• 2022年第22卷第16期文章目次
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    • >P天文学、地球科学
    • 岩石导热系数影响因素及预测研究综述

      2022, 22(16):6369-6376.

      摘要 (379) HTML (0) PDF 3.45 M (656) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩石导热系数在地热开发、地下工程、盆地演化等诸多方面有着重要作用,随着研究的深入,获取深部连续地层的导热系数进行精确定量化的研究是必然趋势。本文对岩石导热系数的影响因素及规律进行了总结归纳并用实测数据进行验证,对目前深部地层导热系数的预测方法进行了分析探讨。主要影响因素有组成成份、孔隙度、密度、温度等;导热系数一般沉积岩大于岩浆岩、砂岩大于泥岩;孔隙度在10%以下时其变化对导热系数影响较大,后随着孔隙度增大,对导热系数的减弱效果变弱;导热系数与密度呈线性正相关;岩石导热系数随温度升高而降低,当温度大于150℃时,温度升高对砂岩导热性能的影响效果逐渐减弱。深部连续地层导热系数预测方法主要有地球物理测井预测、分布式光纤监测预测。地球物理测井预测具有数据获取简单、测井技术成熟等优点但预测精度不高且地区差异大;光纤监测预测具有数据精度高、实时监测等优点但数据量大且深井设备安装困难,两种预测方法都具有广阔的发展前景。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 轻量化二维人体骨骼关键点检测算法综述

      2022, 22(16):6377-6392.

      摘要 (323) HTML (0) PDF 8.27 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着移动设备和嵌入式设备的发展,对二维人体骨骼关键点检测网络提出了更高的要求。设计轻量化神经网络是解决网络参数量大、计算量大的重要方法。首先,介绍了基于神经网络的二维人体骨骼关键点检测主流方法和轻量级神经网络;然后,对近几年基于神经网络的轻量化人体姿态估计方法进行了分类和总结,根据神经网络轻量化方式将二维骨骼关键点检测方法归成四类:轻量化特征提取网络、深度可分离卷积、Dense连接机制和Lightweight 瓶颈快,并分析了它们的优缺点和轻量化手段;最后,介绍了常用的评价指标,并对改进后的轻量化方法进行了实验数据对比,并结合当前研究所面临的挑战及未来的发展趋势进行了总结和展望。

    • >O3力学
    • 热环境下弹性地基板屈曲路径和振动特性研究

      2022, 22(16):6393-6399.

      摘要 (169) HTML (0) PDF 6.24 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候炎热地区,热应力的产生会使得道路结构的刚度发生改变,甚至引发屈曲隆起的现象。为了揭示道路结构热屈曲机理及其对动力学特性的影响,本文以Winkler地基板为对象,对其在热环境下的后屈曲路径和振动特性演化规律进行了理论研究。首先,考虑热应力的影响,基于三阶剪切变形理论、von Karman几何非线性关系以及Hamilton原理得到Winkler地基板的非线性振动控制方程。然后,发展了两步求解方法,即先通过非线性静力分析得到地基板的热屈曲构型,而后以此屈曲构型为平衡位置计算固有频率和模态形状。基于此,针对典型算例,计算分析了不同基床系数下地基板的后屈曲路径和固有特性随温度的演化规律,揭示了基床系数对屈曲温度、屈曲构型、固有频率和模态形状的影响机理。

    • >P天文学、地球科学
    • 致密砂岩储层可压性评价与极限参数压裂技术

      2022, 22(16):6400-6407.

      摘要 (118) HTML (0) PDF 4.18 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:鄂尔多斯盆地陇东元284地区延长组长6段储层孔隙度和渗透率低,储层非均质性强,属于典型的致密砂岩储层。利用单一的脆性指数并不能真实反映储层的可压性。根据储层测井响应特征,确定储层与脆性指数、弹性力学参数之间的关系,并在储层综合可压性评价时引入天然裂缝发育程度、渗透率非均质性和原始压力保持程度参数。提出了基于储层可压性的储层分类方案。采用极限参数压裂技术,针对不同类型的储层,通过物质平衡法确定恢复至原始地层压力所需的入地液量,个性化压裂方式最优化压后产量,达到高产和稳产的目的,该技术已经在元284取得了良好的应用效果,对于未来油气开发具有重要的意义。

    • 岩溶台地高压富水特长隧道勘察的精细化探索

      2022, 22(16):6408-6420.

      摘要 (140) HTML (0) PDF 34.04 M (1732) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩溶台地高压富水特长隧道精细化勘察应在收集和分析区域地质资料、前期勘察成果、前人研究成果及类似工程案例的基础上,找出主要的水文与工程地质问题,针对这些问题进行水文地质与工程地质调绘和地球物理探测,在此基础上构建地质模型,并采用有针对性的水文地质钻探、工程地质钻探、现场监测与测试及数值仿真等方法与手段,对地质模型进行验证、丰富与优化。本文以G59呼北高速张家界至官庄段沅古坪隧道为研究对象,为了查明岩溶台地高压富水特长隧道的水文地质与工程地质条件,在水文地质与工程地质测绘、地球物理探测、地质钻探及工程评价等方面进行了精细化勘察的探索与研究,提出了精细化勘察技术思路。根据精细化勘察技术思路,细分隧道区域的地下水系统,划为17个地下水系统,隧道穿越9个地下水系统,采用空气潜孔锤-孔内电视复合方法查清了大湖村段水文地质结构,在此基础上,采用解析法和数值法预测了隧道涌水量,隧道涌水量在150mm降雨量条件下为26.93×104 m3/d,评价了突水突泥风险,在大湖村岩溶泉系统及柏杨坪岩溶地下河系统为高风险区。

    • 豫南燕山期花岗岩蠕变特性及非线性蠕变损伤模型

      2022, 22(16):6421-6429.

      摘要 (163) HTML (0) PDF 10.24 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:豫南信阳地区燕山期高钾钙碱性 I型花岗岩分布广泛,岩石性质对深埋地下洞室围岩开挖及支护设计具有重要影响。以豫南某大型水电站地下厂房区花岗岩为研究对象,在对其地质分布情况及矿物成分调查测试基础上,进行三轴压缩蠕变试验,揭示了围岩蠕变特性及加载过程中的损伤演化性质,采用等时曲线法进行花岗岩蠕变长期强度分析。考虑蠕变过程中岩石发生的损伤累积,建立变黏性系数的黏壶元件,并代替传统西原正夫模型中Newton黏壶,构建了能够描述加速蠕变阶段的蠕变损伤模型。研究结果表明:在整个蠕变过程中,花岗岩的总变形量以瞬时弹性变形为主,最终的蠕变破坏表现出脆性剪切破坏的特征;围压对剪切裂缝的扩展具有主要抑制作用;长期强度随围压增大而减小,与常规三轴试验结果相比,长期强度分别下降6.37%和21.0%;采用Levenberg-Marquardt优化算法+通用全局优化算法对非线性蠕变损伤模型进行参数辨识及拟合,理论值与试验值吻合较好,验证了非线性蠕变损伤模型对于岩石全过程蠕变特征描述的合理性及适用性。研究成果对保障豫南燕山期花岗岩地区的工程建设优化设计和安全建设具有重要意义。

    • >R医药、卫生
    • 基于脑电信号分析的正确记忆与错误记忆的差异性

      2022, 22(16):6430-6441.

