摘要:云的变化复杂多样,在天气预测、灾难预警中发挥着重大作用,影响着人们的日常生活。 对云的观测主要通过雷达、 遥感卫星和全天空成像仪,记录的云图分为雷达云图、卫星云图和地基云图,三者都是云观测中不可或缺的部分。 随着机器 学习在多领域的发展,逐渐被运用到云图分割中去并取得了很大的进步。 通过广泛调研相关领域的文献和成果,将机器学习 的云图分割分为基于神经网络的云图分割方法、基于迁移学习的云图分割方法和基于轻量级模型的云图分割方法这 3 种类 型,对每种类型中近几年提出的方法进行了对比,并进一步总结了云图分割中面对不同问题的改进方法,给出了几个改进方 案供参考。

摘要:沥青路面注浆修复效果的评价方法多种多样,但大多依赖单一指标的现场检测,多指标综合评价方面则鲜见相关报 道。 为全面了解沥青路面注浆修复效果检测方法,促进单指标评价向多指标评价方法的发展和应用,分别综述了钻孔取芯 法、注浆塞尺法、弯沉检测法、模量反算法、探地雷达法和瞬态瑞雷面波法在注浆填充质量、路面强度、路面模量、压实度、空隙 率以及注浆修复程度等指标检测中的研究与应用;进而借鉴隧道注浆、采空区注浆等领域研究现状,分析了模糊层次分析法、 灰色关联度法、主客观赋权云模型在沥青路面内部病害注浆修复效果评价中的应用前景,展望了沥青路面注浆修复效果评价 精确化、客观化和信息化的发展趋势。 为沥青路面内部病害注浆修复效果评价提供多元的方法指导。

摘要:为研究含双椭圆缺陷花岗岩的破坏形态及能量耗散规律,利用分离式霍普金森杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)装置,分别对双椭圆缺陷夹角为 0°、45°、90°、135°的花岗岩试件进行了动态劈裂拉伸实验,探讨了双椭圆缺陷夹角、缺 陷间距与花岗岩破坏形态及能量之间的关系。 结果表明:双椭圆缺陷间距不变时,夹角越大,试件越容易断裂;夹角不变时, 间距增大,岩样更容易断裂。 试件的耗散能密度随夹角的增大而降低,且下降趋势逐渐趋于平缓。 试件的破坏形态对夹角的 敏感程度较高,即随着夹角的增大,岩样破碎程度逐渐加剧,碎块对称性消失,楔体效应逐渐明显,塑性增强;当夹角超过 90° 时,破碎程度又开始减小,岩样又呈对称断裂。

摘要:广西位于构造相对稳定的华南地块,仪器观测的地震活动相对较弱,观测资料少导致该地区的地壳应力场等相关研 究较为薄弱。 2019 年该区发生了北流 5. 2 级地震序列,积累了相当的震源机制资料,改善了该地区的震源机制资料较少的现 状,本文研究搜集该地震的震源机制资料并整理了前人的相关资料,对广西及邻区的震源机制类型进行统计,并采用网格搜 索法反演了该区域应力场总场和分区应力场。 结果表明:该地区的震源机制解以走滑型为主,从 NW 往 ES 方向的分布看,逆 断型震源机制解逐渐增多,正断型震源机制解逐渐减少;总体应力场的主压应力轴 NW-SE 向,主张应力轴为 NE-SW 向,且两 轴接近水平,整体应力场为走滑型;西部地区主压应力轴方向为近 N-E 向,往东部主压应力轴方向逐渐向 NW-SE 方向变化, 使得各分区主压应力方向在整体区域上呈扇形分布特征;根据各分区应力场结果得出:a 区域内最易产生 NE-SW 向和 NW-SE 向的断裂,断裂类型以走滑型为主;b 区域最易产生 NNE-SSW 向和 NWW-SEE 向断裂,其中 NNE-SSW 向断裂更偏向于逆走滑 型,NWW-SEE 向断裂更偏向于走滑型;c 区域最易产生正 N-S 向和正 E-W 向断裂,受周围区域断裂延伸影响,该区域的主要 断层并未体现这一特征,断裂类型以逆走滑型和逆断型为主;d 区域最易产生 NW-SE 向和 NE-SW 向断裂,其中 NW-SE 向断 裂更偏向于逆断型,NE-SW 向断裂更偏向于走滑型。

摘要:沉积盆地底部及周边的构造活动必然会引起盆地沉积充填特征及演化发生变化,这些沉积特征变化是沉积地层对 构造活动响应的记录。 根据测井解释、野外露头等资料,采用古地理和沉积相恢复的方法,对盆地中晚侏罗世-早白垩世沉积 演化规律深入分析。 研究表明,盆地南部发育多期次冲积扇相、河流-三角洲-湖泊和沙漠相沉积体系,出现沉积东西分异,沉 积中心由东向西迁移。 这一时期盆地主要受控于燕山运动影响,盆地周边发生了强烈的构造活动,盆地内部形成了东部抬升 倾斜、西部下沉坳陷的构造格局。 盆地西缘强烈的构造活动还导致了晚侏罗世芬芳河期西南缘发育陆内前陆盆地以及晚侏 罗世和早白垩世等多套磨拉石建造和不整合接触。 根据以上认识建立了中晚侏罗世-早白垩世构造沉积演化模式图,这些沉 积事件的发生是对燕山运动早中期的响应记录,证明了沉积演化与秦祁造山带和吕梁隆起之间有着密切的关系。 这些认识 不止是对燕山运动时期盆地南部构造-沉积响应理论的补充完善,同时对盆地南部油气和铀矿等矿产资源的勘探开发具有现 实意义。

