• 2021年第21卷第19期文章目次
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    • >P天文学、地球科学
    • 边坡变形监测技术发展现状及问题对策

      2021, 21(19):7845-7855.

      摘要 (1028) HTML (0) PDF 2.19 M (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:科学的监测预警工作是主动防范滑坡等地质灾害的重要手段,也是指导地质灾害工程综合防治的有效途径。清晰认知边坡变形监测技术的发展历程,了解监测技术的发展现状,不仅能够充分认识当前边坡变形监测领域的存在问题,更能为边坡变形监测技术的发展启迪思路。通过对当前边坡变形监测技术类型、特点、基本原理及使用方法归纳总结,结合边坡变形监测设备的自动化程度,将边坡变形监测技术划分为常规边坡变形监测技术和新型边坡变形监测技术两大类。进而,分析探讨了监测理论、监测技术、监测过程中存在的问题,并提出针对性对策。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 穿戴式下肢外骨骼机器人研究现状

      2021, 21(19):7856-7862.

      摘要 (637) HTML (0) PDF 3.48 M (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,随着国家人口老龄化问题的加重,医疗技术的限制及青壮劳力的减少,穿戴式下肢外骨骼机器人在医疗、搬运、军事方面上的显著功能获得科研人员的广泛关注。试图摒弃传统的功能层面的描述,从穿戴式下肢外骨骼机器人的结构层面梳理该类外骨骼机器人近年来的研究进展,进而分析了穿戴式下肢外骨骼机器人应用的新技术材料,然后重点阐述了其最新的关键技术(驱动方式和能源供应),探讨了穿戴式下肢外骨骼机器人今后的发展方向。

    • >U交通运输
    • 寒区工程锅盖效应病害调查与防治研究进展

      2021, 21(19):7863-7873.

      摘要 (690) HTML (0) PDF 4.23 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:寒区大温差环境下封闭工程结构层覆盖于地基上,导致水分聚集在面层底部形成“锅盖效应”,引起地基承载力降低,加剧工程冻融病害。随着“一带一路”战略的推进,寒区高等级公路、油气站场、机场跑道建设涉及的锅盖效应病害防治亟需研究。本文调查了公路路基、高铁无砟轨道基床、机场跑道、输油站场面临的锅盖效应病害,从病害特征、形成机理、理论模型、防控技术等四个方面,综述了寒区工程锅盖效应形成机理及病害防治的最新进展。同时,在总结了当前锅盖效应研究不足的基础上,提出了今后的研究方向:(1)关注水汽含量的测试和多年冻土区锅盖效应形成条件研究;(2)构建考虑空气–水汽两相流和土体变形规律的水–汽–热–力耦合模型,以此来预测工程构筑物的稳定性;(3)开展基于“阻–通–截”理念的综合防治措施研究,以期为寒区工程设计和病害防治提供理论支持和科学对策。

    • >X环境科学、安全科学
    • 膜分离技术在再生水中的应用及膜污染研究进展

      2021, 21(19):7874-7883.

      摘要 (401) HTML (0) PDF 2.00 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的废水处理工艺在一定程度上成功地处理了排放的废水。然而,改善废水处理工艺是必要的,以便使处理后的废水在工业、农业和家庭中重复使用。膜技术已成为从不同的废水中回收再利用水的最佳选择。膜分离技术有着容易操作和便于控制的优点,在分离的过程中不会产生二次污染。本文介绍了超滤膜、反渗透膜、微滤膜和纳滤膜的特征,阐述了这些膜在再生水中的研究近况以及膜污染的类型和清洗方法,最后展望了膜工艺在再生水中的应用与发展。

    • >O1-2数学
    • 基于拉格朗日松弛的水灾逃生路径规划

      2021, 21(19):7884-7890.

      摘要 (567) HTML (0) PDF 10.72 M (683) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了假设路段通行时间为随机变量的交通网络约束最短路径问题。建立0-1整数规划模型,求出最小期望通行时间路径。除流量平衡和路段通行能力约束外,还引入了唯一通路选择约束以保证最终只能生成最优路径。然后,提出了拉格朗日松弛法对难约束进行松弛处理,并将松弛模型分解成两个子问题。结合次梯度算法、标号修正算法和 最短路径算法设计了一个算法框架,以最小化上下界的差距寻找近似最优解,用改进的算法框架进行求解。最后将该框架应用于龙岩市新罗区进行了计算试验。结果表明,该算法能够找到相对间隙较小的高质量解,验证了该方法的有效性。

    • 利用对抗性边缘学习模型生成超分辨率图像

      2021, 21(19):7891-7898.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 12.56 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:大部分基于卷积神经网络的图像超分辨率方法都是采用端到端的模式,这类图像超分辨率方法往往存在重构图像纹理边缘模糊、高频信息缺失的问题。为了改善该问题,在SRGAN的基础上提出了一种基于对抗性图像边缘学习的深层网络模型,将图像边缘信息得到充分利用,来引导超分网络生成更加真实的高分辨率图像。该网络模型由两个生成对抗网络所组成,首先利用一个生成对抗网络来生成低分辨率图像所对应的高分辨率边缘特征图,然后再用高分辨率边缘特征图来约束和引导第二个生成对抗网络,使之重构出来的高分辨率图像纹理边缘更加清晰,更好的恢复图像边缘的高频细节。在 Set5、Set14、BSD100、Urban100和Manga109基准测试集上的实验结果表明了该算法重构出的高分辨率图像更加接近真实的图像,在峰值信噪比、结构相似度和感知指标上都有不错的表现。

    • >P天文学、地球科学
    • 分布式温度感测技术在金坛地区地层导热性能评价中的应用

      2021, 21(19):7899-7908.

      摘要 (406) HTML (0) PDF 12.30 M (711) 评论 (0) 收藏

      摘要:了确定常州市金坛地区地下热物性系数,为浅层地热能的开发提供理论依据,本文基于线热源理论将DTS技术与现场热响应技术(TRT)相结合,利用分布式热响应试验(DTRT)及主动加热光纤的热响应试验(ATRT),对该地区不同深度地层的导热系数进行了监测计算和分析评价,并比较了不同技术的监测结果。试验结果表明:基于DTS技术的DTRT相比于传统TRT,可以实现各土层导热系数的分布式测试;ATRT计算得出的各层导热系数分布趋势与DTRT趋势大体相同,证明了将ATRT应用到导热系数的测试中的可行性。并且,相比TRT和DTRT,ATRT耗时更短耗能更低的优势,这也使得ATRT技术在地温场监测中具有较大的潜力。

    • PS-InSAR技术在兰州市地面形变中的监测应用

      2021, 21(19):7909-7915.

      摘要 (435) HTML (0) PDF 18.46 M (3383) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,由于城市地表沉降带来的次生灾害后果愈加严重,给城市的发展带来了诸多隐患,因此对城市进行长时间序列的形变监测具有重要的现实意义,而传统的监测方法无法获取城市大面积的地表形变信息。合成孔径雷达遥感(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术在大规模地表形变监测中具有独特的优势。兰州市地质条件特殊,地貌条件复杂,是我国地质灾害发生频率较大的区域之一。本文采用63景Sentinel-1A和5景Sentinel-1B数据基于永久散射体干涉测量技术(Persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar,PS-InSAR)获取了2014年10月至2020年4月的兰州市城区的地面形变场。研究结果表明,兰州市城区地表形变较小,临近城区周边的几处村镇存在着不同程度的沉降,且部分区域的沉降呈现出逐渐加快的趋势。

    • 准噶尔盆地南缘上侏罗统-下白垩统地层不整合成因和构造演化意义——齐古断褶带剖面的启示

      2021, 21(19):7916-7923.