      摘要 (288) HTML (0) PDF 11.79 M (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在探索工作记忆中正确记忆与错误记忆的差异性,更好的区分正确记忆与错误记忆。本文设计了基于DRM范式的改进的脑电实验,采集被试的脑电数据,探究正确记忆与错误记忆的差异性。采用时频域分析的方法分别对δ、θ、α、β、γ波进行了差异分析,对具有显著差异的频段采用皮尔逊相关方法分别构建脑功能网络,并对脑网络特征属性进行了对比分析。结果显示,大脑前顶区错误记忆θ、α2波能量谱密度显著大于正确记忆(P<0.05)。对脑网络的分析结果显示,大脑前后额区、后顶区θ、α2波脑功能网络连接正确记忆显著多于错误记忆;正确记忆θ、α2波节点度均显著高于错误记忆,α2波聚类系数正确记忆显著高于错误记忆;正确记忆与错误记忆θ、α2波介数中心度均无显著差别。结果表明,正确记忆任务θ、α2波大脑功能连接通路较错误记忆任务更多。正确记忆平均反应时长是961.56ms;错误记忆平均反应时长是1097.99ms。结果表明,与正确记忆相比,错误记忆反应时长明显长于正确记忆。研究结果表明,大脑前顶区正确记忆与错误记忆脑波活动能量差异表现最明显,差异波中错误记忆大脑活跃度均显著高于正确记忆;大脑后额区θ、α2波脑网络连接程度及节点度差异最明显,正确记忆均显著大于错误记忆,可能同存在后额-前顶记忆机制,使得正确记忆与错误记忆存在明显差异。

    • 血同型半胱氨酸与老年2型糖尿病肾病的相关性

      2022, 22(16):6442-6447.

      摘要 (117) HTML (0) PDF 2.25 M (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 为研究血同型半胱氨酸(Hcy)水平与老年2型糖尿病肾病(DKD)的相关性。随机选取2017年1月至 2020年12月广元市第四人民医院收治的单纯2型糖尿病(T2DM)患者120例、糖尿病肾病(DKD)患者240例为研究对象。根据肾小球滤过率(eGFR)及尿白蛋白/肌酐(UACR)水平来评估DKD患者严重程度,将其分成四组,每组60例。收集患者一般临床资料并检测Hcy水平、肝肾功能等。采用logistic多元回归模型分析Hcy水平与不同程度DKD的关系。结果表明与单纯T2DM组相比,DKD组糖化血红蛋白(HbA1c)及Hcy水平随DKD严重程度的增加呈上升趋势,而eGFR、叶酸水平则相反,其中ALB-DKD组变化最为显著(P<0.05)。ALB-DKD组、NAALB-DKD组HHcys发生率、高血压患病率显著高于单纯T2DM组和NADKD组(P<0.05),且两组Hcy水平与叶酸、eGFR均呈显著负相关,与UACR、收缩压呈显著正相关关系(P<0.05)。多元回归分析结果显示,Hcy是单纯T2DM患者发展为ALB-NADKD、NAALB-DKD及ALB-DKD组的独立危险因素(P<0.001)。可见HHcy在一定程度上可作为老年T2DM患者发生DKD的强预测因子。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于核磁共振T2谱的页岩岩心孔隙分布量化表征方法

      2022, 22(16):6448-6455.

      摘要 (126) HTML (0) PDF 8.47 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于类固体信号的干扰,导致直接从流体饱和页岩的核磁共振T2谱(NMR-OS)中得到的孔隙分布结果不准确,通过采用Beta峰模型统一描述类固体和流体的横向弛豫峰分布,结合六阶导分析和最小二乘法,提出了一种简单、快速、准确分析页岩孔隙分布的核磁共振-反褶积方法(ND),并对其验证和开展实例应用,分析结果表明:1)该方法可同时拟合对称峰和非对称峰,且峰的衰减速率高,能有效避免基线远离峰情况;2)无需洗油、烘干等复杂的样品预处理过程,可简单、快速得到峰的个数以及各峰参数的估计和约束条件,进而将类固体干扰信号分离出来;3)孔径小于10 nm时,ND方法得到的孔径分布与低温液氮吸附方法(LTNA)和洗油烘干后的T2谱曲线相减反演方法(NMR-O)的结果具有很好的一致性,当T2<1 ms时,ND方法测得的孔隙分布相对误差绝对值(<15%)明显小于通过NMR-OS方法得到的孔隙分布结果(>135%)。

    • 四川盆地五峰-龙马溪组低阻页岩含水饱和度测井评价

      2022, 22(16):6456-6462.

      摘要 (173) HTML (0) PDF 5.78 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:四川盆地五峰-龙马溪组页岩气层段,是有机质含量高、含气丰度高的优质页岩气层,但该层段却不具有高的电阻率,较低的电阻率往往会导致利用电法测井信息的阿尔奇(Archie)、西门杜(Simandoux)、双水模型等公式计算获得的含水饱和度远远高于实验分析值。为提高页岩气层关键参数的计算精度,开展了寻求利用非电法测井信息计算含气饱和度的方法研究。在深入分析该区页岩气层测井响应特征及低阻成因的基础上,剖析了传统电法测井求取含水饱和度的局限性,阐述了利用非电法计算含水饱和度的可行性该新方法有效避开了电法测井中的低阻因素的影响,从根本上解决了低阻页岩气层段含水饱和度计算数值偏高的问题,在研究区应用效果明显,为该区页岩气储量的准确计算提供了技术支撑。

    • 苏北盆地金湖凹陷三河次凹有效烃源岩评价

      2022, 22(16):6463-6473.

      摘要 (139) HTML (0) PDF 15.61 M (425) 评论 (0) 收藏

      摘要:金湖凹陷是发育自晚白垩世的断陷湖盆,有效烃源岩识别对凹陷油气勘探具有重要指导作用。本文基于金湖凹陷三河次凹大量分析测试资料,对研究区阜二段烃源岩地球化学特征进行了系统分析。根据烃源岩演化过程中的物质平衡原理,将烃源岩现今残余总有机碳值恢复到生排烃前总有机碳值。通过烃源岩生排烃过程中饱和烃量与吸附烃量关系确定有效烃源岩下限,对研究区有效烃源岩进行综合评价。研究结果表明:有机质类型多为II1型;总有机碳w(TOC)为0.05%~5.28%,生烃潜力(S1+S2)为0.01~33.29 mg·g-1;镜质体反射率Ro为0.4%~1.2%,烃源岩主要处于低成熟-成熟阶段。研究区烃源岩总有机碳恢复系数为1.05~1.25,用恢复后的总有机碳值来确定有效烃源岩下限,避免了烃源岩生排烃作用影响及高温压物理模拟实验带来的结果偏差。确定研究区有效烃源岩下限w(TOC)=1.6%,与测井TOC预测结果相结合,进一步查明了有效烃源岩分布及其厚度,深凹带是三河次凹有效烃源岩主要分布区,其厚度可达160 m以上。

    • 注聚井绕丝筛管性能评价及结构优化

      2022, 22(16):6474-6481.

