摘要:在岩溶区进行桩基施工时，应尽可能的避开溶洞，但不可避开的情况也普遍存在，因此岩溶区桩基承载特性研究是桩基发展过程中必须要面对的问题。本文从理论研究、物理实验、数值模拟三个方面对岩溶区桩基承载特性研究现状进行了分析，得到如下结论：现有承载力计算公式存在影响因素考虑不全的情况，后续理论研究应考虑多因素协同影响下单桩极限承载力计算公式推导。物理模型试验的变量较为单一，试验过程中常常忽略水对桩基承载特性的影响，后续研究应当重点考虑地下水及多因素的协同作用。原位实验开展较少，检测获得数据准确性有待提高，后续应开展更多的原位实验、现场破坏实验以获得更全面的桩基承载特性实验数据。数值模拟研究中溶洞模型的建立大多采用长方体、正方体、椭球体、球体等标准尺寸，这与实际地层溶洞三维几何尺寸不符，真实的溶洞几何模型的建立是未来重点的发展方向。

摘要:随着抗生素的过度使用和大量排放,并进入水体中,使抗生素成为水环境中主要的有机污染物之一。微塑料(Microplastics,MPs)作为一种新型污染物,和抗生素在水环境中经常能被检测到,水环境中的抗生素也经常在MPs表面被发现。此外,水环境中的MPs因粒径小、疏水性强、稳定性和流动性高,而具有较强的吸附性,可以通过表面吸附和迁移,吸收、聚集并携带水环境中的各类有机污染物而受到广泛关注。本文主要从MPs的环境老化、老化MPs对水环境中抗生素的吸附行为的影响以及吸附影响因素等方面展开了综述,最后对未来MPs的老化及其对水环境中抗生素的吸附研究方向进行了总结与展望。

摘要:结合离散元模拟及接触网络的统计分析对双分散圆盘体系在各向同性压缩下的接触结构及其晶格化进行研究。离散元模拟中通过改变大小颗粒的粒径比控制分散程度,使得体系成为单分散或者近似单分散的体系。用接触类型的百分比描述接触结构的统计特征。给出了体系的压强以及各种接触类型的百分比随堆积分数变化的曲线,研究了摩擦与粒径比对这些曲线的影响,并且着重讨论了摩擦和单分散程度对晶格结构的影响。模拟结果表明,随着圆盘数的增多,临界体积分数逐渐增大；随着摩擦系数与粒径比的增大,临界体积分数逐渐减小。摩擦与单分散程度是影响接触结构晶格化的主要因素。对于单分散体系,当摩擦系数较小时,体系在持续的压缩过程中容易形成三角晶格团簇；随着摩擦系数的增大,体系晶格化程度减小；当摩擦系数大于0.8以后,很难形成三角晶格团簇。对于近似单分散的体系,只有单分散程度很高时,压缩过程的持续才会导致明显的晶格化；随着粒径比的增大,晶格结构难以出现,体系通常形成无序堆积。

摘要:针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题，本文以北江流域为研究对象，构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下，基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型，通过对主要参数率定，优化了WRF-Hydro水文模型，模拟了流域的产流、汇流等水循环关键要素。在耦合情况下，将WRF-Hydro模式模拟的径流过程作为CaMa-Flood模型的边界条件，从而实现对整个流域的洪水淹没模拟。研究结果表明：在经过参数率定的WRF-Hydro水文模型中，针对验证期的5场典型洪水事件，皮尔逊相关系数均高于0.8，纳什效率系数在0.52至0.71之间，在预报期的三个洪水事件中，洪峰的平均误差为22.2％。在水文水动力模型耦合后，能够准确地捕捉洪水淹没与降雨强度、洪水流量变化之间的关系，进而提供洪水发生后洪泛区的淹没深度和范围等关键信息。本文构建的降雨径流-洪水淹没模型能够适用于地形复杂、降雨时空分布不均匀的北江流域，为类似半湿润流域的洪水预报提供了有益参考，同时也为水文水动力模型耦合的研究奠定了基础。

摘要:本文通过MATLAB编程语言对会昌盆地上白垩统周田组样品进行灰度化、二值化、自适应中值滤波、彩色标注等图像处理方式，准确测量出其粒度参数。结果显示：（1）MATLAB直接计算法与图解法所求得平均粒径分别为4.008φ和3.103φ；标准偏差分别为0.8φ和0.803φ；偏度分别为-0.195φ和-0.041φ；峰度分别为0.911φ和0.916φ。两种计算方式中标准偏差和峰度误差较小，可以互相替代，而标准偏差和偏度误差程度较大，不可互相替代。（2）MATLAB直接计算方法与镜下岩矿鉴定均显示周田组整体磨圆度较差，碎屑颗粒呈棱角状-次棱角状，通过沉积环境判别公式反映周田组形成于河流相沉积环境中，与地质背景及显微观测结果一致。（3）通过MATLAB编程语言，能够精准识别碎屑岩中颗粒轮廓及统计各项参数，对沉积物粒度研究提供了极大的便利，避免了人为主观因素干扰，提高了工作效率。

摘要:甘肃省地质环境条件复杂，受极端天气、地震及人类工程活动等影响，区内地质灾害多发、频发，防灾减灾形势严峻。为进一步查清甘肃省地质灾害现状发育特征，在甘肃省1:5 万地质灾害风险调查最新数据分析的基础上，分析了全省地质灾害灾情险情特征、总结了地质灾害时空分布规律及致灾特征。研究结果表明：（1）甘肃省地质灾害以崩塌、滑坡、泥石流为主，灾害规模多为中小型；（2）在空间分布上，地质灾害主要集中分布于甘肃省中部和东南部的9 个市州，属于黄河流域及黄土高原区、白龙江流域及陇南山地；（3）在时间分布上，5-9 月主汛期是地质灾害高发期，以7 月下旬至8 月上旬最为严重；（4）地质灾害具群发致灾、隐蔽致灾和链式致灾特征。研究成果可为区域地质灾害风险管控和应急管理提供一定的技术依据和参考。

