2025, 25(12):4827-4839. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402216
摘要:近年来,人工智能在各个领域展现出了强大的模式识别和分类能力,为岩性识别提供了新的思路。 从支持向量机、 神经网络、集成学习这 3 种方法出发,综述这些机器学习算法的基本原理、优缺点及其在铀矿层岩性识别领域的研究进展和 应用情况。 结果表明:机器学习通过训练模型可以有效识别出测井数据与不同岩性之间的关联,将岩性识别过程转化为机器 学习的过程,可以极大地提高岩性识别自动化程度和识别准确率,具有重要的现实意义和广阔的发展前景。
2025, 25(12):4840-4848. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402896
摘要:加强对全挥杆技术运动生物力学分析的系统性构建,是触及问题本质、从根源解决技术问题的关键,有针对性的进 行专项体能训练是技术水平充分发挥的有力保障。 通过综述高尔夫全挥杆技术研究成果,论述并总结全挥杆技术运动生物 力学特征,通过进一步分析不同性别、水平球员全挥杆技术的优势与不足,提出合理化体能训练建议,为优化运动员全挥杆技 术、提高科学化训练水平提供借鉴。 高尔夫全挥杆阶段,肢体遵循由近端向远端运动顺序原则,肌肉收缩符合拉长-缩短周期 原理,根据特异性挥杆方式进行合理化重量转移,并强化末端关节释放效应,有利于最大化杆头速度; 全挥杆下杆阶段,躯干、 骨盆轴向旋转角速度峰值和腕部释放峰值速度与时机是影响杆头速度的主要因素,也是女子球员区别于男子球员挥杆技术 的关键所在;体能训练是增强全挥杆技术水平的重要途径,高尔夫球员要注重上、下肢肌肉力量与爆发力、核心稳定性和旋转 爆发力等专项力量素质的发展。
2025, 25(12):4849-4856. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404441
摘要:残余应力严重影响碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)的力学性能,甚至诱发材料开 裂,因此,准确测量 CFRP 层合板的层间非均匀残余应力对于其制备工艺改进具有重要意义。 通过逐层钻孔法测量 CFRP 层 合板层间非均匀残余应力,采用有限元仿真计算每层释放残余应力与应变之间的标准系数矩阵;利用系数矩阵和实测应变计 算 CFRP 各层残余应力。 结果表明:CFRP 层合板整体延厚度方向呈现外压内拉的应力分布;残余应力测量方差随钻孔深度增 大而增加,板内越靠近中间的铺层,其层间残余应力值越大,非均匀性越高。
2025, 25(12):4857-4863. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403924
摘要:针对传统合成孔径雷达干涉测量(synthetic aperture radar interferometry,InSAR)技术在岩溶塌陷监测中的局限性,提 出一种集成永久散射体(permanent scatterer, PS)技术的小基线集(small baseline subset,SBAS)-InSAR 地表形变监测方法,用 于监测浅埋覆盖层岩溶塌陷群的形变特性。 选取贵州省黔南州荔波县洞丢地区作为研究区域,收集 2020 年 1 月 30 日— 2022 年12 月 21 日期间覆盖该区域的 83 幅 Sentinel-1A 影像数据,并应用时序 InSAR 技术对塌陷区域的形变速率特征进行分 析。 结果表明:2020—2022 年,塌陷区域经历了形变速率的快速发展阶段,监测结果与实际划定的塌陷区域范围相吻合;塌陷 区域的最大形变速率为-167. 5 mm / a,主要发生在塌陷最为集中的区域。 提出一种基于时序 InSAR 技术的岩溶塌陷群识别判 据,该判据通过分析监测区域内任意 3 点相连的形变累积曲线的变化趋势一致性以及局部突变点,作为群发性岩溶塌陷群发 育的早期识别特征。 研究成果可为群发性浅埋覆盖层岩溶塌陷发育过程的识别提供重要的参考价值。
2025, 25(12):4864-4880. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403344
摘要:玄武岩红土型风化剖面非常适合研究极端风化作用下元素的地球化学行为,报道发育于海南岛西北部临高县第四 纪中更新世多文组玄武岩之上的红土型风化剖面,对 84 件剖面样品开展了细致的主-微量元素、pH、Eh 和阳离子交换量 (CEC)分析,通过质量平衡计算,揭示剖面中元素的迁移和再分配规律。 海南岛临高红土型风化剖面具有较高的 Fe2 O3 (17. 0% ~ 41. 6% )和Al2 O3 (15. 3% ~ 28. 4% ),较低的 SiO2 (10. 6% ~ 43. 6% )组成,土壤层和残积层的化学蚀变指数(CIA)极 高(平均 99. 3),反映了该风化剖面经历了极端风化条件下富 Fe 和 Al、脱 Si 的强烈化学风化作用。 质量平衡计算结果表明: 碱金属-碱土金属大多沿整个剖面发生了程度较高的丢失,过渡族金属元素中 Sc、Cu 和 Zn 在剖面中淋失程度较高,V 和 Ni 分 别在残积层顶部和Ⅳ 层富集,高场强元素(HFSE)在剖面中呈不同程度的淋失状态;氧化还原敏感性元素中 Fe 主要以 Fe(OH)3 的形式在残积层顶部发生沉淀和富集。 Cr 在剖面中以不溶于水的 Cr2 O3 形式存在,并在残积层顶部富集。 Mn 和 Co 以可溶的 Mn2 + 和 Co2 + 形式存在,二者的富集是由于风化过程中含有 Mn2 + 和 Co2 + 的氧化物被溶解导致的。 U 在残积层底部 以 UO2 的形式沉淀并富集,其他层位的 U 以可溶的 UO2 CO3 和 UO22 + 形式存在,富集行为与剖面中次生铁的氢氧化物的吸附作 用有关,整个剖面 U 的轻微富集现象可能是地下水中 U 的带入导致;临高剖面形成铁质红土应是 Al 的明显淋失和 Fe 在残积 层顶部的富集所致,而文昌剖面的铁铝质红土是 Fe 和 Al 同时富集的产物,有助于认识海南岛东北部和西北部玄武岩红土型 风化产物的差异,为今后矿产资源开发利用提供科学依据。
2025, 25(12):4881-4888. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403831
摘要:为判断原油顶空气轻烃参数的准确性,采集柴达木盆地西部地区 6 口井的原油和伴生气,对比分析了原油顶空气和 天然气中轻烃的组分和单体烃碳同位素特征。 结果表明:顶空气中的 C5 —C7 轻烃化合物含量比天然气中的轻烃化合物含量 高,但两种方式得到的轻烃相对含量接近;在利用轻烃参数研究油气成因类型、生成温度等方面,两种方式得到的结果相近, 但在利用庚烷值和异庚烷值判断油气成熟度时,会得到不同的结果;顶空气较天然气具有整体偏重的轻烃单体烃碳同位素特 征,其中环烷烃碳同位素偏重幅度最小,并且两种方式得到的甲基环己烷碳同位素值(δ13 CMCC6 )相近。 可见,利用原油顶空气 可准确获取主要的轻烃参数和 δ13 CMCC6 ,研究成果为丰富轻烃地球化学在油气成藏中的应用提供了依据。
