摘要:近年来,可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface, RIS)技术作为一项具有变革性的新兴技术,已在通信等行 业取得了一系列突破性成果,但该技术在军事领域的应用价值尚未得到充分重视。 鉴于此,首先梳理并分析 RIS 技术的基本 原理及当前应用现状,在此基础上,从陆战场全域通信覆盖、海战场动态通信组网、超远端武器无线充能、多目标协同精确定 位及辅助抗干扰通信等多个维度,深入探讨 RIS 技术在军事领域的应用前景。 最后,针对 RIS 技术应用于军事领域面临的核 心技术挑战进行总结与分析。 研究成果可为 RIS 技术深度融入现代军事作战体系提供理论参考。

摘要:力学理论为特种机器人复杂环境作业提供底层基础理论支撑,通过探究可变形地面承载、滑移、流变等力学行为,建 立机器人与可变形地面交互过程理论框架,实现机器人运动与地面介质响应的双向耦合调控。 随着基础理论完善、多相颗粒 仿真工具、多轮-足式驱动机构持续迭代,特种机器人已由实验室平整地面理想环境运动规划转向室外真实极端环境长效稳定 作业。 特种机器人面向野外山地、荒漠、外星地表等非结构化复杂场地依赖于基础力学理论驱动的具身智能环境适配体系, 首先,通过回顾土力学、颗粒介质力学在特种机器人越障能力、防沉陷设计、环境适应性与深空野外工程实用等方面的典型案 例,对足式、轮式、仿生特种机器人三类机器人开展对比分析;其次,梳理了制约特种机器人野外、地外实装落地的核心瓶颈, 以及土体力学特性时变、轮-足接地滑移失稳、环境力学先验信息缺失等关键客观条件;最后,对该领域的前瞻性研究方向进行 了展望,以期对未来的研究工作提供借鉴。

摘要:为了促进矿山法公路隧道装配式二次衬砌结构设计的发展,通过调研中外盾构、TBM 和矿山法的成熟设计和施工经 验进行调研,对中外具有代表性的研究成果进行梳理,形成适用于公路矿山法隧道装配式二次衬砌结构设计综述。 从装配式 二次衬砌发展、装配式隧道结构形式、管片分块、管片参数、衬砌接头性质、隧道防排水和管片现场施工应用,系统梳理了中外 隧道装配式工程领域的学术研究进展、存在问题及发展前景。 装配式二次衬砌发展方面综述了中外隧道从现浇工艺逐步向 装配式衬砌发展;装配式隧道结构形式综述了目前常用的全构件预制和部分构件预制;管片分块方面综述了隧道环向分块依 托于管片所受外界荷载,以及目前管片幅宽和厚度的参考依据;衬砌接头性质方面综述了衬砌拼装方式、管片接头类型和接 头性质;隧道防排水综述了防水层防排水和管片防水机制;隧道施工和运营方面综述了管片现场施工、施工期间荷载计算和 隧道抗震分析。 可为矿山法公路隧道装配式二衬的理论完善、规范编制与工程落地提供系统性参考,助力隧道建造工业化与 绿色化发展。

摘要:为满足低扰动、长期连续的水生态监测需求,基于吸附机制、低设备依赖的环境 DNA(environmental DNA, eDNA)被 动采样成为主动过滤的重要补充。 然而,该方法有效性及准确性依赖于材料表面对 eDNA 的富集效果,受材料特性、温度、水 动力、水化学条件及生物降解等综合影响,结果易存在时空异质性,跨水体直接对比分析仍面临挑战。 综述 eDNA 被动采样的 富集机理与研究进展,梳理材料孔隙结构与表面化学对 eDNA 吸附、保持与抗污损性能作用的影响,并归纳出关键环境因子对 eDNA 富集效率与失效模式的影响规律。 在此基础上,提出了吸附材料优化开发路径,包括表面化学性能调控、复合吸附强化 与孔隙结构优化,以及金属有机框 架 (metal-organic frameworks,MOF)等 新 型 多 孔 材 料 在 原 位 保 护 与 稳 定 富 集 方 面 的 应 用 潜 力;同时总结了采样布设的标准化要点,包括选择水动力相对稳定、具有代表性的微环境、合理设定采样时间,必要的采样时 空重复,并同步记录关键环境变量,以降低不同站点和季节差异对结果的影响。 进一步提出定量化思路,即将累积信号表示 为单位时间的净富集速率,并据此估算水体 eDNA 的近似浓度及其不确定范围,从而提升被动采样结果的合理性。

摘要:为研究山体地形下土壤特性对于雷电电磁场传播的影响,基于时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方 法建立二维算法模型,利用多孔土壤电导率计算模型考虑不同的山体坡度下,计算不同土壤类型以及土壤含水量、孔隙率在 近观测点处的雷电电磁场(lightning electromagnetic fields,LEMFs)。 结果表明:水平电场更易受土壤特性变化影响,在高孔隙 率条件下,即平坦地面土壤孔隙率为 25% 时土壤含水量从 50% 下降至 1% 时水平电场峰值提升了约 67% ;而在低含水量条件 下,即平坦土壤含水量为 1% 时土壤孔隙率从 1% 上升至 25% 时水平电场提升了约 54% ;同时在不同山体坡度情况下,水平电 场在陡峭山体地形下更容易受土壤含水量影响,而土壤孔隙率的影响并不会因为山体坡度变化发生改变。 研究成果量化了 不同类型土壤对雷电电磁场的影响,明确了雷击高风险地质条件,为复杂地形下关键设施的选址优化及其雷电灾害预警提供 了重要的科学依据。

