• 2023年第0卷第35期文章目次
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    • >V航空、航天
    • 主被动耦合防/除冰技术及能耗控制研究进展

      2023, 23(35):14905-14915. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2301521

      摘要 (402) HTML (0) PDF 12.79 M (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着航空工业的不断发展,对于飞机表面防/除冰技术提出了更高效、更低能耗、更大面积的需求。从现有主动防/除冰技术和被动防/除冰技术出发,主要具体介绍了电热除冰、压电除冰、超疏水表面和低界面韧性涂层等技术。简要介绍了不同技术的除冰机理,总结了各项技术的研究现状,并对比分析了各类防/除冰技术的优势与不足。虽然各项技术均有良好的防/除冰效果,但仍然受到能耗高、效率低、除冰不彻底等问题的限制。而主被动耦合除冰技术能有效地综合各自的技术优势,同时补足各自的劣势,表现出更加优异的除冰效果,近年来相关研究受到广泛关注,其中重点介绍了超疏水表面耦合电热除冰技术。面对飞机大面积、高效、快速、低能的表面防除冰需求,考虑到压电除冰的低能耗和低界面韧性涂层在大面积积冰条件下的优势,提出低界面韧性涂层耦合压电材料除冰技术具有重要的研究意义。

    • >O3力学
    • 2∶1内共振下超临界输流管道的强迫振动

      2023, 23(35):14916-14922. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300343

      摘要 (183) HTML (0) PDF 6.10 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:高流速输流管道广泛应用于航空航天发动机等领域。为了掌握其在超临界流速下的动力学响应特征,本文基于坐标变换法建立了超临界输流管道的运动方程,并使用Galerkin截断法将运动方程离散为非线性常微分方程。通过增量谐波平衡法求解系统具有2:1内共振时的非线性动力学响应,通过Floquet理论研究系统响应的稳定性和分岔行为,并使用数值积分法模拟了系统的拟周期响应。研究结果表明:当系统存在2:1内共振时,系统响应发生不对称的双跳跃现象;而且2:1内共振会导致能量在模态间相互转移,导致系统发生鞍结点分岔和Hopf分岔行为,引起系统响应的拟周期行为。分析系统参数对响应的影响表明,增加阻尼和减小激励幅值可以降低系统发生拟周期响应的可能性。可见,2:1内共振是影响输流管道动力学特征的重要因素,因此设计中应该避免系统存在2:1内共振,也可通过增加阻尼或减小激励的方式减少系统发生拟周期响应。

    • 基于扩展二相杂交应力有限元法的两相材料界面裂纹断裂力学分析

      2023, 23(35):14923-14936. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300519

      摘要 (113) HTML (0) PDF 12.46 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:实际应用过程中,由于复合材料界面两侧各相材料性能各异以及制造过程中存在的缺陷,在外载荷的作用下,界面处产生大量初始微裂纹进而扩展相交形成宏观裂纹最后扩展贯通导致结构失效。因此,对于界面裂纹的分析研究对优化复合材料,提高其应用性能及可靠性是十分重要的。本文提出了一种扩展二相杂交应力有限元法,通过构建包含边界裂纹、水平中心裂纹以及倾斜裂纹的两相材料的扩展二相杂交应力有限元单元模型对界面裂纹进行断裂力学分析。应用Lagrange乘子法将各个界面裂纹面面力为零边界条件和未断裂界面的面力连续条件引入修正余能泛函中,在每一相材料域内假设高阶多项式应力函数,充分考虑界面形状的影响,构建互作用应力函数,引入双材料界面裂纹裂尖附近奇异应力场函数。基于Fortran程序求解后得到单元应力场,采用最小二乘法计算了界面裂纹的应力强度因子。通过该方法得到的数值模拟结果和传统有限元分析的数值结果进行比较,验证该方法的有效性和准确性。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于多源数据的城市内部空间交互特征:以福州市主城区为例

      2023, 23(35):14937-14946. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300231

      摘要 (112) HTML (0) PDF 16.94 M (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 人群在城市内部空间中的流动是社会活力和资源分配的直接体现,是城市交通规划管理的重要依据。融合手机信令大数据和POI数据,对福州市主城区内的交通小区进行功能分区并构建了交通小区之间的空间交互网络,采用复杂网络方法对各类型功能区的中心性地位及出行距离衰减效应进行了分析。结果表明:福州市主城区功能区以居住及公共服务相关功能区为主。鼓楼区和台江区的人流量最为活跃,仓山区及晋安区的内部空间交互格局存在显著的不平衡现象。各功能区的中心性地位存在明显的空间和周期差异,科教文化及商服类型功能区的中心性普遍较高。居住用地与其他功能区之间的距离衰减效应受到时段的影响较大。基于以上结果可对城市公共交通优化提供一定支持。

    • 松嫩平原北部季节冻土冻融过程及热量传递规律

      2023, 23(35):14947-14954. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300412

      摘要 (102) HTML (0) PDF 9.09 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解松嫩平原北部季节冻土冻融过程及热量传递规律,同时为东北寒区工程及寒区农业的土体环境的高效利用提供科学依据。本文基于松嫩平原北部季节冻土原位监测,开展季节冻土温度变化特性及分层热通量变化规律研究。结果表明:深度小于50 cm土体温度日变化明显,土体温度季节差异随着土体深度增大而减小。2017年3月3日达到最大冻深(164 cm),4月22日为最终融化日期,最终融化深度为130 cm。不同深度土体温度对地表温度响应呈滞后效应,随着土体深度的增加,滞后时间延长;季节冻土在冻融期内浅层土体受到净辐射的影响,热量交换极其频繁;随着土层深度的增加,净辐射的作用减小,热量在土体中传递的损耗增加,热量交换程度减弱,在冻结期,土体损失的热量大于吸收的热量。在整个冻融期内保持负值,冻深线以下土体中的热量持续向上传输,表明160 cm深度以下土体持续对冻土层传递热量。

    • 九龙矿构造煤压力作用下孔隙结构及分形变化特征

      2023, 23(35):14955-14963. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300379

      摘要 (103) HTML (0) PDF 7.04 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究邯郸九龙矿构造煤在压力作用下对煤孔隙结构造成产生的影响,选取九龙矿瓦斯突出煤层-山西组2号碎粒煤及碎裂煤为研究对象,对煤样进行加压处理,并利用低温氮吸附仪对加压前后的煤样进行低温氮吸附实验。利用传统低温氮实验数据定性分析和分形理论定量分析的方法,对实验前后煤样孔隙发育规模和结构变化进行对比分析。实验结果显示:压力对煤中的孔隙结构会造成一定的影响,加压后的碎粒煤孔隙结构变化情况较小,碎裂煤孔隙结构变化较为明显。碎粒煤孔容贡献基本不发生变化,碎裂煤孔容贡献度会发生变化,且孔容贡献度占比会更倾向于更小的孔径,表明压力在对煤产生影响时,孔径小的孔径对压力反应比孔径大的孔径反应更明显。碎裂煤和碎粒煤比表面积贡献均为较小的孔径,基本在2~4 nm左右波动,比表面积孔径贡献范围有轻微后移,但幅度不大。碎粒煤和碎裂煤在加压前后,微孔的分形维数高,拟合度均为0.99以上,小孔和中孔的分形维数较高,拟合度均为0.94以上。加压后,碎粒煤的煤样微孔复杂情况具有更简单的趋势,中孔和小孔的复杂情况具有更复杂趋势,但趋势均不明显,而碎裂煤在微孔的孔隙情况有轻微的变简单,在中孔和小孔的孔隙情况有变复杂的趋势,且趋势较为明显。九龙矿2号碎裂煤储层改造可以考虑在本煤层或在顶底板围岩进行水力压裂,而碎粒煤则需要通过水力冲孔出煤卸压或在顶底板围岩进行水力压裂。