摘要:四川盆地是中国中部的一个大型复杂含油气沉积盆地,在盆地中部发育大量延伸远、规模大、断距小的走滑断裂。 为研究该类型走滑断裂对油气成藏的控制作用,通过高精度地震资料解析、数值模拟方法系统性的研究了川中地区发育的走 滑断裂系统。 结果表明:川中地区一级走滑断裂主要划分为近东西走向、北东走向两个体系,一级走滑断裂往往沿着次级构 造单元的边界发育;近东西走向的走滑断裂主体活动时间为二叠纪之前,即海西中期的,而北东走向的走滑断裂主体形成于 海西晚期到印支期要晚于东西向断裂;川中地区的走滑断裂发育与多期构造叠加作用密切相关,二叠纪之前川中古隆起的定 型形成了近东西走向走滑断裂。 而海西晚期构造体制发生转换,至印支期龙门山前的前陆构造叠加改造,形成了北东走向的 走滑断裂;德阳安岳裂陷槽对区域应力分布有明显的控制,东西向走滑断裂无法穿越裂陷边界继续生长。

摘要:为观察脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)诱导的 RAW264. 7 细胞中组蛋白去乙酰化酶 3 (histone deacetylase 3, HDAC3)对高迁移率组蛋白 B1(high mobility group box-1 protein,HMGB1)表达和核移位的影响及参附注射液(Shenfu injection, SFI)的干预作用。 通过 LPS 诱导 RAW264. 7 细胞建立细胞炎症损伤模型,分别用 3、6、12 μL / mL 剂量 SFI 干预细胞 24 h。 实 时荧光 PCR 法(RT-qPCR)检测细胞中 HDAC3、HMGB1、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子 α(tumor necrosis fac- tor α,TNF-α)转录水平;Western-blot 法检测 HMGB1 和 HDAC3 蛋白表达;免疫荧光法观察 SFI 对 HMGB1 亚细胞定位的影响; ELISA 法检测细胞上清 HMGB1、IL-1β 和 TNF-α 分泌水平;小干扰 RNA(small interfering RNA,siRNA)靶向沉默 RAW264. 7 细 胞中 HDAC3 后,免疫荧光法观察 SFI 对 HMGB1 亚细胞定位的影响。 结果表明模型组与对照组比较,模型组 RAW264. 7 细胞 中 HDAC3 的转录和表达均显著降低(P < 0. 01),HMGB1 表达显著升高(P < 0. 01)且同时从核内向胞浆迁移;细胞上清中炎 症因子 HMGB1、IL-1β 和 TNF-α 明显升高(P < 0. 01);与模型组比较,SFI (6、12 μL / mL 剂量组)上调 RAW264. 7 细胞中 HDAC3 的转录和表达水平,下调炎性因子 HMGB1 的转录、表达、核移位,抑制 HMGB1、IL-1β 和 TNF-α 的分泌;靶向沉默 HDAC3 后,大量 HMGB1 定位于胞浆,经 LPS 刺激后蛋白定位无明显变化,且 SFI 不能逆转 HMGB1 的异常定位。 可见 SFI 可 能通过上调 HDAC3 表达从而抑制 LPS 诱导的 RAW264. 7 细胞中 HMGB1 核外迁移,进而抑制了其下游的炎症反应。

摘要:针对目前复杂果园环境下苹果目标检测算法存在模型参数量大、计算复杂度高，难以在计算资源匮乏的设备上应用的问题，提出一种改进YOLOv8的果园复杂环境下轻量化苹果目标检测算法YOLOv8n-Apple。引入骨干网络VanillaNet，减少模型参数量，降低模型复杂度；将原始模型C2f模块替换为C2fGhost模块，通过较少的卷积运算来获得相似特征图进一步减少模型参数；使用轻量级上采样算子CARAFE，避免传统上采样算子语义缺失和感受野过小的问题；由于传统损失函数不能完全捕捉到目标之间的相对位置和大小差异，采用WIoU边界框作为回归损失函数。收集包含远景顺光、远景背光、近景顺光、近景背光等成熟苹果照片共计3120 张，从不同角度和背景进行采集，并改进数据增强，避免数据集单个不确定性；本文提出果园环境下改进后的苹果检测模型平均检测精度分别比SSD、Faster R-CNN、YOLOV5、YOLOV7、YOLOV8高7.5个百分点、4.8个百分点、2.2个百分点、3.8个百分点和3.4个百分点，达到90%，检测速度达到286帧，模型大小1.8MB，比原始模型提高了41帧，模型大小仅有其60.0%。

摘要:纸或纸基材料在使用和服役时对其力学特性有一定要求，但是现有尺寸效应实验和理论说明不同尺寸试样力学特性并不相同，因此明确其力学特性的尺寸效应对于保证其安全非常必要。本文选用易于获取且强度较高的牛皮纸为研究材料，开展不同尺寸试样单轴拉伸试验，确定力学特性及其离散性随试样尺寸的变化规律。分析不同尺寸牛皮纸受力变形特征和宏微观破坏特征，揭示牛皮纸力学特性尺寸效应内在机理。最后建立牛皮纸力学特性尺寸效应模型。研究发现：牛皮纸名义拉伸强度和名义峰值应变随尺寸增大先增大后下降，这是因为切断的边缘纤维造成牛皮纸试样边缘承受应力和应变能力较弱，而小尺寸试样中弱化边缘占比较大，导致名义拉伸强度和名义峰值应变呈现上升尺寸效应；大尺寸试样中，弱化边缘占比可以忽略，内部断裂过程区起主导作用，导致名义拉伸强度和名义峰值应变呈下降尺寸效应。建立的边缘-内部断裂过程区尺寸效应模型能较好的描述牛皮纸名义拉伸强度和名义峰值应变的尺寸效应，但是其不能体现名义拉伸强度和名义峰值应变上升尺寸效应阶段的非线性特征。