      摘要 (73) HTML (0) PDF 10.96 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:机械筛管是疏松砂岩油藏的聚合物驱注聚井主要防砂形式,筛管的选型和参数优化不但要考虑对地层砂的防砂效果,还需要考虑注聚期间筛管对聚合物溶液粘度保留率。本文通过筛管内注聚合物实验、挡砂堵塞实验以及堵塞后注聚合物实验,分析不同缝型缝宽绕丝筛管的堵塞规律及挡砂情况,结合过筛管聚合物粘度保留率进行综合性能对比。结果表明,干净筛管对聚合物粘度损害较低,而筛管堵塞后对聚合物粘度损害大大增强,重新注聚时的自解堵能力对聚合物粘度起决定性影响。缝型结构对挡砂堵塞影响明显,是否有利于形成砂粒桥架沉积决定了筛管堵塞程度。对于目标油区中值粒径130μm地层砂,180μm精度倒梯形缝筛管表现出最优综合性能。该研究考虑筛管对聚合物剪切降粘特点和挡砂堵塞,提供了一种综合对比评价方法,可为注聚井绕丝筛管防砂条件下的缝型缝宽优选提供参考和借鉴。

    • 产水致密气井动态储量评价新方法

      2022, 22(16):6482-6487.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 4.13 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对层内水来源的产水气井动态储量评价,分析了现有动态储量评价方法在产水致密气井中的适应性,对比了不同水气比时现有方法计算误差,在此基础上,建立了层内水来源的产水气井气水两相流流动物质平衡方程,形成了此类井动态储量求解流程,并运用理论模拟方法对新方法及流程进行验证。结果表明:层内水产出对气井储量评价特征曲线形态影响较小,但对储量计算结果具有一定影响;当水气比小于5m3/104m3,相对误差约5%,认为现有方法仍适用,但大于该值则不适用;新方法能有效减小误差,经验证,水气比11m3/104m3时误差在1.4%,能够满足工程应用的需要。方法应用于鄂尔多斯盆地东缘临兴区块,为该区产能准确认识、井距优化部署提供了理论方法。

    • 基于管沟尺寸的冻胀作用下输油管道应力分析

      2022, 22(16):6488-6495.

      摘要 (84) HTML (0) PDF 7.24 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:冻土区土壤因其特殊性易受温度影响,土壤冻胀会使敷设在管沟内的管道翘曲变形。因此,为使有限元分析结果更符合管道敷设在一定管沟尺寸下的实际要求,利用ABAQUS软件建立基于管沟参数的有限元模型,在冻胀作用下分析了管道在不同管沟尺寸参数下的应力分布规律。对比分析了在不同地表温度、管沟坡度、沟底加宽裕量等情况下的管道应力集中现象以及各参数对管道应力峰值的影响。研究表明:管道在冻胀区域与过渡区和非冻胀区会出现应力集中现象,管底冻胀区域中部为高风险失效区,地表温度对管道轴向应力分布影响最显著。管顶最大Von Mises应力在冻胀区域中部且随管沟坡度的增大而增大,过渡区和非冻胀区交界处的最大Von Mises应力随管沟坡度的增大而减小。管沟坡度一定时,过渡区和非冻胀区交界处的Von Mises应力最大,且随沟底加宽裕量的增大而增大。

    • >TH机械、仪表工业
    • Span60在石墨烯润滑油中分子行为及协同作用

      2022, 22(16):6496-6505.

      摘要 (92) HTML (0) PDF 17.86 M (378) 评论 (0) 收藏

      摘要:石墨烯常被使用在润滑油中,以此提高油的润滑性能,但其在油中极易发生团聚,需要借助分散剂抑制团聚。石墨烯、分散剂及润滑油间分子行为可揭示分散机理、润滑机理及协同作用。本文采用对环境无毒无害的span60作为分散剂,基于分子动力学研究石墨烯润滑油添加span60前后的润滑性能变化,建立氮化硅-润滑油-轴承钢层结构模型,分析span60/石墨烯的含量比、工作温度、压强以及剪切速度等因素对润滑油膜在摩擦副表面吸附能、剪切应力以及形成的类固膜厚度的影响,并通过实验进行验证。分散剂span60与石墨烯在润滑油中起到协同效应,提高了润滑油在Si3N4-GCr15摩擦副表面的润滑能力。当span60/石墨烯含量比为7:1时,润滑效果最好;温度为373 K、压强为102 MPa、剪切速度为25 m?s-1时,润滑油润滑性能最好。添加适量span60可以有效解决石墨烯在润滑油中的团聚问题。石墨烯、分散剂及润滑油间的协同效应受温度、压强及速度的影响。

    • >TJ武器技术
    • 弹体高速侵彻厚钢筋混凝土靶的数值模拟

      2022, 22(16):6506-6514.

      摘要 (134) HTML (0) PDF 12.19 M (671) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对厚钢筋混凝土靶在弹体高速侵彻时的毁伤特性,基于混凝土连续帽盖模型(CSCM)和共节点耦合建模方法对弹体高速侵彻厚钢筋混凝土靶的毁伤行为进行数值模拟,分析钢筋混凝土靶的损伤分布特性、钢筋结构对混凝土的约束作用。结果表明:高速侵彻时,延性损伤体现在混凝土内部,脆性损伤更多体现在混凝土外部表层,钢筋网能较大程度地约束混凝土延性损伤的扩展;增加竖筋的配置,可预防厚钢筋混凝土靶沿钢筋层产生层断脱离破坏,从而提高钢筋混凝土的抗弹性能;钢筋混凝土迎弹面的崩落面积随侵彻速度增加而增大,首层钢筋越接近表面,约束效果越好。可见:混凝土连续帽盖模型(CSCM)和共节点耦合建模方法能较好地模拟厚钢筋混凝土靶在弹体高速侵彻作用下的毁伤特性。

    • >TL原子能技术
    • 国际热核实验反应堆装置电子回旋辐射诊断强度绝对标定系统的热源设计与仿真

      2022, 22(16):6515-6521.

      摘要 (105) HTML (0) PDF 7.61 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:位于国际热核实验反应堆(ITER)9号窗口的诊断屏蔽模块由两个黑体源和两个远程可伸缩的透镜组成,该装置的作用是产生和引导黑体辐射,以校准ITER电子回旋发射诊断的径向和斜向视图。保持发射极的温度稳定对于精准源的正常工作至关重要,本研究针对这个问题,对ECE系统进行初步设计,优化调整发射极和恒温热源之间的距离,通过ANSYS仿真分析,获得辐射换热条件下ECE发射极不同路径的温度分布,以满足ITER中对于校准源的要求和约束。本研究对ECE系统结构设计及样机的研发具有一定的指导作用。

    • >TM电工技术
    • 高频变压器漏感参数对绕组形变的全局灵敏度分析

      2022, 22(16):6522-6529.