2025, 25(12):4889-4899. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404152
摘要:鄂尔多斯盆地海相碳酸盐岩储层钻进过程中易发生气侵、井漏、井壁垮塌等井下复杂情况,系统评价超压成因机制 和准确预测地层压力对目标层系勘探开发尤为重要。 以鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组碳酸盐岩储层为研究目标,借助 测井曲线组合分析法、有效应力-声波速度法、声波速度-密度法和综合分析法对目的层位进行超压成因分析;通过建立碳酸盐 岩基质、骨架、混合孔隙流体及饱和流体岩石的弹性模量物理模型,并结合有效应力原理,形成了适用于鄂尔多斯盆地东部奥 陶系马家沟组的地层压力预测方法;最后通过现场数据验证模型的准确性。 结果表明:目的储层超压成因以生烃作用为主, 欠压实作用和构造挤压为辅,新模型预测结果的相对误差可控制在 10% 以下,有较强的适用性和较高的预测精度。 研究成果 对鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组地层的油气成藏的研究具有一定指导意义。
王涛,蒋裕强,杨长城,王占磊,朱讯,潘辉,周亚东,袁永亮,贺英
2025, 25(12):4900-4912. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404036
摘要:孔隙结构是决定致密砂岩储层物性和油气产量的关键因素,明确孔隙结构特征对油气的勘探开发具有重大意义。本文以天府气区须家河组须四段致密砂岩储层为例,通过薄片鉴定、扫描电镜观察、核磁共振测试、高压压汞测试以及X衍射等实验,结合分形理论,系统地分析了研究区须四段砂岩的孔隙结构特征、分形特征及流体可动性。结果表明:研究区须四段砂岩主要为长石岩屑砂岩,储层类型为特低孔-特低渗孔隙型储层,孔隙类型主要为长石溶孔,喉道类型以片状喉道为主。根据高压压汞曲线形态和核磁共振结果,可将须四段砂岩孔隙结构分为三类,其中Ⅰ类样品储层物性最好,孔喉半径较大,孔喉连通性和分选性好,流体可动性强,储层质量最优。须四段致密砂岩孔隙结构和流体可动性受沉积结构和矿物含量影响较为明显,粒度较粗、分选性较好的的储层孔隙结构和流体可动性较好。同时,石英作为砂岩中主要的刚性矿物,具有抗压实的能力,对储层孔隙起到了一定的保护作用,而方解石和黏土矿物会占据孔隙空间,导致储层的孔隙结构和流体可动性变差。
2025, 25(12):4913-4919. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402357
摘要:为提高滑坡长期位移预测精度,本文将GCformer模型运用到滑坡位移预测,提出了一种基于GCformer模型的滑坡位移预测方法。该方法以降雨量和位移量作为输入,利用GConvmsk模块获取序列的全局信息,并结合序列长度线性缩放来高效提取数据特征。同时,利用PatchTST模型来自动提取序列数据中的近短期信号,获取更全面的历史信息,从而提高模型的鲁棒性和对数据的建模能力。最后,利用甘肃定西市会川镇锦柳坪村和元始滩村滑坡位移监测数据进行了实例验证。结果表明,该模型与Autoformer模型和FEDformer模型相比,GCformer模型在总位移和垂直位移上具有更高的预测精度和更好的可靠性。
2025, 25(12):4920-4925. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2500642
摘要:目的:探讨基于社会认知理论的阶段性护理干预对创伤性脑出血患者认知功能、自我管理及自我效能的影响。方法:将105例创伤性脑出血患者按随机数字法分为干预组53例和对照组52例。对照组接受常规康复治疗,干预组在此基础上实施基于社会认知理论的阶段性护理干预。比较两组患者在干预前后认知功能、自我管理能力、自我效能及日常生活能力的变化。结果:干预后,干预组患者在蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、自我管理行为量表(Appraisal of Self-Care Agency Scale-Revised, ASAS-R-C)、自我效能量表General Self-Efficacy Scale, GSES)、Barthel指数评分上均显著高于对照组(P<0.05),各项指标均显示出显著改善。结论:基于社会认知理论的阶段性护理干预能显著改善创伤性脑出血患者的认知功能、自我管理、自我效能及独立生活能力,具有较高的临床应用价值。
2025, 25(12):4926-4931. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2308559
摘要:【】目的 比较经皮内镜下椎板间入路腰椎间盘切除术中不同黄韧带处理方法的临床效果。方法 回顾性分析自2015 年3 月—2019 年3 月,行经皮内镜下椎板间入路腰椎间盘切除术的86 例L5-S1节段腰椎间盘突出症(LDH)患者。根据术中黄韧带的不同处理方法,分为对照组(n=55)和改良组(n=31)。分析对比两组患者之间的年龄构成、性别差异、病程、手术的时程、术中的出血、住院的时间和并发症。术后1 个月、3 个月、6 个月常规门诊复查随访。手术结果的评价采用数字评定法(NRS)和改良Macnab标准。数据的处理采用统计学分析软件SPSS 19.0,Mean±SD表示计量资料,独立样本t检验用于组间的对比,比较手术前后多次测量NRS评分采用数据方差分析。计数资料采用百分率的形式描述,组间对比应用精确概率法亦或χ2检验;Mann-Whitney秩和检验用于比较各组间的随访时间和等级分组资料。P < 0.05为研究结果有统计学意义。结果 疼痛评分:两组患者术后均明显下降(F组内=197.477, P=0.001),两组之间术后疼痛评分比较没有明显差别(F组间=1.701, P=0.203),时间因素对于两组结果的影响并没有不同(F交互=2.231, P=0.108)。术后6 个月,改良组NRS评分明显低于对照组(t=2.086, P=0.046)。两组患者术后改良Macnab标准比较并没有明显不同(U=782.000, P=0.308)。结论 经椎板间入路腰椎间盘切除术中采用改良的黄韧带处理技术与传统方法相比不会延长手术时间或者增加手术出血量,在去除突出椎间盘的同时,能够保留相关组织结构的完整性,具有良好的临床效果,符合微创的核心理念。