摘要:露天煤矿边坡作为重大风险源,是矿山安全生产面临的主要挑战之一。以内蒙古自治区乌海市万源露天煤矿为例,在详实调查边坡发育特征的基础上,分析变形破坏模式,开展边坡雷达变形监测,建立预警模型,搭建监测预警平台,实现风险管控。研究结果显示,万源露天煤矿边坡涉及反向、横向、顺向岩质采场边坡和排土场土质边坡,其变形破坏模式分别为拉裂-倾倒、楔形体破坏、滑移-弯曲和蠕滑(-拉裂)。在采动、爆破、降雨或不合理堆砌等因素影响下,存在失稳的可能性；在此基础上,为实现边坡无盲区监测,在矿山采场东北和西南侧稳定基岩处各安装边坡雷达一套,将边坡安全等级划分为蓝(<3mm/h)、黄(3~8mm/h)、橙(8~15mm/h)、红(>15mm/h)四个等级；结合矿山企业组织架构,构建了从边坡雷达变形监测数据-预警模型-预警平台-风险管控的边坡安全管理体系,可为区域煤矿安全生产能力建设提供技术示范。

摘要:CO2驱油是CO2捕集、利用与封存（Carbon Capture，Utilization and Storage，简称CCUS）技术中CO2地质利用环节的重要组成部分，延长油田开展CO2驱油与封存项目取得了良好的增油封碳效果，但实际CO2驱注入环境下的管柱腐蚀失效原因尚不明晰。利用扫描电镜、3D共聚焦显微镜、EDS（Energy Dispersive Spectrometer，能谱分析）、XRD（X-Ray Diffraction Spectroscopy，X射线衍射）等实验手段对取自吴起某CO2驱油与封存示范区注气管柱的腐蚀形貌进行表征，并对管柱腐蚀产物进行分析，以期明确研究区CO2驱注气管柱腐蚀失效原因。结果表明：以CO2腐蚀为主导的局部腐蚀造成注气管柱的腐蚀失效，腐蚀产物包括FeCO3、Fe的高价氧化物及少量FeS。分析认为，低温CO2的连续注入不会引起管柱腐蚀，但CO2停注期间井筒温度回升、地层水上返使得注气管柱具备了发生CO2/H2S腐蚀的条件，且注气井转注水进一步加剧了管柱腐蚀。建议在CO2停注以及转注水期间加强对注气管柱的杀菌与防腐措施。

摘要:为研究火山岩储层特征及主控因素，本文利用岩心观察、铸体薄片鉴定、物性测试以及测井资料分析对准噶尔盆地石炭系火山岩储层特征及分布、主控因素进行研究。结果表明：车排子地区石炭系火山岩储层主要发育火山溢流相、爆发相，凝灰岩相和火山沉积相，岩性主要为安山岩、玄武岩、火山角砾岩、凝灰岩以及凝灰质砂岩；储集空间依据孔隙与裂缝的配置关系划分为连通孔隙型、裂缝型、裂缝-孔隙型以及孔-洞-缝型；受岩性岩相、风化淋滤作用以及构造作用影响，储集性能具有强非均质性，优势储层岩性为安山岩，火山角砾岩以及凝灰岩，石炭系顶部发育黏土层、水解层、风化淋滤层三层风化壳结构，极大的改善了储层物性，裂缝是储层发育的有效补充因素。区别于前人侧重于刻画火山岩优势储层特征，基于岩性岩相、风化淋滤、走滑断裂对储层的耦合控制作用，创新认识了研究区主要发育断壳体以及断缝体两种火山岩优势储层发育模式，研究结果对车排子地区石炭系油气资源由东向西开拓具有一定的指导意义。

摘要:决口扇的发育过程和演化模式对河流相储层预测和剩余油挖潜具有重要意义。本文以内蒙古凉城县东营子扇为例,基于卫星影像和野外考察,分析东营子扇沉积特征。利用Delft3D程序,设置模拟网格、模拟参数和边界条件,建立决口扇的数值模型,分析不同数值模拟阶段决口扇的沉积厚度、河道流速、含砂率平面分布和垂向沉积结构,总结决口扇的沉积模式、砂体类型和砂体分布。研究表明,东营子扇由决口水道、复合内扇和外扇组成。气候从湿润到干旱的演变过程中,河流决口扇的形成过程可以划分为河流决口期、内扇萌芽期、内扇繁盛期和外扇形成期4个阶段,随着洪水水动力由峰值下降,决口水道、复合内扇和外扇依次形成。复合内扇和外扇是砂岩富集带,是勘探期有利的砂体类型。决口水道是泥岩富集带,是主要的隔夹层类型,周缘的复合内扇是油气田开发后期剩余油富集的主要场所。

摘要:钻井液的流变参数对于精准预测深水、超深水井钻井水力参数具有重要影响。本文开展了南海深水常用HEM钻井液和合成基钻井液在4到210℃、30到180MPa条件下的流变实验,揭示了大温压范围内表观粘度、塑性粘度及动切力等流变参数随温压的变化规律；基于实验数据对比评价了已有九种流变模型,发现罗斯模型适用于合成基钻井液、赫巴模型适用于HEM钻井液选,在此基础上创建了一种适用于高低温、高低压交变,HEM和合成基钻井液的流变参数通用预测模型,最大误差11.95％、平均误差为0.62％,均优于已有模型；在使用HEM钻井液时计算井底压力误差为0.28％,在使用合成基钻井液时计算井底压力误差为0.181％,可满足南海深水钻井要求。

摘要:为提升轴流式螺旋涡轮钻具的输出性能，亟需对涡轮的结构及水力性能进行研究。首先采用微积分思想，建立了等厚度翼片和变厚度翼片两种螺旋涡轮输出水力特性的解析计算模型；其次构建了翼片的型线方程，分析了螺旋角对涡轮输出水力性能的影响规律；然后基于某井下螺旋涡轮发电机设计实例，分析了两种螺旋涡轮的输出性能参数及螺旋角的影响；最后基于螺旋涡轮优化分析结果加工了泥浆脉冲发电机，研究了不同排量对发电性能的室内实验。研究结果表明，①在给定条件下，变厚度螺旋涡轮的输出水力性能明显高于翼片厚度不变的螺旋涡轮；②随翼片螺旋角的增大，涡轮输出特性曲线急剧下降，当螺旋角超过某一值（约为30°）后，涡轮的输出特性下降不显著。 螺旋涡轮的叶片数为7，螺旋角为38°，井下涡轮发电机负载为8Ω时，发电机达到最大功率300W，通过室内测试，发电机功率符合井下工具要求。该研究可为井下智能钻井设备提供可靠的电力来源。

