• 2022年第22卷第8期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >TU建筑科学
    • 中国寒区粗粒土力学研究现状与进展

      2022, 22(8):2979-2992.

      摘要 (218) HTML (0) PDF 5.12 M (310) 评论 (0) 收藏

      摘要:在寒冷地区,粗粒土是路基、土石坝等工程主要填料,也在高寒山区斜坡上广泛分布。寒区高铁路基冬季冻胀病害和高海拔斜坡春季滑塌灾害等的防治与评价,均与冻融作用下粗粒土的力学特性密切相关。在查阅大量国内外文献的基础上,从本构关系、物理特性、力学性质和界面问题等方面对寒区粗粒土力学理论的研究现状进行综述,得出如下结论:通过引入不同新理论建立了考虑剪胀性、颗粒破碎性、非线性和冻融效应等粗粒土特殊性的本构模型;明确了粗粒土的基本物理性质、水理性、热物理和电学特性;基于大型直剪试验、大型三轴试验、数值模拟以及理论分析等手段深入研究了不同因素水平和应力条件下常温和冻融粗粒土的抗剪强度、变形规律以及作用机制;探讨了粗粒土-结构界面、冻-融界面的剪切力学特性及其与斜坡稳定性的关系;并且,针对目前研究现状,对寒区粗粒土力学特性研究进行展望分析。

    • >U交通运输
    • 桥梁退化模型及养护时机研究综述

      2022, 22(8):2993-3001.

      摘要 (167) HTML (0) PDF 1.88 M (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确把握桥梁结构性能退化规律,使桥梁养护决策及时化、科学化、系统化,综述了桥梁性能退化的模型建立方法以及养护时机优化研究现状。调研了国内外学者对桥梁性能退化规律和养护策略的研究成果,从物理模型、回归模型、随机模型、人工智能模型等四个方面分析了桥梁退化预测模型的研究进展,总结了桥梁养护时机优化问题的建立与解决方法,研究表明:神经网络、动态贝叶斯理论对马尔可夫模型修正可确定其最优转移概率从而使预测精度提高;高效的优化算法如布谷鸟搜索、多目标优化混合算法等可提高计算效率,具有研究价值。该研究可为桥梁科学养护策略提供有益参考。

    • 水上应急救援装备与技术体系构建

      2022, 22(8):3002-3010.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 6.73 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:为推进国家水上应急救援能力建设,系统分析了国内外水上应急救援装备与技术建设现状,指出当前我国水上应急救援装备与技术建设面临的核心问题,从内涵与特点、构建要素、构建理念、构建实践4个方面开展了对水上应急救援装备与技术体系构建的研究。结果表明,基于“双重循环”机制的水上应急救援装备与技术体系构建方法既可通过“外循环”机制提升体系的针对性,又可通过“内循环”机制将不同类型的需求逐层向上合并或向下展开,使抽象的需求逐层具体化,保障体系组成的合理性;“双5级”结构布局不但能科学地将救援装备与救援技术实现多维融合,还有助于精准掌握水上应急救援能力建设亟需重点关注的薄弱环节。

    • >O3力学
    • 爆炸消减钢桥面顶板-纵肋焊接残余应力的模拟分析

      2022, 22(8):3011-3019.

      摘要 (102) HTML (0) PDF 9.95 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:已有研究表明焊接残余应力会严重影响正交异性钢桥面的疲劳强度和使用寿命。爆炸处理方法已在冶金设备、压力容器及海上采油设施等大型焊接结构的残余应力消减中得到了应用,本文提出了焊接-爆炸处理全过程数值模拟流程,分析了顶板-纵肋焊接连接残余应力变化过程,考察了爆炸处理对钢桥面板顶板-纵肋焊接残余应力的消减效果。首先,采用热-结构间接耦合分析方法模拟了顶板-纵肋焊接连接的焊接过程,使用生死单元法模拟焊缝金属的填充及热源输入过程,得到了动态温度场和应力场。然后,采用LS-DYNA显式动力分析软件,基于任意拉格朗日-欧拉法和流固耦合算法模拟了爆轰波与顶板-纵肋焊接连接的相互作用过程。分析结果表明,焊接过程在焊趾处引起的横向残余应力高达112 MPa,纵向残余应力高达117 MPa;爆炸处理后焊趾处横向残余应力消减幅度达159 MPa,纵向残余应力消减幅度达278 MPa。表明该方法可使焊接区域残余应力产生重分布,从而有效消减残余应力。本文分析结果可为类似桥梁的残余应力消减处理提供技术参考。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于精密星历的极区卫星导航系统性能分析

      2022, 22(8):3020-3028.

      摘要 (101) HTML (0) PDF 13.81 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:为填补全球四大卫星导航系统在极区无全面性能分析及比对的空白,本文基于精密星历,分别通过航线取点及区域分析的方法,分析了四种GNSS当前星座在极区的可见性及定位精度,并比较了四种GNSS的性能,解决了现有文献中未全面分析四种GNSS、取点分析难以代表极区内整体性能的问题,为极区GNSS的应用和发展提供理论依据。分析结果表明,在不考虑外部电磁环境干扰的条件下,GLONASS的定位精度略低于其余三者,但四种GNSS已经能够较好地覆盖极区,均满足极区定位的基本要求。因此,极区GNSS的研究方向应更侧重于如何消除极区恶劣电磁环境对GNSS的影响。

    • 相山南部花岗斑岩黑云母及绿泥石矿物化学特征及地质意义

      2022, 22(8):3029-3037.

      摘要 (116) HTML (0) PDF 5.04 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:黑云母及绿泥石成分特征能够分别示踪寄主岩石的成岩条件和成矿条件。本文对黑云母和蚀变绿泥石进行电子探针分析,以期为相山南部花岗斑岩成岩成矿条件提供矿物化学方面的依据。结果表明:(1)黑云母类型为铁质黑云母。花岗斑岩岩浆的温度和压力分别为541℃~725℃、175~395MPa,侵位深度6.4~14.4km。黑云母氧逸度位于NNO(Ni-NiO)缓冲剂附近,指示具有较高氧逸度。岩石成因类型为A型花岗岩,形成于板内拉张构造环境,物质来源于上地壳且逐渐受到幔源的影响。(2)绿泥石为蠕绿泥石和铁镁绿泥石,属于富铁绿泥石,形成于还原环境。绿泥石形成温度249.7℃~272.2℃,属于中温热液作用范围。绿泥石化为铀成矿提供了铀源和吸附空间。

    • 碳酸盐岩小缝洞群储集体地震表征方法研究

      2022, 22(8):3038-3042.

