摘要:采动作用会诱导煤层上覆岩体产生变形、移动与垮落,进而对覆岩结构、地表形态和地质环境等产生重要影响,严重 威胁矿井安全生产与矿区生态环境保护,因此,覆岩变形破坏时空演化机理研究是矿山地质工程中的关键问题之一。 随着信 息技术和数值计算方法的不断发展,数值模拟逐渐成为覆岩变形破坏规律研究的重要手段。 从覆岩变形的基本概念、影响因 素以及常规研究方法出发,对煤层开采覆岩变形理论方法进行系统性阐述,在此基础上对覆岩变形破坏研究的主要方法进行 概述性分析;总结了当前覆岩变形研究中的主流数值模拟方法,通过对比和分析不同数值模拟方法的优缺点及其适用性,探 讨了各类数值模拟方法在覆岩变形预测和时空演化机理分析中的潜力与局限性;阐述了数值模拟在覆岩变形研究中的应用 现状,并提出了通过加强模型验证、优化参数设置、提高模拟精度等改进措施,进一步提高模型简化、参数设置和边界条件处 理的准确度,最大限度降低数值模拟误差率,从而为煤矿实际开采中覆岩变形的精准预测与有效控制提供重要的评价依据。

摘要:水下抛石是预防江岸堤脚水流冲刷破坏的常用措施,其分布状况、方量的准确检测至关重要。 但水域勘察的施工难 度大、不确定因素多、水流流态干扰等因素可能导致勘察效果难以保障,严重困扰施工质量及计量的检测和控制。 实践表明, 如何针对具体的工程背景情况选择恰当的技术方法与仪器参数、确定抛石识别标志,并进行合理准确的数据处理与解释,是 水下抛石勘察工作的关键。 基于钱塘江大堤某堤脚加固抛石的水域综合勘察实例,重点阐述了勘察方法组合的选择、现场工 作技术、抛石层界面确定依据以及资料处理与综合解释等关键技术环节,并结合钻探和多种方法的物探结果,对综合勘察效 果进行了评述。 勘察表明,采用以浅地层剖面法为主的物探和钻探相结合的综合技术方法,通过发挥各种方法的优势,可有 效地保障水下抛石的勘察质量。

摘要:针对传统降雨预测模型无法适应新疆干旱区季节性降雨差异及小样本条件下预测精度衰减显著的问题,提出一种 融合动态阈值优化与多特征 LightGBM 的预测方法。 通过构建包含大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)基准值、PWV 增量、PWV 增率等 9 维特征体系,采用动态阈值分月建模机制,有效解决了季节性降雨差异与训练样本不足的双重挑战。 结 果表明:动态阈值模型在 4 月临界成功指数达到 85. 5% ,较全年最优固定阈值提升 7. 5% ;模型在 7 月强对流降雨与 9 月层云 降雨中命中率均保持在 92% 以上,且误报率在 22% 以下,验证了动态阈值机制与多特征融合策略对季节性降雨的适应性,提 升了小样本条件下的降雨预测精度,为提升新疆干旱区公路地质灾害防治能力提供技术支撑。

摘要:垂直地震剖面(vertical seismic profile,VSP)数据处理中,耦合噪声是主要的干扰信号,其复杂的传播特性和频率重叠 使得传统去噪方法难以实现精准压制。 为此,提出一种混合小波-Transformer(hybrid wavelet Transformer,HWT)框架,用于耦合 噪声的高效压制。 该方法首先通过离散小波变换(discrete wavelet Transform,DWT)对信号进行多尺度频率分解,将原始信号 分解到不同频段以减少频率混叠;随后利用双分支 Transformer 架构分别捕捉局部与全局特征,其中局部分支提取耦合噪声的 高频干扰特性,全局分支建模目标信号的时间-频率全局依赖。 此外,设计多级特征聚合模块(multi-level feature aggregation module,MFAM),通过整合 DWT 分解后的频域特征与双分支输出的局部和全局特性,实现了特征的深度融合。 基于时频域掩 码生成策略对时频表示进行约束,进一步提升了分离质量。 在合成数据和真实 VSP 数据上的实验表明,该方法相比传统方法 能够显著压制耦合噪声的同时保持目标信号完整性,为 VSP 数据的预处理提供了一种高效且鲁棒的解决方案。

摘要:电学测试方法尚有一定局限性,二相电极法由于极化效应,易引起接触电阻产生噪声。 四相电极法降低了极化效 应,却由于探针针入测试过程破坏土样结构影响测试数值,同时针入深度不同接收到的流场衰减变化也不同进而影响电阻率 测试结果。 因此需要深入研究四相电极法针入度对试样电阻率影响规律。 通过自主研发室内四相电极法针入测试系统,以 砂质土和黏性土为研究对象,开展了四相电极法岩土体电阻率针入度测试试验。 进行了盐溶液和测试电压对针入测试系统 的影响的标定分析,研究了含水率,干密度以及岩土类型等因素对岩土体导电性针入度的影响规律。 试验结果表明:盐溶液 浓度及测试盒边界对电场传播和针入度变化无明显影响;电压变化使得岩土介质产生热容和极化效应,标定了测试电压。 针 入度增加引起的电流衰减作用减弱,砂质土和黏性土电阻率随针入度的增加而增加并逐渐趋于稳定状态,电阻率增长率与针 入度之间表现为指数函数关系,在低含水率与干密度下由于岩土体的高阻值特性使得这种规律更为明显。 最后根据试验结 果得出了砂土和黏性土材料四电极电阻率测试的最小针入度阈值。 研究成果为电学测试技术的评价应用提供必要的数据支 撑和理论基础。