      摘要 (100) HTML (0) PDF 8.01 M (298) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计,建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型的计算精度高于二阶响应面模型,其拟合优度指标和最大误差分别0.991、0.34%;其次基于Sobol’灵敏度分析方法和蒙特卡罗抽样方法,分析了漏感参数对于不同形变种类的灵敏度。结果表明:Sobol’灵敏度分析方法可以很好地定量分析绕组形变对漏感参数的影响程度,漏感参数对于原边绕组发生径向形变最为敏感,一阶灵敏度和全局灵敏度分别为0.6951、0.6963。本文研究可为高频变压器结构设计以及绕组形变检测提供指导和依据。

    • 核电站抗震仪表支架应力分析及结构优化

      2022, 22(16):6530-6536.

      摘要 (90) HTML (0) PDF 7.43 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了验证华龙一号三代核电站中仪表支架的抗震性能,采用ANSYS软件建立了仪表支架有限元模型,选用静力系数分析法对仪表支架进行了抗震分析,并根据《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》(AFCEN RCC-M—2007)对仪表支架进行了评定。根据计算结果对仪表支架采用增加肋板的结构优化方式。通过对比仪表支架在不同尺寸肋板下的最大应力比,确定了合适的肋板尺寸方案。综合评定结果表明,结构优化后仪表支架各部件均满足RCC-M规范的要求,确保了仪表支架各工况下的机械性能。本文的计算方法及结构优化方式可为类似支架的设计分析提供借鉴。

    • 分档电价和碳配额激励的含电动汽车微电网优化调度策略

      2022, 22(16):6537-6546.

      摘要 (120) HTML (0) PDF 5.51 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:在含电动汽车(Electric Vehicle,EV)微电网的调峰调度中,实施分时电价或实时电价引导EV参与调峰,会导致EV过度响应或响应疲惫现象。为此,本文提出了分档电价协同碳配额激励机制下的含电动汽车微电网博弈优化调度策略。建立了微电网与电动汽车的主从博弈优化调度模型,微电网主体以运行成本最小和极小化负荷均方差为优化目标,考虑新能源发电完全消纳,针对等效净负荷水平制定分档电价并和碳配额协同激励,引导电动汽车在新能源发电余缺时充放电的适度响应;电动汽车用户从体响应微电网激励优化电动汽车充放电行为使其成本最小。采用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)求解优化模型纳什均衡点,获得微电网侧最优分档电价和电动汽车调度策略的集合。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。

    • 基于电弧模型的±800kV直流输电线路带电作业电位转移电流分析

      2022, 22(16):6547-6552.

      摘要 (81) HTML (0) PDF 4.37 M (254) 评论 (0) 收藏

      摘要:等电位带电作业是确保输电线路安全稳定运行的重要技术手段,但电位转移过程中会出现高幅值高频率脉冲放电电流,给作业人员的安全造成了严重威胁。本文提出了基于控制论电弧模型的输电线路带电作业电位转移电流计算方法,分析了经验系数和电弧电压梯度等参数对电位转移电流的影响;以吊篮法和软梯法两种进入等电位作业方式为研究对象,分析了电位转移电流峰值和转移电荷量等随转移距离的变化规律。结果表明:转移电流波形均呈振荡衰减,转移电流峰值及转移电荷量与转移距离成正比;相同转移距离条件下,采用吊篮法获得的转移电流峰值更小。

    • 基于虚拟电容的直流输电系统连续换相失败抑制研究

      2022, 22(16):6553-6562.

      摘要 (83) HTML (0) PDF 7.09 M (263) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决高压直流输电系统中连续换相失败对直流系统运行影响严重的问题,分析了直流输电系统换相失败产生的机理,引入虚拟电容的概念,以虚拟电容作为直流电压变化率检测的载体,反应故障期间及其恢复过程中的直流电压的动态特性,通过降低故障期间电流指令值及补偿直流电压来实现对直流输电系统连续换相失败的抑制作用。通过建立的直流输电系统电磁暂态模型验证了所提方法可有效抑制单相故障及三相故障情况下高压直流输电系统连续换相失败,加速故障后系统的恢复。

    • 基于交流电磁场检测的深水无损检测探头设计与关键参数分析

      2022, 22(16):6563-6569.

      摘要 (78) HTML (0) PDF 8.28 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的水下交流电磁场检测技术(ACFM)在仿真设计时未考虑外壳材料对检测信号和设备各个参数之间的影响。针对此问题,建立了ACFM仿真模型,对磁芯大小与形状进行了优化设计,缩减探头尺寸;分析了无损检测探头的外壳材料的电导率和磁导率对检测信号的影响,并进行了仿真分析;分析出最适用于深水无损检测的外壳材料为304不锈钢和最佳电流频率,并对无损检测探头的各参数进行了优化设计;结果表明,外壳材料的电导率达到107 S?m-1时,磁性传感器检测到的特征信号会反向和电流的频率大于7 kHz会导致检测信号严重失真;外壳材料的磁导率对Bz与Bx的幅值衰减严重。本文的研究成果有利于水下无损检测设备的研发设计。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于消卷积的三维成像雷达散射截面测量技术

      2022, 22(16):6570-6576.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 4.06 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于三维成像雷达散射截面积(RCS, Radar cross section)测量技术是近年新兴的一种灵活、高效的RCS测量技术。该技术基于三维线阵合成孔径雷达(SAR, Synthetic aperture radar)测量系统对目标进行近场三维高分辨成像,通过近远场变换算法,得到目标的远场RCS,具备近场、外场测量能力。基于成像的RCS测量,其成像精度就直接影响着RCS的测量精度,因此,为了得到高质量的RCS结果,就需要得到高分辨的图像。本文采用压缩感知三维成像算法对目标进行成像,有效提高了RCS的反演精度,并分析了改进CLEAN算法的抑制旁瓣原理,得出两种方法都是基于消卷积原理对旁瓣进行抑制。用MATLAB和FEKO测量仿真,结果表明压缩感知算法提取散射中心效果更好,且提高了RCS的反演精度。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于电力物联网的边缘计算任务卸载优化

      2022, 22(16):6577-6584.

      摘要 (162) HTML (0) PDF 5.25 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决传统卸载模型仅涉及用户设备和边缘计算资源,而在云端资源利用上存在局限性的问题,通过有效利用计算任务时延、能耗及计算资源配置,提出了基于深度强化学习算法的计算任务卸载策略和资源配置优化算法,建立了边云协同的时延、能耗及能效模型,研究了用户设备数量、任务量、任务优先级等对时延、能耗及能效的影响。结果表明:边缘计算服务器资源配置为30 GHz较为合理;高级计算任务优先处理策略和计算资源优化分配,使得时延、能耗均较低;本文所提出的优化算法在时延、能耗及能效方面均优于其他3个对比算法,表明针对不同用户设备数量和计算任务量场景,本文所提出的优化算法和建立的模型能够更有效的实现基于电力物联网的计算任务卸载策略和资源配置优化。

    • 轮足式爬壁机器人的磁吸附结构设计与优化

      2022, 22(16):6585-6591.