      摘要 (478) HTML (0) PDF 15.76 M (4526) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深化准噶尔盆地南缘新生代前构造演化研究,以准噶尔盆地南缘山前齐古断褶带上侏罗统-下白垩统露头剖面为例,利用野外地质调查、二维地震剖面解释、无人机航拍建模,分析上侏罗统和下白垩统地层之间地层接触关系,结合重矿物不稳定系数和地层厚度分布,得出区域不整合的成因,建立准噶尔盆地南缘山前晚侏罗世-早白垩世构造演化模式。结果表明:准噶尔盆地南缘齐古断褶带上侏罗统喀拉扎组和下白垩统清水河组地层之间存在角度不整合,与拉萨和羌塘地块的碰撞拼合背景下构造变形引起的剥蚀密切相关。自晚侏罗世进入挤压构造背景以来,天山北缘的构造活动经历了由强到弱的过程,强烈的构造抬升使得喀拉扎组沉积范围明显缩小并整体遭受暴露剥蚀,清水河组超覆在喀拉扎组地层之上形成区域不整合。

    • 高温高压油气藏试产期间固井水泥环力学完整性——以准噶尔盆地南缘高探1井为例

      2021, 21(19):7924-7930.

      摘要 (366) HTML (0) PDF 4.98 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:准噶尔盆地南缘超深层勘探已成为中国石油天然气勘探的重点领域,钻完井工程面临诸多高温高压环境的挑战。在完井试产期间,井筒温度和压力的大幅度且快速下降会改变水泥环应力,易导致套管和水泥环收缩不平衡,产生微间隙。为此,采用厚壁圆筒弹性力学理论,建立了套管-水泥环-地层组合体弹性力学模型,利用有限差分程序求解。研究认为,高温高压油气藏试产期间,水泥环的主要失效形式为收缩微间隙失效。以准噶尔盆地南缘高泉背斜高探1井试产为例,评价试产过程中水泥环失效时井筒压降及温度变化临界值,以及两者与水泥石力学参数的相互关系。该力学评价方法的研究对于高温高压油气藏试产期间水泥环完整性评价具有较高的应用价值。

    • 多波地震油气储层的自组织神经网络学习与预测

      2021, 21(19):7931-7941.

      摘要 (363) HTML (0) PDF 28.27 M (3752) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何充分挖掘出地震数据的有效信息以更有效预测出地震油气储层的分布情况,一直是业内所追求的目标。多波地震数据所包含的纵、横波数据不仅含有大量对油气敏感的特征信息,而且二者对油气响应存在差异,利用好这种差异可有效降低地震反演中的多解性问题。为此,本文设计了一种基于自组织神经网络的多波地震油气储层分布预测方案。首先,通过聚类分析优选出对油气响应比较敏感的地震属性,然后,对优选优化后的属性进行多波复合运算提取油气特征信息,最后,根据输入样本属性数据集设计SOM神经网络结构,计算神经元与样本的距离确定最佳匹配单元,更新调整网络权值,完成网络训练,得到预测结果。其结果表明,基于本方案所预测的地震油气藏分布范围与实际情况基本吻合,有效地降低了反演结果的不确定性,从而验证了自组织神经网络应用于地震油气储层预测的有效性和可行性。

    • 基于CA-Markov模型的吉林省西部土地利用/覆被变化研究及预测

      2021, 21(19):7942-7948.

      摘要 (346) HTML (0) PDF 12.67 M (3279) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明吉林省西部土地资源利用的状况与问题,基于Globalland30数据集,运用GIS分析2000年、2010年与2020年的各地类的分布与变化,并运用CA-Markov模型,预测2030年土地格局的变化趋势,结果表明:近20年内,耕地是主要地类,面积占比最大并持续增加。草地面积占比第二。其他地类面积较小,分布相对集中;在2000年-2010年间,研究区LUCC总体比较稳定,裸地增加和草地减少是该时段LUCC的显著特征,其他地类面积变化不明显。在2010年-2020年间,LUCC变得活跃,耕地增加与草地进一步减少是该时段LUCC的显著特征,人造地表面积继续保持增长,林地、草地与湿地面积进一步减少;根据预测,在2020-2030年间,吉林省西部生态状况改善,城镇将进一步扩张,耕地数量变化趋于稳定,空间变化依旧活跃。

    • >R医药、卫生
    • 基于结构方程模型的武陵山区居民热浪健康风险认知与应对

      2021, 21(19):7949-7955.

      摘要 (379) HTML (0) PDF 1.93 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前关于贫困山区居民对热浪健康风险感知和适应行为的研究非常有限。本文通过在2017年采取多阶段抽样方法选取武陵山区五个县1008个当地居民样本,采用结构方程模型探索影响武陵山区居民对热浪健康风险的感知和适应行为的因素。结果表明:受访者对热浪气候的健康风险有较强感知,但风险防范意识较弱且专业健康知识非常缺乏。66.4%的受访者感觉到近年来天气变暖,71.8%的受访者认为热浪将会对健康造成威胁,且有60.6%的人在热浪天气会有身体不适反应。有92%的人有应对热浪的行为,67.5%的人会在受热浪健康风险影响时寻求帮助。然而,仅有12%的人掌握在热浪时保持健康的信息或知识,仅有23.8%的人会做事前准备。就业状况、性别和疾病状况均会影响山区居民对热浪气候的感知和适应。最后,为减少极端高温事件对山区居民健康的影响,提出开展健康教育与促进活动、建立极端天气预警系统、强化公共卫生设施和制定适宜应对策略等措施。

    • >S农业科学
    • 喀斯特高原山区刺梨种植空间格局变化与地形土壤影响因素——以贵州省盘州市为例

      2021, 21(19):7956-7964.

      摘要 (345) HTML (0) PDF 8.68 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以盘州市为例,对影像采用目视解译、地学统计分析及实地调研等方法获取2017年和2019年的刺梨种植空间分布特征,引入RS和GIS技术手段详细研究了2017年和2019年的刺梨种植空间分布格局时空变化特征与地形因子、土壤养分含量之间的相关性。研究结果表明:(1)受海拔、地貌类型和城市分布的影响,通过2017年和2019年的刺梨种植空间分布格局两期监测数据,直观地看出盘州市刺梨种植主要在除中部以外区域的空间分布特征;(2)盘州市刺梨种植空间分布面积占比情况和种植面积增加区域的占比情况均与全市的坡度分类面积占比规律一致,其坡度类型占比最大为缓陡坡(坡度为15o~25o),2017年和2019年刺梨种植空间分布主要在缓陡坡类型,其面积所占比值分别约为30.88%和31.01%,2019年相比较2017年在各个坡度等级种植面积均有增加,在缓陡坡类型刺梨种植增长量占整个增长面积的百分比最大,约为35%,刺梨种植面积占比主要分布在地形起伏度为70~200m范围内;(3)盘州市的土壤PH平均值约为5.98,为适宜种植刺梨的微酸性土壤,有机质、全氮、速效钾等含量主要为丰富和极丰富范围值,有效磷的含量较低,在刺梨种植过程中,应适量追加相应磷肥。(4)将取样土壤中有机质、全氮、速效钾和有效磷等元素含量预测图与刺梨监测矢量数据进行空间叠加分析,对其进行统计分析,结果表明土壤中各元素含量的丰富程度符合刺梨种植空间分布格局及变化情况,但有效磷的含量偏低,需要在种植过程中人工追加磷肥。

    • 江西省南丰蜜桔土壤重金属特征评价及源解析

      2021, 21(19):7965-7975.