2025, 25(12):4932-4937. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2405233
摘要:原地浸出工艺优化了离子型稀土矿开采方式,但无组织泄露可能会造成资源的流失和生态环境的影响,因此开采过程中防渗工作尤为重要。本研究以水泥复合材料(C-CM)、液态硅基复合材料(Si-CM)、丙烯酸盐复合材料(A-CM)三种灌浆防渗材料为基础,并复配高岭土尾矿,通过帷幕灌浆材料的pH、密度、粘度、凝结时间、固砂体强度测试、浆液扩散模拟、渗透性和耐久性测试,分析对比各帷幕灌浆材料各项指标。结果表面,C-CM的固砂体强度较高,但A-CM和Si-CM的粘度较低,可灌性更强,所形成的固砂体的渗透系数更低,更适合裂隙较小区域防渗。Si-CM在干湿循环和冻融循环中降解较快,且降解产物主要为SiO2。另外,添加高岭土尾矿可在一定程度上提升防渗材料固砂体的强度和防渗性能,且增加了材料的前期耐久性。
2025, 25(12):4938-4946. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403908
摘要:煤层回采过程中易造成顶板悬露面积大、垮落步距长,影响巷道围岩破坏形态及支护体劣化失效等问题。针对泊江海子矿113105工作面厚硬顶板赋存及沿空掘巷窄煤柱失稳问题,采用切顶卸压是有效解决顶板悬顶问题的一种有效途径,其关键参数的设计对于卸压效果有着重要的影响。为探究不同切顶卸压高度对沿空掘巷窄煤柱上方顶板应力演化规律的影响,采用理论分析、数值模拟与现场观测相结合的手段对巷道侧向切顶效果进行研究。基于砌体梁的滑落和回转变形稳定性理论构建不同切顶高度下煤柱顶板力学模型,得出不同切顶高度后煤柱承载应力分布方程。运用FLAC3D软件模拟不同切顶高度条件下煤柱顶板应力分布及位移演化特征,模拟结果显示,在顶板实施切顶技术后形成的切缝面有效阻断了应力的传播路径,巷道两侧煤体内的垂直应力峰值有所降低,伴随切顶高度增加其卸压的效果逐步增加,当切顶高度达到19m时,煤柱顶板应力下降17.22MPa,卸压率为43.4%。煤柱顶板位移量随切顶高度增加逐渐减少,减少速率逐渐降低。现场试验表明,依照所设计的切顶高度,围岩应力明显降低,巷道变形程度满足正常开采需求。
薛鑫磊,崔建廷,王兆峰,李光柱,王志乾,郝海伟,范军富,籍进柱
2025, 25(12):4947-4956. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2405403
摘要:内蒙古高家梁煤矿的煤炭资源开采和生态环境保护矛盾尖锐,为了及时查明矿区采空地面塌陷的形变程度和演变特征,本文基于哨兵一号(Sentinel-1)雷达遥感数据,通过短基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术,获取研究区采空地面塌陷的年均位移速度和累积形变量时间序列等结果,并采用克里金插值法对结果中失相干地区进行科学合理的预测补充。结果表明:监测到的3个塌陷区,分别与203、301和401盘区采空区范围吻合,研究区塌陷以缓慢塌陷为主,最大年均位移速度约为-34 mm/a;监测到的3个盘区塌陷开始时间以及扩张方向与实际情况保持一致,其中401盘区的塌陷范围约为4.56 km2且最大累积形变量约为-189 mm,301盘区和203盘区依次减少;通过高分辨率遥感影像识别到的地裂缝与野外实地验证情况基本吻合,地裂缝集中分布在3个盘区形变最剧烈的区域,经分析后圈定了研究区内3个地质灾害高风险区域;采煤工作是研究区采空地面塌陷主要影响因素,此外还与地质环境和降水有关。本研究证明了SBAS-InSAR技术在大范围矿区采空地面塌陷监测方面有着良好应用效果,可为高家梁煤矿地质灾害防治和生态环境修复工作提供一定的技术和数据支撑。
2025, 25(12):4957-4966. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2406279
摘要:深水水道及其沉积单元百万年尺度的演化与物源供给、海平面升降、古地形和构造运动等因素有关,海平面升降的速率对深水水道及其周缘沉积单元的类型、规模和砂体分布的控制作用未曾深入探究。以北亚特兰大盆地渐新统中央深水水道为例,基于三维地震数据体分析深水水道沉积单元地震相特征,利用90°相位转换和地层切片技术刻画深水水道沉积单元平面分布,利用分频融合技术分析沉积单元演化和砂体分布规律,建立百万年尺度下不同海平面升降速率背景的深水水道沉积模式。结果表明,早渐新世至晚渐新世依次发育砂质深水水道-末端扇复合体系、砂泥质充填深水水道-决口扇体系和泥质深水水道体系,块体搬运沉积始终伴生发育,沉积演化过程主要受全球海平面控制,可以划分为早渐新世海平面缓慢下降期、中渐新世海平面快速上升期和晚渐新世海平面快速下降期,海平面缓慢下降有利于陆源粗碎屑物质通过深水水道向大洋盆地输送,是形成砂质深水水道-末端扇-大型伴生块体搬运的重要前提,故而下渐新统砂体最为发育。
2025, 25(12):4967-4974. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402995
摘要:深层油气开发钻遇复杂结构井型增多,使用传统滑动钻具时靶向钻进困难。为助力解决复杂结构井型井眼轨迹控制难题,提出一种非连续型指向式旋转导向结构,在此基础上,结合有限元法单元划分思想和纵横弯曲法,建立了一种非连续性指向式旋转导向底部钻具组合力学模型,通过编译力学程序,求解出底部钻具组合钻头侧向力和倾角,并分析了井身几何参数、钻井参数和钻具组合结构参数对力学性能的影响规律。得出钻压与井斜对钻头侧向力影响较小,钻具组合结构参数影响较大。研究结果为旋转导向底部钻具组合结构优化及钻井参数优化提供理论前提,为井眼轨迹精确控制提供力学支撑。
2025, 25(12):4975-4985. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404252
摘要:压裂充填是中高渗疏松砂岩储层稳产增产的关键技术,但在投产后,由于储层胶结疏松,支撑剂嵌入和地层出砂堵塞导致裂缝导流能力显著下降。目前尚缺乏预测此类复合作用下裂缝导流能力的方法。本文通过使用压裂充填模拟实验装置,在5 MPa-20 MPa闭合应力下,利用疏松岩板样品进行裂缝支撑剂嵌入与地层砂堵塞的复合实验。基于实验结果,分析主控因素并拟合构建了支撑剂压实、嵌入导致的缝宽损失和地层砂堵塞引起的动态渗透率变化模型,形成了相应的导流能力预测方法。实验表明,裂缝闭合后支撑剂嵌入压实会显著降低导流能力,其损失主要受闭合应力、储层强度、支撑剂与地层砂粒径等因素控制,地层砂堵塞存在时间效应,导致导流能力动态下降。计算结果显示,在渤海油田某典型疏松砂岩储层中,裂缝缝宽损失约19.34%,渗透率损失约34.15%,地层出砂堵塞造成的渗透率损失约为22.89%,多因素共同作用下,导流能力损失约为59.06%。为避免过度堵塞,建议初始缝宽保持在12.5 mm以上,使用大粒径支撑剂,并在生产初期适当控制产量避免过度堵塞;并且较高强度的储层压裂充填增产效果更好。该研究对优化疏松砂岩储层压裂充填防砂施工参数具有重要指导意义。
