• 2022年第32期文章目次
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    • >U交通运输
    • 仓库拣选路径问题研究综述

      2022, 22(32):14081-14089.

      摘要 (328) HTML (0) PDF 2.66 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,多品种、小批量的生产模式的盛行,给制造业的仓储带来了巨大的挑战,如何提高仓库的拣选效率是一个亟待解决的问题。因此,国内外学者针对仓库拣选路径问题提出了多种分类及研究方法。通过查阅相关文献,本文从两个角度对仓库拣选路径问题进行综述。首先,从拣选作业类型的角度,将研究问题分为单一作业和复合作业,分析仓库拣选路径问题的研究现状及存在的问题;其次,从研究方法的角度,将求解方法分为启发式算法和强化学习,分析近年来二者在仓库拣选路径问题中的应用;最后,对现有文献进行总结,并提出未来仓库拣选路径问题的发展方向。

    • >X环境科学、安全科学
    • 航空污染的产生和控制机制研究综述

      2022, 22(32):14090-14099.

      摘要 (248) HTML (0) PDF 3.18 M (397) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,航空产业的飞速发展对环境产生了越来越大的影响。国内外出台了一系列限制航空污染排放和噪声的标准,其中很多指标需要根据产业的发展而不断考量和完善。本文立足于航空燃油的发展历史,讨论了航空器排放对空气质量的影响,描述了不同时期的燃油发展状况,介绍了各时期航空燃油代表类型,提出了对环保型燃油未来的展望。同时,本文还分析了航空器排放污染物的生成机理,总结了航空发动机内部污染物控制路径,最后对航空发动机、燃油与污染物排放的相互关系进行了总结与展望,旨在为航空排放相关标准的建立和完善提供参考。

    • 典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究进展

      2022, 22(32):14100-14109.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 2.05 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:对可燃材料进行阻燃处理,可以在一定程度上提高材料抵抗被引燃和火焰蔓延的能力,降低热释放速率和总热释放量,减小材料在火灾条件下的热危害。但是对材料进行阻燃处理并不是万全之策,在较高的热辐射或环境温度下,阻燃材料仍然能够发生燃烧,同时由于阻燃剂的填加,会引入一些毒性元素,加之阻燃剂的燃烧抑制作用和燃烧时环境氧浓度相对较低,使材料燃烧不完全,因此阻燃材料燃烧时毒性气体的产量可能比非阻燃材料高,给火灾中未能及时疏散的人员带来更大的生命危险。本文综合分析了常见材料的阻燃技术及应用领域,综述了阻燃材料火灾烟气毒性的相关研究,并在此基础上提出了典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究方面存在的有待进一步研究的问题和可行的方法。以期为科学、全面的评价材料的火灾危险性提供研究参考。

    • >P天文学、地球科学
    • 具有加速度触发机制的电力机柜隔震性能研究

      2022, 22(32):14110-14115.

      摘要 (104) HTML (0) PDF 2.82 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:用于电力机柜的理想隔震装置,当受到不影响结构安全性的外部激励作用时,处于锁定状态,当该装置受到超过结构设防烈度地震作用时,迅速解锁以充分发挥其隔震能力。加速度触发机制可根据地面运动加速度实现解锁与锁定的状态切换。因此,在隔震装置中加入加速度触发机制是一种有效方法。为了研究加速度触发机制对电力机柜隔震性能的影响,选取电力机柜为研究对象。通过有限元软件建立隔震触发电力机柜模型,进行地震时程分析,对比隔震效率。结果表明:1)加速度触发机制的合理触发限值应选择为0.1g;2)隔震触发机柜的最大加速度响应、隔震率与纯隔震机柜几乎相同,对隔震性能的影响微小。可见:具有加速度触发机制的隔震装置,能作为用于电力机柜的一种理想隔震装置。 关键词 加速度触发;隔震技术;电力机柜;数值模拟;时程分析

    • 胶州湾北岸不同水体水化学及氢氧同位素特征研究

      2022, 22(32):14116-14123.

      摘要 (141) HTML (0) PDF 5.96 M (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究胶州湾北岸不同水体的水化学及氢氧同位素特征,通过样品测试及特征分析,揭示研究区地下水和地表水的水化学特征、补给来源和相互转化关系。研究结果表明:研究区基岩裂隙水水化学类型以Cl-Ca和Cl-Na.Ca型为主,TDS变化范围为582~1708 mg/l,整体以淡水为主,部分点位受海水入侵影响,呈微咸水特征;第四系孔隙水以Cl-Na和Cl.SO4-Na型为主,整体为咸水且化学组分较稳定;河水和胶州湾海水主要为Cl-Na型,河水水化学组分变化程度较大,受大气降水影响呈微咸水—咸水特征。水样点在Piper三线图上分为裂隙水分布区、孔隙水分布区和孔隙水与地表水混合区三个区域,说明研究区地表水和孔隙水具有密切水力联系,相互转化关系明显。祥茂河河水的主要来源为大气降水;洪江河、墨水河河水为大气降水与海水的混合水,且墨水河受海水混合影响程度大于洪江河;胶州湾海水为河水和标准海水的混合水。地下水主要接受大气降水的补给,不同水体受到不同程度的蒸发作用影响,孔隙水受蒸发作用影响较裂隙水强烈,且裂隙水和孔隙水存在密切的水力联系,孔隙水接受裂隙水的补给。

    • 基于树木年代学的冰川型泥石流灾害历史重建方法-以西藏天摩沟为例

      2022, 22(32):14124-14136.

      摘要 (139) HTML (0) PDF 36.17 M (1781) 评论 (0) 收藏

      摘要:藏东南帕隆藏布流域冰川型泥石流规模大、数量多。天摩沟是帕隆藏布左岸一级支流,最近20年多次爆发冰川型泥石流,重复堵江并形成长1.5 km左右的堰塞湖。冰川型泥石流事件爆发时间和规模的确定对山区泥石流防灾减灾意义重大。本文基于树木年代学方法,通过分析树木年轮损伤组织、生长抑制和释放动态,重建天摩沟60年来的泥石流事件的时空分布;从树木生长扰动强度等方面探讨泥石流的流动范围和沟道溯源侵蚀过程;并通过Wit指数进一步分析泥石流发生时间和日降雨及气温之间的关系。结果表明天摩沟在1965、1970、1976、2007、2010和2018年爆发过泥石流,与2007年以来的有记录的泥石流事件吻合,印证了通过年轮损伤组织、生长抑制和释放等参数重建泥石流事件的可行性;Wit指数的变化表明树木年轮的生长释放和抑制滞后于泥石流事件1-3年,并与泥石流规模成正相关。

    • 基于CF-AHP法的风险斜坡识别方法研究

      2022, 22(32):14137-14147.