      摘要 (361) HTML (0) PDF 14.99 M (3398) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了了解江西南丰蜜桔土壤环境条件,通过Excel、Arcgis软件、单因子污染、Nemerow综合污染和潜在生态风险分别对南丰蜜桔表层土壤中Cd、Cr、Hg、Pb、As、Cu、Zn、Ni等重金属的含量统计、空间分布、污染特征及来源进行了评价和分析。结果表明,南丰蜜桔表层土壤环境质量总体良好。表层土壤重金属Cd、Cr、Hg、Pb、As、Cu、Zn、Ni的均值为0.131mg/kg、30.062mg/kg、0.141mg/kg、37.380mg/kg、5.148mg/kg、27.880mg/kg、85.642mg/kg、14.605mg/kg。Cd、Hg、Pb、Cu和Zn均值含量高于江西省土壤背景值。所有重金属元素的平均值均未超过国家农用地土壤污染风险控制标准的筛选值。频率直方图显示Cd、Cu和Hg的分布呈右偏,而Cr、As、Hg、Pb、Zn和Ni的分布接近正态分布。土壤污染特征评价结果表明,Cr和Ni的单因子污染评价为安全范围;Cd、Hg、Pb、As、Cu和Zn均有不同程度的单因子污染,但总体污染程度较低。Nemerow综合污染指数显示,重度重金属污染主要集中在城区工业园区附近以及研究区的东北部和中南部。Cr、Pb、As、Cu、Zn和Ni的潜在生态风险评价(Ei)属于轻微生态风险,而Cd和Hg存在不同程度的潜在风险。综合潜在生态风险评价RI强风险和极强风险主要分布在城区工业园附近和中南部。Cd、Hg、As和Cu的空间分布相似,含量高值出现在城区工业园区附近;Pb、Zn和Ni的空间分布相似,含量高值出现在东南部,Cr的含量高值出现在东北部和东南部。根据Pearson相关矩阵、主成分分析和绝对主成分-多元线性回归分析表明,源1是自然源,Cr和Ni主要来自自然源,源2是工业活动源,Cd,Hg,As和Cu主要来自工业活动,源3是农业活动源,Pb和Zn主要来自农业活动,其他源主要是交通源,部分Pb来自交通源。

    • >TE石油、天然气工业
    • 低阻砂岩气藏测井饱和度计算方法——以准噶尔盆地玛河气田为例

      2021, 21(19):7976-7983.

      摘要 (319) HTML (0) PDF 14.56 M (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决准噶尔盆地南缘地区低阻油气藏饱和度计算不准问题,本文以玛河气田古近系紫泥泉子组低阻砂岩气藏为例,通过孔渗、岩电、铸体薄片、阳离子交换容量等实验数据分析,详细分析了阳离子交换量CEC、阳离子当量电导B值、阳离子交换容量QV、胶结指数m、饱和度指数n等参数的变化规律,建立适用于低阻砂岩气层含水饱和度的计算方法的变参数的Archie饱和度模型和考虑温度变化的W-S饱和度模型,进行实例井验证,获得良好结果。研究结果表明:在低阻砂岩气层中,常规的Archie模型适用于参数m、n较小的纯产气或电阻率较低的水层,但在气水同层中解释效果较差,而通过变参数Archie与W-S模型计算出的含水饱和度值均满足同一段储层下部含水饱和度大雨上部的特特征,其结果数据与岩心分析、气测试结果相吻合。两种饱和度计算新模型对低阻砂岩气藏储层饱和度的解释精度和流体识别的准确度的提高具有重要指导意义。

    • 基于PSO-BP的钻井机械钻速预测模型

      2021, 21(19):7984-7990.

      摘要 (471) HTML (0) PDF 5.83 M (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:机械钻速预测是优化钻进过程、提高钻井效率的关键技术,现有的计算模型主要建立在物理实验和理论分析的基础上,缺少对对钻井工程实测数据的应用,导致计算精度难以满足复杂的现场需求。基于此,提出一种人工智能算法与BP神经网络相结合的钻井机械钻速预测模型。首先,利用小波滤波方法对实测数据进行降噪处理,并依据互信息关联分析优选输入参数降低模型冗余。其次,利用PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群优化算法)算法实现对BP神经网络初始权值、阈值的优化,建立机械钻速预测新模型,并将PSO-BP新模型与标准BP、BAS(Beetle Antennae Search,天牛须算法)-BP及GA(Genetic Algorithm,遗传算法)-BP等三种模型进行对比分析。最后,根据实际工况对PSO-BP钻井机械钻速预测模型进行模型评价。结果表明PSO-BP机械钻速预测模型不仅具有良好的预测精度,而且为钻进过程中提高机械钻速提供科学的参考。

    • 狮子沟构造带裂缝储层保护钻井液配方

      2021, 21(19):7991-7996.

      摘要 (329) HTML (0) PDF 8.57 M (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对青海油田英西裂缝性碳酸盐岩储层在钻井过程中存在的储层损害问题,开展了储层裂缝特征、储层岩石成分、储层岩石的分散性和膨胀性能分析,完成了储层固相颗粒损害、水锁损害以及敏感性损害的评价,明确了储层受到损害的主要因素。评价7种现场储层保护剂的酸溶率、油溶率、粒径范围,其中XY-2和NFA-25的可溶解性(酸溶率和油溶率)>90%,NFA-25的粒径较大且分布范围最广,可作为储层保护剂。评价了3套钻井液体系的动态渗透率恢复值,复合有机盐钻井液污染岩心后,渗透率恢复值为85.52%,储层保护效果最佳。在复合有机盐钻井液配方下,通过加入可酸溶纤维屏蔽暂堵剂,提高钻井液对裂缝的屏蔽暂堵率以及加入低聚有机硅防水锁剂减少钻井液对储层微裂缝造成的水锁伤害,将钻井液的渗透率恢复值从85.2%提高至92.24%,复合有机盐钻井液储层保护效果显著提高。

    • 支撑剂铺置模式及其对水力裂缝导流能力的影响规律

      2021, 21(19):7997-8004.

      摘要 (387) HTML (0) PDF 4.07 M (567) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定支撑剂铺置模式对水力裂缝导流能力的影响规律,通过对加砂和返排过程中支撑剂颗粒的定性受力分析,研究了支撑剂在水力裂缝内的铺置模式,在此基础上建立了支撑剂颗粒数目以及裂缝导流能力的理论计算模型,定量地把支撑剂铺置模式和裂缝导流能力关联起来。结果表明:支撑剂在裂缝内的铺置过程为通过受迫流动形成的两阶段非自然堆积过程,包括支撑剂颗粒被高黏度携砂液高速携带进裂缝内部的无序随机渐次堆积以及在工作液反向携带和裂缝有效闭合压力共同作用下的有序紧密压实堆积。根据最大填充率能量原理和颗粒堆积稳定性原理,经过两阶段的非自然堆积过程后,支撑剂颗粒的配位数会越来越大,颗粒体系的填充率会越来越大,颗粒之间的孔隙体积会越来越小,直至达到最稳定的六方密堆积或立方密堆积或二者的混合模式。六方密堆积模式和立方密堆积模式所对应的裂缝导流能力基本相当,但远低于正方体堆积模式。在实际压裂施工过程中,即便支撑剂颗粒体系可能达不到也会趋近这两种紧密堆积模式,最终的裂缝导流能力仍然会远小于立方体堆积模式。本文的理论模型以及研究结论可为水力压裂设计提供分析工具和理论依据。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于LabVIEW与Trucksim联合仿真的地面转向阻力跟踪策略

      2021, 21(19):8005-8010.