2025, 25(12):4986-4994. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403940
摘要:针对传统设计方案下架桥机主梁设计量冗余、耗材较多,从而降低生产效率,且现有智能优化方法存在收敛精度较低等问题,提出了一种基于二次插值策略的改进白鲸优化算法(EBWO),将其应用于600t架桥机主梁的轻量化研究。首先选取6项测试函数分别对BWO,EBWO及其他3种常见优化算法进行对比,检验其收敛特性的优越性,并根据给定工况对架桥机主梁进行力学分析,结合架桥机主梁设计规范及力学性能要求建立优化模型,完成架桥机主梁的横截面积优化。结果表明,EBWO具有更强的稳定性及收敛特性,经验证优化后主梁减轻19.3%,且能满足安全要求。
2025, 25(12):4995-5002. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403988
摘要:针对网约车行业体量增大,计程结果易受环境影响产生误差的问题,提出一种新型的网约车计程检测方法。分析了GNSS坐标系与其他坐标系的转换机理,采用松耦合模型和卡尔曼滤波处理进行组合导航,设计了一种网约车计程装置。试验结果表明,计程装置在直线路段计程误差为0.42%,圆弧路段计程误差为-0.56%,计程精度满足行业规范要求的最大误差范围,为解决网约车的计程误差问题提供了新方法。
2025, 25(12):5003-5012. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404447
摘要:针对低温储罐的绝热支撑结构漏热量大及受力情况不明了的问题,通过热-固耦合的方法,建立了某37.4 m3储罐有限元模型,分析了其传热、应力与变形情况,并对支撑结构进行了优化。结果表明:通过支撑结构的漏热量为62.18 W,造成的液氮日蒸发率为0.10 %/d,随着环境温度的降低,支撑结构的漏热量呈下降趋势;液体温度对储罐的影响主要集中在支撑结构及内罐体,考虑温度影响后,支撑结构的应力与变形都出现较大增加,内罐体最大应力受影响较小,变形量增加11.81倍;储运液氢时,支撑结构的传热量较液氮增加26%,以最小传热量为优化目标对滑动端下支撑结构进行拓扑优化,得到“Y”型支撑结构的传热量降低27.20%,最大应力降低7.73%。
2025, 25(12):5013-5022. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404501
摘要:面向新型电力系统转型下,跟网型变流器的并网应用日益增多,受扰后变流器暂态同步稳定问题突出。以往对其暂态同步稳定研究仅聚焦锁相环动态,较少考虑外环控制的影响,存在暂态同步机理方面的认知瓶颈。针对上述问题,本文对跟网型电压源变流器并网系统进行了建模,详细考虑了变流器控制策略、限幅环节;然后,分析了不同电压跌落对平衡点稳定区域的影响,探讨了外环控制PI、限幅环节对暂态同步的作用,系统地揭示了外环控制对变流器暂态同步稳定的影响机理;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提理论的有效性。
2025, 25(12):5023-5028. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403918
摘要:为提高输电线路安全监测水平,本研究通过分布式光纤光栅阵列传感技术,对光纤复合架空地线光缆(Optical Power Ground Wire,OPGW)的动态运动特性进行了实验室测量。结果表明:该技术能有效监测OPGW在模拟微风振动和舞动状态下的动态行为,清晰记录了不同振动模式。实验数据揭示,通过提高光栅阵列传感器的空间密度和降低系统低频相位漂移,可进一步提升监测性能。可见,基于光纤布拉格光栅阵列的分布式振动传感技术为OPGW电缆的分布式动态结构健康监测提供了新的技术手段。
2025, 25(12):5029-5036. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404541
摘要:电磁发射系统中的电枢结构及特性参数对发射性能有重要影响。为了探讨复合电枢的动态特性及影响因素,基于麦克斯韦方程组及电磁场理论,推导出嵌入式和半嵌入式复合电枢动态发射耦合数学模型,分析研究了储能电容器的容量及初始工作电压、驱动线圈的匝数、复合电枢结构参数等因素对加速性能的影响,仿真计算复合电枢的结构参数a、c、d对发射性能影响。结果表明:储能电容器的初始工作电压和电容越高,复合电枢发射效率越高;同步感应线圈炮中驱动线圈匝数也对复合电枢发射性能产生影响,随着匝数增加,发射效率并非一直升高;参数中a、c对发射性能影响很小,而参数d对发射性能影响很大。本文所提出的数学模型和分析结果可为复合电枢的设计提供理论基础和数据参考。
2025, 25(12):5037-5044. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404114
摘要:在水煤浆气化装置中合成气管道温度降低会造成酸性气体冷凝,对管道内壁产生腐蚀甚至导致穿孔泄漏。为及时发现合成气管道漏损点并精确定位,本文进行了基于分布式光纤测温系统(Distributed Temperature Sensing, DTS)的合成气管道漏损检测与定位研究。提出了一种基于自适应方差阈值的DTS检测定位算法,首先运用层次聚类对检测到的信号进行识别,将漏损信号识别出来,然后将识别出的漏损信号经过方差处理、自适应阈值设定对漏损点位置进行定位,该算法能够对合成气管道漏损点进行定位。将该方法与固定阈值法和选择性平均阈值法进行比较,其定位精度分别提高了0.32 m和0.17 m。并在煤气化现场进行了测温实验,对现场漏损点位置进行了精确定位。
2025, 25(12):5045-5057. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403824
