• 2022年第22卷第3期文章目次
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    • >TE石油、天然气工业
    • 中国近海基岩油气藏分布特征及其控制因素

      2022, 22(3):863-872.

      摘要 (213) HTML (0) PDF 8.73 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:基岩油气藏已成为我国海域油气勘探的增储上产的重要领域。基岩油气藏主要发育在裂陷盆地、走滑盆地和前陆盆地,具有“新生古储”的特点。我国海域基岩油气藏分布具有平面广、纵向层系多的特点,储层类型主要以前寒武系变质岩和混合花岗岩、古生代碳酸盐岩、中生代火山岩以及花岗岩侵入体、中生代碎屑岩为主。研究表明,基岩油气藏控制因素主要为烃源岩条件、构造活动、储层条件、源储接触以及封盖条件。

    • 天然气脱硫系统中热稳定盐的形成、危害及防控措施

      2022, 22(3):873-881.

      摘要 (196) HTML (0) PDF 6.33 M (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然气胺液脱硫过程中热稳定盐的形成会促使天然气脱硫装置中出现设备材料腐蚀、过滤器频繁更换、胺液起泡以及有效胺量减少等一系列运行问题,进而导致脱硫装置的维护费用极为昂贵。但是,国内天然气企业对热稳定盐的生成及其影响的重视不够,对热稳定盐的防控效果有限。为此,本文对热稳定盐进行了详细的总结,将热稳定盐分成反应生成盐和外来携带盐2大类,列出10余种常见来源并描述热稳定盐的3种形成机理,讨论热稳定盐对脱硫系统的5种危害,并重点介绍了热稳定盐的5种常规防控方法和4种重要的胺液除盐再生技术,以期为天然气企业提供脱硫过程中热稳定盐的防控参考信息及技术指引。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 室内空间定位方法研究综述

      2022, 22(3):882-892.

      摘要 (207) HTML (0) PDF 2.55 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着物联网技术、智能移动终端技术、移动计算技术的飞速发展,当今社会对室内定位服务的需求也日益强烈,传统的卫星定位、基站定位等室外定位技术已不能适应当今社会的应用需求。因此,在当今时代背景下,开展室内空间定位技术的研究、推进室内空间定位技术的行业应用对于社会的智能化发展与进步具有十分重要的意义。鉴于此,本文首先概述了超宽带定位、蓝牙定位、超声波定位等主流室内定位技术以及测距和非测距两类室内空间定位算法;而后,论述了室内空间定位技术在公共安全、人资物资管理、智能交通、室内定位服务、大数据关联分析以及社交网络等典型场景中的应用研究现状;最后,探讨了现阶段室内空间定位技术发展所面临的挑战,并对未来的主要研究方向进行了展望。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于机器视觉技术的分拣机器人研究综述

      2022, 22(3):893-902.

      摘要 (215) HTML (0) PDF 5.32 M (282) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着机器视觉技术和人工智能的高速发展,当代机器人正朝着协作化、自动化、网络化以及智能化方向发展。为保障机器人作用的精准高效,机器视觉技术受到了极大的关注并被广泛应用于各领域。传统的分拣过程受物件特征的影响较大,而机器视觉技术具有速度快、信息量大、功能多的特点,并且能避免工人疲劳带来的误差,因而机器视觉技术在分拣领域表现出了良好的应用前景。基于此,详细分析和探讨了基于机器视觉技术的分拣机器人的组成、关键技术以及在各个行业的应用现状,具体阐述了相应的优势、存在的问题及可行性解决方案。最后,展望了分拣机器人结合机器视觉技术在人工智能大数据时代的发展趋势。

    • >O4-5物理学
    • 复杂地形条件下陆基导航覆盖范围计算及补盲规划

      2022, 22(3):903-909.

      摘要 (117) HTML (0) PDF 8.13 M (132) 评论 (0) 收藏

      摘要:为精确计算高原复杂地形条件下各陆基导航设施对周边相关航线的信号最大覆盖范围,提出了顾及地球曲率、障碍物遮蔽、电磁波发射与接收端标高以及电磁波最大发射功率等综合因素影响的空间波最远传播距离计算模型。模型由障碍物遮蔽点判定算法和最远传播距离严密算法两部分构成,可实现高原复杂地形影响下的陆基导航电磁波信号最远传播距离的精确计算。基于程序语言VB.NET和计算机辅助设计软件CAD开发了陆基导航设施信号覆盖范围计算软件,结合航线最低安全高度分析了陆基导航设施对航线的保障能力及盲区分布,并提出针对性的补盲规划方案。研究成果为高原地区民航飞行安全保障能力的提升提供了理论和数据支撑。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于GWO-ELM算法模型的水体含沙量预测

      2022, 22(3):910-917.

      摘要 (140) HTML (0) PDF 3.31 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:泥沙含量的演变受多种因素的影响,为了快速、准确的对水中泥沙含量进行高精度预测,为泥沙治理以及合理利用水土资源提供理论依据,提出了一种基于GWO-ELM算法模型的水体含沙量预测方法。首先,将影响泥沙含量的8种原始影响因子赋予权重,利用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)法提取出4个主成分影响因子,避免维数灾难;然后,将提取出来的因子作为极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)算法模型的输入,进行泥沙含量的预测,并使用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)更新预测模型的最优参数;最后,以长江口北槽监测数据进行了仿真验证。结果表明:本文所提方法有效的降低了维数灾难,且提高了在相同隐含层神经元节点数情况下的预测准确率,预测值与实际值拟合效果较好,预测精度较高。本研究说明了GWO-ELM模型可用于对泥沙含量的预测,为相关决策部门提供了一定的借鉴经验。

    • 兴城市龙王咀子地区花岗岩岩石地球化学、年代学特征及与铀成矿关系

      2022, 22(3):918-930.

      摘要 (141) HTML (0) PDF 23.99 M (1000) 评论 (0) 收藏

      摘要:龙王咀子位于青龙—锦西复杂构造带与西平坡—锦西壳断裂交叠部位,地处辽西重要的青龙—锦西铀金多金属成矿带的东段。通过对龙王咀子地区似斑状黑云母花岗岩进行岩相学、地球化学和锆石的U-Pb测年研究,岩石的成岩年龄为(165.4±1.8)Ma,为燕山早期。样品的SiO2值为65.79%~75.61%,全碱ALK(NaO2+K2O)值为7.02%~8.99%,A/CNK值为1.49~1.73,K2O/Na2O值为0.72~2.34;AR值为2.68~4.89;里特曼指数值为1.65~3.04;固结指数(SI)值为1.66~9.20;岩浆分异指数(DI)在78.08~93.17之间,表明岩石为过铝质、钙碱性岩系列的高分异I型花岗岩。岩石的稀土总量高,变化幅度较大(Σw93.46ppm~336.97ppm);Σw(LREE)/Σw(HREE)=8.07~17,w(LaN /YbN)=14.53~20.6),轻重稀土分异较强,表现为轻稀土富集而重稀土亏损,地球化学特征与华南产铀花岗岩地球化学特征相似,显示岩石有利利于铀成矿。岩石强烈亏损Ba、Th、Sr和Zr和Nb,明显富集Rb、U、Pb。结合岩石的地球化学特征、成岩年龄以及区域构造演化,认为岩石形成于后碰撞造山的陆内环境,燕山期花岗岩的上侵是区域内矿铀化的主导因素。

