摘要:归纳了基于 Copula 函数的引调水工程径流丰枯补偿性评估模型的建立和求解方法,总结了径流丰枯补偿性评估指标 的计算和应用情况。 研究结果表明,现有研究以引调水工程单一水源区和单一受水区的径流或降水数据建立二维 Copula 函数 评估模型为主;常用相关指标法和极大似然法拟合得到最适用的分布为 Clayton、Frank 和 Gumbel Copula 函数,基于保证率法划 分丰枯等级,计算 9 种丰-平-枯组合情景下的丰枯遭遇概率;以丰枯同步和丰枯异步、有利调水和不利调水的组合概率定量评估 引调水工程径流丰枯补偿性,确定中国南水北调、引汉济渭和滇中引水等主要引调水工程都具有一定的丰枯补偿能力。 提出的 建议如下:使用免费开源 Copula 函数工具箱 MhAST 进行二维 Copula 函数参数拟合及其参数不确定性分析;使用距平百分率法 划分径流序列丰枯等级,避免得到的丰枯遭遇概率、丰枯同步与丰枯异步组合概率、有利调水与不利调水组合概率不能清晰地表 达水源区和受水区之间的丰枯补偿关系;将丰-丰遭遇事件看作有利调水的情景,将其发生的概率纳入有利调水的组合概率中。

摘要:传统指数加权移动平均(exponentially weighted moving average,EWMA)控制图依赖于数据的正态分布假设,缺乏实时 反馈和自适应能力,限制了其在实际生产过程质量监控中的应用。 提出一种基于旋转门算法(sliding rotation algorithm,SRA) 的 Wilcoxon 符号秩混合指数加权移动平均(WSR-SRA-AEWMA)非参数自适应控制图,有效克服传统控制图在分布假设与响 应灵敏性方面不足的问题。 通过蒙特卡洛模拟方法评估平均运行长度(average run length,ARL)和运行长度标准差(standard deviation of run length,SDRL)指标,来实现图表参数优化。 最后结合聚乙烯(polyethylene,PE)管道生产企业的挤出工序数据, 从 3 个质量参数外径 t、壁厚 d 与不圆度 r 出发,将 WSR-SRA-AEWMA 控制图与传统 EWMA 图及秩和(rank-sum control chart, RSCC)控制图进行对比验证,结果表明该方法相比于传统控制图具有更强的适应性和检测性能。

摘要:针对四川小金县日尔乡海子沟“7·19”泥石流灾害,集成现场调查、LiDAR 与无人机摄影测量(生成 0. 1 m 分辨率 DEM)及数值模拟(Massflow 平台耦合 Voellmy 摩擦模型),系统揭示其链式成灾机制与危险性演化规律。 结果表明,灾害由 “双降雨协同效应”驱动:前期持续降雨(30 d 降雨量 260. 3 mm)饱和物源,短时强降雨(上游 1 h 降雨量 > 23. 4 mm)触发崩滑 体堵沟-溃决链式反应,形成“径流汇集→支沟堵塞溃决→主沟上游下切侧蚀→平台段淤积分选→束窄段二次侵蚀→涵洞堵塞壅 高→沟口堵河成灾”的典型演进路径;定量揭示动力响应:束窄段壅水流速 > 6 m / s;降雨频率由 10 年一遇发展到 100 年一遇,高 流速区( > 4 m / s)占比由 12. 48% 升至 21. 83% ,堆积宽度由 182. 8 m 扩至 662. 4 m,最大泥深由 2. 7 m 增至 6. 1 m;基于 Hmax 与 Hvmax 的双指标分区表明,100 年一遇事件河道高危险区(Hmax ≥2. 5 m 或 Hvmax ≥2. 5)面积达 29 661 m2 ,较 10 年一遇扩大 20. 6 倍。 研究验证了三维实景模型与 Voellmy 模型(μ = 0. 1, ζ = 200 m / s2 )在高山峡谷区的适用性,为防灾规划提供定量依据。