      摘要 (180) HTML (0) PDF 14.49 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对地质灾害隐患识别水平还不够高,灾害发生在“台账外”的问题,风险斜坡识别已成为新时代区域地质灾害调查的主要目标。本文基于贵州省最新地质灾害样本数据库,通过加权确定系数法(CF)分析滑坡及崩塌的影响因子的敏感性,划分出4个危险性值域。结合专家经验,各因子影响权重排序依次为人类工程活动、斜坡结构、坡度、地下水特征、坡形、坡高。再利用层次分析法(AHP)获得7项影响因子的权重大小,形成了快速有效的斜坡危险性打分体系。利用历史典型点进行验证与修正并结合新增地质灾害案例,9处典型历史灾害点原始斜坡危险性与灾害的规模及灾情大小呈线性关系,满足斜坡演变趋势,4处典型风险斜坡中滑坡范围线均位于风险范围线内,变形破坏特征与指标敏感性和权重较为一致,判别结果与实际情况基本相符。通过此方法,最终完成了全省88个县域内78622个斜坡单元的风险斜坡识别,共计查出风险斜坡18196处,将其及时纳入管控对象并提出防治建议,最大限度避免突发性地质灾害发生而造成人民生命财产损失。

    • >Q生物科学
    • 广西南流江流域1986—2020年植被覆盖度时空变化及预测

      2022, 22(32):14148-14158.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 24.87 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究我国南方丘陵山地流域植被覆盖度长时序变化情况,本研究基于1986—2020年Landsat系列影像数据,运用Google Earth Engine平台计算植被覆盖度FVC,利用Theil-Sen median趋势分析和Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析南流江流域植被覆盖度时空变化趋势特征。结果表明:南流江流域植被覆盖度高,植被覆盖度变化呈现明显的上升趋势。1986—2020年间,流域植被改善面积(58.23%)远远大于植被退化面积(8.29%),植被改善区域在流域中、下游表现最为显著,退化区域自流域上游而下依次减少。未来南流江植被覆盖度变化将呈现波动变化趋势,其中持续性改善面积占14.83%,持续性不变面积占12.25%,持续性退化面积占3.48%,余下69.44%面积为波动变化区域,流域植被覆盖变化与造林绿化工程及城市扩张发展息息相关。Google Earth Engine平台在遥感影像处理中有明显优势,它能在长时序、大尺度植被监测研究中发挥重要作用。

    • >S农业科学
    • 清香型优质烟叶物理特性指标预测分析

      2022, 22(32):14159-14166.

      摘要 (129) HTML (0) PDF 2.22 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究清香型优质烟叶物理特性指标与生态因子间的定量关系,构建物理特性指标预测模型。选择云南省玉溪市2019-2020年优质烟叶的物理特性指标数据与生态数据(气象、土壤和海拔),建立多元线性统计预测模型与BP神经网络预测模型,并分析各生态因子对烟叶物理特性指标的相对贡献率;利用均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)与归一化均方根误差(Normalized Root Mean Square Error,NRMSE)对两种预测模型模拟效果进行检验分析。结果显示,气象因子平均相对贡献率明显高于土壤、海拔的相对贡献率,气象因子对清香型优质烟叶物理特性指标尤为重要;统计预测模型的RMSE、NRMSE值均高于神经网络预测模型,神经网络预测模型预测准确性更高。利用统计方法与神经网络构建物理特性指标预测模型,可以为不同生态条件下提升烟叶品质、促进烟叶品质评价智能精准化提供一定的科学理论依据。

    • >TE石油、天然气工业
    • 稠油热采井补贴管管柱界面粘脱分析与防治

      2022, 22(32):14167-14173.

      摘要 (76) HTML (0) PDF 7.42 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:稠油井注汽热采过程中,热应力易使补贴管与水泥环之间出现微裂缝、微环隙,致使界面出现粘脱现象,进而导致补贴失效。为延长补贴管使用周期,首先基于井下管柱三轴热应力理论与界面破坏准则,运用ABAQUS有限元软件建立热采井补贴管热力耦合三维有限元模型,模拟实际注蒸汽热采过程,得出补贴管-水泥-旧套管-水泥-地层系统的温度场、应力场分布规律及补贴管界面粘脱情况,并研究不同注汽温度、注汽压力、胶结强度等因素对补贴管界面粘结状态的影响;随后将预应力技术应用于补贴管二次固井过程中,并在不同工况下将施加预应力技术前后补贴管界面粘脱状态进行对比,界面粘脱长度显著降低;最后确定了不同温升条件下的预应力施加值,为二次固井与套损治理提供指导意义。

    • 致密砾岩油藏压裂甜点预测研究—以玛18井区为例

      2022, 22(32):14174-14183.

      摘要 (153) HTML (0) PDF 12.84 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:致密油藏压裂甜点的准确预测是合理部署井位和压裂改造成功的关键。玛湖致密砾岩油藏复杂的地质特征和强非均质性,导致其压裂甜点的预测较为困难。针对目前缺乏有效预测玛湖砾岩油藏压裂甜点方法的问题和提高水平井压裂改造效果的迫切需求,本文在压裂改造效果主控因素分析基础上,以储层改造体积(Stimulated Reservoir Volume, SRV)为预测指标,首先优选已有基于可压性指数的压裂甜点评价模型,同时建立了基于机器学习的致密砾岩油藏压裂甜点预测模型,最终形成了适用于玛湖致密油藏压裂甜点的预测方法。研究结果表明:在基于可压性指数的压裂甜点预测模型中,Cui、Di、Lai等人建立的模型与实际监测结果有具有较高吻合度;在基于机器学习算法的压裂甜点预测模型中,随机森林、GRBT、Bagging模型表现出较好的性能;虽然当前数据下基于可压性计算的压裂甜点模型的性能更佳,但是随着现场数据的更新与准确度的提高,基于机器学习的压裂甜点模型预测精度将不断改善。研究成果对于玛湖致密砾岩油藏压裂甜点和综合甜点评价、井位部署、压裂改造设计具有重要的指导意义。

    • 加压溶气气浮气含率分布与气泡聚并规律研究

      2022, 22(32):14184-14190.

      摘要 (82) HTML (0) PDF 6.62 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:加压溶气气浮技术是污水除油中常用的高效工艺,气泡的大小和分布对除油效率的影响至关重要。本文基于相群平衡模型,对溶气气浮器内两相流动及气泡聚并进行数值模拟,并进行实验研究加以验证,建立了气浮器接触区模型,研究了气泡聚并及气含率分布规律,分析了释放头不同气液比和接触区高度对气含率分布和气泡聚并情况的影响。结果表明,接触区气含率随气液比增大而升高,随接触区高度的增加而降低,气泡在上浮过程中会发生聚并使得气泡变大,稳定性变差,同时加快上浮速度,会影响接触区的气含率分布。通过微观模拟发现大粒径微气泡在上浮过程中更容易发生聚并,小粒径微气泡则由于表面张力作用稳定性更强,不易发生变形和聚并。研究结果为溶气气浮气液比的选择和浮选过程气含率和气泡分布的研究提供参考。

    • 增强型脉动冲击提速工具试验研究

      2022, 22(32):14191-14197.

      摘要 (115) HTML (0) PDF 6.76 M (269) 评论 (0) 收藏

      摘要:深层油气资源地层研磨性强、硬度高、可钻性差是导致机械钻速低的主要原因,冲击钻井技术可大幅提高硬质地层机械钻速。为进一步提高冲击工具冲击力,设计了一种以叶轮为脉冲源与赫姆霍兹增压腔相结合的新型冲击钻井工具。通过地面试验,首先对比了工具的脉动冲击性能,其次研究了不同工作参数(排量)与赫姆霍兹增压腔结构参数(腔径、腔长和内壁碰撞角)对工具输出脉冲频率、脉冲振幅和压耗的影响,最后对增强型脉冲射流发生机构进行参数优选。研究结果表明:增强型脉动冲击提速工具能够提高脉冲振幅,并且可以实现脉冲频率由4 Hz到12.5 Hz的范围调节,适用于不同硬质地层钻井;随着腔长与腔径的逐渐增加,冲击频率均呈现出不断减小的趋势;研究范围内,当赫姆霍兹增压腔入口直径40 mm,腔径80 mm,腔长70 mm,内壁碰撞角60°时,随着排量的升高,脉冲射流输出特性达到最佳,为冲击钻井工具的开发提供了一种新思路。

    • 自升式平台方形桩靴“踩脚印”时结构强度计算方法

      2022, 22(32):14198-14205.