    • 柴西南缘新近系铀储层发育与铀成矿水文地质条件分析

      2022, 22(3):931-938.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 11.17 M (877) 评论 (0) 收藏

      摘要:柴达木西南缘花土沟地区新近系上油砂山组是重要的含铀岩系之一,其铀储层发育及铀成矿与水文地质条件密切相关。本地区基底和盖层富铀,风化剥蚀后随地下水搬运至盆地内富集成矿,提供铀源。上油砂山组时期西北高东南低的构造格局,控制含氧含铀地下水的渗流方向;辫状河三角洲平原分流河道水动力适于铀矿沉淀富集成矿,成为潜在的铀储层;上新世末期含氧含铀流体下渗进入上油砂山组潜在铀储层中被还原,最终成矿。

    • 基于Dias模型的天然场激发极化法有效参数

      2022, 22(3):939-944.

      摘要 (135) HTML (0) PDF 4.59 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从天然场源较强的电磁效应中提取有效的激电异常参数,找到能与目标介质物性和电化学过程相关的物理量进行异常评价,本文通过提出相位峰值偏移距和相对视频散率参数作为一对充要条件用以评价激电异常,同时选用表征频率域激电精度较高且参数丰富的Dias模型进行一维层状模型正演计算,通过分析复电阻率的相位特征验证相位峰值偏移距的有效性和适用性。结果表明,该参数与介质极化率有较好的正相关规律,在一些断面类型目标层极化率较高时该参数表现出较好的异常特征,可见在特定地电条件下该参数具备实际应用价值。

    • 土体结构与含水量对弹性波传播特性的影响

      2022, 22(3):945-952.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 8.61 M (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于弹性波具有表征土体结构的特性,通过试验探究不同密度和含水量组合条件下的土体弹性波速度变化规律。结果表明:波速随着土体密度的增大缓慢增大,弹性波发射端土体越致密则距离波源最近的接收器测得的弹性波速度越高;弹性波是能量波的一种,受其传播距离以及土颗粒的阻碍会逐渐衰减;波速随含水量的增大而缓慢减小,土体从初始状态达到饱和状态波速降低了10%~30%。对土体密度和含水量引起弹性波速度的变化机制进行了解释,期望可以为基于弹性波的降雨型滑坡预警预报方法研究等提供参考依据。

    • 浙江丽水地区地质灾害风险可接受程度

      2022, 22(3):953-959.

      摘要 (147) HTML (0) PDF 2.73 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:地质灾害风险可接受程度的确定,是进行地质灾害风险管控的前提。目前,我国对地质灾害风险可接受程度的研究不多,区域地质灾害风险可接受程度的研究更少。在对国内外地质灾害风险可接受程度研究进展、丽水市2008-2016年经济发展情况、地质灾害致死情况、经济损失情况等系统总结和综合分析基础上,针对生命死亡、经济损失等进行地质灾害风险可接受程度研究。基于最低合理可行(ALARP)原则,采用厌恶型风险因子、位置常数为1×10-6,建立了社会生命可接受准则模型(FN曲线)。采用相对经济损失的指标,选取位置常数为1×10-2,建立了社会经济风险可接受准则模型(FD曲线)。研究结果表明,个人可接受经济风险指数为0.1,即个人经济风险的可接受范围不超过人均GDP的10%。因灾死亡100人发生概率超过10-8、社会经济损失1000万元发生概率超过10-3都属于不可接受风险。研究可为丽水市地质灾害风险评估和管理提供参考。

    • >Q生物科学
    • 一株堆肥高效解磷菌的筛选、鉴定及其溶磷特性

      2022, 22(3):960-966.

      摘要 (134) HTML (0) PDF 3.74 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:磷是植物必需的营养元素之一,但大多数耕地土壤中磷素易与Fe、Ca和Al等结合成无效态磷,植物难以直接吸收利用。解磷微生物可活化难溶性磷,将其接种于堆肥,有助于提高堆肥产品磷素植物可利用程度。从鸡粪好氧堆肥中筛选获得高效解磷细菌,为生物强化富磷堆肥的制备提供菌种。利用NBRIY培养基初筛获得解磷菌,利用PVK培养基复筛获得高效解磷菌株,对其进行16S rDNA分子生物学鉴定,并研究不同碳源、氮源、初始pH、难溶性磷种类、难溶性磷添加量、可溶性磷浓度对菌株溶磷能力的影响。初筛获得7株解磷细菌,分别命名为PSB1~PSB7;复筛后,PSB6的溶磷量最大(126.37 mg/L);其余菌株的溶磷量在50.12~109.56 mg/L之间。PSB6经16S rDNA初步鉴定为Bacillus sp.(MW513386)。PSB6最适碳源为葡萄糖、最适N源为硫酸铵、最适生长初始pH为7.0,不同难溶性磷中,PSB6对磷酸三钙溶解效果最好,溶磷量为126.37 mg/L。当磷酸三钙添加量为2.5 g/L时,具有最大溶磷量170.5 mg/L。当培养液初始可溶性磷浓度为1 mmol/L,PSB6的溶磷量达到200.2 mg/L;培养液初始可溶性磷浓度超过10 mmol/L时,菌株不发挥解磷效果。解磷菌PSB6对磷酸三钙具有良好的溶磷能力,可应用于生物强化富磷堆肥的制备。

    • >S农业科学
    • 水位调控下微咸水灌溉后包气带水盐运移特征

      2022, 22(3):967-973.

      摘要 (104) HTML (0) PDF 4.54 M (280) 评论 (0) 收藏

      摘要:以石羊河流域下游某一试验场为例,进行原位水位调控和微咸水灌溉双重条件下的包气带水盐运移规律研究。结果表明:水位调控能起到减蒸抑盐作用,随灌溉水电导率增加抑盐效果减弱。微咸水灌溉后,水位调控可以减弱盐分在浅层的积累。因此,对于淡水资源短缺、土壤盐渍化和浅层水咸化区域,灌溉期可以采用水位调控和微咸水结合的灌溉方式,不仅缓解了深部淡水资源的使用压力,而且改善了微咸水灌溉后浅层土壤盐渍化问题。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 临近水库浅埋煤层防水煤柱留设宽度数值模拟