摘要:为研究鹅颈管在钻井液环境下的冲蚀行为以及表面强化效果的评价方式,通过有限元仿真分析方法研究了钻井液密度对鹅颈管冲蚀行为的影响以及内腔表面强化评价方法。结果表明:鹅颈管的弯管内径冲蚀速率最大,随着钻井液密度变高最大冲蚀速率也变大,但最大冲蚀速率仍发生在弯管内径。鹅颈管内腔经过表面强化之后可以有效降低最大变形位移,最大可降低34.23%。可见钻井液密度对鹅颈管的冲蚀行为影响不可忽视,表面强化能够有效降低最大变形位移。

摘要:为解决轴承信号采集时难以确定最优测点这一问题。以NU306轴承-轴承座系统为研究对象,对轴承座开展多测点振动测试实验,运用局部线性嵌入算法对轴承多维数据进行线性降维得到测点灵敏度矩阵,研究了内、外圈故障时,载荷与转速变化下最优测点位置。结果表明,对于外圈故障的轴承,转速增加时优质测点为距离故障位置最近的测点,载荷增大时优质测点为轴承座上结构刚度最小的测点；对于内圈故障的轴承,载荷和转速增大时优质测点为距离轴承座中心远且载荷较小的测点。结果可为不同工况下的测点选择提供有效参考。

摘要:为进一步满足实验先进超导托卡马克装置（EAST）对等离子体加热的需求，中性束注入（Neutral Beam Injection）系统需要更高的束功率。为此，EAST NBI研究室开展了120keV束能量的加速器研制工作。整个加速器的分析研究需要从束流光学、绝缘支撑、主动冷却和材料等多个角度进行。本文从等离子体参数、静电透镜、电极间耐压以及装配误差等方面考虑，利用数值模拟程序对120 keV缝型四电极加速器中的束流轨迹、电场强度分布和束散角等束流光学相关参数进行了研究和优化，初步确定了新加速器的电极参数。该加速器在1.52μp的导流系数下，垂直方向的最小束散角为0.6°，满足离子源束流强度为60A和发散角小于1°的设计要求。

摘要:伺服驱动器功率器件开关切换会导致母线电压产生纹波，可能造成永磁同步电机伺服驱动系统性能下降、电磁干扰以及谐波问题。为应对上述问题，针对直流供电伺服驱动系统,分析研究了功率器件开关过程对母线电压纹波的影响。首先根据永磁同步电机(PMSM)工作原理与空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,分析了母线电容的纹波电流；然后根据电荷守恒定律,理论分析了七段式和五段式SVPWM调制方式下母线电容容量与母线电压以及电流幅值之间的关系,给出了其简化表达式。最后,通过仿真试验对理论结果进行了验证。

摘要:为保障新能源大规模并网后电力系统的安全稳定运行，量化评估并网前后电网的脆弱性十分必要，为此，提出一种基于复杂网络和电气特性的复合新能源电网脆弱性分析方法，以IEEE-39节点为例仿真。首先，选取度中心性、接近中心性、特征向量中心性、电气潮流介数、电压稳定以及功率平衡等指标构建了电网脆弱性评价体系，根据公式对各二级指标进行求解；其次，利用熵权法求解指标权重，运用TOPSIS法对并网前后节点的脆弱程度进行排序，并作对比分析；最后，运用障碍因子模型分析各指标对电网脆弱性的影响程度。研究结果表明：新能源并网的数量以及位置影响着电网的脆弱性，电网脆弱性影响因素中，影响力排序为电压稳定性指标>接近中心性指标>有功功率平衡指标。

摘要:为探究人工智能三维运动分析应用于分析跳台滑雪飞行距离影响因素和优化运动员技术动作的可行性, 在2022年国际雪联洲际杯北京站比赛中对16名运动员的起跳阶段动作进行固定范围拍摄,使用人工智能三维运动分析系统对拍摄视频进行自动三维动作解析。该分析系统可以获取运动员起跳阶段的生物力学参数,通过对比人工与智能系统在处理人体关节点三维坐标时间序列时的相关系数及差值,对该系统应用于跳台滑雪的可行性进行验证,其结果的多重相关系数大于0.91,差值平均值小于1.48cm。最后对国外高水平运动员和国内运动员技术动作参数进行比较,并采用t检验和皮尔逊相关系数法分析起跳阶段身体姿态参数与运动表现的相关关系。结果显示运动员出台速度与蹬伸开始踝角、膝角相关,最终成绩与蹬伸开始踝角相关,提示我国运动员应注重起跳阶段的充分蹬伸、把握起跳时机,能够显著提高运动表现。可见该系统能够对跳台滑雪技术分析做到精准反馈,且可获得世界冠军运动员生物力学参数以构建冠军模型为我国运动员提供训练参考。

摘要:针对风电出力稳定性差、随机性强而导致的模型精度差的问题。提出了一种基于二次分解误差补偿的风电功率短期预测模型。首先建立双向长短期记忆(BiLSTM)预测模型对风电功率进行预测并输出预测误差。其次,采用了一种利用混沌映射初始化种群、引入黄金正弦策略更新滚球蜣螂位置,并添加动态自适应性权重系数来更新偷窃蜣螂的位置的改进蜣螂优化算法(IDBO) 对预测模型参数寻优,防止网络陷入局部最优解,自适应搜寻最优参数组合。然后,采用分解-重构-分解的策略,利用自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)进行首次分解,并且引入样本熵与K均值(SE, K-means)将序列按频率进行重构并通过变分模态分解(VMD)将高频误差序列分解成不同频段的误差序列,提高后续模型的预测效率及预测精度。最后,将各分量输入误差补偿模型进行预测并引入Attention机制学习不同时间步的特征关系,并给与不同权重值,加强对关键信息的注意力。通过新疆某风电场实测数据验证了所提模型预测精度高,具有显著优势。