摘要:为研究三肇地区四方台组砂岩后生变蚀变分带,总结铀成矿规律,以大量连续取心的钻孔岩芯为基础,选取研究区 四方台组中不同岩石地球化学类型砂岩(棕红色砂岩、灰绿色砂岩、灰色含矿砂岩和灰色不含矿砂岩)为研究对象,在钻孔岩 心所反映的岩石颜色、类型等 宏 观 岩 石 学 特 征 的 基 础 上,室 内 借 助 于 偏 光 显 微 镜、扫 描 电 镜 (scanning electron microscopes, SEM) 等技术手段,观察不同岩石地球化学类型砂岩的微观特征,明确后生蚀变矿物学特征;通过常量元素化学分析、环境敏 感参数分析等,研究不同类型砂岩的元素组成、含量等地球化学特征,尤其是通过对一些特征元素 (如有机碳、S、Fe3 + / Fe2 + 、 Th、U 等)分析,确定每种类型砂岩的地球化学特征的异同性。 初步建立研究区四方台组后生蚀变分带的岩石学和地球化学 标志,总结了分带模式。 首次在本区以不同颜色砂岩为研究对象,初步对四方台组进行后生蚀变分带,确定了铀矿体主要产 于氧化还原过渡带内,对研究区铀矿勘查具有指导意义。

摘要:表生岩溶作用是鲁西隆起西部马家沟组岩溶热储的重要成因机制之一,前人对于表生岩溶的控制因素及如何改造 岩溶热储尚未进行深入解剖。 为深入分析研究区表生岩溶主控因素及表生岩溶如何改造岩溶热储,基于野外露头和岩心观 察,测井和地球化学资料分析,结合构造-沉积演化,识别鲁西隆起西部马家沟组表生岩溶特征,分析其主控因素,明确表生岩 溶对于岩溶储层的改造。 结果表明:研究区表生岩溶作用深度为距马家沟组顶部不整合面 200 m 以内,主要发育灰岩型风化 壳岩溶,高角度溶缝、风化残积层、钻液漏失、δ13 CPDB 值和 δ18 OPDB 值出现明显的负偏移是最显著的识别标志;表生岩溶受内部 因素岩性和矿物组成、岩层结构组合,外部因素古气候、暴露时间和构造的共同影响;加里东期和喜山期的构造抬升是表生岩 溶发育的关键;加里东期,气候湿热多雨,构造抬升使得研究区马家沟组碳酸盐岩暴露溶蚀,发生强烈的表生岩溶;表生岩溶 对灰岩型风化壳储层具有垂向改造特征。 通过分析研究区表生岩溶特征及主控因素,可见表生岩溶对储层物性具有双面性, 一方面形成大规模的溶蚀孔-洞-缝体系显著提升储层物性,另一方面岩溶缓流带的胶结作用,过度暴露而引起的岩溶垮塌和 风化残积层会显著降低储层物性。

摘要:太湖流域作为中国东南沿海地区的重要文化发源地，自新石器时代以来即孕育了丰富的人类活动遗存。以苏州市域为代表，综合利用遥感影像、地形数据及主要水文地貌因子，构建基于频率比（frequency ratio, FR）模型与最大熵（maximum entropy，MaxEnt）模型的考古遗址空间预测模型。为克服传统FR模型在因子加权方面的局限性，引入条件注意力机制构建改进型加权模型（AM_FR），对各环境因子敏感性进行量化赋权，并对其预测性能进行系统对比。结果表明：高程、地表起伏度和粗糙度是影响遗址分布的主要环境因子；AM_FR模型在训练与测试数据上的AUC（Area Under Curve）值优于传统FR与MaxEnt模型，表现出更优的拟合度与预测能力。结合重分类与栅格叠加分析，研究区内高概率区域主要分布于地势微高、近水资源丰富的滨湖缓坡地带，符合“择水而居、因地制宜”的聚落选址逻辑，并在构建模型指引下发现了新的遗址。研究成果不仅验证了机器学习方法在考古预测建模中的适用性，也为提升区域考古调查效率与文化遗产保护提供了技术支撑与方法借鉴。

摘要:针对大型深水试验舱温压复合模拟能耗大、成本高以及温度控制响应滞后等问题，提出一种非集成式温压复合传递装置解决方案。为提升装置综合性能，对其在深水高压环境下的耐压需求以及传热能力开展分析，并进行多目标优化研究。首先，为确保结构完整性，引入了传压结构径向变形模型，确定了螺旋式换热管在屈服与屈曲失效模式下临界压力计算方法，探究了关键结构参数的敏感性及其对临界压力的影响规律。其次，为实现试件尺寸解耦的传热性能评价，构建了“传热系数-单位长度压降”综合评价因子，揭示了关键设计参数的热力学敏感特性。进而，建立了以螺旋式换热管外径、壁厚及螺旋半径为变量，以最大化临界压力和综合评价因子为优化目标的多目标优化模型。采用NSGA-Ⅱ算法获取Pareto前沿，结合熵权-TOPSIS决策确定了最优设计解。试验表明：优化设计的装置能满足35MPa压力环境使用需求，且装置内压力与舱内压力保持一致，表现出优异的压力动态跟随特性。装置内环境温度由23℃调控至3℃，控温响应时间（TRF）为83min,稳态温度相对波动（RTF）为4%,装置兼具强换热特性与高控制精度。本研究通过“设计-分析-优化-验证”的完整流程，为深水环境模拟提供了一套以性能优化为核心的高效解决方案。

摘要:目的 探讨老年髋部骨折术后患者住院期间发生静脉血栓栓塞症（VTE）的危险因素，并评估Caprini评分及血栓分子标志物对VTE的预测价值。方法 本研究采用回顾性队列设计，纳入2024年7月至2025年7月华北医疗健康集团峰峰总医院收治的516例老年髋部骨折手术患者，其中术后发生VTE者92例（VTE组），未发生VTE者424例（非VTE组）。记录患者人口学特征、骨折类型、手术时间、伴随疾病（如高血压、糖尿病等），并于术后第3天检测血栓分子标志物（D-二聚体、TAT、PIC等）。采用Caprini风险评估量表对患者入院时血栓风险进行评分，通过单因素分析及多因素Logistic回归明确VTE独立危险因素，并利用ROC曲线评估各指标的预测效能。结果 单因素分析:VTE组Caprini评分（12.23±1.88分）显著高于非VTE组（11.29±1.52分），且手术时间更长（70.75±20.31分钟 vs. 65.22±15.38分钟）（均P<0.05）。血栓指标:VTE组D-二聚体和TAT水平显著升高（P<0.05），而APTT、PT、FIB等指标组间无显著差异。多因素Logistic回归:Caprini评分（OR=1.20）、D-二聚体（OR=1.21）、TAT（OR=1.09）和PIC（OR=1.61）是VTE的独立危险因素（均P<0.05）。预测效能:Caprini评分联合D-二聚体及TAT的ROC曲线下面积（AUC）为0.71（95%CI: 0.68–0.82），联合预测因子=TAT+5.33*PIC+2.11*DD+2.00，显著优于单一指标。结论Caprini评分、D-二聚体及血栓分子标志物（TAT、PIC）是老年髋部骨折术后VTE的独立预测因素。联合应用这些指标可有效识别高危患者，为早期干预提供依据。