      2022, 22(3):974-980.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 5.10 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:留设防水煤柱是临近水库煤层保水开采最为有效的方法,而如何确定防水煤柱留设宽度是当前迫切需要解决的问题。本文分析保水开采问题的流固耦合机理,建立流固耦合作用的控制方程,以张家峁矿井常家沟水库周边4-2煤层开采为工程依托,采用数值模拟研究煤层采动对库岸边坡变形和孔隙水压力的影响规律,分析浅埋煤层开采覆岩采动破坏特性与岸坡失稳模式,进而提出防水煤柱的合理留设宽度。结果表明:当工作面临近库岸边坡时,库岸坡体先后出现向采空区侧倾倒转动和向水库方向滑移失稳的破坏模式;当坡面顶点产生反向水平位移且竖向位移急剧增加时,岸坡开始向水库方向滑移;当煤层顶底板孔隙水压力突变为0时,顶底板开始突水;取以上两种情况下较大煤柱宽度作为临界煤柱宽度,可以保证岸坡不出现失稳破坏且煤层顶底板不发生突水事故。在此基础上确定4-2煤层防水煤柱宽度为109 m,工程实践证明该宽度可以保证安全开采。本文研究成果可为确定临近水库煤层开采的防水煤柱宽度提供理论支撑和实践依据。

    • 基于热管的自燃煤矸石山降温效应

      2022, 22(3):981-986.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 4.65 M (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:为预防煤矸石山氧化发火,抑制矸石山自燃升温,基于热管相变传热原理,在煤矸石山现场开展热管降温效果的单管试验,研究煤矸石山温度分布规律和热管对其内部温度的冷却效果。研究结果表明,试验条件下,热管能够有效降低煤矸石山内部温度,达到抑制升温、预防自燃的目的。60天内,降温最大值在深度4 m位置,最大值为27 ℃,平均降温0.45 ℃/天。水平方向上,矸石与热管距离越近,降温效果越明显,最大控温半径可达3 m,最佳控温半径为2 m;垂直方向上,降温效果随深度增加先增加后减小,蒸发段所在深度为降温效果最佳深度范围。

    • >TE石油、天然气工业
    • 延安地区西南部长7段页岩岩相表征

      2022, 22(3):987-996.

      摘要 (180) HTML (0) PDF 16.72 M (1400) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高对延安地区西南部长7段页岩储层孔隙空间的认识,以长7段页岩为研究对象,对其进行岩相划分及孔隙类型和孔隙结构的表征。首先,基于矿物组分和有机质含量建立页岩岩相划分方案,明确延安地区西南部长7段页岩发育硅质页岩、高硅质混合页岩、黏土质页岩、高黏土质混合页岩、匀质混合页岩5种主类岩相,在此基础上,对长7段页岩岩相纵向展布情况进行分析,结果表明长7段具有“两硅夹一黏”的岩相展布特征。利用氩离子抛光扫描电镜、高压压汞、N2和CO2吸附等分析测试方法对长7段不同页岩岩相的孔隙类型、结构特征进行分析。研究结果表明:(1)硅质页岩和高硅质混合页岩多发育粒间孔、粒内溶孔和层间缝,黏土质页岩和高黏土质混合页岩多发育黏土矿物层间孔和粒内溶孔,匀质混合页岩多发育粒间孔缝;(2)长7段页岩孔隙形态以平板狭缝形和楔形为主,其中黏土质页岩发育更多狭缝形孔隙,孔隙连通性最差;(3)页岩的介孔是孔容和比表面积的主要贡献者,宏孔是孔容的次要贡献者,微孔是比表面积的次要贡献者。

    • 一种非均匀地应力下椭圆井眼套管-水泥环-地层力学特性半解析解

      2022, 22(3):997-1003.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 4.37 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究井壁崩落形成椭圆形井眼后套管受力情况,在弹性力学理论的基础上,结合复变函数方法建立了非均匀地应力作用下椭圆形井眼内套管-水泥环-地层组合体应力模型,根据应力边界条件与位移单值条件得到了系统各界面处应力分布的半解析解;并探究了井眼椭圆度、水泥环弹性模量和泊松比对套管外壁径向应力与Mises 应力的影响。研究结果表明:与圆形井眼相比,椭圆形井眼能减小套管所受最大应力,降低应力非均匀度;高泊松比、低弹性模量水泥环也有利于减小套管受力。研究成果对井壁崩落段地层钻井液密度、套管规格选取和固井水泥性能设计具有重要的指导意义。

    • >TK能源与动力工程
    • 基于EDEM-FLUENT耦合的滚筒冷渣机颗粒轴向扩散运动

      2022, 22(3):1004-1010.

      摘要 (124) HTML (0) PDF 7.35 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于欧拉-拉格朗日、离散单元法理论,利用EDEM-FLUENT耦合方法,考虑了气相对颗粒的相互作用,以及颗粒与颗粒之间的碰撞,对滚筒冷渣机六棱形冷渣管料床中灰渣颗粒轴向扩散进行了数值模拟分析,得出了灰渣颗粒在填充度25%,颗粒滚落状态下的动态休止角θd=29°,安装倾斜角3°工况下,轴向扩散运动随滚筒转速n(5 r/min ~ 10 r/min)、颗粒粒径d(1.5 mm ~ 3.5 mm)的变化规律。实验结果表明:当粒径一定时,轴向扩散系数随着转速n的增大而增大,相比5 r/min转速,10 r/min转速下颗粒轴向扩散系数增大了23.6%;当滚筒转速一定时,轴向扩散系数随着粒径的增大而增大。粒径d从1.5 mm增加到3 mm及3.5 mm时,轴向扩散系数分别增大了3倍和7.06倍。轴向扩散系数越大,颗粒轴向运动就越剧烈,滚筒出力越强,炉渣处理效率越高。

    • 基于热电效应的地热资源发电技术

      2022, 22(3):1011-1015.

      摘要 (110) HTML (0) PDF 3.29 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:地热资源是一种低碳环保的可再生清洁能源,高效合理开发地热资源对于我国能源产业结构调整,推进实现“碳达峰”与“碳中和”目标具有重要意义。针对传统地热发电转化效率低、规模化开发难等问题,提出一种基于热电效应的油气井井下地热发电技术,通过设计井下热电机装置构建具有流体温度差的闭合回路,实现井下热电高效转化;建立井下热流温度场数学模型,定量预测井筒热量传递效率;创建地热发电经济评价指标,评估地热发电经济可行性。研究结果表明,井下地热发电技术能有效将热能转换为电能,适用于高含水的油气井;提高注入速率,串联安装多个热电机可以提高发电量;地热发电技术单位电量费用为0.6元/千瓦时,随着规模化应用发电成本会进一步下降。本文为我国地热发电技术提供了一种低成本、大规模、高效开发的解决方案,为我国能源结构调整和节能降耗减排等研究提供借鉴。

    • 某电机环形水套流场计算流体动力学模拟及结构优化

      2022, 22(3):1016-1022.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 11.03 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究某摩托车用电机环形水套流场特性及电机温度场分布,本文采用STAR-CCM+对某摩托车用电机环形水套的冷却循环进行数值模拟,研究了不同水套结构、水泵转速及环氧树脂填充对水套流场特性及电机温度分布的影响。结果表明,原水套结构流量分配不均匀导致电机线圈温度较高且存在较大的温度梯度。优化后长、短支路流量分配均匀,冷却液的利用率提高,线圈温度比原方案降低2℃。在优化后的水套基础上提升水泵转速、填充环氧树脂、填充环氧树脂并提升转速,线圈温度分别可比原方案降低5℃、13℃、16℃。从优化散热效果来说,优化电机水套流场<优化电机水套流量大小<优化电机传热路径。

    • >TM电工技术
    • W型永磁电机转矩脉动分析与抑制方法

      2022, 22(3):1023-1031.