      摘要 (97) HTML (0) PDF 11.30 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:桩靴是自升式平台的基础,对整个自升式平台起到支撑和稳定的作用。在自升式钻井平台“踩脚印”的过程中,桩靴底部受到土体不均匀的承载力,可能会造成桩靴局部应力过大,进而导致桩靴损坏。鉴于自升式钻井平台“踩脚印”对桩靴结构的潜在危险,设计了三桩腿的自升式钻井平台“踩脚印”试验模型,获得了不同入泥深度时,桩靴底部的压力分布状况,通过分析发现,在入泥深度为5m时,桩靴两端产生最大的压力差,而在入泥深度为15m时,桩靴底部压力最大,根据不同入泥深度对应的桩靴底部压力分布值构造了二次多项式函数,在此基础上,采用有限元软件Abaqus建立了详细的方形桩靴有限元模型,将构造的压力分布函数按照分布规律分别施加到桩靴底部,计算出桩靴在不同深度以及不同偏心距时的桩靴应力结果。结果显示:在“踩脚印”过程中,应力最大位置出现在桩靴顶部圆管以及底部壳板位置,桩靴底部两侧受力不平衡对桩靴强度计算具有较大影响,相比直接将最大压载施加到桩靴底部的保守计算方式,该方法和计算结果更加接近实际工程工况。

    • 长输管道输油鲁尔泵内部流场特性研究

      2022, 22(32):14206-14212.

      摘要 (110) HTML (0) PDF 13.35 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究输油鲁尔泵的叶轮—导流器动静干涉特征,保证其稳定运行,采用基于SST 湍流模型对鲁尔泵内部非定常流场进行数值分析,在不同流量工况下探讨了鲁尔泵内的压力分布规律和各过流部件的内部流场特性。研究结果表明:流体静压呈现从叶轮中心随叶片方向不断增大的趋势,在叶轮出口达到最大值。导流器中静压分布较为均匀,在叶片根部存在低压区,对此处的焊接结构造成了不利影响。需对导流器结构优化从而延长部件寿命。流体绝对速度从叶轮中心随流道不断提升,在叶轮出口达到最大值。在低流量工况时,叶轮中速度梯度过大,并且导流器中出现了大量湍流区域,造成了十分严重的冲击损失与水力损失,在实际工作中,工作流量的设置不应过度偏移额定流量。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于振动特性的铁塔螺栓完全松动检测方法

      2022, 22(32):14213-14220.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 5.53 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:螺栓连接松动故障是铁塔常见故障之一,开展铁塔螺栓松动检测研究十分必要。本文提出了一种基于铁塔振动特性的螺栓完全松动快速检测方法,首先利用脉冲激振法实测了输电铁塔螺栓完全松动前后振动信号,分别得到了激振点所在塔材的振动信号,以及通过螺栓相连接的塔材振动信号。然后采用自相关-VMD方法进行振动信号处理,得到了振动信号频谱图。通过对比分析,最后得出结论:当螺栓紧固时,脉冲激振下各塔材产生自激振动,螺栓相连接的两塔材振动频谱存在差异;当螺栓完全松动时,激振点所在的塔材为自激振动,而通过螺栓相连接的塔材受迫振动成分增加,两塔材振动频谱较为接近。因此螺栓相连接的两塔材振动频谱的变化特征可作为该螺栓是否完全松动的判断依据,为铁塔局部螺栓松动离线检测提供了一个新的思路和方法。

    • 异种材料胶铆混合接头力学性能与耐蚀性研究

      2022, 22(32):14221-14228.

      摘要 (80) HTML (0) PDF 12.94 M (186) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究异种材料在不同连接方式下的失效特点和耐蚀性能,以碳纤维(CFRP)/铝合金/钢为基板的单搭接接头为研究对象,对胶接、铆接和胶铆混合连接接头腐蚀前后的静态拉伸力学性能开展试验研究,揭示了胶铆接头的交互作用。对比分析了氯化钠浸泡前后接头的抗老化性能及胶粘剂的增强作用。结果表明,胶粘剂对铆接接头具有增强作用,且能够有效保护基板免受腐蚀,延缓混合接头力学性能衰退。

    • 基于绳牵引并联机构的上肢康复机器人设计

      2022, 22(32):14229-14236.

      摘要 (96) HTML (0) PDF 11.31 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类的上肢为生活提供了诸多便利,健康的上肢是高质量生活的保证。上肢如果出现运动功能障碍就需要接受康复治疗。为了减轻康复师的工作强度,同时增强治疗效果,需要利用康复机器人代替康复师来进行康复训练。通过分析肘、肩关节的运动特性和规律,基于三自由度的冗余绳牵引并联机构设计了一款面向上肢康复的机器人。该机器人由定位模块和连接模块组成,可对不同尺寸的上肢进行主动和被动康复训练。由于机器人结构简单、易于装配、制造成本低,更容易被用户所接受。在结构设计完成后对该上肢康复机器人进行了运动学建模,同时进行了机器人奇异性的分析,为后续运动控制的研究做准备。最后,考虑到机器人的力传递性能和体积大小,采用多目标优化的方式对机器人进行了优化设计。仿真结果表明,优化设计有效地提升了机器人的相关性能。研究结果可为绳牵引并联机构在上肢康复机器人设计中的应用提供理论参考。

    • >TK能源与动力工程
    • 一种新型脉动热管及其传热性能研究

      2022, 22(32):14237-14244.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 10.07 M (275) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高脉动热管的传热性能,本文提出了一种将文丘里管段与脉动热管相结合新型脉动热管,分别将文丘里管段布置在蒸发段、冷凝段、绝热段,利用文丘里效应促进脉动热管中工质的循环,并运用Fluent数值模拟中的VOF模型,从压差、温度等因素,研究了新型闭环脉动热管(CLPHP)的传热性能。结果表明:在相同的热流密度下,文丘里脉动热管的启动时间均比普通脉动热管启动时间短,其中3号(文丘里管段位于蒸发段)脉动热管启动时间最短;在小输入热流密度下,由于文丘里脉动热管能维持较长时间的小幅振荡,使其热阻均小于普通脉动热管,在32238 W/m2时,3号脉动热管换热性能最佳。在输入热流密度大于32238 W/m2以后,文丘里脉动热管的热阻均大于普通脉动热管热阻。新型脉动热管的传热性能的研究为小输入热流密度脉动热管的优化设计提供了新思路,为工程应用提供了设计依据。

    • >TM电工技术
    • 基于磁-热-流耦合的非晶合金变压器运行特征分析

      2022, 22(32):14245-14251.

