• 2022年第23期文章目次
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    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 非接触式三维重建技术综述

      2022, 22(23):9897-9908.

      摘要 (125) HTML (0) PDF 2.32 M (111) 评论 (0) 收藏

      摘要:三维重建是获得物体三维信息的技术,是计算机视觉和计算机图形学领域的研究热点,广泛应用在机器人视觉导航、工业制造、医学等领域,具有较高的研究价值。目前,三维重建技术的方法众多,三维重建的外界环境、使用设备和物体的几何形状等因素都会对三维重建效果的准确性、稳定性产生一定的影响。通过分析原理,对主动式三维重建的飞行时间法、光栅重建、结构光重建和被动式三维重建的单目、双目、多目重建等非接触式三维重建技术进行了分析。

    • 图像可逆数据隐藏技术研究综述

      2022, 22(23):9909-9919.

      摘要 (57) HTML (0) PDF 2.10 M (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:可逆数据隐藏技术不仅能从嵌入数据后的载体中完整地提取嵌入的秘密数据,而且能无损地恢复原始载体,这在诸如医学图像、遥感图像等特殊的应用领域非常实用,已成为多媒体安全领域的研究热点。本文以数字图像为载体,首先对信息隐藏技术的分类、应用和特性与可逆数据隐藏技术的基本框架和性能评估进行简要描述。其次,对基于差值扩展、直方图平移、预测误差扩展、像素值排序和插值技术等五种典型的可逆数据隐藏技术分别进行了介绍和讨论,给出了每种典型技术的嵌入和提取过程。最后,对可逆数据隐藏技术未来的研究趋势进行了展望。

    • >O3力学
    • 流动聚焦装置微液滴生成及三维结构演化

      2022, 22(23):9920-9926.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 2.84 M (45) 评论 (0) 收藏

      摘要:精确控制液滴生成大小,构建精确的微液滴三维结构演化模型对液滴微流控技术广泛应用至关重要。提出描述流动聚焦通道内微液滴在断裂阶段和稳态流动阶段的三维结构演化的方法,构建了微液滴多模块分段构成机制。基于液滴宽度w、长度L、流动倾角?和液滴中间段长度?四个变量建立了液滴体积预测模型,搭建流动聚焦微液滴生成实验测试系统进行了模型验证。结果表明,在液滴断裂阶段,液滴预测半径与实验半径相对误差δ在-11%~+17.5%之间,平均偏差为3.12 μm。在稳态流动阶段,引入了修正系数"?" 对预测模型进行优化,修正后模型预测半径与实验液滴半径相对偏差可控制在-15%~+19.7%之间,平均偏差为3.61 μm,相较修正前明显改善。论文模型考虑了液滴的三维曲面特征,不仅适用于传统预测模型所针对的挤压流型,也可用来预测滴落流型和喷射流型中液滴在生成周期中的形变规律。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于CT的黄土孔隙尺度优先流特性

      2022, 22(23):9927-9936.

      摘要 (58) HTML (0) PDF 14.00 M (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:CT扫描技术正被广泛应用于岩土多孔介质中孔隙的定量化表征,然而以往关于黄土孔隙定量化的相关研究存在CT扫描的分辨率不足问题,无法精准的识别出黄土中的全部大孔隙。基于高精度的微米CT,以陕西延安Q2黄土为例,在提取的黄土中真实孔隙结构的基础上,借助概化的孔隙网络模型研究了黄土的孔隙、孔喉和孔喉配位数分布特征,发现三者均呈对数正态分布;通过简化的Navier-Stokes方程及孔隙网络模型定量化地研究了在给定边界压差下管状通道、裂隙形成的优势通道中压力及流速的分布,与不含优势通道的代表性体积单元进行对比,发现裂隙对整体渗流特性的影响为均匀促进型,而管状通道为渗流集中型;在求得渗透系数后与原状黄土及重塑黄土的室内渗透实验结果进行对比验证了计算模型的可靠性。

    • 松辽盆地东南隆起区古地貌恢复方法与效果

      2022, 22(23):9937-9946.

      摘要 (45) HTML (0) PDF 3.65 M (90) 评论 (0) 收藏

      摘要:松辽盆地东南隆起区在晚白垩世末期经历了多期构造抬升运动,导致原始沉积地层破坏严重,致使对该区古地貌及沉积演化特征认识不明确。为了恢复东南隆起区北部的古地貌,本文以回剥-填平补齐法为基础,采用多项式拟合的方法对地层结构进行外延,然后基于井震联合法求取地层残余厚度,结合地层结构外延法计算地层剥蚀量,最后拟合出有效的时深转换公式,并以此为基础实现了研究区的古地貌恢复。应用结果表明,该区泉头组和青山口组沉积演化过程相对稳定,剥蚀区零散分布,剥蚀量较小;姚家组在研究区中部构造相对高隆,剥蚀相对强烈;嫩江组因区域构造抬升导致受到剥蚀作用最为强烈,在长春岭背斜、钓鱼台隆起北部及青山口背斜南部等地剥蚀现象较为显著。以上研究成果对研究区后续物源分析、有利区预测等研究提供了基础。

    • 粗糙裂缝对井眼声波传播的影响

      2022, 22(23):9947-9954.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 2.49 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于天然裂缝并非光滑裂缝,在通过声、电成像对裂缝进行识别过程中,如果将裂缝视为光滑裂缝,将会产生误差。斯通利波反射系数对裂缝宽度具有较高的灵敏度,常用斯通利波识别裂缝。本文分别采用物理实验和数值模拟的方法来研究粗糙裂缝对声波响应的影响,在实验方面,进行了模型井裂缝粗糙度实验,得到了粗糙裂缝的裂缝宽度和衰减系数之间的关系。对水平裂缝井眼模型进行数值模拟,研究正弦形状的粗糙裂缝对斯通利波的影响。采用迂曲度对裂缝表面的粗糙程度进行描述。实验结果显示随着裂缝表面刻槽的增加,斯通利波的衰减系数也会增加。模拟结果显示粗糙裂缝的宽度越小,和同样宽度的光滑的裂缝衰减系数之间的差距越大。通过拟合建立了斯通利波衰减系数与裂缝宽度、迂曲度的关系式。

    • 基于Robust-M估计的地空频率域电磁探测数据干扰抑制方法

      2022, 22(23):9955-9961.

      摘要 (29) HTML (0) PDF 2.90 M (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:地空频率域电磁探测(Ground-Airborne Frequency-domain Electromagnetic Detection,GAFED),因通过无人机搭载接收系统进行空中数据采集,受到飞行因素以及环境因素的影响,引入随机噪声、尖峰噪声等环境噪声,影响数据质量。本文在数据预处理的基础上,提出了一种基于Robust-M估计的时窗叠加滤波方法,滤除随机噪声、尖峰噪声等,通过系数加权来消除或减弱异常点的影响。通过对该方法在模拟数据中的应用效果分析,发现相对于传统的平滑滤波方法,该方法可以有效压制随机噪声等环境噪声,在提高分辨率的基础上保证数据质量。最后通过对野外数据的应用效果,验证了该方法可进一步压制随机噪声与尖峰噪声,提高数据质量。

    • 矿井瞬变电磁法接收端单向屏蔽

      2022, 22(23):9962-9967.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 4.30 M (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:矿井瞬变电磁法由于受到全空间效应的影响,无法实现井下的定向探测,目前尚无从根本上解决该问题的方法。对采集信号进行单向屏蔽有望从根本上突破矿井瞬变电磁法定向探测的难题。本文通过理论计算、仿真模拟对不同材料和不同结构单向屏蔽装置的电磁场响应特征进行定量分析,确定单向屏蔽装置材料及结构设计参数,并通过物理实验验证屏蔽装置的单向电磁屏蔽效果。研究表明:通过仿真模拟得到锥形结构的坡莫合金屏蔽罩相对其他结构屏蔽装置有更好的单向屏蔽效果,能够在有效压制非探测方向干扰信号的同时,突出探测方向的有效信号;在锥形屏蔽罩高度不变的情况下,锥形屏蔽罩顶角越大,单向屏蔽效果越好。此外,仿真模拟得到的屏蔽方案经物理实验证实具有明显的单向屏蔽效果。

    • >Q生物科学
    • 水驱油藏微生物群落结构及影响因素

      2022, 22(23):9968-9975.