      摘要 (131) HTML (0) PDF 9.99 M (144) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对永磁同步电机转矩脉动偏大时电机输出性能较差的问题,对W型永磁同步电机的转矩脉动进行详细分析并研究其抑制方法。首先利用等效磁路法与洛伦兹力定律,推导出电机转矩脉动解析式,基于解析式对W型磁极的位置参数进行优化,并利用有限元软件仿真验证;然后利用转子极面偏心的方法进一步削弱电机转矩脉动,并分析最优偏心距。研究表明,当W型磁极布置位置合适时,电机具有良好的输出特性;通过转子极面偏心,电机转矩脉动降低12%,齿槽转矩与气隙磁密谐波含量大幅降低,电机性能显著提升。

    • 工业微电网分组储能控制策略

      2022, 22(3):1032-1038.

      摘要 (168) HTML (0) PDF 4.19 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:工业用户对于微电网的应用有着极大的经济性和可靠性要求。可再生能源发电的不确定性,和储能充放电损耗过高,影响着微电网的经济性;同时,一般的微电网系统并没有备用储能,影响着微电网的可靠性。针对上述问题,文章提出了一种应用于工业微电网系统的分组储能控制策略。将储能分为三组分别进行优化调度,减少了可再生能源发电不确定性对微电网的影响,降低了储能蓄电池的充放电次数,提高了经济性,同时延长了断电情况下微电网对重要负荷的供电时间,兼顾到了微电网的可靠性。最后基于MATLAB平台进行仿真分析验证了该策略的合理性和有效性。

    • 基于改进LMS自适应滤波的局部放电噪声抑制方法

      2022, 22(3):1039-1047.

      摘要 (150) HTML (0) PDF 7.94 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决局部放电测量现场中信号淹没在周期性窄带干扰中的问题,文中提出一种应用于变压器局部放电在线监测系统的改进变步长最小均方(LMS)自适应滤波算法,通过构造一个新型滤波函数结合实际情况中AD芯片量程自适应调整步长,解决了传统LMS算法需要阶数和步长匹配,收敛性差,容易发散的缺点。通过改变滤波器阶数和参考信号时延,分析改进算法收敛速度及稳态误差,并对测试中发现时延为0的特殊情况进行了讨论分析,为高信噪比自适应滤波器设计提供了参考。改变新方法初始迭代步长同传统固定步长LMS算法的迭代过程进行了仿真对比,证明了新方法具有收敛速度快、不易发散的优点。最后,通过实验室搭建的变压器局放在线监测装置,对比分析了实测数据下传统LMS算法与本文算法的不同效果,通过对信噪比(SNR)、均方误差(MSE)和波形相似系数(NCC)三种指标对比,验证了新方法的优越性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 气体流量对石英增强型光声光谱检测精度的影响

      2022, 22(3):1048-1053.

      摘要 (130) HTML (0) PDF 5.72 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:石英增强型光声光谱(QEPAS)检测技术在痕量气体浓度检测方面具有灵敏度高、可靠性好、系统体积小等优势。以二氧化碳(CO2)为目标气体,深入研究不同气体流量对QEPAS检测系统精度的影响。通过Fluent ANSYS仿真软件对气体流场进行分析,完成对不同流量情况下气室内压强和流速的仿真。通过基于QEPAS的CO2气体检测系统的实验,研究了气室压强对气体浓度检测的影响。实验结果表明通过控制气体流量使得气室内的压强为1.08e-1~1.48e-1 Pa时,检测信号与气体浓度之间线性关系良好,相关系数R=0.99971,系统相对误差为0.5%,系统检测下限为72ppm。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于双层自适应遗传算法的机器人参数辨识

      2022, 22(3):1054-1060.

      摘要 (132) HTML (0) PDF 2.98 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:激励轨迹的选取和优化是机器人动力学参数辨识的重要基础。为了提高机器人动力学参数的辨识精度,本文以SCARA机器人为研究对象,设计了基于双层自适应遗传算法的机器人激励轨迹优化方案。运用Newton-Euler法建立了机器人的动力学模型,并对机器人的动力学模型进行线性分离,得到了机器人的最小惯性参数集和对应的观测矩阵。分析机器人的参数辨识方程,确定了观测矩阵条件数最小的优化目标。针对传统遗传算法进行改进,提出了双层自适应机制,提升了算法的全局搜索能力和搜索效率。最后利用MATLAB和ADAMS进行联合仿真实验,使用递推最小二乘法计算机器人的最小惯性参数集。实验结果表明,使用改进的双层自适应遗传算法得到的激励轨迹可以保证机器人动力学参数的辨识精度。

    • 小型陆空两栖系统控制及模式转换

      2022, 22(3):1061-1067.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 4.63 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:陆空两栖无人系统的设计克服了无人机巡航耗电量大、无人车运动易受限制的缺点,通过灵活的转换系统的控制模式,使系统能够穿越不同地形,适用于多种复杂环境下的侦查探测。两栖系统的陆空运动控制既独立又要相互结合,陆地运动实现速度匀速控制及位移控制,空中运动实现系统飞行高度控制及稳定悬停,运行过程中根据多传感器信号实现模式转换控制。设计系统分别采用陆空两种比例积分微分控制算法,通过Matlab/Simulink完成仿真,同时通过状态工具箱设计完成模式转换模块,实现一体化控制。仿真结果表明陆空两种比例积分微分算法均得到较好的控制效果,模式转换控制能够有效的完成系统的陆空运行模式转换。

    • 基于多目标优化的机组一次调频自抗扰控制

      2022, 22(3):1068-1075.

      摘要 (115) HTML (0) PDF 7.28 M (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:燃气轮机的一次调频能力对于电网频率的稳定十分重要。本文针对燃气轮机一次调频的控制问题,提出了基于多目标遗传算法的自抗扰控制策略。首先提出了一种基于输出量直接反馈的自抗扰控制结构,并推导出其参数稳定域的计算公式。在介绍NSGA-Ⅲ多目标遗传算法的基础上,提出了基于多个控制性能指标的多目标参数优化流程,并将该方法应用于燃气轮机机组的一次调频控制策略设计中。仿真结果表明,提出的基于多目标遗传算法的自抗扰控制策略在保证鲁棒性的前提下能够提高燃气轮机机组一次调频的性能,显示了很好的应用前景。

    • 基于机器学习的汽油加氢裂化辛烷值损失预测和脱硫优化

      2022, 22(3):1076-1084.