摘要:为探究洞里萨湖流域土地利用变化对湖泊水质的影响，以MODIS土地覆盖产品（MCD12Q1）、湖泊浊度和营养状态指数为数据源，结合GIS空间分析、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和相关性分析等方法，系统研究该流域近20年土地利用与湖泊水质的时空变化特征及两者间的关联性。结果表明：洞里萨湖流域土地利用以林地显著减少（P<0.01）和草地、耕地显著增加（P<0.01）为主要特征，年均变化率分别达到了流域总面积的-1.13%、0.8%和0.35%；相应地，湖泊浊度和营养状态指数亦为上升趋势，但未通过显著性检验。研究时段内，湖泊浊度与林地强负相关（r=-0.65），与草地、耕地和建设用地强正相关，相关系数分别为0.61、0.74、0.72，与湿地弱正相关（r=0.35）；然而，湖泊营养状态指数仅与湿地弱负相关（r=-0.31）。研究结论为认识洞里萨湖水质变化的驱动因子与流域管理提供科学参考。

摘要:人类社会至今的飞速发展使得大量体力劳动被机械工程替代，工作者的任务重心也从体力劳动逐渐转变为脑力劳动，对操作者脑力负荷进行实时评估以增强工作效率在当下有着重大意义。目前人类对于脑力负荷评估共有三种方式，有研究表明，采用生物电信号进行脑力负荷分类效果较其余两种方法更客观。但脑电信号经过特征提取后维数极高，所需数据量和运算量巨大，需要对其进行降维。目前降维方面最广泛运用的两种算法为主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）。针对PCA的非监督性和LDA的特征冗余敏感性，本文提出一种二分类下基于双子空间主成分分析的降维算法，分别对不同类别的训练集数据进行主成分分析，并将所有训练集数据映射到生成的空间中，再次进行PCA-LDA降维，以此提高降维后数据的可分性。实验结果表明，双子空间PCA-LDA降维算法在二分类任务下测试集精度整体高于单子空间PCA-LDA算法，以此为脑力负荷分类领域和高维数据降维领域提供了新思路。

摘要:转铁蛋白受体1(TfR1)可介导细胞内吞过程,从而摄取与之特异结合的纳米颗粒,因此成为许多主动靶向型纳米载体的靶点。研究表明,肝癌细胞存在TfR1高表达现象,可作为肿瘤治疗纳米药物递送系统的关键性靶点。体外评价是TfR1靶向纳米载体的重要研究环节,然而肝癌细胞模型种类繁多,其TfR1表达水平可能存在一定差异。本研究选择了几种常见的肝癌细胞系,包括HepG2、Hep3B、MHCC97-H以及Huh-1,分别从mRNA水平以及蛋白水平测定了细胞系TfR1的表达情况,考察了转铁蛋白(Tf)以及转铁蛋白核酸适配体(Tf-APT)对不同细胞的亲和效率。同时,制备了包载紫杉醇的TfR1靶向脂质体,并考察其对不同细胞系的细胞生长抑制作用。结果表明,四种肝癌细胞系在mRNA水平以及蛋白水平均存在TfR1的表达差异；同时,体外抗肿瘤结果显示,不同肝癌细胞系对紫杉醇-TfR1靶向脂质体的敏感性也存在显著不同。

摘要:为揭示突水通道中骨料运移堆积的演化规律，开展了动水条件下骨料灌注试验，得到了骨料的初始沉积位置、堆积体形成方向以及堆积体极限堆积高度与水流速、骨料灌注速度等影响因素的内在关联。结果表明：在1.0m/s高流速动水环境中，骨料堆积体形成方向为先逆水流方向生长至投料孔底后转为顺水流方向生长；在0.3m/s低流速条件下，采用口径36mm漏斗投料同口径18mm相比，骨料灌注总量相同时，其堆积体的极限高度提升了41％。基于数值力学模型(CFD-DEM)，研究了骨料灌注期间突水通道内流场的时空分布特征以及骨料堆积体的过水阻力作用对突水通道内静水压力的影响机制。

摘要:砂加载技术被广泛应用于混凝沉淀高效处理高悬浮物矿井水。但,对于原水水化学特征对石英砂加载混凝沉淀效果的影响则很少有系统的研究,影响机制也不清晰。为此,本研究选用石英砂加载混凝处理高悬浮矿井水为研究对象,分析矿井水pH、Ca2+、溶解性总固体(TDS)和乳化油含量对石英砂加载混凝处理高悬浮物矿井水效率的影响。分析结果表明:矿井水过低和过高的pH值均不利于加载混凝沉淀处理的效率,pH为9.00时,混凝沉淀速率和效率最高。Ca2+含量的增多和乳化油含量的降低能促进加载混凝沉淀效率的提升。而TDS含量的高低和水化学类型的差异并不是影响加载混凝沉淀处理高悬浮物矿井水的效率和沉降速率的主要因素。为进一步认知砂加载混凝处理工艺,提升其处理效率,实现我国煤矿矿井水资源保护和合理化利用具有重要的意义。

摘要:针对底水油藏的开发,在缺乏试井数据的情况下采用常规油藏物质平衡法以及试井分析方法均难以确定水驱控制储量,进而无法获得水体参数和特征来计算油田的水侵量。为了更加准确的预测水驱油田水侵量,本文结合生产动态资料,选择符合的水驱特征曲线计算水驱控制储量。在此基础上,考虑油环油、溶解气、水体等因素,建立物质平衡方程,通过亏空体积曲线法计算获得水侵量。利用Fetkvoitch拟稳态模型,采用试错法,优化计算水体体积和水侵系数,保证Fetkvoitch拟稳态模型求解的水侵量和亏空体积曲线法求解的水侵量最接近,得到最优的水体体积和水侵系数对未来生产动态中水侵量进行预测。运用油藏数值模拟软件建立的模型与本文提出两种的计算方法拟合结果对比可知的水体体积的误差为2.6%、水侵指数的误差为2.2%,计算结果准确,为底水油藏计算水侵量提供了可靠的依据,并为预测水侵量提供了新的方法。

