摘要:液动式电磁阀作为核电站领域控制系统的关键执行元件,长期处于强振、高温高湿及强电磁干扰等复杂环境,其可 靠性与使用寿命面临严峻挑战。 总结了液动式电磁阀工作原理、结构类型与典型失效形式,分析其可靠性预测中的建模方 法、数据融合及基于自适应的失效预测算法等方面的中外研究现状与发展趋势,并重点从单工况和多物理场耦合两方面研究 现阶段电磁阀可靠性预测中的自适应失效预测算法。 其次,还指出中国在电磁阀可靠性的设计、预测以及优化等方面面临的 挑战与问题。 最后,基于中国目前电磁阀研发能力的现状与不足,提出电磁阀可靠性预测技术研究的相关建议与展望。

摘要:随着高性能计算和传感器技术的进步,从数据中直接识别物理规律已成为可能,数据驱动的偏微分方程辨识方法虽 在多个领域展现出潜力,但其在渗流问题中的适用性与有效性仍有待系统评估。 对此,采用基于稀疏回归的利用深度学习从 含噪声、数据量有限的数据中发现偏微分方程 PDE(partial differential equations)-LEARN 框架,系统辨识了一维线性、二维线性 和一维非线性渗流控制方程,探究了数据量和噪声水平对辨识精度的影响。 结果表明该框架在数据量有限和噪声环境下仍 能准确辨识方程结构,且方程系数误差较低,此外适度噪声通过随机共振效应能够提升方程辨识性能。 进一步通过构建含高 阶导数项的测试案例,对比辨识方程和全连接神经网络的预测性能,发现前者在外推预测中表现出显著优势。 最后,通过变 直径填砂管渗流实验,对方法在真实物理过程中的适用性进行了验证,结果显示模型预测结果与实验结果高度一致,揭示了 该方法在实际渗流建模问题中的潜力。

摘要:为了研究花岗伟晶岩各种稀有金属矿或元素和造岩矿物的分带,仔细研究了国内外著名花岗伟晶岩型稀有金属矿 床,尤其是可可托海矿的分带特征,通过不同矿床的分带特征对比,利用脉内不同位置以及不同脉之间,某矿物的首次出现来 提取主要矿物或者元素分带信息,省略次要矿物和元素分带,考虑钾钠碱交代不相容理论,考虑吉布斯生成自由能和离子半 径等方法研究了微斜长石、钠长石、锂辉石、石英等造岩矿物和 Be、Nb、Ta、Li、Zr、Hf、Rb、Cs 元素,以及绿柱石、铌钽铁(锰)矿、 锂辉石、(铪)锆石、天河石等稀有金属矿物分布特征。 结果表明:无论从花岗岩母岩内部到外围的多个伟晶岩带,还是从单个 花岗伟晶岩脉的边部到中心,都存在造岩矿物微斜长石→钠长石→锂辉石→石英带,稀有元素 Be→Nb-Ta→Li→Zr-Hf→Rb→ Cs 带和绿柱石→铌钽铁(锰)矿→锂辉石→(铪)锆石→天河石的稀有金属矿物带。 造岩矿物带中的微斜长石→钠长石可重 复。 可见稀有金属矿物从早到晚的分带,显示出其稀有金属离子半径从小变大的规律(Li 除外)和矿物的吉布斯自由能基本 上由大变小特征,而造岩矿物则显示早期钾交代和钠交代交替进行,并产生硅质增多和稀有金属元素慢慢聚集特征。

摘要:传统的地质建模方法依赖于有限的钻孔数据,在复杂地质环境下,难以有效捕捉地层在复杂构造中的不规则变化, 从而导致建模结果存在一定误差。 为此,提出了一种新的地质建模方法,该方法采用多层感知机模型,融合钻孔数据与地震 解释数据,以学习地震解释层位与真实层位之间的偏差规律。 随后,提出了基于层位误差的多尺度迭代预测过程,通过逐步 预测和修正不同尺度的层位误差,精确实现对未知区域地质构造空间形态的预测。 通过荷兰北海大陆架的仿真数据进行验 证,实验结果表明,在规则的地质构造中,本文方法的平均预测准确率为 99. 94% 。 层位边界的平均预测误差分别为 1. 135、 1. 266、1. 127 m,较 IC-XGBoost 方法的平均预测误差分别降低了 98. 3% 、97. 65% 和 97. 83% 。 在不规则的地质构造中,本文方 法的平均预测准确率为 99. 95% ,层位边界的平均预测误差分别为 1. 021、1. 279、1. 057 m,较 IC-XGBoost 方法的平均预测误差 分别降低了 98. 82% 、97. 37% 和 98. 91% 。 可见,本文方法在提升层位预测精度和地质建模稳定性方面起到了明显的作用。

摘要:为查明煤田火烧区下方隐伏地质灾害,确保煤矿安全开采和人员生命安全具有重要意义。 常规地面地球物理方法 存在抗干扰能力差、施工效率低或者无法施工等问题,难以解决煤田火烧区下方隐蔽地灾精细探测等难题。 基于此,以恰特 喀勒煤矿 1 号区为探测对象,利用无人机航空瞬变电磁法开展煤田火烧区下方隐伏采空区探测并对其进行分析。 首先,介绍 了团队自主研发的国际首套无人机全航空瞬变电磁系统,并与国外直升机航空电磁系统参数指标进行对比分析;其次,分析 了无人机航空瞬变电磁数据处理方法,建立了含有低阻层模型进行反演计算。 结果显示,非线性优化方法能有效分辨出低阻 异常,获得的异常信息精细。 最后,开展了煤田火烧区无人机航空瞬变电磁法隐伏采空区探测。 结合已知巷道资料对比分 析,验证了无人机航空瞬变电磁法探测结果的准确性和有效性。 研究结果表明,无人机航空瞬变电磁法是一种高效绿色环保 的航空电磁新技术,在煤田隐蔽治灾等精细化探测中具有广泛的应用前景。