    • 准噶尔盆地乌尔禾组凝灰岩孔隙特征及其主控因素

      2023, 23(35):14964-14978. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2210904

      摘要 (107) HTML (0) PDF 20.48 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确东道海子北凹陷乌尔禾组凝灰岩孔隙结构与主控因素,基于低温二氧化碳吸附、氮气吸附以及高压压汞实验,对凝灰岩全尺寸孔隙孔径进行表征;基于分形理论,对凝灰岩微孔和介孔的孔隙复杂程度和非均质性进行定量表征,阐明影响与控制凝灰岩孔隙结构的主要因素。结果表明,凝灰岩主要发育锥形管孔、开口的锥形平板孔和狭窄的平行板孔等形态孔隙,孔径呈多峰分布;凝灰岩总孔体积介于0.0054-0.0478 cm3/g,各类孔隙发育程度差异较大,凝灰岩孔体积主要由介孔所提供,介孔体积介于0.0042-0.0413 cm3/g,平均0.0260 cm3/g,平均占比75.10%;其次是微孔和宏孔,微孔体积介于0.0006-0.0055 cm3/g,平均0.0031 cm3/g,宏孔体积介于0.0006-0.0053 cm3/g,平均0.0028 cm3/g,二者的占比分别为11.5%和13.4%;凝灰岩孔隙的比表面积主要由微孔和介孔所提供,二者的平均占比分别为53.04%和46.71%。凝灰岩微孔分形维数Dm介于2.59-2.97,介孔分形维数D1介于2.23-2.55,介孔分形维数D2介于2.62-2.83,反映凝灰岩孔隙非均质性较强。岩石中TOC与粘土矿物是凝灰岩孔隙发育的主要控制因素。

    • 莱州湾凹陷沙三段低位域湖底扇沉积特征及水道构型

      2023, 23(35):14979-14987. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2304066

      摘要 (101) HTML (0) PDF 21.06 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:莱州湾凹陷沙三段低位域发育断裂斜坡背景下的湖底扇,具有明显地震反射外形,但湖底扇内部结构杂乱,砂体垂向叠置关系及平面富集位置在勘探及早期评价阶段难以预测,基于钻井、测井、分析化验及三维地震资料,依据湖底扇重力流水道流变学性质及流体浓度分类的原则,将湖底扇水道砂体成因搬运机制分为滑动、滑塌、碎屑流、浊流,其中碎屑流分为泥质碎屑流和砂质碎屑流,结合不同成因搬运机制的水道砂体地震反射特征,在湖底扇不同相带识别刻画5种沉积结构单元,分别是叠覆型水道、复合型水道、水道侧翼、单一型水道及水道间,并通过模型正演验证不同单元分类可靠性及富砂差异。结果表明,内扇叠覆型水道发育多期滑动-滑塌沉积,储层总体厚度大,中扇低部位复合型水道发育砂质碎屑流储层物性好,二者均为油气勘探实施钻探的有利部位,外扇储层发育程度较低。来自肯东凸起物源的高建设性辫状河三角洲为湖底扇提供大量砂质基础,坡折带与古地貌共同控制湖底扇沉积搬运机制和水道走向及水道类型。

    • 鲁西地区铁矿类型特征及成矿谱系

      2023, 23(35):14988-15001. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2303701

      摘要 (98) HTML (0) PDF 19.99 M (262) 评论 (0) 收藏

      摘要:山东省是全国的铁矿资源大省,其中鲁西地区铁矿成矿地质条件优越,铁矿类型有沉积变质型、接触交代型、热液交代充填—风化淋滤型、沉积型、岩浆型等多个成矿类型;其中尤以沉积变质型铁矿、接触交代型铁矿最为重要,是全省的主要铁矿石来源。本文在梳理鲁西地区各种类型铁矿时空分布特点、分析典型铁矿床特征、控矿要素及矿床成因的基础上,以地质演化史为轴线,建立了鲁西地区各类型铁矿的成矿谱系。研究表明,在地质演化过程中,鲁西地区铁矿的形成是在海底火山喷发、地层沉积、岩浆侵入、区域变质、构造运动、风化淋滤等地质及成矿作用的高度耦合下形成的一系列地质产物;即在新太古代时期形成了沉积变质型铁矿(如韩旺式、苍峄式、杨庄式和济宁式铁矿)和岩浆型铁矿(如肖家沟式铁矿),在晚石炭世时期形成了沉积型铁矿(如山西式铁矿),在早白垩世时期形成了接触交代型铁矿(如莱芜式、莲子汪式铁矿)和热液交代充填—风化淋滤型铁矿(如朱崖式铁矿)。各种类型铁矿床具有地层控矿、岩体控矿、构造控矿和多要素共同控矿的特点。在铁矿勘查过程中,应按其成因类型和控矿要素进行有针对性的勘查部署,以此促进鲁西地区的铁矿勘查及研究工作整体水平得以提升。

    • 切割作用下牵引式古滑坡复活机理:以国道S206古滑坡为例

      2023, 23(35):15002-15009. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2210723

      摘要 (70) HTML (0) PDF 27.74 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究切割作用下牵引式古滑坡复活机理,通过现场调研及地质勘测获得了国道S206某古滑坡的地层结构特征、变形特征等,得到了古滑坡存在的有力证据,并对滑坡区进行了稳定性分析。结果表明:地质背景、勘察结果表明该古滑坡属牵引式古滑坡;区域结构破碎的岩体、软弱夹层为古滑坡的形成提供了物质基础,前缘深切沟槽提供了空间条件;降雨促使了古滑坡的复活,前缘切割作用是古滑坡复活的直接诱因;不平衡推力法分析结果表明该滑坡在降雨情况下属不稳定状态,监测结果显示古滑坡复活后处于蠕滑状态,雨季时进入变形滑动阶段。可见地质背景是牵引式滑坡形成的内因,降雨、前缘切割是牵引式古滑坡复活的外因。

    • 边坡多场光纤神经感知与安全保障体系

      2023, 23(35):15010-15019. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2303194

      摘要 (74) HTML (0) PDF 11.18 M (297) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类的工程活动往往易引发边坡灾害,进而对施工人员安全与工程进度产生重要影响。为获取边坡实时状态信息,基于光电联合监测技术,开展边坡变形、温度、渗流及地电等多场信息感知研究,精准掌握边坡时空连续状态。通过引用物联网、大数据、数据挖掘、人工智能等技术,对多场数据进行数据清洗、关联挖掘、聚类分析,挖掘出影响边坡稳定性的控制因素,分析各控制因素的叠加效应,在此基础上,建立集异常感知、信息传输、数据处理、决策预警为一体的边坡多场安全保障体系,对边坡潜在风险进行识别、评估及预警,进而作出科学决策与应急预案,为保障边坡工程安全与防灾减灾提供参考依据。

    • >R医药、卫生
    • 木棉皮抗消化道肿瘤活性部位筛选及抑制肿瘤转移机制

      2023, 23(35):15020-15026. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300941