      摘要 (456) HTML (0) PDF 7.59 M (724) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决商用车驾驶过程中转向力矩跟踪精度不高,反馈给驾驶员的路感出现偏差与滞后问题,通过选取两轴商用车二自由度车辆模型对Trucksim内置阻力矩的计算进行推导,采用高精度正交编码传感器对方向盘转角进行解析,将解析后的前轮转角通过CAN发送器发送到LabVIEW的CAN接收模块,借助转向系统实验台实现LabVIEW与Trucksim的联合仿真。结果表明,LabVIEW通过控制PXI驱动伺服电机产生的模拟地面转向阻力矩能够很精确的跟踪上Trucksim输出的前轮地面转向阻力矩,并且及时反馈给驾驶员适当的路感,为商用车转向系统助力的设计提供依据。

    • 一种基于物联网的超声流量测量及实验标定

      2021, 21(19):8011-8017.

      摘要 (304) HTML (0) PDF 8.02 M (490) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决智慧城市建设中的城市管网水流量监测及调蓄任务,通过设计一种基于物联网的水流速流量测量仪,包括超声波多普勒流速探头(带温度修正)、蓄电池及充电部分(电量监测)、GPRS模组、接口按键、液晶显示屏、扩展串行接口、STM32F103主控制器的方法研究实现了对水流速流量测量,并通过物联网将测量结果同步到云端服务器,同时通过网页端还可查看节点实时和历史流速、流量、液位数据。结果表明:三者测量数据相互印证,误差在3%以内。可见本测量仪检测精准且自动化程度高。

    • >TJ武器技术
    • 纳米铝在炸药中的分散性和成型性

      2021, 21(19):8018-8022.

      摘要 (429) HTML (0) PDF 5.20 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究纳米铝在炸药中的分散性和成型性,利用不同溶剂对纳米铝进行了分散;利用超声波分散法、高速剪切混合法、叶片式搅拌混合、分散加高速分散机混合对RDX/Al体系进行的分散;采用熔融混合造粒工艺研究了不同纳米铝粉含量的成型性,采用直接混合造粒工艺研究了不同纳米铝粉含量对RDX/Al体系成型性,结果表明:乙酸乙酯的分散效果最好;超声分散可以提高纳米铝粉的分散均匀性;采用的三种工艺可以达到相同的分散效果;微米铝和纳米铝在TNT中的成型性基本无变化;在RDX/Al体系的压装炸药中,含纳米铝的炸药成型性较含微米铝的炸药差;含纳米铝炸药的密度随铝粉含量增加呈现非线性变化,而纳米铝和微米铝级配的炸药密度随铝粉含量增加呈现线性增加。

    • >TM电工技术
    • 电动汽车有序充放电分群调度策略

      2021, 21(19):8023-8030.

      摘要 (523) HTML (0) PDF 4.15 M (717) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决大规模电动汽车无序入网会给配电网安全稳定运行带来一系列不良影响问题,提出了V2G模式下电动汽车有序充放电实时响应分群调度策略。本文从日前-日内多时间尺度出发,充分计及车主响应意愿及响应能力,对电动汽车集群进行细致划分。针对每个调度时段,综合考虑电网、电池、车主等约束条件,建立电动汽车有序充放电优化模型。模型分为上、下两层求取电动汽车充放电调度计划:上层以调度时间区间内的配电网方差负荷曲线最小为目标,求取当前时段集群总的充放电功率;下层以电动汽车车主费用最低为目标,求取单辆电动汽车的充放电计划。通过算例仿真,验证所提模型的有效性。

    • 直流换流站出口L-C型辅助防雷滤波装置

      2021, 21(19):8031-8038.

      摘要 (317) HTML (0) PDF 3.71 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低直流输电线路遭受雷击后在换流站设备上产生的过电压,对高频谐波进行抑制,提出在±500 kV换流站出口处加装一组L-C型辅助防雷滤波装置。首先,分析了L-C型辅助防雷滤波装置的结构原理和防雷保护特性,并对其进行参数选取。其次,研究了直流侧进线段和换流站各设备的建模方法,在PSCAD/EMTDC中搭建±500 kV换流站直流侧雷电过电压模型进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。最后,针对算例分析了雷击故障和换流站直流母线短路这两种情况,应该对L-C型辅助防雷滤波装置采用一定的保护措施,以确保其安全。

    • 考虑需求响应和储能的风水火联合系统经济调度

      2021, 21(19):8039-8047.

      摘要 (420) HTML (0) PDF 5.28 M (516) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大规模风电并网对电力系统造成的威胁,通过充分考虑储能系统(energy storage system, ESS)与需求响应(demand response, DR)之间的有效配合,提出了一种计及ESS和DR的风水火联合电力系统经济调度模型。首先,模型将用电负荷划分为基础负荷及可调节性负荷,充分考虑了DR对可调节性负荷进行的精细化调整,有效地配合ESS装置运行,从而最小化电力系统运行总费用。其次,针对风电出力的不确定性,通过建立鲁棒优化模型确保模型具有可行解。最后,通过划分四种不同场景验证模型的有效性。仿真结果表明,考虑ESS和DR之间的互补特性后,在实现风电出力全额消纳的同时,电力系统有效地降低了运行总费用,减少了火电机组频繁启停,降低了火电机组出力的波动性。

    • 基于改进灰狼算法的综合能源系统优化调度

      2021, 21(19):8048-8056.

      摘要 (518) HTML (0) PDF 5.66 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决综合能源系统中参与者利益与设备可靠运行冲突的问题,本文提出一种基于非合作博弈的综合能源系统优化策略。针对风、光和负荷的不确定性利用拉丁超立方抽样法与K-means聚类法生成预测出力典型模型。模型综合考虑源、网、荷、储的利益及可靠性问题,并在用户侧引入电动汽车柔性负荷,增强能源的利用率,分析了各方在追求利益与运行可靠性时的均衡交互策略。对于传统灰狼算法狼群分布不均匀、搜寻猎物能力弱等问题,基于Hammersley序列产生更均匀的初始狼群,改进收敛因子的递减方式,并调整对越限个体的处理,产生高质量狼群的同时丰富了样本种类,减少寻优的时间和次数。通过算例分析,验证了本文模型及改进算法有效性。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于高分三号卫星的实时船舶检测算法

      2021, 21(19):8057-8064.

      摘要 (398) HTML (0) PDF 18.47 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前在轨星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)船舶检测主要基于地面处理平台,无法满足星上实时任务规划发展需求的问题,本文基于FPGA处理架构,设计了一套用于星上实时处理系统的SAR船舶目标检测算法。结合星载SAR对海观测典型参数指标,在现有处理平台架构上优化所设计算法,最终形成可用于星载SAR船舶目标实时处理系统的检测算法。通过高分三号的59幅SAR图像数据详尽的验证所设计算法的性能。测试结果表明,算法满足系统的可行性和时效性需求。

    • 基于异构多源传感的行人长航时变步长误差修正技术

      2021, 21(19):8065-8071.

