利用Kaimal谱模拟随机风速。然后分别建立塔线分离、塔线耦合动力加载方式和等效静力加载方式三种风致响应模型,研究典型工况下不同加载方式对杆塔力学性能的影响。结果显示,三种模型得到的危险区域均一致,只是最大数值稍有差异。塔线耦合效应会使杆塔的应力、位移响应波动频繁,采用动力学加载的结果数值均大于等效静力加载,但等效静载模型计算效率最高,可作为后续杆塔轴力计算和螺栓松动研究的优先选择。

    • 钢筋混凝土梁结构中的声发射波衰减传播特征

      2022, 22(21):9245-9251.

      摘要 (159) HTML (0) PDF 6.46 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:传播距离影响着弹性波的衰减规律,该规律的研究对于AE技术在钢筋混凝土结构进行健康检测及监测有着实际意义。为了更加贴合实际工程,本文在现场制作了两种不同规格的钢筋混凝土梁JL1.6、JL2.0,各两根。通过模拟断铅信号,利用PAC-3型声发射系统对弹性波在钢筋混凝土中传播的衰减特性规律进行试验研究。研究结果表明:频率、波速及振幅都随着传播距离的增加整体上呈衰减趋势;在弹性波在钢筋混凝土传播过程中,高频率信号衰减程度大于低频率信号,而低频率信号更容易且稳定在长距离传播;波速及振幅在1.0m处都出现了较大幅度的提高,经分析可知声波在经过混凝土三相交界处时会发生多次折射、反射、吸收衰减等现象,因而出现离散性增大。故推荐实际检测过程中的探头布置间距不宜超过1.0m,并结合实际现场环境条件和经济性进行布置。

    • 单层悬索光伏支架静力分析及简化计算方法

      2022, 22(21):9252-9259.

      摘要 (122) HTML (0) PDF 9.41 M (577) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对单层悬索光伏支架在静力荷载下变形计算和受力性能复杂等问题,本文对其静力性能进行了研究,并且提出了一种基于抛物线理论的拉索简化计算方法。首先,采用SAP2000构建了单层悬索光伏支架的整体模型,分析了光伏组件的容许应力,对整体模型的影响因素进行了参数分析,并提出参数优化建议;基于抛物线理论,在考虑边梁支座位移情况下,对单索模型提出了一种简化计算方法。同时,结合现有单层悬索光伏支架工程实例,分别采用有限元法和简化计算方法对拉索在各荷载工况下跨中变形进行计算和分析,两种方法的结果偏差约5%,验证了简化计算方法的可行性与准确性。研究结论可为后续单层悬索光伏支架设计及工程中的合理运用提供参考。

    • 纤维煤矸石改良膨胀土强度特性及邓肯-张模型参数

      2022, 22(21):9260-9267.

      摘要 (108) HTML (0) PDF 7.22 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善膨胀土胀缩性能和强度特性,本研究以煤矸石和纤维为固土材料,研究聚丙烯纤维和煤矸石对膨胀土的强度影响及本构关系。首先将不同质量比的煤矸石掺入到膨胀土中,通过无荷载膨胀率试验和收缩试验,分析煤矸石掺量对膨胀土胀缩性的影响,确定煤矸石的最佳掺入比为40%;在此基础上掺入不同掺量的聚丙烯纤维,进行三轴固结排水试验,研究纤维对煤矸石改良膨胀土强度及其邓肯-张模型参数的影响。研究结果表明,掺入纤维后改良土的抗剪强度随着纤维掺量的增加呈先增大后减少的趋势,最佳纤维掺量为0.3%,并且周围压力越高,纤维对改良土强度提高越显著;通过对纤维煤矸石改良膨胀土应力应变的分析,得到了材料的邓肯-张模型参数,采用Matlab软件获取纤维掺量和围压对模型参数a,b的拟合函数,将其代入邓肯-张模型中,模型能较好地模拟试验获得的应力-应变数据。

    • 基于热力学模型的粉砂土改良膨胀土孔隙结构分形模型

      2022, 22(21):9268-9273.