摘要:钾盐是关系国计民生的重要战略性矿产资源,广泛应用于农业、化工和医药等领域,是生产钾肥的主要原料,对经济 发展和社会进步具有重要的推动作用。 柴达木盆地是中国主要的钾盐成矿带,其地表条件和地下构造均较为复杂,钾盐赋存 层位埋藏浅、横向变化大,给浅层地震勘探数据采集与处理带来了极大的挑战。 针对双复杂区钾盐浅层地震勘探数据的特点 和难点,系统地研究了适用于该区域的地震数据处理关键技术,包括静校正、叠前噪声压制、振幅补偿、反褶积、速度分析及偏 移成像等,优化并形成了一套适用于柴达木盆地东北缘双复杂区的地震数据处理流程。 研究表明,这些关键技术的应用显著 提高了该区域浅层钾盐层位的成像效果,为柴达木盆地钾盐资源勘探提供了可靠的地球物理依据。

摘要:随着海上风电开发向深远海推进,漂浮式基础及其系泊系统已成为当前海洋工程领域的研究热点。 气浮结构凭借 优异的浮力调节能力与稳性表现,展现出广阔的应用前景,是深远海开发中极具潜力的基础形式。 为明晰气浮多筒型基础在 张紧式系泊下的动力响应机制,通过制作 1∶ 100 比尺物理模型,进行了规则波作用的水槽模型试验,系统探究水深、吃水和锚 固距离等因素对系缆张力和筒内气垫压力的影响规律。 结果表明:随着周期的增加,系缆张力和气垫压力响应幅值算子呈现 小周期波频响应,大周期慢漂响应的特征;随着水深的增加,前、后缆的系缆张力在波频响应时呈相反的变化趋势,而在慢漂 运动时呈相同的变化趋势,前筒气垫压力振荡比后筒气垫压力振荡趋势明显;随着吃水的增大,后缆系缆张力幅值的变化比 前缆系缆张力幅值的变化显著,气垫压力呈整体下降的趋势;锚固距离的增加,导致摇摆运动增大,前缆系缆张力和前筒气垫 压力的变化幅度分别小于后缆和后筒。 本研究成果可为张紧式系泊筒型基础的设计和运行提供参考。

摘要:为考察甘草水提物（Licorice Water Extract, LWE）对铀（U）损伤大鼠的修复作用，本研究采用气相色谱-质谱联用（Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）代谢组学方法，探究其代谢通路及其作用机制。U的化学毒性及放射毒性可造成多器官损伤，现广泛使用的螯合剂疗法对沉积于器官的U促排效果不佳，且具有一定毒性。甘草作为传统中药，具有多种生物活性，甘草酸对铀有一定的促排作用。本研究设空白组（Ctrl）、模型组（MG）、阳性药组（AD）及 1 g·kg?1 LWE 组（LD）、5 g·kg?1 （MD）、10 g·kg?1 组（HD）（n=8），各组均进行尾静脉注射3 mg·kg?1 乙酸氧铀建立U损伤模型，造模后 LWE 各组灌胃7 d。末次给药24 h后采集腹主动脉血，并观察GWE对U损伤模型大鼠体重、外周血、脏器指数的变化。结果表明：GC-MS非靶向代谢组学分析共鉴定出15种与U损伤修复相关的差异代谢物，KEGG通路富集分析表明，其修复作用主要通过调控缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸生物合成、不饱和脂肪酸代谢、乙醛酸及二羧酸代谢和甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸代谢4条核心通路实现，涉及氨基酸代谢、脂质稳态及能量代谢调节。LWE 可通过修复线粒体功能与增强抗氧化能力等多靶点协同作用拮抗铀毒性。本研究首次从代谢网络调控角度揭示 LWE 修复U损伤的多靶点作用机制，为中药干预U损伤的研究提供了新思路。

摘要:为了解决葡萄园埋藤过程中耕作阻力大、振动明显的问题，本文提出了一种滑切式切抛土装置。通过对切土刀滑切角式子的理论推导以及颗粒在切土刀面上的切削过程受力分析，以等效角度，初始极径，和折弯角度为试验因素，以切抛土装置的扭矩与牵引阻力为评价指标进行单因素离散元仿真试验，确定影响切抛土装置的扭矩与牵引阻力的结构参数及各因素对评价指标的影响趋势。基于Box-Behnken试验分析各因素对评价指标显著的交互作用,获得对应的回归方程。通过NSGA-Ⅱ算法对评价指标进行多目标优化，获得最优参数组合:折弯角度23.49°、初始极径74.99 mm与等效角度38.61°；对应仿真试验扭矩为382.68 N·m，牵引阻力265.25 N。结果表明:相对于原始切土刀的对照组，装配有优选滑切式切土刀的切抛土装置扭矩下降率为12.69%，牵引阻力下降率49.21%，扭矩波动下降率34.33%。该研究可为葡萄埋藤机切抛土装置的设计与优化提供理论支撑与参考。

摘要:在智能制造与工业4.0背景下，传统柔性作业车间调度因忽视人力因素面临资源配置不足的问题。因此构建了一个融合工人学习效应与疲劳机制的多目标优化模型，以最小化最大完工时间、总能耗和人工成本为目标。为有效求解该问题，提出了一种改进的多目标樽海鞘群算法。该算法引入了Circle混沌初始化机制提升解的多样性，结合差分进化策略增强局部搜索能力，并设计了虚拟力与链式跟随机制平衡全局探索与局部开发。通过扩展标准算例，以反世代距离和超体积作为评价指标，验证所提算法的有效性，最后，分析实际汽车线束生产调度问题。实验结果表明该算法求解的帕累托解更趋近于原点且更加均匀密集。该研究为考虑人因特性的车间调度问题提供了新的建模思路和高效的求解方法，具有重要的理论意义。