摘要:随着中国制造2025计划的进行，军工工业要推行产线无人化，而AGV（自动引导车）作为全自动化生产线的主要物流载体，其调度的优劣直接决定了整个产线的产能和效率。由于军工场所对于安全性的要求，无法采用无线通信等手段，只能采用点对点的光通讯方式，这也使得AGV通讯的实时性变差。本文基于Plant simulation软件，建立仿真系统模型，打通了该物流仿真软件与现场控制器的实时数据交互通道，实现了仿真系统与现实同步运行，完成了物流仿真软件与现场控制器的无缝连接，有效的解决了军工工业没有无线造成AGV调度实时性差的难题。实验证明，这种方法有效地简化了调度系统的编写难度，并使系统整体的实时性能提高了0.058秒。与传统方法相比，编写时间缩短了9.7倍，调试时间更缩短了22倍。为军工产线实现全自动化奠定基础，并为在危险场所使用脉动生产线提供技术支持。

摘要:为了提高自主水下机器人(AUV)的路径规划能力和效率,提出了基于社群信息传递机制的AUV路径规划算法。基于社群信息传递机制,首先设计了全局短、长连接算子,实现了已规划路径点邻域内最优点搜索和邻域外概率搜索；然后设计了局部短、长连接算子,实现了路径中心点的四边界衍生点搜索以及衍生点外可行路径连接；最后完成了AUV路径规划算法流程设计。六种模拟和两种海底地图仿真测试表明,与其它算法相比,该算法具有规划能力强、规划效率高以及规划路径光滑的优点。

摘要:建立准确的滚动轴承性能退化预测模型对于轴承故障分类、寿命预测等后续处理有着至关重要的作用。为了解决轴承性能退化模型预测不准确的问题,提出一种改进的蝙蝠算法(IBA)来提高退化模型预测的准确度。首先将Cat混沌映射应用到种群初始位置,增强种群的遍历性,提高初始解的质量；其次在迭代过程中加入类反正切控制因子,提高算法寻优精度；最后改进位置更新策略,防止陷入局部最优。通过与蝙蝠算法(BA)优化的支持向量回归机(SVR)、粒子群优化算法优化的SVR和灰狼优化算法优化的SVR所得的结果做对比,结果表明：IBA所优化预测模型的均值绝对误差分别下降了70.60%、67.19%、55.56%,均方根误差分别下降了76.64%、76.12%、30.29%,进一步证明了改进后的预测模型的准确性。

摘要:针对图像拼接任务中出现的图像误匹配特征点较多导致的拼接时间较长、直接使用全部特征点存在的图像拼接精度不够等问题，本文提出了一种基于匹配点递增策略与随机抽样一致 (random sample consensus, RANSAC)相结合的图像拼接优化方法。该方法首先通过特征点初筛选避免大量无效抽样以提高计算效率，接着使用一种渐进的采样策略逐步增加匹配点并反复采样获得精确结果，最后采用一种新的基于均方根误差的损失函数筛选结果，得出最优模型。实验结果表明，在未明显增加耗时的情况下，本文算法的内点率进一步提高，特征点误差均值与均方根误差有了明显下降，图像拼接的精度提高，有效改善了拼接缝处的错位现象，显著减少了图像拼接任务中拼接误差。

摘要:针对当前人脸图像超分辨率重建算法模型卷积单一、感受野不足、单判别网络反馈信息不精确等问题,设计了一种基于自适应卷积与联合损失函数的算法。模型使用生成对抗网络架构,生成器方面,使用自适应卷积构造双路残差块并进一步组成高效的残差组,能自主学习在不同感受野下提取到的特征权重并补充单一支路遗漏的信息。判别器方面使用Vgg与U-net架构网络作为双判别网络,并使用双判别结果计算对抗损失,该损失与内容损失、感知损失组成联合损失函数。在celeba数据集上的实验表明,该算法与RWSA算法相比PSNR值提高1.166 dB,SSIM值提高0.037,LPIPS值优化0.033,PI指标优化0.119,与其它多种主流算法相比在图像细节清晰度方面具有优势。

摘要:对于四旋翼无人机在姿态上的运动控制,目前主要方法是对自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)系统的应用。针对此系统在处理具有传感器噪声的复杂干扰时,以往的fal函数设计在应用上仍有许多缺陷。扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)在传统fal函数的作用下,其工作过程中存在观测的精度不足以及抖振发生率较高等问题。因此,在以往fal函数的基础上改进出了一种新型的非线性光滑tfal函数,并以此函数研究ESO,最后,将其他ADRC方法与此方法置于Matlab/Simulink软件进行比较仿真,新设计的tfal函数表现出更好的收敛性。基于tfal设计的新型ESO,在误差估计和误差跟随性能上有着明显提升。同时相比于改进函数galn和传统函数fal,新型ESO下姿态自抗扰控制系统,其跟踪能力分别提升了2.3%和4%,抗干扰性能分别提升了50%和67%。