摘要:土壤水分、介电常数与压实度是表征土壤关键物理属性的关键参数，在数字土壤制图（DSM）和精准农业与生态研究中具有重要意义。本文以昆明典型红黏土农田区为对象，同步获取高分辨率多光谱遥感影像并实地测定表层土壤体积含水量、介电常数及压实度。基于影像数据计算植被指数，并结合皮尔逊相关系数分析（PCA）与变量重要性投影（VIP）算法筛选提取关键光谱特征，分别构建多元线性回归（MLR）和随机森林（RF）模型进行土壤参数定量反演并制图。结果表明，VIP算法能有效提取对参数预测贡献显著的光谱特征，RF模型预测性能显著优于MLR（R2>0.936）。参数空间分布图清晰揭示了水分、介电常数及压实度的空间分异特征:水分与介电常数空间分布高度一致，反映物理关联性，压实度则呈现更复杂的空间异质性。研究表明，基于无人机多光谱的反演模型可实现红壤物理参数的高精度协同反演，对提升土壤资源信息化管理及支撑可持续农业具有重要价值。

摘要:榆神矿区东部存在烧变岩与风化基岩沟通，形成一个补给充沛、通道流畅、富水较强的地下水系统，对煤矿水害威胁较大。为了解决烧变岩和风化基岩耦合水害问题，开展了烧变岩含水层边界探查和风化岩水害治理的协同技术研究。结果表明：榆神矿区东部侏罗系地层顶界面发育厚度为8.0～34.0 m风化岩，属于基岩顶部的风化裂隙带，以泥质砂岩、粉砂岩和细砂岩为主，风化强度一般为上强下弱，单位涌水量0.032 381～0.044 066 L/(s·m)，富水性弱，最大水压0.8 MPa；井田东部边界附近发育烧变岩含水层，岩体结构破碎，伴有烧结孔洞，单位涌水量0.04～1.391 L/(s·m)，富水性弱~强，是煤层顶板风化岩含水层的主要补给水源。根据烧变岩和风化岩耦合水害特征，以及煤矿开采工艺和排水系统等，制定了井上下联合探查烧变岩边界、顶板风化岩注浆改造的水害治理方法。烧变岩边界探查过程中，共施工5个地面钻孔和7个井下定向钻孔，准确圈出了烧变岩含水层边界，并基于《煤矿防治水细则》（煤安监调查〔2018〕14号）要求，留设了20 m防隔水煤柱。对煤层顶板以上20 m范围内采用长短钻结合的注浆改造工艺，开展了煤层顶板导水裂隙带范围的注浆治理，实现了风化岩的注浆充填堵水和破碎岩体加固，消除了巷道掘进和条带充填开采过程的水害问题，为陕北矿区烧变岩和风化岩耦合水害的探查治理提供了技术支持。

摘要:为了研究裂隙倾角对岩石力学性能以及破坏过程中能量演化机制的影响，采用颗粒流程序，构建含不同裂隙倾角的砂岩试样，模拟其在单轴压缩条件下的力学行为并分析各裂隙角度对岩体的作用机理。结果表明，随着裂隙倾角增大试样的峰值应力逐步增加，峰值应变先减小后增大，呈现“V”字形变化趋势；在加载过程中，裂纹数量整体随裂隙倾角增大总体呈增加趋势，裂纹分布角度随裂隙倾角变化而偏移，展现了不同倾角下破坏模式的转变过程；试样内部接触力与裂纹演化密切相关，内部接触力集中区域首先发生断裂，接触力逐渐减弱直至完全失效；不同倾角裂隙试样的声发射经历平静期、活跃期和剧烈期，应力到达峰值后声发射活动加剧，裂纹扩展加快，声发射事件数突增可作为破坏预警依据；最后，随着裂隙倾角的增大，试样吸收的总能量以及峰值应力对应的弹性能均呈增加趋势。本研究从裂纹演化、接触力重构与能量分配三方面揭示了裂隙倾角对岩体破坏模式及强度演化的控制机制，为节理发育岩体的破坏预测与稳定性评价提供了依据。

摘要:针对现有瓦斯浓度预测模型在多尺度时频特征提取与长程依赖建模方面的不足，提出一种基于TFSA-Net的工作面瓦斯浓度预测模型。该模型首先通过小波变换卷积提取多尺度时频特征，增强对不同时间尺度信息的捕获能力；进而利用稳定化注意力门控循环单元学习序列的时间依赖关系，并通过层归一化与多头注意力机制提升训练稳定性和长程依赖信息的利用效率；最后引入自适应频谱模块，在频域中对特征进行快速傅里叶变换，并借助自适应高频掩码增强关键频率分量，抑制噪声干扰。实验结果表明，TFSA-Net在MAE和RMSE指标上优于Nlinear、LDlinear、LSTM、BiLSTM、GRU、BiGRU、MHA-BiGRU、Crossformer和Informer等对比模型，降幅分别约为6.09%–43.47%和5.42%–36.45%；相较于表现最优的对比模型MHA-BiGRU，其误差指标分别降低约0.6%和5.42%，且R2提高约0.54%。工程应用验证表明，TFSA-Net模型在预测精度与泛化性能方面均具有优势，可为瓦斯灾害智能预警提供可靠技术支撑。