摘要:为提升煤层气保压取样的密封性能与可靠性，通过构建错位球面密封结构三维模型并结合热-应力耦合仿真方法，分析了密封装置在高温高压条件下的应力分布与变形规律，在此基础上搭建地面试验平台，开展常温及高温保压性能试验，对仿真结果进行验证。分析结果显示，该装置在 3 MPa 压力下能够实现有效密封，聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）阀座的等效应力和变形量均未超出安全阈值；在 20~80 ℃ 范围内，应力与变形随温度升高呈正相关增长，但始终满足密封要求。验证结果表明：装置在常温 3.2 MPa 条件下 5 h 内压力保持稳定，8 h 内压力损失率为 3.1%，15 h 内为 6.2%；在 80 ℃ 高温下 3 h 内压力无明显衰减。可见，该装置可有效适应煤矿井下高温高压及复杂取样环境，显著提升煤层气保压取样的精度与可靠性，为煤层气资源的勘探与开发提供技术支撑。

摘要:现阶段,深层、超深层已成为我国油气增储上产的重要接替领域。超深井钻井过程中通常会使用油基钻井液。当发生气侵时,气体在油基钻井液中的溶解与析出会使井筒多相流动规律变得更为复杂。为解决此问题,本文开展了超深井油基泥浆钻井发生气侵时井筒多相流动规律的研究。基于漂移流模型,考虑气体溶解析出以及高温高压的影响,建立了超深井油基钻井液环空气液两相瞬态流动模型。结合Van Leer限制器,构建具有二阶精度的AUSMV格式,实现模型求解。基于建立的模型,研究了超深井气侵过程中溢流量、环空含气率、井筒压力等的变化规律。发现初始压差增大会引起井底压力降低幅度增大,溢流量增大,气体析出点深度增大。钻井液排量增大会引起液体流速增大,气体运移至井口的时间减小,井底压力的降低幅度减小,溢流量减小,气体析出点上移。本文的研究内容可为超深层钻井气侵后井底压力的准确预测和气侵的安全高效处理提供理论基础。

摘要:随着深层页岩气水平井的水平段长度不断加深,钻井过程中所产生的岩屑受自身重力以及运动方式的影响,其易在水平段环空中发生沉积,进而对钻井作业的安全性与高效性造成影响。为此,设计了一套适用于深层页岩气水平井的高效机械清岩装置,在保留常规机械清岩装置优势的基础上,该装置通过两段制设计将射流方式由持续射流改变为了间断性脉冲射流,并能够有效防止岩屑在运移过程中侵入喷嘴。其次,通过数值模拟对比分析了不同射流角度、叶片结构与机械转速下的水平段环空流体扰动与岩屑运移情况,并基于数值模拟结果对装置结构进行了进一步优化。研究结果表明:当机械清岩装置的射流角度在0~60.00°的范围内时,水平段环空中的岩屑清理效率会随着射流角度的增加而逐渐提高,但当射流角度超过60.00°时,环空岩屑的清理效率会随射流角度的增加而产生下降的趋势；当机械清岩装置的叶片结构为螺旋结构时,其对水平段环空中的岩屑清理效果最佳,但当叶片结构为V字结构时,水平段环空中的岩屑清理效果最差；若钻柱的机械转速未超过70.00 r/min,则水平段环空中的岩屑清理效率会随钻柱机械转速的增加而提高,但当钻柱的机械转速超过70.00 r/min时,水平段环空中的岩屑清理效率会随钻柱机械转速的增加而下降。

摘要:防砂筛网在含砂流体中的冲蚀损伤，是影响油井安全生产和筛网服役寿命的关键问题。现有研究多集中于筛网堵塞工况，而对未堵塞条件下砂粒冲蚀机理的认识尚浅。本研究融合室内实验、数值仿真与多元回归模型相结合的方法，对冲蚀流速、砂粒粒径及砂粒流量的影响规律进行了系统性解构。实验结果表明筛网的质量损失随三种因素的增大均加剧，其中流速的影响最为显著，呈加速增长趋势；数值仿真揭示了冲蚀损伤集中分布于筛网夹缝等狭窄流通区域，这些区域的局部流速加剧导致了严重冲刷；权重回归分析量化了各因素的影响，冲蚀流速占比最高为56.1%，其次为砂粒流量35.7%，砂粒粒径占比最低为8.2%。研究证实，冲蚀流速是未堵塞筛网冲蚀损伤的首要控制因素，在防砂作业中应重点考量。研究结果为油田防砂措施优化与筛网结构改进提供了实验依据与理论参考。

摘要:为明确川南某区块页岩气储层压裂过程中地应力演化规律及其对裂缝稳定性的影响，通过构建三维地质建模，研究了单井与多井压裂过程中的地应力的演化规律，并利用库伦失效函数（CFF）对裂缝稳定性进行判断，结果表明：单井压裂时地应力变化主要集中在井筒及裂缝附近，最大水平主应力扰动-3~6.5MPa、最小水平主应力扰动-4~10MPa、CFF值扰动-3~4.5MPa，共有7条裂缝失稳；多井压裂时由于裂缝间存在应力叠加和应力阴影效应，使得应力变化范围更广、强度更大，最大水平主应力扰动幅度达到-5~13MPa、最小水平主应力的扰动幅度达到-10~14MPa、CFF值扰动-3.8~6MPa，共有31条裂缝失稳，其中井间21条。可见多井压裂井间相互作用是导致裂缝失稳风险升高的重要原因，因此优化压裂方案时需重点关注井间区域的应力变化及裂缝稳定性，以提高页岩气采收率并保障开采过程的安全性。