      摘要 (89) HTML (0) PDF 15.11 M (277) 评论 (0) 收藏

      摘要:为筛选木棉皮醇提物抗消化道肿瘤活性部位,探究其抑制敏感肿瘤细胞增殖、转移作用机制,通过采用Cell Counting Kit-8 (CCK-8)法考查木棉皮醇提物不同极性萃取部位对人肝癌HepG2细胞、人胃癌SGC7901细胞、人结肠癌SW480细胞和人胰腺癌PANC-1细胞这四种肿瘤细胞的抑制作用,筛选出木棉皮醇提物抗肿瘤的活性部位和敏感细胞。采用细胞划痕实验、Transwell实验和细胞黏附实验,研究木棉皮醇提物抗肿瘤活性部位对敏感肿瘤细胞迁移、侵袭和黏附能力的影响。定量聚合酶链反应法(Quantitative polymerase chain reaction, qPCR)检测基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)基因的mRNA转录水平。结果表明,木棉皮醇提物不同极性萃取部位中石油醚部位对人胃癌SGC7901细胞和人肝癌HepG2细胞的抑制率最大,且对人胃癌SGC7901细胞最为敏感。随着木棉皮醇提物石油醚部位浓度增加,在24 h,48 h及72 h时间段人胃癌SGC7901细胞的迁移面积相对于空白组有所减小(P<0.05)。与空白组相比,木棉皮醇提物石油醚萃取部位有抑制肿瘤细胞侵袭能力且在一定浓度范围呈剂量依赖性(P<0.05);随着木棉皮醇提物石油醚萃取部位浓度增加,细胞黏附抑制率逐渐提高(P<0.05)。木棉皮醇提物石油醚萃取部位可明显抑制MMP-2和MMP-9基因的mRNA转录水平(P<0.05)。可见,木棉皮醇提物石油醚萃取部位可通过调控MMP-2和MMP-9基因表达抑制人胃癌SGC7901细胞增殖、迁移、侵袭和黏附,提示该部位可能有抑制转移性胃癌细胞引起的继发性肿瘤作用。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 破碎岩石颗粒形态特征量化描述体系

      2023, 23(35):15027-15035. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300168

      摘要 (106) HTML (0) PDF 7.95 M (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:形态特征的量化描述是破碎岩石颗粒三维形态重构及其力学行为研究的基础。本研究针对岩石颗粒二维形态特征的表征开展研究,随机选取不同粒径的破碎岩石颗粒,采用数字图像处理技术和Image-Pro Plus图像测量方法,提取岩石颗粒的基础几何数据。确定以圆形度、球形度、矩形度和粒径为指标的形态特征描述体系。对测量结果进行散点拟合与多元参数拟合,通过相关性分析确定形状参数影响效果的显著性,筛选淘汰不显著因素与相关性低的参数,构建岩石颗粒CSR(Circularity, Sphericity, Rectangularity)形态特征描述体系。结果显示,以圆形度代表颗粒二维形态特征的规则程度,粒径的相关性较低,球形度与矩形度均存在相关性,经回归分析后发现球形度的影响程度最为显著。对比分析结果显示,CSR指标体系在表征颗粒宏观二维形态上具有较高的准确度。

    • 煤炭地下气化注入井压力控制

      2023, 23(35):15036-15043. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300692

      摘要 (65) HTML (0) PDF 5.85 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤炭地下气化具有煤炭清洁利用和低碳能源保障的优势,是煤炭清洁转化技术创新战略方向。而压力是影响煤炭气化的重要因素,为使煤炭气化在地下高效安全进行,需要对注入井的压力进行控制研究。为了实现对注入井压力的控制,本文建立了气化剂注入的流量压力仿真模型,对水力摩阻的部分影响因素进行分析,并调整生产参数,进行了压力控制研究。研究结果表明:(1)水力摩阻随井筒直径的增大而减小;水力摩阻随连续油管外径的增大而增大;水力摩阻随注水排量的增大而增大。(2)在10 MPa注入压力下调整环空中的注水排量由5.50 L/s改变为5.75 L/s时,井底压力由7.26 MPa降至6.11 MPa。(3)当在8 MPa注入压力下调整连续油管中的注氧量由594.44 L/s改变为629.37 L/s时,井底压力由8.91 MPa降至8.87 MPa。(4)在8 MPa注入压力下调整生产井粗煤气的产出流量由800 L/s改变为900 L/s时,井底压力由8.94 MPa降至8.63 MPa。研究结果可为注入井的压力控制提供一定的指导。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于试验的天然气集输管道失效性机理分析

      2023, 23(35):15044-15051. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2301600

      摘要 (77) HTML (0) PDF 18.72 M (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析天然气集输管道的腐蚀失效行为,确定集输管线腐蚀形貌特征与产物成分,查明其腐蚀失效特征、腐蚀类型及失效机理。管道失效性分析以试验研究为主要手段,通过表面宏观测量分析管道内壁的腐蚀部位及宏观特征,开展材料力学性能、显微硬度、化学成分、金相分析等试验检测管道材质。对腐蚀穿孔处取样,采用扫描电镜(SME)进行微观形貌分析,结合能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)技术对腐蚀产物作进一步物相分析。结果表明:管样失效处基体化学成分和材料力学性能符合国家标准要求,金相组织正常。管道钢L245在高矿化度水环境下发生CO2腐蚀,形成疏松、多孔且带裂纹的簇状腐蚀产物,腐蚀产物主要成分为FeCO3和Fe2O4,腐蚀产物膜与金属基体结合强度低,流体介质冲刷发生剥离并加速金属溶解和腐蚀性物质扩散,形成具有自催化的电化学腐蚀。

    • 煤矿开采影响下浅埋输油管线变形及力学响应特性

      2023, 23(35):15052-15059. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300228

      摘要 (84) HTML (0) PDF 8.55 M (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对输油管线穿越采动影响区时的管道变形、选型设计和安全防护等问题,以山东某煤矿3308工作面开采为背景,根据该区域地质条件、管道参数及实测数据,采用数值模拟方法分析了煤矿开采影响下管道的受力变形及区域性特征,研究了管道及土体不同物理力学参数对管道所受应力变化的影响。结果表明:受采动影响的埋地管道变形可分为无变形区段、拉压过渡区段和压缩变形区段,拉压过渡区段存在轴向应力方向变化的拐点;3308工作面开采过程中,管道中点处沉降位移最大,与模拟的管道沿线地表最大下沉值相等,管土间的变形为“管-土协同变形”,管道所受轴向应力由管道两端向中点先增大后减小再增大;不同的管道与土体物理力学参数对管道所受轴向应力的变化有着不同的影响,管线选型时需要综合考虑。研究结果可为采动影响区埋地输油管线的选型设计、施工运营和安全维护提供参考。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于合作博弈的多部件设备非完美维修策略优化

      2023, 23(35):15060-15068. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300366