      摘要 (118) HTML (0) PDF 6.11 M (156) 评论 (0) 收藏

      摘要:辛烷值损失的准确预测有助于汽油炼制过程的优化与控制,以达到更好的脱硫效果。原油的加氢脱硫是一个十分复杂的物化反应过程,对于该过程中的参数控制多依赖于工人的经验,因此基于大数据建立辛烷值损失预测模型可以用于优化脱硫效果,从而提高产品质量,减轻工人的劳动强度,具有十分重大的实际意义。采用单因素分析、方差过滤、随机森林等方法进行了特征筛选,最后基于逻辑回归、BP神经网络以及支持向量机(SVM)三种机器学习算法构建了辛烷值损失预测模型。实验结果表明,基于SVM建立的辛烷值损失预测模型精度达到了98.24%,优于逻辑回归和BP神经网络预测模型。将该模型应用于脱硫优化,在生成汽油的硫含量达标的情况下,获得最优的控制变量组合,达到将辛烷值损失降到最低的目的。

    • 基于多目标粒子群算法的矩形微通道结构优化

      2022, 22(3):1085-1090.

      摘要 (130) HTML (0) PDF 4.35 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多目标粒子群算法的数学模型。由多目标粒子群算法计算得到热阻与压降的pareto优化解集,用k-mean聚类法对优化解集进行聚类得到4个代表解,与未优化解进行对比,评价其综合性能。结果表明:响应曲面法拟合的热阻函数的相关系数R2分别为0.9981、0.9961均接近1,模型准确度高,点3与点0的仿真结果对比表明经过多目标粒子群算法优化后的通道的温度分布更加均匀,最高温度更低,压降更低,综合性能更优。可见该种方法可以提供一定工况范围内的优化解集,提升微通道的综合性能。

    • 自然语言处理文本查重优化算法设计

      2022, 22(3):1091-1097.

      摘要 (122) HTML (0) PDF 3.44 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于递归特征估计的图像修复算法

      2022, 22(3):1098-1106.

      摘要 (114) HTML (0) PDF 19.09 M (1886) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有图像修复方法纹理不清晰和结构错乱等问题,本文提出基于递归特征估计的图像修复模型,此模型基于部分卷积和注意力机制且不需要额外的标签。整体框架分为两个部分,粗修复模块和精修复模块,前者初步修复前景,后者利用递归特征估计递进式地修复缺失区域的边界,不断缩小空洞的面积,这种方式不断加强对缺失区域中央的约束,使得修复结果更加精细。实验表明,与其他经典的方法相比,此结构提高了图像修复的性能,其定性和定量分析均表现最优。

    • 基于强化学习的应急物资动态模型配送算法优化

      2022, 22(3):1107-1116.

      摘要 (129) HTML (0) PDF 6.18 M (2204) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了震后挽救更多人的生命,研究如何快速搭建应急救援物流系统,进行高效的应急物资配送,具有重大意义。通过已有的救灾体系数据库,再结合城市实时获取的卫星监测和微型传感器传输,所获取的道路状况和危险建筑等实时数据,进行全方位的强化学习模型优化训练,并且地震发生后的物资存储信息,救援点需求信息,物资装箱信息及配送路线规划,都由人工智能(AI)来进行自动分配,快速求得最优最快的物资配送方案。本文不仅研究路线的最优和运输效率最高,而是单位时间内被救援的受灾人数最多,以整个城市被救援人口的覆盖率为核心,做到根据实时动态数据的分析求解,动态调配物资,还做到救援受伤人员数量最大化。并通过优化城外救援物资,实时更改内部救援方案,提高救援效率,还提出救援优先级因子,为极端情况下的救援物资进行配比,提供合理技术支撑,最后计算得出优化的奖励方程。结果表明:通过对强化学习的应急物资动态模型配送算法进行优化,可大幅提高救援效率,尤其在地震发生初期,对挽救伤员的效果最佳。

    • >TU建筑科学
    • 基于CFD技术的负压病房气流组织的数值模拟及分析优化

      2022, 22(3):1117-1121.

      摘要 (207) HTML (0) PDF 6.81 M (205) 评论 (0) 收藏

      摘要:负压病房对于医疗单位紧急应对新冠病毒等强传染性病菌在院区内发生交叉传染、医护感染等至关重要,原因在于良好的气流组织有利于传染性病菌快速排出。设计相适应的、安全有效的送排风方案对于模块化负压病房的构建来说非常关键。基于计算流体动力学理论,依托多物理场仿真计算软件Comsol,面向雷山医院等应急卫生场所,以负压病房作为研究对象,研究6种常见的通风排风方案对于病菌的排出扩散效率的影响。还对雷山医院病房现有气流组织情况的浓度分布进行探讨和研究,并提出和对比了多组优化方案,得出了较好的通风布置方案。该方案能为以后的模块化施工提供参考,减少病菌传播扩散,更有效保护医护人员。

    • 黏滞阻尼器不同布置对楼层反应谱的影响

      2022, 22(3):1122-1130.

      摘要 (173) HTML (0) PDF 11.01 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:在工程实践中,阻尼器的种类繁多且构造各不相同,它们被广泛地应用于高层建筑、桥梁工程、建筑结构、抗震改造和工业管道抗振等多个领域。本文以国内云南省某地区的建筑结构为研究对象,利用有限元软件ETABS对该建筑结构进行模拟分析,讨论在不同地震动作用下粘滞阻尼器的不同布置方案对楼层反应谱的影响,对比分析其差异。并在粘滞阻尼器不同布置方案中选择出来较好的布置方案,为以后粘滞阻尼器在建筑结构的布置中提出参考。研究结果表明:当该建筑结构的自振周期与特征周期相近时,楼层反应谱在该时间段内出现了峰值。对比分析4种粘滞阻尼器的布置方案,第3种布置方案的减震效果较好。

    • 松原液化砂共振柱试验研究

      2022, 22(3):1131-1136.

      摘要 (122) HTML (0) PDF 7.67 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨松原液化砂的动力特性,对9种工况下的三种液化砂进行共振柱试验,研究了三种砂在不同密度及固结压力条件下动剪切模量、阻尼比和剪应变的变化关系,通过标准差和变异系数柱状图分析了动剪切模量比和阻尼比的离散程度。结果表明:松原地区三种液化砂的动剪切模量比与阻尼比数值变化差异不大,且经统计分析得到的阻尼比离散程度比动剪切模量比高,误差大。

    • 白鹤滩库区小坝组泥岩崩解特性及边坡破坏机制

      2022, 22(3):1137-1146.