摘要:目前全世界用于海洋能源勘探生产的海上平台有7 000座左右，其中约93%为管状构件焊接而成的固定式导管架平台。因环境腐蚀、疲劳效应及损伤累积等影响，海洋平台结构存在各种缺陷损伤。为了防止这些缺陷损伤引起平台结构的破坏，本文构建了一种新的结构损伤识别框架。该框架以物理模型、有限元模型、测试模型、损伤模型为基础，以创建精准测试模型、基准有限元模型、精准损伤模型为目标，应用测点布置优化理论，研究频响函数残差与相关系数最小化目标优化方法，提出频响与参数不确定性模型修正的损伤识别方法，较系统地实现新框架下海上导管架平台结构损伤精准识别之目标。文中最后通过实例应用，准确识别导管架平台单处、多处损伤，验证了该技术的可靠性及适用性。

摘要:为解决定向钻井工具单翼肋失效时导向力不能保持设定大小和方向导致的造斜性能损失问题，本研究提出了一种面向单翼肋失效工况的造斜性能优化模型。首先构建“周期性导向力-井眼轨迹”模型，?提出非稳态导向力作用下的轨迹计算方法；其次建立外套旋转周期内轨迹终点偏差最小化模型，制定非稳态导向力作用下造斜性能评价指标；最后采用改进麻雀搜索(ISSA)算法，动态调节剩余正常翼肋推力，显著提升外套旋转周期内导向力的作用效果，实现单翼肋失效工况下钻具在外套旋转周期内轨迹终点偏差最小化，有效补偿造斜性能损失。实验结果表明：优化模型在导向力≤50%最大值时可基本消除轨迹偏差，完全恢复造斜性能；超过该阈值时，仍能显著缓解性能损失。该模型无需起钻可直接降低造斜性能损失，提升钻井经济效益，其建模方法为类似失效问题的优化研究提供了参考。本研究提出的非稳态导向力下的轨迹计算方法和造斜性能评价标准，为钻具异常工况研究奠定了理论基础。

摘要:传统带橡胶定子的螺杆式马达难以适用特深井高温高压工况,橡胶定子老化、变形、碳化,导致马达失效。在本研究中,目标是开发可用于万米深度钻井的容积式动力钻井工具。为实现这一目标,设计了一种适用于特深井的全金属螺杆马达,通过数值模拟方法,对其在高温及高压环境下的形变规律进行了讨论,分析了该马达在不同因素下的形变规律。结果表明:在研究范围内,金属定子及转子产生最大变形量分别小于0.25mm及0.16mm；随着环境温度及钻井液动压升高时,马达产生的应力及形变程度均呈现增强的趋势；当环境温度升高时,马达的间隙值会增大,容积效率降低；环境温度相较于压力是影响马达发生形变的主要因素。因此，金属马达设计需重视温度在合理范围内的作用效应。

摘要:为研究矿井提升机主轴与辐板系统的力学特性，本研究基于Carrera 统一公式框架，采用高阶轴—高阶板相结合的思路，面向主轴–辐板连接界面构建了混合维度（一维梁与二维板）耦合模型；在此基础上提出了一种具有位移协调与自由度匹配特性的连接单元，并通过对连接界面进行精细划分与刚度过渡控制实现系统的有效耦合。针对提升机实际运行的复杂工况，开展了连接结构的力学特性仿真，获得并分析了验证点位移场与应变场的周向分布规律及节点响应曲线；结合ANSYS实体模型的交叉对比，验证了所建模型的计算精度与工程适用性。结果表明，基于CUF的混合维度耦合模型与有限元分析在量级与分布趋势上具有良好一致性，能够准确表征连接结构的力学行为特征，尽管刚度单元的引入会增大邻近区域的模拟误差，但总体误差仍处于工程允许范围内，证明本文以连接单元为核心的耦合建模适用于矿井提升机主轴–辐板连接结构的力学分析与工程应用。

摘要:矿井提升系统中,刚性罐道的故障诊断对于保障设备运行安全具有重要意义。传统基于一维振动信号的分析方法在处理非线性、高维度且噪声干扰强的信号时,存在特征提取能力不足、空间结构信息丢失以及诊断精度不高等问题,难以适应复杂工况下的实际需求。针对这些问题,本文提出了一种基于平面核感知与多尺度结构嵌入(Planar Kernel Perception and Multi-Scale Structural Embedding,PKP-MSSE)的刚性罐道故障诊断方法。该方法引入基于核映射的相似性建模与多尺度结构嵌入机制,构建能够同时表征样本局部与全局几何关系的多尺度核空间结构表达,从而增强对非线性高维特征的提取能力；同时通过在平面图像的两个方向上提取判别性特征,有效保留空间结构信息,避免传统方法中因向量化处理带来的结构丢失；最后,联合优化局部保持与全局散度目标函数,在实现有效降维的同时提升故障识别精度。实验结果表明,PKP-MSSE在刚性罐道模拟实验数据集上表现出优异的识别率和鲁棒性,具有优秀的抗噪能力。该方法有效增强了故障特征的类可分性,为刚性罐道的故障识别提供了可靠手段。