      摘要 (96) HTML (0) PDF 8.97 M (156) 评论 (0) 收藏

      摘要:非晶合金变压器绕组及其铁心一般采用矩形结构,其运行损耗引起的不平衡温升更易导致绕组绝缘劣化,影响供电可靠性。针对非晶合金变压器特殊的绕组结构,分析计算非晶合金变压器绕组温升,预测其热点温度,对矩形绕组结构变压器的设计优化和运行控制具有理论指导意义。本文基于三维磁-热-流多物理场耦合仿真计算和温升试验,以一台型号为SBH15-M-200/10的三相油浸式非晶合金配电变压器为研究对象,分析其额定负载下的运行特征,仿真计算各绕组的热点温度,并通过短路法温升试验对仿真结果的正确性进行了验证。研究表明:三维磁-热-流多物理场耦合计算非晶合金变压器绕组热点温度值与温升试验结果的相对误差小于5%,所研究非晶合金变压器绕组的热点温度出现在B相低压绕组的中上部,热点温度达到64.77℃

    • 不平衡负荷下PET输出级电能质量优化控制

      2022, 22(32):14252-14258.

      摘要 (77) HTML (0) PDF 12.24 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,伴随新型电力系统在电源侧大规模新能源并网及其渗透率的不断提高,用户侧负荷更加复杂多元化、非线性化,致使配电网电能质量下降。本文针对不平衡负荷情况下配电网输出电压不平衡、低压直流电压脉动及谐波注入等问题,基于T型三电平输出级的电力电子变压器三级拓扑结构,采用SVPWM调制和中点电位平衡技术,设计了一种计及正/负双序电流的优化控制策略,保障三相电压平衡或直流电压恒定,实现配电网稳定运行。仿真分析和验证结果表明,该方法有效可行,能够有效改善不平衡负荷条件下配电网电能质量。

    • 基于语义分割的光伏组件积灰检测与分析

      2022, 22(32):14259-14266.

      摘要 (180) HTML (0) PDF 8.22 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决恶略环境条件下难以对光伏电池板表面积灰定性定量分析的问题,提出了一种基于深度学习算法的光伏电池板表面积灰智能检测方法。首先,构建数据集,通过实地调研采样以及在实验室模拟等方法并利用图像处理技术构建完备的数据集;然后,利用深度学习语义分割技术对数据进行训练并对其优化;最后,采用图像处理技术对输出图像进行处理,以解决对积灰的定性定量分析。实验结果表明所提方法的有效性,可以应用于光伏电池板表面积灰的智能检测。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 近海污染大气对自由空间量子通信性能的影响

      2022, 22(32):14267-14274.

      摘要 (67) HTML (0) PDF 7.11 M (194) 评论 (0) 收藏

      摘要:自由空间是量子保密通信的重要应用场景之一。近海地区,大气湿度和各种污染大气气溶胶粒子会导致量子链路性能的衰减。基于Mie散射理论,结合近海地区空气湿度对气溶胶粒径及复折射率的影响,计算吸湿后近海污染大气气溶胶的消光系数。根据气溶胶的粒度谱分布函数,分析近海污染大气气溶胶粒子浓度与星地量子链路衰减、量子链路效率及信道纠缠度之间的关系。针对比特翻转噪声及相位阻尼噪声,研究量子隐形传态保真度的变化。结果表明,近海地区大气相对湿度为80%的环境下,当传输距离为6 km,气溶胶粒子数浓度为60 cm-3时,对应的链路衰减系数、链路效率、幅值阻尼信道量子纠缠度分别为1.7 dB、2.02×10-6、0.457。仿真结果可为近海地区量子通信系统的设计与优化提供参考。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于主动学习的跨项目软件缺陷预测方法

      2022, 22(32):14275-14281.

      摘要 (155) HTML (0) PDF 2.13 M (276) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过软件缺陷预测可以有效地提高软件测试效率,保证软件产品的质量。针对新开发的项目面临训练数据不足,标注代价高以及源项目与目标项目的缺陷模式难以匹配的问题,提出基于主动学习的跨项目软件缺陷预测方法。首先使用主动学习方法对目标项目进行筛选标注,其次将得到的标签集与跨项目数据进行数据融合和模式匹配,最后构建跨项目软件缺陷预测模型。采用真实的软件缺陷数据进行实验,与传统方法比较性能有所提升。结果表明该方法可以通过模式匹配有效提高跨项目软件缺陷预测模型的性能。

    • 基于卷积神经网络的发动机主轴承盖姿态识别算法

      2022, 22(32):14282-14288.

      摘要 (126) HTML (0) PDF 5.35 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:对发动机主轴承盖的四个面进行尺寸测量前,需要先对轴承盖的四个面进行识别,进而区分轴承盖的四个面。基于卷积神经网络的特征提取能力和识别分类能力,提出一种基于卷积神经网络的发动机主轴承盖姿态识别算法,该算法去除了传统复杂的预处理操作,通过提取轴承盖四个面的特征,对轴承盖四个面进行识别。实验结果表明:该算法不仅可以正确识别发动机主轴承盖的四个面,而且平均识别精度为100%,平均识别时间为3.80s,具有识别精度高,识别时间短,抗干扰能力强的特点。

    • 基于锐度感知最小化与多色域双级融合的视网膜图片质量分级

      2022, 22(32):14289-14297.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 10.32 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对视网膜图片质量差异性大,质量分级模型泛化性能不足的问题,本文提出一种基于锐度感知最小化(Sharpness Aware Minimization,SAM)的多色域双级融合分级方法,用于视网膜图片质量评估。该方法首先采用RGB、HSV和LAB三种色域空间作为模型的特征提取空间,并利用ResNeSt作为特征提取网络,提取不同色域的空间特征。然后利用模型的特征级与预测级进行双级融合,再利用SAM优化方法提高视网膜图片质量分级模型的泛化性能。最后在EyeQ数据集上进行实验仿真,其准确率为87.35%、精确度为85.87%、敏感度为85.07%、F值为85.44%,所提方法的整体分级性能优于其他方法。

    • 基于自适应透视变换与特征融合的车道线检测方法

      2022, 22(32):14298-14305.

      摘要 (113) HTML (0) PDF 12.19 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于GraphSage节点度重要性聚合的网络节点分类研究

      2022, 22(32):14306-14312.

      摘要 (148) HTML (0) PDF 2.88 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的图嵌入算法及图神经网络模型在对网络节点分类时仅使用了节点本身的属性信息或者特征信息,很少使用节点在网络中的结构信息。如何在图神经网络聚合时引入节点网络结构信息来提升分类准确性也是一个值得深入研究的问题。因此,本文在GraphSage模型的基础上,根据网络中节点度及节点重要性设计了新的聚合函数并提出了一个新的GraphSage-Degree模型。首先,模型根据节点度获得节点在邻域中的重要性,然后再以重要性为依据来聚合节点的特征,使得网络中重要的节点能够尽可能的聚合更多的特征信息,并且在GraphSage-Degree中设置了一个与节点度有关的超参数D,能够通过调节该参数D使得在不同的数据集上达到最佳分类状态。在Cora、Citeseer和Pubmed三个公开数据集上进行了测试,GraphSage-Degree与其他方法相比,macro-F1的平均提升值分别为8.72%、10.37%和8.29%,在Pubmed上有最大提升值38.84%;micro-F1的平均提升值分别为8.97%、11.16%和6.9%,在Pubmed上有最大提升值38.39%。

    • 融合自上而下和自下而上注意力的图像描述生成

      2022, 22(32):14313-14320.