      摘要 (98) HTML (0) PDF 8.52 M (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:塔里木盆地北部奥陶系储层为碳酸盐岩岩溶缝洞型储集体,储集空间尺度差异和结构变化大,非均质性强。随着勘探开发的不断深入,开发目标由大尺度溶洞向小尺度缝洞、孔洞集合体转移,以杂乱反射、连续波谷反射等地震反射特征为主的该类储集体的有效识别和精细表征是油田持续增储上产的关键。基于地震数值模型和物理模型模拟,针对小尺度缝洞储集体开展了多种地震表征方法的试算与地震属性敏感性分析;对于杂乱弱反射小尺度缝洞体,利用振幅曲率横向变化率属性能够较好地反映该类型缝洞储集体的空间展布;针对小尺度溶孔、裂缝型储集体,利用反射强度调谐累计频率衰减属性能较有效刻画储集体的边界轮廓。实际资料的预测结果与实钻井特征、成像测井资料相吻合,验证了小尺度缝洞储集体表征方法的有效性。

    • >TB一般工业技术
    • 旋转式能量回收设备孔道内部流动特性的研究

      2022, 22(8):3043-3048.

      摘要 (71) HTML (0) PDF 11.98 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:在海水淡化领域中,旋转式能量回收设备是一种高效的能量回收装置可以有效降低系统能耗。针对旋转式能量回收设备建立了二维非稳态数值模型,分析了设备孔道内部的流场拓扑结构,考察了配流盘转速和进流流速两种操作参数对旋涡演化过程和掺混率的影响。研究结果表明,旋涡的形成和演化过程会对孔道内的质量传递过程产生重要影响;旋涡的结构尺寸和涡旋强度会随着配流盘转速或进流流速的改变而发生变化。存在最佳的操作工况使得旋涡的结构尺寸最小和设备的掺混率最低。研究结果对于理解旋转式能量回收设备的孔道内部流场具有一定帮助。

    • >TE石油、天然气工业
    • 高压高产气井油管柱强度安全分析

      2022, 22(8):3049-3057.

      摘要 (105) HTML (0) PDF 8.53 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井等“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,本文建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核,对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。研究结果表明,随着产量的增加,管柱的横向位移不断增大;在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m)的横向振动应力幅值比管柱(H1 660 m和H2 540 m)大,管柱横向应力振动幅值较大,随后振动应力趋于稳定;在0~10 s内,管柱纵向应力振动幅值较大,且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大;管柱在井口位置处轴向力最大;大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。

    • >TH机械、仪表工业
    • 一种基于压缩感知和小波信息熵的滚动轴承特征提取方法

      2022, 22(8):3058-3065.

      摘要 (88) HTML (0) PDF 4.16 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低滚动轴承在线监测和故障诊断过程中振动信号采集、传输、存储和处理负担,基于压缩感知理论和小波包分析技术,提出一种基于压缩感知和小波信息熵的滚动轴承特征提取方法,用于滚动轴承故障诊断。应用部分哈达玛矩阵采集振动信号实现压缩,通过小波包分解提取滚动轴承状态特征,计算其小波信息熵作为故障诊断特征。在标准数据集上进行振动信号特征提取,并采用四种分类方法完成故障诊断实验,结果表明本文特征提取方法能够在较高的数据压缩率条件下,保持较高的故障诊断精度,适用于滚动轴承在线监测和故障诊断。

    • >TK能源与动力工程
    • 变压器用片式散热器传热结构改进的数值分析

      2022, 22(8):3066-3072.

      摘要 (113) HTML (0) PDF 6.67 M (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:片式散热器具有成本低、结构简单、散热效率高等优点,是保障变压器正常生产、调节工艺介质温度的关键设备,其换热性能直接影响变压器内部绕组等金属器件的使用寿命。为提高片式散热器换热性能,达到节能环保、降低能耗的目的,在模型Y方向两侧安装散热板,并在散热板上设置不同直径的穿孔,通过数值模拟的方法研究穿孔直径对散热板的辐射换热、对流换热和综合换热性能的影响。结果表明:安装散热板后,散热器的总散热量提高了3.9 %,出口0.3 m处油温降低了6.91 K;安装孔径为18 mm的散热板后,两侧散热板的综合传热性能分别提高了25.46 %和28.76 %。可见18 mm穿孔散热板为最佳选择,该研究为片式散热器的设计和改进提供了新的经验认知。

    • 高浓度CO2对70%正庚烷+30%甲苯着火延迟的影响

      2022, 22(8):3073-3079.

      摘要 (69) HTML (0) PDF 5.44 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究柴油在O2/CO2环境下的着火延迟时间,建立了以70%正庚烷+30%甲苯作为柴油表征燃料的着火延迟时间模型,该模型考虑了高浓度CO2对着火的阻燃作用,得到了着火延迟时间与温度、环境密度以及O2、CO2气体浓度等之间的函数关系。利用正庚烷/甲苯机理的仿真计算和定容燃烧弹可视化试验,对不同CO2体积分数下的着火延迟时间和影响着火发生的重要基元反应进行深入研究。结果表明:该模型能够预测柴油在O2/CO2环境下的着火延迟时间,且在50%CO2环境下计算和实验的平均误差值为5.71%;CO2的热效应对着火延迟时间的影响起主导作用,同时当CO2体积分数大于60%时,CO2的第三体碰撞效应对着火发生的促进作用显著增强。

    • >TM电工技术
    • 开关磁阻电机结构优化设计及其三维图解法

      2022, 22(8):3080-3086.

      摘要 (84) HTML (0) PDF 5.83 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:开关磁阻电机具有结构简单、工作可靠、成本低、输出扭矩大等优点,但也存在转矩脉动大的不足,限制了它的应用范围。为抑制其转矩脉动,该文提出一种新型定子结构,在定子磁极端部两侧加入一个楔形角,减小气隙在定转子开始重合时的突变,降低了气隙磁场能量骤变,进而减小转矩脉动。首先分析了该特殊楔形结构各参数对平均转矩及转矩脉动的影响,在此基础上,采用三维可视化算法对楔形结构参数进行多目标约束寻优,得到最优参数集,最后,利用有限元电磁场计算软件进行仿真,验证设计方案的有效性。结果表明,该新型楔形结构能够有效地抑制转矩脉动,同时对电机平均转矩影响较小。

    • 少量已知历史数据下的电能质量复合扰动识别方法

      2022, 22(8):3087-3092.