摘要:为实现快速准确识别航空交流电路中出现的故障电弧,提出一种基于多元宇宙寻优算法(multi-verse optimization, MVO)、加入轻量化无参数注意力机制(similarity-based attention module, SimAM)的一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1DCNN)与时频域为特征输入的组合故障检测算法,实现模型部署效率和全局搜索能力的优化。首先,按标准搭建多工况下的航空故障电弧实验平台,采集点接触、模拟振动、抗干扰等十五种负载条件下的电流信息；其次,将时域信号通过快速傅里叶变换为频域信号分析特征,数据表明产生故障电弧时1 000 ~ 5 000 Hz分量包含较多特征信息,将该区间频域特征与原始时域特征拼接融合为一维数据,并归一化后作为模型输入；最后,搭建MVO-SimAM-1DCNN检测模型进行训练,通过MVO获取最优超参数后回代神经网络得到测试集准确率为97.72%,并引入多个性能参数评估模型的有效性。结果表明：该特征提取策略具备一定有效性,组合检测模型在识别准确率及检测速度方面优于传统模型,同时网络层数较少以提高部署效率,为航空故障电弧检测装置的研发提供思路。

摘要:针对电力负荷在多因素耦合作用下表现出高波动性与强随机性导致的预测精度不足问题，本文构建了一种优化变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)二次重组分解与TCN-BiGRU-TPA(temporal con-volutional network-bidirectional gated recurrent unit-temporal pattern attention)混合架构的短期负荷预测模型。首先，利用最大信息系数评估天气因素及电价与电力负荷的相关性并筛选出相关性较高因素作为输入特征；其次，采用自适应白噪声完整经验模态分解将负荷序列初步分解多个子序列，计算子序列的样本熵，将熵值相近的序列进行重组得到新序列。对重组后的高频序列采用黏菌算法优化后的变分模态分解进行再次分解，充分挖掘负荷中隐藏的多尺度、时频特性信息。然后，将筛选出的特征变量与分解后的分量输入TCN-BiGRU-TPA模型进行预测。最后，采用西班牙瓦伦西亚区域级数据集进行实例验证，与最优对比模型相比MAE(mean absolute error)、RMSE(root mean square error)、MAPE(mean absolute percentage error)均明显降低，R 2提高了0.003。实验结果表明该模型具有更高的预测精度。

摘要:随着城市化进程的加快，城市地下空间中各类洞室数量不断增加，给地质雷达探测带来了新的挑战。针对椭圆形空洞的地质雷达探测成像特征不清的问题，本文通过理论分析将地质雷达扫描检测的全过程作为研究对象，将雷达贴地扫描地下椭圆形空洞的图像分为三个阶段，建立不同阶段回波信号与水平位置的对应关系，系统分析不同埋深和不同几何参数下椭圆形空洞地质雷达扫描图像的变化情况，并结合实际工程探测案例实现椭圆形空洞地质雷达成像机理的科学解释。研究结果表明：椭圆形空洞地质雷达成像机理与实际工况大致相符，证实椭圆形空洞成像机理能够准确地分析地下椭圆形空洞的位置和发育程度等情况，可为地铁隧道施工以及城市道路灾害的排查防治后续提供理论支持和参考。

摘要:在高精度运动控制中，外扰和建模误差显著影响系统性能，亟需兼顾鲁棒性与控制精度的高效控制方法。本文提出了一种结合等价输入干扰(equivalent input disturbance, EID) 与改进模型预测控制 (improved model predictive control, IMPC) 的EID-IMPC复合离散控制方法，进行精确的关节速度跟踪控制。该方法控制框架主要包括EID估计器和IMPC控制器，应用EID估计器做主动扰动抑制手段于MPC的滚动优化技术中。与传统的MPC控制器相比，所提出的控制方法同时利用EID估计值抵消扰动影响和滚动优化，在整个控制时域内对控制输入进行约束和求解最优控制序列。此外，在滚动优化过程中该方法引入误差扩展状态和设计带有惩罚的输入软约束项，有效提升跟踪精度和最优控制律的平滑性。最后，通过在MATLAB环境下构建的双关节耦合仿真模型，结果表明，所提出的EID-IMPC控制方法在复杂干扰环境中仍能保持优异的跟踪性能，控制输入平滑且满足约束。

摘要:摘 要：在大型装备及复杂系统的过程监控中，针对噪声干扰与非平稳数据特性会影响传统故障检测方法的性能，往往导致检测效果不佳的问题，提出一种结合全局包络预处理与改进偏最小二乘算法的故障检测方法。首先采用滑动平均与滑动标准差构造全局包络线，在抑制噪声的同时确定信号波动的合理范围；然后在PLS算法中加入标准差加权项，提高对数据瞬态特征的检测能力；最后在两个空间中设计统计量，实现实时在线监测。在模拟故障数据集和青霉素发酵过程中验证了方法的有效性且没有检测延迟；并通过田纳西-伊斯曼过程中的对比实验提高了质量相关故障检测率，验证了方法的优越性。研究表明，该方法为复杂环境下高噪声、非平稳过程的故障检测提供了有效的技术手段，具有重要的工程应用价值。

摘要:随着大模型技术的广泛应用,认知战的信息武器质量得到了显著提升,对于大模型背后隐藏的“恶意认知行为策略”,或直接影响到智能化时代信息战的伦理规范与安全防护。为发现模型中的偏见,揭示不同文化背景下的词向量库差异,对静态大模型的词向量库意识形态倾向性进行了量化分析,选取5个具有代表性的词向量库,结合精心筛选的测试词,提出基于正距离、负距离及倾向性分数的量化评估范式。通过计算测试词与基准词之间的欧氏距离,引入归一化方法生成倾向性分数,实现了对词向量意识形态倾向性的精确量化。实验表明,不同语料库训练出的词向量库在意识形态倾向性上存在显著区别,“欧氏距离-倾向性分数”评估范式可以客观辨析各词向量库之间的差异。