摘要:盐穴储气库做为我国天然气调峰的重要手段之一，承担着战略储备的重要任务。为提高该地区川气东送输气管网的运行优化能力，因而对该盐穴储气库提出合适的注气配产方案以降低压缩机能耗做为当前阶段的首要目标。通过对该盐穴储气库的地理环境、管道参数、储气井参数、压缩机能耗等综合因素进行分析后，以该地区十口井注气流程为例，将其配气方案的能耗分析作为主要目标，在满足于储气库总量、单井注气约束条件的情况下，应用遗传算法对注气任务方案进行优化。通过分析了5组遗传算法进行优化的注气配气过程，结果表明当迭代步数达到25步左右时，总能耗达到收敛且平均每组运行时间为4.57s，进一步分析得出各单井注气量在优化过程中的趋势图。在符合现场条件、满足于注气需求的情况下，最终模拟优化后的配产方案系相比最初配产方案压缩机能耗下降了33%，实际现场压缩机能耗下降普遍在30%-35%，大幅降低了压缩机能耗浪费，对实际生产应用具有一定的指导作用。

摘要:为了提高旋流器优化参数的准确性,得到其在结构优化中的最优解,以一种新型复合旋流器为研究对象,基于相关性的单因素分析寻优法,以相关性分析的结果来指导优化范围的选取,提高其结构参数优化范围的准确性。结合响应面优化方法,以分离效率为优化目标,确定旋流器的最优结构参数,建立了分离效率和结构参数之间的回归模型。结果表明:不同的结构参数和各性能指标之间的显著关系并不相同,根据相关性分析的结果确定各结构的优化范围为:上锥角为0°~4°,下锥角为8°~12°,底流口直径为12~16 mm；响应面优化得到旋流器最优结构为:上锥角为2.565°,下锥角为11.719°,底流口直径为12.889 mm,在本组参数下旋流器固体分离效率达到了99.945%,气体分离效率达到了93.807%。为旋流器的结构优化提供了一种新方法。

摘要:针对装备保障效能评估的复杂性、随机性和模糊性问题，本文建立了基于群决策-云理论的装备保障能力评估模型。本文的工作包括：第一，基于装备保障能力的需求，构建了装备保障能力评估指标体系；第二，利用序关系-群决策方法计算各级指标权重，计算过程简单快捷、更能体现群体决策；第三，将云理论模型引入装备保障能力评估中，能够实现定性概念与定量表示间的合理转换，清晰准确地表达了层级指标的聚合过程，有效解决了评估过程中的模糊性和随机性。实例表明：该方法计算简单、逻辑关系清楚、计算结果与客观实际相符，可为装备保障效能评估提供一种科学、客观的方法, 为保障资源配置提供科学依据。

摘要:航空发动机检验试车时，进口空气湿度会影响对发动机性能的准确评判。针对某航空发动机试车台，开展了空气雾化加湿系统设计与研究。采用基于欧拉法的气液两相流动计算方法研究了液滴喷出后的运动过程和传质过程，分析了液滴参数对空气湿度的影响。计算结果表明：液滴直径直接影响了空气的加湿湿度，饱和水蒸气加湿流量条件下，空气温度与液滴最大允许直径成抛物线关系；低温环境时，可以通过喷射过盈的水流量增大空气湿度。根据分析结果，完成了航空发动机试车台雾化喷嘴选型和喷雾段设计，通过开启不同数量的喷嘴可以满足不同温度下进口空气的加湿需求。

摘要:针对风力机叶片结冰检测中现有集成方法不能充分发挥不同个体分类器优势的问题，提出了一种基于特征提取和最优加权集成学习的叶片结冰检测模型。首先，用堆叠降噪自动编码器提取结冰关联特征后，考虑不同单一分类器在二分类应用中的表现及其差异，选择随机森林、极限梯度提升树、轻量梯度提升机、K-近邻算法作为个体学习器，并用贝叶斯算法对其进行超参数优化。然后提出基于序列二次规划的最优加权集成策略对叶片状态进行判别。最后利用某风电场提供的15号和21号风力机的历史数据进行了仿真实验，结果表明：所提出的检测模型与个体学习器及其它集成模型相比多项指标均有所提升，准确度达到了99.2%，在结冰检测方面具有一定的有效性。

摘要:针对传统逆变器在不平衡网压情况下工作时较难抑制输入电网有功功率振荡分量的问题,提出一种基于三电平T型准阻抗源逆变器(Three Level T-Type Quasi-Z Source Inverter,3L-T-type QZSI)抑制有功功率振荡分量的控制策略。文中从功率理论推导得到其并网的参考电流,实现并网有功功率恒定且以单位功率因数为目标的控制策略。即:使用二阶广义积分器(Second-order Generalized Integrator,SOGI)完成电压的正负序分离；再结合基于载波的电平位移调制(Level-Shifted PWM,LS-PWM)技术,用以调节功率开关直通状态的占空比和叠加的平衡分量,实现直流侧电压控制和中点电压平衡。最后,在Simulink平台上模拟了电网电压不平衡情况,对间歇性能源不同出力情况进行了仿真,仿真结果表明,该策略可有效抑制间歇性能源的有功功率二倍频波动,有利于实现中点电位平衡和间歇性能源并网稳定运行。

摘要:为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival, TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过Levenberg-Marquart(LM)算法迭代修正定位结果。仿真分析了TDOA定位算法、电磁辐射传感器配置对定位精度的影响,结果表明Chan-LM协同算法比Chan算法的定位误差减小40%,参考主站位于中心位置的Y形布站方式,传感器所在海拔高度相同时的监测区域整体定位准确度较高。利用实测电弧电磁辐射波形验证了Chan-LM协同算法能够有效改善定位精度,为基于电磁辐射TDOA的电弧定位策略应用提供参考依据。