      摘要 (66) HTML (0) PDF 4.65 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少膨胀土对土木工程的危害,降低工程的经济损失。对粉砂土改良膨胀土进行试验研究,通过对粉砂土掺量为0%、10%、20%、30%、40%的膨胀土进行压汞试验,测得进汞压力同累计进汞量关系、孔径同累计孔隙体积关系、孔径同进汞增量关系;并选取热力学模型表征改良膨胀土孔隙结构特征,获取改良膨胀土孔隙分形维数。结果表明:掺加粉砂土会使得土体孔隙有所增加,孔隙类型发生了变化,随着粉砂土掺量的增加,孔径在100nm~104nm比例降低,在104nm~106nm比例升高;基于热力学模型分析改良膨胀土孔隙分形特征时,分形维数2.41083~2.58032之间变化,线性相关系数在0.98495~0.9977之间,表明热力学模型能较好地表征粉砂土改良膨胀土孔隙的结构特征。

    • 压实度对黄土填方边坡变形破坏特征的影响及细微观试验研究

      2022, 22(21):9274-9280.

      摘要 (102) HTML (0) PDF 7.05 M (1188) 评论 (0) 收藏

      摘要:压实度是影响黄土填方边坡稳定性的重要因素。目前很少有学者将宏观(模型试验)、细观(三轴试验)以及微观(扫描电镜试验)等手段联合起来研究压实黄土。为此开展了不同压实度下模型试验、等压固结不排水试验(ICU)和扫描电镜试验(SEM)。分析了不同压实度下压实黄土的饱和强度、临界状态、u~qmax关系,同时也分析了不同压实度下微观孔隙结构特征,统计了不同孔隙类型个数、面积以及孔隙的平均面积、孔隙率和概率熵等。研究结果表明:饱和强度、M值、u~qmax关系均随压实度的增大而增大。随着压实度增大,试样的孔隙个数增大,但孔隙面积减小,且微小孔隙决定了压实黄土的孔隙结构;平均孔隙面积、孔隙率随压实度增大而减小,而概率熵则随压实度增大而增加。黄土填方边坡中,增大填料的压实度一是可以提高土体的强度,二是可以减缓水分的入渗速率。在降雨情况下,增加土体压实度能在一定程度上提高黄土填方边坡的稳定性。

    • 离散裂隙网络模拟在地下硐室稳定性中的应用——以甘肃北山地下实验室为例

      2022, 22(21):9281-9287.

      摘要 (94) HTML (0) PDF 7.74 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:以甘肃北山地下实验室为研究对象,开展了离散裂隙网络-离散元(DFN-DEM)耦合方法在花岗岩地下硐室围岩稳定性分析方面的探索研究。选取地下实验室工程勘察范围内代表性勘察钻孔和地表露头裂隙数据进行统计分析,利用三维离散单元软件3DEC构建离散裂隙网络(DFN)和等效岩体模型,模拟分析了地下实验室-560 m水平试验巷道的硐室的稳定性。结果表明:硐室开挖引起硐室围岩应力重分布,裂隙与硐室开挖面相交部位发生应力集中现象,硐室围岩出现位移变形;在现有条件下,硐室围岩变形量较小,应力集中程度不高,地下硐室稳定性较好。

    • 考虑时间效应的不同厚度高回填场地桩基受力特性分析

      2022, 22(21):9288-9295.

      摘要 (115) HTML (0) PDF 9.09 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确高回填场地回填土蠕变对桩基受力和变形的影响,基于有限差分软件FLAC3D中内置的Burgers模型,选用桩顶荷载为1MPa,桩径为2m,嵌岩深度为6m(3倍桩径),回填土高度分别为10m、15m、20m和25m的桩基,通过数值模拟的方法研究了考虑时间效应下不同厚度高回填场地桩基受力性能。结果表明:不同填土高度其对应的蠕变稳定时间也不尽相同;随着桩周填土蠕变时间的增加,各工况桩周回填土沉降随之增大最终趋于稳定;桩周回填土蠕变稳定后,增加回填土厚度,桩周回填土最终沉降、中性点深度变化、桩身最大轴力以及桩端阻力和位移均随之增大,各工况桩周回填土最终沉降、中性点深度变化、桩身最大轴力以及桩端阻力和位移均线性相关;可见高回填场地桩基设计施工中回填土蠕变以及填土厚度的变化对于该场地桩基的影响不可忽视。

    • 非均匀环境下不同空调形式对人体热舒适的影响

      2022, 22(21):9296-9305.