摘要:针对现有视频动作分割模型在处理长时序依赖时往往伴随高计算复杂度和大量参数的问题，旨在提出一种兼顾高精度与轻量化的动作分割网络。通过进行实验分析，提出了一种融合膨胀注意力机制与通道卷积的双分支并行架构，利用双分支结构协同学习权重，实现优势互补。通过引入卷积膨胀注意力机制，在捕获局部特征并保持平移不变性的同时，有效解决了传统注意力机制计算量大的缺陷。基于Transformer架构，联合卷积膨胀注意力机制构建了CDFormer（convolutional dilation transformer）模型。结果表明，CDFormer在50Salads数据集、GTEA数据集以及Breakfast数据集上的准确度分别为88.13%，80.14%，74.55%，展现了优越的性能。可见，卷积膨胀注意力机制在动作分割任务上的高效性和优越性能。

摘要:人脸属性代表人脸图像中人类可理解的视觉特性，对人脸属性的准确识别是具身机器人与人交互的基础，为了能够同时准确感知人脸表情、五官特征、肤色、年龄等人脸属性，提出了基于状态空间模型的深度多任务学习人脸属性识别方法（SSM-FAR）。首先，该模型利用ConvNext编码图像局部特征的能力，促使骨干网络充分编码图像细粒度特征以识别面部属性特征；利用特征融合模块以增强模型对多尺度和复杂度特征的识别能力；之后，设计了基于状态空间模型的特征增强方法，弥补骨干网络编码全局特征能力的不足。在多任务人脸属性识别任务中，该方法实现了对人脸的表情以及其余40种面部属性的准确分类。最后，实验结果表明，SSM-FAR在CelebA、LFW-A、RAF-DB、AffectNet数据集的平均准确率分别达到了91.70%，86.73%，91.23%，66.51%，优于所比较的代表性方法。

摘要:本研究为精准识别智能办公桌用户的核心需求要素，探究智能办公桌产品设计要素与用户需求感知的映射关系，为智能办公桌的设计优化提供科学依据。本文首先通过爬取淘宝和京东平台智能办公桌评论数据30,015条，经数据清洗、分词等处理后，运用LDA模型聚类确定四个需求大类，并细分出32项子类；以需求大类为外源潜在变量、小类为观测变量，结合五级李克特量表问卷获取数据，构建结构方程与人工神经网络（SEM-ANN）混合模型。SEM路径分析表明“使用体验”对“满意度”的正向影响最为显著。SEM-ANN模型在各测量项上的R2值较SEM平均提升约0.15–0.18，RMSE明显下降，表明非线性拟合能力显著增强。综合权重排序显示，“气味/环保性”、“表面触感”、“升降安全”、“自组装安装”等为最关键的设计优化点。通过融合在线评论挖掘与SEM-ANN混合建模，本研究有效揭示了智能升降办公桌微观设计要素与宏观用户感知之间的映射关系，为产品设计提供了具有优先级的改进清单。该方法论可推广至其他智能硬件或复杂消费品的用户需求分析与设计优化实践。

摘要:多因素影响下剪力墙会表现出不同的变形特征。理论分析了等直截面剪力墙的变形特征及高宽比对变形特征的影响,并采用数值模拟进行验证。以截面应力和应变为评判指标,通过数值模拟分析开洞率对剪力墙侧向位移及层间位移的影响,并通过建立精细化模型分析开洞率对结构损伤及承载力的影响。采用归纳总结定性分析了地震强度与高宽比对剪力墙变形特征的影响,并给出了简化计算模型。结果表明：剪力墙高宽比接近4:1时可忽略剪切变形的影响。随着开洞率增大,截面应力和应变由线性分布变为非线性分布,弯曲变形的贡献率降低。开洞剪力墙的损伤由洞口边缘开始,开洞率越大,剪力墙的极限承载力越低。地震越强、高宽比越大,最大层间位移角出现层越低。

摘要:为揭示冻融-裂隙耦合作用下砂岩力学性质的劣化机制。本研究构建了“数值模拟-机器学习-决策解析及交互效应推演”的研究体系。通过PFC软件构建裂隙砂岩模型,以孔隙水的体积相变模拟冻融作用,建立解构公式以分离冻融作用与预制裂隙的损伤贡献。采用极限梯度提升算法(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)建立了冻融裂隙砂岩多目标预测模型(测试集拟合优度均大于0.97),结合沙普利加性解释方法(SHapley Additive exPlanations,SHAP),解析模型决策逻辑与变量交互效应。研究发现冻融作用使裂隙砂岩的破坏模式由脆性转为延性,宏、微观力学参数的劣化速度随循环次数增加变缓,呈损伤累计饱和特征。SHAP交互值表明变量间存在三种交互效应,首先是冻融循环次数与冻融上限温度、裂隙长度、厚度之间的协同劣化效应；其次是冻融循环次数与高裂隙倾角(大于45°)之间的异向作用的协同补偿效应；最后是循环次数与裂隙数量间的拮抗效应,多裂隙砂岩试件在扩展微裂纹后形成网状应力缓冲带,通过分散冻胀力的方式抑制了局部损伤累计,降低了裂隙尖端的应力集中强度。基于以上成果集成XGBoost-SHAP技术框架,开发多目标预测与变量分析平台,支持用户自定义预测模型。研究建立了“冻胀驱动-粘结劣化-裂纹反馈-宏观响应”的链式损伤机制,明确了变量间的交互影响机制,为寒区岩体稳定性评估提供了智能化工具。

摘要:吸力基础广泛应用于能源开采领域，内外壁沉贯摩阻力由土体-基础界面的力学特性决定。基于ImageJ分析得到了 砂土颗粒单元体的几何参数，构建整体轮廓系数、凹凸度、长径比作为颗粒形状参数。开展界面剪切试验，研究砂土颗粒形状对砂土-吸力基础界面强度的影响。研究表明：在不同法向应力作用下，表面多棱角 的砂样D1（0.075～0.25 mm）相较于形状规则的砂样D5（1.43～2.00 mm）剪切切应力增长范围为16.98%～72.23%。砂-钢界面峰值摩擦角随着砂粒凹凸度的增大而增大；随着长径比增大，界面峰值摩擦角先减小后增大。较小粒径的砂粒倾向于提高界面的峰值摩擦角，从而提高剪切强度。研究结论可为吸力基础界面强度分析提供依据。