摘要:随着新能源渗透率不断提高，微电网在分布式能源(distributed energy resources, DERs)运行控制中的作用日益凸显，但分布式能源的接入会给微电网的运行带来扰动。为此，本文提出了一种基于多智能体系统 (multi-agent system，MAS) 的两级分散协调控制方案来保证微电网的高安全性和稳定性。上层智能体基于Petri网(petri-net, PN)，针对各类能源的不同工作模式，构建DERs的PN模型，并以PN模型设计协调逻辑控制指令集，通过网格自适应直接搜索过滤算法 (mesh adaptive direct search filter algorithm, MADSFA) 选择最佳的协调逻辑控制指令。下层智能体负责局部连续控制，针对不同功率特性DERs的逆变器，分别采用不同的下垂控制策略。为保证暂稳态下微电网的稳定性，在逆变器和下垂控制器之间增设预设性能控制器，以确保逆变器的输出功率误差无论是在暂态还是稳态的情况下均能稳定在预设误差范围以内。同时为提高微电网系统的稳定性，两层之间的交互采用主从和无固定主从相结合的通信模式，这种交互机制提高了MAS在系统的实时监控过程中的时效性和灵活性。最后，仿真结果验证了基于MAS两级分散协调控制策略的有效性。

摘要:碳达峰碳中和的背景，主动配电网(Active Distribution Network, ADN)下多主体间能源共享有助于消纳弃风弃光。但随着各微网内风机光伏容量日益增加，每日微网净负荷峰谷趋势变化明显。传统分时电价逐渐很难发挥对微网的削峰填谷作用。本文提出考虑主动配电网下多主体能源共享调度策略，以主动配电网向下级微网的售电收益减去向主网购电成本所得净收益最大为目标函数，充分考虑下级多微网在电网议价下以微网自身运行成本最低为目标的调度自主性，运用KKT将下级多主体电能共享联盟运行成本最低的目标转化为上级目标的约束条件。引入KKT乘子，同时运用大M法对非线性约束进行线性化处理，提高模型求解速度。在Matlab的Gurobi 环境下，对连续的上下层耦合变量乘积进行离散化处理。最后，在IEEE33节点的主动配电网算例中验证所提模型的有效性。

摘要:无人船在恶劣海况下对其船载低成本微机械惯性测量单元（micro inertial measurement unit, MIMU）进行初始对准，其精度不仅会受到海浪摇摆、浪涌等未知复杂干扰的影响，还会受传感器噪声的影响。针对这一问题，本文提出基于变分贝叶斯的H∞滤波算法（variational Bayesian cubature H∞ filter, VBCH），从而实现在系统噪声或状态方程不确定且系统噪声和量测噪声同时具有“时变”、“厚尾”特性情况下的自适应鲁棒滤波。仿真实验表明，随着MIMU噪声的增大以及各项误差系数的不稳定性增强，系统噪声和状态方程逐渐变得不确定，基于卡尔曼滤波的自适应算法逐渐失效，而本文提出基于H∞控制理论VBCH算法则能够继续保持一定的对准精度和算法鲁棒性：对无人船载低精度MIMU的天向对准精度达到1.5°，东向、北向对准精度能达到0.1°。满足无人船大失准角初始对准的要求，具有一定的应用价值。

摘要:现有的基于时延估计的声源定位算法大多假定声源是近场源，而在手机等手持式声源定位设备这种小尺度传声器阵列的应用场景中，声源主要为远场源。传统的基于时延估计的声源定位算法在处理远场源时，效果不佳。为了实现在该类情景中快速而准确地定位，本文提出一种适用于远场源的定位算法；同时提出一种用于计算广义互相关-相位变换(generalized cross correlation phase transformation, GCC-PHAT)时延估计结果置信度的算法，置信度用于估算时差(time difference of arrival, TDOA)协方差矩阵和选用传声器对。将传声器视为节点，用置信度表示节点间的距离。本文将传声器对的选用问题转化为图论中的路径规划问题，即寻找经过所有节点的最长路径。MATLAB仿真实验结果表明：当声源归为远场源时，与传统Chan算法相比，本文提出的远场定位算法在准确度和精度方面都有很大优势。采用基于路径规划的传声器对筛选算法后，远场定位算法将具有优异的抗干扰能力，在低信噪比或者高混响时间等恶劣声学环境下，也具有令人满意的定位效果。

摘要:射频传感器是电磁态势感知的一种重要手段，通过对射频信号进行探测和分析，为电磁态势感知提供必要的数据支撑。针对现有射频传感器存在的获取信息不全面、集成度差等问题，论文提出基于分布式架构，以时、频、空、能等多域为切入点，设计一款分布式的多域电磁态势感知射频传感器，对射频信号进行多域协同侦测，为分析和评估战场电磁态势提供重要参考。论文首先基于Zynq多进程(Zynq Multi-Processor, ZynqMP)处理器处理器和ADRV9009射频收发芯片，设计了传感器的硬件方案，并完成了系统实物制作与测试，然后在软件算法方面，从时、频、空、能四个方面入手，分别就各域的关键特征指标，设计了相应的提取算法，最后设计了相应的功能和性能对比测试内外场实验。实测结果表明，传感器在时域所获得波形的震荡次数的误差小于1.92%，频域中对信号带宽和中心频率的测量误差分别小于3.2%和0.04%，能域中对能量的计算存在小于5.6%的误差，空域中来波方向角的测量误差小于2.7%，达到了预期设计要求。

摘要:针对无人水下机器人（unmanned underwater vehicle ，UUV）工作中存在的执行器故障，在系统不确定性与外界干扰下，提出一种基于有限时间扰动观测器（finite time disturbance observer ，FTDO），并结合改进模型的自适应鲁棒容错控制方法。一方面，FTDO能在有限时间内对外界环境干扰进行估计；另一方面利用滑模控制加上径向基神经网络（Radial Basis Function Neyral Network，RBF） 的万能逼近特性，建立带有执行器故障的输入补偿；其中改进模型的引入解决了系统不确定性导致的输入饱和，提高了稳定性与鲁棒性；其次采用一种新型的双幂趋近律使滑模量在更短时间收敛到稳态误差界内；仿真与水池实验结果表明了所提方法相对于滑模控制有着更好的容错效果。