      摘要 (80) HTML (0) PDF 11.60 M (1239) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对20名受试者在不同空调形式(对流空调、辐射地板空调、辐射吊顶空调等)及个人舒适系统(Personal Comfort System)多工况下生理参数和主观反应的实验研究,得到冬季辐射和对流换热形成的非均匀环境对人体热舒适的影响,同时建立了不同工况下考虑局部影响权重的人体热感觉评价模型。结果表明:①不同空调形式下局部热感觉对整体热感觉影响权重不同;②三种空调形式下不使用PCS时远窗侧人员最冷部位(足部)热感觉投票值均高于近窗侧,全体人员足部热感觉投票值在辐射地板空调中最高。使用PCS可提升局部热感觉和热舒适,局部热感觉提升最显著部位分别是肩胛部(对流)、腹部(辐射地板)和大腿(辐射吊顶);③此外,PCS可以降低人员期望温度(Preferred Temperature,PT),在辐射地板组合PCS时期望温度变化最大。

    • >TV水利工程
    • 矩形渡槽设计坡度与冬季水温变化关系预测

      2022, 22(21):9306-9313.

      摘要 (91) HTML (0) PDF 7.86 M (254) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了预测矩形渡槽坡度与水温的变化关系,避免渡槽在冬季输水期出现冰害现象。以西北地区某渡槽工程为背景,利用稳态热传导理论,采用Ansys Workbench软件建立三维有限元模型,利用牛顿冷却公式、对流换热公式以及曼宁公式进行计算。得出结论:(1)当流量不变时,水温随坡度的变化而变化,当坡度达到1/1100时,水流出口温度到达最小值,在设计时应当避免。(2)当水深不变,坡度减小2.4倍时,水温下降值增大约1.6倍,可以看出,坡度变化对水温的影响比较明显。当水深为1.5m,环境温度为-17℃,设计坡度为1/1300时,水流出口温度低于0℃;环境温度为-25℃,设计坡度小于等于1/750时,水流出口温度低于0℃,因此在渡槽设计时,应结合修建地区的输水流量或水深来设计最优坡度。

    • 高陂水利枢纽超蓄淹没动态模拟及实景三维可视化

      2022, 22(21):9314-9320.

      摘要 (101) HTML (0) PDF 20.11 M (1134) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究水库洪水调度情况下的超蓄淹没风险,以韩江高陂水利枢纽为研究对象,基于二维浅水波方程和Villemonte堰流公式构建了库区超蓄淹没模型,模型合理可靠。考虑实际来水和调度方案的不确定性,模型中引入来水、调度方案等动态因子,实现了高陂水利枢纽超蓄淹没风险动态分析模型,并基于三维实景建模技术,实现了任意来水、调度方案下的超蓄淹没三维可视化模拟展示。研究成果可为高陂库区超蓄淹没风险预警预报、水库调度运行、避洪转移、防洪措施制定完善等工作提供决策支撑,也可为其它水库提供借鉴作用。

    • >U交通运输
    • 基于随机有限元法的非机动车钢桥摩擦型高强螺栓可靠性分析

      2022, 22(21):9321-9330.