摘要:传统粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)在云计算任务调度的性能和效率方面仍然存在局部搜索效率较低、搜索精度有限等不足,导致往往难以找到全局最优解并容易陷入局部最优解,针对此问题提出一种改进的粒子群任务调度算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)。首先,通过反向学习策略生成分布更加均匀的初始种群,提高算法的收敛速度。其次,在粒子更新过程中引入了正弦余弦算法(Sine Cosine Algorithm,SCA)以此提高粒子的寻优能力,平衡全局搜索和局部开发两个过程。 最后,添加了基于平均适应度的搜索行为进一步扩大搜索解空间以找到更好的最优解,防止陷入局部最优。在CloudSim仿真平台上进行了实验验证,实验结果表明,改进粒子群算法在降低系统任务的成本和最大完工时间上均有着显著的优势。特别是当任务数量达到500时,IPSO在总成本上相较于自适应粒子群算法(Adaptive Particle Swarm Optimization,AdPSO)、正弦余弦粒子群算法(Sine Cosine Algorithm - Particle Swarm Optimization,SCA-PSO)、模拟退火粒子群算法(Simulated Annealing Particle Swarm Optimization,SAPSO)、增强型吞噬遗传算法(Enhanced Phagocytosis Genetic Algorithm,EPGA)、竞争交叉机制遗传算法(Competitive Crossover mechanism Genetic Algorithm,C2PGA)、反向学习粒子群算法(Opposition Based Learning-Particle Swarm Optimization,OBL-PSO)和PSO 分别提升了10%、4.6%、8.6%、9.2%、8.2%、10.4%和11.3%,在最大完工时间上分别提升了34.1%、27%、41.7%、28.5%、21.6%、50.3%和54.8%,验证了IPSO在不同任务规模下解决云计算任务调度问题的可行性和有效性。
2025, 25(12):5058-5065. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404259
摘要:针对如何实现历史建筑数字孪生模型动态更新这一问题,提出了一种“构建-对比-更新”的更新思路。首先,在完成历史建筑的数字孪生模型构建的基础上,借助形状分布法,绘制不同时点下构建的历史建筑数字孪生模型的形状分布曲线;其次,利用平均绝对误差法的变形实现两种模型的相似度评估;此外,根据不同的相似度评估结果,设定历史建筑构件模型的更新策略,并借助相关软件完成数字孪生模型更新;最后,以弘慈寺玉佛殿斗拱柱构件为对象进行实例验证。研究结果表明,本文提出的历史建筑模型更新思路及其实现方法不仅为实现历史建筑数字孪生模型动态更新奠定了基础,还为历史建筑的智能化保护提供参考价值。
2025, 25(12):5066-5072. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403486
摘要:使用有向图建模社交网络、利用深度学习方法计算结算图中节点的影响力是社交研究领域的重要分支。为解决图神经网络不能很好的依据构建的节点特征计算节点影响力的问题,受GraphGPS启发,设计了一个热度模块,提出一种融合真实网络中语义、行为、热度信息的节点影响力计算方法。首先依据节点多种中心性和正太分布采样得到的自信息作为节点的初始语义特征;其次,通过图神经网络融合节点特征;再次,通过热度模块学习节点热度信息;最后,融合提取的语义、行为、热度特征,实现节点影响力计算。在4个真实网络数据集上进行实验,结果表明添加热度模块的模型能有效的计算节点影响力。
2025, 25(12):5073-5082. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403214
摘要:传统的稳态视觉诱发电位(Steady-state visual evoked potential,SSVEP)脑机接口系统通常使用少量频率进行编码,导致编码数量限制在几十个,无法满足有大量指令需求的环境作业。为了解决这一问题,提出了一种基于海明距离的多频编码(Hamming Distance multi-frequency code,HDMFC)范式及相应的识别算法,将海明距离同刺激范式编码和信号识别算法结合,利用8个频率信号可编码120个指令,并对对7名受试者进行数据采集和分类实验。结果表明,基于海明距离的120编码在线实验准确率可达90.60%。这一研究为SSVEP范式编码数量的增加和分类效果的提升提供了有效的方法,验证了海明距离在这一领域的实用性和有效性。
2025, 25(12):5083-5092. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403279
摘要:针对当前道路损伤检测技术中存在的效率不高、成本过高以及不易于在移动设备上部署等挑战,本文提出了一种基于改进YOLOv8算法的新型道路裂缝检测方法,命名为YOLOv8-Road Crack(YOLOv8-RC)。本方法在YOLOv8n的架构基础上,对C2f模块进行了改良,引入了动态蛇形卷积技术以更精确地识别管状结构特征,同时能够自适应地关注于纤细和弯曲的局部结构。算法中新增了一种效率高的多尺度EMA注意力机制,有效提升了识别精度。在模型的颈部结构中,加入了BIFPN加权双向金字塔网络,实现了特征的多尺度融合,优化了算法的精度和效率。在RDD2022_China_MotorBike和RDD2022_Japan两个数据集上的实验结果显示,改进后的YOLOv8n-RC模型的mAP50分别为78.8%和43.8%,较原YOLOv8n模型分别提高了3.9%和3%。本研究所提算法的模型参数总量仅为2.84M,计算复杂度为7.8G,从而证明了本方法的实用性和优越性。
2025, 25(12):5093-5102. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403743
摘要:针对传统船只目标检测算法的精度较低、船只检测类别单一等问题,本文提出了一种改进的DGA-YOLOv8海上船只目标检测算法。首先,网络采用可变形卷积扩大模型的感受野,通过引入可学习偏移量,使模型能够根据物体实际形状自适应调整感受野大小和形状,确保卷积区域能够精确覆盖船只物体的轮廓。其次,引入了GAM注意力机制,使网络能够有效突出船只目标的关键特征,提高目标识别能力。实验结果表明,改进后算法的精确度和平均精度均值mAP值到达了96.4%和92.2%,FPS(Frame Per Second)值为43.55,在提升精度的同时也保证了一定的检测速度,满足了实时性检测的需求;同时与其他主流算法对比,结果表明,本文算法有着更高的平均精度和更显著的分类效果。
2025, 25(12):5103-5109. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403533