      摘要 (59) HTML (0) PDF 4.92 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:非完美维修是设备维修资源受限条件下广泛采用的维修方式,然而设备非完美维修中各部件维修等级的确定随着部件数量或非完美维修等级的增加而变得困难。本文针对多部件设备非完美维修策略优化问题,以设备可靠性为基础,选择各部件的非完美维修等级为优化变量,以维修时间及任务可靠性为约束条件,以设备总维修费用最低为目标建立了设备维修策略优化问题数学模型;进而选择各部件的负责人为参与者,构建相应的合作博弈场景,提出基于合作博弈的设备非完美维修策略优化方法,通过设置每轮博弈中各参与者的策略空间构造、收益及博弈规则,能够使每轮博弈中设备维修方案的更新是朝着优化目标的方向进行;从而通过动态博弈过程获得多部件设备最优的非完美维修策略。通过仿真算例分析及与遗传算法等对比,验证了所提方法的优化结果整体上明显优于遗传算法和粒子群算法的优化结果、且能够显著提高非完美维修策略优化过程的计算效率。本研究为当前有限资源下的设备维修策略优化提供了新思路。

    • >TK能源与动力工程
    • 管壳式相变蓄冷单元传热肋片拓扑优化设计

      2023, 23(35):15069-15074. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2210283

      摘要 (84) HTML (0) PDF 6.19 M (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对管壳式相变蓄冷单元传热肋片结构设计固化,概念设计缺乏理论指导,强化换热效果有限等问题,本文基于拓扑优化理论,构建二维管壳式相变蓄冷单元的物理模型并进行有限元分析;选取最终时刻平均温度为目标函数,以肋片材料体积占比为约束条件构建管壳式相变蓄冷单元二维肋片拓扑优化模型;对模型进行特征求解得到肋片清晰的拓扑轮廓以及动态演化特性。在上述研究基础上,进一步分析了不同肋片体积占比下所得优化拓扑构型的异同,得出20%的体积占比是综合考虑优化效果和成本的较优值。对比相同肋片体积分数下直肋单元与拓扑优化肋单元的蓄冷特性,结果发现,采用拓扑优化肋片的蓄冷单元中蓄冷速率较直肋提高了41.7%,最终时刻设计域的平均温度较直肋降低了3℃左右,从而验证了拓扑优化在相变蓄冷单元传热结构优化方面的优势。

    • 基于ADAM优化卷积神经网络的火电厂大数据平台预警模型测试与应用

      2023, 23(35):15075-15083. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300422

      摘要 (71) HTML (0) PDF 10.70 M (338) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高火电厂大数据平台的生产维护安全化、监控管理精细化、经济效益持续化,提出了大数据平台内开发故障诊断预警系统,采用基于ADAM算法优化二维卷积神经网络方法建模技术融入于大数据平台中,并结合大数据平台和专家故障预警诊断功能进行测试与应用。首先对故障预警模型进行数理建模及模型训练优化,直至满足模型功能要求,实施模型算法代码与大数据平台的合库部署上线、满足提前发现系统故障的功能,并结合机理分析对故障系统进行细致化分类,最终发现根本的故障原因。实现了火电厂生产过程中各系统运行特性的全周期监控,在系统或设备发生故障前进行预警并推送异常信息,规范化了模型部署在大数据平台后的测试与实施工作,进一步发现模型缺陷,提高模型准确率。

    • 风冷发动机冷却流道设计及散热性能提升

      2023, 23(35):15084-15090. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2212025

      摘要 (115) HTML (0) PDF 14.17 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决常规风冷发动机火花塞侧风速较低的问题,在某三轮车风冷发动机缸头内部设计了冷却风道,采用CFD方法对该风冷发动机冷却风道结构进行了数值模拟分析,结果表明原冷却风道下缸头冷却风道内冷却风速较低,火花塞附近和进气道周围的冷却风速也较小,不利于缸头的整体冷却。通过调整缸头冷却风道内导流片布置和增大排气侧进风面积,缸头火花塞侧及排气侧冷却风量明显提升,利于缸头高温区域的冷却。经实验验证,缸头改进方案下缸头火花塞垫片温度可降低23℃。研究结果可为缸头冷却风道的设计提供仿真数据支撑及理论指导。

    • >TM电工技术
    • 基于GWO-CNN-BILSTM的超短期风电预测

      2023, 23(35):15091-15099. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300425

      摘要 (125) HTML (0) PDF 5.55 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:在未来高渗透率风电场景下,超短期风电功率预测研究对于实现电力系统优化运行具有重要意义。为此,提出一种基于GWO-CNN-BILSTM的超短期风电预测方法。首先,搭建基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与双向长短期记忆神经网络(bidirectional long short term memory,BILSTM)的组合模型,然后,为提升风电预测结果的精度,通过灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)对组合模型进行优化,使该组合模型参数能实时适应风电历史数据。最后,仿真结果验证了所提出方法的有效性和优越性。

    • 基于卫星遥感的输电沿线建筑物变化检测

      2023, 23(35):15100-15108. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300023

      摘要 (58) HTML (0) PDF 31.17 M (810) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确、快速的实现建筑物变化检测对识别输电沿线隐患区具有重要的意义。随着卫星遥感技术的不断发展和进步,基于高分辨率遥感影像进行建筑物变化检测已成为研究热点。本文提出了一种融合阴影、建筑物指数、纹理、形状等特征的高斯概率模型实现像元级的建筑物初提取,在此基础上,结合多尺度分割结果实现对象级的建筑物变化检测,最后,将前后两时相对象级的建筑物提取结果进行空间叠加分析,并将叠加结果划分为建筑物新增、建筑物拆迁和建筑物改建三类。本文在研究区和验证区分别采用不同分辨率的遥感影像进行实验和验证,结果表明,该方法在不同尺度和影像分辨率下的建筑物变化检测均取得了实际效果和检测精度,可为输电沿线建筑物变化检测提供良好的技术支持。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于TCN-LSTM神经网络的线缆性能衰退预测方法

      2023, 23(35):15109-15116. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300119

      摘要 (123) HTML (0) PDF 6.29 M (286) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂机电产品线缆在长时间使用后会出现性能衰退现象,而导致运作出现的安全问题后可以对线缆衰退进行预警预知以预防突发事故,提出了基于时序卷积网络结合长短期记忆网络的复杂机电产品线缆性能衰退预测方法。首先通过对线缆的衰退原因进行分析,依据分析结果选取参数指标来确定数据集,将其中反映线缆性能状态的数据在时序卷积网络下进行时序特征的提取。最后将这些特征数据与经过皮尔逊相关系数分析确定的相关性、影响系数足够高的非时序数据一同通过长短期记忆网络进行训练预测,得到预测结果。通过案例分析以及不同神经网络之间预测的结果对比,验证了构建的方法的预测效果同实际情况贴合程度高。

    • 不完备信息条件下基于Roustida改进算法的诊断规则提取

      2023, 23(35):15117-15123. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300295

      摘要 (68) HTML (0) PDF 2.32 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:诊断决策过程本质上为信息的处理过程。由于信息结构的复杂性和采集的局限性使得获取的信息存在缺失、模糊、冗余等不完备现象,从而影响诊断的准确性。为此,对条件属性冗余、部分数据值缺失情形下,如何提高被诊断信息的完备性开展讨论,试图通过问题聚类探寻诊断决策所需的隐含规则,提出信息补齐与属性约简的知识挖掘方法:首先,针对Roustida算法在缺失值处理时存在的局限性进行改进,扩充其在工程实践中的适用范围,使缺损信息趋于完整;然后,利用遗传算法和广义诊断规则推理实现条件属性约简和规则凝练;最后,以质量问题诊断为对象进行了案例研究,测试样本诊断结果覆盖度 ,验证了不完备信息条件下该方法可以实现以相对较简方式表达问题与情境信息之间的关联关系,挖掘问题发生的隐含规律。