      摘要 (131) HTML (0) PDF 7.18 M (1177) 评论 (0) 收藏

      摘要:摩擦型高强螺栓连接是实现全拆装非机动车钢结构桥梁快速装配化建设的重要构件之一。为研究非机动车钢结构桥梁高强螺栓连接的可靠性能,首先采用有限元方法建立高强螺栓数值模型,并对模拟方法进行了准确性分析。在此基础上,利用响应面随机有限元法研究了随机变量对高强螺栓结构性能响应的影响,通过随机车流程序计算了非机动车桥梁荷载效应,最后利用可靠度设计方法研究了钢板梁高强螺栓的抗力分项系数。结果表明随机变量变异性对高强螺栓不同目标性能有不同程度影响;非机动车荷载作用下的钢桥高强螺栓设计承载力要稍高于现行规范理论公式计算值。

    • 不同钢渣掺量的沥青玛蹄脂碎石混合料路用性能

      2022, 22(21):9331-9338.

      摘要 (113) HTML (0) PDF 11.50 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢渣作为炼钢产物之一,在我国利用率较低,本研究将钢渣掺入到沥青玛蹄脂碎石混合料中,可提高路用性能又能减轻对天然石料的开采力度。为了确定SMA-13沥青混合料的最佳钢渣掺量,采用等体积法将陈化钢渣替换石灰岩粗集料,制备了5种钢渣掺量的SMA-13沥青混合料,确定了各钢渣掺量的级配组成及最佳沥青用量,通过高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、体积膨胀性等路用性能验证,分析得出最佳钢渣掺量。结果表明:随着钢渣的掺入,混合料的高温稳定性和水稳定性均有增加,超过75%钢渣掺量时开始下降;沥青混合料的低温抗裂性和体积安定性随着钢渣掺入量的增加而下降,但都满足规范要求;钢渣的掺入可以提高混合料的动态模量;通过对以上性能分析,建议SMA-13沥青混合料的钢渣最佳掺量为75%,为将来钢渣在道路工程中更广泛的应用提供参考。

    • 路基注浆试验与仿真分析

      2022, 22(21):9339-9345.

      摘要 (110) HTML (0) PDF 8.11 M (1719) 评论 (0) 收藏

      摘要:路基注浆可使路基沉陷、松散、空洞等病害得到有效充填或压密,显著提高路基的承载力。本文从室内试验与数值模拟两个方面研究了路基注浆对路基路面的影响。室内试验部分采用平面尺寸140cm×140cm,高度为50cm的钢箱,分层填筑路基土和水泥稳定碎石基层,养护28天后,进行路基注浆。通过探地雷达和开挖相结合的方法观测水泥浆分布,进而分析了注浆对路基的加固机理。数值模拟部分采用ANSYS有限元软件建立路基路面三维模型,考虑注浆半径、注浆区域模量、注浆横向位置及注浆深度四个因素,分析了局部注浆和道路纵向多点连续注浆对行车荷载作用下路基路面受力变形的影响。结果发现,注浆半径对道路受力变形的影响最显著,注浆区域模量影响较小,注浆位置在行车道中间下方且靠近路基顶面时较有利。

    • 不同加劲梁重量下的悬索非线性振动特性

      2022, 22(21):9346-9354.

      摘要 (92) HTML (0) PDF 7.93 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:悬索桥因受力明确、跨越能力大、结构美观等特点而被广泛应用。加劲肋重量是影响悬索桥静态构型及其动力学特性的主要因素。为研究不同加劲梁重量下悬索桥的固有特性及其非线性动力学行为。建立了悬索结构的非线性动力学模型。首先,将运动方程退化至保留线性项,探究加劲梁重量对悬索固有特性的影响;然后,再进一步揭示加劲梁重量对1:1内共振、响应时程和瞬时相频特性三种非线性振动特性的影响。研究表明:面内正对称频率的变化与加劲梁重量变化呈反比关系,且交叉点位置会随加劲梁增大而移向Irvine参数变大的方向,阶次越高越显著。此外,加劲梁重量逐渐增大将使悬索由硬弹簧变为软弹簧,并使面内1阶振幅与加劲梁重量由正相关变为负相关。加劲梁重量变化还将导致面内响应复平面投影曲线轨迹变化,进而表现出不同的相频特性。

    • 无中导洞连拱隧道掌子面纵向间距优化

      2022, 22(21):9355-9363.