      摘要 (32) HTML (0) PDF 4.16 M (64) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国主力油田多已进入开采中后期,其开采难度进一步增大,微生物采油技术具有成本低、效益高、绿色环保等优点,在剩余油进一步提高采收率中具有广泛的应用前景。由于对油藏微生物群落结构认识不足、激活剂配方筛选周期长等问题,限制了微生物驱油技术的现场推广应用。通过分析油藏中群落结构差异及环境因子与优势菌种间的相互作用关系,为定向激活油藏微生物提供基础数据及理论指导。本文通过物种组成分析、物种多样性分析、PcoA分析以及冗余分析方法对油藏高通量测序数据进行分析,结果表明A油田注水井和生产井间的物种组成差异较大,L油田的注水井和生产井间的物种组成差异不明显;在物种丰度、物种均度以及物种多样性上,A油田和L油田的均表现出差异不明显情况;但在基于属水平的注水井和生产井间的物种相似性上,A油田表现出较低的相似性,而L油田则表现出较高的相似性;环境因子分析中,L油田中的微生物群落与含盐量相关性显著,而A油田中的微生物群落组成则与温度、pH和SO42-浓度显著相关。

    • >S农业科学
    • 江西省茶叶主产地茶园土壤生态化学计量特征

      2022, 22(23):9976-9981.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.46 M (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨茶园土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征及其对环境因子的响应,在江西省茶叶主产县不同海拔、种植年限的茶园采集0~20 cm土壤样品,用于测定土壤SOC、TN、TP含量并计算化学计量比。结果表明:(1)茶园土壤SOC、TN含量均值分别为13.84 g/kg、1.37 g/kg,均高于全国土壤平均水平,达到Ⅰ级茶园肥力指标,而土壤TP含量均值为0.47 g/kg,低于全国土壤平均水平,达到Ⅱ级茶园肥力指标。(2)土壤C:N、C:P、N:P均值分别为10.97、32.61、3.49,均低于全国土壤平均水平,表明茶园土壤P具有较高的有效性,而土壤N相对缺乏。(3)随着海拔的增加,土壤SOC含量、C:N、C:P均表现出先减少后增加的趋势,土壤TN含量、TP含量、N:P则变化规律不明显。(4)随着种植年限的增加,土壤SOC含量、TN含量、C:P均表现出增加的趋势,土壤N:P呈现先增加后减少的趋势,土壤C:N呈现先减少后增加的趋势,而土壤TP含量变化规律不明显。建议在茶园经营过程中适当施加氮肥以维持氮磷元素平衡。

    • 胶辊式砻谷冲击隔离系统隔振技术分析与仿真

      2022, 22(23):9982-9989.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 5.65 M (64) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对胶辊式砻谷振动噪声大的问题,进行了胶辊式砻谷冲击隔离系统隔振技术的研究。首先设计实验确定砻谷装置工作时产生的机械冲击激励为砻谷作业的主要激振源,然后通过理论求解计算出激励力的力幅,再根据胶辊砻谷的工作特性和减少振动传递的要求,提出了一种在胶辊内安装由隔冲器对压并联构成的冲击隔离系统,最后在ADAMS中对冲击隔离系统进行静态下的受压特性和扭转特性仿真分析,验证了冲击隔离系统工作的稳定性;对冲击隔离系统进行脉冲冲击下的动力学仿真分析,获得了胶辊在脉冲冲击下的位移曲线和胶辊安装轴盘受力曲线,将轴盘受力最大值与理论计算出的激励力幅比较,得到安装冲击隔离系统后激励力的传递率为49.5%,验证了在胶辊内安装由隔冲器对压并联构成的冲击隔离系统对减少振动的传递具有有益效果。

    • >TB一般工业技术
    • 基于Laguerre-Voronoi法的三维开孔泡沫金属模型

      2022, 22(23):9990-9996.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 4.64 M (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:开孔泡沫金属由于其高效的传热性能与独特的传热机理,在降低能源消耗方面引起了众多学者的关注。本文提出了一种利用Laguerre-Voronoi法对固定空间内随机堆积的球体进行空间划分的建模方法,以模拟开孔泡沫金属微结构的几何和拓扑特性。利用随机堆积球体的球体体积对数正态分布来控制相应开孔泡沫结构的孔隙体积分布,分析了变异系数对泡沫结构孔隙分布的影响,并采用商用开孔泡沫金属对模型进行验证。结果表明:泡沫结构中孔隙(多面体)的平均面数、面的平均边数和孔隙体积变异系数都接近实际泡沫的结构参数,模型的孔隙率相对误差小于±5%,比表面积相对误差普遍小于20%,表明本文的建模方法是准确可靠的。

    • 用户性格与颜色及图标特征偏好的关联

      2022, 22(23):9997-10002.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 1.60 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究用户性格对颜色和图标特征偏好的影响,给电商平台界面的设计提供理论依据,使用HEXACO模型、颜色属性偏好问卷、图标特性偏好问卷,对284名大学生进行测量。结果表明:性格特征可以显著预测颜色属性和图标特征的偏好。其中对经验的开放性与红色、橙色、黄色、黄绿色、蓝色、柔和、灰暗的颜色偏好显著正相关,外向性与黄色、饱和的颜色偏好显著正相关,尽责性与红色、灰暗的颜色偏好显著负相关,与复杂的图标特征偏好显著负相关,诚实恭顺与简单抽象的图标特征偏好显著正相关,情绪性与明亮的颜色偏好显著正相关,与抽象的图标特征偏好显著负相关。由此可见,性格特征和个体对颜色和图标特征的偏好具有关联性,电商平台可根据用户的性格特征进行个性化的界面设计。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 巷道地震波法在金属矿山采空区探测中的应用

      2022, 22(23):10003-10011.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 4.49 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:采空区是金属矿山作业施工面临的主要灾害风险源之一,准确探明采空区的分布特征是保障矿山安全开采的重要支撑。为探明隶属于鞍钢集团的弓长岭铁矿和眼前山铁矿作业巷道前方的采空区分布情况,采用巷道地震波法(Seismic Ahead-prospecting , SAP)进行远距离探测。通过对震动信号反射波的提取与偏移成像处理,获取了巷道前方120 m范围内的采空区分布情况,揭示了弓长岭铁矿盲斜井54 m深度巷道前方存在的椭球形民采空区和眼前山铁矿中茨采区22-30 m深度主斜坡道前方存在的矿压致采空区探测结果,为作业提供安全支撑。在此基础上,针对弓长岭铁矿巷道非平整边墙,进行了巷道地震波数值模拟与分析,揭示了非平整边墙产生散射波场对探测结果的影响特征,进一步优化采空区探测结果解译。