摘要:针对四川盆地J区块侏罗系陆相页岩油水平井钻井中高粘土含量导致的岩屑易破碎、岩屑床堆积严重及摩阻非线性攀升等问题，本研究通过钻井参数优化减少岩屑床形成速率，同时利用清砂接头清除沉积岩屑，形成“预防-清除”闭环，目标将岩屑床厚度控制在井径的5%以内，解决单一技术难以应对的长水平段岩屑床难题。本文模拟优化了保证岩屑床形成较低的关键钻井参数，并通过正交模拟分析确定了最优钻井参数组合和影响因素的主次关系。通过引入水平段修正因子修正Moore岩屑滑落速度模型，并量化清砂接头最佳安放间距。现场应用表明:J110-8-1H井滑动摩阻降低50%、旋转扭矩下降25%，钻井周期缩短40%。该技术为陆相高粘土地层安全高效钻井提供了理论支撑与工程实践指导。

摘要:为准确预测天然裂缝发育页岩储层中超临界二氧化碳(SC-CO2)压裂裂缝扩展行为，本研究建立了热-流-固-损伤(THMD)耦合数值模型，系统探究不同天然裂缝形态对裂缝扩展的影响机制。结果表明：与无天然裂缝工况相比，平行裂缝引导主裂缝定向扩展，宽度平均增大17.44%，转向概率低于5%；交叉裂缝转向概率达20%以上，压裂后期裂缝宽度波动显著；阶梯网状裂缝诱发多级滑移与非连续扩展，起裂压力降至18.41 MPa，分叉概率为55%~60%。据此提出差异化压裂优化策略：平行区采用高温大排量注入，交叉区实施阶梯增压与纳米降滤剂，阶梯网状区应用复合支撑剂与增粘技术。现场试验显示，优化后SC-CO2压裂有效改造体积提升13%，日产油峰值提高41%。可见，基于天然裂缝形态的适配压裂设计可显著提升缝网稳定性与原油采收率。

摘要:随着非常规油藏开发，CO2驱油气窜的问题日益严重，在重力驱油条件下的气窜现象更是难以预测和减缓。本文针对传统气驱特征曲线忽略油气重力分异机制的局限，通过耦合储层倾角θ、垂向渗透率变异系数Vk及流体密度差Δρ等参数，建立多场约束的重力修正模型，改进无量纲的重力稳定指数 来表征重力分异现象对气窜的影响作用。首先建立考虑倾角因素与物质平衡方程的气驱渗流模型，推导出反S曲线新方程；其次摘取Vk，δ，ag，θ四参数结合矿场实际生产数据，将重力机制下的气窜模式分为重力稳定型、弱气窜型、重力失效型及复杂过渡型四类并给出建议措施；最后将反分段S曲线、四类气窜模式作为物理约束，结合重力参数与动静态数据作为输入，建立LSTM-GARCH气窜智能预警模型，实现重力驱及存在构造倾角油藏的气窜识别及预警，X54井区现场应用提前7天预警气窜，其预测精度较传统方法提升40%，形成从理论推导到矿场实际应用的全流程解决方案，为同类油藏注气开发提供依据。

摘要:潜山储层油气勘探开发潜力巨大，但裂缝时空分布具有较强复杂性和非均匀性，精准预测裂缝特征参数对于潜山油气勘探与开发全生命周期各个环节至关重要。为此，以渤海某潜山储层为例，基于多源地质-工程数据，建立地质力学耦合模型，反演各个构造运动活跃期应力场的分布状态。以裂缝产生于多期构造运动活跃期为理论基础，进行多期构造应力场裂缝参数叠合分析，实现渤海区块潜山储层裂缝特征参数的定量预测，进一步通过岩心描述及成像测井验证裂缝开度与裂缝密度预测结果的准确性。结果显示，储层裂缝发育受褶皱和断层共同影响，裂缝线密度高值区主要集中在褶皱、断层及其与附近地层的结合处；背斜轴部的裂缝开度高于翼部，而断层与周围地层结合区域的开度较低；预测的裂缝密度与裂缝开度误差分别为11.74%、9.69%。研究结果为定量预测潜山储层裂缝特征参数提供一条新思路，为合理勘探开发潜山储层提供地质依据和工程指导。

摘要:采输能力是盐穴储气库的核心产能指标，通过输入总库容、垫气量等储气参数从而预测盐穴的采输能力对于保障储气库的安全运行和精准注采调控至关重要。针对盐穴储气库采输能力预测中随机森林（random forest，RF）模型存在的优化耗时长、特征工程不完整和泛化能力不足等技术短板，本文提出了多采样率集成随机森林预测模型。通过设计“三重优化”技术路线，递进式实施双引擎超参数优化策略、物理-数据驱动特征工程以及三级自适应采样集成机制，有效提升了整体模型的预测精度、可解释性和鲁棒性。基于1334个样本数据开展验证研究，结果表明该模型的测试集决定系数为0.9997，具有高预测精度。与单一采样率随机森林模型相比，该模型的测试集均方根误差和平均绝对误差分别降低了48.4%和52.1%，且在不同噪声水平下仍保持着显著的性能优势。本研究为机器学习在盐穴储气库智能存储与预测调控中的应用提供了新思路。

摘要:基于声音信号的螺栓松动检测方法具有便捷高效的特点，针对螺栓群松动问题现有方法检测精细程度不够，缺乏松动状态细粒度的描述。本文针对输电铁塔中典型螺栓连接节点，通过敲击采集获得了48类松动的649个音频，利用音调平移、时间拉伸及噪声添加等数据增强方法获得了6087个增强样本。基于梅尔频率倒谱系数（Mel Frequency Cepstral Coefficients,MFCC）提取了螺栓群敲击声信号的时频特征，结合注意力（Squeeze-and-Excitation,SE）模块增强特征通道的判别性，利用Inception模块融合多尺度时频信息，搭建了多任务卷积神经网络-循环神经网络（Convolutional Neural Network-Recurrent Neural Network,CNN-RNN）架构，提出了基于MFCC特征的螺栓群松动状态检测方法，实现了螺栓群的松动区域、松动数量及松动位置的多维度精准识别。实验结果表明，本文方法在区域识别、松动个数识别任务中分别达到98.13%、92.20%的平均准确率，在松动位置判定任务中Top-3覆盖率达到91.86%，为输电线路运维提供了高效的螺栓松动检测手段。