      摘要 (203) HTML (0) PDF 9.95 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,随着我国劳动力成本的不断上涨,机器人协助或代替人工作业已受到越来越多人的关注。通过开发爬壁特种机器人,可以减少对自然环境造成的污染,降低工作风险和强度,提高劳动效率。然而,在大型金属立面维护机器人作业过程中,永磁吸附会影响机器人的越障灵活性,提高越障灵活性变得尤为重要。本文针对一种具有越障能力的三段式轮足爬壁机器人本体模型,设计了一种体积小、单位磁能积大、磁铁-轭铁-磁铁交叉排布且能够在机器人越障时提供可靠吸附力的复合式变磁力吸附模块。通过设定优化函数对复合式变磁力吸附模块的各项参数进行逐级优化设计,包括:复合式变磁力吸附模块与壁面间距、复合式变磁力吸附模块上部轭铁厚度及磁铁厚度、复合式变磁力吸附模块磁铁间隙轭铁厚度、磁铁宽度及间隙数,从而得到详细的复合式变磁力吸附模块模型,以132 mm*212 mm*39 mm的体积就满足了机器人越障状态下单组复合式变磁力吸附模块所需提供的3200N吸附力。

    • 基于认知和情绪的虚拟现实竞技游戏用户体验研究

      2022, 22(16):6592-6598.

      摘要 (143) HTML (0) PDF 4.48 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文探讨了用户在虚拟现实竞技游戏中的认知、情绪反应及临场感,并分析了三者之间的相关性。研究综合采用了实验研究、访谈及问卷等方法,在Oculus Quest一体机构建的虚拟现实游戏平台上,使用游戏情绪量表、游戏交互量表、多维存在性量表及依据VACP(Visual, Auditory, Cognitive and Psychomotor)理论的问卷,采集了参试者在竞技游戏中的主观感受、认知过程、情绪反应和临场感数据,其中认知和情绪都包括参与和挑战两个维度。数据分析结果显示,在游戏中用户的情绪参与和挑战得分大于认知参与和挑战得分;视觉和听觉通道资源负荷较大;用户的情绪反应与临场感的相关性非常显著。由此可见,在虚拟现实竞技游戏设计中可以利用临场感和情绪的显著相关关系,加强情绪导向设计,减少认知负荷,使用视觉和听觉的特点营造更加身临其境的氛围引导用户融入其中,产生更好的用户体验。

    • 排水管道图像雾气及光斑干扰去除方法研究

      2022, 22(16):6599-6606.

      摘要 (53) HTML (0) PDF 25.82 M (8820) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,管道内窥摄像检测是常用的排水管道缺陷检测技术,由于大部分管道内部具有一定污水充满度,管道图像往往存在白雾以及光斑等干扰,影响图像缺陷的识别和解译,为此,提出了一种排水管道图像雾气及光斑干扰去除方法,首先结合管道雾气特征,构建暗通道先验算法去雾,针对去雾后的色偏问题,使用一种多尺度Retinex色偏恢复算法,最后改进二维伽马函数,通过降低镜头污染,实现对图像光斑的压制。实验结果表明,该方法能有效去除排水管道内视频图像中的雾气和光斑的干扰问题,提高排水管道图像的可视度、对比度和清晰度,从而提高排水管道病害解译准确度。

    • 基于SSA-BP的离港航班滑出时间预测

      2022, 22(16):6607-6612.

      摘要 (73) HTML (0) PDF 3.02 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统BP神经网络在离港航班滑出时间预测时存在对初始权值和阈值敏感、准确性和稳定性不好等缺点,提出了一种基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm, SSA)获取BP神经网络的最优权值和阈值的方法。首先分析了离港航班滑出时间的可量化影响因素及相关性,然后构建了基于SSA-BP的离港航班滑出时间预测模型,并采用我国中南某枢纽机场2周的实际运行数据对预测模型进行了验证。结果表明:①离港航班滑出时间与同时段滑行的离港航班数量强相关,与同时段滑行的进港航班数量、同时段推出的离港航班数量、平均滑出时间中度相关,与滑行距离和转弯个数弱相关;②基于SSA优化后的BP神经网络预测结果误差在±60s内的准确率提升了20%,误差±180s内的准确率提升了12%,误差±300s内的准确率提升了7%;预测结果的平均绝对误差百分比提升了2.61%,平均绝对误差减少了11.73s,均方根误差减少了61.03s。研究成果为提升大型枢纽机场场面运行效率提供了思路。

    • >TU建筑科学
    • 剪力滞效应下箱型梁的可靠度分析

      2022, 22(16):6613-6618.

      摘要 (69) HTML (0) PDF 1.97 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了能够对箱型梁进行可靠度分析,通过结合基于附加挠度的一维离散有限元法和摄动随机有限元法建立了箱型梁新的随机分析方法。据此,建立了求解可靠指标的两种方法:基于验算点的迭代算法和其简化迭代算法。考虑第一种工况为弹性模量随机,第二种工况为弹性模量和荷载同时具有随机性,用两种方法对箱型梁进行了可靠度计算。结果表明:在对箱型梁进行可靠度分析时,随机参数选择不同变异系数情况下,两种方法存在误差相差不大;在变异系数不超过0.15时,与蒙特卡洛有限元法计算结果相比有较好的计算精度,第一种方法在两种工况下的误差分别小于4.66%和4.09%,第二种方法在两种工况下的误差分别小于6.28%和4.52%;随着随机参数变异性的增大,箱梁结构的计算可靠度相应降低;在弹性模量具有随机性的基础上,荷载具有随机性时,箱梁结构的可靠度也会相应降低。可见,在工程中需要考虑参数的随机性对箱梁可靠度的影响。

    • 预制地下综合管廊地震响应有限元分析

      2022, 22(16):6619-6625.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 8.97 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示预制综合管廊在地震荷载工况下的薄弱部位及其受力、变形情况,本文以自卡式全预制地下连续墙综合管廊为研究对象,进行了地震响应三维有限元分析。结果表明:地震作用下,结构位移主要受土体影响,结构边角点动力响应强烈,顶板、底板动力响应强于侧墙;结构位移从下往上呈递增趋势,应力集中于边角、接头,凸墙纵筋受力明显,两侧墙纵筋轴力呈反对称趋势;加速度传播受介质影响,结构中加速度放大系数低于土体。

    • 火灾后四边简支钢筋混凝土板刚度与挠度试验研究及分析

      2022, 22(16):6626-6634.

      摘要 (78) HTML (0) PDF 6.85 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢筋混凝土双向板在遭受火灾作用后的承载能力及挠度发展规律,对配筋率及受火时间不同的火灾后钢筋混凝土双向板承载能力进行研究。研究结果表明:火灾作用后,双向板在荷载作用下无混凝土开裂前的弹性阶段,而是直接进入带裂缝工作阶段,且只存在钢筋屈服前的带裂缝工作阶段和钢筋屈服后的破坏阶段;配筋率高的双向板挠度发展较为缓慢,具有更好的抵抗变形的能力,提高配筋率可使得双向板的抗弯刚度增加;随着受火时间的延长,双向板挠度发展加快,挠度曲线更为饱满,表明火灾使得双向板的抗弯刚度削减,挠曲变形也随之增大;以已有的受弯构件刚度的计算方法为基础,结合材料的高温后性能与火灾对双向板承载性能的影响,采用分层划分的方法,推导给出了火灾后钢筋混凝土双向板刚度及挠度计算公式,并与试验对比进行验证。

    • 盐穴储气库三种典型岩石拉伸声发射特征研究

      2022, 22(16):6635-6641.