摘要:为构建一个高效的慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)预测模型,以提升对该疾病的诊断能力。 基于 UCI 数据 库中的 CKD 数据集,采用病例-对照设计,将样本分为 CKD 组与非 CKD 组。 针对分类变量的缺失问题,采用多重插补结合 K 近邻 (K-nearest neighbors,KNN)的方法填补,并通过 Min-Max 方法对其做标准化处理,最终通过最小绝对收缩与选择算子 (least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归结合五折交叉验证,筛选出 12 个关键特征。 数据集按 7∶ 3划分为训 练集与测试集,使用逻辑回归、随机森林、朴素贝叶斯、K 近邻和支持向量机 5 种机器学习模型诊断 CKD,并构建 Stacking 集成 策略二级元学习器。 结果显示,Stacking 集成模型在多个评价指标中表现最优,其准确率达 0. 958,受试者工作特征曲线下面 积 (area under the receiver operating characteristic curve,AUROC)达 0. 981,精确率-召回率曲线下面积 (area under the precision- recall curve,AUPRC)达 0. 957。 通过决策曲线分析验证,该模型在多数临床阈值下具有更高净获益。 研究表明,LASSO 回归结 合 Stacking 集成学习可有效提高 CKD 的预测性能,可为 CKD 的临床辅助诊断提供可靠的技术支持。

摘要:针对预切种式甘蔗种植机排种机构存在的充种力不足,种群易成拱及充种均匀性差等技术瓶颈,设计了一种链槽带 式复合排种机构。 该机构由链槽输送组件、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)摩擦带及储种箱等模块构成,通过引入摩擦带结 构提升了蔗种充种驱动力,解决种群易成拱堵塞的难题进而提高排种装置对甘蔗种茎形态的适应性。 研究系统阐述了排种 机构的工作原理,并基于理论分析明确了链槽线速度、摩擦带倾角及摩擦带线速度为影响排种性能的核心因素。 基于离散元 法的 EDEM 仿真软件开展单因素仿真试验,揭示了各参数对充种合格指数与漏充指数的影响规律,进一步通过响应面法(box- behnken,BBD)的正交试验定量解析了参数间交互作用。 结果表明:蔗槽线速度为首要影响因素,其最优参数组合为摩擦带倾 角 59. 84°、摩擦带线速度 0. 63 m / s、蔗槽线速度 0. 1 m / s,此时仿真模型充种合格指数达 99. 01% ,漏充指数仅 0. 99% 。 基于最 优参数搭建台架进行实物验证,试验结果显示:机构平均充种合格指数为 94. 8% ,漏充指数为 5. 2% ,验证了复合排种机构具 有良好的排种作业效果,为预切种式甘蔗排种装备的研发提供了参考。

摘要:针对粉碎机在实际工作中存在筛分效率低、筛网易堵塞的问题，本文基于新型锤片式粉碎机的工作原理设计并搭建了一种可调控筛分试验台，在单因素变量试验的基础上进行了响应面分析法（RSM），分析风速、负压值和喂料量之间的相互影响以及对筛分效率的交互影响。通过Box-Behnken实验设计，建立筛分效率的预测模型，并优化关键参数组合。单因素试验结果表明，最优风速区间为11~15 m/s，最优负压值区间为-160~-260 Pa，最优喂料量区间为0.9~1.26 t/h；通过响应面法优化后的最佳参数组合为:风速13.26m/s，负压值-212.9 Pa，喂料量1.058 t/h，最优筛分效率为77.68%，验证试验的平均值为77.52%，与预测值非常接近，验证了回归方程的正确性。研究结果为工业筛分系统的优化提供了数据支持，为后续整机优化奠定基础。

摘要:采用了本课题组构建的基于时频解耦的露天单孔爆破振动预测模型，该模型通过引入频率衰减函数来表征振动波的非平稳频谱特性，并采用Gamma函数描述信号的强度包络特征。在此基础上，利用粒子群算法确定现场实测波形的模型参数，进一步结合支持向量机方法，建立了模型参数与爆破振动关键影响因素（装药量Q、爆心距R、纵波波速Cp）之间的多元回归关系，并基于Python平台实现程序化，最后在江西某露天矿进行了现场试验。结果表明，所开发的单孔爆破振动预测程序在参数确定方法、程序验证有效性及综合优越性方面均表现出显著优势。

摘要:矿区地表沉陷监测为地表沉陷预计参数反演提供重要依据。传统水准观测虽精度高, 但观测点稀疏, 工作量大；InSAR可实现大范围高时空分辨率监测, 但在大梯度快速形变区域易出现失相干, 限制了该技术的应用。本文以林西矿煤层开采地表沉陷为例, 对比分析了水准测量与InSAR监测精度的时空特征, 提出了一种基于地表下沉速度的InSAR与水准测量数据融合方法对概率积分法预计参数进行反演。结果表明: 随着地表快速沉陷区扩大, InSAR失相干区域逐渐增大；在大梯度形变区域, 监测误差呈现“增大-平稳”的规律, 该规律与多工作面开采导致的地表下沉速度变化密切相关。基于下沉速度提出了InSAR与水准测量数据融合方法, 该方法通过下沉速度划分失相干与未失相干区域, 引入水准数据弥补InSAR在快速沉陷区的失相干问题, 从而保证了概率积分参数反演的连续性与精度。实例验证表明, 该方法不仅减少了水准观测工作量, 还显著提高了参数反演的准确性, 具有较高的实用性。