      摘要 (116) HTML (0) PDF 30.09 M (2382) 评论 (0) 收藏

      摘要:降雨与库水位变动引起的干湿循环作用是导致库岸边坡破坏的关键因素之一。为了探究白鹤滩水电站库区蓄水后边坡的长期稳定性,以小坝组红层软岩为例,采用X射线衍射技术、扫描电镜技术及耐崩解仪,研究了干湿循环作用下红层软岩微结构演化机理及其崩解特性,并结合数值模拟方法与不同现场案例,分析了白鹤滩库区边坡的破坏机制。结果表明,干湿循环影响下的黏土矿物溶胀压力是导致岩体结构中孔-裂隙产生的关键因素;小坝组泥岩耐崩解性指数随着崩解循环次数增加具有指数变化规律,且泥岩比砂岩呈现了更强的崩解特性;砂岩与泥岩互层边坡在干湿循环作用下,因泥岩崩解产生了空腔以及贯通的裂隙,导致库区左岸的顺向坡易形成滑移—拉裂式破坏,库区右岸逆向坡易产生塑流—拉裂式破坏。本文从微-细-宏观等角度出发,多尺度地探究了小坝组岩质边坡的破坏机制,为白鹤滩重大水电工程建设的灾害防治工作提供理论指导。

    • 软土地层盾构近距上跨运营地铁施工技术

      2022, 22(3):1147-1153.

      摘要 (130) HTML (0) PDF 7.57 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究新建线路上跨既有地铁隧道的施工控制措施的合理性,通过现场试验的方法研究了杭州地铁7号线上跨既有地铁1号线的施工措施,并对隧道变形及地表沉降监测数据等进行了分析。研究表明:1号线运营地铁的道床变形、管片收敛及病害扩张等均得到有效控制;7号线施工过程中的地表沉降、管片姿态等均在允许范围内。可见研究结果对类似盾构近距离上跨既有地铁隧道施工提供了一定的借鉴。

    • 地铁车站坑中坑开挖施工中支护体系转换对周围环境的影响

      2022, 22(3):1154-1159.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 2.75 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决地铁隧道明挖施工中坑中坑分区开挖和内支撑转换对周边环境影响的问题。本文依托郑州地铁5号线西沙区间明挖段二期工程,对坑中坑分区开挖和内支撑体系转化过程中基坑围护结构和周边环境的变形规律进行了研究。并初步得到:调整各小基坑宽度、开挖和换撑顺序对围护结构和周边环境的影响非常显著。而改变各小基坑共用围护墙插入深度对围护结构和周边环境的影响相对较弱。实际工程中,当一侧小基坑外周边环境保护要求较高时,建议偏向该侧设置中隔墙。如果无法调整中隔墙位置和小基坑开挖深度,而小基坑宽度大的一侧坑外周边环境保护要求又较高,建议先开挖宽度小、深度浅的小基坑,后开挖宽度大、深度深的小基坑,这样可以减小对对围护结构和周边环境的影响。

    • 偏高岭土混凝土抗冻性能及寿命预测

      2022, 22(3):1160-1165.

      摘要 (147) HTML (0) PDF 4.49 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过开展偏高岭土混凝土的力学性能及抗冻性能的试验研究,分析了不同偏高岭土掺量下试件的抗压强度及抗冻性的各项指标的变化规律,并针对内蒙古地区,对不同掺量的偏高岭土混凝土进行了抗冻耐久性寿命预测。试验结果表明,偏高岭土混凝土的抗压强度随着偏高岭土掺量的增加逐渐增大;随着偏高岭土掺量的增加,试件的抗剥落情况得到明显改善,抗冻性逐渐增大;相对抗压强度随着损伤度的增加逐渐降低,一次函数和指数函数较好的拟合了二者之间的关系。以相对动弹模量为变量建立的冻融损伤模型可靠性较高;偏高岭土掺量越高,混凝土的抗冻耐久性预测寿命越长,掺量为15%的偏高岭土混凝土可以考虑在寒冷地区实际工程中应用。

    • 深基坑开挖及降水诱发邻近建筑物变形破坏机理及影响因素

      2022, 22(3):1166-1172.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 5.51 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析深基坑开挖及降水诱发地表不均匀沉降而引发邻近建筑变形、破坏机理,以广州某深基坑开挖—降水—开挖为例,从理论角度分析了同时考虑开挖和降水前后土体自重应力变化、渗流动水压力引起的有效应力变化以及止水帷幕对土体沉降约束作用时坑外土体沉降机理;借助三维渗流有限元模型分析土层-地下水-承台-桩相互平衡协调问题,探究建筑开裂原因并分析了多种影响因素。结果表明:坑外建筑物变形主要由井点降水超采所致,开挖影响较小;建筑物距基坑越近桩基变形越大,间距大于降水深度时可显著减小建筑变形;桩基刚度越大,桩体位移越小但弯矩越大;止水帷幕越深,建筑物沉降越小,一定深度后防沉降效果显著降低;分次降水能有效减小建筑物沉降,且此方式成本较低,具有很好的现实意义。

    • 基于多源数据的城市活力区域识别及驱动因素评估——以上海市为例

      2022, 22(3):1173-1182.

      摘要 (118) HTML (0) PDF 11.28 M (2135) 评论 (0) 收藏

      摘要:活力是评价城市空间品质的重要指标,也是城市空间品质提升的目标之一。城市是一个复杂的巨系统,城市的活力也因此受到多元、复杂的各种因素的影响。本文聚焦于街道/乡镇这一基本行政空间单元,运用ESDA(Exploratory Spatial Data Analysis)方法,结合信息熵模型,对上海市城市活力区域进行了识别评估,对其驱动因素进行了分析,并可用于对未来结果的预测。研究发现城市活力受到功能混合度、常住人口分布、交通可达性、公共交通服务水平、设施供给密度的显著影响,并基于以上研究结果试提出了相应的规划设计建议。

    • 考虑负荷密度的区域能源系统供能分区规划

      2022, 22(3):1183-1190.

      摘要 (131) HTML (0) PDF 6.99 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有的区域能源系统规划研究中缺乏科学有效的供能分区优化方法,且能源站的供能范围、数量和选址中未能考虑负荷密度特性问题,为此该文提出考虑负荷密度的区域能源系统供能分区优化设计方法。首先研究了负荷分布与能源站经济供能半径的关系,根据管网拓扑结构简化模型建立了负荷密度与能源站经济供能半径优化模型。进而基于推导得到的经济供能半径和负荷密度的特性关系,建立了以传统空调系统与区域能源系统的全寿命周期费用差值最大为目标函数的规划模型。最后通过案例仿真并与传统K-means聚类方法进行比较,结果表明该方法可使区域能源系统的能耗损失成本、管网投资成本和运维费用分别降低了22%,5.1%和2.1%。

    • >U交通运输
    • 城际铁路黄土填料路基振碾特性及水稳定性

      2022, 22(3):1191-1197.