摘要:点云数据在建筑逆向建模、三维重建乃至施工进程等方面均有巨大优势。采集建筑结构点云时通常包含海量点云,并且如梁、柱等构件的点云数据至关重要。现有的三维点云语义分割方法对大规模点云进行处理时存在局部特征提取不充分、识别精度有待提升等问题,本文提出一种改进RandLA-Net深度学习网络的建筑关键构件的大规模点云语义分割方法,通过在局部空间编码部分增加坐标注意力模块提高分割结果的鲁棒性；构建了通道注意力模块增强模型的特征判断能力；引入了焦点损失函数训练网络,有效解决了建筑点云场景内类别不平衡的问题,实现了对建筑结构点云数据的快速处理和对建筑关键构件的有效提取。最后通过实验进行性能对比分析。试验结果表明,改进模型对大规模点云进行语义分割相较于传统RandLA-Net模型在整体准确率和局部构件提取准确率上均有提升,证实了本文方法具有更强的的性能和应用价值。

摘要:筋土界面特性是加筋结构设计的基础,缝合横肋式土工织物加筋方法是对传统土工织物改良的新型加筋技术,通过立体加筋来提高筋土界面相互作用,充分发挥土工织物高强度等优势。为了研究横肋数量和高度等因素对筋土界面特性的影响,根据室内试验结果,对直剪试验进行离散元数值模拟,从宏观和细观参数上分析了不同横肋数量和高度下筋土界面的力学响应。研究结果表明:缝合横肋式土工织物可显著提高筋土界面的抗剪强度,其剪应力-位移曲线主要分为线性增长阶段和稳定阶段两部分；增加横肋数量和高度,土工织物整体抗剪强度随之增大,其中当横肋高度与土层厚度之比为0.5时,界面抗剪强度显著提高且各横肋上的应变值较为均匀,因此实际应用时建议横肋高度为加筋间距的0.5倍；随着横肋数量的增加,似黏聚力明显增加而似摩擦角变化不大,随着横肋高度的增加,似摩擦角明显增加而似黏聚力变化不大；在直剪试验过程中,土工织物平铺部分的应变和横肋上的应变随横肋数量和高度增加均增大,应变最大的位置为二者缝合处,第1道横肋应变最大并且增加最快,使该横肋缝合处成为整个体系的关键,因此实际应用时应主要关注第1道横肋的高度、设置位置以及缝合强度。本研究可为土工织物作为加筋材料的工程应用和进一步研究提供参考。

摘要:为研究长短锚杆对深埋隧道软弱围岩锚固效果的影响,通过室内相似模型试验,开展隧道开挖后围岩的加载破坏试验,对比分析三种工况下(无锚,短锚和长锚)围岩破坏、变形和应力变化规律。结果表明：加载开挖隧道后的围岩,其破坏顺序表现为边墙和拱腰依次剪切破坏,最后拱顶塌陷；锚固后的围岩拱顶由于锚杆的锚固作用形成了“加强梁”的作用,使拱顶承受的最大沉降及其破坏荷载显著增加；锚杆的长度需要穿过拱顶塑性松动区,若锚杆长度不足以锚固整个塑性松动区,被锚固的围岩与上部未被锚固的围岩之间存在“分层”现象。根据锚固围岩强度均一化理论得到,短锚杆主要是对浅层洞壁处围岩增加有效支护力,从而提高围岩强度,长锚杆主要是调节深部围岩弹性区应力状态,长短锚杆组合使用有效调节围岩应力状态。

摘要:与既有混凝土粘结是自密实混凝土重要使用场景之一。为了探究沙漠砂自密实混凝土(DSSC)与既有混凝土粘结特性,通过粘结填充、劈裂抗拉强度试验与灌砂法确定粘结破坏模式,分析混凝土类型和界面处理方式对新老混凝土粘结性能影响。利用扫描电子显微镜测定粘结界面微观形貌特征,分析粘结界面间隙宽度分布。研究表明：线型切槽界面与受力方向一致时粘结性能更强；钻孔界面比线型切槽界面效率更高、粘结强度更强、稳定性更好；低水胶比缩小粘结界面间隙,沙漠砂对粘结界面间隙缩减效果在低水胶比下更显著。

摘要:为降低修补用碱激发材料的泛碱,通过表面喷涂外加剂、掺加玻璃粉、掺加赤泥的方式研究了修补用碱激发材料的泛碱抑制措施。并通过扫描电镜、氮吸附分析、超景深图像分析等方法分析其抑制机理。结果表明:在砂浆试件表面涂刷PNC401防水涂料或有机硅防水剂后泛碱量分别减少了61.3%和26.7%；玻璃粉、赤泥的掺量在15%内满足修补砂浆各项性能要求；掺加15%的玻璃粉、赤泥后泛碱量分别减少了60.7%、52.0%,且砂浆内部孔隙数量较少,无明显裂缝产生,减少了碱性离子的溶出通道,对修补用碱激发材料的泛碱有很好的抑制效果。

摘要:利用相变材料和载体材料制备相变颗粒，替代混凝土骨料以制备相变混凝土是一种提升寒区混凝土耐久性的新型技术。为研究相变混凝土抗压强度与其孔隙特征之间的关联性，以正十四烷（n-tetradecane，C14）和膨胀珍珠岩（expanded perlite，EP）为原材料，制备一种水泥包封的新型相变颗粒（EPC14），随后等体积替换混凝土细骨料制备相变混凝土（phase change concrete，PCC-EPC14），对制备的相变混凝土开展50、100、150、200次冻融循环试验，然后采用单轴压缩试验与核磁共振试验测试相变混凝土的抗压强度与孔隙特征，最后利用分形理论计算相变混凝土的NMR（nuclear magnetic resonance）分形维数，分析抗压强度与NMR分形维数之间的关系。结果表明：相变颗粒与混凝土细骨料的最优体积替代比约为20%，此时，经历200次冻融循环后相变混凝土的NMR分形维数最大，孔隙度最小，抗压强度最大；此外，相变混凝土抗压强度与其NMR分形维数呈正比例关系，与弛豫时间信号面积呈反比例关系。