摘要:以渤海湾盆地东营凹陷民丰洼陷古近系沙四上页岩为研究对象,利用岩石薄片观察、X射线衍射全岩矿物含量分析、氩离子抛光样品扫描电镜观察、核磁共振、小角X射线散射、电子探针测试、原位稀土元素分析等技术方法,定量表征储集空间及储集性能,系统观察和分析矿物类型,剖析矿物成因及对储集性的影响,进一步探讨混合类页岩成储作用机制。认为黏土矿物、自生石英、不同晶体形貌的方解石和白云石是研究区混合类页岩最重要的成岩矿物,中成岩阶段早期是成岩成储的关键时期。研究结果表明:民丰洼陷沙四上混合类页岩Ro平均6.3%,TOC平均2.9%,属于典型的中-低热演化程度富有机质页岩；纹层状混合类页岩相和层状混合类页岩相在洼陷区最为发育,占东营凹陷北部页岩层系厚度的75%以上；储集空间类型丰富多样,主要有顺层方向微裂缝、粘土矿物微孔、石英和长石粒间孔、碳酸盐矿物晶间孔、溶蚀孔、黄铁矿晶间孔和有机质孔；孔隙连通性好,液测法和核磁共振法测混合类页岩孔隙度平均值约8%,纹层状长英质混合类页岩储集物性条件最好、其次是灰质混合类页岩,小角散射测孔隙度显示黏土质混合类页岩300nm以下孔隙度最高；自生石英占页岩中石英总量70%以上,多为高有机质背景有机酸作用下黏土矿物脱水转化、溶蚀、析出二氧化硅并沉淀形成；混合类页岩方解石纹层内泥微晶多形成于早成岩阶段,粉细晶及粗晶的颗粒状方解石多为中成岩早期到晚期的产物；白云石来源多样,多数是泥质纹层中方解石交代作用的产物；中成岩早期-晚期,超压地层背景和骨架矿物支撑作用的协同作用是民丰洼陷混合页岩最关键的保孔机制

摘要:深部煤层气地质条件特殊,煤岩特性较中浅层差异巨大,煤岩品质测井分类评价尚未完备,亟须对其开展评价以助力深部煤层气有利区优选和井位部署。以多因素多视角分析思想为指引,系统开展了宏观煤岩类型、煤的工业组分、煤岩显微组分、镜质体反射率、煤体结构等煤岩品质参数测井评价,基于FCM模糊聚类算法建立了深部煤层气煤岩品质测井评价模型,进而利用该套方法对绥德地区93口井的深部煤层气煤岩品质进行了分类评价。研究结果表明：①煤岩类型、煤的工业组分、煤岩显微组分、镜质体反射率、煤体结构等能够有效反映深部煤层气的煤岩品质；②FCM模糊聚类算法能够较好地对研究区煤岩品质类型进行识别；③研究区大多数井区煤岩品质好,且呈连片分布,研究区仅北部米161和东北部榆11井区煤岩品质较差。实际压裂工况和试气结果揭示,所构建的深部煤层气煤岩品质测井评价方法适用性强,可为深部煤层气有利区评价和井位部署提供测井技术支撑。

摘要:CO2地质封存过程中地层孔隙压力会升高，可能诱发CO2沿固井胶结面窜流，威胁井筒安全。目前针对CO2注入过程中地层压力响应的研究多关注储层的封存潜力及盖层的封闭性能，且在分析固井界面窜流风险时并未考虑储层压力累积对界面脱黏的影响。本研究以鄂尔多斯陆上咸水层封存项目为例，结合实际工程地质参数，建立了CO2地质封存地层压力动态响应分析模型，分析了地层压力动态响应规律；在此基础上构建了固井二界面窜流风险分析模型，以窜流风险系数作为评价固井二界面窜流风险的依据，对储层厚度、渗透率及注入速率进行了敏感性分析，厘清了影响CO2注入过程中地层压力累积及固井二界面窜流的主要因素。结果表明：注入初期注入点地层压力会迅速上升，达峰值后先迅速降低再缓慢下降，直至达到最小维持压力，且注入停止后压力迅速降低；地层压力峰值及维持压力与注入速率呈线性正相关，与储层厚度及渗透率呈非线性负相关；影响地层压力累积及固井二界面窜流的影响因素权重依次为储层渗透率、注入速率、储层厚度；建议CO2地质封存项目在优选注入目标层位时，选择渗透率≥10mD、厚度≥30m的层位，且在进行CO2注入过程中，保证单个层位的注入速率不超过6kg/s。研究可为我国CO2地质封存项目选址选层及注入方案设计提供参考。

摘要:管道与阀室压力的联合预测和实时预警是保障天然气管网输送系统安全高效运行的关键环节。传统的物理建模难以捕捉非线性、非平稳的动态压力特征，现有数据驱动方法对管道与阀室之间复杂的时空耦合关系建模不足。针对上述问题，基于真实作业数据提出一种动态卷积双向长短时记忆网络（dynamic convolutional bidirectional long short-term memory，DCNN-BiLSTM）的压力预测方法：动态卷积能够根据输入数据的波动自适应调整卷积核权重，从而增强对非平稳和局部动态特征的提取能力；双向长短时记忆网络则通过捕捉双向时间依赖结构，提高对复杂时序规律的建模精度。该方法在压力预测任务中取得了决定系数R2=0.998、均方根误差为8.632×10?3的优异性能，优于其他主流对比模型。基于此，设计了一种动态预警机制，利用工况数据自适应更新阈值，实现98.23%的异常识别准确率。所设计开发的压力预测预警系统已部署于真实作业场景，能够有效提升天然气输送系统的智能化监测与安全预警能力，具有广泛的工程应用价值与现实意义。