摘要:为探究多液滴在高压电场下的蒸发。本研究通过高压直流电场下的可视化实验系统，考察了静电环境中壁面固着多液滴的蒸气屏蔽效应。实验系统性地探究了液滴间距比（L/R，其中L为相邻两端液滴之间的中心距，R为液滴接触半径）、盐浓度梯度及均匀/非均匀静电场对中心液滴蒸发的影响。结果表明:蒸气屏蔽效应显著延长中心液滴蒸发时间，L/R=5.36时中心液滴存在时间较L/R=8.73时中心液滴延长26.9%，该效应源于液滴间蒸气扩散区域重叠形成的局部高湿度区，抑制蒸发通量。静电场调控机制呈现距离依赖性:均匀电场中，近距离液滴（L/R=4.5）在5 kV电压下中心液滴蒸发速率提升21.06%，而远距离（L/R=8.9）中心液滴蒸发则抑制14.0%；在非均匀电场中，离子风可破坏蒸气屏蔽层。在中心液滴受蒸汽屏障效应显著影响时加压，能使中心液滴蒸发速率趋近单液滴，能耗降低15.54%。

摘要:光伏发电的间歇性、多变性与随机性给电网一体化带来重大挑战。针对这一问题，提出一种结合卷积神经网络、长短期记忆和注意机制的组合预测模型CNN-LSTM-Attention（CLA），能够有效捕捉时间序列中的潜在规律。采用改进的多元宇宙优化算法优化LSTM参数，提升模型的预测能力和鲁棒性。值得一提的是，模型设计无需依赖复杂的数据预处理步骤，展现出良好的通用性和实用性。实验结果显示，该模型在预测精度和稳定性方面优于其他模型，其决定系数R2达到0.978，超过了传统模型0.032与 0.039，与最近开发的优化模型相比时，它分别比SSA-CL和DBO-CL模型高0.028和0.023，且误差明显小于其他模型。该方法在实际光伏发电预测中的应用潜力得到验证，为未来电网调度与运行提供了强有力的技术支撑。

摘要:针对源-荷不确定性对光储系统容量配置的影响，提出了一种考虑气象参数、建筑内扰、人员密度、空调系统不确定性的多目标优化方法，以系统年度运行成本最小、自耗率SCR和自给率SSR最大为目标，构建农村住宅光储系统多目标优化模型，采用改进自适应权重粒子群优化算法进行求解。结果表明:建筑平均负荷和峰值负荷的最大值和最小值相对偏差分别为41.08%和71.65%，光伏发电峰值功率、平均功率和全年发电量的最大值和最小值相对偏差分别为3.55%、23.65%和23.91%；多目标优化方法可以找到光伏和电池容量的最优组合；根据相对偏差7%以内出现频率最多的SCR和SSR作为光储系统技术性能指标的代表值，得到了长沙地区农村住宅的光伏和电池容量配置指标。

摘要:为了提升动态无线电能传输中的磁耦合线圈的抗偏移能力，并保证电能传输的高效性，本文结合平线圈强耦合特点和锥形螺线圈的磁场均匀分布优势，提出一种由平面圆形线圈与锥形螺线圈构成的复合发射线圈，并以赛道型线圈为接收线圈建立了新型电能磁耦合传输机构，利用Neuman公式对磁耦合机构互感进行了计算，并使用Maxwell软件对不同磁芯组合的磁耦合机构传输特性进行分析，探究了线圈结构参数、磁芯组合对系统漏磁、抗偏移性能和传输效率的影响规律。最后运用 GA-PSO优化算法，对线圈结构参数进行了优化设计，从而获得一种具有较强抗偏移性能的高效无线电能传输系统，并基于该传输系统搭建无线电能传输平台，对系统的传输性能进行验证。研究表明，增加锥形线圈与水平面之间夹角能够提升复合线圈传输机构的抗偏移能力，但会导致最大耦合系数下降；采用盘形和U型磁芯可以减小磁耦合机构漏磁，增强磁耦合性能；优化的磁耦合系统能够在收发线圈发生偏移的情况下，保证较大传输功效。

摘要:新能源汽车和储能系统仰赖于锂离子电池作为其核心能量来源,因此,对电池的性能衰减和寿命进行预测是电池管理系统(BMS)研究中的首要任务。精确衡量电池健康状态(SOH)的退化程度,对于提升系统运行的安全性和能量利用率具有不可替代的价值。为应对电池长期循环中呈现出的强非线性和时序依赖性挑战,我们提出了一种创新的LSTM-GPR多维混合预测模型。该架构的核心在于：利用长短期记忆网络(LSTM)的优势,自动深入挖掘电压、电流、温度等多维时序数据中蕴含的深层衰减特征；同时,引入高斯过程回归(GPR)进行残差校正,并实现预测置信度的量化。基于NASA电池开放数据集的验证实验证明,该模型的SOH预测性能表现优异：其决定系数(R2)最低为 0.9975,RMSE和MAE的最大值分别仅为 0.00499 Ah 和 0.00463 Ah,全面领先于卷积神经网络(CNN)和支持向量回归(SVR)等对比模型。该LSTM-GPR混合模型集高精度和可信赖度量化于一身,为BMS提供了一种可靠的在线SOH预测工具,为电池健康评估与寿命管理提供了新的理论基础。

摘要:针对无人艇在回收过程中易受到外部扰动从而与回收舱产生相对运动影响对接效率的问题，提出了一种基于绳驱动的无人艇主动对接系统，通过收放绳索控制回收舱同步跟随无人艇的横荡及升沉运动，以提高对接作业的效率和安全性。首先建立了该系统的运动学及动力学模型并验证其正确性，其次提出了一种基于绳速前馈的鲁棒比例-微分控制策略，最后采用MATLAB/Simulink-Adams联合仿真验证了对接方案的可行性及控制策略的有效性。结果表明，引入模糊控制逻辑后，主吊绳的绳长及绳速误差较比例-微分（proportional-derivative，PD）控制器分别减少约86%和81%，牵引绳的绳长及绳速误差分别平均减少约84%和41%，无人艇与回收舱的位置误差在x、z方向分别减少了28%和80%。研究结果为该系统在无人艇回收领域的实际应用提供了理论基础，同时为无人艇回收装置的研制提供了参考依据。