      摘要 (432) HTML (0) PDF 5.72 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:低成本MEMS传感器广泛应用于行人定位导航中,但在长航时下,MEMS传感器零位会随时间产生漂移,导致行人变步长误差成为主要误差。且传统的足绑式导航利用MEMS传感器自身信息判断零速时刻会出现错判漏判等问题。针对这两点,根据行人步态变化规律,在判断零速时刻时,加入压力传感器辅助的异构多源传感,同时针对系统误差设计了用于补偿的误差修正算法。对比传统方法,该设计可以明显提高导航定位精度,定位精度可提高一个数量级。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于改进遗传算法的FAST促动器油缸装配机器人运动学

      2021, 21(19):8072-8078.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 4.45 M (669) 评论 (0) 收藏

      摘要:促动器作为500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter aperture spherical radio telescope,FAST)主动反射面变形的驱动装置,共计222 5台,是世界罕见的野外台站大规模应用的设备群。针对促动器油缸组件的实际装配需求,采用D-H法建立油缸装配机器人的关节空间;采用解析法求出装配机器人逆运动学的部分解析解;采用基于自适应多种群的遗传算法通过建立多目标函数得到了其余数值解。结果证明,给出的逆运动学模型正确;相比单种群、定算子概率、定迭代次数的传统遗传算法,给出的改进自适应多种群遗传算法稳定性好、收敛快、求解精度高。本研究为FAST液压促动器油缸装配机器人末端执行器的运动轨迹规划打下坚实基础,也为相似机器人的运动学研究提供思路。

    • 基于深度学习的高分辨率图像的智能检测

      2021, 21(19):8079-8085.

      摘要 (494) HTML (0) PDF 12.79 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高分辨率图像下目标所占面积小,检测效果较低、实时性较差的问题。本文提出了一种基于LDCF-ResNet50的深度学习模型检测方法。本文以行人检测为例说明此方法的有效性。首先基于LDCF(局部无关通道特征)预测提议区域,对行人潜在区域粗检测。然后,设计候选区域合并和扩展方法,将合并后的区域用于后面的ResNet-50神经网络。其次,设计了一个合适的ResNet-50网络,用于精确检测该区域。最后将ResNet-50网络的检测结果映射到原始图像中,输出检测结果。为了验证本文所提出的LDCF-ResNet50方法的有效性,在清华-戴姆勒数据库平台上对高分辨率图像进行实验验证。实验结果表明,所提出的方法能够有效地检测行人。与主流的算法(包括Faster R-CNN,YOLOv3和SSD)相比,本文方法对行人检测的平均精度分别提高了4.07%,17.79%和31.45%。

    • 基于能量耦合的船舶起重机消摆控制

      2021, 21(19):8086-8093.

      摘要 (332) HTML (0) PDF 3.25 M (490) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决船舶起重机在外部海浪干扰下负载摆动幅度大、小车定位精度不高、抗干扰能力差的问题。通过非线性能量耦合方法,首先应用欧拉-拉格朗日方程对带有船舶横摇以及船低沉降的船舶起重机进行动力学建模,然后构造了一种复合型误差信号来增强小车运动特性以及船舶载荷摆动的耦合关系并将动力学模型转化。在此基础上设计控制器,并进行了基于Lyapunov方法的稳定性证明和仿真模拟实验。验证了该方法在复杂情况下的可行性,实现船舶起重器系统在平衡点的渐进稳定性。可见本文所提的控制方法具有良好的控制性能、适应性和鲁棒性.对于运输过程中摆角抑制、系统定位和效率提高具有良好的效果。

    • 基于空间分布优选初始聚类中心的改进K-均值聚类算法

      2021, 21(19):8094-8100.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 3.42 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对海量数据聚类过程中,经典的K-均值聚类算法对其K个初始聚类中心点的选择以及数据集噪声十分敏感的问题,提出了一种针对海量数据考虑初始聚类中心点选择的聚类算法。该算法首先采用冒泡排序法对数据集进行排序,获取数据集的各维中心值组成第一个初始聚类中心点。其次,通过计算与第一个初始聚类中心点的欧式距离,对剩余候选初始聚类中心点进行优化选择,保证所有的聚类中心点均匀的分布在数据集密度较大的空间上,以此减少聚类过程中的迭代次数和提高聚类算法效率。最后,基于UCI中多个数据集,进行聚类算法对比实验,结果表明,在不降低聚类效果的前提下,该聚类算法的迭代次数平均降低到50%,该聚类算法所需的时间降低平均达10%,由实验结果还能推出,当点集的数目越多时,该算法就能表现出越明显的聚类优势效果。

    • 避险车道末端消能轮胎布置方式对吸能特性的影响

      2021, 21(19):8101-8105.

      摘要 (386) HTML (0) PDF 3.35 M (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:避险车道末端的消能轮胎是对制动床上失控车辆进行强制减速消能的设施,消能轮胎的布置方式影响消能性能。为此,首先利用Ls-Dyna软件建立8R22.5轮胎有限元模型并验证;其次对轮胎进行径向压缩试验和轴向压缩试验;最后使用整车模型与消能轮胎分别进行水平堆放和竖直堆放碰撞试验。从失控车辆速度、加速度以及碰撞接触力等方面分别对两种堆放布置方式进行对比研究。仿真结果表明:竖直堆放布置方式的消能轮胎的制动效率比水平堆放高,且更适合运用于场地条件受限制的避险车道末端;采用水平堆放布置方式的消能轮胎在最大吸能量以及对车辆及乘员的保护性能方面效果更好,场地条件允许情况下应优先采用水平堆放的布置方式。

    • 基于稳态视觉诱发电位的脑电信号分类算法比较

      2021, 21(19):8106-8112.

      摘要 (600) HTML (0) PDF 3.03 M (675) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑-机接口(BCI)系统具有分类准确率高、用户不用长时间训练等优点而广受关注。如何高效地对SSVEP信号频率识别而实现更好的分类效果是SSVEP-BCI的核心问题。本文采用滤波器组典型相关分析(FBCCA)与任务相关成分分析(TRCA)对SSVEP 信号分类比较研究,探讨了两种方法在数据长度、子带数以及通道数对SSVEP信号分类效果的影响。35位被试者的数据表明:在数据长度小、时间短的情况下,TRCA具有更高的分类准确率,且子带数设置为5时,分类准确率达到最大。通道数越多分类准确率越高,但是通道个数较少时,TRCA分类效果明显优于FBCCA。研究为SSVEP脑电数据有效性分析以及提高基于SSVEP的脑电信号分类准确率提供了新的思路。

    • 基于迁移学习和支持向量机的白细胞分类

      2021, 21(19):8113-8119.

      摘要 (354) HTML (0) PDF 6.58 M (635) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对人工镜检分类白细胞准确率和效率低的问题,基于深度学习和机器学习算法,提出了一种基于迁移学习和支持向量机的白细胞分类方法。首先对迁移模型进行微调训练,其次用微调训练后的迁移模型进行特征提取,然后将特征输入至神经网络和支持向量机中进行训练,最后通过神经网络和支持向量机的组合分类器对白细胞进行分类。实验结果表明,白细胞分类准确率由最初微调训练的83.26%,随着迁移模型的优化提升为90.43%,最后通过组合分类器再次提升为93.52%,可以在临床实践中帮助医生提高诊断的准确率和效率。

    • 河谷盆地型城市扩张的时空与驱动力分析——以兰州市为例

      2021, 21(19):8120-8128.