摘要:建筑业智能化与工业化发展为行业转型升级提供新的思路，智能建造与装配式建筑成为促进工程建造提质增效的重要发展方向。然而，装配式建筑的智能建造能力评价方法尚未成熟，限制新型工业化建造理念与智能建造技术的推广应用。基于目标决策优化理论提出一套装配式建筑项目智能建造成熟度评价模型。首先，从技术、管理、过程维度构建了58个智能建造能力评价指标，并基于修正的Simos方法确定评价指标权重。其次，通过SMAA TRI方法改进ELECTRE TRI算法用于项目成熟度等级评价与敏感性分析。案例研究结果证明，改进的ELECTRE TRI算法相对于传统方法可以概率分布的方式更精准、科学地反应项目的智能建造成熟度水平。为建筑工业化背景下的智能建造成熟度研究提供理论借鉴，为装配式项目智能建造顶层设计、发展路径与推进策略提供实践参考。

摘要:随着装配式建筑在全球范围内快速推广，其供应链面临多环节协同带来的复杂性与不确定性挑战。为增强供应链的竞争力和稳定性，本文系统研究了装配式建筑供应链的韧性及其影响因素，构建了装配式建筑供应链影响因素网络模型，系统识别并量化了影响供应链韧性的关键因素。揭示装配式建筑供应链同时呈现小世界与无标度特性。研究表明，装配式建筑供应链网络中，设计变更、供应链效率与信息共享等节点具有显著的枢纽作用，为提升供应链韧性提供了量化且可操作的路径。本文提出并比较了五种免疫策略，通过动态仿真评估其对影响因素传播与网络效率的抑制效果。结果表明，基于度中心性的免疫策略能更有效地降低网络效率，从而控制影响因素的发生与传播。本研究为装配式建筑供应链管理提供了新的理论视角与实践建议，同时也为其他行业的供应链韧性研究提供了参考。

摘要:科学准确量化气候变化条件下南水北调西线工程受水区雨水资源利用潜力对于南水北调后续工程规模论证具有重要意义。基于全球气候模式数据和未来土地利用数据,耦合SCS-CN模型以及分布拟合技术,提出了未来时期不同社会经济共享路径情景下雨水资源利用潜力的分析框架,并以南水北调西线工程城市受水区为例进行了研究。结果显示,未来雨水资源利用潜力的空间分布呈现南部大于北部的特征,特别是渭南市、咸阳市、运城市和定西市等城市显示出显著的雨水资源利用潜力增长。未来时期雨水资源量呈现显著增长趋势,预计在2075年~2100年中可达最高,为5.59×109立方米。然而,雨水资源的未来演变存在一定不确定性,尤其在气候变化背景下雨水资源利用潜力减少的年份也呈现增加趋势。这些结果为未来水资源管理与区域可持续发展提供了科学依据,对南水北调西线工程的论证与管理决策具有重要参考价值。

摘要:为探究干湿循环作用下崩解性泥岩的力学性能演化规律，以桂北地区崩解性泥岩为研究对象，开展不同干湿循环次数下泥岩的单轴抗压试验和同一位置的扫描电镜试验，分析不同干湿循环次数下泥岩物理力学参数劣化规律、能量演化规律和微观结构变化特征，并建立考虑泥岩残余强度的统计损伤本构模型。研究结果表明:1）经历5次循环后，泥岩质量损失率达12.9%，纵波波速、单轴抗压强度和弹性模量分别下降77.9%、82.1%和76.2%，破坏模式由剪切破坏向多剪切带延性破坏转变；2）微观结构分析表明胶结物历经水合-干燥循环导致软化破裂，泥岩微孔发育与颗粒剥落与干湿循环次数呈正相关；3）基于能量耗散演化规律提出四阶段损伤发展模型，揭示弹性应变能储存能力随干湿循环次数呈指数衰减特性；4）基于Weibull分布与最大拉应变准则，构建考虑残余强度修正的损伤统计模型，实现峰后残余强度阶段高精度表征（R2＞0.9）。研究结果为桂北地区崩解性泥岩边坡的长期稳定性研究提供理论基础。

摘要:高速公路光伏边坡作为一种新兴产业，为探究其稳定性以及提高三维模型计算效率。研究基于关联流动准则，采用FLAC3D建立了光伏边坡的三维模型，提出了一种改进版的强度折减法（SRM）。通过Python编程语言实现应力场加载、时步上限和强度折减系数的集成优化，以大幅提高安全系数（FS）计算效率。同时，通过一个实际的光伏边坡案例，验证了所提方法的有效性。基于此，研究分析了单因素作用（黏聚力C、内摩擦角 、坡比R、光伏桩基长度L、光伏结构位置P）和多因素耦合效应（C、 、R）对光伏边坡的FS的敏感性程度。结果表明，改进版SRM可在保证计算精度的同时大幅提升计算效率，在边坡上建设光伏发电系统对边坡稳定性影响不大，可见光伏边坡的大规模应用具有可行性。