摘要:为探究临近基坑上覆荷载对坑外土体内部变形的影响作用,采用自主设计的可控围护结构变形模式的透明土试验箱并结合粒子图像测速技术,对不同围护结构变形模式下上覆荷载对土体内部变形的影响差异进行分析。通过透明土试验所得数据与预测曲线以及工程实例进行对比,验证了试验结果的可靠性。结果表明：上覆荷载对坑外土体位移场影响显著。增大上覆荷载或减小上覆荷载与围护结构之间的距离会使坑外土体位移影响区向土层深部扩展,最大竖直沉降和水平位移也随之增大。悬臂型与内凸型坑外土体受上覆荷载压强和距离影响显著的土层深度不同。上部土体位移受悬臂型变形模式中改变上覆荷载压强与距离的影响显著,但中下部土体位移受内凸型变形模式中改变上覆荷载压强与距离的影响更为显著。相比于同比例减小上覆荷载距离,增大上覆荷载对位移影响更大。可见在实际工程中,需要结合当地建筑分布与地下工程环境,采取适当手段避免围护结构产生最不利变形模式。

摘要:随着“干-支”联运多级航空货运体系逐步形成，机场货运周转效率不高的问题日益突出，“干-支”联动式货物高效配载方法已成为解决上述问题的关键技术之一。本文建立了以“干-支”最大装载率为优化目标，同时满足干线货机和支线货机的舱室位置约束、舱室尺寸约束、重心约束和重量约束等多重约束条件下的整数规划联动配载模型，基于遗传算法开展了B757-200干线货机和ARJ21-700F支线货机的“干-支”联动货物配载的优化研究。发现“干-支”联动货物配载的平均装载率相比于“干-支”逐次配载提高了5.45%，达到72.05%。表明本文所提出的“干-支”联动配载方法能显著增加货运总体装载量，从而有效提升机场货运周转效率，为“干-支”联运多级航空货运体系进一步发展提供了理论基础与技术支撑。

摘要:全国铁路扣件螺栓防腐养护工作量大,人工涂油作业成本高、效率低、劳动强度大,存在作业安全风险、道碴污染等问题。针对这一系列问题,研发了一种基于可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制的可在铁路轨道对扣件螺栓进行自动涂油作业的自动涂油装置,实现施工过程的高效化、智能化和自动化。对设备的行走机构、涂油系统、扣件螺栓识别感应装置、控制系统等进行优化设计。创新性地设计了可调节的喷涂结构,实现了对不同类型轨道的涂油作业,创新性地设计了可自适应轨道扣件螺栓高度位置变化的传感器装置,实现了对不同高度分布的轨道扣件螺栓的精准识别。针对防锈油脂特性,对装置的定量雾化技术进行分析与优化设计。台达DVP ES2-24MR PLC与外部执行器件连接,通过PLC进行数据处理实时控制相应的传感器,采用补偿算法实现设备涂油作业的精确控制。实验表明,自动涂油装置缩短了大量的工期,解决了现有机械式涂油机涂油不精准、滴油、拉线等污染现象,装置可有效保障涂油作业质量和安全,有效提高施工效率,降低施工成本。

摘要:为了解决运营线路站台门结构变形难以实时监控的问题,精准预测列车过站时高速铁路站台门的结构变形数据,本文采用基于人工智能的神经网络方法,选取210种不同车长、阻塞比、安装距离和车速的站台门结构变形数据作为网络模型训练样本,运用CNN和基于K-Fold的GRNN两种神经网络模型,建立了不同工况下的高速铁路站台门结构变形的预测模型,并与剩余样本数据进行对比验证。研究表明,两种模型均可有效预测铁路站台门结构运维数据,在预测精度上,基于K-Fold优化的GRNN模型优于CNN模型,基于K-Fold优化的GRNN模型的预测均方差能够维持在0.22之内,均方根误差维持在0.27之内,处于研究领域的领先水平。基于K-Fold优化的GRNN模型能够较好预测列车过站时的站台门结构形变量,为高速铁路站台门的设计与运维提供数据参考。

摘要:针对目前无中导洞法双连拱隧道普遍存在先行洞二次衬砌开裂问题,如何改善其受力特征以保证隧道施工及运营期间的安全性是本研究的重点。本研究以西南山区某公路隧道连拱段为背景,采用数值计算方法,重点对先行洞初支厚度、钢拱架间距和二衬厚度等支护参数对先行洞围岩位移、初支和二衬受力特征的影响开展深入研究,提出合理优化的支护参数。研究结果表明:随着初支厚度增大或钢拱架间距减小,先行洞围岩位移、二衬主应力不断减小,初支主应力不断增大,其中二衬最大拉应力显著减小,初支厚度为0.28m或钢拱架间距为0.5m时较最不利情况减小了15%左右。随着二衬厚度增大,先行洞围岩位移、初支和二衬主应力均显著减小,其中二衬最大拉应力减小尤为显著,二衬厚度为0.7m时较二衬厚度为0.5m时减少了23.8%。因此适度增大初支厚度或减小钢拱架间距,同时增大二衬厚度可有效改善二衬受力,建议V级围岩浅埋状态下先行洞初支厚度取0.28m,对应钢拱架型号I22b,钢拱架间距取0.5m,二衬厚度取0.7m。

摘要:为探讨中小跨径桥梁在设计、建造及服役期间中典型的不确定性因素对结构抗震性能的影响,本文以一座4跨连续小箱梁桥为工程背景,基于OpenSees建立非线性动力模型,通过易损性分析考虑地震波不确定性、建模参数不确定性和构件抗震能力不确定性对结构地震动响应、构件易损性曲线的建立、构件抗震性能和体系抗震能力的影响规律,并通过考虑不确定因素间的联动效应以量化各类不确定性因素对结构抗震性能分析的影响。结果表明:构件的地震滞回曲线的差异主要由建模参数的不确定性造成,而峰值地震响应差异主要由地震动和建模参数的不确定性联合所导致；建模参数的不确定性和构件抗震能力的不确定性均会导致结构失效概率的增加,继而使得部分构件无法满足既定的损伤状态；考虑不确定性因素会增加桥梁系统易损性曲线的失效概率,且随着损伤程度的加深,不确定性的影响也会越大,使分析结果偏差30%以上。