      摘要 (336) HTML (0) PDF 9.95 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市建成区扩张是地区城市化水平的重要标志。本文基于兰州市Landsat系列卫星遥感影像,首先提出采用多分类器组合方法进行土地利用/覆被分类,提取建成区范围;其次计算2003~2019年间建成区扩张速度、强度、紧凑度等指标,分析兰州市建成区扩张的时空特征;最后对驱动城市扩张的自然条件和社会经济因素进行分析。结果表明:①基于分层策略的多分类器组合分类方法对兰州市土地利用/覆被分类效果良好,提取的建成区范围面积与年鉴统计数据基本一致;②城市建成区面积在16年内持续增加,年增加量6.72km2,处于快速扩张状态,而且城市紧凑度低,扩张合理性差;③由于兰州市“两山夹一川”的自然条件,城市南北方向扩张趋于饱和,扩张主要是沿黄河东西方向;④人口增长和经济的快速发展是兰州市城市扩张的主要驱动力。

    • >TU建筑科学
    • 多腔钢管再生混凝土叠合短柱轴压性能分析

      2021, 21(19):8129-8137.

      摘要 (367) HTML (0) PDF 10.96 M (732) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究多腔钢管再生混凝土叠合短柱轴压性能,设计了一种多腔钢管再生混凝土叠合短柱,应用ABAQUS对多腔钢管再生混凝土叠合短柱在轴向压力下的破坏模态、荷载位移曲线、受力过程、相互作用和轴压性能退化等性能进行了研究。结果表明:在轴压荷载下,多腔钢管再生混凝土叠合短柱弹性范围较长,极限承载力高,延性和刚度较好。受力过程中,多腔钢管再生混凝土叠合短柱的钢筋再生混凝土部分和钢管再生混凝土部分受力协同,钢管与核心再生混凝土之间的接触应力和钢管与外部钢筋再生混凝土之间的接触应力均集中在四个边角处和短边处,长边处的接触应力不明显。多腔钢管再生混凝土叠合短柱在轴压荷载作用下,能保持较好的延性、耗能能力和刚度。

    • 马兰黄土孔隙分形特征与渗透性关系

      2021, 21(19):8138-8144.

      摘要 (392) HTML (0) PDF 7.90 M (637) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究Q3马兰黄土孔隙分形特征与渗透性之间的联系及为其孔隙结构量化提供参考,通过压汞试验,基于各种分形模型计算不同尺度范围孔隙分形维数,将结果与实测渗透系数及理论渗透系数进行相关分析,筛选最适模型,为渗透性评价提供参考。结果表明:(1)质量分形维数在尺度范围430~2 μm、32~0.2 μm、430~0.2μm内均与渗透系数呈正相关,相关性0.79以上,体积分形维数仅在430~0.2 μm内与渗透系数呈负相关,相关性0.70以上;(2)通过两者分形维数计算的迂曲度分形维数均与渗透系数呈负相关,相关性0.79以上,排驱压力、微孔含量与质量分形维数呈负相关、与中值孔径正相关,这与体积分形维数恰好相反。可见基于孔隙率的质量分形维数与基于孔径搭配的体积分形维数对评价马兰黄土渗透性有重要参考意义。

    • 碎石改良膨胀土模型试验研究

      2021, 21(19):8145-8151.

      摘要 (294) HTML (0) PDF 4.91 M (604) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对广西南宁三塘地区膨胀土,开展了掺碎石改良膨胀土作为挡土墙填料试验研究。采用自制模型箱模拟刚性挡土墙,掺25%碎石的膨胀土作为填料,以体积含水率和侧向膨胀力为指标,观察挡土墙后不同改良条件下土体在注水后体积含水率和侧向膨胀力的变化情况,探讨体积含水率与侧向膨胀力之间的变化关系以及碎石改良膨胀土作为挡土墙填料的效果。试验结果表明:纯膨胀土的渗透性很差,在侧向受限及浸水的条件下会产生侧向膨胀力,侧向膨胀力的变化与体积含水率的变化呈正相关,但存在一定滞后性;掺碎石能显著提高膨胀土的渗透性,使得体积含水率和侧向膨胀力的变化速率加快;掺碎石膨胀土能较为有效地降低侧向膨胀力,建议采用膨胀土作为挡墙填料时掺入碎石进行改良,降低侧向膨胀力对挡墙的影响。

    • 铁路基床翻浆冒泥病害成因的细观机理分析

      2021, 21(19):8152-8158.

      摘要 (371) HTML (0) PDF 10.95 M (832) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于朔黄铁路基床填料动力响应特性试验数据,建立PFC2D饱和粗颗粒土动三轴数值模型,选用线性粘结颗粒接触反映粗颗粒土的黏结特性,从细观力学和几何学角度研究翻浆冒泥病害形成的细观机理。结果表明:该数值模型能较好的反映粗颗粒土的动力响应特性。振动荷载通过改变土体颗粒与颗粒之间的接触荷载,破坏颗粒间的黏结键,形成自由颗粒和孔隙,造成基床软化,并最终形成翻浆冒泥病害。围压和土体颗粒间黏结作用越小,试样越容易发生软化,形成翻浆冒泥病害,基床强化应从改善基床表层和道床的围压状态以及提高颗粒间的黏结强度两方面采取措施。

    • 后注浆钢管桩桩-土界面力学特性及微观结构

      2021, 21(19):8159-8165.

      摘要 (321) HTML (0) PDF 18.99 M (847) 评论 (0) 收藏

      摘要:后注浆微型钢管桩具备施工速度快、布置形式灵活、承载力高等优点,在输电线路基础工程中具有广阔的应用前景。目前有关注浆后桩-土界面力学行为与强度特性尚未得到定量认识,因此,需要开展后注浆钢管桩桩-土界面力学特性及微观结构的试验研究。依托国网沧州东光北变220kV线路工程,对原状土和不注浆钢管桩、后注浆钢管桩桩侧不同水平距离处土体及桩-土界面进行现场取样,通过室内试验分析了注浆作用对土样变形及抗剪强度参数的影响,借助微米CT扫描仪和扫描电镜(SEM)测试手段,从微观层面对比分析注浆作用下桩-土界面结构的变化及浆液进入原状土体的程度及分布特征。结果表明:注浆后浆液的渗入使得土体结构更加密实且黏聚力明显增大,但浆液影响范围有限。研究成果可为该桩型加固机理的揭示及工程设计提供参考依据。

    • 干湿循环及水平循环荷载下的码头群桩侧向累积位移

      2021, 21(19):8166-8175.

      摘要 (328) HTML (0) PDF 12.38 M (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示干湿循环及水平循环荷载作用下码头群桩累积侧向位移分布特征,本文基于水平循环受荷的刚度衰减模型和土体抗剪强度干湿循环弱化模型,通过ABAQUS进行二次开发实现了土体刚度衰减和土体抗剪强度干湿循环弱化,并依托三峡库区某在役货运码头,建立了码头群桩-岸坡相互作用三维数值模型。通过数值结果系统分析了三峡库区在干湿循环及水平循环荷载作用下码头群桩桩顶及桩身累积侧向位移。研究表明:干湿循环和水平循环荷载产生的循环效应集中在循环周期的前面阶段;存在临界水平循环荷载比,当水平循环荷载比小于临界值时,累积位移随着循环次数的增加而逐渐增大,在加载后期桩基侧向位移趋于稳定;当当水平循环荷载比大于临界值时,累积位移随循环次数的增加而不断增大,在加载后期仍有不断增加的趋势,当桩基设计从控制变形考虑时,建议将水平循环荷载比控制在0.5以内;干湿循环后在水平循环荷载作用下,桩侧累积位移有明显增大的趋势;最后,根据数值计算结果,提出了干湿循环后水平循环荷载作用下群桩桩顶侧向累积位移预测模型,可供工程实践参考。

    • 基于相关函数的锚杆智能检测方法

      2021, 21(19):8176-8182.