摘要:本文针对忆阻神经网络在复杂动态环境下的同步控制问题,提出了一种基于Lyapunov方法的预设时间同步控制策略。该方法不仅能够保证在有限时间内实现同步,而且能够根据系统需求预先设定收敛时间,从而在理论和实际应用中兼具灵活性与高效性。本文首先回顾了忆阻神经网络的发展背景及其在智能计算中的应用,随后分析了传统同步控制策略的不足,并在此基础上提出一种新的控制器设计思路。通过严格的理论推导与稳定性证明,给出了该方法的有效性条件,并通过数值仿真实验验证了理论结果。研究表明,该方法在收敛速度、鲁棒性和抗干扰性方面均具有明显优势。

摘要:为进一步增加工业控制系统安全稳定运行，针对企业云边协同工业控制系统面临在自主可控、未知攻击抵御、持续稳定运行等3个主要方面的风险等，对现有工业控制系统网络安全防护体系架构进行提升与改进。在网络安全纵深防御的主流防护架构基础上，按照“支撑器件-设备-系统-评估”改进思路，融入自主可控的内生安全技术，重新进行设计动态异构、多模裁决、四重化控制等关键组件架构设计，实现拟态MCU、安全性PLC、安全性DCS关键支撑器件，构建新型工业控制系统安全隔离网关，云边缘智能平台，最终实现构建云边协同新型工业控制系统智能防护系统。按照真实石油石化生产场景搭建数字孪生测试平台，引入真实生产数据，采用网络安全有效性量化评估和攻击验证评估两方面开展测试。其中有效性量化评估测试符合率为100%，攻击验证评估测试攻击防御成功率达到99%。相比改进前的传统防御模式系统得到了明显的防护能力提升。基于内生安全的新型工业控制系统安全防护设计，在前网络安全形势下，系统防护能力得到了明显的提升，为大型国有企业的工业控制系统安全改进提供了一种可行且先进高效的方案。

摘要:针对印刷电路板(printed circuit board, PCB)表面缺陷检测任务中，现有模型难以同时兼顾检测精度、模型体积与推理速度的问题，提出了一种基于增强轻量化YOLO(enhanced lightweight YOLO, ELYOLO)的高精度PCB表面缺陷检测方法。首先根据GhostNet和解耦全连接注意力机制(decoupled fully-connected attention, DFCA)，提出了GLA (ghost long-range attention)模块，在轻量化主干网络(backbone)的同时保持精度；然后，根据线性注意力机制，在主干网络末端设计了MLLA(mamba-inspired linear attention)模块，精确捕获全局上下文信息；其次，根据GSConv(grouped and shuffled convolution)和特征路径聚合，提出了一种高效颈部网络(neck)，在降低计算瓶颈的同时优化了多尺度特征融合的效果。最后，采用UIoU(unified intersection over union)作为边界框回归损失函数，提升了模型的定位精度。实验结果表明，在公开PCB缺陷数据集上，相较于基线模型YOLOv11n，所提的ELYOLO模型在参数量和计算量分别降低了7.4%和17.5%，mAP50和mAP50-95分别提升了3.0和2.3个百分点，同时表现出优异的泛化能力，证明了ELYOLO可有效平衡检测精度、模型体积与推理速度。

摘要:3D牙颌数据中的牙齿准确分割对于诊断、治疗计划至关重要，针对已有算法在牙齿边界不清晰、拥挤、错位和缺失等情况下分类分割精度低、高显存消耗的痛点，本文提出一种采用注意力机制增强特征提取的二阶段牙齿分类分割模型。由于3D点云模型的输入较大，导致计算量较大，为降低显存消耗，本文定位牙齿采用2D图像进行检测，将3D点云投影成2D图像，针对现有方法在缺牙错位时分类准确率低的问题，在现有算法作为主干网络基础上，增加了由 Transformer 构建的牙齿特征增强模块 FELM 强化各个牙齿区域数据点之间的相关性学习，以提高检测检测的分类精度。第二阶段，需要对检测到 2D 牙齿区域之后裁切得到 3D 牙颌模型上对应的单个牙齿点云数据进行分割，针对 Edgeconv 只能学习局部特征的问题，增加了基于注意力机制的全局通道特征关联（GCRF）模块增强了对全局特征进行融合学习，得到了 Edgeconv-GCRF 分割模型，对单颗牙齿进行分割。通过在 Teeth3DS 数据集实验，本文方法得到了中最高的平均准确率（mAcc）、平均交并比（mIOU）和平均戴斯值（mDice）:0.860 8、0.824 9、0.866 6，相比现有其他方法，显著提升了分类分割精度，能够高效完成分割任务，极具经济及社会价值。

摘要:以红砂岩为研究对象,以数字散斑相关方法为监测手段,开展单轴压缩实验,得到红砂岩单轴压缩条件下全过程变形路径演化特征及规律。主要结论为：(1)加载前期：岩石采集点水平变形增量路径基本一致,在加载过程中水平变形方向会发生整体改变。(2)加载后期：竖向变形和水平变形均出现了较大的分化,随着荷载施加,变形路径开始呈现伞状式开散分布状态。不同加载时段水平变形增量值呈现分阶段变化情况；采集点变形路径分化与采集点本身所处位置及岩石裂缝出现位置直接相关。(3)岩石加载破坏全过程中变形路径角度呈明显的波动变化,初期波动呈现幅值大周期长,中期波动呈现幅值小周期短,后期波动呈现幅值大周期短的分段特征,特别是在峰值荷载前后,变形路径角度值曲线出现了突增和高频的波动震荡,波动幅值达到了±180°。(4)红砂岩单轴压缩条件下的变形路径演化特性能够反映出岩石试件在加载全过程中的受力状态和变形破坏趋势,对岩石破坏机理及岩石破坏短临预报研究提供一定的借鉴。