摘要:为提高相机内参数标定的精度,减小角点坐标估计不精确带来的误差,提出了一种亚像素迭代角点优化算法,通过对相机成像进行建模,融合畸变数学模型,并使用亚像素迭代算法,计算搜索窗口内点的梯度值变化,迭代优化角点坐标,为标定提供更为精确的初值,结合优化后的角点坐标,利用张氏标定法,求解内参数,通过实验验证并讨论角点数对角点采集和相机标定的影响,并用重投影误差表征标定精度,对迭代算法的有效性进行实验。实验结果表明,该算法使用较少的迭代次数可有效提高标定板角点采集精度,提高了相机内参数标定精度。
2025, 25(12):5110-5118. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403707
摘要:遥感图像具有尺度多样、密集排列和目标尺寸小等特点,针对遥感图像中背景噪声多,车辆目标较小难以获取的问题,本文提出了一种基于改善特征融合方法的车辆目标检测算法——Atiny-YOLO (A tiny you only look once)。首先,在YOLOv5的Neck层中引入针对小目标的额外检测层,从而生成更大规模的特征图,有效识别小物体的细节特征;其次,向C3模块中添加split操作以复用图像特征信息,进一步优化Swin Transformer模块提高有效信息的使用率;最后,通过改善特征融合通道,提升检测精度的同时减少模型参数。在无人机视角数据集(aerial universal autonomous inspection and recognition, AU-AIR )数据集上验证Atiny-YOLO模型的有效性。实验结果表明,Atiny-YOLO算法相较于基线算法的平均检测精度提高了约2.9%。达到95.5%,检测速度达到234帧/s。这些结果验证了Atiny-YOLO算法在满足实时性的同时,模型检测精度大幅提升。
2025, 25(12):5119-5127. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404105
摘要:为研究某自复位圆柱桥墩柱脚节点抗震性能,对圆形截面自复位桥墩柱脚节点力学机理进行了理论分析。推导了桥墩整体的力与位移滞回曲线关键点的计算公式,包括:屈服点、破坏点等,建立了圆形桥墩墩顶力与位移关系的理论分析模型。基于OPENSEES 平台引用纤维铰模型对自复位耗能桥墩柱脚截面进行建模,结合拟静力试验结果,验证了纤维铰模型的可行性和建模的准确性。在此基础上,通过纤维铰模型建立设置了一个自复位圆柱桥墩,将推导结果的力-位移滞回曲线关键点与模拟得到的圆柱桥墩的骨架曲线结果做对比,验证推导方法的准确性。结果表明:文中的推导方法可以较好地得出自复位圆柱桥墩的消压点、屈服点和破坏点等,可为今后的圆形截面自复位桥墩研究提供参考。
2025, 25(12):5128-5140. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2307941
摘要:为研究装配式地铁车站结构在地震设防区域可液化场地中的适用性,基于长春地铁双丰站的工程实际,采用有限差分软件FLAC3D开展了可液化地层中装配式地铁车站结构的地震响应分析,并与相应的现浇地铁车站工况的计算结果对比,研究了地基孔隙水压力、地铁车站结构的动力反应与上浮特征及装配式地铁车站结构的变形特点等。研究结果表明,与现浇地下结构计算工况类似,可液化场地中装配式地铁车站计算工况中,场地土孔压比呈现出三阶段:初始缓增阶段、中间急升阶段、最后平缓阶段;地震强度较高时,地下结构对周围土层发生液化具有的明显抑制作用;装配式车站结构的加速度反应小于现浇结构,体现了其在可液化场地中柔性适应地形变形的一面;侧墙与中板连接部位是结构强度控制的重点部位;在输入地震动的强度较低时,结构的竖向位移变化底板不同位置都表现出“起始少量下沉,随后急剧上浮,最后趋于下降”的发展阶段,但随着地震动强度的增加,这一现象逐渐不明显;装配式地铁车站结构在水平地震动作用下的变形更接近剪切型变形;其柔性连接比现浇车站的刚接更易适应较大的竖向相对变形,其抗倾覆的能力更好。
张新春,邹有云,王敬德,杨萌涛,刘增炜,孙青松,宋兆鑫,李北
2025, 25(12):5141-5150. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404995
摘要:为了实现岩石山区嵌岩桩基础优化设计和有效预防岩体破裂,本文对不同岩性脆性岩石的压缩力学行为和破坏规律进行了实验和数值研究。首先,基于自制的压缩试验系统对五种常见脆性岩石进行单轴压缩试验,采用声发射(AE)监测系统并搭配数字图像相关(DIC)技术,对不同强度脆性岩石在压缩过程中的声发射信号特征进行具体分析。此外,结合非线性显式有限元方法,获得不同岩石临界破坏前兆特征及损伤破坏演化规律,实验与有限元结果吻合较好。研究结果表明:脆性岩石在单轴压缩过程中有明显声发射现象产生,振铃计数与累计能量的活跃程度能有效表征试件的内部损伤;在加载初期试件表面无明显裂纹产生,但随着压缩应力的增加,试件表面出现较多塑性变形区;需要指出的是,当应力达到峰值应力时,试件瞬间沿着塑性变形区发生破坏,不再产生新的裂纹;局部应变的分布和演化可直观预测新生裂隙的孕育和扩展。本文研究成果将对岩石破坏监测预警和山区输电线路铁塔基础设计提供理论指导。
2025, 25(12):5151-5163. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404211
摘要:党的二十大报告提出推动中华优秀传统文化的创造性转化与创新性发展,文物保护单位是中华优秀传统文化的重要载体。研究文保单位空间分异及多尺度驱动因子结果差异,对持续推进历史文化传承、繁荣发展地区文化事业和文化产业具有重要意义。以徽州地区文物保护单位为研究对象,运用标准差椭圆、核密度估计以及地理探测器等方法,对文保单位时空分异及驱动因子进行全面分析。研究结果显示:徽州地区文保单位呈现“分散—集中—分散”的时间序列特征,且分布中心逐步由中部向南偏移;文保单位空间聚集特征显著,整体表现为“V”字型分布格局,具体集中在歙县和绩溪县;自然地理因子与人文地理因子皆对文保单位空间分异产生影响。
2025, 25(12):5164-5172. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404283
摘要:膨胀性围岩的吸水膨胀特性会对隧道支护结构产生不利影响,继而容易诱发各类工程灾害,影响工程进度和后期列车正常运营。因此,此类隧道的力学特性和支护方式的选择一直备受关注。本文以内蒙某一穿过膨胀性泥岩的隧道为例,基于现场监测和数值计算方法,分析了原支护条件下膨胀性泥岩隧道支护结构的变形破坏特性,进而从支护变形和力学特性方面研究了双层初支在此类隧道的适用性,并提出了相应的支护参数建议。研究结果表明,泥岩的膨胀特性引起原支护条件下(单层初支)支护结构变形达到309 mm,导致隧道施工现场出现支护严重侵限和被迫换拱等问题。相对单层初支,双层初支施工方法可以显著改善膨胀性泥岩隧道支护的变形和受力状况,且变形降幅达到63.88%以上。随着二次初支厚度的增加,初支变形和受力逐渐降低,最大变形降幅可达234.5 mm,各工况下的压应力降幅达到39%。因此,可考虑在膨胀性泥岩隧道中采用双层支护施工方法,并结合变形需求合理选择第二层初支厚度。本文研究成果可为今后类似工程提供重要参考。