      摘要 (55) HTML (0) PDF 3.31 M (130) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对训练电能质量复合扰动分类模型遇到少量已知历史数据和海量未标注的采样数据共存的现象,本文提出了一种基于混合流形正则化半监督极限学习机(Laplacian Hessian Semi-supervised-Extreme Learning Machine,LHSS-ELM)的复合扰动识别方法。该方法通过图拉普拉斯正则化和海森正则化相结合更好地挖掘未标注扰动样本的局部结构信息。不同噪声水平下的实验结果表明:LHSS-ELM在复合扰动识别上准确率高于常见的半监督极限学习机模型,它与传统基于支持向量机的半监督模型对比精度也有明显的提高,表明该方法是一种有效的复合扰动识别方法。

    • 综合能源环境下配电系统的无差异性模式规划问题研究

      2022, 22(8):3093-3100.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 5.06 M (112) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文提出无差异模式规划(简称无差异规划)的概念,即负荷需求(本文指负荷密度及供电可靠性)相似的分区内各类设备容量的近似一致性规划,且设备数量与分区面积近似成正比关系。无差异规划以牺牲准确性为代价,换取规划的简便性,综合能源环境下的配网规划复杂性强,分布式电源数量众多,无差异规划的简化手段在此类问题中具有一定优势,使配电网的规划具有一定的可复制性。本文研究了配电系统、热力系统及分布式电源耦合环境下的配电网无差异规划问题,各主体均可以选择自身的行为模式。通过算例,验证了无差异规划的可行性,并分析了综合能源环境下各主体不同的行为模式对配电网无差异规划的影响及修正方法,验证了其在综合能源环境下的适用性。

    • 考虑碳交易成本及区域能源优化的配电网扩展规划研究

      2022, 22(8):3101-3109.

      摘要 (50) HTML (0) PDF 5.36 M (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着《碳排放权交易管理办法》的正式实施,加速了碳排放权交易的进度,在上述的背景下考虑RIES接入配网后需求响应、可再生资源消纳和碳排放交易成本的影响,提出一种新的配电网规划方法。首先,对区域综合能源系统结构进行概述,介绍典型区域综合能源系统的构成及特点;其次,将碳交易成本、弃风弃光成本和需求响应引入配电网扩展模型当中,综合考虑系统的碳排放、弃风弃光和需求侧响应对区域综合能源系统的影响,促进系统整体的优化运行。在上述基础上构建考虑区域综合能源系统优化的配网扩展优化双层模型,采用改进粒子群算法(IPSO)和预测校正内点法(PCIP)求解规划层和运行层模型。最后,运用算例系统对构建的模型和方法进行验证,结果表明配电网扩展规划时,充分考虑区域综合能源系统优化,能够提升可再生能源的消纳,降低整体的扩展规划成本。

    • 采用下垂控制的多端柔性直流输电系统功率可调节范围量化分析

      2022, 22(8):3110-3118.

      摘要 (54) HTML (0) PDF 5.79 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:功率-电压下垂控制策略无需站间通讯,可拓展性和可靠性较高,广泛应用于多端柔性直流输电(Modular Multilevel Converter Multi-terminal Direct Current Transmission, MMC-MTDC)系统中,但其电压质量容易受功率波动影响、直流电压偏差较大,不利于系统的安全稳定运行。针对这一问题,提出了一种不平衡功率可调节范围的量化分析方法。通过构建多端柔直系统小信号模型,推导电网内不平衡功率与直流电压偏差间的传递函数表达式。在此基础上,基于奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)和频域分析,分别从稳态和动态角度分析下垂控制规律,以允许的最大直流电压偏差为增益边界,计算得出允许的功率调节极限。算例分析和仿真验证表明,所提方法能够有效量化评估下垂控制的功率调节范围,为MTDC系统的安全稳定运行提供指导依据。

    • 基于预想故障集迭代的停电计划二次规划模型

      2022, 22(8):3119-3124.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 2.75 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合停电管理是电网运行方式安排的重要工作。停电计划的优化需要考虑电网运行约束,当考虑N-1预想故障后,急剧增加了该优化问题的求解复杂度。对此,本文提出基于预想故障集迭代的停电计划优化方法。通过增加备选开断支路首端节点电压相角作为状态变量,将电网非线性运行约束转化为线性约束,建立了考虑重复停电、尽量满足初始计划、发电成本等实际工程关心的因素为目标函数,进而构建停电计划的混合整数线性二次规划模型;同时构建迭代补充预想故障集的框架,缩减问题的计算规模,并确保最终计划满足N-1准则。通过对IEEE 14节点与南方某局部简化的电网13节点系统进行仿真分析,表明了本文方法能高效地实现停电计划的优化调整。

    • 考虑源荷不确定性及配电网接纳裕度的弹性调度策略

      2022, 22(8):3125-3133.

      摘要 (75) HTML (0) PDF 6.59 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决渐进式加剧的小扰动事件对配电网调度的影响,提出一种考虑源荷不确定性及配电网接纳裕度的弹性调度策略,并建立两阶段优化模型求解。首先通过拉丁超立方抽样和后向场景削减技术生成以风光为源、以电动汽车为荷的功率预测典型场景,将不确定性问题转化为典型场景分析问题;在此基础上,第一阶段引入接纳裕度,以配电网对电动汽车接纳能力最大为目标构建电价型需求侧响应模型,对用户负荷削峰填谷;第二阶段引入需求侧响应结果,建立以系统运行成本最低为目标的经济调度模型,提出改进人工蜂群算法进行求解。测试结果表明本文所提策略能增强配电网在渐进式加剧不确定性事件下的适应力,实现配电网弹性高效运行。

    • 输电塔-线体系的风致动力稳定

      2022, 22(8):3134-3143.

      摘要 (59) HTML (0) PDF 16.44 M (729) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合增量动力分析法和弧长法有限元分析了安徽某输电塔-导地线结构的风致动力稳定,通过杆塔顶侧移比、底层受压侧主材应力和导线挂线点反力、张力和振幅的变化规律分析了塔-线相互作用及结构动力失稳前、后的受力特征。根据非线性静力与动力失稳塔顶侧移比相等原则得到了不水平档距塔-线结构动力失稳临界平均风速。研究结果表明,塔-线结构动力失稳过程主要为杆塔挂线点杆件屈服、塔身底部受压侧主材屈服、塔顶侧移比增大、塔底主材压屈;随着水平档距增加,塔顶侧移比增大,挂线点反力增大,导地线张力减小,导地线振幅增大,动力失稳临界平均风速减小;输电塔的风致稳定性设计应考虑动力效应及塔-线相互作用的影响。

    • 基于S-AHP和变权理论的输电线路铁塔关键指标体系评价方法

      2022, 22(8):3144-3151.

      摘要 (94) HTML (0) PDF 5.81 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前输电线路铁塔评价指标体系冗杂和模糊评价难以反映实际工况的问题,文中提出了一种输电线路铁塔基础设施安全评价方法。通过关联规则对铁塔指标体系进行了量化,并基于主成分分析法建立了铁塔基础设施的关键指标评价体系。为了避免反复调整判断矩阵引起的盲从性问题,引入自适应层次分析法(selfadaptive analytic hierarchy process, S-AHP)确定初始权重。并通过变权理论引入均衡函数,对各指标的初始权重进行了调整,以解决常权系数下铁塔某项指标出现异常时对模糊评价结果无影响的问题。实例计算表明关键指标体系能反映出铁塔整体工况,变权后的模糊评价可以准确确定异常铁塔,评价结果能很好的辅助后续铁塔检修计划的制定。

    • 基于关联规则算法的换流站SER事件集挖掘方法

      2022, 22(8):3152-3159.