摘要:季节性冻土区的工程地基普遍遭受冻融环境灾害。本文针对黄泛区水泥-沥青粉复合稳定路基粉土，开展力学试验、核磁共振及扫描电镜测试，探究了水泥-沥青粉复合稳定粉土在冻融循环作用下的强度演化及其宏微观机理。研究结果表明，在冻融循环作用下，各沥青粉掺量稳定粉土的无侧限抗压强度均呈衰减趋势。但沥青粉掺量的增加可显著降低其强度折减率。当水泥、沥青粉的掺量分别为粉土干重的6%和4%时，稳定粉土的28d龄期强度为2.11MPa，冻融循环12次后的强度折减率仅为35.0%，综合经济效益与工程性能最佳。显微测试结果表明，稳定粉土在冻融循环作用后，其内部孔隙结构及粒间联结方式发生改变。随着冻融循环次数的增加，土体内部小孔隙向中孔隙及大孔隙转变；土颗粒间的凝胶物质脱落，粒间胶结强度降低，土体结构由密实变为疏松。在宏观上表现为试样表观土体脱落，强度劣化。

摘要:为深入研究杂填土地层双排微型桩-锚-撑组合支护结构作用下,深基坑在开挖支护全周期范围内的受力与变形动态演化规律,以青岛市某深基坑工程为案例,对该基坑的坡顶位移、土体深层水平位移、邻近建筑物的沉降、预应力锚索及钢支撑的轴力进行了实测与分析。研究表明,双排微型桩-锚-撑组合支护体系能够较好的控制基坑变形,各施工节点下土体深层水平位移均小于2.1 mm,靠近车辆动荷载区域的坡顶水平位移较大；开挖支护过程中,预应力锚索轴力的急速陡降与钢支撑的安装有关,基坑开挖支护完成后,锚索预应力损失率介于5.1%~5.6%之间,钢支撑轴力最大损失率为4%左右；钢支撑预应力的施加能够有效的抑制邻近建筑物变形。研究成果可为杂填土地层深基坑支护结构设计和施工提供借鉴与参考。

摘要:为探究闽浙木拱廊桥不同屋顶形式的火灾蔓延规律和防火性能，通过基于BIM参数化的数字重建方法构建木拱廊桥数字档案，以及通过基于BIM-FDS的火灾仿真方法分析木拱廊桥火灾蔓延规律。首先，选取兼具藻井结构和攒尖顶结构的寿宁仙宫桥进行数字档案重建；其次，基于BIM-FDS交互方法建立不同屋顶形式的木拱廊桥火灾场景工况；最后，通过分析热释放速率、火灾蔓延现象、温度等火灾蔓延特性指标得出不同屋顶形式的防火性能。结果表明:依据营造技艺的“族嵌套”BIM建模方法，可适用于屋顶形式复杂且构件繁多的闽浙木拱廊桥；藻井结构的装饰功能远大于防火功能，甚至为火灾提供更大的火灾荷载，并不能有效延缓火灾蔓延；攒尖顶式屋顶较木拱廊桥常见的双坡式屋顶能显著延缓火灾蔓延。可见该研究成果为现存闽浙木拱廊桥的数字化保护提供技术支撑，也可以为新建木拱廊桥提供防火优化设计建议。

摘要:三峡库区水位的周期性波动导致高陡库岸危岩非线性灾变演化机制的确定非常困难，尤其是在考虑岩体非均质力学特征的条件下。在综合现场勘察的基础上，本文引入高斯随机场来刻画巫山板壁岩危岩的物理力学参数空间变异性，采用强度折减法对不同库水位下库岸危岩的动态稳定性进行了分析。结果表明，在考虑岩体参数随机性的情况下，板壁岩的稳定性呈现波动趋势，其危岩临界破坏面分布范围进一步扩大，体现了主控结构面对危岩整体稳定性的影响；危岩稳定性的平均值降幅约为2%~5%，当库水位为175m时，其最大降幅可达12%；随着库水位升降次数的增加，岩土体力学空间变异性将会持续增大，可能会进一步提高危岩崩塌失稳的不确定性。相较于常规库岸危岩分析方法，随机场的引入可以更真实地反映危岩体对于复杂力学环境的动态响应机制，对于三峡库区及类似条件下库岸危岩的风险防控具有重要参考价值。

摘要:针对新疆地区的路面反射裂缝与拱胀问题,探究了超大粒径水稳砂砾基层(Large Size Cement-Treated Gravel Base,后文简称LCGB-50)的级配设计方法与路用性能。以逐级填充法和变i法为基础,根据7d力学强度优选出最佳的粗细集料比例,并确定骨架密实型超大粒径水泥稳定砂砾集料的合理级配范围。使用VCADRF法对该级配设计进行计算检验,通过长龄期力学强度试验和冻融循环试验验证LCGB-50的性能和抗冻能力,最后通过现场试验路段及长期路域环境监测点数据对其路用性能进行评价。研究结果表明：当i值取0.70,粗细比例为60：40时7d的UCS和STS最优,分别为9.78MPa和0.91Mpa；VCADRF检验结果误差在5%以内,验证了此水泥稳定砂砾级配形成了强嵌挤骨架密实结构。通过试验段可知, LCGB-50 7d芯样完整,抗压强度在8MPa以上,满足设计强度指标,证明其具有强度高、密实均匀的特点；监测点数据表明：在-20℃—40℃温度变化中,LCGB-50具有较好的应变恢复能力,较常规粒径生产路段提升了14%,反射裂缝的产生减少约57%,由此可知大粒径水稳砂砾基层对温度、应力变化的适应性较强、基层变形量波动较小,表明其具有减少反射裂缝发展的性能优势。