      摘要 (341) HTML (0) PDF 9.24 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对锚杆锚固工程中须对锚杆进行无损检测的工程检测要求,提出一种主要基于相关函数的锚杆智能检测方法。首先对采集到的反射信号进行滤波,然后使用近邻聚类算法自动筛选出最优信号以代替传统的人工挑选方式,再将最优信号输入至广义互相关、Hilbert变换算法组成的混合模型中,从而自动地定位出信号突变点并计算出锚杆长度和锚固的缺陷位置。通过实验对该方法进行验证,结果表明相比传统检测方法其对锚杆长度和缺陷位置的检测误差明显降低且使用更方便。

    • 基于XCT扫描图像的混凝土粗骨料二维细观形态

      2021, 21(19):8183-8189.

      摘要 (413) HTML (0) PDF 5.55 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:混凝土中粗骨料的微细观形态特征对混凝土宏观力学性能具有重要影响。基于边长为20 mm的混凝土立方体试件的XCT(X-ray Computed Tomography)扫描图像,通过构建的规则程度指标、凹凸程度指标对骨料二维形态特征进行了研究。结果表明:可选择长宽比、椭圆相似度、棱角度三个参数来有效表征粗骨料二维形态特征;通过对大量骨料二维投影进行形态指标统计分析,发现长宽比、椭圆相似度、棱角度的数值分别主要集中在区间(1,3)、(0.8,1)、(1,1.1)内,且三者之间满足二次多项式分布。研究结果可为混凝土粗骨料三维形态表征研究提供基础参考。

    • >TV水利工程
    • 大丰港深水航道潮流泥沙数值模拟

      2021, 21(19):8190-8196.

      摘要 (513) HTML (0) PDF 5.43 M (672) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >U交通运输
    • 基于全尺寸试验的高速磁浮列车不同速度下乘坐舒适性

      2021, 21(19):8197-8203.

      摘要 (332) HTML (0) PDF 9.21 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速磁浮列车平稳性和乘坐舒适性在复杂环境下不适应已成为亟待解决的工程问题,而深入了解高速磁浮车身振动特性是合理评价舒适性指标的关键。因此,本研究通过某条高速磁浮示范线的全尺寸试验,分析列车运行过程中振动变化趋势和规律。结果表明,列车的舒适度值随着速度的增大而变差,在250km/h时舒适性最好,在430km/h时舒适性最差,其振动总值处于2级水平,且磁浮列车不同部位舒适度不同。速度小于380km/h的情况下,横向舒适度值最大;而在速度大于380km/h的情况下,则垂向舒适度值最大。

    • 多孔沥青混合料旋转压实特性与动态模量

      2021, 21(19):8204-8211.

      摘要 (353) HTML (0) PDF 8.99 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前国内关于多孔沥青混合料(Porous Asphalt Concrete, PAC)动态模量缺少研究压实特性对其影响这一问题,采用旋转压实方法(Superpave Gyratory Compactor, SGC)通过室内成型PAC-13(1)、PAC-13(2)和PAC-13(3)三种不同级配、设计空隙率的旋转压实试件,对PAC旋转压实均匀性进行分析,确定依据时间-温度等效原理运用最小二乘法拟合三种级配的多孔沥青混合料主曲线,计算得出位移因子以及模型参数。结果表明:松铺高度较高的试件对应空隙率较大,目标压实度可以通过控制旋转压实次数来达到;提出空隙分布均匀系数,其越趋近于0代表混合料空隙分布越均匀,可用于指导室内旋转压实成型试验;多孔沥青混合料动态模量的大小受到成型试件空隙率、加载频率及环境温度三者耦合作用的影响;多孔沥青混合料与Sigmoidal模型拟合度较好,提出任意空隙率在不同温度、频率下的动态模量计算公式,可为后续有限元结构设计提供材料参数。

    • 桥梁钢混结合段试验模型加载多目标优化

      2021, 21(19):8212-8217.

      摘要 (335) HTML (0) PDF 4.46 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:混合式叠合梁斜拉桥钢-混结合段的受力分析,通常采用有限元分析与试验相结合的方法。对于结合段的试验分析,缩尺试验加载方案得到的钢-混结合面内力无法有效反映实桥相应位置的内力分布。以红水河大桥为例,建立了实桥结合段有限元模型并对其加载,提取其中关键截面内力,换算得到对应缩尺模型位置的内力;选取钢-混结合面处的内力作为目标值,加载位置与荷载作为优化变量,其他各截面内力作为约束条件,建立新的数学模型;结合遗传算法对该数学模型进行优化,获得了最优的加载方案。采用该方案对缩尺模型加载,测得模型关键位置的应力分布,与其有限元结果对比表明了内力分布与实桥相应位置的内力分布基本一致,验证了该方法的有效性。

    • 上软下硬地层富水浅埋隧洞初支沉降及注浆止水防控技术

      2021, 21(19):8218-8224.

      摘要 (303) HTML (0) PDF 8.78 M (905) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对上软下硬地层中隧洞上台阶拱脚未坐落于基岩时,容易引起初支整体下沉、地表沉降过大等问题。以滇中引水龙泉隧洞出口段为工程背景,分析了隧洞开挖引起的沉降规律及原因,并进行了C-S双液浆胶凝试验和地表注浆现场试验,研究结果表明:地下水入渗是引起初支整体下沉和地表沉降过大的主要原因;上台阶开挖是引起地表沉降和拱顶沉降的主要阶段,约占各自沉降的68.01%和76.28%;基于双液浆胶凝试验和地表注浆现场试验,认为胶凝时间控制在25秒左右较为合理,采用地表注浆取得了较好的止水效果,地表沉降和拱顶沉降显著减小。

    • 基于正交试验的高海拔寒区隧道温度场影响因素及防冻措施

      2021, 21(19):8225-8233.

      摘要 (344) HTML (0) PDF 5.21 M (596) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证高海拔隧道在服役期间内不受冻害破坏,本文以青沙山隧道为例,模拟分析了高海拔隧道温度场的一般性规律;然后通过正交试验对影响因素进行敏感性分析;最后建立衬砌保温层厚度计算公式及衬砌寿命预测模型。结果表明:海拔较低的洞口处温度较低,进出口压差每增加25 Pa,洞壁温度约下降0.8 ℃;正交试验得出环境温度、压差和埋深是影响高海拔隧道温度场的主要因素;根据保温模型计算得,当冻结时间30天,冻结深度1.87 m时,所需保温层厚度为1.6 cm;根据混凝土的冻融循环试验数据提出隧道衬砌寿命预测模型,水灰比0.55、0.45和0.35的抗冻混凝土服役寿命约为25年、58年和98年。

    • 城市道路施工区交通延误建模与仿真

      2021, 21(19):8234-8240.