      摘要 (103) HTML (0) PDF 7.21 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着互联网的普及,每天都有海量的图片被传入互联网中。为了能更好地利用这些图片的价值,图像描述生成技术应运而生。本文提出一种融合自上而下和自下而上注意力的图像描述生成模型。在工作时,该模型分别利用预训练的ResNet101和Faster R-CNN (regions with convolutional neural network, R-CNN)提取输入图片的全局特征和局部特征,并利用自上而下和自下而上注意力分别计算两种特征的权重;利用GRU (gate recurrent unit,GRU)提取一句话中单词之间的上下文语义信息;利用LSTM (long short-term memory,LSTM)解析图像特征和语义信息并生成描述语句。在训练时,首先以监督学习的方法,训练出基于编码器-解码器框架的一个基础模型;然后再以结合生成式对抗网络和强化学习的方法,在相互对抗中得到不断优化的策略函数和不断完善的奖励机制,从而使生成的句子更加准确、自然。本文模型在COCO数据集上进行训练和测试,最终在评价指标BLEU@1(bilingual evaluation understudy, BLEU)上达到0.675、在BLEU@4上达到0.24、在CIDEr(consensus-based image description evaluation, CIDEr)上达到0.734、在ROUGE (recall-oriented understudy for gisting evaluation, ROUGE)上达到0.51。实验结果表明了本研究模型的可行性与先进性。

    • 结合二阶注意力机制的多尺度人体姿态估计

      2022, 22(32):14321-14327.

      摘要 (128) HTML (0) PDF 10.95 M (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决人体姿态估计任务中存在的不同视角下人体实例尺度变化、遮挡问题导致的人体关键点定位不准确问题,提出融入二阶注意力机制的多尺度人体姿态估计网络模型(GOS-HRNet)。首先,在特征提取阶段为了获得高质量的特征图,通过在多分辨率网络结构中使用Octave卷积,保留更多的图像空间特征信息以提高关键点定位准确率;然后,为有效的利用图像上下文信息,融入二阶注意力模块Gsop使网络能更好的学习各分辨率表征的空间信息;最后,为了应对尺度变换对关键点定位的影响采用尺度增强训练方法,提高模型对尺度变化的鲁棒性。本文提出模型在MS COCO 2017数据集上进行实验,结果表明:提出的GOS-HRNet模型平均检测精度比HRNet模型提升了2.2%,能够更加准确的利用上下文信息、丰富空间特征信息以提高对关键点定位的准确性。

    • 基于卷积神经网络的直肠癌淋巴结转移的智能判断模型研究

      2022, 22(32):14328-14338.

      摘要 (124) HTML (0) PDF 10.59 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,直肠癌的患病率普遍提高,准确判断直肠癌周围淋巴结的转移情况,往往能显著提高患者的治愈机率。本文通过建立数学模型,运用卷积神经网络模型进行智能判断直肠癌淋巴结转移情况。以直肠肿瘤患者动脉期的CT图像和肿瘤掩模图为样本,建立基于U-Net的CT图像识别分割模型,通过下、上采样分割出直肠肿瘤所在的区域,对肿瘤区域已转移淋巴结的普遍特征进行深度挖掘,利用SIFT算法自动找出肿瘤区域特征点,以及传统的特征纹理、面积、周长和体素强度,分别送入传统卷积神经网络模型和改进后的卷积神经网络模型VGG16网络模型,进行训练、预测、对比。结果表明,传统卷积神经网络模型的准确率在75.32%,而改进后的VGG16网络模型准确率在90.04%,可见,VGG16网络模型对直肠癌淋巴结转移情况的预测效果更好。

    • >TU建筑科学
    • 基于安全疏散角度的医院门诊楼设计因素研究

      2022, 22(32):14339-14346.

      摘要 (96) HTML (0) PDF 7.56 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效提高医院门诊楼人员安全疏散效率,降低人员疏散风险,选取某综合医院门诊楼为研究对象,通过实地调研确定人员相关信息,利用pathfinder软件建立仿真模型并进行疏散模拟,从平面布局、疏散门宽度、楼梯设计及功能分区四个角度探究人员的安全疏散情况。研究表明:合理的平面布局方式能提高疏散效率;采用两跑楼梯较三跑楼梯疏散效率提高11%;当疏散门宽度与梯段宽一致时达到相对最佳疏散效率,但宽度需综合考虑因素而定;针对不同人群使用特点合理布置功能分区能有效减少疏散时间。可见通过适宜的建筑设计优化可以有效提高医院门诊楼人群的安全疏散效率,降低灾害风险。

    • 不同形状落石冲击砂垫层试验结果及分析

      2022, 22(32):14347-14352.

      摘要 (126) HTML (0) PDF 5.18 M (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 一种新型双悬膜中空玻璃系统设计及性能分析

      2022, 22(32):14353-14359.

      摘要 (107) HTML (0) PDF 9.21 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于PFC2D的高填黄土减载明洞土体固结蠕变分析

      2022, 22(32):14360-14369.

      摘要 (70) HTML (0) PDF 9.83 M (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:高填黄土明洞由于其埋置深,覆土高,洞顶竖向土压力大,往往导致洞顶纵向开裂,产生安全隐患,而在洞顶铺设虚土时,能够有效的减小洞顶土压力,改善结构受力,具有良好的减载效果。然而,黄土随时间的推移具有明显的固结蠕变特性,这将使虚土减载的高填明洞洞顶土压力环境发生改变,虚土自身的减载效果也将受到影响。本文通过PFC2D建立虚土减载的明洞模型,对明洞洞顶土压力,不同填方深度处的竖向土压力和竖向位移,填土表面沉降及土颗粒间接触力链随黄土 (填土和虚土) 固结蠕变的演化规律进行分析,以探究黄土固结蠕变对减载明洞周围土压力及竖向位移的影响。结果表明:采用虚土减载时,由于其压实度较低,压缩性较大,能够在土体内部激发土拱效应,起到有效的减载效果;随着土体的固结蠕变,土颗粒间的接触趋于紧密,压缩性降低,土拱效应逐渐消失,减载效果被削弱;伴随土体的固结蠕变,减载明洞各层的竖向土压力及竖向位移呈现先增大、后回调、最终稳定的特征;明洞顶的接触力链由稀疏变为密集,分布趋于均匀,说明固结蠕变促进了土体内部的应力重分布,土颗粒间接触更加紧密,各土层的应力分布趋于均匀;当土体固结蠕变达到基本稳定时,填土表面的竖向沉降量将达到累积沉降量的90%以上。

    • 混杂纤维混凝土抗压强度正交试验研究

      2022, 22(32):14370-14378.

      摘要 (162) HTML (0) PDF 5.23 M (287) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着混杂纤维混凝土的广泛应用,探究其抗压强度的影响因素尤为重要。为研究纤维种类、纤维尺寸、纤维掺量等因素对混杂纤维混凝土的抗压强度的影响,设计正交试验,开展混杂纤维混凝土立方体试件抗压试验研究,并对试验结果进行极差分析、方差分析和灰色关联分析。结果表明:混杂纤维的掺入能明显提高混凝土的抗压强度,较素混凝土试件抗压强度最大提高39.2%;各因素对抗压强度的影响程度由强到弱依次为:纤维种类、纤维尺寸、钢纤维掺量、其他纤维掺量。最后,结合各因素对抗压强度的影响规律分析,建立了混杂纤维混凝土抗压强度的GM(1,5)预测模型,模型预测的平均相对误差为7.08%。

    • 疲劳拉伸载荷作用下的表面裂纹扩展分析

      2022, 22(32):14379-14385.