    • >TE石油、天然气工业
    • 玛西斜坡区百口泉组二段储层特征及物性控制因素

      2022, 22(23):10012-10021.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 6.60 M (37) 评论 (0) 收藏

      摘要:玛西斜坡紧邻玛湖凹陷,区内百口泉组二段的油气勘探潜力巨大,因此需要重新认识本区百口泉组二段储层特征及物性控制因素。通过岩心观察、相关岩石薄片分析(普通、荧光以及铸体)、扫描电镜、物性以及试油等资料,对百口泉组二段不同沉积环境内砂砾岩储层岩石学特征、储集物性、孔隙结构以及储集空间进行详细分析,总结储层物性的控制因素。结果表明:研究区百口泉组二段岩石类型以砂砾岩为主;储集层属于特低孔-低渗类,含油性同物性成正相关关系;储集空间包括原生粒间孔、次生孔隙和微裂缝。沉积微相对有利储层分布和储集质量有较大的影响,成岩作用中压实作用是储集物性较低的根本因素,胶结物以及沉积组分为后期溶蚀作用提供物质基础;古地貌控制有利储层平面展布,异常压力和微裂缝有利于储集物性的改善。

    • 碳酸盐岩溶孔溶洞型储层双侧向测井响应数值模拟

      2022, 22(23):10022-10033.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 24.43 M (1471) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳酸盐岩溶孔溶洞型储层的测井识别、有效性评价和流体性质判别等非常困难,其主要原因之一是双侧向电阻率测井的响应特征复杂。为了深入研究碳酸盐岩溶孔溶洞型储层不同储集空间特征与双侧向电阻率测井响应之间的关系,根据双侧向电阻率测井恒流式工作原理,基于有限元数值模拟技术,建立了双侧向电阻率仪器模型和碳酸盐岩地层模型,并分别对不同尺寸的溶孔型储层、圆形溶洞型和椭圆溶洞型碳酸盐岩储层的双侧向电阻率进行了模拟。结果表明:(1)有限元方法可实现双侧向测井的连续测量模拟,使用全局常微分方程可满足监督电极间的电位平衡;(2)深侧向电极系系数Kd为0.693m、浅侧向电极系系数Ks为1.222m;(3)溶孔型储层、圆球状溶洞储层、椭圆球状溶洞储层段深浅双侧向电阻率在围岩电阻率的基础上大幅度下降,但电阻率值下降程度、电阻率形态、深浅双侧向差异特征等受储层类型、溶洞尺寸的影响而差异较大。

    • 气液两相射流破岩流场数值模拟

      2022, 22(23):10034-10041.

      摘要 (40) HTML (0) PDF 4.58 M (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统水射流破岩资源消耗巨大的问题,急需研究出一种高效节能的射流破岩技术,以达到节能减排、绿色可持续发展的目的。本文基于计算流体力学方法,在水射流的基础上加入定量气相,形成气液两相射流,并对其进行数值仿真,研究了气液两相射流的速度场、压力场特性,分析了气相体积分数、入射压力和喷距对气液两相射流破岩性能参数的影响规律。研究结果显示:气相体积分数为30%的气液两相射流的最大轴向速度为288 m/s,相比纯水射流提升超过19%。当射流从喷嘴喷出,高压的气泡溃灭会形成高速溃灭微射流,提高射流速度和射流冲击力。随气相体积分数增加,射流最大轴向速度不断增加,而驻点压力略有下降。随入射压力增加时,射流最大轴向速度呈上升趋势,但增幅逐渐变缓。当喷距增加到35 mm时,射流中的大部分气泡在靶面附近发生溃灭,对靶面产生脉动冲击,使驻点压力回升到26 MPa,此时驻点压力高,射流扩散较小,射流破岩性能良好。

    • 基于主成分分析和代理模型辅助的多目标生产优化方法

      2022, 22(23):10042-10049.

      摘要 (33) HTML (0) PDF 2.94 M (47) 评论 (0) 收藏

      摘要:多目标优化方法常用于考虑地质不确定性时进行油藏鲁棒生产优化,该方法能够同时优化历史拟合得到的多个概率模型的平均经济净现值和经济净现值的离散程度,从而得到一组权衡多个目标的最优生产方案。然而,多目标优化过程涉及的决策变量规模大,且基于常规数值模拟的目标函数评估计算耗时长。对此,本文提出了一种基于主成分分析和代理模型辅助的多目标生产优化方法(K-MOEA/D-PCA),采用主成分分析对大规模决策变量进行降维,然后借助基于代理模型辅助的多目标进化算法,通过设计计算高效的近似函数来代替常规数值模拟进行生产优化,最终得到目标油藏的最优生产方案。为验证提出方法的有效性,将其应用到标准测试模型(Egg模型)。结果表明,提出的K-MOEA/D-PCA方法,通过降低变量的维数,可以有效解决具有大规模变量的油藏多目标生产优化难题,实现优化效率和方案精度的平衡。

    • 玛湖致密砾岩裂缝干扰规律

      2022, 22(23):10050-10058.

      摘要 (33) HTML (0) PDF 8.77 M (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:玛湖致密砾岩油藏是目前重要的陆上原油上产的主要组成部分,系统的油藏工程评价显示,其裂缝的扩展规律与页岩为代表的非常规储层具有典型的差异,“绕砾成缝”是其重要的控制机理,裂缝的干扰特征也有显著的差异。本研究基于考虑“基质本构、固液耦合、任意方向破裂表征”的离散元计算模型,研究了砾岩油藏裂缝扩展过程中的干扰规律。研究表明,应力差较小情况下,裂缝受到砾石吸引作用大于应力差作用,加之裂缝间的相互作用,使得裂缝逐渐向两侧发育,裂缝受到砾石阻碍作用,导致相互贯通,裂缝向两侧发育消耗能量,导致裂缝较短,在应力差较大的情况下,应力差作用大于裂缝受到砾石吸引作用,裂缝沿着最大主应力方向发育,裂缝集中发育,主裂缝较长。应力和砾石共同作用下的裂缝和干扰机理的研究为后期不同应力差条件下的合理改造和开发对策提供重要的支撑。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于Python的含凹坑缺陷蜂窝夹芯结构参数化建模及应用

      2022, 22(23):10059-10064.

      摘要 (29) HTML (0) PDF 4.99 M (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:凹坑缺陷是蜂窝夹芯结构中常见的缺陷之一,其有限元建模是对蜂窝夹芯结构开展数值仿真的难点之一。基于Python对ABAQUS进行二次开发,创建了无缺陷蜂窝夹芯结构建模插件和含凹坑缺陷蜂窝夹芯结构建模插件,该插件能够实现含凹坑缺陷蜂窝夹芯结构的参数化有限元建模。利用上述插件研究了凹坑缺陷关键参数对蜂窝夹芯结构固有频率和临界失稳载荷的影响规律,结果表明蜂窝夹芯结构的前两阶固有频率和一阶临界失稳载荷均随凹坑直径的增大而降低,也均随凹坑深度的增大而降低。

    • 广义变分模式分解降噪在齿轮早期故障诊断中的应用

      2022, 22(23):10065-10072.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 3.71 M (34) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对齿轮早期故障特征的微弱性和耦合性,本文提出广义变分模式分解(generalized variational mode decomposition, GVMD)-峭度-包络谱法诊断齿轮故障。首先利用GVMD的频域多尺度定频分解属性,根据齿轮故障频谱信息和信号特点设置GVMD主要参数,按需分解信号,准确获取微弱特征分量,避免VMD对微弱特征提取存在的不足和小波包变换能量泄漏引起的微弱特征混淆问题。然后结合峭度准则和齿轮故障频率信息选择故障冲击分量,融合更多故障信息重构降噪信号。最后对降噪信号进行包络解调分析,实现齿轮故障诊断。实际信号分析表明,由于GVMD能够按需获取微弱特征分量,本文所提方法能够获得更丰富的微弱故障信息准确识别齿轮早期故障位置。