2025, 25(12):5173-5180. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403903
摘要:以登高平台消防车为研究对象,针对其副车架、支腿及臂架的结构设计对整车稳定性、安全性的影响问题,采用ANSYS软件仿真,研究其结构强度,并用实验进行验证。分别建立简化的副车架、支腿一体式三维模型和臂架三维模型,模拟其在各种工作状态下的应力分布情况,再搭建实验环境进行应力测试。结果显示整个臂架向消防车正左或正右水平展开的工况下,更容易出现支腿虚腿现象,虚腿量分别为22.5mm和17.5mm;臂架在回拉与伸出过程中最大应力出现在折叠臂变幅绞点区域、伸缩臂搭接区域;实验与仿真得到的应力数据相差约4%。这不仅对于登高平台消防车安全性检测起到很好的指导作用,还验证了仿真方法的可信度,有助于登高平台消防车的结构件设计及优化。
2025, 25(12):5181-5189. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309144
摘要:高速公路隧道空间有限,内外亮度悬殊,驾驶员在隧道不同位置的驾驶行为差异较大,全路段统一的预警和管控难以精准的实现对隧道不同路段的差异性管理。本研究基于同济道路轨迹数据平台TJRD TS(Tongji Road Trajectory Sharing Platform),提取车辆连续微观参数,以8项指标量化驾驶员行车特性,以此解析车辆在不同位置的驾驶行为和安全风险差异。基于无监督学习算法,提出了一种考虑行车特性的高速公路隧道路段分段方法:首先运用主成分分析法PCA (principal components analysis)确定表征驾驶行为和交通安全的主要特征。随后通过K-Means聚类算法将主要特征沿隧道方向的分布进行划分,最终结合显著性分析验证隧道路段划分的合理性。研究结果表明(1)驾驶员在隧道不同位置的驾驶行为和安全性具有较大的差异;(2)根据行车特性,运用PCA-K-Means聚类将隧道路段划分为接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段、驶离段6个部分;(3)入口段及过渡段车速变化离散性较大,交通流不稳定;过渡段、出口段交通冲突频发,并且车辆减速比例、加速比例分别达到最高值14.89%、15.65%。本文揭示了隧道内车辆行车特征的演化规律,基于此对高速公路隧道进行有效分段,研究成果有利于隧道车辆主动安全控制策略的制定以及精准的车路协同管控实现。
2025, 25(12):5190-5199. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403854
摘要:针对当前轨道交通接驳公交客流大幅流失的问题,为提升接驳公交的吸引力与竞争力,对接驳公交的服务质量进行了研究和评估。首先,设计问卷对乘客满意度数据进行收集,利用随机森林算法获取接驳公交各服务指标在乘客视角下的客体重要度,通过AHP法得到各服务指标在专家视角下的主体重要度,并获取服务指标在与共享电单车竞争下的竞争重要度。其次,采用基于利益相关者视角的评价者权重确定方法对三种重要度进行加权组合,得到接驳公交服务指标综合重要度,构建IPA矩阵对指标进行改进优先级分类。最后,利用TOPSIS方法,结合综合重要度和满意度,确认待改进服务指标的具体优先度。结果表明:候车时间、换乘票价和乘车拥挤度是对提高轨道接驳公交服务质量最有效的三个指标,改进的优先度权重分别为0.368、0.235、0.164;其中候车时间在三种视角下都表现出高的重要度,是最需要优先改进的关键因素;换乘票价和乘车时间两个服务指标分别在专家和竞争视角下的重要度较高,表明除乘客感知外,其他视角也能揭示不同指标在提升服务质量中的关键作用。本文提出的基于多视角下的服务指标重要度综合评估方法,以及改进优先度的量化,能更准确地评估接驳公交的服务质量并提供改进方向。
2025, 25(12):5200-5208. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404002
摘要:为提高传统车辆在无信号斑马线路段对行人过街模式的预测准确度,提出了一种融合极端梯度提升树(eXtreme gradient boosting,XGBoost)与多层感知机(multilayer perceptron,MLP)算法的行人过街模式预测模型。首先,基于安装于路侧的摄像机和激光雷达采集了无信号斑马线路段行人-车辆交互数据,对行人和车辆行为特性进行分析,进而筛选出影响行人过街模式的因素;其次探究了不同组合作为模型输入时的预测效果;最终将车辆速度、车辆到斑马线距离、TTC和行人步速作为模型输入,将行人过街模式分为直接过街和等待过街,并作为模型输出,建立了用于行人过街模式预测的XGBoost-MLP模型,其对行人过街模式的预测准确率达88.65%,相比单一XGBoost模型和MLP模型,其准确率分别提高了3.85%和2.61%。
2025, 25(12):5209-5217. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2405061
摘要:由于海洋环境复杂多变以及串并混联构型海上稳定廊桥动力学特性的复杂,海上稳定廊桥工作过程的动力学特性分析一直是相关研究过程中的重点和难点。针对这一问题,首先,基于矢量法和凯恩方法得出海上稳定廊桥各部件投影矩阵与Jacobi矩阵以及在广义坐标系下的动力学方程,运用凯恩方法和虚功原理得出海上稳定廊桥整体显式动力学模型;其次,基于Simulink搭建Matlab与Adams联合仿真模型,并以MSS工具箱对船舶的模拟运动为激励进行分析。最后,在有、无人员货物转运两种工况下,进行理论计算与仿真分析,验证了所建立模型的正确性。进一步,研究不同质量的负载对支链驱动力的影响,以及对海上稳定廊桥的补偿效果进行分析,论文研究结果对海上稳定廊桥的研制和实船应用具有一定指导意义。
2025, 25(12):5218-5228. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2405724
摘要:为保证民航运输的正常运行和正点营运,高效的航材供应是基础,而随机的订货提前期和需求加剧航材供应的不确定性。本文在不确定环境下研究了以原始设备生产商为核心的航材供应链选址-库存问题。构建包括设施选址、库存控制和生产决策等两阶段随机优化模型,最大化航材供应链利润。提出一种新颖的鲁棒优化算法,在不确定环境下得出稳健的航材供应链网络优化方案。结果表明:随着供需不确定性的增加,原始设备生产商更有可能与上游供应商进行双源采购和多源采购,而现有库存和平均订购数量随之上升。此外,供需不确定性高导致航材生产供应链网络利润下降,可通过具鲁棒性和韧性的供应链设计和高效的库存控制缓解利润的下降。在供需不确定性背景下航材供应链的最优战略战术决策,为全球航空工业供应链稳健高效运作提供了有效的解决方案。