    • 一种多无人机协同定位与稠密地图构建算法

      2023, 23(35):15124-15132. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300374

      摘要 (102) HTML (0) PDF 17.43 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对VINS-MONO算法定位精度较低且构建的稀疏点云地图包含的信息较少无法用于无人机的自主导航的问题,提出了一种集中式多无人机协同定位与稠密地图构建算法。该算法通过提高回环闭合中特征点匹配准确度以优化多无人机之间的定位精度,为了建立多个无人机之间的连接约束,使用四种不同类型的坐标系进行坐标转换优化,采用双向检测匹配法对关键帧进行特征点匹配,结合PROSAC(Progressive Sampling Consensus)算法剔除误匹配,通过对有回环闭合约束的多无人机的位姿与全局地图进行全局位姿图优化,结合Voxblox构建了可供五架无人机协同导航的全局稠密地图。在EuRoc数据集的五个序列中,提出的多无人机协同定位与稠密地图构建算法与VINS-MONO算法相比,绝对轨迹误差分别降低了34%、26%、32%、24%、19%,通过实验证明,改进算法有效提高了多无人机之间的定位精度,并且构建的全局一致稠密地图包含距离信息与梯度信息,可以用于多无人机的自主导航。

    • 基于表面肌电信号的手势识别方法

      2023, 23(35):15133-15141. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300233

      摘要 (79) HTML (0) PDF 7.29 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高上肢手势动作的识别准确率,通过三阶巴特沃斯滤波器进行表面肌电信号(sEMG)去噪和时间滑动窗口合理分割sEMG信号预处理。特征提取使用了积分肌电值、均方根值和小波包变换系数,并提出了一种时域信号结合时频域信号的特征空间方法,包括了积分肌电结合小波包变换系数(IEME)和均方根值结合小波包变换系数(RMSME)。在特征空间构建基础上,提出了三种手势识别方法:支持向量机分类器(SVM)、人工鱼群算法优化支持向量机分类器(AFSA-SVM)和卷积神经网络(CNN)。实验共采集了10位受试者的8种上肢手势动作sEMG信号,并引用Nina Pro DB2公开数据集进行对比。实验结果表明,无论在实验采集数据和Nina Pro DB2公开数据集中特征空间IEME相对于RMSME都更具识别度,并且特征空间IEME在1D-CNN上识别平均准确率和平均训练用时均优于2D-CNN。在实验采集数据中1D-CNN识别平均准确率高达98.61%,相对于SVM和AFSA-SVM识别准确率提高了6.77%和10.61%,并且采用1D-CNN识别方法的平均训练时间为7.37s较SVM和AFSA-SVM减少了68.32s和221.53s,因此在手势sEMG信号识别分类中采用特征空间IEME和分类模型1D-CNN具有优势。

    • 融合双重自监督信号的图异常检测

      2023, 23(35):15142-15147. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300250

      摘要 (68) HTML (0) PDF 2.87 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:图异常检测是网络研究中的一项重要内容。为解决以往工作中常依赖单一自监督信号而不能很好地检测多类型异常的问题,提出一种融合结构和属性的自监督图异常检测模型。首先选取目标节点,再基于图元邻接矩阵采样得到对应的负例节点;其次构造正负子结构,并基于图卷积网络学习子结构表示以得到结构自监督信号;再次,依托自编码器对属性进行重构以获得属性自监督信号,解决节点匿名化带来的属性平滑问题;最后通过对比学习对重构前后的正负实例对进行差值学习,以实现异常检测。在4个数据集上进行了3组实验,结果表明模型能够有效检测图中的异常节点。

    • 基于改进YOLOv5算法的钢铁表面缺陷检测

      2023, 23(35):15148-15157. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300294

      摘要 (196) HTML (0) PDF 9.62 M (476) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据以往钢铁表面缺陷检测技术的检测效能较低、准确性低的情况,提出一种改进YOLOv5s的钢材表面缺陷检测算法。主要改进为:加入坐标注意力机制(Coordinate Attention,CA)的空洞空间卷积池化金字塔 (Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP),扩大模型感受野和多尺度感知能力的同时能更好的获取特征位置信息;加入改进的选择性内核注意力机制(Selective Kernel Attention,SK),使模型能更好的利用特征图中的频率信息,提升模型的表达能力;将损失函数替换为SIoU,提升模型性能的同时加快模型的收敛。实验数据表明,改进的YOLOv5s网络模型在NEU-DET数据集上的mAP值为78.13%,相比原网络模型提高了2.85%。改进的模型具有良好的检测型性能的同时检测速度为103.9 FPS,能够满足实际应用场景中钢材表面缺陷实时检测的需求。

    • 基于时序InSAR的青海同仁市滑坡隐患早期识别与特征解析

      2023, 23(35):15158-15170. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2211463

      摘要 (113) HTML (0) PDF 45.01 M (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文选取青海省同仁市作为研究区,以Sentinel-1A卫星升降轨SAR数据为主要信息源,利用SBAS-InSAR技术反演提取区域地表形变信息,结合区内地形地貌、地质构造、气象水文、植被覆盖、历史地灾等背景资料,辅以GF-2光学影像筛选确认,实现了区内滑坡隐患的早期识别,共识别出滑坡隐患19处,其中8处为已知滑坡灾害点,11处为新识别隐患点。对形变反演与隐患识别结果进行了形变速率精度分析与结合几何畸变的差异性分析,评价了形变反演结果的精度与有效性,证明了隐患识别结果的全面与准确性。选取了3处典型滑坡隐患从形变时空分布特征、光学影像特征、实地变形特征等方面进行特征解析,掌握了区内滑坡隐患的孕灾条件及变形趋势。

    • >TQ化学工业
    • 水泥/粉煤灰碱改性对废弃粉质土砂配制盾构壁后注浆性能的影响

      2023, 23(35):15171-15179. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2210853

      摘要 (48) HTML (0) PDF 10.12 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:盾构废弃粉质土砂矿物组成复杂、泥质含量高,易引起水化反应不彻底及团聚现象,导致浆液性能的劣化,然而,使用废弃粉质土砂配制壁后注浆浆液,替换商品砂比例只能在30%-40%左右才能满足现场及通用指标要求。本论文依托实际工程现场开展高掺量废弃粉质土砂部分替换商品砂(60%)配制壁后注浆实验,分析水泥及粉煤灰碱改性策略对高掺量废弃粉质土砂壁后注浆浆液性能影响规律。结果表明,当改性水泥替换比例不超过50%时,对粉质土砂壁后注浆具有积极的影响,可以在缩短凝结时间和降低泌水率的同时,使流动度与抗压强度依然符合通用指标;改性粉煤灰相较于改性水泥对浆液的影响比较小,但在小幅降低浆液抗压强度的同时,仍可以有效缩短浆液的凝结时间和泌水率。分析原因在于,水泥进行碱性改性,加速了水泥的水化反应,进而可以缩短浆液的凝结时间且对于用水量也会有所影响,进而也会影响浆液的流动度以及稠度;而粉煤灰减改性则破坏了粉煤灰中莫来石和石英原本有序的玻璃相结构,虽然后期产生的C-A-S-H(水化硅铝酸钙)对力学性能有一定的影响,但由于粉煤灰转化为沸石样物质的原因,仍然可以优化浆液的凝结过程及用水量。