      摘要 (56) HTML (0) PDF 8.12 M (712) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高运维人员面对换流站生成的海量事件顺序记录(SER)数据的分析能力,本文提出一种基于关联规则算法的换流站SER事件组挖掘方法。首先利用原始SER事件特征筛选,建立换流站SER事件多维模型;进而利用关联规则算法FP-Growth算法进行数据挖掘与分析,得到换流站典型事件的SER支持组与置信事件;最后基于SER支持组与置信事件分析SER事件集可靠性,方便换流站运维人员及时发现换流站的设备异常动作,减少人工盘查SER造成的事件漏看、错看的可能性。通过挖掘昆柳龙直流换流站调试期间SER事件集,表明所提出的方法可以有效的挖掘SER事件集的关联性,为运维人员及时发现SER事件缺失起参考作用。

    • 基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿法配电网电源机会约束分布式控制

      2022, 22(8):3160-3168.

      摘要 (61) HTML (0) PDF 3.69 M (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统配电网通过配电线路向下游负荷节点输送电能,但随着新能源的发展,配电网接入了大量分布式电源。通常这些电源通过逆变器与系统连接,如何调整逆变器有功功率和无功功率的输出才能更好地支持配电网运行是一个亟待解决的问题。本文以节点处潮流测量值为基础以最优化配电网潮流为目标设计了一种针对逆变器的控制策略,该策略的控制变量是分布式电源输出的有功功率和无功功率。然后本文将所提控制策略引入配电网机会约束的分布式的潮流方程中,采用增广拉格朗日交替方向非精确牛顿法分布式求解,确保配电网的电压水平和潮流在允许范围内。算例仿真表明,本文所提策略可以有效改善配电网的电压分布,并降低配电网的功率损耗。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 一种基于黄金分割的NOMA-SWIPT协作中继网络能效优化算法研究

      2022, 22(8):3169-3175.

      摘要 (80) HTML (0) PDF 2.84 M (126) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升网络能效性能,本文构建了NOMA-SWIPT协作中继网络模型,并采用了一种基于黄金分割(Golden Section, GS)的DinkelBach迭代算法来解决能效优化问题。仿真结果表明,GS-DinkelBach算法在获得精准的能效增益的同时,具有更低的计算复杂度;与传统直连网络模型和中继转发网络模型相比,本文建立的网络模型的最优能效值分别提升了1.07 dB和2.17 dB。

    • 基于GBAS系统的双座电动飞机导航定位可视化仿真

      2022, 22(8):3176-3182.

      摘要 (55) HTML (0) PDF 6.49 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析双座电动飞机基于GBAS系统在空间领域环境中的运行情况,以双座电动飞机模型为基础,设计并建立了基于三维可视化仿真FlightGear平台来模拟GBAS系统的运行引导效果。通过对导航数据分析处理,仿真了可见星和运行轨道的情况。针对传统的最小二乘伪距定位方法和载波相位平滑伪距算法的定位精度、可靠性都不能满足双座电动飞机定位着陆需求的问题,采用了增强算法卡尔曼滤波平滑伪距算法,对增强算法进行了仿真。采用FlightGear与MATLAB联合仿真,可以更直观的看出GBAS导航数据对双座电动飞机的引导效果,从而验证了双座电动飞机在终端区的导航定位着陆可以通过GBAS系统结合增强算法来引导。定位的水平平均误差和垂直平均误差都减小到 1 m 以内。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 多分裂输电线路末端自重构移动作业机器人机械系统设计研究

      2022, 22(8):3183-3190.

      摘要 (67) HTML (0) PDF 7.24 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:输电线路带电作业机器人辅助甚至替代人工进行带电作业对于提升作业效率,保障人员安全具有重要意义。然而输电线路作业种类众多,不同的作业对象都对应有不同的作业末端,特别是对于移动机器人在线上进行不同末端工具的自己更换即机器人的末端自重构就显得尤为重要,它不仅能够实现机器人的“一机多用”,更是将烦琐的“下线-更换末端-上线”直接简化为线上更换。为实现上述功能,本文提出了一种能够行走于二分裂和四分裂输电导线且能够进行绝缘子和引流板两种检修作业的末端自重构四轮移动机器人机械构型,在INVENTOR软件中设计了机器人的虚拟样机实体模型,提出了末端自重构的作业运动规划,通过机器人末端自重构过程的运动学理论建模、计算与分析、在MATLAB软件中选取不同的点云数对末端作业空间进行了仿真分析,同时,利用RobotToolBox对机械臂的运动规划进行了仿真分析,两组仿真都验证了机器人能够在线上无碰避障的实现末端自重构以及无盲区作业,相比与传统的地面手动重构方式,作业效率进一步得到提升,同时,机器人作业智能性也得到了显著增强,本文的研究对于输电机器人实用化进程具有有力的推动作用。

    • 基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的GDP智能预测模型研究

      2022, 22(8):3191-3201.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 7.26 M (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现今传统统计方法难以准确及时的揭示经济参量时空信息且估算GDP精度不足的问题,本文利用国家极轨卫星携带的可见光和近红外成像辐射计(NPP/VIIRS)获取的2012-2018年夜间灯光影像为数据源,对数据产生的误差进行处理得到了可以用来定量分析的长时间序列数据;首先采用随机森林算法对数据集进行预测研究,在此基础上提出一种基于袋外数据估计的回归误差,采用改进的网格搜索算法(Grid Search)对随机森林模型进行参数调优。同时也使用贝叶斯优化(Bayesian Optimization)对随机森林(RF)模型进行参数调优。运用嵌套5F-CV,并通过外部5F-CV循环估算模型的泛化能力,内部5F-CV循环用于确定最佳参数找出最优参数模型,建立自动预测系统,根据输入的研究区数据,使算法模型自动进行精准预测。结果表明基于贝叶斯优化改进的随机森林算法在预测GDP时最好,预测精度达到97%,具有较高的准确率和鲁棒性。研究结果展示了机器学习算法和夜间光照指数用于在县级尺度上预测GDP表现出显著的能力。

    • 基于强化学习的写字楼动态电力价格策略研究

      2022, 22(8):3202-3208.

      摘要 (41) HTML (0) PDF 5.47 M (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市商业区写字楼的微电网能源管理系统,如何有效的进行能量协同调度具有重要的理论价值与应用价值。本文提出了基于强化学习的写字楼能量调度的需求侧动态价格响应算法。首先,将物业与写字楼之间的模型建立为一个马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP),通过使用Q-Learning算法中的贪婪策略(ε - greedy)来探索写字楼中每个时间间隙的最佳电力零售价格。实验表明,通过需求侧动态价格能量调度策略不仅可以提高电网的可靠性和能源的有效利用率,实现电力分流、削峰和填谷,也可有效降低写字楼的能量消耗,同时降低用户的电力能耗使用成本,使得各方利益最大化,验证了本文所提算法的有效性和实用性。

    • 基于改进深度卷积生成对抗网络的入侵检测方法研究

      2022, 22(8):3209-3215.