    • 基于自抗扰理论的桅杆式起重机定位与消摆控制

      2022, 22(23):10073-10079.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 2.77 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:桅杆式起重机在吊运的过程中负载产生的摆动问题会影响工作效率,严重时会造成一定的安全事故。为此,设计一种自抗扰控制器在保证负载快速精准定位的前提下,抑制负载摆角。首先,对桅杆式起重机进行动力学分析,建立系统的空间三维动力学方程;然后,针对桅杆式起重机的非线性和欠驱动特性设计自抗扰消摆控制器,实现旋转和俯仰运动机构的精准定位和有效消摆,从而为实际应用吊运过程中节省了大量的时间。最后,通过分别设置不同的绳长值以及与其它控制方法仿真结果对比分析可知,该控制器对桅杆式起重机负载的摆角值有着很好的抑制效果,并具有较强的鲁棒性。

    • >TJ武器技术
    • HMX/黏结剂体系摩擦特性及抗过载性能

      2022, 22(23):10080-10085.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 4.20 M (37) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善HMX基混合炸药的摩擦性能和抗过载性能,采用氟橡胶和顺丁橡胶包覆奥克托金(HMX)颗粒,获得HMX/粘结剂混合体系样品,利用扫描电镜观察包覆前后HMX的形貌变化,通过滑移力测量仪与摩擦感度仪测试样品的摩擦性能,最后考核HMX基混合体系的抗过载能力。实验结果表明:氟橡胶和顺丁橡胶能够对HMX炸药颗粒有效钝感和减摩,其中顺丁橡胶包覆后的HMX基混合炸药体系摩擦特性更优良,且通过了抗过载实验考核。

    • >TK能源与动力工程
    • 波壁管式换热器内壳侧流体流动与换热特性

      2022, 22(23):10086-10091.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 4.32 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的直壁管式换热器的换热效率不高,为了增强换热器内流体的换热效率。采用数值模拟的方法对<1-2>型波壁管式换热器内流体的流动与换热特性进行了分析研究,重点探讨了雷诺数Re与波壁管半径比i对换热器内流体的流动特性、阻力特性、换热特性以及综合换热性能的影响。结果发现,与直壁管式换热器相比,波壁管式换热器内流体的流动状态能够得到较大的改善。波壁管式换热器壳程流体的进出口平均压降比直壁管式换热器低,平均压降最大可降低11.01%,且发现随着Re的增加,平均压降明显增大,随着i的增加,平均压降略有增大。波壁管式换热器壳程内流体的对流换热系数hs明显大于直壁管式换热器,hs最大可增加14.17%。hs随着Re的增大逐渐增加,而i对hs的影响不明显。同时发现波壁管式换热器的综合换热性能与雷诺数Re成正相关,而与半径比i成负相关。与直壁管式换热器相比,波壁管式换热器的综合换热性能更强。

    • >TL原子能技术
    • 核电厂设备冷却水系统动态可靠性评估方法

      2022, 22(23):10092-10101.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 3.32 M (47) 评论 (0) 收藏

      摘要:核电厂设备冷却水系统作为一类双重冗余的系统,存在复杂的动态时序失效行为。传统故障树分析法缺乏对时间因素的描述,对设备冷却水系统中的动态时序问题分析假设过于保守。针对上述故障树分析法的局限性,结合动态故障树(dynamic fault tree, DFT)和动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN),提出了一种核电厂设备冷却水系统动态可靠性评估方法:首先在设备冷却水系统结构功能的基础上构建系统DFT模型;然后根据转化规则将DFT模型转化为DBN模型;最后通过DBN正向推理得到设备冷却水系统可靠度曲线,反向推理得到根节点的后验概率排序,敏感性分析识别系统薄弱环节。评估结果表明:所提出的方法能够为提高系统智能维修维护水平和可靠性提供依据。

    • >TM电工技术
    • 用于流致振动发电的直线电机设计及优化

      2022, 22(23):10102-10108.

      摘要 (35) HTML (0) PDF 2.68 M (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 高压电极锅炉联合煤电机组参与调频服务的优化经济调度方法

      2022, 22(23):10109-10115.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 1.65 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过高压电极锅炉等灵活能源设施与煤电机组联合,可提高煤电平台灵活性,满足电网中高比例可再生能源对系统调频服务提出的高要求。为了合理配置资源,提高系统调频灵活性的同时确保经济性最优,本文提出高压电极锅炉联合煤电机组参与调频服务的优化经济调度方法。首先,分析调频辅助服务收益并建立收益模型;其次,对高压电极锅炉与煤电机组调频特性进行描述,对比关键调频特性;最后,针对调度单次调频信号,以经济性最优为目标,考虑不同机组调频特性下爬坡、容量、信号幅值等约束,给出高压电极锅炉联合煤电机组参与单次调频的优化经济调度方法。当调频服务对响应时间要求高时,可利用本文方法获得联合机组的单次调频经济调度图或调度表,以供实际运行时使用。由案例对方法进行了验证,结果表明,通过本文方法对调度调频信号在不同机组间进行合理配置,可在提高联合机组调频灵活性的同时保证经济性最优,为灵活能源设施与煤电联合下的优化经济调度运行提供了参考。

    • 一种考虑风险传播与预期故障分析的配电网信息物理系统安全性评估方法

      2022, 22(23):10116-10122.

      摘要 (10) HTML (0) PDF 1.75 M (34) 评论 (0) 收藏

      摘要:伴随着电力系统与信息系统交融的程度不断加深,配电网逐渐发展为高度融合的信息物理系统(cyber-physical system,CPS),这对配电网的运行带来了一定程度的风险。当信息网局部节点失效时,可能使得电力网受到大规模扰动,从而导致电力网负载大量丢失甚至崩溃。基于信息网风险传播理论与预期故障分析方法提出一种配电网CPS安全性评估方法。首先分析CPS的结构框架,建立配电网CPS关联矩阵模型,再根据信息-物理系统的耦合相关性,考虑信息网节点间风险传播,构建信息-物理组合预想故障集,并提出安全性评估指标,最后通过仿真模型验证了该方法的合理性。

    • 特高压单柱拉线塔的静力稳定性分析

      2022, 22(23):10123-10129.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 2.17 M (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:拉线塔在地广人稀的地区具有性价比优势,对于特高压拉线塔,受到的载荷变大,结构尺寸也变大,需要进行稳定性的分析。针对特高压单柱拉线塔的静力稳定性问题,建立拉线的分析模型,定义并推导出拉线的等效弹性模量以及拉线临界初应力的公式,将拉线塔的主柱简化成顶端为弹簧铰支座、底端为固定铰支座的压杆,推导出弹簧的弹性刚度与主柱的计算长度系数的公式;研究了不同风荷载以及不同拉线初始预应力的情况下计算长度系数的变化规律。研究结果表明:在拉线预应力保持不变的条件下,风速越大,计算长度系数越大;在风速保持一定的条件下,拉线的初始预应力越大,计算长度系数越小;预应力超过临界初应力时,主柱的计算长度系数不再减小且恒为1。可见将拉线的初始预应力设置为大于等于临界初应力可提高拉线塔的稳定性,拉线的临界初应力可以作为实际施工的参考。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 地下圆形空洞地质雷达成像机理