    • >TU建筑科学
    • 砂土地层基坑开挖与邻近建筑物相互影响关键参数分析

      2023, 23(35):15180-15187. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300491

      摘要 (87) HTML (0) PDF 9.91 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:基坑开挖会对邻近建筑物产生影响,建筑物的存在也会增加基坑施工的风险,开展基坑与邻近建筑物的相互影响研究具有重要意义。以某深基坑工程为背景,通过现场监测数据分析基坑开挖对围护桩位移的影响,然后建立三维数值模型,并与现场监测进行对比验证了模型的准确性。最后分析了围护桩刚度、建筑物层数及基坑与建筑物相对位置等参数下基坑与建筑物的相互影响规律。研究结果表明:采用围护桩结合锚索支护会显著减小基坑开挖引起的围护桩变形,基坑开挖引起的建筑物基础沉降和水平位移随围护桩刚度的增加变化幅度均在5%以内;建筑物层数每增加5层,建筑物基础的沉降和水平位移分别增加约8%和10%,靠近建筑物的基坑围护桩水平位移增加约5.5%;在建筑物与基坑的夹角在30°以上时,基坑开挖引起的建筑物基础变形均在2 mm以内,引起的围护桩水平位移均在0.8 mm以内。研究结果可以为后续类似工程提供参考和借鉴。

    • 饱和砂土地基地震液化深度的试验研究

      2023, 23(35):15188-15193. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300361

      摘要 (67) HTML (0) PDF 5.10 M (298) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究地下工程场地深层饱和砂土的抗液化强度特征和液化深度,通过动三轴液化试验,选取汉口某轨道交通工程场地埋深超过20 m的饱和砂土为研究对象,分析了深层饱和砂土试样液化特性,获取了试样抗液化强度曲线。分别利用动三轴液化试验和标贯试验击数为指标的液化判别方法,比较分析了深层饱和砂土的地震液化可能性。结果显示本地区饱和砂土地基液化深度在地震烈度Ⅶ度、Ⅷ度时超过20 m。研究成果可为本地区工程实践抗液化处理深度提供参考。

    • 砂岩冻融劣化机理的多尺度试验研究

      2023, 23(35):15194-15200. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2210091

      摘要 (66) HTML (0) PDF 15.26 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:在寒区的工程建设中,冷暖交替所产生的冻融循环是寒区岩石材料劣化的主要原因之一。为了得到寒区环境下岩石的冻融劣化机理,本文选用砂岩作为研究对象,对其开展不同循环次数的冻融循环试验,并进行了一系列宏、细、微观多尺度试验研究。研究结果表明:随着冻融循环次数的增多,砂岩的纵波波速、横波波速与抗压强度均随之降低。冻融循环会粗化砂岩的孔隙结构,循环次数越多,砂岩孔隙粗化的现象越严重,孔隙率也越大。砂岩的孔隙率与孔径分布区间会从0次时的2.17%与0.00028~13.33984μm变为90次时的5.11%与0.00455~43.42236 μm。此外,由于孔隙体积的增大,孔隙之间相互连通会致使砂岩中的孔隙数量随着冻融循环次数的增多而减小。正是因为冻融循环劣化了砂岩的孔隙结构,砂岩试样在宏观尺度上会表现出波速与力学性能的劣化,并使得应力应变曲线中的孔隙压密段应变与峰值应变均随着循环次数的增多而增大。综合多尺度试验结果发现,冻融循环对砂岩的劣化速率随着循环次数的增多而不断加剧。研究成果可为寒区的工程建设提供参考。

    • 考虑群井效应下的预降水引发地表沉降计算与分析

      2023, 23(35):15201-15209. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300521

      摘要 (82) HTML (0) PDF 5.69 M (195) 评论 (0) 收藏

      摘要:潜水层基坑开挖前预降水处理会引起地表沉降,提前预测地表沉降数值对于实际工程具有重要意义。对于预降水处理引起的地表沉降值,采用理论计算和数值模拟的方法分别进行求解。理论计算考虑群井效应,提出预测水位降深曲线,以原地下水位和预测水位降深曲线为分界,分区计算沉降量,叠加后得最终沉降量;数值模拟采用PLAXIS 3D建模,用井单元模拟降水井,流固耦合对预降水期间周围地表沉降求解,并揭示群井效应下抽水流量和孔压变化规律。为验证理论计算方法可行性,用规范法计算结果和工程实测数据加以验证分析,结果表明,所用理论计算和数值模拟值方法能较好的接近实测值,具有一定的工程实用价值。

    • 基于PSO-SVR模型的短期天然气负荷预测

      2023, 23(35):15210-15216. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2211605

      摘要 (65) HTML (0) PDF 4.11 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 针对天然气负荷影响因素选择困难,冗余因素会影响负荷预测的精度和速度,使用特征选择Relief算法对影响负荷值的因素进行筛选,去掉冗余影响因素,为准确的天然气负荷预测提供一定的数据基础;在进行负荷预测时,单一的支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)会陷入重要参数难以选取最优的情况,为了解决这一问题,提出一种基于特征选择上的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化SVR重要参数的组合模型。所提出的算法首先使用特征选择选取影响因素,为负荷预测提供主要的数据支持;然后,设置SVR的3个关键参数(C,ε,γ)的初始值,进行迭代得到最优的关键参数值;最后,将影响因素和负荷值输入PSO-SVR模型进行训练并预测。使用榆济管线的负荷数据进行预测并对比。结果表明:提出的算法比其他单一模型的预测精度高,能为天然气负荷预测的研究提供参考,为天然气公司购气量提供依据。

    • >U交通运输
    • 不同溶腔-隧道间距对地铁隧道施工影响的模型试验研究

      2023, 23(35):15217-15227. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2211471

      摘要 (71) HTML (0) PDF 14.23 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明不同溶腔-隧道净距下隧道施工对岩溶地层的扰动影响规律,以贵阳市轨道交通3号线一期工程为依托,开展了城市浅埋环境下不同溶腔-隧道间距对地铁隧道施工影响的模型试验研究。主要得到以下结论:(1)拱顶侧溶腔对拱腰水平位移位移影响较小,主要影响隧道拱顶的竖向沉降量;溶腔对原始地应力场的影响范围是有限的,溶腔直径为4m、溶腔底部与隧道开挖轮廓线顶部净距为5m时,隐伏溶腔的存在对隧顶围岩的沉降量影响不太显著。(2)溶腔与开挖隧道净距为1m、2m、5m时,拱顶围岩最终土压力变化分别为47.4kPa、84.7kPa、135.1kPa。溶腔底部距离隧道开挖轮廓线越近,拱顶围岩在隧道开挖后的土压力变化越小。岩溶地质现象对原始地应力场的影响表现为岩溶腔体对周边围岩的应力释放作用。(3)溶腔与隧道顶部净距为1m、2m、5m时地中沉降峰值分别为25.7mm、32.8mm、38.8mm,分别为无溶腔时的135.3%、172.6%、204.2%。隧道拱部隐伏溶腔与隧道净距并非越小对地表的沉降影响更大,溶腔-隧道净距与溶腔上覆土层厚度都会影响隧道开挖后的地表沉降。(4)各工况下拱架最终轴力表现为全环受压,弯矩值差异较轴力值更显著。拱部隐伏溶腔的存在一定程度上会减小开挖后初期支护结构拱部的受力,且距离隧道开挖轮廓线越近其拱部弯矩值越小。