摘要:液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）接收站蒸发气（Boil-Off Gas，BOG）系统的压力稳定性是保障接收站安全、经济运行的关键，然而目前接收站普遍采用的PID控制策略无法适应接收站大时滞、强耦合、强干扰及大范围工况特性，引发了BOG系统压力波动显著、人工干预频繁的问题。为此，本文提出了一种带前馈补偿的多模型预测方法本方法。首先基于工艺过程及变量相关性分析确定了将卸料产生的BOG量作为前馈变量引入控制器，形成前馈-反馈复合控制结构，应对系统强扰动；进一步识别出储罐液位的影响，分液位区间建立多个动态矩阵模型，并制定了滞环模型切换策略，解决大范围工况控制模型失配问题。此外，采用高效的整形优化算法克服了压缩机负荷调节量为离散数值带来的解算难题，实现储罐控制目标下的压缩机负荷分配与启停控制策略的解算。以国内某LNG接收站为例，通过实验仿真与非前馈、单模型控制方案进行了比对，确定了所提方法的超调量、稳定时间及压力方差等关键控制指标均有显著优势。本文所建立的前馈-多模型预测控制模型在LNG储罐-BOG压缩机系统中具有优异的控制性能，解决了系统的强耦合、大范围工况切换及多干扰因素等问题，有效提高了BOG系统的压力稳定性并降低了BOG压缩机运行能耗，为实际工程应用提供了有力的技术支撑。

摘要:下肢康复外骨骼仍面临人机运动同步性不足、穿戴舒适性与辅助效能难以协同、人机相容性缺乏量化评估体系等问题。人体生理结构个体差异与运动状态的动态变化，进一步增加了外骨骼的适配设计难度。本文针对可移动下肢康复外骨骼的人机相容性问题，构建了一套融合实验测量与仿真分析的评估方法。通过SolidWork与OpenSim Creator协同建模，建立了外骨骼与人体肌肉骨骼系统的耦合模型。通过设置不同刚度的Bushing力约束，模拟外骨骼对人体运动的辅助效果，揭示了约束力参数与人机运动相容度的关联规律。研究结果表明，当绑带刚度为15 N/mm时，外骨骼与人体的运动相容度达到95%以上，满足康复训练需求。本研究为下肢康复外骨骼的优化设计提供了科学依据，并为后续的临床应用提供了理论支持。

摘要:脉动热管（Oscillating Heat Pipe，OHP）作为一种高效传热元件，具有结构简单、形式多样的优点，在复杂空间的散热中具有重要应用价值。对于实际中变负载工况设备而言，快速启动对其寿命与运行安全具有重要意义。本文采用热源辅助的方法，对铜-水三维脉动热管在热源辅助工况下开展了实验研究。结果表明，辅助热源的引入使温度波动更加稳定，但削弱了单向流动的形成，导致蒸发段温度升高、热阻增大，从而降低了整体传热性能。然而辅助热源避免了启动过程中的停滞现象，使OHP跨过传统的启动阶段，显著缩短启动的时间。基于此提出一种热源辅助策略：在脉动热管初始阶段开启辅助热源，使其迅速进入脉动状态，待运行稳定后再关闭辅助热源。该策略不仅有效缩短了脉动热管的启动时间，而且不影响其传热性能，从而实现了对突变热负荷的快速响应。在50 W工况下，OHP稳定运行时间由33 s缩短至11 s；在150 W工况下，则由7 s降低至5 s。该研究为脉动热管在突变负荷下的高效热管理提供了新的解决方案。

摘要:针对光储微电网中辐照度突变与负载投切引发的直流母线电压波动问题，为同步提升系统抗扰能力、动态响应速度及电流轨迹跟踪的精度。本文提出双环协同控制架构：电压外环采用优化策略梯度（The policy gradient，PG）算法优化线性自抗扰控制（Linear active disturbance rejection control ,LADRC）的带宽参数，实现母线电压快速稳定；电流内环以有限控制集模型预测控制（Finite control set- Model predictive control，FCS-MPC）对目标函数集成轨迹柔性因子，量化电流偏差与变化率的综合性能，实现电流轨迹柔性跟踪。基于超级电容与蓄电池的互补特性，对电压外环输出的参考电流滤波分频，生成差异化储能单元电流参考指令，优化储能系统功率分配效率。最后通过仿真对比传统PI、MPC、LADRC及协同控制策略，并以整体性能指标验证所提方法的优越性。

摘要:针对非隔离型柔性互联设备共模地线环流问题，研究适用多端变流器设备的低频环流抑制策略。通过建立非隔离型柔性互联设备多端变流器低频地线环流数学模型，并进行电路简化分析，深入剖析影响低频环流的决定因素和作用机理。在此基础上，提出一种基于多模比例谐振控制器的低频环流抑制策略，同时改进调制算法，注入修正电压信号，设计实现多端变流器低频环流闭环抑制。最后，通过MATLAB/Simulink仿真，验证所提策略的有效性和快速动态响应能力，为高比例新能源接入背景下配电网的柔性互联提供技术支撑。

摘要:随着工业技术的快速发展，对缺陷检测成像精度要求日益提高。为实现管壁内部微小缺陷的精确成像与定位，采用相控阵激光超声与频域合成孔径聚焦技术相结合的方式对扫查超声信号进行缺陷成像。首先，在相控阵激光源激发条件下，通过有限元法模拟增强型超声横波的激发及其传播过程，分析其与缺陷相互作用的超声声场并同步采集扫查信号；然后，对获取信号依次实施差分计算、包络提取及时域加窗处理处理，以有效抑制伪像；最后，采用相移迁移算法实现声场反演与图像重建。实验表明，改进方法在缺陷定位精度与成像分辨率方面均显著提升，成像效率较时域算法提升约50倍。所提出的频域激光超声缺陷成像方法为激光超声无损检测的实时成像提供了可行的解决方案。