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.58 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对入侵检测系统因采用的网络攻击样本具有不平衡性而导致检测结果出现较大偏差的问题,文章提出一种将改进后的深度卷积生成对抗网络(DCGAN)与深度神经网络(DNN)相结合的入侵检测模型(DCGAN-DNN),深度卷积生成对抗网络能够通过学习已知攻击样本数据的内在特征分布生成新的攻击样本,并对深度卷积生成对抗网络中生成网络所用的线性整流(ReLU)激活函数作出改进,改善了均值偏移和神经元坏死的问题,提升了训练稳定性。使用CIC-IDS-2017数据集作为实验样本对模型进行评估,与传统的过采样方法相比DCGAN-DNN入侵检测模型对于未知攻击和少数攻击类型具有较高检测率。

    • 基于LabVIEW for FPGA的高速并行视觉检测系统设计

      2022, 22(8):3216-3220.

      摘要 (98) HTML (0) PDF 9.64 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国智能制造强国战略的实施,制造业不断升级,智能视觉检测设备的应用前景越来越广阔。智能视觉检测系统一般由上位机图像处理和下位机组成;下位机主要完成供电、自动上料、定位检测、视觉检测和自动下料的功能,常用PLC作为核心处理器,存在检测效率低、准确性差的问题。为解决此类问题,依托FPGA的高速、并行和柔性等优势,以及LabVIEW for FPGA的快速编程优势,提出基于LabVIEW for FPGA的高速并行视觉检测系统。试验表明,该系统相对于传统基于PLC的视觉检测系统,具有可扩展性、较高的稳定性和效率,为机器视觉检测生产力的提高提供新的解决方案。

    • 基于改进YOLOv4的行人检测算法

      2022, 22(8):3221-3227.

      摘要 (108) HTML (0) PDF 10.08 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对YOLOv4算法在行人检测中精度低,实时性差的问题,提出一种基于YOLOv4的改进算法。首先将MobileNetv2作为主干网络,在减少参数量的同时保证其特征提取能力,同时在MobileNetv2中加入Bottom-up连接,减少浅层信息的丢失;然后在特征融合网络嵌入CBAM注意力机制,增强特征的表现力;最后在分类与回归网络中加入Inception结构,进一步提高检测速度和增加网络复杂度。实验表明:在VOC数据集上,改进算法比原算法检测效果更佳,实时性更好,其精度提高了2.87%,处理速度提升了29.52FPS;同时在真实场景下构建的数据集上,改进后的算法比YOLOv4精度提高了2.13%,具有较好的鲁棒性。

    • 基于嵌入式系统的多任务人脸属性估计算法

      2022, 22(8):3228-3235.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 6.36 M (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统人脸属性估计算法算力大、推理速度慢、精度低,难以完成算法在移动或嵌入式设备上集成应用等问题,提出一种基于嵌入式系统的多任务人脸属性估计算法。首先,采用MobileFaceNet网络中的瓶颈结构融合跨阶段融合网络 (cross stage partial network,CSPNet)和空间金字塔网络 (spatial pyramid pooling network,SPPNet) 设计CSPSPP_bk结构作为人脸属性估计算法共享网络特征提取模块;然后,在局部属性中增加通道注意力机制,在较困难的全局属性中使用更深、性能更优的网络模型作为Teacher模型指导所设计的轻量级多任务属性网络进行知识蒸馏,采用逐层剪枝的方法对网络模型进行优化,优化后的模型量仅1.8 MB;最后,通过动态类别抑制损失函数进行损失度量,均衡样本数据分布。在公共数据集CelebA和Adience数据集上进行测试比较,性别和眼镜的平均准确率分别为98.89%、99.72%,标准差为3.01%时,年龄估计精度为60.21%,在RK3288开发板上的前传推理速度为138 fps。结果表明:所提方法可广泛应用于嵌入式设备和移动边缘设备。

    • >TU建筑科学
    • 基于绿色改造视角下历史建筑保护更新策略 ——以拱北宾馆为例

      2022, 22(8):3236-3240.

      摘要 (79) HTML (0) PDF 4.39 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:社会飞速发展下留存大量的历史建筑,也产生了许多环境保护上的新问题。为保护并更新目前遗留的历史建筑,通过绿色改造对历史建筑进行更新。本研究提出了绿色改造下历史建筑的保护更新流程,在确定既有建筑为历史建筑后,对历史建筑与绿色改造进行适配度评估。并选定拱北宾馆作为例,针对以建筑为中心的安全耐久、节约资源,与以人为本的健康舒适、生活便利、环境宜居五项要素进行改造。拱北宾馆依据提出的流程进行保护更新结果表明,通过增加抗震性和安全性,与节地、节水、节材能使历史建筑更长久更健康的保留;通过避免污染、发霉潮湿,完善停车场,增加老幼与无障碍设计,设置吸烟区和增加绿化,可实现建筑更好的为人使用。

    • 废易拉罐粗纤维增强再生混凝土基本性能

      2022, 22(8):3241-3247.

      摘要 (97) HTML (0) PDF 13.99 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善再生混凝土的性能,用废易拉罐剪成纤维条制备纤维再生混凝土。通过纤维再生混凝土、再生混凝土和天然骨料混凝土的坍落度试验、立方体抗压试验和劈裂抗拉试验,研究废易拉罐粗纤维的长度、掺量对再生混凝土工作性能和力学性能的影响。研究结果表明:纤维再生混凝土的流动性随废易拉罐粗纤维长度和掺量的增大而降低,但小掺量时(0.5%)纤维对再生混凝土流动性影响不大;粗纤维的加入,使得再生混凝土的抗压强度存在小幅波动,但劈拉抗拉强度大幅提高。可见,废易拉罐粗纤维可用作再生混凝土的增强材料,实现环保和固体废物资源化目的。

    • 基于超声检测的废弃纤维再生混凝土弹性模量试验研究

      2022, 22(8):3248-3253.

      摘要 (56) HTML (0) PDF 9.79 M (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究长期持荷损伤后再生骨料取代率和废弃纤维掺入对再生混凝土弹性模量的影响规律,制备了再生骨料取代率为0、50%、100%,废弃纤维体积掺入量为0.08%的废弃纤维再生混凝土试件,进行了混凝土标准弹性模量试验和超声波无损检测试验。研究表明,弹性模量与超声波速呈线性正相关,在宏观尺度上表现为抵抗弹性变形的能力减小,在细观尺度上表现为混凝土和再生混凝土中界面强度降低。纤维的桥接作用可以阻断微裂缝的开展抑制废弃纤维再生混凝土内部损伤的演化,从而提高了再生混凝土的弹性模量。超声波速随着应力水平和时间的增加而减小。采用中、美、欧规范计算废弃纤维再生混凝土弹性模量,中国规范和欧洲规范与超声检测值相差0.9%~8.4%和0.3%~12%,超声波无损检测法可进行长期损伤后的再生混凝土和废弃纤维再生混凝土弹性模量的定量分析。

    • 不同冷却方式下ALC高温劣化损伤试验研究

      2022, 22(8):3254-3260.