    • 浅埋土岩复合段隧道冒顶分析与防治

      2023, 23(35):15228-15238. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300514

      摘要 (68) HTML (0) PDF 29.69 M (192) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对某高速公路隧道浅埋段开挖过程中坍塌冒顶事件进行分析,提出冒顶处治措施,并建立隧道风化残积深度处于拱顶以及拱顶以下1m的数值模型,进行无超前支护不同开挖步距的变形特征数值试验,试验表明无超前支护情况下即使采用上下台阶法对隧道进行开挖0.6m,拱顶的围岩变形最大仍达到3.578 mm、4.789 mm,隧道拱顶残积体对隧道开挖后续支护作业产生较大安全风险。在风化残积深度处于拱顶以下1m时,原设计小导管纵向间距由2.4m调整为0.6m后,开挖0.6m的拱顶最大变形由2.348 mm降低至1.747 mm,结合现场坍塌冒顶事件,为确保后续隧道浅埋土岩复合段落施工安全,提出了冒顶防治措施并在隧道开挖施工中取得良好的效果。

    • 分路段差异化收费条件下货车司机出行路径选择意愿模型

      2023, 23(35):15239-15245. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300166

      摘要 (51) HTML (0) PDF 2.81 M (292) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决货车司机出行路径选择行为缺少考虑差异化收费政策影响的问题,通过出行费用、出行距离、优惠折扣、收费系数和是否关注差异化收费政策这5个变量刻画差异化收费,通过构建分路段差异化收费条件下货车司机出行路径选择的RF模型。以银昆高速(G85)昭通至水富段及麻水线与昭麻二级路问卷调查数据为基础开展实证分析。结果表明:所构建的分路段差异化收费条件下货车司机出行路径选择的RF模型的分类准确率优于AdaBoost模型、GBDT模型和传统Logit模型;整体重要度方面,优惠折扣是影响货车司机出行路径选择最主要的因素(38.56%),出行费用(13.55%)、出行距离(10.06%)及出行时段(7.08%)对意愿结果存在显著影响;同时,部分分路段差异化收费变量对货车司机出行路径选择意愿存在明显的阈值效应。

    • 基于移动互联交通信息的居民出行方式特性

      2023, 23(35):15246-15251. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300198

      摘要 (83) HTML (0) PDF 2.05 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究移动互联网时代下的居民出行特性,探索在出行链过程中移动互联交通信息对出行方式特性的影响。本文通过RP-SP融合调查获取出行者基本属性、实时交通信息属性及出行特征属性,建立居民出行方式选择巢式Logit(Nested Logit)模型,对桂林市居民展开出行方式选择特性调查。研究结果表明: 在出行链日趋复杂的情况下,个体的出行活动和交通行为与移动互联交通信息关系愈发紧密;移动互联交通信息对居民出行方式特性产生显著影响,尤其对私家车出行影响最大,其中实时路况信息属性影响最为显著,其次为拥堵延误时间;交通信息获取的满意度越高,越能促进居民选择公共交通出行。该结论能够作为理论基础与实证依据推动移动互联交通信息下的路径选择与交通出行诱导提供研究依据。

    • 汽油价格上调影响下出行者出行方式选择

      2023, 23(35):15252-15258. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300365

      摘要 (53) HTML (0) PDF 1.41 M (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析汽油价格上调对居民出行方式选择行为的影响,对城市居民出行者进行调查,获取不同情境下出行者的出行方式选择行为,将出行者划分为有车出行者和未来五年内有购车意愿的无车出行者,采用混合Logit模型构建两种群体在汽油价格上调影响下的出行方式选择模型,分析各影响因素的显著性。研究结果表明:汽油价格增长率对出行者出行方式选择存在显著性影响;对于有车出行者来说,汽油价格的上涨对高收入出行者改变小汽车出行影响较小,收入与选择小汽车出行概率呈正相关;年龄、收入、出行时间与出行距离对无车出行者未来选择小汽车出行有显著影响。研究结果可为我国汽油价格调整和城市交通需求管理策略的制定提供理论依据。

    • 自动代客泊车接受度及停车选择行为影响因素分析

      2023, 23(35):15259-15268. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300705

      摘要 (77) HTML (0) PDF 5.87 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动代客泊车是无人驾驶系统的重要组成部分,对于缓解城市交通拥堵具有重要作用。为了探讨自动代客泊车接受度及选择行为影响因素,本文首先基于技术接受模型,选取感知易用性、感知有用性、行为态度、行为意向、感知风险、信任六个心理潜变量构建自动代客泊车接受度模型。随后基于线上调查问卷数据,采用随机森林算法构建考虑心理潜变量模型与不考虑心理潜变量模型,研究发现考虑心理潜变量的随机森林模型拟合优度更高,更适合用于分析自动代客泊车选择行为的影响因素。通过袋外估算误差率对考虑心理潜变量的随机森林模型进行变量筛选,结果表明当变量个数为9时,该模型的袋外估算误差率最小,筛选后的变量分别为停车费用、受教育程度、感知风险、出行总成本、行为意向、信任、月收入水平、感知易用性、年龄。最后将筛选后的九个变量纳入逻辑回归中进一步分析各变量对选择行为的影响程度,参数标定结果表明停车费用、受教育程度、感知风险、出行总成本、行为意向、信任、月收入水平、年龄变量均对选择行为具有显著影响。

    • 基于ETC数据的山区高速公路连续下坡车速特征与车型分类

      2023, 23(35):15269-15278. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300321

      摘要 (68) HTML (0) PDF 9.41 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究山区高速公路不同车型的车速分布特征以及车型分类方法,基于包茂高速水江-南彭段主线ETC数据,从概率分布、累计频率分布和特征值方面分析了平缓路段和连续下坡路段中ETC系统内全部车型的行程速度特征,并以车速平均值和标准差作为聚类指标,用K-means聚类方法对不同车型进行聚类分析。结果表明:①平缓路段客车速度集中于80 km/h左右,货车集中于70 km/h左右,而在连续下坡路段车辆整体表现为低速行驶,客车速度集中于70 km/h左右,货车集中于60 km/h左右;②三型客车和四型客车在平缓路段倾向于将速度维持在稳定幅值而在连续下坡路段有向期望速度靠近的趋势;③客车在平缓路段速度分布较分散,在连续下坡路段速度分布相对集中,而货车速度分布趋势正好相反;④连续下坡路段的速度离散性大于平缓路段,事故发生概率增加;⑤同一线形路段不同车型间速度分布存在明显差异,部分车型速度分布特征指标表现出一定的聚集性,说明部分车型速度分布有较大的相似性。将平缓路段车型聚为四类:一型客车、二型客车与一型货车、三型客车与四型客车、二~六型货车;连续下坡路段车型聚为三类:一型客车与三型客车以及四型客车、二型客车与一型货车、二~六型货车。本文可为山区高速公路车型精细化速度管理和同类别车型限速方案的制定提供依据。

    • 基于改进禁忌搜索算法的立体车库搬运器路径优化建模与仿真

      2023, 23(35):15279-15285. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300339