      摘要 (126) HTML (0) PDF 8.26 M (239) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为一种大跨径地下结构形式连拱隧道结构复杂,无中导洞法能在提高施工速度的基础上降低中隔墙渗漏水。为研究连拱隧道无中导洞法施工活动对隧道先后行洞的影响程度,以陈家滩隧道为研究对象通过数值模拟,研究了不同间距下先后行洞的影响范围、先后行洞的影响程度以及中隔墙的倾覆趋势。结果表明:当先行洞开挖至控制截面5m范围内对围岩的影响最大,其围岩位移释放系数增量达到了40%以上;超过控制截面10 m时其围岩释放系数达到了93%以上,影响程度较小;超过20 m时影响程度可以忽略。当先后行洞纵向间距大于35 m时影响程度S值接近10%,纵向间距大于40 m时S值小于10%。从中隔墙的倾覆程度来看当先行洞开挖完成时,中隔墙的倾斜程度达到最大,倾斜角约为3.28×10-4;而纵向间距大于30 m时倾斜角差值为0.351×10-4,此时中隔墙倾斜程度较大极差较小,有利于中隔墙受力。故先后行洞开挖掌子面纵向间距建议控制在30 m~40 m左右。

    • 高地应力富水软岩铁路隧道变形机理及施工控制措施

      2022, 22(21):9364-9371.

      摘要 (76) HTML (0) PDF 12.28 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:国家一带一路重点项目云南玉磨铁路曼勒一号隧道地处喀斯特地貌区,现场施工中遇围岩地应力高、变形量大、变形持续时间较长等问题,导致初支变形严重,影响施工进度,其中高地应力是导致围岩大变形的主要原因。本文通过建立力学模型分析与施工现场试验,提出开挖迂回导坑释放高地应力的控制措施,降低隧道围岩大变形风险。研究结果显示:通过数值模拟分析增设迂回导坑后隧道正洞围岩变形量有效降低,拱顶沉降及拱腰收敛分别降低38.46%和58.34%、围岩塑性区最大塑性应变减小25.40%,围岩及初支结构应力减少了20-24%。现场施工中,迂回导坑段隧道比仅开挖隧道正洞的围岩变形量减少了61.92%。迂回导坑的开挖有效控制变形量及变形速率,现场试验效果良好,施工进度得以加快。

    • 基于驾驶仿真的海底隧道出入口段视觉减速标线有效性

      2022, 22(21):9372-9380.

      摘要 (120) HTML (0) PDF 10.94 M (760) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高海底隧道出入口段行车安全性,研究海底隧道出入口段不同视觉减速标线方案下驾驶员视觉特征变化规律。本文共设置了6种视觉减速标线方案,对26名驾驶员进行了室内驾驶仿真实验,采集了车速、注视点占比、瞳孔直径和察觉距离等数据,通过分析和处理数据判断视觉减速标线的有效性,分别建立了海底隧道出入口段车速与驾驶员瞳孔直径的回归模型,在海底隧道入口段二者呈非线性关系;出口段二者呈线性关系。采用驾驶员问卷调查法对视觉减速标线有效性进行了验证。结果表明:在海底隧道出入口段共设置的6种视觉减速标线方案均对驾驶员视觉特征有显著影响;与其他标线方案相比,白色鱼刺形减速标线设置下驾驶员瞳孔直径、A区域注视点占比、察觉距离和错觉影响最大,有助于驾驶员主动降低车速、提前采取减速措施,保障行车安全。

    • 冷却系统节温器部件的流阻分析及结构改进

      2022, 22(21):9381-9388.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 19.32 M (1054) 评论 (0) 收藏