摘要:为满足飞行爬壁桥梁检测机器人的功能特点，结构上，飞行爬壁机器人在飞行状态下时，四个旋翼不在同一平面而是处于一种纵列式排列。针对这种纵列式旋翼间存在的复杂气动干扰，先对单旋翼流场进行CFD（computational fluid dynamics）仿真并验证其可靠性。在此基础上分别对纵列式双旋翼在不同横间距、不同纵间距、不同转速的情况下进行气动仿真。然后根据仿真结果进行分析，得到横纵间距以及转速对前后旋翼以及整个系统的气动特性影响。仿真结果表明：横间距对纵列式旋翼间的气动干扰较大，而轴向间距相对较小，干扰程度与转速相关。可见本文结论可为飞行爬壁机器人的旋翼布局、转速、可行性等提供依据。

摘要:针对船用起重机在进行起升、变幅动作及受到外部扰动时,船用起重机多绳系统的减摇索之间无法实现同步运动的问题。首先建立了船用起重机多绳系统的运动学和动力学模型,接着提出了模糊PID控制策略,最后采用Matlab/Simulink软件进行仿真分析。结果表明:在模糊PID控制策略下,多绳系统期望绳长与实际绳长的误差逐渐趋向于零,期望绳长速度与实际绳长速度的误差逐渐趋向于零,相比于传统的PID控制效果,模糊PID控制策略具有更高的鲁棒性。

摘要:针对极限学习机(extreme learning machine, ELM)预测下肢关节力矩时，随机初始化输入权重和偏置影响模型准确度问题，提出一种基于核极限学习机(kernel based extreme learning machine, KELM)的下肢康复机器人关节力矩预测方法。该方法将高斯核函数与ELM相融合，并采用遗传算法(genetic algorithm, GA)与粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)结合的基因粒子群(genetic algorithm- particle swarm optimization, GAPSO)对KELM的参数进行优化。首先，采集1位在跑步机上以0.4、0.5、0.6、0.7和0.8 m/s等5个不同速度行走的右下肢偏瘫患者运动数据并对数据进行预处理；其次，通过GAPSO对KELM进行优化，获得最优参数正则化系数C和核函数宽度参数S ，将输出关节力矩与反向生物力学分析计算的关节作比较；最后，利用均方根误差(root mean square error, RMSE)和相关系数（P）来评价算法优越性。实验结果表明，基于GAPSO优化后的KELM(GAPSO-KELM)算法相对于PSO-KELM算法、KELM算法和ELM算法的平均最大均方根误差分别降低14%、18%、28%，且P除了0.8 m/s右侧踝关节内外翻是0.79外，其余P最小是0.84，GAPSO-KELM算法进一步提高预测精度，使其为康复治疗提供更有效的算法支持。

摘要:针对鹈鹕优化算法收敛速度较慢、初始化过程随机产生初始种群导致种群多样性差,在后期易陷入局部最优等问题,提出了一种融合三维螺旋飞行和混合反向学习策略的鹈鹕优化算法。首先使用Gauss映射初始化种群,提高种群多样性；其次利用三维螺旋飞行和混合最优最差反向学习策略,加强算法跳出局部最优的能力；最后,引入自适应平衡因子与自适应步长,提出鹈鹕坠落策略,以模拟捕食过程中群体的微小变化。最后,通过12个基准函数和实际案例对IPOA进行测试,并与8个仿生算法进行对比,测试结果与Wilcoxon 符号秩和检验结果均表明IPOA收敛精度与稳定性等各项性能都有所提升,具有明显优势。

摘要:针对视觉背景提取(Visual Background Extractor, ViBe)算法在运动目标检测过程中容易受到噪声干扰的问题，将两帧差分法融入ViBe的前景检测阶段，提出一种融合两帧差分信息的改进ViBe算法(ViBe with two-frame differencing, ViBe-TD)。首先，设计单阈值形ViBe(single-threshold form of ViBe, S-ViBe)检测，为信息融合做准备；其次，基于逻辑斯蒂(Logistic)回归模型，实现像素点上两帧差分和S-ViBe检测信息的融合；最后，综合两类检测信息完成前景像素点的判定。实验结果表明，ViBe-TD算法在4种不同场景视频上的检测效果达到了0.932的平均精确率，0.785的平均召回率以及0.842的平均F1值。与原算法相比，ViBe-TD算法的各项指标平均有0.158的提高，具有良好的检测效果。

摘要:为了提高网络路由性能,提出并设计了一种基于遗传-蚁群优化算法的QoS组播路由算法。首先,设计了自适应变频采集策略用于采集网络与节点信息,以此获得网络和节点的状态,为后续路由优化提供数据支持；其次,计算路径代价,将路径代价最小作为优化目标,建立QoS组播路由优化模型,并设置相关约束条件；最后,结合遗传算法和蚁群算法提出一种遗传-蚁群优化算法求解上述模型,输出最优路径,完成路由优化。实验结果表明,所提算法可有效降低路径长度与路径代价,提高搜索效率与路由请求成功率,优化后的路由时延抖动较小。

摘要:为满足地质工作者对野外露头表征数据分析的需求,针对现有的软件在三维可视化、跨设备、跨平台性及易操作性等方面的不足。本文基于WebGL(Web Graphics Library)开发了地质三维数字露头可视化平台。首先设计了平台的开发框架及实现路线,以Cesium为框架为基础,通过无人机倾斜摄影进行数据采集,结合U-net算法对地质数据进行分割和分析,实现了数据在跨平台、跨设备上的可视化展示和交互。具体应用中,U-net算法可自动识别和标记地质露头的地层特征和结构,可视化平台则针对识别出的特征提供丰富的测量和标绘工具,更加直观地展示露头信息,有助于地质勘探者更快捷、更全面地理解野外地质条件,提高露头表征数据的分析效率和易用性。仿真分析实例表明,验证了基于U-net算法的分割结果在露头表征和地层分析方面取得了较高的精度和可靠性,该可视化平台将会极大提升野外露头表征的分析效率与易用性,对加快数字中国、智慧地质的建设具有极高的应用价值。