      2022, 22(23):10130-10137.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 2.51 M (56) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于地理因素和历史等原因,城市地下圆形空洞“多”、“密”、“乱”的状况越来越严重,地质雷达圆形空洞扫描图像解析并不明确。基于地质雷达扫描探测全过程,将雷达紧贴地面扫描地下圆形空洞的全过程图像细分为三个阶段,建立各阶段水平距离与回波延时之间的关系,系统分析不同埋深,不同半径条件下圆形空洞地质雷达扫描图像的变化情况,结合探测实例实现地下圆形空洞地质雷达成像机理的科学解释。总结出地下圆形空洞雷达扫描图像对称轴左侧为单调递减的连续凹函数,厚度由不断增大至稳定;对称轴右侧为单调递增的连续凹函数,厚度由稳定至不断减小;随着埋深与半径增大,曲线曲率减小,曲线图像趋于缓和,曲线的特征体现出张开弧度增大的趋势。

    • 一种动对动相对定位中平滑惯导辅助模糊度解算策略

      2022, 22(23):10138-10145.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 3.15 M (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于单频载波相位的动对动相对定位中实时模糊度固定可靠性不高的问题,本文提出了一种基于DGNSS/INS紧组合的平滑惯导辅助模糊度解算策略,以提高低成本接收机高精度定位的普适性。首先,基于伪距和载波相位观测量构建动对动相对定位模型;其次,对惯性导航数据进行卡尔曼滤波处理,并利用滤波平滑后的惯导位置预测卫地距重构双差观测方程并构造惯导位置约束方程,继而获得较高精度浮点解及其协方差阵,采用LAMBDA算法进行整周模糊度固定及Ratio检验;最后,由DGNSS/INS紧组合算法对惯性误差进行反馈校正,以维持惯性高精度导航。实测数据实验结果表明,对比没有惯导辅助、有惯导辅助和经滤波平滑后的惯导辅助结果,本文采用的方法可以有效地提高模糊度浮点解精度,减小模糊度搜索空间,提升整周模糊度固定成功率,三种方法下模糊度固定成功率分别为92.3%,99.1%和99.6%,并最终实现厘米级动态相对定位。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 求解多起点多旅行商问题的-K-means聚类信息传播算法

      2022, 22(23):10146-10154.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 4.69 M (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:多旅行商问题在实际生活中有着较为广泛的应用价值,该问题的求解受到越来越多学者的关注。信息传播算法是一类求解组合优化问题最为有效的方法,基于K-means聚类技术,给出了求解多起点多旅行商问题(Multiple depots Multiple Traveling Salesman Problem, MMTSP)的信息传播算法,该算法采用k-means聚类算法将旅行商问题进行聚类,从而形成若干类,对每一个类采用信息传播算法进行旅行商搜索,将每一个类的搜索结果进行综合,得到MMTSP问题的解。通过对旅行商标准测试数据集中的多种实例进行测试,并与其它同类算法进行试验对比分析,结果表明:该算法优于同类算法。

    • 基于GAN的视频隐写算法

      2022, 22(23):10155-10161.

      摘要 (16) HTML (0) PDF 2.52 M (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:视频隐写术是一种将视频作为嵌入载体实现隐蔽通信的技术。为了解决视频隐写算法中最优修改概率矩阵生成困难的问题,提高信息传输的隐蔽性,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的视频隐写算法,该算法包含两种生成对抗网络,分别生成原始载体与修改概率矩阵,前者能够生成视频的静态后景、动态前景与掩模;后者将前景作为隐写生成器的输入,以提高修改概率矩阵的内容自适应性,并利用Tanh-simulator函数拟合最优嵌入函数,促进梯度的反向传播,基于三维卷积网络的隐写分析器作为隐写判别器,它与隐写生成器进行博弈训练以提高载密样本的抗检测性。实验结果表明,视频生成模块不仅能生成逼真的视频,且前景能够代表视频中的时空特征信息,本算法与经典的S-UNIWARD算法相比,在0.05 bpc、0.1 bpc、0.3 bpc的嵌入率下,抵抗彩色隐写分析器SCRM检测的能力提高了0.65%~3.26%。

    • 融合对抗训练和胶囊网络的食品安全关系抽取模型

      2022, 22(23):10162-10168.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 1.70 M (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决食品安全领域关系抽取数据集体量小且关系种类复杂,普通网络模型无法充分进行特征学习的问题,提出了一种融合对抗训练(Adversarial Training)和胶囊网络(Capsule Network)的食品安全领域关系抽取模型GAL-CapsNet。该模型使用双向长短期记忆网络提取文本序列的全局特征,并通过胶囊网络的动态路由机制获取高层次的局部特征,具有较强的特征提取能力,同时在嵌入层加入对抗训练提升模型的鲁棒性,从而有效提高了关系抽取任务的效果。在本文所用的食品安全领域数据集上的实验结果显示:对比其他深度神经网络方法,GAL-CapsNet在关系抽取任务中的精确率、召回率和F1值均有明显提升,分别达到了85.91%、82.82%、84.33%,证明了模型在食品安全领域数据集上的有效性。

    • 基于改进PCL模型的输电线路缺销螺栓弱监督检测方法

      2022, 22(23):10169-10178.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 2.67 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:销子缺失是输电线路中常见的螺栓缺陷,及时检测出缺销螺栓对输电线路的安全运行至关重要。基于全监督检测模型的螺栓缺陷检测需要目标级标注,目标级标注会消耗大量的人力物力,为减少这种消耗,提出一种基于改进PCL(Proposal Cluster Learning)模型的输电线路缺销螺栓弱监督检测方法,仅利用图像级标注实现缺销螺栓检测。引入通道注意力机制,生成加权特征图,突出目标区域特征,有效地挖掘出螺栓的位置信息;采用加权交叉熵损失函数,控制正负样本对损失值的贡献,增大困难样本的损失比重,提高模型对螺栓目标的关注程度和识别能力;融合全监督的多任务学习思想,使模型能随着迭代次数的增加修正预先得到的边界框。实验结果表明,在测试集上,相比于基础模型,改进后的模型缺销螺栓的AP(Average Precision)值提升了25.6%,mAP(mean Average Precision)值提升了25.4%,最终验证了本文方法的鲁棒性。

    • >TU建筑科学
    • 磁流变阻尼器受控平面L形框架结构的多维减震

      2022, 22(23):10179-10187.