摘要:为降低隧道火灾事故损失，通过构建隧道车辆火灾的快速检测与三维温度场预测模型，实现隧道火灾超前预测。通过改进的YOLOv8网络模型与OpenCV模块实现车辆信息检测与位置预测；提出三角旋转卷积神经网络模型与Triangle框架，并结合高阶多项式回归模型（HOPR）与长短期时序记忆网络（Informer-LSTM）构建HOPR-Informer-LSTM混合模型，实现火灾烟气识别与三维火场温度精准预测。研究结果表明：车辆分类与车牌识别精度分别为89%与99%，车速预测精度达90%，火灾烟雾识别精度达82%，相较传统检测模型精度提升6%，参数量减少90%。基于小尺寸试验台测量温度数据验证预测模型，三维温度场预测模型预测值（MAE）误差≤±5℃。因此，该研究可实现隧道火灾超前预测，为隧道火灾防治提供技术支撑。

摘要:针对多源噪声情况下的不规则缺陷诊断准确率较低的问题，提出了一种多尺度卷积监督神经网络(convolutional attention neural network，CANN)的漏磁检测方法。首先，提出了一种改进的图卷积神经网络提取漏磁信号的像素级特征和结构级特征之间的长相关性，并引入噪声特征重构漏磁信号，以降低多源噪声引起的复杂波动。然后，在传统卷积神经网络引入解耦全连接注意机制聚合重构信号的中心特征，进一步提取不规则缺陷的微小特征。最后，采用均方误差确定阈值检测管道表面的不规则缺陷。实验结果表明，所提方法对不规则缺陷的平均检测准确率达到96.7%，比现有方法的最佳检测准确率提高了5.5%。

摘要:针对目前的图像篡改拼接检测方法，存在边缘模糊，忽视背景信息等问题，本文提出了一种双标签监督的双流环形残差U型网络（ringed residual u-net，RRU-Net）图像篡改拼接检测算法。首先，在RRU-Net的基础上，设计了掩膜边缘流，并通过自适应层实现掩膜流和掩膜边缘流双向交互，充分利用其互补信息，提高检测掩膜边缘的清晰度；其次，在网络输入端，将输入图像从RGB空间转换到YCrCb颜色空间，对图像的亮度信息和色彩信息单独分析，揭示篡改图像中潜在的篡改痕迹；接着，在网络中间层引入坐标注意力，对融合后的特征重新校准，以增强对关键特征的聚焦能力；最后，在掩膜流中，使用二值交叉熵损失（binary cross entropy loss，BCE）+Dice组合损失函数，缓解了样本中前景背景（面积）不平衡带来的消极影响。实验结果表明，本文方法在公开数据集CASIA1.0，CASIA2.0，IMD2020和自制合成数据集上，不仅相较于基础模型RRU-Net，F1分数分别提升了25.96%，5.15%，7.14%和9.96%，且其检测性能显著优于文中其他所有对比方法。此外，鲁棒性实验中，所提方法经JPEG压缩、图像缩放等后处理操作，F1分数小幅度下降，总体上优于对比方法，具有较强的鲁棒性，进一步验证了该方法具有较优的检测性能。

摘要:国际疾病分类(ICD)编码任务将疾病编码分配给电子健康记录(EHR),为医疗报销、临床决策等医疗服务提供支持。目前,ICD自动编码方法大多将注意力集中在学习临床文本表示和建模标签关联,忽略了现有相似实例中蕴含丰富的知识。针对该问题,提出一种基于去偏对比学习和最近邻机制的ICD自动编码方法。首先,利用编码同义词注意力提取编码特定文本表示,并通过去偏对比学习优化文本嵌入；在预测阶段,将训练样本作为参考,使用k最近邻(k-Nearest Neighbors,KNN)检索邻近实例；最后对以上两部分预测结果进行加权求和得到最终编码预测得分。在MIMIC-Ⅲ数据集的两个子集上的实验结果表明,该模型相较于基准模型在Macro-F1和P@5指标上分别提升0.6%~1.1%和0.5~0.7%,验证了模型的有效性。

摘要:随着现代电子制造业的飞速发展,为了解决印刷电路板表面小目标缺陷检测精度较低与检测效率不高的问题,提出了一种改进的轻量级YOLOv11电路板缺陷检测方法。首先,采用新型的轻量化网络StarNet作为特征提取网络,显著降低计算复杂度。同时,引入FasterNet以构造C3k2_Faster模块实现颈部网络轻量化,有效降低模型计算成本,提升特征提取能力和融合速度。此外,将损失函数替换为Inner-SIoU,引入尺度因子,控制不同尺寸的辅助边界框,加快模型收敛速度,来提升回归精度。最后,为了实现算法在移动端和嵌入式场景下的轻量化应用需求,采用LAMP(Layer-Adaptive Magnitude-Based Pruning)剪枝,在保证模型精度的同时对模型进行压缩,进一步降低了模型的参数量和大小。实验结果表明,改进后的模型权重文件大小仅为1.5MB对比基线模型下降72.7%,同时计算量下降76.7%,精度提升3.4%。所提出的改进算法在缺陷检测任务中表现良好,便于在实际应用中部署。