摘要:为了明确致密灰岩 CO2 -水-岩复杂矿化作用及协同封存潜力,基于气-液循环系统建立了灰岩 CO2 -水-岩矿化作用动 态物理模拟实验方法,系统开展了不同反应时间下的灰岩气-液-固动态溶蚀实验,结合扫描电子显微镜(scanning electron mi- croscope,SEM)及原位计算机断层(computed tomography,CT)扫描技术探究了不同溶蚀周期下的微观孔隙结构演化特征。 在 此基础上,创新形成了灰岩 CO2 封存潜力定量评价模型,揭示了不同阶段 CO2 时程封存潜力。 结果表明,致密灰岩与 CO2 的水 岩矿化反应速率随反应周期的推移而逐渐增大,进而导致灰岩的微观形貌总体呈现多孔疏松状的溶蚀劣化特征,其不同微尺 度孔隙的数量显著增加,孔隙率由 0. 08% 增长至 2. 73% 。 由于 CO2 -水-灰岩的动态矿化作用,致密灰岩对 CO2 的矿化消耗量 由 0. 025 mg / g 增加至 1. 898 mg / g,总体呈指数型增长趋势;灰岩的固碳能力与其质量及反应时间呈现正相关关系,经 60 d 后 灰岩岩样的阶段固碳率由 47. 917% 增加为 62. 065% 。 基于灰岩质量、反应周期及其固碳量的变化关系所构建的 CO2 封存潜 力评价模型具有较高可信度及适用性。 该研究成果可为致密灰岩 CO2 矿化封存提供借鉴。

摘要:鄂尔多斯盆地晚古生代海陆过渡环境形成广泛分布的煤系地层,其中本溪组 8#煤为主力勘探开发层系,主要以水平 井方式提产。 但由于煤系地层附近微断裂发育,隐蔽性强,易造成井漏井塌工程风险,亟须开展隐蔽型断裂精准识别支撑深 层煤岩气水平井快优钻进。 常规断裂识别方法以相干、方差、曲率等几何类属性为主,抗噪性弱、连续性差,难以有效识别此 类断裂。 依托高精度叠前深度偏移地震成果,首先开展基于断层约束的构造导向平滑滤波,提高断点识别精度;再基于 Trans- former 网络算法,建立符合煤系地层断裂特征的本地化标签及模型;进而开展人工智能断裂预测,提高煤系地层附近隐蔽型断 裂识别精度。 结果表明,所提方法断裂预测的 F1 分数及交并比均显著优于传统相干、曲率属性,为水平井轨迹优化提供了依 据。 对 8 口钻煤岩气水平井完成支撑后,均未发生井漏井塌情况,研究结果助力了鄂尔多斯盆地深层煤岩气快速建产。

摘要:为实现对边坡安全系数(factor of safety,FOS)的高精度预测,提出一种异质集成框架 SHEN(slope-stability hybrid en- semble network)能够捕捉边坡稳定性分析中复杂的非线性物理关系。 该框架首先对极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)与快速梯度提升(light gradient boosting machine,LightGBM)进行贝叶斯优化,并基于验证集性能进行加权集成,然后 与深度神经网络(deep neural networks,DNN)进行二级动态融合。 基于整理的 302 个开挖土质边坡工程案例数据库(特征包括 重度 γ、黏聚力 c、内摩擦角 φ、边坡角 β、边坡高度 H、孔隙压力比 ru 等),在 10 折交叉验证与独立测试集上评估模型的回归与 分类[FOS(factor of safety)≥1. 0 为稳定]性能。 结果表明,利用 SHEN 在测试集计算可得 R2 = 0. 907 0、RMSE = 0. 148 9、 MAE = 0. 107 4,并在分类任务上计算得到 F1 为 0. 937 5,这些结果均优于 XGBoost、LightGBM 与单一 DNN 模型。 该方法兼具 树模型的特征选择能力与神经网络的非线性表征能力,为岩土工程中的稳定性评估与风险管理提供了可复用的技术路径。

摘要:基于体外抗氧化能力和 α-葡萄糖苷酶抑制活性,从 3 种不同虫草[江西青霉(Penicillium jiangxiense, JX)、雪峰线虫 草(Ophiocordyceps xuefengensis, XF)和枝桠线虫草(Ophiocordyceps ramosissimum, RS)]中筛选具有潜在降糖作用的优势菌株。 通过 DPPH 自由基清除、ABTS 自由基清除、总抗氧化能力测定以及 α-葡萄糖苷酶抑制实验评估其体外抗氧化与降糖活性。 结果显示,JX 均表现出最优活性。 进一步采用超高效液相串联质谱(ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spec- trometry,UPLC-MS / MS)对 JX 的化学成分进行分析,共鉴定出 197 个化合物,包括左旋肉碱、N-阿魏酰酪胺、丁香酸等活性成 分。 借助网络药理学及分子对接技术的方法研究 JX 有效成分治疗Ⅱ型糖尿病可能作用机制。 通过构建胰岛素抵抗 HepG2 (insulin resistance-HepG2,IR-HeGp2)细胞模型,测定葡萄糖消耗量及糖原含量来分析 JX 体外降血糖功能;采用蛋白免疫印迹 技术检测 PI3K、AKT、p-AKT、TNF-α 蛋白表达。 网络药理学结果显示,JX 活性成分可上调 EGFR、PIK3CA / PIK3CB / PIK3CD、 AKT1 / 2 / 3 等分子的表达或磷酸化水平,同时激活 TNF、PRKCA、MTOR 等关键调控靶点,进而介导 PI3K-Akt、Ras 及 cAMP 信 号通路的活化;细胞实验结果显示 JX 能有效增加 IR-HepG2 细胞的葡萄糖消耗量和糖原含量(P < 0. 001,P < 0. 05);且可上调 PI3K、AKT 和 p-AKT 蛋白表达,下调 TNF-α 蛋白表达。 综上推测,JX 活性成分可能通过多靶点、多通路协同调控糖代谢、脂质 代谢及氧化应激过程,从而干预Ⅱ型糖尿病(T2DM)的发病机制。