      摘要 (43) HTML (0) PDF 7.06 M (95) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同冷却方式下ALC在高温处理后性能劣化损伤情况,通过对不同温度、不同冷却方式处理后的ALC试件进行超声无损检测试验、静态力学性能试验、毛细吸水试验的方法研究了温度、冷却方式对其质量损失率、纵波波速、抗压强度、弹性模量、应力应变关系、能量耗散、毛细吸水性的影响。研究结果表明:ALC内各种水化产物受热分解,水分消散,体积膨胀,微裂隙增加,纵波波速减小,抗压强度减小,弹性模量降低,塑性提高,峰值应变增加,能量耗散不断提高,最大毛细吸水量增大;其应力-应变曲线的形状与普通混凝土相似,都经历了压密阶段、弹塑性阶段、破坏阶段、残余阶段。喷淋冷却试件相对于自然冷却试件在300℃前损伤较小,性能劣化程度较低,300~600℃时劣化损伤明显增大,毛细吸水性增长显著,600~800℃时不同冷却方式对ALC性能影响逐渐减小。可见,不同的冷却方式对高温处理后ALC有一定的影响,但随着温度升高,影响逐渐降低。

    • 冻融循环作用下橡胶混凝土蠕变特性试验研究

      2022, 22(8):3261-3268.

      摘要 (76) HTML (0) PDF 23.86 M (770) 评论 (0) 收藏

      摘要:橡胶混凝土Concrete with Rubber Aggregate(简称RC)具有较高的抗冻融性,但其在各种冻融条件下的长期蠕变行为尚不清楚,势必会影响橡胶混凝土在严寒地区的应用。以RC在冻融循环条件下的蠕变特性为对象,选取C40普通混凝土配比为试验基准,将等体积、粒径为3~6mm橡胶颗粒代替中砂质量的10%配制了一种RC,在RC材料经历0、30、60、90、120、150次冻融循环试验后,进行单轴抗压、单轴蠕变、冻融后动弹性模量及SEM电子显微镜观察等试验。结果表明:相对于0次冻融循环条件下的RC,经历30-150次冻融循环作用后其抗压强度分别下降了6.51%-47%,质量损失率分别提高了6%-11.2%。随冻融循环次数的增加,RC蠕变破坏逐渐达到其临界值应力水平,冻融动弹性模量不断降低。经多次冻融循环后,RC试件蠕变应力低于峰值强度的50%时,判断结构是安全的。超过该临界值时,判别安全标准取决于其应力荷载及冻融循环次数。

    • 高纤维体积率玻璃纤维增强水泥基材料的力学性能研究

      2022, 22(8):3269-3276.

      摘要 (74) HTML (0) PDF 15.26 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究高体积率玻璃纤维掺量(>5%)对砂浆力学性能方面的影响,从水泥试块的成型入手,对力学性能、破坏行为等方面展开研究,通过测试不同玻璃纤维长度的高体积率玻璃纤维增强水泥基材料的抗折、抗压性能,并观测、记录其破坏过程和破坏方式,分析其破坏机理和破坏行为,并通过超景深扫描电子显微镜观察玻璃纤维断裂情况。研究结果表明,随着玻璃纤维体积掺量的提升,抗折和抗压性能初始有大幅度提升,分别达到38.6 MPa、55.4 MPa,在7%玻璃纤维掺量时基本平稳,掺量超过10%时成型困难;掺量在7-10%时,抗折应力-应变曲线出现明显的塑性特征。

    • 机场跑道循环热流体法融雪除冰数值模拟

      2022, 22(8):3277-3284.

      摘要 (64) HTML (0) PDF 7.72 M (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现机场跑道快速融雪除冰,保障机场航班的正常运转,基于COMSOL固体传热与管道传热模块对地埋管地源热泵系统进行了模拟研究。设计了四种埋管形式,从管道埋深、埋管排布形式、循环流体流速以及入口水温四个角度对供热系统进行了优化分析,提出用于表征换热均匀性的参数温度偏移系数,并将建筑垃圾引入钻孔回填材料,分析了钻孔回填材料对换热系统的影响。研究结果表明:阿基米德螺线式埋管管材用料少,温度均匀性好,且在循环水的流动中流动阻力小,施工方便,工程实际中可以采用加密螺线式设计以提高系统的换热效率;将建筑垃圾进行分类处理后,选取导热性能较好的材料,将其用于钻孔回填具有一定可行性,能够起到换热增强与提高地基承载力的双重作用。研究结果为将地源热泵系统应用于机场跑道融雪除冰提供了参考。

    • 不同抗风索措施对大跨度三主桁钢桁拱桥最大单悬臂施工状态抖振响应的影响

      2022, 22(8):3285-3293.

      摘要 (80) HTML (0) PDF 10.06 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证施工人员以及桥梁结构的安全,将施工期大跨度钢桁拱桥的抖振位移降低至工程可以接受的范围内,以一座处于沿海强风区的施工期大跨度三主桁钢桁拱拱桥为工程背景,依据大桥施工期面临的不利条件选取最大单悬臂施工状态作为抗风研究工况,通过谐波合成法生成三维脉动风场,基于ANSYS建立最大单悬臂施工状态的桥梁结构有限元模型。开展三维抖振分析,并考查几种不同方式布置的抗风索对施工期桥梁抖振的影响。研究结果表明:大桥的竖向振动位移的均方根值和峰值显著高于横向振动位移的均方根值和峰值;在大桥双侧拱肋悬臂端之间上下交错布设6根抗风索时,大桥的竖向抖振位移显著降低,其中大桥拱肋悬臂端的竖向位移均方根值相比未采用抗风索措施时降低了65.35%,抖振控制效果十分明显,可作为推荐方案。可见本研究可为类似钢桁拱桥施工过程中的抗风措施选取提供一定的参考依据。

    • >U交通运输
    • 区域枢纽机场时刻资源的时空分布差异研究——以成都、重庆为例

      2022, 22(8):3294-3299.