摘要:为探究不同固化剂应用于浇注高聚物粘结炸药（polymer bonded explosives，PBX）药浆时的固化时间，利用傅里叶变换红外光谱仪、旋转流变仪及邵氏A型硬度计，研究了甲苯二异氰酸酯（TDI），二聚酸二异氰酸酯（DDI）及TDI/DDI混合固化剂对浇注PBX药浆固化过程中的固化反应速率、适用期及固化时间的影响。结果表明，不同固化剂与端羟基聚丁二烯（HTPB）在55℃下的反应速率大小关系为kTDI > kTDI/DDI > kDDI，且反应遵循二级反应规律。对于高固含量的浇注PBX药浆，在固化比1.2，固化温度55℃的条件下，采用TDI固化剂时适用期为4小时，固化时间为72小时；采用DDI固化剂时，适用期能够达到5小时以上，但其固化时间为128小时；采用TDI/DDI混合固化剂时，固化时间缩短为96小时，适用期可以达到5小时以上，固化效果较为理想。

摘要:为了研究外保温墙体非稳态热湿耦合传递规律，降低墙体内部受潮的危害，以寒冷地区保定市典型的外保温墙体为研究对象，针对以现浇混凝土为基层和以轻质砌块为基层的外墙外保温系统，通过模拟对它们的热湿传递特性进行横向对比研究。同时从隔汽层的设置与空气层安装这两方面，分析其对墙体热湿性能的影响。模拟结果表明：在寒冷地区冬季工况下，现浇混凝土墙体保温层受潮位置在靠近室外一侧，轻质砌块墙体保温层受潮位置主要在保温层中间及靠近基层墙体一侧，其中轻质砌块墙体的保温层受潮程度较为严重，保温层的最大相对湿度达到71.5%且长期高于室外环境相对湿度，容易发生湿积累。安装隔汽层后，轻质砌块系统保温层含水量下降了17.3%，保温层相对湿度下降到50%以下。安装空气层后，现浇混凝土系统的热阻提高，采暖期最冷日墙体平均温度上升了2.88 ℃，采暖期保温层最高相对湿度下降到了34%，但会增加夏季保温层的相对湿度，综合效果不佳。

摘要:针对刚性挡土墙主动位移过程中砂土非极限主动土压力问题,利用PFC2D^分别对挡土墙绕墙顶转动(RB)模式、绕墙顶转动(RT)模式和平动(T)模式下砂土主动破坏过程进行模拟分析。分析结果表明,不同位移模式下土体内摩擦角及墙土摩擦角调动规律存在差异。挡土墙主动位移过程中,RB模式下土体破坏从墙顶开始,向墙脚发展,土楔体内部只有靠近墙背侧区域出现主应力偏转现象,并且土楔体中内摩擦角调动值均能达到极限值。RT模式下,土体破坏沿着墙背和滑裂面从墙脚开始,向土体表面发展,墙后土楔体中上部区域主应力偏转角度较大,形成了大主应力拱,与此对应的是该区域内摩擦角调动值相对初始内摩擦角减小。T模式下,土体破坏分别沿着墙背从墙顶向墙脚发展以及沿着滑裂面从墙脚向土体表面发展,墙后土楔体内部会出现小主应力拱,并且内摩擦角调动值从初始内摩擦角增加,但达不到极限值。

摘要:为研究粉煤灰单桩复合地基竖向循环承载特性,开展在循环荷载作用下的室内模型试验。通过监测桩身及土体变化情况,分别从桩顶累计沉降、土压力、桩身内力等方面进行分析,试验结果表明：循环桩顶累计沉降前期呈现快速增长,而循环荷载比临界值M=0.6,将后期沉降变化划分为稳定型和增长型两种趋势；桩侧土压力主要影响桩身上半部分土体,并沿竖向和径向均出现衰减现象,且竖向衰减更为明显；对桩端阻力强化系数Z和桩侧阻力弱化系数D分别进行拟合,可得到对实际工程中不同循环周期下桩端、桩侧阻力强弱变化情况分析,具有参考依据的函数方程；循环荷载下的桩端/桩侧荷载分担比呈现动态变化,循环周期的增加,将会存在桩端所占承载比例超越桩侧所占比例的占比反超点,循环幅值越大,出现反超点所需的循环次数也越少。

摘要:针对地下地铁人行通道暗挖施工对近邻多管线扰动影响问题，依托南昌地铁3号线邓埠站1号出入口人行通道暗挖工程，采用数值计算与理论分析相结合的方法，系统研究了通道暗挖施工扰动作用下近邻多管线的力学特性，总结关键因素对管线力学行为的影响规律，提出了通道暗挖下近邻密集管线影响分区计算方法与控制措施。结果表明：结合Peck曲线分布规律确定出以控制值的60%与20%作为强影响分区、弱影响分区、无影响分区的阈值；采用多元非线性函数进行拟合得出的线竖向位移与多因素的关系函数，对影响分区划分效果较好；建立的地铁隧道暗挖对近邻密集管线强弱影响分区方法，可通过有效的措施将密集管线强影响区转变为弱影响区和无影响区，进而保障施工安全。

摘要:社区作为中老年人活动的常驻空间，承载居民日常活动、公共交往等需求，活动参与多样性对中老年人的健康水平具有积极影响。从多维度参与形式出发，基于太原市社区调查数据，构建结构方程模型，对中老年人参与途径与体系进行综合性分析，认识其差异性与关联性，并分析其潜在关系及对生活满意度的影响机制。研究发现，场所依恋可正向调节中老年人的生活满意水平，直接和间接产生总效应值0.595，且场所认同感有助于提高社区参与活力；社区线下参与对生活满意度产生总效应值0.132，线上参与产生总效应值0.059，社区线下参与可影响线上参与，且二者为正向促进关系；人口学变量也可在一定程度上影响中老年人的生活满意度，且影响程度从大到小依次为受教育程度、居住方式、工作类型、年龄、性别。根据研究结果提出中老年人社区参与提升的优化策略，可为城市社区参与活力的激发和提升提供参考。