摘要:在日常生活中，复杂网络中的级联失效对系统可靠性和稳定性造成了重大威胁。针对传统静态复杂网络无法准确刻画节点交互和失效机制问题，开展了基于时序网络的级联失效研究。首先，构建了基于活跃度驱动模型、记忆性活跃度驱动模型和吸引力活跃度驱动模型的时序网络，并分析其连通性特征，以反映节点与边随时间的变化；其次，分析了时序网络的级联失效过程，并提出了相应的鲁棒性指标；最后，对随机构建的时序网络和真实邮件时序网络进行级联失效分析。结果表明，时序网络在模拟级联失效过程中的表现优于静态网络，有助于揭示现实网络的运行机制与时间演化之间的关系。

摘要:为为探索煤炭地下气化过程中高温对于泥岩盖层密闭性的影响，本文以鄂尔多斯盆地太原组-山西组煤层顶板泥岩盖层为研究对象，开展了温度-应力耦合作用下的泥岩气体渗流行为试验研究。试验分析了温度(20 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃)对泥岩盖层物理性质及渗透行为的影响，构建了温度-应力耦合作用与泥岩气体渗透率之间的数学模型。结果表明：引起泥岩渗透行为变化的临界温度为400 ℃，与400 ℃前相比，400 ℃后泥岩的质量损失率、伸长率、热膨胀系数和气体渗透率等性质随温度升高而增大的趋势更为明显，泥岩内部细观结构破坏更为严重，临界温度后泥岩盖层的气体密闭性能将大幅降低，影响煤炭地下气化腔体气体的采集。研究结果揭示了温度-应力耦合作用对泥岩气体渗透率的重要影响，可为煤炭地下气化过程中盖层密封性评价、气体泄漏风险预测以及高温扰动下围岩稳定性控制提供重要的理论基础和参数支持，对推动我国 UCG 工程化应用具有现实指导意义。

摘要:结构面的力学特性显著影响岩体强度，研究结构面的剪切力学特性对于岩体工程稳定性及安全性评价具有重要意义。本文提出了一种考虑剪切方向的岩石结构面三维形貌特征参数的计算方法，并开展了不同表面形貌特征的岩石结构面梯度循环剪切试验，揭示了结构面表面形貌对其剪切力学特性的影响规律，建立了考虑三维形貌特征的岩石结构面抗剪强度预测模型。研究结果表明：（1）新的结构面三维粗糙度系数可以较好地反映其形貌特征，相较基于传统二维轮廓线获取粗糙度系数的形貌评价方法，本文所提出的方法可以在三维尺度上有更好的适用性；（2）结构面形貌特征参数随着梯度循环剪切次数的增加而不断降低，不同形貌特征的结构面试样在剪切过程中呈现出软弱型、脆断型、切齿型等三种剪切破坏模式；（3）本文模型预测的峰值抗剪强度与试验值之间的偏离率基本控制在±10%以内，与试验值有较高的吻合性，由此可见新的三维形貌特征评价参数在预测结构面抗剪强度方面有较好的适配性。本文研究结果将为工程中岩体变形控制及超前防护提供理论依据。

摘要:为解决工业固废堆存污染与混凝土行业低碳转型难题，针对单一固废掺合料存在的早期强度损失、界面过渡区弱化等局限，本研究提出“活性互补+级配互补”协同技术路线。以煤气化炉渣（惰性骨架）、粉煤灰（活性Al?O?源）、矿渣粉（潜在胶凝性）按质量比2:3:5复配，经机械-化学协同活化制备高活性超细矿物掺合料，以0%、10%、20%、30%、40%掺量替代水泥制备C50混凝土，系统开展宏观性能测试与微观机制解析。结果表明：混凝土早期（7d、28d）抗压/抗折强度随掺量增加下降，后期（56d、90d）先升后降，10%掺量时力学性能最优；抗碳化与抗氯离子渗透性能随掺量增加呈先增后减趋势，30%掺量时耐久性最佳。微观层面，三元固废未诱导新型水化产物，但通过二次水化持续消耗氢氧化钙（CH）生成水化硅酸钙（C-S-H）凝胶，优化孔隙结构与界面过渡区形貌。本研究突破了固废掺合料“掺量-性能”倒置矛盾，明确10%-30%最优掺量区间，阐明了多元固废协同强化机制，为工业固废规模化应用于高强混凝土提供理论支撑，助力建筑业“双碳”目标实现。

摘要:为提升施工现场积水全天候自动排查水平，基于SegNet网络与VGG19卷积神经网络改进下采样网络，通过采用重要性感知损失函数（importance-aware loss function, IAL）作为交叉熵损失函数（cross-entropy loss function），提出了一种用于施工现场积水检测的VGG-SegNet语义分割模型，实现了对积水的像素级分割。该模型的总体类别交并比（overall intersection over union， OIoU）达到98%，F1分数（F1 Score）达到96%，均显著优于SegNet模型。同时提出了目标像素尺寸法，通过构建透视投影映射关系，运用像素的位置面积权重计算现场积水面积。施工现场测试显示，积水的像素分割准确率平均值为97.47%，面积计算误差率（绝对）平均值为4.24%，验证了方法的有效性。VGG-SegNet模型在施工现场积水图像识别方面表现良好，在准确、快速智能化检测施工现场积水隐患具有较好的应用前景。