摘要:公路隧道里程的快速增加也标志着运营成本的逐渐上升,高昂的公路隧道电力运营成本问题急需解决。为了降低公路隧道电力运营成本,实现节能减排。在“双碳”背景下,从优化能源结构的角度思考,探究可再生能源供电系统在公路隧道上的应用前景,建立一个风、光、储互补发电系统。以一条498m长的公路隧道负荷为算例,利用基于改进的粒子群算法(PSO),以全生命周期的设备建设成本和维护成本最低为目标,以缺电负荷率、储能容量为约束,针对风光储互补系统进行寻优。结果表明：1.经改进的离散型自适应粒子群算法在第20次迭代后得到了最优解,标准粒子群算法在近第300次迭代得到最优解,离散型自适应粒子群算法寻优能力更强；2.改进后的离散型自适应粒子群算法对比标准的粒子群算法,寻优结果的风、光、储的设备投资使用成本降低了57.83万元,约17.37%。3.对比算例隧道一年的用电成本51.50万元,风、光、储互补系统的全生命周期成本为332.88万元,投资成本将在7年的时间内收回,在设备20年的使用寿命内,风光储互补发电系统将节省697.12万元的用电费用。

摘要:为分析灯桩在风浪环境下的水动力特性,并根据其应力集中点给出优化方案。通过VOF(volume of fluid)方法求解了灯桩表面在风浪中的压力分布,以及压力造成形变。结果表明:灯桩应力集中位置在灯桩中间支柱的根部,最大位移位置在灯桩顶端；据此研究了两种优化方案,斜柱支撑方案应力集中在支柱的顶部,比优化前减小32.2%,最大变形量在中部底座处,比优化前减小40.1%；端部加强方案应力集中在底部,比优化前减小0.08%,最大变形发生在灯桩顶部,与优化前相比减小了23.1%。可见支柱斜撑的灯桩结构可以有效的减小结构受到的应力强度,分散了灯桩其他部分受到的风浪的冲击,是更好的结构优化方案。

摘要:针对民机维修中对系统部件风险影响分析不够深入、分类管理不细而导致部件运行中出现突发故障的问题,通过引入综合风险影响度因子对民机系统部件的重要度和潜在隐患进行准确评估,建立了考虑多因素综合风险影响的部件预防性维修策略。以民机系统部件维修成本优化为目标,建立了一种考虑部件多因素综合风险影响的民机系统机会维修决策模型,综合考虑了系统部件间的时间相关性和部件的多因素综合风险影响产生的成本。实例验证表明,相较于不考虑部件风险影响的预防性维修决策,本文提出的维修决策使民机系统的总维护成本降低约25.33%,预防性维修与更换次数减少率约为41.23%。

摘要:精确估计航班预计到达时刻(ETA)对机场群或终端区协同调度辅助决策制定有重要意义 ,传统方法对于进场计量节点精细化感知能力不足,特别在高动态环境影响下对大体量复杂航班交通态势难以实现中-长期精准定量估计。文章提出基于误差反馈修正的航班预计到达时刻预测方法,首先,基于航空器性能参数,结合对未飞航路的规划和气象因素,构建航空器运动学模型；其次,通过四维航迹推演对预计到达时刻进行初步预测；然后,构造实际落地时刻(ATA)与预测结果的误差序列,采用误差反馈模型对序列进行预测并修正初步预测结果。最后,以某大型枢纽机场进港航班为例进行仿真验证,将提前30分钟预测结果在±5分钟以内的比率作为评价指标,结果表明相比传统方法,本方法可在恶劣天气下将预计到达时刻预测的准确率提高25%以上。

摘要:随着工农业的不断发展,地下水中有机污染问题对人体的健康造成的威胁也逐渐被重视。根据美国国家环保局（U.S. Environmental Protection Agency，USEPA ）推荐的健康风险评价方法,结合当地自然地理和水文地质条件,对株洲市地下水有机污染物进行检测,并利用健康风险评价模型对饮水、皮肤、呼吸3种暴露途径产生的非致癌风险和致癌风险进行健康风险评价,结果表明:株洲市地下水中主要有机污染物为二氯甲烷、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、p,p"-DDE、p,p"-DDD。地下水中的有机污染物非致癌风险均小于规定限值,而所有采样点的致癌风险指数均超过了致癌风险限值,且ZZS119采样点超过了最大可接受致癌风险限值。地下水中有机物主要暴露途径均是呼吸途径,占总风险比例的81%左右,产生致癌风险最大的有机污染物为四氯乙烯,占比81.08%,其次是三氯乙烯,占比11.65%。株洲市地下水由于城市排污、化工厂挥发性有机物、林木杀虫剂的使用、生活废水的的排放等原因受到了严重的有机物污染,且对当地居民造成了不可接受的致癌风险。

摘要:土地生态安全是土地资源持续利用的核心，由人类活动造成的土地利用变化改变生态系统结构与功能，对区域生态安全系统产生严重影响。为探究近年来重庆市及2030年生态安全变化情况，本文以重庆市为研究对象，采用PLUS模型模拟2030年自然发展、生态优先、发展优先情景下土地利用变化。基于生态学角度构建生态安全评价指标体系，并结合突变模型对生态安全指标体系进行集成，计算各年份生态安全评价指数，得到2000-2020年重庆市生态安全处于一般安全等级以上面积占比呈“增加-降低-增加-减少”趋势。同时三种情景下处于在相对安全及以上占64.53%、67.31%、55.97%。结果显示重庆市生态安全空间格局与人口密度、GDP等空间格局相反，与植被覆盖、坡度等自然数据空间格局相符，间接表明人类活动对生态安全格局的影响，人类活动越密切，生态安全等级越不安全。