      摘要 (358) HTML (0) PDF 4.04 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城市的快速发展,为了提高道路通行能力,许多道路必须扩建,而施工区广泛存在于路段和交叉口区域,城市道路施工区将改变车道的宽度,对车辆的正常行驶产生一定的影响,导致大量排队和交通延误。本文针对城市路段施工区的交通流和交通延误进行了仿真,研究施工区域环境中不同因素对车辆延误的影响,机动车和非机动车到达率,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,施工区的尺寸与位置等因素对路段施工区交通延误的影响,提出了基于社会力模型的城市路段施工区交通延误分析方法,并考虑了路段施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响。模拟结果表明,本文建立的基于社会力模型的施工区交通延误计算方法具有良好的适用性。基于分析结果可制定合适的交通管理措施,减少路段施工区的交通拥堵降低延误和事故率。

    • 基于心理潜变量的电动汽车选择行为

      2021, 21(19):8241-8246.

      摘要 (405) HTML (0) PDF 1.94 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究通过考虑感知有用性、感知风险、环保意识等六个心理潜变量,运用结构方程模型对消费者电动汽车购买决策中的内在机理进行深入探究,不仅分析了影响电动汽车选择行为的心理潜变量之间的内在联系,而且探究了个人属性与心理潜变量之间的相关性。结果表明,感知有用性等心理潜变量对消费者的选择行为存在显著影响;消费者的社会经济属性对部分心理潜变量产生不同程度的影响。本研究结果可为政府进一步推广电动汽车提供理论依据。

    • >V航空、航天
    • 一种基于二次型约束最小二乘法的瞬时单点定位算法

      2021, 21(19):8247-8252.

      摘要 (269) HTML (0) PDF 6.17 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:在某些具有鲁棒性要求的应用中,标准单点定位(SPP)仍然发挥着至关重要的作用。但是经典SPP的定位精度仍然为米级,不足以满足一些实际应用的需求,例如水文测量和机场场面活动的车辆等。针对该问题,本文通过将先验高度信息融入到SPP算法中来实现瞬时亚米级定位精度,提出了一种基于二次型等式约束最小二乘估计的SPP定位方法。利用实测的GPS卫星观测数据进行SPP实验,实验结果表明,与无约束SPP相比,本方法有效地改善了定位精度,并且不依赖于载波相位测量,有较高的鲁棒性。

    • 城市低空空域可用空间识别与容量评估——以北京市为例

      2021, 21(19):8253-8261.

      摘要 (467) HTML (0) PDF 15.24 M (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:低空空域是国家重要的战略性资源,我国低空空域逐步放开加速了通用航空产业的发展,也激发了对低空空域容量评估的高度关注。本文首先对城市低空空域容量评估的关键问题进行了梳理,分别从可用空间识别、结构特征、无人机碰撞风险3个角度进行城市低空空域容量判定的约束分析;接着以无人机为主要对象,综合使用地理围栏技术与冲突检测与解决(CD&R)模型对北京市主城区低空空域容量进行了模拟。评估结果表明:①地理围栏技术具有城市低空空域容量评估的有效性,禁止飞出(Keep-in)和禁止飞入(Keep-out)两种地理围栏模拟结果在飞行高度h≤40 m时,空域可用空间比例随着飞行高度增加持续增加;h≥40 m时,空域可用空间比例随着飞行高度增长幅度明显减小。②北京市低空空域可用空间总量受到低空障碍物间隔标准与飞行高度的共同影响,随飞行高度增加而增加。城市低空空域可用空间沿城市交通干线分布,由中心向外围呈现圈层式分布,且主城区东南区和西北部的低空空域可用空间最大。③城市低空空域容量评估反映出空域更具有空间连续性表征,但需要借助地理要素的非均衡性充分反映。可见通过引入地理学的方法与技术,不仅增加了低空空域容量评估的精度与广度,也拓展了地理学研究空间从传统的陆域研究向空域延伸,对有效统筹地理条件与空域开发的资源价值、揭示空域形态特征,以及改善宏观的低空空域资源利用与管理具有重要意义。

    • 基于机器学习的飞行品质评估

      2021, 21(19):8262-8269.

      摘要 (382) HTML (0) PDF 4.63 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:民航事业的快速发展,航空事故的频繁发生,使得航空运输安全成为人们关注的焦点。本文提出了一种基于PCA-PSO-SVM的飞行品质评估方法,能够有效对飞行品质做出客观评价。首先,根据QAR数据提取起飞爬升和进近着陆阶段飞行品质评价指标,采用PCA综合评价对飞行品质进行评估;然后,将评估结果作为SVM的输入,通过PSO算法优化SVM参数;最后,通过训练PSO-SVM模型实现机器学习算法对飞行品质进行评估。测试结果表明,飞行品质分类评估准确率达90%。因此,该方法能够客观有效对飞行品质进行评估,有利于提升飞行品质,提高飞行安全。

    • 粤港澳大湾区机场群航线网络特征分析

      2021, 21(19):8270-8275.

      摘要 (423) HTML (0) PDF 2.84 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对粤港澳大湾区机场群空域资源紧张问题,通过建立粤港澳大湾区机场群的航线网络模型,运用复杂网络分析方法,计算出航线网络模型的各种统计指标,对机场以及机场群的航线网络进行分析研究。结果表明:广州白云机场和香港国际机场在粤港澳大湾区机场群内地位逐渐突出;机场群向外辐射的国内航线网络存在区域性分布不均;机场群的国内航线网络具有小世界特性以及无标度特性等。

    • 基于演化博弈的民航旅客群体性事件处置策略

      2021, 21(19):8276-8282.

      摘要 (347) HTML (0) PDF 3.50 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究民航旅客群体性事件处置策略,通过演化博弈的相关理论,对各航空公司之间的博弈过程进行分析,从而建立航空公司处置策略模型。并在此基础之上,以某机场航站楼为仿真对象,运用仿真软件来模拟航空公司不同处置策略的作用效果。仿真结果表明,随着延误时间的增加,以及之前干预措施等因素的影响,航空公司工作人员的干预时机及次数均会影响整体的控制效果,因此合理的处置策略能够有效防控旅客群体性事件。

    • >X环境科学、安全科学
    • 氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

      2021, 21(19):8283-8289.

      摘要 (385) HTML (0) PDF 5.40 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:氧纳米气泡改性颗粒物被广泛应用于对污染水体的界面增氧。为研究其对底泥-水界面增氧效果和底泥氨氮污染的修复能力,以活性炭作为负载材料制备氧纳米气泡,采用柱芯培养实验研究氧纳米气泡改性活性炭对河道底泥氨氮去除效果。结果表明:氧纳米气泡改性活性炭的加入将沉积物-水界面(SWI)的溶解氧(DO)浓度由0.48 mg·L-1增加至6.10 mg·L-1,氧化还原电位(ORP)由-34 mV增加至19 mV。利用薄膜梯度扩散技术监测实验期间SWI处氨氮和硝态氮的垂直浓度,上覆水中氨氮的浓度由1.65 mg·L-1降至0.54 mg·L-1,去除率为67.3%。沉积物中氨氮浓度由2.75 mg·L-1降至0.73 mg·L-1,去除率为37.5%。氨氮的释放通量降低了82.0%。氧纳米气泡改性活性炭既通过界面增氧促进硝化反应,降低了水体中氨氮浓度,也作为覆盖层隔绝沉积物中氨氮与上覆水的接触,降低沉积物中氨氮的释放。研究结果可为覆盖技术和曝气技术联合应用于削减河道底泥氮负荷提供基础数据支持。

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