      摘要:某摩托车冷却系统阻力偏大,造成冷却系统漏水现象,经排查初步原因为散热器及节温器管路的总体阻力较大。为研究冷却系统节温器部件的流阻大小,采用CFD分析软件STAR-CCM+对节温器部件流场进行了数值模拟。结果表明节温器全闭状态下小循环流阻为187 kPa,对冷却系统总阻力影响较大。为降低节温器全闭状态下小循环流阻,研究了大节温器、双节温器、小循环连接管路内径对该阻力的影响。结果表明大节温器、双节温器结构可有效降低节温器全闭状态下小循环流阻,但在节温器全开时流经小循环的冷却液流量占比增加较大且成本高。在原节温器状态下,小循环连接管路内径增大,小循环流阻明显降低,而流经小循环的冷却液流量占比增大。结合成本和快速应对冷却系统阻力偏大的问题,建议小循环连接管路选择12.2 mm直角弯管状态,小循环流阻降低34.8%, 流经小循环的冷却液流量占比为36%。研究结果可为阻力评估及结构改进提供仿真数据参考。

    • 基于多目标遗传算法的混合动力汽车能量管理优化

      2022, 22(21):9389-9397.

      摘要 (98) HTML (0) PDF 9.86 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:混合动力技术是实现汽车节能减排的有效途径。本文P2混合动力汽车为研究对象,考虑SOC状态分别为高、中、低三种不同的电量模式时,设计不同的能量管理策略,以实现混合动力汽车节能减排的同时维持SOC的平衡的目的。该策略在基于规则的基础上采用Isight软件中的多目标遗传算法对门限值进行优化,以提高能量管理策略中门限值的可靠性和有效性。仿真结果表明该能量管理策略对降低车辆油耗的效果显著,并且能很好的维持电池SOC的平衡。

    • 基于实车数据和BP-AdaBoost算法的电动汽车动力电池健康状态估计

      2022, 22(21):9398-9406.

      摘要 (138) HTML (0) PDF 5.54 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:动力电池健康状态(State of Health, SOH)估计是电动汽车领域关注的一个热点,目前的大部分方法都是基于实验室测试数据进行估计,忽略了实际车辆运行情况。本文使用国家大数据联盟平台采集的实际车辆运行数据进行电池SOH的估计。数据预处理方面,在清洗异常数据时,保留了实车数据中合理的强噪声数据,保证了数据的真实性。特征选择方面,选择容量增量曲线峰值和对应的电压以及基于安时积分得到的小片段充电容量数据。算法方面,针对真实数据的弱时序性问题,利用BP-Adaboost算法进行电池SOH估计的研究。最后,利用同一类型三辆车的数据进行了模型训练、测试和验证,预测结果与LSTM-RNN算法对比,BP-Adaboost算法估计误差更小,平均绝对误差MAE达到0.96%,因此,本文提出的方法可以应用于实车电池SOH的高精度估计。

    • 基于轨迹数据的信号交叉口排队长度估计

      2022, 22(21):9407-9413.

      摘要 (123) HTML (0) PDF 5.71 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:排队长度是信号交叉口最重要的性能指标之一,也是信号交叉口配时优化的关键参数。对于一些偏僻的路口或者固定检测器损坏的交叉口,由于无法获取准确的排队长度信息而无法了解交叉口的实时状态。针对以上情况,本文提出通过浮动车轨迹数据来估计信号交叉口的排队长度,通过对轨迹数据的分析,本文建立了基于浮动车集群队列的排队长度估计模型,利用排队长度估计模型可以实现交叉口排队长度的估计。通过SUMO仿真获取早高峰,晚高峰,平峰流量下输入下的浮动车轨迹数据,分别采用早高峰,晚高峰,平峰流量下时间间隔为2s/4s/6s/8s/10s和渗透率为5%/10%/15%的数据集对模型进行验证。验证结果表明,本文建立的模型可以较为准确地估计交叉口的排队长度。与相关方法的对比结果表明,在早高峰流量下和晚高峰流量下,本文建立的模型误差更低,不同的时间间隔和渗透率下比不考虑集群车队的精准度平均高出约12%,即使在平峰流量、时间间隔大、低渗透率场景下,本文建立的模型估计的排队长度误差仍在可接受范围内。相关的研究成果将为交叉口的交通状态评估以及信号配时优化提供支撑。

    • >V航空、航天
    • 基于对称非负矩阵分解的终端区扇区划分方法

      2022, 22(21):9414-9420.