      摘要 (16) HTML (0) PDF 2.87 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析加入磁流变阻尼器(MRD)框架结构的多维减震性能和扭转震动特性,采用MATLAB软件开发了未控和MRD受控平面L型框架结构的空间计算模型程序,在三向地震荷载作用下分别对未控和MRD受控模型进行了动力时程分析,对结构典型节点X、Y、Z向的位移时程响应、加速度时程响应、结构的各层位移、加速度、层间位移角以及空间扭转震动响应进行对比。结果表明:用MATLAB开发的未控和MRD受控平面L型框架结构的空间计算模型程序能有效计算结构的多维地震响应;MRD可以有效减小平面L型框架结构的多维位移和加速度时程响应;MRD可以有效减小平面L型框架结构的各层最大位移、加速度和层间位移角;合理地布置MRD能够稳定地发挥耗能作用,并能有效减小平面L型框架结构的扭转震动响应。

    • 硬岩地层地铁暗挖车站施工过程力学分析

      2022, 22(23):10188-10196.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 6.79 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:地铁暗挖车站因其埋深浅、开挖尺寸大,隧道围岩应力演化剧烈且复杂,塌方事故风险大,隧道支护设计面临极大挑战。为精细化模拟地铁暗挖车站分部开挖及初期支护全过程,以青岛地铁6号线海港路站为对象,建立三维数值模型,结合现场监测数据,研究硬岩地层暗挖大跨隧道施工过程力学特征。结果表明:拱部上导洞开挖造成围岩强度储备显著降低,引起拱顶及地表沉降量占最终值的54%和56%,左、右导洞开挖对应的拱顶围岩应力变化较小,引起拱顶沉降分别占最终值的30%和13%,直墙部等后续施工影响更小,从总体过程来看上导洞开挖对隧道沉降控制最为关键。全部贯通后,拱顶围岩强度储备值(K=3.1)高于其他部位,边墙围岩强度储备值(K=1.1)接近极限状态,从隧道各部位围岩强度储备角度上看,边墙最为关键需支护。总体上,地铁暗挖车站虽跨度大、埋深浅,但由于硬岩地层围岩强度高而几乎没有产生塑性区,锚喷格栅初期支护即可使隧道达到较高的稳定状态。

    • 含水软弱夹层地下洞室稳定性模型试验研究

      2022, 22(23):10197-10204.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 4.12 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:软弱夹层是影响岩体稳定性的重要薄层,是造成工程灾害的原因之一,研究其特征具有重要工程意义。为探索软弱夹层特征对地下洞室稳定性的影响,以夹层含水状态、夹层位置和夹层厚度为因素,通过自研的杠杆式平面应力模型试验系统进行多工况对照模型试验,分析了不同工况下开挖和蠕变试验阶段洞周各测点的应力和表面收敛变形量的变化规律。试验结果表明:进行开挖时,开挖轮廓正上方测点的垂直应力下降,临近洞肩测点应力上升,离洞室越远,开挖影响越小;开挖结束后,应力呈增加趋势,动态调整幅度减小,最终趋稳;洞室开挖时,模型表面洞周各测点主要表现为竖直收敛变形,开挖贯通后,依然是竖直收敛变形为主;开挖试验阶段和蠕变试验阶段,软弱夹层特征对地下洞室稳定性的影响程度为:软弱夹层含水状态>软弱夹层位置>软弱夹层厚度。在具有软弱夹层的地下洞室工程,特别是软弱夹层含水时,应采取疏通排水等措施控制软弱夹层对地下洞室稳定性的影响。

    • 土工织物联合真空预压对加固疏浚淤泥地基固结性能的影响

      2022, 22(23):10205-10213.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 3.10 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统真空预压法采用预制竖向排水板(PVDs)处理疏浚淤泥已经广泛应用于工程实践中,但是在真空预压过程中PVDs周围严重的淤堵效应会引起加固土体不均匀沉降和土体侧向位移较大等现象,这严重阻碍了PVDs在吹填淤泥地基处理中的应用。本文通过室内模型试验,研究了土工织物与PVDs联合处理疏浚淤泥对减缓PVDs淤堵效应和土体侧向位移较大的影响。通过对比分析不同土工织物间距和直径大小对加固土体的表面沉降、超孔隙水压力和土体侧向位移等方面的影响,试验结果表明该方法对缓解以上问题具有明显效果。进一步地利用Plaxis数值模拟软件,假设将室内模型试验中圆形土工织物的直径等效为等长度的PHDs进行模拟,模拟结果与实测结果吻合良好,验证了本文提出的假设方法是可行的。在数值模拟中,通过不断改变PHDs长度和间距以及PVDs的直径大小并对模拟结果进行分析,间接地建立排水板等效直径(dw)与以上变量之间的关系,从而对土工织物联合真空预压在工程实践中的应用提供参考。

    • 填料对多孔沥青混合料非生化污染物水净化性能的影响

      2022, 22(23):10214-10221.

      摘要 (11) HTML (0) PDF 3.94 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现固废填料的再利用,同时提升多孔沥青混合料的水净化性能和可持续性,本文将矿粉、粉煤灰、硅藻土和赤泥四种填料引入路面材料,对多孔沥青混合料的水净化性能进行了研究。以上海地区地表径流污染物特性作为参考依据,通过室内配置污染物水样,进行人工降雨径流及污染模拟,探明了填料种类对多孔沥青混合料水净化性能的影响规律并揭示了其影响机理。结果表明,由于填料的孔隙物理吸附、滤网增强效应、碱浸出沉淀重金属(Fe3+、Pb2+),随着模拟降雨历时的延长,多孔沥青混合料对非生化类污染物的净化率均先增加然后逐渐趋于稳定;相对于矿粉而言,采用硅藻土和赤泥作为填料,显著的提升了多孔沥青混合料对非生化类污染物的净化率。

    • 基于数据挖掘的地铁车站热湿特征抽取

      2022, 22(23):10222-10229.

      摘要 (29) HTML (0) PDF 4.31 M (47) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市轨道交通系统车站环控能耗高占比问题,从城轨交通地下站点热湿环境角度探索轨交站点环控运行能效提升策略。本研究通过K-means对地铁公司各车站站内全年日均温湿度数据进行聚类,再对各聚类车站通过时空分布、埋深等物理属性影响进行分析。结果表明:(1)相同线路、相邻车站温湿度变化曲线存在差异较大;(2)温度聚类二类车站表现为冬冷夏热,舒适度最差,11-12月的西南季风造成温度聚类四车站温度较低;(3)利用室内外温湿度差的标准差分析发现,曲线波动与埋深、方位角等物理特征均表现为强相关。因此不同车站因物理特征差异站点环控系统应差异化运行,也应对不同车站分类设定不同环控能耗定额标准,本研究为地铁车站设计、环控设备选型和运行提供依据,并对城轨交通的深绿运行及低碳城市建设有积极意义。

    • 基于结构方程模型的城市公园绿地适老性评价

      2022, 22(23):10230-10237.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 4.20 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市公园绿地是承载老年人日常游憩的主要载体,度量其适老性影响因素对于提升公园品质具有重要意义。从老年人对城市公园绿地的使用感受出发,建立城市公园绿地适老性评价指标体系,并基于评价指标体系和问卷调查所获数据,采用结构方程模型法构建4个评价维度共14个影响因子变量的城市公园绿地适老性评价模型,定量分析影响城市公园适老性的主要因素和内在因果关系。结果表明,环境舒适性、环境安全性、空间可达性以及健康交互性四项潜变量对城市公园绿地适老性均存在正向相关性,其中环境舒适性对老年人游憩满意度影响最大;休憩设施完备度、无障碍设施配置度、夜间照明配置度、园路通畅性、活动场所丰富度等观测变量对其所属潜变量的作用更明显,是影响适老性的主要因素。根据研究结果提出提升城市公园绿地适老性设计策略,可为城市公园的适老化设计和改造提供参考。

    • 装配式地下综合管廊抗震性能影响因素分析

      2022, 22(23):10238-10246.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 7.57 M (46) 评论 (0) 收藏

      摘要:地震作为影响城市地下构筑物安全的关键因素,研究地下综合管廊的抗震性能,提前采取抗震减灾措施,对提高当前地下综合管廊抵抗地震的性能具有重要的意义。通过采用线弹性单元简化管廊模型,对不同回填土体、管廊连接节点刚度及地震波方向等因素作用下管廊的地震响应进行研究,研究结果表明:(1)管廊周边回填土体对管廊的地震响应性能影响较大,且管廊两侧及顶部的土体基床系数对管廊地震响应不一致;(2)管廊节点刚度对结构地震响应影响较小,为确保节点处抗渗性能,建议采用柔性材料以承受管廊节点处位移。结合对不同因素对管廊地震响应的影响,提出了管廊结构的抗震减灾措施,为今后综合管廊抗震设计提供一定的参考。