      摘要 (152) HTML (0) PDF 6.45 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高城际铁路黄土路基压实质量,结合当前主流压实设备研究了黄土填料路基振碾特性,分析了水对黄土路基稳定性的影响。结果表明:压实度最大为原则,最优碾压方式为振动压路机静压1遍、强振6~8遍、静压收面1~2遍;松铺厚度分别为30cm、35cm、40cm时,22t振动压路机最大可压实水平分别为0.956、0.953、0.913;路基基床底层最大可压实厚度为30cm、路基基床底层以下路堤最大可压实厚度为35cm;施工含水率处于重型击实试验确定的最佳含水率"ω-2~ω%时" ,黄土易于压实;随黄土路基压实系数增大,黄土颗粒排列更为密实、孔隙率相应减小、可渗透性降低,致使压实黄土崩解速率极值降低、完全崩解时间延迟。因此,提高压实系数可有效提升黄土的耐崩解性,从而改善黄土路基水稳定性。

    • 基坑开挖对既有近距离下卧隧道影响实测分析

      2022, 22(3):1198-1204.

      摘要 (131) HTML (0) PDF 4.94 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究基坑开挖施工对既有近距离下卧隧道变形的影响,结合南宁某基坑工程,论述并验证既有隧道的加固保护措施,并通过基坑施工过程中对下卧隧道的全过程监测,分析基坑开挖施工对下卧隧道的影响。结果表明:开挖阶段管片发生明显的突变上浮,靠近基坑中部区域的隧道管片变形较大;左右线上浮变形初期受开挖顺序影响很大,最终表现为卸荷量大的一侧变形较大,同时左右线隧道的变形在逐渐趋于一致;分区开挖对管片的净空收敛没有明显的抑制作用;隧道上覆土过浅时,结构浇筑会对管片产生明显的加载压缩效应。

    • 聚乙烯醇改良高原黏土水稳定性实验研究

      2022, 22(3):1205-1211.

      摘要 (103) HTML (0) PDF 9.73 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究聚乙烯醇(PVA)对西藏地区黏土的力学性质改良效果,本文以高分子聚合物PVA为研究对象,改良藏东南地区高原黏土,通过无侧限抗压强度试验,研究PVA的改良效果,在干湿循环及浸水条件下探讨改良土的水稳定性,并利用扫描电镜研究PVA改良黏土的固化机理,结果表明:PVA的加入对黏土的抗压强度及水稳性存在显著影响,PVA掺量越大,黏土干湿循环及浸水后无侧限抗压强度越高,当掺量为0 %-0.83 %时,改良土强度上升最快,而后随着掺量的增加,无侧限抗压强度增长变缓,PVA凝胶脱水后形成弹性立体丝网不再溶于冷水,有效限制土颗粒的位移,使改良土具有良好的抗压强度及水稳性。

    • 减缩增强剂应用于钢渣路面基层材料的试验研究

      2022, 22(3):1212-1219.

      摘要 (132) HTML (0) PDF 9.69 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决细料类精炼钢渣路面基层材料收缩开裂问题,以广西北海钢渣为研究对象,通过研究减缩增强剂各组分单掺、复掺对钢渣路面基层材料强度影响规律,研发水泥稳定钢渣路面基层材料专用减缩增强剂,提高基层强度,抑制收缩,验证其路用性能,利用电镜扫描(SEM)通过路面基层材料微观结构探究减缩增强剂作用机理. 试验结果表明:水泥稳定钢渣混合料中水泥的最佳掺量为8%;减缩增强剂复掺的配合比为脱硫石膏:早强剂:早期膨胀剂:MgO:硅灰:NaOH=17:14.5:17:8.5:14.5:28.5,且最佳掺量为3%;减缩增强剂掺量3%的抗压强度为6.19MPa,弯拉强度为2.13MPa,劈裂强度0.93MPa,均满足规范要求;通过C1组(掺8%水泥并掺入3%减缩增强剂)与D组(只掺8%水泥)对比分析干缩性与温缩性,减缩增强剂的掺入能够有效的抑制水泥稳定钢渣基层的温缩量和干缩量.

    • 基于多喷嘴热风循环加热沥青路面的变加热分析

      2022, 22(3):1220-1225.

      摘要 (115) HTML (0) PDF 4.45 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:热风循环加热方式被广泛应用于沥青路面热再生施工中,为改善传统热风加热沥青路面的作业质量和能耗,提出了一种变温加热方法。基于有限容积法,建立了二维沥青路面瞬态导热模型,利用MATLAB软件获得了维持路面表层平均温度稳定在180℃的热风变温加热曲线,比较了变温加热和恒温加热方式下的沥青路面及4cm处平均温度变化曲线,计算了两种加热方式下加热器的能量损耗。结果表明:两种加热方式的能耗相差很小,且都可通过增大初始加热温度进而提高加热效率,但利用所得的变温加热曲线进行沥青路面加热,可有效防止路面发生焦化现象,有利于改善路面再生质量。

    • 溶剂型冷补沥青混合料低温施工和易性定量评价方法

      2022, 22(3):1226-1232.

      摘要 (135) HTML (0) PDF 4.40 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 针对目前溶剂型冷补沥青混合料低温施工和易性定量评价方法欠缺的问题,本文设计了“等效圆法”, 以散落面积S作为评价指标,对CA、LB、XR型冷补料及对照组进行低温施工和易性定量评价。研究结果表明散落面积S作为“等效圆法”的定量评价指标,不仅试验操作简单,而且与经验法所得出的低温施工和易性等级之间具有较好的相关性,显著提高了试验结果的客观性与可靠性;通过“等效圆法”得出,四种冷补料低温施工和易性依次为:对照组>CA>XR>LB;马歇尔稳定度试验表明,四种冷补料初始强度依次为:LB>CA>XR>对照组。结合试验结果,推荐冷补料性能评价指标为:散落面积S≥44 πcm2,初始强度≥2.4 kN。

    • 成兰铁路特长深埋隧道岩爆段应力特征

      2022, 22(3):1233-1242.

      摘要 (124) HTML (0) PDF 24.37 M (1140) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究高地应力环境下深埋隧道岩爆发生机理,掌握岩爆孕育规律,本文通过现场测试、数值分析及室内实验,对平安特长深埋隧道岩爆段围岩的二次应力场进行了分析,探明了隧道岩爆发生的力学机制,并运用经典应力岩爆判据指标,预测判断出岩爆发生强度及位置。研究表明隧道侧壁处存在较大的压应力,是造成岩爆发生的主要原因;高地应力条件下,由于结构面等不利因素的存在,造成掌子面中部处原岩应力突发释放而引发高烈度的岩爆;在岩爆区段进行应力释放孔的布置,能够有效地释放原岩应力,减少岩爆发生的可能性。相关研究成果能够深化人们对于高地应力环境下岩爆发生机制的认识,为类似工程岩爆的防控及建设提供科学依据。

    • 浅埋软岩隧道大变形特征及控制措施

      2022, 22(3):1243-1249.