2025, 25(12):5229-5239. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404523
摘要:现代机场的停机位指派问题涉及多方利益的协调,包括旅客满意度、机场资源的合理指派以及碳排放量的控制。为解决这一复杂问题,本研究在考虑航班类型、飞机机型和停机位可用性等约束条件的基础上,建立了一个多目标非线性整数规划模型。其优化目标包括:最小化旅客的步行距离、最大化机型匹配度以及最小化碳排放量。提出一种改进型自适应遗传算法求解指派问题模型。在初始化种群阶段,采用随机、贪婪+扰动多种策略生成多样性更好的初始种群;在算法迭代过程中,自适应调整交叉和变异的概率,并应用先交叉后变异和先变异后交叉两种进化策略,以提高求解效率和全局搜索能力。为了验证算法的有效性,对国内某机场的运营数据进行了仿真实验。将改进型自适应遗传算法与传统遗传算法和粒子群算法进行对比,结果显示改进型算法在停机位利用效率、旅客满意度以及碳排放量控制方面均表现出显著优势。此外,通过对改进策略的有效性实验分析,进一步验证了所提出算法改进策略的有效性和算法性能的稳定性。所提出的模型和算法为机场停机位管理提供了有力的决策支持,促进了旅客出行满意度的改善、资源的有效利用以及环境的可持续发展。
2025, 25(12):5240-5248. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404610
摘要:中断恢复对货运航空公司的运营起到至关重要的作用。为扩大货运航班网络的应用场景,引入强制节点和外部弧等元素;通常情况下,飞机和货物均被定义在相互独立的网络中,并通过顺序求解的方法依次恢复,为挖掘各研究对象之间的关联性,并同时完成各项恢复操作,引入实体流将不同类型的实体集成在同一网络中;为解决机组的恢复问题,在模型中添加机组执勤、飞行资质等有关约束,并基于改进的航班网络构建混合整数线性规划模型,该模型能够实现飞机、货物和机组的一体化恢复;为准确评估货机的容量限制,以标准托盘表示货物量,并改进有关的容量约束模型;为降低问题的复杂度,采用实体聚合的方法来缩减网络中实体的数量。使用小规模货运航空公司所提供的运行数据进行模型验证,实验结果表明:模型提出的恢复方案能够减少42%的延误时间;在进一步的仿真测试中,针对两个具备多机队的货运航空公司,分别设置6种不同的中断场景,随着中断率的提高,中型货运航空公司的恢复策略以重新规划货机路径和机组排班为主,而大型货运航空公司的恢复策略以航班延误为主。提出的基于改进航班网络的航空货运综合调度恢复模型能够在有限时间内求得所有算例的精确解,并且平均Gap为0.47%。
2025, 25(12):5249-5257. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2404919
摘要:为了提高高海拔隧道在钻爆法施工过程中所产生CO有害气体的排放效率,改善作业人员工作环境。本文以某高海拔在建隧道为研究对象,利用流体力学仿真软件Fluent针对在压入式通风方式下,设置风管距掌子面的距离、风管位置以及不同海拔高度三种因素,对CO有害气体的扩散情况进行数值模拟。模拟结果表明:(1)当风管的位置距离掌子面过近时,会产生涡流导致CO积聚在掌子面附近,不利于CO排出掌子面附近区域;当距离较远时,会导致气流在到达掌子面时动能大量损失,也无法有效排出掌子面附近CO有害气体。(2)当风管位置距掌子面的距离在25.2m,风管位于隧道的顶部时,掌子面附近区域CO有害气体的排出效率最高,能够在较短时间内改善作业人员的工作环境。相对与平原地区,高海拔地区风筒距离掌子面的距离应该设置在3 附近。(3)不同海拔高度下CO在隧道内运移趋势大致相同。随着海拔高度的升高,CO质量浓度也随之升高,隧道内CO移动速度会减小,高海拔地区需要更长的通风时间。
陈蒙蒙,林晶晶,黄小龙,杨泽森,牛宏,谭旺奇,张朦,刘昔,谢婷婷
2025, 25(12):5258-5265. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2405381
摘要:为探讨闸控型湖泊水量平衡中湖水与地下水相互作用的贡献及其时间变异性,以长江中游洪湖为例,基于洪湖和地下水水位动态变化分析、水量平衡模型计算,识别并计算了洪湖与地下水之间的补排关系和交换量,揭示了洪湖与地下水交互在湖泊水量平衡中的贡献及其时间变异特征。结果表明:(1)洪湖与地下水具有明显水位差,两者动态变化显著正相关,相关系数为0.729,且洪湖区域潜水含水层具有透水性,表明洪湖与地下水之间具备交互条件;(2)2017-2022年年际尺度上,总体表现为洪湖向地下水排泄,多年平均排泄量为6.43×108 m3,占洪湖出湖水量的14.11%;(3)2017-2022年多年平均月尺度上,枯水期(9-次年2月)洪湖向地下水排泄,平均月排泄量为0.8×108 m3,丰水期(4-8月)洪湖与地下水交互处于动态变化状态,月交互量范围为-1.17~0.88×108 m3。洪湖与已报道的鄱阳湖、洞庭湖等通江湖泊呈现出相反的湖水-地下水交互季节性变化特征,主要是由于洪湖水位受水利调度影响改变了湖泊-地下水自然交互过程。研究结果为湖泊和地下水相互作用研究补充了新认识,对洪湖水资源和水生态环境保护管理具有重要指导意义。
2025, 25(12):5266-5272. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2405183
摘要:锂渣具有很高的回收再利用价值,针对锂渣回收过程中存在的表面保护剂与表面生成物(扩散泵油与氢氧化锂)阻碍回收效率以及在回收过程中存在反应不受控制出现爆炸等问题。本文提出通过水射流对锂渣表面保护剂与表面生成物进行冲击脱附并防止反应爆炸的方法,依据锂渣、表面保护剂与生成物氢氧化锂结合关系提出油-锂-氢氧化锂颗粒桥接模型,并在此基础上进一步建立了水射流CFD-DEM(计算流体力学-离散单元法)三组份耦合解聚模型,探讨在不同压力下水射流对油-锂-氢氧化锂桥接模型的冲击解聚特征。研究表明,油-锂-氢氧化锂颗粒粘结键破坏时间与射流压力关系呈反比关系,油-锂-氢氧化锂桥接模型中颗粒粘结键在0.1Mpa射流压力冲击0.05s后,破坏率能达到95%以上;当射流压力达到0.5Mpa及以上时,粘结键破坏率达到95%时,用时仅0.015s,可有效去除锂渣表面保护剂的同时,能及时去除氢氧化锂及其形成的泡沫,实现处理安全、高效、连续消化作业。本研究成果对水射流技术应用于活泼金属的回收具有较强的指导意义,可应用于锂渣的高效可控安全消化回收领域。