摘要:科学评价与优化街区步行适宜性对提升城市活力、推动绿色发展具有重要意义。首先从居民实际需求出发，基于马斯洛需求理论（Maslow’s demand theory）和卡诺模型（Kano model）构建包含五个维度共十五个指标的城市街区步行适宜性评价模型，结合多源数据和改进的CRITIC（Criteria importance though intercrieria correlation）-熵权赋权法以合肥市为例进行测度；随后结合热点分析识别各维度高、低值的空间聚类情况，并分析产生原因；最后引入街区活力，利用双变量莫兰指数探讨二者的空间匹配关系，进而提出步行适宜性优化方法。结果表明，基于马斯洛需求理论和卡诺模型可从通畅性、便捷性、安全性、丰富性和舒适性五个维度对步行适宜性展开评价；研究区内的步行适宜性具有显著的空间分异性和自相关性，且与街区活力存在较多不匹配区域。在此基础上提出街区步行适宜性优化策略，可为合肥市未来步行空间设计和改造提供参考。

摘要:城市直埋供热管网泄漏精准智能定位是城市供热基础设施安全与节能降碳运行及智能化的重关键环节。为提高利用声波法进行直埋热水供热管网泄漏的定位精度，建立DN300大型模化供热实验系统，研究了有无泄漏时，管壁上声波信号随传播距离、温度、压力和流量变化的特性，分析了管道上水泵振动声波的时频特点，利用小波阈值法进行信号降噪，得到了供热管道泄漏的特征频段。研究表明，温度对泄漏声波频段影响显著，温度越高声波特征频段分布越大，温度从31℃升高到86℃后，特征频段从200-800 Hz升至50-1500 Hz；传播距离、压力和流量的变化主要影响泄漏信号幅值，对特征频段范围影响较小；水泵声波能量主要集中在3000-4000 Hz处于泄漏信号频段范围之外，利用小波阈值法进行信号降噪，提高定位精度可达0.11%、实现定位距离偏差在±1m内。

摘要:为了研究粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副滑动过程中产生的热、温度场和应力场的分布规律及其相互影响,基于G-W模型,将轮轨摩擦副简化为一不同形貌的微凸体粗糙表面与一理想平面,并结合有限元法计算分析,结果表明:微凸体之间的相互作用对摩擦生热有影响,随着球冠状微凸体堆叠度的增大,热区分布面积增加,热源减小；微凸体的数量和排布规律对摩擦生热有影响,微凸体X向排布时,摩擦温升随微凸体数量的增加而减小,微凸体Z向排布时,摩擦温升随微凸体数量增加而增大,热区分布向滑动方向后方集中；不同形貌微凸体对对摩擦温升结果也会产生影响,球冠状微凸体粗糙表面摩擦温升总体高于长方体状微凸体摩擦温升。从微观层面探究粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副热源、热区分布、温度场和应力场分布等的影响,为进一步研究轮轨相互作用,保障列车安全运行提供理论依据。

摘要:为了改善沥青的高温性能，采用橡胶和硅藻精土制备多种掺量的复合改性沥青。利用针入度、软化点、延度、旋转粘度试验，对不同改性沥青性能进行表征，通过曲面响应法得出改性剂最佳掺量比例，并对比橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青进行改性效果评估。采用旋转薄膜烘箱老化试验、热重分析法、差示扫描热量法、红外光谱扫描试验、扫描电镜试验、研究了橡胶-硅藻精土复合改性沥青的老化性能、高温性能、微观结构和反应机理。结果表明，22%橡胶和4%硅藻精土的复合改性沥青综合性能最好。与橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青相比，橡胶-硅藻精土复合改性沥青表现出了更好的高温稳定性；橡胶粉、硅藻精土与基质沥青之间主要存在物理共混，沥青与两者形成了相互稳定的整体。

摘要:降雨是导致和诱发滑坡的主要因素,据调查我国大约68%的滑坡灾害是由于降雨作用所致。因此,揭示降雨诱因与边坡岩土体劣化变形之间的关联性,是从根本上防治降雨诱发滑坡灾害的基本途径。本文以大广高速新丰段边坡为例,对降雨诱发边坡失稳破坏模式展开研究。首先,建立降雨与开挖条件下的大广高速新丰段边坡的三维数值计算模型,分析了滑坡应力场和位移云场演变规律,确定了滑动面埋深(H=14m)和滑动面地表出露位置,并发现滑动面出露处呈“后缘张拉V型裂缝、舌部挤压隆起变形”为主的破坏模式,坡面以蠕滑变形为主的破坏模式；最后,开展了新丰段边坡“耦合锚索框架梁+抗滑桩”加固设计及可行性数值模拟分析,结果表明在抗滑桩加固位置,坡体Z方向变形量减小,最大变形量仅为9mm,满足边坡控制要求；最后,在新丰段边坡上建立了公路边坡滑动力综合在线安全监测预警系统,揭示了滑动力随降雨量的动态响应规律,监测数据显示随着降雨增大,深部滑动力发生突增,边坡变形,主要破坏形式包含框架梁开裂、坡面岩土体呈“舌”状破坏,为类似公路高边坡的安全监测和变形机理研究奠定了理论和实践基础。

摘要:为合理的解决在役混凝土梁桥耐久性评估问题,提出基于博弈论融合的评估模型。首先,综合考虑桥梁所处地区环境及桥梁本身的特点,构建指标评价体系；其次,在充分考虑指标间影响的基础上,依据DEMATEL-ANP计算主观权重,同时利用DEMATEL法直观展现指标因果关系；然后,利用博弈论的均衡理论,融合主观权重与CRITIC客观权重,再结合未确知测度理论,确定桥梁等级；最后,结合多座在役混凝土桥梁进行验证。结果表明:各桥梁耐久性与实际状况一致,准确度高,且与传统评估模型相比,该模型不仅更为准确,还可充分考虑指标间影响关系并以指标因果关系为后续维修顺序提供依据,使其更贴合实际工程使用要求。