      摘要 (117) HTML (0) PDF 9.12 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:贮箱在长时间工作状态下会衍生出很多疲劳裂纹,这些裂纹的存在不仅影响容器的结构强度与使用寿命,还威胁到工作人员的人身安全,因此开展贮箱材料疲劳裂纹的动态扩展以及寿命机理的分析研究。本文通过Franc3D裂纹分析软件,预制不同长深比的半椭圆裂纹试样,研究裂纹动态应力强度因子在疲劳拉伸载荷作用下的变化规律,同时开展裂纹扩展路径、速率和寿命的探究。结果表明,不同长深比的半椭圆裂纹在扩展过程中尖端动态应力强度因子分布规律基本一致,且近表面处强度因子数值大小最高,仿真结果的裂纹形貌仍为半椭圆形;裂纹刚开始扩展时扩展速率近乎相等,随着载荷循环次数的增加,扩展距离呈指数型增长,近表面处的扩展速率最高,长深比c/a小于等于1的裂纹在近表面的扩展速率基本相同。

    • 富水砂卵石地层地铁联络通道冻结试验研究

      2022, 22(32):14386-14391.

      摘要 (118) HTML (0) PDF 5.98 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:联络通道是地铁区间的重要结构,冻结法凭借封水性好和适应性强等优势成为复杂环境条件下建造联络通道的核心工法。依托北京地铁19号线草桥站~右安门站区间3#联络通道冻结工程,通过现场实测研究地层温度场和泄压孔压力的发展规律,分析冻结帷幕的交圈情况,以保证联络通道冻结施工顺利推进。结果表明,盐水去回路温度和测温孔温度均经历快速降温、缓慢降温和持续降温三个阶段,冻结壁外侧温度高于内侧,迎水面侧温度高于背水面侧,应重点关注迎水面冻结壁外侧的交圈情况。泄压孔压力经历保持平稳、压力增长和压力释放三个阶段,冻结28d后,泄压孔压力增长趋缓,冻结壁交圈良好。冻结37d后,测温孔的平均温度均低于-10℃,泄压孔压力降为0MPa,冻结壁已基本不再发展。

    • >TV水利工程
    • 基于深度强化学习与流固耦合技术的鱼类自主游动行为模拟

      2022, 22(32):14392-14400.

      摘要 (186) HTML (0) PDF 7.36 M (243) 评论 (0) 收藏

      摘要:鱼类自主游动的模拟问题一直是仿生学、鱼类行为学以及生态水力学等诸多学科共同关注的重要难题。作者建立了一种基于流固耦合数值模拟技术与深度强化学习算法的智慧鱼体自主行为决策平台,可以实现鱼体在不同周围环境条件下以最优决策方案完成游泳任务。该平台采用深度强化学习算法实现鱼脑功能,模拟其不断学习和最终决策;通过浸没边界-Lattice Boltzmann方法对流场及鱼体运动进行实时模拟,可为鱼体提供丰富的训练样本并执行鱼脑决策。基于该平台对鱼类典型捕食运动以及卡门游动进行训练并分析其训练效果。仿真结果表明,在捕食游动问题中,具有不同初始位置偏角的鱼体均能以最优轨迹到达目标点;在卡门游动问题中,鱼体能自主调节尾拍频率,使之接近涡街脱落频率,进而从卡门涡场中吸收能量,以稳定步态在涡街中运动。在鱼类自主游动问题的研究方面,该决策平台较传统物理实验具有更强大的复杂流场适应性,并可为水利工程、生态环境工程等领域的数字孪生提供技术支持。

    • >U交通运输
    • 砂土中压力分散型锚索锚固机理研究

      2022, 22(32):14401-14409.

      摘要 (88) HTML (0) PDF 18.74 M (239) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于格子Boltzmann方法的动水压力下透水沥青路面渗流特性研究

      2022, 22(32):14410-14416.

      摘要 (72) HTML (0) PDF 9.44 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:为预防和解决透水沥青路面在动水压力下渗流堵塞等“水损害“问题,研究细观尺度下水在沥青路面中的渗流特性及相关机理已成为关键科学问题。本文参考试验级配方案,应用蒙特卡罗方法,建立开级配抗滑层OGFC-13沥青混合料的3种工况二维细观模型。基于多松弛格子Boltzmann方法,从细观层面模拟分析了集料粒径、多孔介质空隙率以及动水压力变化对透水沥青路面渗透率的影响。结果表明:空隙率、粒径越大则沥青混合料渗透率越大;当动水压力在0~1500 Pa范围时,平均流速与压强梯度严格成线性关系,达西定律适用;当动水压力在15 000~45 000 Pa范围时,Darcy定律计算得到的平均速度偏大。

    • 基于烟囱效应的高海拔超长公路隧道横通道设计参数研究

      2022, 22(32):14417-14423.

      摘要 (92) HTML (0) PDF 4.07 M (219) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究烟囱效应作用下高海拔超长公路隧道的横通道间距及宽度等设计参数,以天山胜利隧道为例,运用火灾动力学模型FDS建立了不同坡度的高海拔公路隧道三维火灾燃烧模型,分析了高海拔隧道火灾温度及烟气的分布规律,给出了隧道内火灾模式下人员的可用安全疏散时间。考虑了高海拔及烟气对疏散速度折减、人体特征、车辆类型及载客量等因素,采用三维人员仿真模型Pathfinder建立了不同隧道横通道间距与宽度组合下的人员疏散模型,得到人员的必需安全疏散时间。基于安全疏散准则,给出了不同坡度下天山胜利隧道横通道的设计间距及宽度推荐值。结果表明:①隧道坡度越大,烟囱效应越明显,火源上坡方向温度上升及可视度下降速度越快,可用安全疏散时间越少;②隧道坡度为0.5%、1%、1.367%以及1.8%时,距离火源上游250m处的可用安全疏散时间分别为496s、456s、430s和415s。;③天山胜利隧道儿童、成年男性、成年女性及老人的疏散速度分别为0.72m/s、1.07m/s、0.91m/s和0.65m/s;④当隧道坡度为0.5%、1.0%、1.367%和1.8%时,建议横通道间距(宽度)分别设置为250m(2m)、250m(2.2m)、220m(2m)和220m(2.2m)。

    • 软质岩地区深水围堰施工方案比选研究

      2022, 22(32):14424-14433.

      摘要 (70) HTML (0) PDF 10.62 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 泥水盾构施工废弃泥浆对同步注浆材料性能的影响

      2022, 22(32):14434-14442.

      摘要 (62) HTML (0) PDF 3.58 M (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:泥水盾构施工会产生大量废弃泥浆,传统的抛弃堆放不但污染环境且占用土地资源。本文依托南京长江新济洲供水廊道项目泥水盾构工程,针对江底盾构施工中的废弃泥浆,开展了将其应用于同步注浆材料的可行性研究。通过室内试验,研究了泥浆固水比、膨润土替代率和废弃泥浆黏粒含量对注浆材料性能的影响,同时对比分析了新配制膨润土泥浆和废弃泥浆对注浆材料性能影响的差异。结果表明:增大泥浆固水比,可使砂浆凝结时间缩短、强度增大、泌水率和体积收缩率降低,但会导致砂浆流动性变差。相比于新配制膨润土泥浆,废弃泥浆制备的砂浆具有更优的流动性能,但存在泌水率偏大和强度偏低的问题。采用废弃泥浆替代部分新配制膨润土泥浆,则能够有效控制砂浆的泌水率增大和强度降低的问题,同时使砂浆的流动性能大幅提高;废弃泥浆黏粒含量对砂浆性能影响相对较小,一定程度上表明了使用不同地层废弃泥浆制备的砂浆性能差异不大,故无需随地层变化而对砂浆配比进行较大调整,便于实际工程施工应用。

    • 基于门控循环单元的全断面掘进机稳定段掘进性能预测

      2022, 22(32):14443-14450.