      摘要 (60) HTML (0) PDF 5.52 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升平面移动式立体车库运行效率,通过对搬运器位置转移过程及服务时间进行分析,建立多条件约束的搬运器最短服务时间调度模型,考虑立体车库固定容量下不同层列组合方式及顾客到达率影响因素,提出了一种改进禁忌搜索算法提高搬运器路径搜索速度,设置对照组进行仿真实验,结果表明:6*16的层列组合下算法初始解的服务效率指标最佳;当顾客到达率为12veh/h、20veh/h时,搬运器平均利用率低于50%,相较实例车库搬运器平均服务时间分别减小8.59%、10.29%,当顾客到达率为40veh/h、60veh/h时,搬运器平均服务时间分别减小2.92%、1.5%。可见顾客到达率水平不同,算法适用性不同,在搬运器平均利用率小于50%的情形下算法表现更优,最后以工程项目数据进行验证,证明算法在实际工程中有较强可行性。

    • >V航空、航天
    • 大型客机发动机高压压气机典型结构设计特征

      2023, 23(35):15286-15295. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2301522

      摘要 (61) HTML (0) PDF 17.15 M (239) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为大型客机动力的大涵道比涡扇发动机技术,目前掌握在美国GE、PW、英国RR及其合资公司手中。高压压气机作为大涵道比涡扇发动机的核心部件,追求高性能、高可靠性、低成本等,涉及气动、结构、强度、传热、材料、工艺等多个专业领域,技术难度极高。国际先进发动机公司基于强大的技术能力和工业基础以及产品服役过程中积累的经验,发展了具有各自特点且满足市场需求的高压压气机型号。我国在民用大涵道比涡扇发动机高压压气机领域的技术基础薄弱,无成熟经验和数据积累,研发起步阶段有必要去借鉴和参考标杆机型的设计特征,尤其是在大量的、长期的产品运行和不断改进的基础上发展起来的高可靠性结构设计特征。对民用大涵道比涡扇发动机高压压气机典型结构设计特征进行了详细的剖析并总结了设计难点和建议措施,期望为国内大客发动机高压压气机的结构设计提供些许参考。

    • >X环境科学、安全科学
    • 黄河砂与沙漠砂胶砂强度及微观机理

      2023, 23(35):15296-15304. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300351

      摘要 (62) HTML (0) PDF 45.65 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对天然砂料日趋枯竭的问题,采用黄河砂和沙漠砂分别全部替代天然砂配置砂浆,通过扫描电镜(SEM)、X-射线能量光谱(EDS)和背散射电子衍射(EBSD)微观表征手段并联合力学强度试验,从宏微观角度揭示2种砂浆强度发展机理。结果表明:沙漠砂体系中胶砂界面处的钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)发育完善,养护前期大量层状Ca(OH)2紧密堆积,强化了胶砂界面结构;沙漠砂砂浆中的Ca/Si比随龄期增加1.64,黄河砂砂浆的钙硅比增加0.52,有效保证其强度稳定性;沙漠砂颗粒粘结性强,充分填充砂浆界面孔隙,优化了砂浆结构的密实性,从而提升了其力学强度。

    • 厨余垃圾添加量对鸡粪与小麦秸秆混合堆肥过程的影响

      2023, 23(35):15305-15311. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300427

      摘要 (53) HTML (0) PDF 9.61 M (261) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究厨余垃圾添加比例对鸡粪与小麦秸秆混合堆肥过程的影响,在鸡粪与小麦秸秆干重比为1:5的混合体系中添加不同比例的厨余垃圾(0.05、1、2、4),采用强制间歇式通风好氧堆肥装置进行试验。结果表明:厨余垃圾添加比例为0.05、1时,堆体较其他处理优先达到高温期(>50 ℃)且维持8天,有机质去除率分别为13.35、18.20%,种子发芽率为116.3、120.6%。厨余垃圾添加比例高于1时,堆体达到高温期延后且维持时间短,堆体pH与EC值降低,但有机质去除率提高(13.35~20.63%),秸秆表面腐蚀程度较其他堆体明显。RDA分析表明pH、锌、EC是影响种子发芽率和有机质的关键环境因子且pH的影响程度最大。因此,适量添加厨余垃圾有利于促进鸡粪与小麦秸秆混合堆肥腐熟化。

    • 弥河流域土壤中钴、钼、硒、锌空间分布及来源分析

      2023, 23(35):15312-15318. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2300745

      摘要 (51) HTML (0) PDF 4.80 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究弥河流域表层土壤中钴(Co)、钼(Mo)、硒(Se)、锌(Zn)的空间分布及其来源,在弥河流域不同用地类型表层土壤中采集48个样品,测定四种微量元素含量及其它土壤理化指标,并采用空间插值和正定矩阵因子分析(PMF)等数理方法进行了数据分析。结果显示,研究区内Co、Mo、Se、Zn均存在不同程度的富集现象,其中在耕地中富集程度最高。Co和Mo的高浓度区主要分布在临朐-青州-昌乐三县交界地带,Se的高浓度区主要分布在研究区西部,Zn的高浓度区主要分布在研究区西南部。土壤中Co含量主要受铁锰氧化物和土壤质地影响,Mo主要受铁锰氧化物影响,Se主要受N、P、有机质影响,Zn主要受N、P、有机质和土壤质地影响。PMF模型源解析表明研究区内Co、Mo、Se、Zn的主要来源为自然源、农业源和交通-工业混合源,所占比例分别为44.6%、35.7%和19.7%,其中Co、Se主要来源于自然源(48.7%、51.3%),Mo、Zn则自然源、农业源和交通-工业混合源均衡。

    • 基于改进遥感生态指数的南昌市生态环境质量监测与评价

      2023, 23(35):15319-15327. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2210968

      摘要 (78) HTML (0) PDF 14.13 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市生态环境质量监测是实现城市绿色发展必不可少的环节,遥感技术以其监测范围大和能实时传输的优势被广泛应用于城市生态环境质量评价。为了客观全面地反映城市生态环境质量,采用遥感生态指数(RSEI)模型进行评价,而RSEI模型存在PC1贡献率不高的问题,使得评价结果不够准确。因此本研究采用改进遥感生态指数(IRSEI),将原RSEI模型中的绿度指标归一化差值植被指数替换为通用归一化植被指数,从而构成IRSEI模型,以提高模型对生态环境质量评价的准确性。对南昌市2003—2021年Landsat遥感影像进行处理,得到南昌市生态环境质量的分布情况和变化趋势。实验结果表明:IRSEI的第一主成分贡献率较RSEI平均提高3.6%,湿度、绿度、干度、热度各年份平均相关度的均值提高7.2%;2003年至2021年南昌市IRSEI总体均值变化不显著,生态质量较高的区域主要分布在鄱阳湖区域、梅岭和安义县,较低的区域主要分布在中心城区和西南方向的流湖镇。总体而言,2003至2021年南昌市总体生态环境质量呈先下降后持续上升的趋势。

    • 基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的装配式建筑施工安全投入优化

      2023, 23(35):15328-15334. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2206951

      摘要 (81) HTML (0) PDF 2.18 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高装配式建筑施工安全水平,减少社会经济损失,对施工安全资源投入的合理分配进行研究。选取20组装配式建筑施工安全投入与事故经济损失数据作为样本,通过基于麻雀搜索算法优化的支持向量回归模型对样本进行非线性拟合,以事故经济损失最小化为目标函数,安全投入资源为约束条件,构建安全投入优化模型。以某装配式建设项目为例进行实证分析,结果表明:基于麻雀搜索算法-支持向量回归的施工安全投入优化方法能有效降低安全事故损失、节约投入资金,具有良好的优化效果,可为装配式建筑施工安全投入决策提供科学有效的依据。

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