      摘要 (76) HTML (0) PDF 8.45 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:盐穴储气库的三种典型岩石为盐岩、泥岩、钙芒硝岩,为了得到三种岩石拉伸状态下的声发射特征参数规律,开展了巴西劈裂试验和声发射试验,计算分析得到的主要结论如下:1)三种岩石中,盐岩的强度最低,峰值应力为1.27MPa,不足泥岩的1/2,略低于钙芒硝岩。峰值应力对应的应变盐岩最大为0.0076,可达泥岩的1.5倍,钙芒硝岩的2倍以上。2)三种岩石中盐岩的声发射事件数最多为10148次,泥岩为119次,钙芒硝岩为1166次。盐岩首先在垫条处出现声发射事件点,泥岩与钙芒硝岩则在试样中间部分出现并沿加载方向朝两端延伸。3)三种岩石的能量率和振铃计数率在屈服变形阶段大幅上升,盐岩累计能量和累积振铃计数呈平滑曲线形式上升,泥岩的曲线呈阶梯状, 钙芒硝岩在峰值应力附近陡增。平均能量和振铃计数盐岩最大为216.5和1200.6次,泥岩与钙芒硝岩相近,并且与盐岩的差值较大。

    • 微生物与水泥固化南海珊瑚砂的强度及微观特征对比试验

      2022, 22(16):6642-6649.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 19.98 M (9050) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)在土体加固领域受到广泛关注,但对MICP技术和水泥固化珊瑚砂的力学特性对比研究尚不充分。为了对比MICP珊瑚砂砂样和珊瑚砂水泥砂浆试样的力学特性,本试验分析了两者的破坏形式和应力应变曲线,并通过SEM试验比较了两者的微观结构。试验结果表明:当试样内部碳酸钙/水泥含量少于15%时,MICP试样的无侧限抗压强度要显著高于水泥砂浆试样,尤其是碳酸钙含量为5.3%、7.7%、9.1%时,MICP试样的无侧限强度为相应水泥砂浆试样强度的200%以上;当碳酸钙/水泥含量高于15%时,二者强度差值在5%以内。同时,MICP试样和珊瑚砂水泥砂浆试样的微观结构存在明显差异性。

    • 联络通道BIM 4D施工模拟与冻结温度场数值分析

      2022, 22(16):6650-6659.

      摘要 (121) HTML (0) PDF 15.12 M (2435) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步加快冻结施工信息化应用,以北京地铁17号线区间联络通道冻结工程为背景,通过建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)技术对联络通道进行三维可视化设计,建立4D施工进度模型进行实时模拟施工与输出工艺动画;利用有限元软件ABAQUS对冻结温度场进行数值模拟,与现场实测温度对比分析温度场变化规律。结果表明:BIM 4D模拟可以对施工全过程进行动态控制,实现进度计划三维可视化;冻结壁厚度达到设计值以上,验证BIM技术冻结质量控制的可靠性;数值模拟计算温度结果与现场实测温度数据值基于一致,证明数值模拟分析冻结温度场的可行性。

    • 多舱组合预制拼装预应力地下综合管廊地震响应分析研究

      2022, 22(16):6660-6667.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 10.07 M (314) 评论 (0) 收藏

      摘要:了探究多舱组合预制拼装预应力地下综合管廊在地震作用下的响应和表现,对进行了“土-结构”相互作用的有限元分析。分析以四舱综合管廊为例,采用有限元动力时程分析的方法,对不同拼装形式的装配式综合管廊进行了对比分析,同时也对有无预应力钢绞线的拼装结构的应力和变形进行了研究。有限元分析结果表明:无预应力钢绞线的拼装结构在地震作用下的加速度和位移响应均大于整体结构;增设预应力钢绞线的左右拼装结构可以消除左右两结构之间的相对位移,同时也可以减少上下拼装结构之间的相对位移,有效增加了结构的整体性。分析可对预应力装配式综合管廊在地震下的结构安全提供了研究依据,对地下综合管廊的进一步的发展应用提供了参考。

    • >U交通运输
    • 湛海高铁旅客车船转运方案研究

      2022, 22(16):6668-6673.

      摘要 (107) HTML (0) PDF 7.42 M (250) 评论 (0) 收藏

      摘要:湛海高铁旅客车船转运方案是一种新设想,主要研究内容有车船转运方案的港址选择、总体设计思路、车船接驳运营分析、车船转乘行人流仿真分析、跨海总用时分析、以及工程技术难度、投资估算、经济效益、远期可逆性。研究表明:方案所提出的空车等船、空船等车的设计理念,可大大节省转运时间,高铁旅客完成跨越琼州海峡的分析用时为36min,设计用时取45min,时间富裕系数为1.25;仿真分析结果显示,4.2min可完成所有乘客完成换乘,换乘环境良好;高铁港口综合站采用双凸堤4股道、8个换乘泊位的布置形式,能够满足每小时开行8对动车的高峰接驳运营强度;车船转运方案具有用时短、经济效益好、技术难度小、对生态环境影响小、对过海通道的远期建设具备可逆性等优点。

    • 中国高铁和民航网络结构特征比较

      2022, 22(16):6674-6679.

      摘要 (72) HTML (0) PDF 4.45 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:为增强对高铁和民航网络结构差异的认知,以2019年高铁列车和航班时刻表数据为基础构建无向网络模型,从网络紧凑性、节点中心性、联系强度异质性、网络层次性几个方面对全国高铁和民航网络拓扑结构特征进行比较。结果表明:高铁和民航网络具有较为接近的特征路径长度和集聚系数,但高铁网络密度更大、紧凑性更强;平均而言,高铁网络中节点连通性更好,而民航网络中节点具有更强的中转作用和全局可达性。高铁网络节点“流”联系强度表现出更强的异质性,从东、中、西三大分区来看高铁列车流主要发生在东-东、东-中、中-中部之间,航班流主要发生在东-东、东-中、东-西部之间。从核心边缘层次结构来看,高铁网络中与桥接层相关联的列车流占比较高,民航网络中与桥接、边缘层相关联的航班流占比较高。

    • 基于多尺度梅尔倒谱系数的转辙机声信号状态识别方法

      2022, 22(16):6680-6686.