      摘要 (51) HTML (0) PDF 2.97 M (134) 评论 (0) 收藏

      摘要:以成都及重庆机场为研究对象,收集其航班时刻数据,使用波动率、对外联系;度以及自然间断点分级等方法,从时间及空间维度定量地刻画邻近区域枢纽机场间的航班时刻配置差异。研究表明:(1)区域枢纽机场均形成早晚高峰形航班波,但较大的机场在日间运行时航班架次波动性更低,起降波峰平均间隔较短,且夜间的国际航班量更大;(2)国内联系机场形成四个层级,对外联系度较大的对象均位于省级或副省级城市,且新疆和东北与内地的联系倾向于较大型机场,其层级更高;(3)国际联系机场形成三个层级,与东南亚地区对外联系度大,但较大型机场与其联系强度更高。

    • 盾构隧道接收端冻结温度场的演化规律

      2022, 22(8):3300-3308.

      摘要 (83) HTML (0) PDF 12.34 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究哈尔滨地铁大有坊街站~太平桥站区间左线盾构接收端水平冻结温度场的演化规律,本文通过开展接收端土层热物理试验,建立ABAQUS三维数值模型,研究了杯型冻结壁有效厚度、平均温度及温度场发展与分布规律,并结合现场监测验证了接收端冻结工程方案的可靠性。结果表明:冻结过程中,杯型冻结壁的外圈管、内圈管和中圈管依次完成交圈;积极冻结25 d,杯型冻结壁有效厚度和平均温度均已满足方案要求,继续积极冻结至30 d,杯底厚度发展至3.74 m,平均温度可达–18.99 ℃;杯身厚度发展至1.81 m,平均温度可达–14.12 ℃。可见,该加固方案安全可行,研究结果可为相同地层环境下盾构接收端冻结工程提供参考。

    • 超薄磨耗层SAC-5沥青混合料设计及性能研究

      2022, 22(8):3309-3314.

      摘要 (73) HTML (0) PDF 12.24 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提供一种路用性能优良的沥青混合料作为超薄磨耗层用于预防养护工程,采用多碎石沥青混合料(SAC)级配设计方法设计了SAC-5沥青混合料。通过室内试验,对比分析了4%、6%、8%三种空隙率下混合料的路用性能。结果表明:SAC-5沥青混合料中粗集料含量占比达70%以上,当目标空隙率由4%增大8%时,混合料中矿料级配变化不大,最佳油石比减小;随着空隙率的增加,SAC-5沥青混合料的动稳定度、残留稳定度、残留强度比、构造深度及摆值均增加,低温弯曲应变减小,但仍满足规范要求;对于急弯陡坡等对抗滑性能要求较高路段,推荐使用目标空隙率8%的沥青混合料作为超薄磨耗层。

    • 环氧沥青复合式隧道路表结构力学响应分析

      2022, 22(8):3315-3324.

      摘要 (66) HTML (0) PDF 10.63 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于传统隧道路面无法兼顾阻燃、抗滑降噪及耐久性等结构和功能性的需求,同时针对缺乏对高性能环氧沥青复合式隧道路表结构的研究现状。运用桥渡原理和有限元法,研究了环氧沥青复合式隧道路表结构不同荷载工况、层间接触状态、结构层厚度及应力吸收层类型对力学响应的影响规律,并结合经济性要求推荐了环氧沥青复合式隧道路表结构组合。结果表明:层底弯拉应力、弯拉应变、竖向剪应力和横向剪应力指标能较好表征结构实际受力状态;结构层厚度、超载及层间接触状态是结构疲劳寿命的重要影响因素,影响程度依次超载>层间接触状态>结构层厚度;未设应力吸收层的结构组合其抗疲劳性能更为优异;最终将拟推荐结构组合于寻甸一号试验路段进行铺筑。

    • 水泥粉煤灰稳定炉渣-煤矸石混合料的收缩试验

      2022, 22(8):3325-3331.

      摘要 (48) HTML (0) PDF 8.01 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用炉渣、粉煤灰和煤矸石配制路面基层混合料可以有效利用工业固废,基层混合料收缩性能的优劣直接决定了其路用性能。文中选用0~4.75 mm粒径炉渣按照不同比例(0、25%、50%、75%、100%)替代同粒径的煤矸石,采用掺入3%、4%、5%和6%的水泥,设计了8组水泥粉煤灰稳定炉渣-煤矸石混合料试验,通过温缩和干缩试验,分析了炉渣替代率和水泥掺量的变化对混合料收缩性能的影响规律。结果表明:温缩应变随炉渣替代率的增大而增大,随水泥掺量的增大而减小,-10~-20℃时温缩系数较大;干缩应变随炉渣替代率的增大而减小,随水泥掺量的增大而增大;干缩应变在7 d龄期内增长速率较快,30 d龄期内的干燥收缩率占整个龄期的86.5%,30 d龄期后干缩应变逐渐趋于稳定;当水泥掺量为5%,炉渣替代率为50%~75%时,混合料的干缩系数和温缩系数均较小。

    • 连续刚构桥跨中节段混凝土接缝抗弯性能研究

      2022, 22(8):3332-3341.

      摘要 (65) HTML (0) PDF 14.51 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决大跨径连续刚构桥在后期运营中常发生的刚度下降和跨中挠度持续增加的问题,采用节段混凝土接缝抗弯试验模拟连续刚构桥的悬臂施工,考虑试件是否分段以及分段后截面是否凿毛、钢筋布置状况、预应力等因素对大跨度连续刚构桥跨中挠度的影响规律进行研究,并对比分析不同弯曲下挠理论,为桥梁跨中节段接缝抗弯下挠控制提供参考依据。试验结果表明:凿毛使接缝处混凝土结合能力得到有效提升;随着布筋间距的增大,节段混凝土抗弯性能的提升逐渐减弱;提高预应力施加大小能有效延缓梁体开裂时机并且施加高水平的预应力更能有效地控制跨中下挠;在偏安全的情况下,以绝对静矩代替惯性矩的挠度计算值更接近实测值。

    • 回填土大跨超浅埋地铁隧道开挖稳定性研究

      2022, 22(8):3342-3348.

      摘要 (68) HTML (0) PDF 11.52 M (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:贵阳市地铁1号线望新区间隧道地质环境复杂,位于回填区,地下水丰富,埋深浅。针对此类环境,首次将三台阶七步开挖法引进到地铁区间隧道施工中,通过影响隧道开挖稳定性的关键因素分析及施工方法的数值模拟,结合现场实测,研究了回填土大跨超浅埋地铁隧道开挖稳定性。研究结果表明:超浅埋开挖,回填土地层承载拱难以形成;开挖过程中拱顶、拱脚及仰拱部位产生拉应力,拱腰部位出现应力集中,为压应力区;地表及拱顶沉降变形主要受上台阶导洞开挖的影响,中、下台阶导洞的影响次之,核心土开挖影响较小;核心土及仰拱开挖对拱底围岩变形产生较大影响;因此在开挖过程中要对上述位置进行重点监测,可为今后类似工程提供借鉴。

    • 隧道与溶洞间复合围岩抗水压能力数值模拟研究

      2022, 22(8):3349-3357.