摘要:为提升混流式水轮机稳定运行效率,以某电站现有混流式转轮为研究对象,基于原型结构,提出在转轮叶片间增设隔板结构的改造方案。基于CFX数值模拟软件,采用SST湍流模型,针对0.3Qd、0.5Qd、0.6Qd、0.8Qd和Qd五种典型工况,对两种不同转轮结构的混流式水轮机开展三维全流道数值模拟,系统分析隔板结构对转轮内部流场、叶片表面流动特性及尾水管流态影响。结果表明:隔板结构对各工况水轮机流动特性具有显著影响,转轮增设隔板结构在各工况下运行效率均高于原型转轮。其中,Qd工况下,转轮运行效率达到最大值,高达93.8%,较原型提高0.6%；低流量工况运行效率提升更为显著,0.3Qd工况下,改造转轮效率为54%,较原型提高6%。增设隔板后,转轮叶片表面及尾水管流线趋于平顺,涡流与流动紊乱现象减少,显著改善转轮及尾水管的水流流态；同时,转轮内部物理量分布更为均匀,波动范围减小,有效提升过流部件运行可靠性。转轮增设隔板结构后展现出更优多工况适应性,研究成果为混流式水轮机转轮结构改造提供重要理论参考与工程依据。

摘要:软岩大变形隧道中双层初期支护的施作时机对控制围岩变形至关重要，施作过早或过晚均会威胁隧道稳定性和经济性，因此确定第二层初期支护最佳施作时机是工程安全与成本控制的核心问题。本文创新性地基于黏弹塑性力学，引入随时间变化的虚拟支护力描述开挖面空间效应，结合西原模型表征岩体蠕变时间效应，建立了综合考虑时空效应的软岩大变形隧道施工力学模型，并以围岩黏塑性破碎区的产生作为第二层初期支护施作时机的判别标准，推导出其最佳施作时机的解析解。通过安岚高速谢家坡隧道工程实例，应用该模型确定软岩大变形段在第9个开挖进尺后施作第二层初期支护最佳，数值模拟与现场监控量测结果表明，解析解可靠且变形控制效果显著，有效避免了支护结构失效。本研究为软岩隧道支护设计提供了理论依据和实用方法。

摘要:为提高复杂地层条件下泥水平衡盾构施工的姿态预测精度，保障隧道施工安全与质量，提出一种基于CNN-BiLSTM-Attention的盾构姿态预测方法。选取21个关键施工参数作为输入，预测盾头与盾尾的水平、垂直偏差及滚动角、俯仰角6个姿态参数，采用箱型图法、随机森林填补、离散小波变换、Pearson相关性分析及归一化等方法对原始数据进行预处理，并通过网格搜索法对模型进行超参数优化，有效提升了模型的预测性能；通过模型消融实验与对比实验，验证了模型在盾构姿态预测中的优势，并分析了模型各组件对整体预测性能的贡献。工程实证结果表明，基于CNN-BiLSTM-Attention的方法能有效提升泥水平衡盾构掘进姿态预测精度，具备良好的工程应用前景。

摘要:为准确预测运营期隧道的长期沉降,本文基于数值模拟和机器学习的双向嵌合模型(Bidirectional and Nested Model,BNM),提出了一种数据和物理双驱动的盾构隧道长期沉降预测方法,并以上海地铁2号线南京东路站~陆家嘴站区间的长期沉降问题为背景,构建了基于BNM的盾构隧道长期沉降预测模型,并将其与纯数据驱动的机器学习方法进行了对比。结果表明：单一的机器学习方法不足以应对复杂工况下的隧道变形预测问题,在不同的验证集上表现出较大的性能差异,工程参考价值低。基于BNM的隧道长期沉降预测模型适用于复杂工况下的隧道变形预测问题,在不同的验证集上都有较高的精度,对于复杂影响条件下的长期沉降预测具有良好的适用性。此外,该模型能够仅在隧道长期沉降数据的监督下,输出其他可用于物理分析的中间变量。可见,该方法同时具备机器学习和解析/数值计算的优势,适用于复杂工况下的隧道长期沉降预测与工程决策支持。

摘要:针对高精度光纤惯导 (inertial navigation systems,INS)长期贮存后,光纤陀螺仪、加速度计相关误差参数会发生变 化的问题,利用双轴旋转惯导内台体可以分别绕内、外框架机构旋转的优势,提出了一种在载体发射前惯导现场快速自标 定方法。 该方法通过 5 次旋转及旋转前、后共 6 个静态位置的运动轨迹规划,充分激励了光纤惯导容易发生变化的误差参 数,并提出了一种以旋转前、后的两个静态位置水平速度误差增量的变化曲线的一、二次项为观测量的标定算法,不仅隔离 了框架机构晃动所带来的对标定结果的影响,而且消除了由于初始对准后失准角建模不准确引入的标定误差。 仿真及试 验表明:六位置法作为一种射前的快速标定方法,能够在 18 min 内实现无依托、高精度的惯导主要误差参数的标定,在 6 次 实物试验验证结果中,三轴加速度计标度因数相对误差的最大值为 4. 88 × 10 - 6 ,常值零偏的最大均方根误差(root mean square error,RMSE)为 1. 45 × 10 - 4 m / s2 ,三轴陀螺仪标度因数相对误差的最大值为 4. 00 × 10 - 6 ,常值漂移的最大均方根误 差为 0. 001 87° / h,可以满足高精度惯导的使用要求,为提高高精度双轴旋转光纤惯导的对准及导航精度提供了有效的解 决方案。