      摘要 (143) HTML (0) PDF 11.13 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决浅埋软岩隧道在开挖过程中发生大变形的问题,本文依托在建隧道工程,分析隧道初支变形及破坏特征,并利用数值模拟软件对大变形原因进行分析,提出合理的变形控制措施。结果表明:洞口浅埋段围岩受到开挖扰动和地下水影响,围岩变形量大,纵向变形分布不规律;开挖初期变形快且变形速率大,最高达到38.4mm/d;变形持续时间长,变形后期能达到10.2mm/d;变形主要发生在上、中台阶开挖阶段,约70%;初支应力过大,且塑性区过度发展是隧道发生大变形的主要原因。根据现场监测数据和数值模拟结果提出优化工法、提高支护参数、进行洞内降水和加大预留变形量的综合处治措施。研究结果可为类似软岩隧道的大变形预防与处置提供参考。

    • 西成铁路寒区主要隧道温度场及防寒设计分析

      2022, 22(3):1250-1256.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 7.15 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究西成铁路寒区隧道温度场分布规律,依据实测气象资料并考虑热位差对寒区隧道温度场分布的影响,对沿线20座隧道温度场进行了计算分析,归纳总结了寒区隧道洞内温度场分布规律。通过计算可知,隧道围岩径向的冻结深度随着地温增加以及洞外气温升高而减小,气温每降低1℃围岩径向冻结深度增加0.12 m;地温每增加1℃,围岩径向冻结深度减小0.08 m。隧道纵向温度场分布不对称性随隧道内外温差的增加以及进出口海拔高差的增加而显著,低海拔洞口段进出口高差每增加50 m,纵向冻结长度增加约360m;气温每降低1℃,低海拔洞口纵向冻结长度增加约300 m,高海拔洞口增加约110 m。

    • 基于数据融合的公共自行车接驳公交行为辨识

      2022, 22(3):1257-1264.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 7.23 M (206) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市智能交通卡和公交自动车辆定位系统的大规模应用为研究公共自行车换乘公交的出行规律提供了契机。本文结合多源数据,研究公共自行车接驳公交的换乘时空阈值,根据自行车站点与公交站点间距离构建匹配站点对;并基于时间阈值提取匹配站点对的刷卡记录构建换乘识别模型的训练集和测试集,应用关联规则挖掘算法实现同一用户公共自行车IC卡卡号与公交IC卡号的匹配;根据设定的验证规则,92%的匹配规则通过验证。之后基于换乘识别结果分析公共自行车接驳常规公交的换乘客流的时空特性。结果表明:公共自行车接驳常规公交呈现出明显的早晚高峰时段,且接驳出行主要分布在城市中心区域。

    • 公路坡度差对车辆尾气排放的影响分析

      2022, 22(3):1265-1270.

      摘要 (110) HTML (0) PDF 5.32 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:公路的几何线形设计直接影响机动车的尾气排放。为了探究凸形竖曲线路段前后坡差变化对小客车尾气排放的影响,以速度预测模型和多项式模型为基础,得到了凸形竖曲线路段不同坡差的逐秒速度曲线,统计分析不同线形组合条件下机动车比功率分布,基于综合移动源排放预测模型MOVES,得到不同坡差情况下凸形竖曲线路段尾气排放量。结合SPSS软件进行小客车单位竖曲线长度上CO2排放量与坡差进行拟合,得到单位距离小客车CO2排放量与坡差的关系,最后通过实测试验对模拟结果进行验证。结果表明,小客车在凸形竖曲线上行驶,前后坡度差代数值越大,尾气排放量越多。在四种主要排放物中,CO2排放量最大,依次是CO、NOx、NH3排放量。研究结果对提高低碳公路设计水平具有一定的参考作用。

    • 基于时空图注意力神经网络的交通道路拥塞和异常预测

      2022, 22(3):1271-1278.

      摘要 (130) HTML (0) PDF 2.15 M (263) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面捕获交通路网的时空特性,分析路况的复杂多变性,实现道路拥堵和突发情况的高效准确预测,研究提出一种时空图注意力神经网络模型,通过将道路网络建模成一系列随时间变化的图,利用图注意力机制(Graph Attention Network,GAT)关注路网图关键节点的空间特性并捕获动态的全图空间特征,再利用门控循环单元(Gated Recurrent Neural Network,GRU)充分捕获相邻路网图的时间相关性并降低模型冗余,提升了对道路拥堵和异常情况的预测准确率。采用PEMSD数据集进行实验,结果表明,所提方法与对比模型相比准确率与召回率均优于现有方法,有效提升了交通异常预测精度。

    • >V航空、航天
    • 基于航道3段越障的民用运输机障碍物限制起飞重量计算模型

      2022, 22(3):1279-1285.

      摘要 (108) HTML (0) PDF 2.92 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究障碍物对民用运输机最大起飞重量的影响,根据飞机在空中的受力特点及CCAR25-R4的要求,建立了基于航道3段越障的障碍物限制起飞重量的计算模型。模型根据飞机的空中运动方程推导出飞机总航迹和净航迹,再由净航迹的垂直高度与障碍物的高度之间的关系判断飞机是否可以安全越障。计算分析了计算步长、障碍物高度、顺逆风对最大起飞重量的影响。结果表明:改平高度与实际情况相符,障碍物限重规律与根据飞行手册得出的结论一致,计算结果合理;计算步长取1s能够获得较好的计算精度和时间效率;障碍物限重、改平点和改平高度均与障碍物的高度和位置有关;顺风或逆风对障碍物限重的影响为线性关系,同样的风速大小,顺风使起飞重量的减小量大于逆风使起飞重量的增加量;计算模型可为研究障碍物限重提供理论参考。

    • 基于叶片应变测量的航空发动机风扇外物撞击监测识别

      2022, 22(3):1286-1291.

      摘要 (136) HTML (0) PDF 8.89 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机在跑道上滑跑、起飞与着陆过程中的发动机外物撞击监测对其飞行安全保障至关重要。为监测识别发动机工作过程中的外物撞击事件,通过风扇叶片外物撞击模拟试验平台开展外物撞击模拟试验,采用应变测量的方法对叶片应力进行实时测量与分析,实现风扇外物撞击事件监测识别的目的。试验与分析结果表明:获取了数值模拟与应变测量的风扇转子叶片结构特性图,数值模拟与试验测量动频最大误差为0.86%;外物撞击使叶片的一阶动频幅值发生较大的增加,通过试验过程中的应变测点时频图可监测识别外物撞击事件发生的时刻、频次与位置等。

    • >X环境科学、安全科学
    • 基于动态异质性参照点的地铁应急疏散出口选择行为

      2022, 22(3):1292-1298.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 2.20 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于地铁应急疏散中决策者的有限理性、决策者的异质性以及所面临决策环境的差异性,本研究通过将决策者的个人属性和备选方案的方案属性引入参照点,建立了基于动态异质性参照点的地铁应急疏散出口选择模型。通过将该模型应用到上海世纪大道地铁站的调查数据,并将不同情景和不同决策者类别的模型结果分别与基于静态同质性参照点的模型结果进行对比,表明基于动态异质性参照点的模型预测结果与实际选择结果之间的误差更小,能更准确的描述决策者的决策行为。

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