    • >TV水利工程
    • 雷达测雨及临近预报在中小流域水文视角下的应用评估

      2022, 22(23):10247-10254.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 4.81 M (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文选取了2012年“苏拉”、2014年“海贝思”、2016年“尼伯特”三场台风在梅溪流域引发的三场不同类型降雨过程,探究了雷达测雨及临近预报在中小流域水文预报中的应用前景。采用24h累积雨量相对误差RE、时空两个维度均方根误差与相应维度均值的比值m-RMSE、平均绝对误差RMAE和平均偏差RMB等指标,基于地面雨量站的观测值评估雷达测雨以及1h、2h、3h预见期的集合临近预报,结果表明:雷达测雨总体上与地面雨量站观测值较为接近,不同类型降雨的RE值均在3%左右;时空分布均匀的降雨,临近预报效果优于短历时降雨和强降雨的临近预报效果,且随着预见期的延长,时空分布均匀的降雨预报效果更稳定,短历时降雨和强降雨的预报精度下降明显。因此,高时空分辨率的雷达测雨及临近预报在中小流域水文预报中有较好的应用前景,但短历时降雨和强降雨还需进一步研究。

    • >U交通运输
    • 组合赋权-模糊综合评价的安全驾驶行为分析

      2022, 22(23):10255-10261.

      摘要 (33) HTML (0) PDF 2.76 M (39) 评论 (0) 收藏

      摘要:驾驶行为日趋复杂化与个性化,使其逐步成为影响交通安全的活跃因素。为了对城市道路中驾驶行为安全风险等级进行评估,减少交通事故的发生,针对传统人或车因子单向给定的评价方法,从驾驶员操纵安全、车辆行驶工况安全两个方面,选取速度、发动机冷却液温度等7个指标构建驾驶行为评估体系。运用K-means聚类分别对两个维度进行聚类分析,将驾驶行为类型进行划分。应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)与熵权法(Entropy Weight Method, EWM)的组合赋权法求取权重并结合模糊综合评价法对目标层进行评估,将驾驶行为划分为安全型、风险型、危险型。为了获取汽车行驶过程中的运行状态数据,利用车载诊断设备(On Board Diagnostics, OBD)进行驾驶状态数据采集,分析不同的安全风险等级行为的诱因,为相关车管单位选择和考核驾驶员提供合理依据。

    • 富水岩溶隧道下穿充填型溶腔技术措施及力学分析

      2022, 22(23):10262-10270.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 6.18 M (39) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决富水岩溶地区隧道下穿充填型溶腔时发生的突水涌泥灾害,以云南玉磨铁路巴罗二号隧道为背景。运用有限元软件MIDAS GTS NX建立充填型溶腔处治前后两种工况下的隧道模型,对两种工况进行力学分析,提出在充填溶腔位置采用超长管棚加固的方法对围岩变形进行控制,并通过现场试验段验证超长管棚加固效果。结果表明:在采用超长管棚加固后,溶腔与隧道间塑性贯通区消失,围岩竖向位移降低76.3%,左侧拱腰收敛降低63.85%,模拟值与现场实测值吻合度较高,证明采用超长管棚加固后隧道结构稳定性明显增强。超长管棚弯矩值和轴力值随开挖进度不断增大,但分布逐渐均匀,超长管棚应变解析解与软件模拟数值解分布规律基本一致,表明管棚在稳定围岩方面效果显著。现场试验段应用超长管棚加固措施后,围岩变形量值得到有效控制施工工期缩短,有效提高施工效率且效果良好,保证了后续施工的安全。

    • 融合自识别功能的商用车线控制动系统

      2022, 22(23):10271-10277.

      摘要 (28) HTML (0) PDF 3.43 M (51) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统线控制动系统缺乏自适应识别车辆特征信息和硬件模块连接数量的问题,本文研究一种融合自识别功能的线控制动系统,包括多个压力调节阀、轮速传感器、转向角传感器和中央控制单元,通过中央控制单元自动识别制动系统硬件部件的连接状态,使得制动系统能够选择适宜的工作模式,将车辆以40km/h的速度分别在附着率为0.8和0.4的路面行驶,完成检测识别挂车是否连接在牵引车上、识别传动轴上轮速传感器和压力调节模块和识别转向角传感器和横摆率传感器的实车测试。结果表明,当车辆采取紧急制动时,带有自识别功能的线控制动系统利用中央控制单元能够通过CAN总线检测到轮速传感器、压力调节模块、转向角传感器等硬件的连接状态,并将CAN通讯信号反馈到制动总阀,为车辆提供有效的制动力,并且系统在高附着路面的调节能力优于在低附着路面的表现。

    • 行星齿轮转向桥的设计与分析

      2022, 22(23):10278-10285.

      摘要 (15) HTML (0) PDF 3.30 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:汽车的转向性能主要由车轮转向半径所决定,为提升汽车转向性能,提出了一种基于行星轮系的汽车转向机构—行星齿轮转向桥。该转向桥利用轴转向代替传统的轮转向,达到减小汽车转向半径的目的。本文利用相关性能指标对比分析了轴转向与轮转向的转向性能。同时对行星齿轮转向桥进行结构与参数设计,并利用ANSYS对转向桥相关部件进行静力学分析,探究其结构可靠性。最后利用MATLAB进行动态分析,对转向桥理论研究进行结果验证。结果表明:采用轴转向的行星齿轮转向桥相较于传统轮转向能够有效减小汽车转向半径、提升汽车灵活性。

    • 具有视觉诱导功能的隧道进出口道路标线设计

      2022, 22(23):10286-10294.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 2.73 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道作为一种特殊的管状构造物,因内外光环境的差异导致隧道进出口处的事故率明显高于普通路段。为提高隧道进出口处的安全性,提出一种具有视觉诱导功能的交通标线设计,并采用眼动特征指标检验标线的警示作用。基于透视原理与闪现率原理确定交通标线宽度与间距的取值范围,依据山区隧道的特点确定交通标线的具体设计值,通过视觉诱导理论设计的渐变交通标线与常规等间距设计的交通标线作对比;选取85名年龄在18到50周岁的受试者参与本项试验,通过虚拟驾驶技术获得不同的交通标线对驾驶员眼动特征的影响规律,以眼动特征表征受试人员在模拟行驶时的心理和生理的变化。对比两种交通标线对受试人员的瞳孔面积和注视区域的影响,绘制路面热力图及眼动轨迹图。研究表明:受试人员在试验中,接近隧道入口处时,行驶在具有视觉诱导功能的交通标线上瞳孔面积变化率较小,注视区域集中,注视点离散程度低,待完全进入隧道后眼动特征变化基本一致。说明具有视觉诱导功能的交通标线能较好的吸引驾驶人员的注意力,减少事故发生,与常规的交通标线相比眼动特征明显且具有良好的区分度。

    • 基于改进YOLOv5和视频图像的车型识别

      2022, 22(23):10295-10300.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.80 M (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高车型识别的精度和检测速度,本文提出了改进YOLOv5的车型识别算法。首先利用高速公路收费的监控视频数据扩充BIT-Vehicle车型数据集,同时针对数据集中各车型图片数量不均衡现象利用图像翻转、添加高斯噪声、色彩变化等图像处理技术对各车型数量进行均衡化,构建BIT-Vehicle-Extend数据集;其次,添加RFB (Receptive Field Block)模块用于增加网络感受野,有助于模型捕捉全局特征;第三,将无参数的SimAM注意力机制添加Bottleneck中,在不增加参数的情况下,提高网络的特征提取能力。最后,实验结果表明,相比于原始网络模型,本文所提出的YOLOv5优化算法,mAP0.5和mAP0.5:0.95 达到98.7%和96.3%,分别提高了0.7%和1.5%。在检测速度方面,达到90 frames/s,与原网络相比检测速度基本不变。因此,本文所提出的YOLOv5优化算法,能够高精度的实时检测车型信息,满足车型识别检测需要。

    • >V航空、航天
    • 跨音速风扇转子叶片前缘再造型优化设计

      2022, 22(23):10301-10309.