      摘要 (102) HTML (0) PDF 4.33 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了合理利用终端区空域有限资源,以满足各扇区间管制员负荷均衡为目标,提出了基于对称非负矩阵分解的终端区扇区划分。首先,通过建立终端区网络加权图和量化管制负荷,构建终端区扇区划分模型。其次,为保证相邻性和低方差对扇区单元层次聚类形成“snake”扇区序列,计算扇区单元之间的相似度值,生成相似度矩阵并进行归一化处理,利用对称非负矩阵正交分解对相似度矩阵进行求解,根据求解出的矩阵判断扇区单元所属区域,实现聚类划分。最后,选取现实终端区空域进行仿真验证,证明了对称非负矩阵分解划分方法的有效性。

    • >X环境科学、安全科学
    • 高新沙库区土壤重金属浸出特性及其对水质安全的影响

      2022, 22(21):9421-9428.

      摘要 (177) HTML (0) PDF 5.95 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类经济活动可能会造成土壤重金属污染,该污染在水土两相界面存在迁移转化过程,对人类健康构成威胁。对于城市水库的工程,其区域两相之间重金属迁移过程的研究尤为重要,需重点关注水土两相之间重金属的可溶出含量,以确保水库水质的安全性。本研究通过土壤背景值调查、浸提动力学探究、水质风险评价、统计学分析并结合理论模型模拟演算,探究土壤重金属浸出特性并评估水质安全性。在模拟极端浸提条件下,除了镍元素存在轻微超过生活饮用水标准限值外,铜、锌、镉、铅、汞以及砷重金属均处于无污染水平,水质相对安全;在模拟实际水库运行的模型演算中,各重金属的浸出浓度均远低于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)以及《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅱ类水标准限值,表明水库水质在实际运行中可以达到安全供水的要求。

    • 基于系统动力学-云模型的抗浮锚杆系统风险等级评价

      2022, 22(21):9429-9436.

      摘要 (70) HTML (0) PDF 5.43 M (165) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着地下空间不断开发,抗浮工程失效事故发生频率越来越高,因此对抗浮锚杆系统进行风险等级评价十分必要。根据锚固界面力学失效机理对锚固界面子系统进行系统动力学分析,得到锚固界面风险形成路径,进而构建了抗浮锚杆系统风险评价指标体系;以此为基础采用网络层次分析法和熵权法确定指标主、客观权重并通过博弈论方法进行组合优化;然后结合云模型提出了抗浮锚杆系统风险等级评价方法;最后结合实际工程进行验证。结果表明:该抗浮锚杆系统风险等级评价结果为Ⅱ级,“需考虑的”,评价指标体系和评价方法对其风险等级评价具有较好的可行性,为抗浮锚杆系统风险等级评价和安全管理提供依据。

    • 犯罪热点路段识别及影响因素分析

      2022, 22(21):9437-9446.

      摘要 (116) HTML (0) PDF 8.39 M (684) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于道路交通网络的热点分析可以获取犯罪热点道路,从而为公安巡控、警务资源优化提供指导性意见。本文以等距路段为最小研究单元,采用等距路段热点研究方法识别分析北京市西城区2016年盗窃犯罪在道路交通网络上的分布情况。对于空间兴趣点(Points of Interest,POI)的10类源数据,采用主成分分析方法实现降维,通过多元线性回归对提取出的两类主成分因子进行犯罪影响因素解释。研究发现:北京市西城区盗窃犯罪在空间分布上呈高度聚集态势,少量路段聚集了大量犯罪;热点路段大都集中在人员流动性大、交通便利等地区;较不等距路段犯罪热点分析方法而言,等距路段犯罪热点分析方法可以更精准的实现热点路段的识别;提取两个主成分分别是与居民日常生活类和与居民精神文化类,与居民日常生活较多的区域对犯罪的发生呈正相关作用,与居民精神文化相关的区域对犯罪的发生呈反相关作用。本文的研究结果可以为一线执法机关的警务资源分布优化、维护社会稳定提供安全防范依据。

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