      摘要 (97) HTML (0) PDF 5.03 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确地识别铁路转辙机所处的工作状态,保证列车能够安全行驶并转向,提出了一种基于声音信号的转辙机状态识别方法。首先将声音信号预处理后提取其梅尔倒谱系数(MFCC);为更加全面表征转辙机声信号的特点,对MFCC进行改进得到多尺度MFCC特征;引入卷积神经网络(CNN)构建转辙机声信号识别模型,并采用五折交叉验证法获得两种特征的识别准确率。本实验将S700K型转辙机在四种状态下运行时采集的真实声音信号进行训练和测试。实验结果表明,多尺度MFCC特征可使转辙机声音状态识别准确率至少提高7.5%。并且在低信噪比下,多尺度MFCC特征也有更好的表现,其准确率相较传统MFCC可提升35%。

    • 一种新的沥青路面灌封裂缝自动提取方法

      2022, 22(16):6687-6694.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 10.77 M (798) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高基于图像处理的沥青路面病害识别效率和精度,引入了图像增强处理中的多尺度视网膜(multi-scale retinex, MSR)算法以减弱光照不均匀、道路场景多变等因素对路面病害图像质量的影响。针对SegNet网络难以精确分割沥青路面微小病害的问题,采用比视觉几何群网络(Visual Geometry Group Network, VGG)效果更好的残差网络(Residual Network,ResNet)作为主干网络,同时加入空洞卷积(Dilation Convolution)层,提高网络对细小病害的识别性能;针对改进网络在识别病害时误检率较高的问题,运用阈值法剔除分割结果中的假阳性。为了验证改进算法的有效性,将其与具有代表性的语义分割方法(如SegNet、BiSeNet)在相同数据集上进行对比,三者的平均交并比(Mean Intersection over Union,MIoU)和F1分数(F1-score,F1)分别为(77.6%,89.9%),(67.4%,87.4%),(69.7%,89.8%)。运用提出的方法对甘肃省部分路段的路面灌封裂缝进行识别,结果与人工检测相比,漏检率为0.09%,误检率为2.49%。实验结果表明:提出方法能够更精确地提沥青路面灌封裂缝。

    • 基于正交异性桥面板应力监测数据的车辆荷载识别

      2022, 22(16):6695-6701.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 6.15 M (652) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了基于正交异性桥面板应力监测数据的车辆荷载识别技术。通过在正交异性桥面板顶板U肋下缘布设应变计,采集车辆通过时的应力响应。首先利用同一U肋不同截面测点应力响应间的互相关函数来估计车速,针对车辆作用下同一截面下不同测点的应力响应面积的变化,提出了余弦相似度这一指标实现车辆横向定位,最后通过比较实测应力响应面积与标定荷载作用下响应面积来实现未知车辆荷载的识别。通过数值模拟验证了算法的有效性和抗噪性。最后设计了一个模型试验进一步验证了提出的理论。数值和试验结果表明,提出的算法可以有效识别车辆荷载,算法具有较好的抗噪性能,提出的标定间距可以为工程结构提供具有实操性的指导。

    • 基于GABP神经网络的液压互联悬架建模研究

      2022, 22(16):6702-6710.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 9.63 M (2276) 评论 (0) 收藏

      摘要:液压互联悬架(hydraulically interconnected suspension,HIS)是一种非线性系统,运用机理分析法建模存在建模精度和速度不可兼得的缺点。为解决上述矛盾,文章提出了一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的反向传播(back propagation,BP)神经网络对HIS系统进行建模的方法。首先,通过Simulink建立的液压互联悬架模型仿真获取网络的训练数据。其次,使用遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值;然后,两种建模方法对比验证GABP建模方法优点;最后,通过液压互联悬架台架实验获取实验数据,与神经网络训练结果进行比较分析。结果表明:在垂向模态下,低、中、高3种频率下相对误差百分数分别为4.12%、2.27%、1.51%;在侧倾模态下,低、中、高3种频率下相对误差百分数分别为7.64%、4.07%、4.35%。与机理建模法相比,GABP建模方法兼具较好的建模精度和速度。

    • 基于模糊综合评判法的自行车骑行环境评价—以北京市为例

      2022, 22(16):6711-6718.

      摘要 (175) HTML (0) PDF 5.49 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:机动车与自行车争夺有限的道路资源,恶化了自行车骑行环境,如何改善自行车骑行环境并提高自行车道改善工作的决策水平是保障自行车出行的关键。本文从道路设施和交通运营两个方面分析筛选出13项骑行环境评价指标;基于拉格朗日条件极值原理综合运用包含层次分析法-熵值法的组合赋权法确定各项指标的权重系数,进而构建了城市自行车骑行环境模糊综合评判模型。最后选取北京市朝阳区部分道路为实例,进一步验证了模型的可行性。结果表明:根据道路状况和交通运营的评分高低确定自行车骑行环境改造的优先次序,可为较差的骑行环境提供明确的改造指导,避免无方向的盲目改造,从而以耗费更少的社会资源取得更优的骑行环境改善成效。

    • 基于效率和时空资源的交通网络可靠性评价分析

      2022, 22(16):6719-6727.

      摘要 (125) HTML (0) PDF 6.50 M (311) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确评估交通网络运行质量和设置合理性,本文以北京永乐店镇路网为例,从路段视角出发将网络效率、时间资源和空间资源作为三个评价维度,选取速度偏差率、高延时运行时间比和常发拥堵路段里程比作为评价指标,采用实地调查和Vissim软件仿真相结合的方法得到路网交通流运行数据,结合地理信息系统将路网可靠性和道路属性进行匹配,能够准确表达交通网络不同路段可靠性的空间分布特征。通过计算改进值、传统值和标准值间的欧氏距离、线性拟合及SSE证明了该方法准确有效。结果表明:本方法对于高等级道路和中长路段的SSE可以分别下降46.5%和56.5%;路网可靠性与速度偏差率、高延时运行时间以及常发拥堵路段里程的相关系数分别为0.771、0.886、0.829,速度偏差率和路网长度之间相关系数最高可达0.83,计算结果和实地调查数据吻合。研究表明:基于效率和时空资源分析整个交通网络可靠性,可以用于评价交通网络的运行质量及路网设置的合理性,该方法对简化可靠性评价流程、提高评价准确度具有实际意义。

    • 考虑驾驶员有限理性下信号交叉口车速引导模型

      2022, 22(16):6728-6733.

      摘要 (134) HTML (0) PDF 2.47 M (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:为突破车速引导模型中驾驶员完全遵从引导速度的理想假设,提出了有限理性下的车速引导模型。针对驾驶员对系统给出引导速度决策时的非完全理性行为,首先建立了有限理性二项LOGIT决策模型,利用问卷调查数据对模型进行标定,得到了驾驶员有限理性的决策依据:当遵从引导速度与不遵从引导速度的效用差明显时(大于效用阈值),驾驶员可以进行理性决策,实现效用最大化;当效用差不明显时(小于效用阈值),驾驶员将根据自身偏好随机进行有限理性决策。然后将上述有限理性决策依据融入信号交叉口车速引导中,建立了考虑驾驶员有限理性下的车速引导模型,与传统车速引导模型和无车速引导模型进行了仿真对比。传统车速引导和有限理性车速引导下车辆的平均通行时间较无车速引导分别增加6.5%和6.0%, 二氧化碳每公里排放量分别下降23.1%和19.2%。结果表明:有限理性模型和传统模型均能降低污染物排放,但有限理性模型的改善效果低于传统模型,原因是考虑了驾驶员在当前速度和引导速度博弈决策中的有限理性,这种考虑实际情况的模型可为车速引导系统的实际应用提供参考。

    • >V航空、航天
    • 扇形气膜孔几何参数对气膜冷却效率的影响

      2022, 22(16):6734-6743.