      摘要 (31) HTML (0) PDF 4.94 M (46) 评论 (0) 收藏

      摘要:风扇转子叶片在运行过程中由于冲蚀磨损等作用会发生前缘侵蚀现象,本文以某型大涵道比涡扇发动机钛合金风扇转子叶片为研究对象,开展前缘侵蚀气动特性影响及再造型设计研究,重点分析工作特性曲线及叶尖区域流动特点,叶片前缘采用钝头处理来近似模拟侵蚀对前缘形貌的作用效果,采用NUMECA软件中的FINE/Design 3D模块进行侵蚀前缘再造型优化设计研究。数值计算结果表明,前缘侵蚀会造成风扇转子叶片流量-压比、流量-等熵效率工作特性线整体分别下移0.86%和0.53%,稳定工作裕度下降,叶尖激波结构前移等。经前缘再造型后,风扇转子叶片的气动性能恢复至原始叶片水平。

    • 螺旋桨气动/噪声多目标优化设计

      2022, 22(23):10310-10317.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 6.90 M (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某大尺寸螺旋桨开展气动/噪声多目标优化设计。基于升力面理论,开展了螺旋桨气动性能计算,通过与试验结果对比,验证了计算结果的准确性;基于Hanson频域远场噪声计算方法,开展了螺旋桨远场噪声评估;以螺旋桨桨叶沿展向分布的弦长、安装角、弯和掠为设计变量,在不改变螺旋桨桨叶数、半径和转速的情况下,以螺旋桨气动性能不降低和远场噪声降噪最大为优化目标,开展螺旋桨的气动与噪声联合优化设计,优化设计结果与高精度算法的计算结果进行了对比验证。优化结果表明,在不降低螺旋桨气动性能的情况下,优化设计的螺旋桨在1阶离散分量处的远场气动噪声降低5dB,2阶和3阶离散分量处也有明显的降噪效果。

    • 基于金属热喷涂的防/除冰复合材料功能单元设计及试验研究

      2022, 22(23):10318-10324.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 2.64 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:将金属热喷涂技术嵌入到复合材料层合板当中,使飞机机体结构承载特性和防/除冰功能集成一体,设计并测试了一种可用于飞机前缘防/除冰的复合材料功能单元结构,并对其在防/除冰功能工作时和不工作时的电阻性能及力学性能进行试验研究,试验结果表明:相对于不工作情况,防/除冰复合材料功能单元在工作时的电阻性能随着拉伸载荷增大而增大,直到拉伸极限时电阻值增大了40%,面内弯曲和层间载荷作用下电阻性能基本没有影响;防/除冰复合材料功能单元在工作时的面内拉伸极限强度基本不变,面内弯曲极限强度下降10%,层间极限强度影响下降36%;采用金属热喷涂技术设计的复合材料功能单元在发生拉伸、弯曲及层间等强度破坏前,功能单元均具有防/除冰功能。

    • 多维度动态融合建模下4D飞行路径优化

      2022, 22(23):10325-10333.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 4.10 M (45) 评论 (0) 收藏

      摘要:在读取广域空间下的飞行路径数据时,由于空间各类数据汇聚且体量较大,容易出现因飞行数据重叠和实施运行趋势相似造成的飞行特征不明确,使飞行轨迹预测准确性不高。为解决上述问题,完善飞行数据的数学描述,有效推进基于轨迹运行(trajectory based operations,TBO)发展,按飞行阶段建立多维度模板获取数据特征,利用飞行路径动态规整算法(4D Dynamic Warping,4DDW)搭建融合模型,实现飞行路径区间化设计,完成时间预测对比策略。结果表明:4DDW可面向各飞行阶段开展数据采集和预处理,在分析空间位置点时,通过引入国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)缓冲值建议和阈值,有效控制航空器位置区间范围,使飞行路径优化结论具有收敛和多维精准的特性。对比实验证明了4DDW对运行标准优化和容量提升具有明显作用。

    • >X环境科学、安全科学
    • 砂土混合基质对雨水径流中磷素的吸附特性

      2022, 22(23):10334-10340.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 1.74 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:基质吸附是生物滞留设施去除雨水径流磷素的主要途径之一。以体积比2:1砂土混合基质为研究对象,探讨砂土混合基质吸附雨水径流中磷的作用效果及机制,分析竞争吸附对磷吸附的影响。结果表明:相比于原状表层土,砂土混合基质中砂砾、粉粒和粘粒占比分别为原状土的4.18倍、0.28倍和0.35倍,工程砂和原状土混合可提高基质渗透性能;砂土混合基质磷吸附符合Freundlich和Langmuir模型,最大静态吸附量为2 470.733 mg/kg,以化学吸附为主,且不易解吸;雨水径流中Cl-、SO42-和NO3-的竞争吸附对砂土混合基质磷吸附的影响可忽略不计。砂土混合基质可促进雨水下渗,并强化磷污染控制。

    • 基于统计分析阈值的航段油耗分段线性估计模型

      2022, 22(23):10341-10346.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.89 M (46) 评论 (0) 收藏

      摘要:航程油耗的非线性复杂特征为合理、准确判断航空运输过程碳排放量进而有效控碳带来了诸多困难。为此,构建了一种基于统计分析阈值的运输过程航段油耗分段线性估计模型。该模型在飞机运输过程航段油耗高阶多项式表达的基础上,以全航程航段油耗核证重要性指标作为统计分析阈值来设定多项式表达线性化分段的依据,从而兼顾科学计算准确性与碳核证实操合理性。实例分析结果表明了方法的有效性。

    • 基于极端梯度提升算法的滑坡易发性评价模型

      2022, 22(23):10347-10354.

      摘要 (40) HTML (0) PDF 5.48 M (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:机器学习用于地质灾害的易发性评价分析是当前研究的热点之一,不同的学习模型其效果不尽相同。为合理有效地评价滑坡地质灾害的易发性,依托浙江省温州市飞云江流域地质灾害的调查数据,应用地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术提取坡度、坡向、坡形、地表覆盖、地形湿度指数(Topographic Wetness Index,TWI)、极端小时降雨量、内摩擦角、黏聚力、容重与风化层厚度10个滑坡致灾因子,基于极端梯度提升算法(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)构建模型用于滑坡地质灾害的易发性多分类评价。模型结果通过多分类混淆矩阵进行评价,并与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型进行精度比对分析。研究结果显示,训练后的XGBoost 算法模型对测试集中极高易发区识别的召回率和精确率分别达到了97.92%和98.06%,F1值达到97.99%,均优于SVM,可为研究地区的滑塌地质灾害易发性评价提供模型支持。

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