摘要:串列式多轮多柱起落架存在三组轮胎和支柱结构,前后轮与柱体间存在干扰,对其气动噪声影响较大。为了分析轮胎支柱组数的影响,以某简化串列起落架系统为研究对象,采用分离涡方法结合声类比方法进行流场与气动噪声仿真,对比了单轮单柱和多轮多柱起落架的湍流场差异以及远场噪声指向性的差异。结果表明：起落架及其舱体耦合噪声频谱以宽频为主,其大小主要受轮胎涡脱及舱体腔体涡系干扰影响,主要体现在低频和中频的驼峰噪声源。舱体噪声在多轮多柱和单轮单柱结构总噪声占比都较大,多组轮胎和支柱之间产生的剪切涡会影响前后部件的流场,结构之间的干扰会打破舱体内稳定涡系,降低舱体产生的噪声。后方多个轮胎的存在会降低湍动能强度,改变整个系统的远场指向性。未来针对起落架系统的降噪应综合考虑整流结构自身噪声,在破坏稳定涡、减小轮胎流动分离的同时,减少气流的冲击噪声。

摘要:针对平流层飞艇远距离转场的路径规划需求，综合考虑风场影响及弱动力特征，提出了一种基于时间最优的改进RRT*算法(Improved RRT* algorithm for Time optimization，T-RRT*)的路径规划方法。首先，对平流层环境以及平流层飞艇运动学进行建模，结合平流层飞艇的约束条件，建立二维障碍物环境模型。其次，考虑动态风场的影响，通过欧氏距离、速度矢量叠加思想来设计T-RRT*算法的时间代价函数，用于应对复杂风场和飞艇动力学约束。最后，基于冷云数据和风场数据等环境数据，针对多种虚拟环境和真实环境，开展了路径规划仿真分析。结果表明，相较于传统RRT和基于最短距离的L-RRT*算法路径规划，T-RRT*算法在真实动态风场环境中规划出的路径平均耗时分别可缩短28.7% 和8.7%，有利于转场路径的能耗优化和任务适应性提升，为平流层飞艇的路径规划提供了新的技术思路。

摘要:雪天场景会对机场飞行区运行产生影响，如何科学评估并量化雪天条件下机场飞行区地面航空器运行网络韧性是一项重要科学问题。通过元胞传输模型建立机场地面运行网络，基于不同元胞类型建立状态更新机制并计算交通动态特征，通过网络速比率建立扰动阶段、恢复阶段和新稳定阶段韧性指标，并建立机场飞行区地面网络运行韧性综合评估指标。对国内某机场雪天条件下实际场面运行数据进行实例分析，研究结果表明：元胞传输模型可以模拟不同程度雪天场景下的机场交通流密度变化，反映机场各段滑行道的拥堵程度，模型评估得到实例场景中机场飞行区韧性指数为18.52，小、中、大、暴雪条件韧性指数分别为21.21、14.68、5.70、0.91。研究成果为机场制定雪天场景地面交通管理策略提供理论支撑，有助于提高雪天条件下机场应急管理能力。

摘要:粉煤灰的无害化处置是当前环境保护和资源利用的重要课题。采用可生物降解的有机酸酒石酸（TA）、柠檬酸（CA）和草酸（OA）对粉煤灰中四种重金属元素（Cr、As、Cd和Pb）进行淋洗去除研究，通过正交实验筛选出了淋洗最优条件（淋洗剂种类、淋洗剂浓度和固液比），考察了淋洗剂温度、粉煤灰粒径和淋洗时间对粉煤灰重金属淋洗去除效果的影响，并对淋洗前后粉煤灰中重金属生态风险进行了评估。结果表明:（1）粉煤灰中Cr、As、Cd和Pb四种重金属元素平均含量均超过淮南土壤环境背景值，分别超标1.38倍、2.95倍、15倍和2.90倍。Cd和As元素含量超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中农用地土壤污染风险筛选值1.5倍和1.19倍。（2）正交实验筛选出三种有机酸淋洗剂中，CA在浓度为0.20mol/L，固液比为1:15的条件下淋洗，4种重金属元素去除率最高。（3）粉煤灰中4种重金属元素的去除率随着CA淋洗剂温度的升高、粉煤灰颗粒粒径变小和淋洗时间的增加呈现上升的趋势，综合考虑淋洗效果和成本等工程实践，工程应用淋洗剂温度设定为20~25℃，粉煤灰颗粒粒径75um（200目），淋洗时间120min为最优条件。（4）粉煤灰经CA淋洗后，Cr、As、Cd和Pb四种重金属综合潜在生态RI指数值均小于150且RI指数值降低45.23%，生态风险等级Ⅰ级，属于轻微生态危害水平。Cr、As、Cd和Pb重金属元素的RAC风险指数分别降低36.59%、40.62%、65.11%和18.63%，其中As元素从极高风险降低到高风险，Cd元素从中风险降低到低风险。

摘要:可控低强度材料(CLSM)作为一种自流平、自密实的回填材料在工程中得到广泛应用,但传统的水泥渣土基CLSM存在水下回填力学性能差、耐久性不足以及重金属固定弱等问题。本研究基于传统的水泥渣土基CLSM,通过掺入矿渣粉改善固化剂同时加入抗分散剂制备了适用于水下回填的水下抗分散CLSM,并系统研究了该材料的耐久性能和水下回填过程重金属的固定效果。研究发现：制备的抗分散CLSM不仅表现出最高的抗压强度,在28d还保持着88%的水陆强度比；经12次干湿循环后试样强度保持率达77.4%,质量损失率控制在3%以内,表现出较传统CLSM更优异的耐久性能；水下回填过程中水体的重金属浓度较传统材料均明显降低,其中As浓度可降低80.6%,而样品固化体的浸出液浓度也相对较低,其中Cd浓度低至0.001 mg/L,表现出优异的重金属固定效果。研究证实该材料兼具优异的耐久性能与环境友好特性,为工程渣土资源化利用提供了理论依据和技术支撑。