      摘要 (191) HTML (0) PDF 12.95 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:气膜冷却技术广泛应用于航空发动机火焰筒、涡轮叶片等热端部件的冷却。与常规圆柱形气膜孔相比,扇形气膜孔冷却效率更高。为更全面的掌握在典型大涵道比商用航空发动机燃烧室火焰筒工作环境下扇形气膜孔气膜冷却效率随几何参数和吹风比的变化规律,采用数值模拟方法研究了扇形气膜孔的流动和换热,分析并讨论了气膜孔板厚度、气膜孔出口宽度、气膜孔入口圆柱段长度、气膜孔倾斜角以及吹风比对扇形气膜孔下游流场和热侧面气膜冷却效率分布的影响。结果表明:在小吹风比条件下,几何参数的变化对冷却效率影响很小;而当吹风比较大时,冷却效率随几何参数的变化规律可能受其他几何参数的交叉影响;几何参数的变化将诱发不同的卵形涡结构,从而对气膜孔下游的冷却效率分布造成较大的影响。

    • 基于机桥耦合振动的滑行道桥优化设计研究

      2022, 22(16):6744-6751.

      摘要 (92) HTML (0) PDF 4.28 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:为优化滑行道桥的受力性能,对飞机-滑行道桥耦合振动响应规律进行了深入研究。通过建立滑行道桥简支梁和连续梁的理论方程,借助有限元软件Ansys对比分析了简支梁桥截面形式、跨度以及连续梁桥跨数、边跨比对机桥耦合振动的影响。研究结果表明,当简支梁桥的截面高度和跨度相同时,箱型梁桥的跨中最大挠度要显著小于T型梁桥,而基频均高于T型梁桥。滑行道桥的基频和跨度都会影响结构的振动响应,桥梁的跨中最大挠度随着跨度的增加,先减小后增大;当滑行道桥跨度较小时,由于其基频和飞机振动频率接近,跨中位移响应较大,随着跨度的增加,滑行道桥基频和飞机频率逐渐远离,跨中最大挠度逐渐减小,当跨度达到一定值时,跨中最大挠度再次增加。综合考虑基频和跨度的影响,对于A320飞机,17~20 m跨度的滑行道桥振动响应最小。对于连续梁桥,跨数和边跨比都对机桥耦合振动有一定的影响,随着跨数的增加,滑行道桥跨中最大挠度逐渐下降趋于平缓,对于跨度20 m左右的连续梁滑行道桥,四、五跨数是较好的桥梁形式,且最优边跨比分别为0.95和0.94。上述结论为滑行道桥结构的优化设计与诊断技术提供重要的参考依据。

    • 基于速度分配的航空器绿色滑行优化

      2022, 22(16):6752-6758.

      摘要 (145) HTML (0) PDF 3.16 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对航班量过快增长以及机场容量限制导致的机场滑行道拥堵问题,在航空器滑行路径优化的基础上,提出一种基于遗传算法和Yen算法的速度优化方法。首先规定速度变化剖面,以滑行时间和尾气排放为目标,以最大滑行速度和加速度为决策变量,考虑机场滑行规则和滑行限制设定约束条件,建立滑行路径和速度的优化模型;然后利用Yen算法对浦东机场16架航空器的滑行路径进行预筛选,为每个航空器分配3条路径;最后利用遗传算法进行仿真求解,依据最小滑行成本得到最优的滑行路径和速度分配方案。结果表明,优化后的滑行时间降低21.82%,尾气排放降低27.17%,滑行成本降低25.77%,且未产生冲突。可见本文建立的优化模型和方法对提高场面运行效率和减少航空污染具有一定的可行性。

    • >X环境科学、安全科学
    • 阶梯式景观河流夏季溶解性有机质构成与分布

      2022, 22(16):6759-6766.

      摘要 (98) HTML (0) PDF 7.66 M (1923) 评论 (0) 收藏

      摘要:溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)构成复杂,是河流生物地球化学循环中重要的组成部分,对水环境状况有很好的指示作用。为研究基于同步荧光光谱(synchronous fluorescence spectrum,SFS)的城市河流DOM含量与构成变化与水环境参数的相互作用关系,以阶梯式城市景观河流为研究对象,采用荧光区域积分、冗余分析(redundancy analysis,RDA)、二维相关分析(two-dimensional correlation spectroscopy,2D-COS)和主成分分析(principal component analysis,PCA)对SFS及水环境参数进行解析。将SFS光谱划分为类酪氨酸(TYRLF)、类色氨酸(TRPLF)、微生物源类腐殖质(MHLF)和陆源类腐殖质(HLF)四个荧光积分区域,提出SFS区域积分校正因子算法以提高SFS的半定量分析的准确性。结果表明:阶梯式景观河流夏季水体中DOM以生物源(TYRLF、TRPLF和MHLF)组分为主(>80%);SFS-RDA表明环境参数对DOM构成有显著影响,水面覆盖率(Cover)与类腐殖质组分的占比呈正相关;SFS-2D-COS表明类蛋白组分(TYRLF和TRPLF)与类腐殖质组分(MHLF和HLF)变化趋势相反,水体中DOM组分变化顺序为:TYRLF> TRPLF> HLF> MHLF;SFS-PCA将水体DOM按结构特性进行了划分,实现了基于SFS的水体DOM快速归类定性分析。

    • 基于变风向高斯烟团混合模型的污染物扩散研究

      2022, 22(16):6767-6773.

      摘要 (33) HTML (0) PDF 6.83 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:对气态污染物连续泄漏扩散问题,利用时间分段处理和坐标转换的方法对高斯烟团模型进行了改进,使其能够计算点源连续泄漏和风向变化的情况。基于Python开发了模拟计算程序,模拟分析了风速和大气稳定度对污染物扩散的影响。结果表明:该模型实现了风况变化和连续泄漏扩散场景下,污染物扩散的浓度分布计算;各级危险区域的面积都随着扩散时间的增加先增大,而后趋于稳定,达到稳定所需时间以及稳定后危险区域的面积都随着风速的增加而降低,随着大气稳定度的变差而降低;在各风速以及各大气稳定度下,中度危险区面积都高于其他区域,应重点防护。

    • 不同负重、坡度和速度背包任务下的背部肌肉疲劳评估

      2022, 22(16):6774-6779.

      摘要 (115) HTML (0) PDF 4.68 M (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估不同条件下男、女性背包作业过程中的肌肉疲劳状况。设计男、女性背包徒步行走试验范式,分别测量任务前、后参与者背部肌肉肌力的最大随意收缩力(fMVC)和f’MVC、心率(Rh)、最大耐受时间(Tme),并给予博格体力消耗的主观疲劳感知评分(Erp)。12名大学生参与者(6名男性和6名女性)被要求背着装有哑铃(重量分别为0,自身体重的12.5%和25%)的背包,以三种不同的速度(2、4和6km/h)和两种不同的坡度(0和10°)在跑步机上行走,直至因劳累而无法继续为止。结果发现:背包任务后,背部肌力(Sb)值下降,主观疲劳评分(Erp)值增大;相比女性,男性肌力下降快,抗疲劳性强,但女性的疲劳感知能力较男性强。研究助力提升从业人员的作业设计和生活安排合理化,从而预防肌肉骨骼疾病(MSDs)风险。

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