摘要:灌浆复合混合料拥有优异的抗车辙性能，但低温抗裂性能不足。为研究骨架集料和灌浆料界面细观力学参数对其抗裂性能的影响规律，采用PFC2D建立灌浆复合混合料的离散元数值仿真模型，通过真实低温弯曲试验对其细观参数进行校验，并分析其断裂过程中的界面失效机理与特征，最后，调整骨架集料-骨架集料或骨架集料-灌浆料的界面细观接触参数，分析灌浆复合混合料在不同参数工况下的抗裂性能指标变化规律。结果表明，灌浆复合混合料的裂缝主要为张拉型裂缝（占比87.0%），且裂缝主要发生在骨架集料-灌浆料界面。降低骨架集料之间、骨架集料-灌浆料的粘结弹性模量，提升骨架集料-灌浆料界面粘结抗拉强度，有利于提升灌浆复合混合料的抗裂性能，但降低粘结弹性模量会导致灌浆复合混合料内部微裂缝数量的增加。其中，骨架集料-灌浆料界面粘结抗拉强度对抗裂性能的影响最为显著，在界面粘结抗拉强度提高50.0%的条件下，灌浆复合混合料的弯拉强度提升25.1%，最大弯拉应变提升29.3%，裂缝数量减少20.0%。研究结果可为灌浆复合混合料的抗裂性能优化提供参考。

摘要:大侧风着陆是中教阶段飞行学员的重要飞行训练科目之一,准确评估训练中学员的工作负荷对降低人为操作风险、提升训练质量及效果等具有重要意义。针对这一需求,提出一种基于面部动作单元(AUs)、注视类与头部姿态类数据融合的非入侵式飞行学员工作负荷预测方法。首先,构建大侧风着陆飞行训练场景,明确基于场景的“人-机-环境”系统中影响工作负荷的因素,进而建立主客观数据融合的大侧风着陆飞行工作负荷综合评测体系；在此基础上,设计大侧风着陆模拟机飞行实验,采集飞行学员的AU、注视类及头部姿态等客观数据和基于NASA-TLX量表的主观工作负荷评价。然后,利用CRITIC模型确定NASA-TLX量表中六个维度的特征权重,并根据工作负荷水平将飞行学员划分为“低、中、高”三个类别,运用对称点模式实现客观数据到极坐标空间的非线性映射融合,并基于模糊C均值聚类分析融合数据与主观工作负荷的相关关系,进而生成度量工作负荷及其维度的融合特征模式。最后,基于该特征模式,采用支持向量机、随机森林、逻辑回归、梯度提升树四类机器学习方法,构建飞行学员大侧风着陆工作负荷预测模型。实验结果表明,基于“SVM+融合特征模式”的工作负荷预测模型具有最高精度,(AUC=0.98,召回率82%),能有效度量大侧风着陆飞行训练中学员的工作负荷。

摘要:无人机编队协同控制技术是支撑任务执行的关键，由于复杂任务环境中资源受限和时效性等因素的影响，无人机编队协同控制面临严峻挑战，现有控制策略难以兼顾资源利用效率和任务时间等约束。本文针对一类六自由度多固定翼无人机编队系统资源受限条件下的预设时间控制问题，提出了一种智能动态事件触发预设时间编队协同控制策略。首先，基于预设时间性能函数，设计了一种自调节边界预设时间性能函数，与反步法结合后能够预设无人机系统的收敛时间并避免跟踪误差因外部扰动超出性能函数的约束边界，并通过误差转换确保了初始误差始终在性能函数的包络内；其次，针对固定翼无人机的速度和姿态系统，设计了基于动态事件触发策略的编队协同控制器，利用李雅普诺夫理论证明了系统稳定性，同时通过设计的时钟变量确保了事件触发时间间隔存在下确界，避免了Zeno现象，有效解决了资源受限和外部扰动问题；最后，通过应用所提控制策略至任务场景并对比不同事件触发机制下的控制效果，验证了所提控制方法的有效性和优越性。

摘要:针对小型航空公司安全风险预测中数据分散、动态变化复杂的问题，提出一种基于改进黑翅鸢优化算法（modified black kite algorithm, MBKA）的时间卷积网络-双向长短期记忆网络（temporal convolutional network-bidirectional long short-term memory, TCN-BiLSTM）混合模型。首先，构建动态赋权的民航安全风险指标体系，通过事件等级、事件类型、事件原因和事发阶段的多维度量化映射，解决了传统方法指标冗余、计算复杂度高的问题；其次，提出时序自适应攻击策略、线性锁优策略和可变缩放因子差分进化机制，显著提升了MBKA的全局搜索能力与收敛效率，使其能够高效优化TCN-BiLSTM的超参数。实验结果表明，相较于传统TCN-BiLSTM模型、基于粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）的PSO-TCN-BiLSTM模型以及BKA-TCN-BiLSTM模型，MBKA-TCN-BiLSTM模型的平均绝对误差（mean absolute error, MAE）分别降低0.33%、0.09%、0.06%，均方根误差（root mean square error, RMSE）分别降低0.37%、0.15%、0.17%，决定系数 R2分别提升4.02%、1.55%、1.71%。研究结果不仅为小型航空公司提供了轻量化、高精度的风险预测工具，还为复杂时序数据的建模与优化提供了普适性框架，可推广至交通、能源等领域的动态风险预测任务。

摘要:针对飞机刹车系统的可靠性问题,提出了一种基于改进动态贝叶斯网络的飞机刹车系统可靠性分析方法。首先,基于动态贝叶斯网络的动态逻辑门,以改进动态贝叶斯网络概率表建模方法为基本框架,通过融合干扰因子修改节点失效率,给出各节点的条件概率表和边缘概率表；其次,根据飞机刹车系统的动态运行特性,构建飞机正常刹车系统动态贝叶斯网络模型,通过动态贝叶斯网络推理算法,给出了飞机正常刹车系统各模块组件的可靠度函数。最后,采用实验室模拟数据进行验证,仿真结果对比了融合干扰因子后各子系统模块的可靠度曲线,依据动态贝叶斯网络的反向推理,实验给出了各模块单元后验概率分布,实现了系统的故障评估,验证了该方法的实用性。