摘要:为探究软土地区浅埋大直径盾构隧道管片上浮规律及其影响因素，本文依托上海机场联络线浅埋大直径盾构隧道工程案例，基于实测数据分析了盾构姿态变化对管片上浮的影响，揭示了管片上浮量与施工参数之间的相关关系，提出了考虑多因素的管片上浮非线性预测方法。研究结果表明，管片上浮主要可分为脱出盾尾前初始偏差及变形、快速上浮（盾尾5环）、缓慢上浮（盾尾5-15环）和沉降等4个阶段；盾构姿态、管片姿态与超挖是影响管片上浮特性的重要因素；管片上浮量与平均推力、盾构仰角、平均推进速度呈正相关，与上下盾尾间隙差呈负相关，采用多元非线性拟合方式可以综合考虑多因素较好地预测管片上浮量。本文相关研究可为大直径盾构隧道施工过程中上浮预测与控制提供参考。

摘要:混行交通下的自动驾驶车辆需具备换道意图预测能力来保障行驶安全。为尽早预测车辆换道意图，提出一种基于形变长短期记忆(Mogrifier LSTM)网络的换道意图预测模型。首先采用S-G (Savitzky?Golay)滤波器对自然驾驶数据集NGSIM(Next Generation Simulation)进行降噪筛选，按向左换道、向右换道、直线行驶对不同时间长度的轨迹序列标注，选取车辆运动信息与环境信息输入模型，最后采用softmax函数进行意图分类。试验结果表明，在不同预判时间下，模型准确率均高于SVM、LSTM模型，且越接近换道点预测准确率越高，在1.0s、2.5s时预测准确率分别为93.83%与81.30%。提出的模型具有良好的准确性与预判性，能为自动驾驶车辆尽早识别换道意图提供技术支持。

摘要:疲劳失效是影响结构件使用安全的主要问题,对疲劳寿命进行准确预测具有重要的工程意义。基于采用平均应力修正的损伤力学演化模型,结合有限元法建立了同时考虑裂纹萌生与扩展的疲劳全寿命数值预估方法。为了验证该方法,开展了不同应力水平下铝合金开孔板试样疲劳试验与疲劳数值模拟。结果表明,基于所建立的疲劳数值分析方法能够有效预测开孔板裂纹扩展过程及疲劳全寿命,预测寿命误差带在两倍以内。

摘要:为解决目前国内机场中转衔接效率不高的问题,通过分析影响机场航班中转衔接性的因素,基于航班波的理论定义命中的概念及其计算方法,构建了以枢纽一日中转衔接命中数最大化为目标,同时考虑时间约束、绕航约束和跑道容量约束的时刻调整模型。设计自适应模拟退火遗传算法对模型进行求解,在自适应遗传算法中引入模拟退火的思想提高算法的全局搜索能力和收敛速度,并与传统遗传算法和模拟退火算法进行对比。对首都机场一日起降航班数据进行实证分析,分别求解出3种时间窗调整时长下的最优命中数,并迭代出相应的航班时刻表。结果表明,改进算法能在更短时间内获得较高质量的近优解,优化后的航班时刻呈现出明显的波形结构,机场的中转衔接性能得到了有效提升。

摘要:为了有效修复和美化污染的土壤环境，降低重金属的污染，将培养重金属生物菌剂与2种富集植物联合修复铅（Pb）污染的土壤，通过微生物培养、高效液相色谱、微生物群落多样性分析等方法，开展了土壤中重金属残留、酶活性、叶绿素含量、重金属抗性菌、微生物数量和群落多样性研究。Pb污染浓度为400mg·Kg-1，分别经过联合修复30天和60天，土壤中重金属浓度分别下降了19.61%、19.48%，60天比30天吸附率分别提高了16.82%、17.83%。过氧化氢酶由对照组的5.6mg·kg-1增加到11.4mg·kg-1、15.9mg·kg-1；碱性磷酸酶的活性由45.6mg·kg-1增加到88.4mg·kg-1、93.4mg·kg-1；蔗糖酶的活性由4.2mg·kg-1增加到9.6mg·kg-1、9.9mg·kg-1；脲酶的活性由32·6mg.kg-1增加到66·3mg·kg-1、71.2mg·kg-1。叶绿素的含量分别增加9.16%、9.18%。重金属抗性菌检出数量分别减少21.31%和20.27%。细菌、真菌和放线菌的数量分别最高增加了97.68%、67.63%、210.09%。微生物群落多样性和丰度也相应增加2.7%、2.9%。检测结果表明污染土壤经过微生物菌剂与植物联系修复后，植物的光合作用增强，加快重金属的吸附和转运，提高酶活性，提升植物对重金属的耐受性，重金属抗性菌数量显著降低、细菌、真菌和放线菌的数量显著增多；生态多样性增加，阐明微生物菌剂强化修复机制，为高效治理重金属污染提供科学依据。

摘要:针对河道和湖泊水质净化处理问题,从水动力学方面优化水体自身的水质净化能力,基于FLUENT软件分别建立二维和三维水动力模型,模拟注水过程中流场的变化,以流场中流速、压力以及湍流强度为指标,研究不同注水位置对水质自净化过程的影响。结果表明:在深度方向上,随着进水口位置的下移,流场活跃范围减小,死区增多；在流动方向,流动距离越远,流场湍流强度越大；在宽度方向,流场流速,压力和湍流强度均以中间进水口的纵向截面对称,流速主要集中在进水口主流区,以及末端的回流处。进水口越接近上部,对于水体的自净化促进效果越好,建议采用上部注水方式来促进河道自净化。研究结果可对促进河道水质自净化提供参考和建议。