      摘要 (61) HTML (0) PDF 9.74 M (150) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对平行导洞扩挖施工导致隧道与溶洞间围岩安全厚度不足问题,将围岩与注浆结石体、衬砌结构与注浆结石体视为复合围岩,采用岩石真实破裂过程分析软件(Rock Failure Process Analysis, RFPA)软件对复合围岩破裂突水演化过程进行数值模拟,探讨了不同厚度和类型复合围岩的抗水压能力。结果表明:复合围岩破坏分为外层注浆结石体破坏和内层围岩破坏两个阶段;围岩、注浆结石体厚度越大,复合围岩抗水压能力越高;施作初期支护和二次衬砌将显著提升复合围岩抗水压能力,当二次衬砌厚度为1.2 m时,抗水压能力可提高至4.44 MPa,为新圆梁山隧道穿越2#溶洞施工合理选择临时二次衬砌参数提供依据。

    • 基于改进Yolov3的驾驶员疲劳检测

      2022, 22(8):3358-3364.

      摘要 (56) HTML (0) PDF 8.88 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文基于多信息融合方法研究了驾驶员疲劳检测技术。通过改进的Yolov3算法与卡尔曼滤波算法的结合进行人脸检测。利用一种基于提升树的算法实现脸部关键点检测。并基于单位时间里眼睛闭合时间所占的百分比(PERCLOS),最长持续闭眼时间和哈欠次数这三个特征进行多特征融合的疲劳检测。在实车录制数据集上进行验证,实验证明该方法平均识别正确率达92.5%, 具有较高的准确率,针对复杂环境有较强的鲁棒性,对于将来的研究有着重大意义。

    • 基于模糊层次分析法的机场陆侧智慧交通系统感知水平评价

      2022, 22(8):3365-3372.

      摘要 (53) HTML (0) PDF 4.25 M (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:智慧交通系统感知体系是机场陆侧机电工程建设和运营的新兴领域,其感知水平对建设决策和设施规划具有基础意义?针对机场陆侧智慧交通系统感知水平的评价需求,选取机场陆侧感知设备?感知数据特性以及信息应用水平三个指标为二级评价指标,构建了基于模糊层次分析法的机场陆侧智慧交通系统感知水平评价模型,并通过各指标的敏感性分析说明该方法的应用过程。

    • >V航空、航天
    • 基于恒星敏感器的组合导航技术在极地飞行保障中应用的仿真分析

      2022, 22(8):3373-3379.

      摘要 (46) HTML (0) PDF 3.06 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:在民航极地航线的快速发展背景下,分析了民航客机极地飞行时存在的导航保障能力不足问题,通过综合研究前人学者在极地导航领域的研究,提出了将基于恒星敏感器的天文导航系统(Celestial navigation system, CNS)引入民航中,与现有机载惯导系统(Inertial navigation system, INS)和全球卫星导航系统(Global navigation satellite system, GNSS)结合组成INS/GNSS/CNS组合导航系统。研究了该组合导航系统在格网坐标系下的结构和算法。仿真校验了该组合导航系统的保障能力。仿真表明:相比INS/CNS和INS/GNSS组合导航系统,本文提出的INS/GNSS/CNS组合导航系统不仅在正常工作时能输出精度更高的导航信息,在某一子系统如GNSS发生故障时还能在较长时间内保证较高的导航精度,仿真结果验证了本文所提出的组合导航系统能显著提升民航极地飞行的导航保障能力。

    • >X环境科学、安全科学
    • 会仙岩溶湿地生态系统健康评价

      2022, 22(8):3380-3386.

      摘要 (68) HTML (0) PDF 1.46 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:以会仙岩溶湿地为研究对象,针对岩溶地区湿地的独特特点,探讨了适于南方岩溶地区的湿地生态系统健康评价方法,应用“压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)”模型,构建了3个层次17个指标的会仙湿地健康评价体系。运用二元对比定权法确定指标权重,通过综合评价指数(Comprehensive Evaluation Index,CEI)对会仙湿地生态系统健康状况进行评价。评价结果显示,会仙岩溶湿地健康指数为2.992,处于“亚健康”状态。研究结果表明,会仙湿地资源受到了一定程度的破坏,生态恢复能力退化,生态系统不稳定。应及时采取相应措施进行生态系统保护,从而促进会仙湿地生态系统的健康和可持续发展。

    • 大兴安岭漠河-塔河地区土地利用及生态状况动态分析

      2022, 22(8):3387-3395.

      摘要 (37) HTML (0) PDF 8.85 M (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:土地利用类型的变化反映了自然及人类活动的改造,同时会影响所处地区甚至全球的生态条件。漠河-塔河地区位于大兴安岭北部,森林、湿地资源丰富,为掌握区内生态状况及变化,此次利用Landsat系列遥感数据,分别对研究区1985、1998、2008和2018年土地利用类型进行提取,分析各土地利用相互转化特征及影响因素,计算不同年份的生态环境状况指数。结果显示,研究区土地利用以林地、湿地和灌木为主,植被覆盖率始终为98%左右,土地利用增加最明显的为耕地、城乡用地、其他土地,减少最明显的为草地、灌丛沼泽,自然环境和耕地开发对研究区土地利用变化起主导作用,温度和蒸散发的升高对土地利用变化现状具有促进作用。1985~1998年、1998~2008年生态环境状况略微变好,2008~2018年总体生态环境状况显著变好,由良好提升为优秀,各项生态保护政策在维护生态安全、促进当地绿色经济发展中起到了重要作用。

    • 草原公路平曲线交通标志设置类型对驾驶人视觉特性的影响

      2022, 22(8):3396-3404.

      摘要 (96) HTML (0) PDF 7.63 M (942) 评论 (0) 收藏

      摘要:典型草原公路线形以长直线接大半径平曲线为主,平曲线段交通标志设置类型多样。为了对比分析平曲线段交通标志设置类型对驾驶人视觉特性的影响,选取14名驾驶人开展典型草原公路实驾试验,采用I view HED型眼动仪同步采集驾驶人在无标志及设置线形诱导标、线形诱导标+减速丘、示警桩等交通标志平曲线段的眼动数据,对比分析交通标志设置类型对驾驶人注视强度、视点转移特性的影响。数据分析结果表明:驾驶人在设置线形诱导标及线形诱导标+减速带的曲线段注视时长较短、注视频率较低,注视强度较小,注视转移分布范围较广且较均匀。在设置示警桩的曲线段,驾驶人的注视时长与注视频率则均较大,使其注视强度显著增加,驾驶人在不同区域之间转移的概率较大。在无标志平曲线段,驾驶人的注视点范围较窄,但因无交通标志的引导与警示,驾驶人注视强度大于设置线形诱导标段。

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

点击排行

引用排行

下载排行

×
《科学技术与工程》影响力指数稳步提升
亟待确认的版面费信息