摘要:隧道结构长期服役过程中易出现渗水、裂缝、剥落等表观病害，严重威胁行车安全与结构耐久性。现有隧道病害检测方法在多尺度特征提取与嵌入式部署适应性方面仍存在不足。针对这一问题，提出了一种改进型YOLOv11-WTseg隧道病害检测方法。该方法在 YOLOv11-seg 算法的解析分支中引入小波变换卷积模块（wavelet transform convolution block, WTConv），扩大模型感受野并增强多尺度特征捕获能力；同时，将边界框回归损失函数由 CIoU（complete intersection over union; 完全交并比）替换为SIoU（SCYLLA intersection over union；SCYLLA 交并比），通过角度惩罚机制优化边界框回归过程。基于自建隧道病害数据集，选取侧沟损伤、非侧沟板损伤、路面裂缝、渗漏水和拱顶剥落作为研究对象开展对比实验。结果表明：在引入WTConv后Box_mAP从0.821提升至0.844，Mask_mAP从0.787提升至0.820；进一步采用SIoU后，Box_mAP 提升至0.845，Mask mAP提升至0.839。与基线模型相比，改进模型在不同输入尺度下均表现出更优的检测与分割精度。同时，在NVIDIA Jetson Xavier NX平台上进行的嵌入式部署验证显示，改进模型在保持模型规模仅为5.4M的条件下，推理延迟为117ms，兼具轻量化特性与实时性。研究结果表明，YOLOv11-WTseg模型能够实现隧道典型病害的高效、精准检测与分割，并具备良好的工程应用前景，可为隧道结构健康监测与养护决策提供技术支撑。

摘要:为提高交通流预测的时空建模能力，提出一种基于自适应图注意力门控网络（Adaptive Graph Attention GRU，AGA-GRU）的预测方法。该方法以可学习参数构建邻接矩阵，通过 softplus与行归一化获得概率型结构，并引入逐行Top-K保留与重归一化实现硬稀疏化，同时对原始结构参数施加L1稀疏正则以提升结构可解释性与鲁棒性；在空间维度采用多头图注意力（GAT）抑制噪声边、突出关键关联，在时间维度采用GRU刻画时序依赖，二者级联形成高效的时空建模框架。训练目标由预测误差与稀疏正则联合构成。实验在所用数据集上，以 ARIMA、Bi-LSTM、GNN-LSTM、ST-GCN、MTGNN 为对比基线，使用 MAE、MSE、RMSE 等指标进行评估。结果表明，AGA-GRU 在多步预测场景下整体优于对比方法，并能学习到稀疏且可解释的图结构（如自环与少量关键跨路段连接明显），兼顾预测精度与模型可解释性，适用于城市路网的交通流量预测。

摘要:短时交通流量预测是智能交通系统实现高效管理与实时调控的关键技术。针对现有方法在时空依赖表示与误差累积方面的不足，提出双路径时空图注意力网络模型以实现更准确、鲁棒的短时交通流量预测。首先，设计静动态双路径图注意力机制提取空间特征。静态注意力分支基于路网物理拓扑构建稳定空间关系，动态注意力分支依据实时交通流数据自适应捕捉突发性空间关联，两者通过一个可学习的融合参数进行加权融合，自适应地平衡静态拓扑与动态状态之间的影响，从而提取综合空间特征；其次，采用长短时记忆网络编码器结构，分层提取和灵活映射时间序列特征；最后，解码器引入动态衰减的混合示教学习机制，融合递归与示教两种解码模式进行交通流量的预测，以有效抑制误差累积。采用PEMS04和PEMS08数据集进行训练、验证和测试，结果表明，模型在MAE、RMSE、MAPE指标上分别比最优的时空对比模型CNN-LSTM实现约4.23%、3.18%、6.90%与3.89%、2.59%、6.44%的提升。可见，模型能够有效平衡路网的静态拓扑与动态状态，并通过混合示教学习机制显著减少误差累积，证明了其在短时交通流量预测方面的优越性能和应用潜力。

摘要:在全球民航运输快速发展背景下，机坪运行效率对机场整体效能的影响愈发关键，滑行时间是场面调度决策的重要依据。现有滑行时间预测方法大多以撤轮挡时刻为起点、抬轮起飞时刻为终点，对滑行过程进行整体建模，已达到预测瓶颈难以突破；为此，本研究提出分阶段滑行时间预测方法，通过将滑行过程划分为推出、滑行道行驶具有明确动力学特征的子阶段，采用LightGBM与XGBoost算法对各阶段独立建模——前者利用高效梯度提升机制实现关键因素快速识别，后者通过正则化策略优化复杂非线性关系拟合。该方法解耦阶段性特征，降低模型复杂度并提升动态适应性。结果表明，所提模型在平均绝对误差（MAE）、均方误差（MSE）等指标上优于传统整体预测，尤其在极端工况下仍保持高精度与鲁棒性。本研究的价值不仅限于提供各阶段滑行时间的精准预测，更能为机场场面态势感知、全流程运行实时优化提供量化支撑，有效增强机场地面运行系统应对外部扰动的韧性。

摘要:为进一步发挥分级燃烧后喷射混合火箭发动机相较于传统固液混合发动机在燃烧性能方面的优势，基于设计的喷注器构型采用三维数值仿真方法研究了氧化剂喷嘴数量对发动机燃烧性能的影响。结果表明：对于所设计的喷注器构型，增加氧化剂喷嘴数量可以提高氧化剂和一次燃气的掺混均匀度，进而提高一次燃气的燃烧效率。此外，增加氧化剂喷嘴数量还可以降低喷注器面板热防护难度，这有利于在现有材料强度限制下进一步提高发动机燃烧性能。研究成果可为分级燃烧后喷射混合火箭发动机喷注器的设计提供参考。

摘要:空间引力波探测对微推力测量精度提出极高要求，而热噪声是限制重力复合摆测量装置性能的关键因素。为抑制热噪声，提升推力测量的长期稳定性，本文开展温度控制系统设计与实验研究。通过建立热噪声传递模型，分析温度对柔性枢轴刚度、摆杆热形变及位移传感器读数的耦合影响；基于Ansys热仿真优化温控参数，提出“真空隔离–多层被动隔热–局部主动PID控温”的复合控温方案。实验结果表明：在10-4 Pa真空环境下，该系统可在48小时内将关键区域温度波动峰值抑制在4 mK以内，热致位移噪声降低约99%。本研究验证了多级温控策略在微牛级推力测量中的有效性，为空间惯性传感系统的热噪声抑制提供了可靠技术路径。