      摘要 (71) HTML (0) PDF 14.07 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:全断面隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)一个正常掘进循环分为空推段、上升段和稳定段三个阶段,其中稳定掘进段为主要施工阶段,稳定段掘进性能的好坏是TBM掘进的关键。为实现TBM安全高效掘进,建立一种基于门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络的预测模型,预测TBM稳定段掘进性能。模型以新疆某供水工程Ⅱ标段TBM施工数据为依托,5种掘进循环上升段主要参数的时间序列数据作为主要输入,围岩等级作为辅助输入来考虑岩体对掘进性能的影响,输出为稳定段的总推进力和刀盘扭矩,为稳定段TBM性能预判提供参考。为显示预测效果,对比传统循环神经网络(recurrent neural network,RNN)预测模型,并分析不同长度时间序列输入对模型预测精度的影响。结果表明:GRU模型预测拟合优度均在0.9以上,平均绝对百分比误差均小于12.25%,同时能够适用不同长度时序输入。由此可见,所建模型具有较高预测精度,泛化能力较好,能够辅助预判掘进机稳定段性能。

    • 基于滚刀复合破岩物理实验的盾构刀间距设计

      2022, 22(32):14451-14457.

      摘要 (133) HTML (0) PDF 11.50 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:刀具布置是盾构刀盘设计中的重要组成部分,直接影响到掘进的切削效果、出土状况和掘进速度。针对不同地质条件下,为满足盾构地质适应性,实现高效破岩。采用盾构刀具破岩机理实验台,对工程样岩开展不同刀间距破岩实验,分析破损岩渣质量,探究不同地质条件下的最佳破岩刀间距。并与经验数据进行对比,结果表明:合理的刀间距能够提高破岩效率、减少刀具损耗,有效降低刀具成本,为不同地质条件下开展其他盾构工程进行刀间距设计提供了一种可行的方法。

    • 子午线轮胎复杂胎面花纹有限元网格自动划分方法

      2022, 22(32):14458-14464.

      摘要 (77) HTML (0) PDF 9.17 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高复杂胎面花纹有限元模型的建模效率和网格质量,基于节点构建三维网格的方法和保角映射技术,提出了一种复杂胎面花纹有限元网格自动划分的方法。即通过MATALB编制程序,将花纹外轮廓由曲线变换为直线,并根据花纹尺寸参数在截面内建立分层线,使之与花纹展开图二维网格模型直接对应,再通过投影的方式获取所有节点信息,并按照右手定则分类连接单元节点。在此基础上,对生成的花纹网格模型进行还原和排序,实现自动生成完整的胎面花纹有限元网格。利用ABAQUS软件进行轮胎径向刚度和接地压力的仿真,结果表明:与传统建模方法相比,该方法不仅能大幅提升花纹有限元建模效率,还保证了有限元网格具有较高的质量,仿真结果与试验结果基本一致,可见该方法能更加准确、有效地模拟复杂花纹轮胎的实际情况。

    • 考虑航班计划的机场短时停车需求预测

      2022, 22(32):14465-14470.

      摘要 (77) HTML (0) PDF 5.08 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服现有短时停车需求模型无法直接利用于机场停车需求预测这一问题,利用停车数据、航班计划和气象信息,建立了面向机场停车场的短时停车需求预测模型。首先使用机场停车数据分析了停车场短时车辆到达与离去特性,然后考虑到航班计划对机场停车场短时停车需求的影响,将其与气象状况同时引入到短时停车需求影响因素中,建立了基于Conv1D-LSTM神经网络结构的机场短时停车需求模型。以上海虹桥机场停车场为实例,Conv1D-LSTM模型实验结果的平均绝对误差和均方根误差分别为12.057 辆和14.237 辆;对比多个其他模型实验结果,本文构建的Conv1D-LSTM模型预测效果更优,能有效应用于机场停车场短时停车需求预测。

    • >V航空、航天
    • 一种基于导弹地面试验台的对心调节机构设计与研究

      2022, 22(32):14471-14477.

      摘要 (63) HTML (0) PDF 5.61 M (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对导弹地面试验台中需要很多对心安装工作,诸如迷宫内外套对心安装等,存在安装过程复杂,调整困难,安装时间长,定位精度较差等问题。文章以迷宫内外套对心安装为例,通过非标结构选型和加工,设计了一套对心调节机构,通过现场安装对比,得出新型对心调节机构具有定位精度高、操作简单方便、大大节约工作时长、调节迅速且简便等优点。该新型对心调节机构,对导弹地面试验台其它需要对心调整的工作,同样具有简单、高效、节约成本的作用,它的设计与研究有很高的工程实践意义。

    • 基于随动加载的起落架载荷误差评估与修正

      2022, 22(32):14478-14484.

      摘要 (63) HTML (0) PDF 6.13 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:全尺寸飞机柔性起落架静力试验中,起落架受载变形引起加载力线改变,从而带来加载误差。为提高加载准确度,起落架随动加载技术被广泛使用。本文通过对随动加载模型的分析,得出该加载技术试验过程中理论上依然存在加载误差。采用向量、矩阵运算结合力学平衡方程推导得到随动加载技术误差计算公式和载荷修正公式。选取某型飞机起落架静力试验典型工况(两点滑行刹车)进行载荷误差评估、修正与验证。结果表明:随动加载技术试验过程中航向和垂向最大加载误差小于工程允许的1%误差,侧向加载误差引起的最大约束反力误差小于工程允许的5kN;载荷修正后,最大约束反力误差小于2kN,加载准确度得到了进一步提升。本文从理论上分析了柔性起落架发生变形后载荷误差并进行修正,为起落架静强度试验过程中主动载荷和约束点载荷误差分析提供了理论依据。

    • 带弹簧片高压转子连接螺栓组件焊接裂纹故障分析与改进验证

      2022, 22(32):14485-14493.

      摘要 (94) HTML (0) PDF 16.77 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:带弹簧片高压转子连接螺栓组件由D头螺栓和弹簧片激光熔焊组成,其因结构简单、设计精巧等原因,在国内外各型发动机上广泛使用。为彻底解决各型发动机带弹簧片高压转子连接螺栓组件焊接裂纹故障问题,以某型发动机故障件为基础,通过断口宏微分析、金相检查、焊接深度测量、温度场评估、材料选用分析、结构尺寸分析、有限元仿真计算、分解/装配过程分析等方法,对带弹簧片高压转子连接螺栓组件焊接裂纹故障进行全面的研究,最终定位了故障的根本原因:螺栓组件焊接深度不足且存在明显的焊接薄弱处;螺栓组件弹簧片因结构设计不合理,导致自锁螺母分解/装配过程中弹簧片承受不合理扭矩,当扭矩过大时,焊接薄弱处因应力超限而过载破坏。从结构设计、制造工艺等方面给出相应的改进措施,改进后的螺栓组件未再出现裂纹故障,证明了故障定位的准确性和改进措施的有效性。

    • 流量拥堵空域内一种基于Q-Learning算法的改航路径规划

      2022, 22(32):14494-14501.

      摘要 (90) HTML (0) PDF 4.19 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,空中流量激增导致空域资源紧张的问题越发凸显,为了缓解这一现状,将基于流量管理层面对航空器进行改航路径的研究。首先采用栅格化的方式对空域环境进行离散化处理,根据航路点流量的拥挤程度把空域划分为三种不同类型的栅格区域。其次通过改进强化学习中马尔科夫决策过程的奖励函数对其进行建模,并基于 策略运用Q-Learning算法对该模型进行迭代求解,对相应的参数取值进行探究比较以提高结果的可适用性。最后经过仿真运行,计算出不同参数赋值下的最优路径及相应的性能指标。研究结果表明:应用该模型和算法可以针对某一时段内的流量拥堵空域搜索出合适的改航路径,使飞机避开流量拥挤的航路点,缩短空中延误时间,有效改善空域拥堵的现况。

    • 基于系统理论过程分析的定检维修疲劳致因分析与控制

      2022, 22(32):14502-14510.

      摘要 (77) HTML (0) PDF 6.83 M (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要:定检中机务人员的疲劳会导致失误、遗忘、错误等人为差错,极大增加了民机发生事故的概率。为有效分析和控制定检中机务人员的疲劳,综合考虑人-机-环因素交互的危害,建立了规范化定量化的安全性分析模型。首先运用功能可变性描述规则(RFV)和形式化语言UML对系统理论过程分析方法(STPA)进行改进,建立定检中疲劳致因与控制的综合分析模型,识别出定检中可变性指数较高的交互回路,分析出机务人员疲劳致因并形成对机务人员疲劳加以控制的安全规范。最后利用形式化工具UPPAAL对机务人员疲劳影响定检模块这一过程进行演绎,发现制约民机安全的瓶颈,为航空公司持续适航安全性方面提供理论参考。

    • >X环境科学、安全科学
    • PSO-MLP模型预测降雨对府河氨氮的影响

      2022, 22(32):14511-14517.

      摘要 (127) HTML (0) PDF 3.24 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究白洋淀上游的保定市区降雨径流对府河水质的影响,采用府河2019年、2020年的常规水质监测数据,基于粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)和多层感知机(multi-Layer perceptron,MLP)建立PSO-MLP水质预测模型。分别使用PSO-MLP、MLP、一维水质模型进行对比预测。结果表明:PSO-MLP与一维水质模型相比,平均绝对误差相对降低64.5%~74.7%;与MLP模型相比,平均绝对误差相对降低6.6%~12.6%。选取2021年7月的一次典型降雨对府河膳马庙、安州和南刘庄3个控制断面进行预测,表明PSO-MLP泛化能力更强,预测误差更小,优于一维水质模型和 MLP模型。所建立的府河PSO-MLP水质预测模型,可以提前 4 h准确预测府河各断面氨氮浓度,平均绝对误差小于0.3 mg/L,可应用于保定市区降雨径流对府河水质污染的预测预警,避免降雨径流通过府河影响白洋淀水质。

    • 黄土高陡塬坡降雨侵蚀机制及生态防治技术

      2022, 22(32):14518-14526.

      摘要 (85) HTML (0) PDF 23.92 M (230) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原地质环境异常脆弱。近年来一系列人类工程活动(如平山造城,治沟造地,固沟保塬等)其作用速度和强度已远超地质营力和生态承载力,导致黄土灾变不断发生。本研究遵循人地和谐发展的理念和目标,选取位于陕北延安典型生态修复区内的高陡黄土塬坡作为灾变防控示范区,采用添加黄土固化剂新材料和移植草皮新工艺相结合的方法对黄土塬坡进行改良修复。通过室内模拟试验控制塬坡初始条件和降雨过程,开展了多组不同雨强条件下(60mm/h,120mm/h,150mm/h,180mm/h)的室内人工降雨侵蚀物理模拟对比试验,揭示了降雨过程中黄土塬坡面侵蚀灾变动态演化规律,细化了坡体内部岩土体物理力学参数(孔隙水压力,含水率)与地表变形(地表倾斜仪)和降雨强度之间的响应关系。试验结果表明,从“控水”的角度出发,改良后黄土与新工艺的运用一方面能够成功降低坡面径流的侵蚀程度,另一方面,低渗材料减缓了地表水的垂直入渗转化为地下水,防止了水土流失、溃散性失稳和大范围的湿陷沉降破坏,同时,草皮移植技术的实践也满足了生态修复的目的。

    • 禽粪与麦秸协同厌氧发酵体系的需求导向产沼气性能及模型预测

      2022, 22(32):14527-14536.

      摘要 (49) HTML (0) PDF 8.24 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过改变传统的连续型沼气生产转向需求导向的灵活产气可以实现平抑风光等间歇式新能源的波动,从而维持新能源体系的稳定。然而作为典型农业废弃物的禽粪与麦秸,其作为发酵底物时是否可以通过进料管理方式实现按需产沼气未见研究。为此,本文模拟按需产气的投料模式,研究了不同投料负荷、频次与投料间隔时间等条件下,沼气产气速率与产气量等的响应关系,基于此构建沼气产气响应的预测模型。结果表明:低进料有机负荷(1.5 kg?VS?m-3?d-1)、2次/d频率、10 h时间间隔情景下发酵系统不存在明显的沼气延滞期,沼气产气响应速率较高,并且pH、FOS/TAC、VS/TS、NH3-N等参数波动均处于合理区间。进料负荷增大至3 kg?VS?m-3?d-1时,产气延滞期增大,但是体系在10 h时间间隔下发酵稳定性参数波动不大,此时系统仍可正常运行。进一步增加进料负荷至6 kg?VS?m-3?d-1时,沼气中甲烷含量跌至30%左右,产气响应明显变慢,说明该情景已不利于后续沼气的利用,此时限速步骤是高进料负荷时麦秸与禽粪底物中木质纤维素的水解反应。基于实验结果,构建了修正的Gompertz-BP神经网络混合模型以预测沼气产出的响应,并验证了其预测的准确性。研究结果表明,禽粪与麦秸作为底物进行协同厌氧发酵,在低进料负荷时辅以适当的控制手段可以实现按需产沼气。

    • 矿业密集区地表热环境时空演变特征及驱动力分析

      2022, 22(32):14537-14548.

      摘要 (66) HTML (0) PDF 23.91 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:矿产资源是人类赖以生存的重要物质基础,矿业开采在促进地方经济、文化等快速发展的同时,会对区域地表热环境造成一定影响。在遥感和GIS技术的支持下,准确和快速地获取地表温度(Land Surface Temperature,LST)及矿业用地信息,结合迁安市矿业开发过程特点,借助“黄蓝—差值影像法”、叠加分析法和剖面分析法等方法,系统分析了2000―2018年间,迁安市矿业密集区马兰庄镇的地表热环境时空演变特征及驱动力。结果表明:贯穿典型矿业用地的4条温度剖面线的波谷(低温区)均位于绿地和水域,波峰(高温区)均位于矿区采场裸岩、未进行生态修复的排土场矿渣和尾矿库内尾砂。2000―2018年马兰庄镇的高温区面积占比从2000年的25.11%,上升到2008年的39.93%,再下降到2018年的28.71%;矿业用地占比从2000年的25.78%,上升到2008年的38.78%,再下降到2018年的27.94%;矿业用地和高温区变化趋势基本一致,并且矿业用地与高温区空间位置基本重合。研究结果将深化矿业密集区地表热环境时空演变特征规律的认识,为制定缓解高温聚集效应策略提供定量参考依据。

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