摘要:针对深部矿井沿空巷道底鼓显现及机理问题，采用现场调研、理论分析和数值模拟等方法，研究了典型工况条件下深部沿空巷道围岩应力分布规律，分析了深部沿空巷道底鼓差异性显现机制，明晰了深部沿空巷道底鼓差异性显现主控因素。在此基础上，提出了针对性的卸压调控方法，并应用于现场工程实践，结果表明：（1）围岩应力分布规律的数值模拟结果与现场实测结果相似，开采厚度和煤柱留设宽度（煤柱集中应力）是不同工况条件下沿空巷道底鼓差异性显现的主要因素；（2）根据深部沿空巷道不同工况底鼓差异性显现机制，提出了针对性的卸压调控方法，依托同一盘区临近工作面进行了实施，在采用小煤柱护巷工艺的基础上，增加实体煤侧顶板爆破孔并优化沿空巷道超前支护参数，切断顶板高应力传递路径并加密支护；（3）经过优化爆破卸压方案和超前支护布置，工况Ⅰ和工况Ⅱ沿空巷道超前0~50 m巷道底板实测位移量最大值分别从608 mm、352 mm降低为130 mm、76 mm，平均值分别从450 mm、202 mm降低为73 mm与51 mm。

摘要:为探究厚松散层条件下煤层开采过程中覆岩裂隙发育特征及应力分布规律的特殊性。以延安红石岩煤矿12605工作面为研究对象，基于相似材料模拟试验和数值模拟，分析厚松散层条件下煤层采动过程中覆岩裂隙发育与应力分布规律，并结合分形理论，对裂隙演化进行分区定量化表达。研究结果表明：（1）相似材料模拟试验中，覆岩裂隙分形维数随工作面的推进分为升维、分维波动和稳维阶段，其中每个阶段对应覆岩裂隙发育规律明显；（2）通过对不同区域发育裂隙进行定量统计分析发现：不同分区内裂隙占比与分形维数成正相关关系，垮落区裂隙占比最大，达到27.07%，工作面两侧的边界裂隙发育占比最小，仅占整个边界区域的23.54%；（3）煤层采动过程中，纵向裂隙在冒落带和工作面两侧贯通性较好，但未发育至松散层内部，离层裂隙在厚松散层荷载下发生超前闭合，抑制裂隙向上扩展。冒落带最大发育高度为10 m，冒采比为4.3，导水裂隙带最大发育高度为65 m，裂采比为28.26，发育规律与实测结果基本一致；（4）基于3DEC，根据实际开采条件模拟煤层开采，得到：随着工作面的持续推进，覆岩塑性区范围逐渐扩大，应力卸压区也随之增大并向上扩张，但未延伸到松散层内。导水裂隙带最大发育高度为70 m；应力分布规律与相似材料试验的应力分布规律一致。

摘要:致密砾岩储层水力压裂过程中普遍形成具有三维几何非均质特征的迂曲裂缝，其缝面起伏与空间迂曲性对裂缝内流体分配及支撑剂沉积行为具有重要影响。针对现有研究多基于二维或规则裂缝模型、难以反映砾岩裂缝真实几何特征的问题，依托大型真三轴水力压裂物理模拟实验，获取了玛湖致密砾岩裂缝的三维缝面形态及迂曲度、相对起伏度等几何参数分布特征。在此基础上，构建了包含井筒–多簇耦合及三维缝面起伏特征的迂曲裂缝三维数值模型，并采用欧拉–欧拉两相流方法对支撑剂在裂缝中的运移与充填过程进行了模拟分析。通过与文献实验中砂堆形态及高度分布的对比，验证了模型的可靠性，主裂缝砂堆高度的综合相对误差为 6.3%。结果表明：裂缝迂曲度显著改变局部流场结构，易在曲折部位形成低速区和滞砂区，控制砂堆的分段沉积特征；在多簇裂缝体系中，迂曲结构通过影响局部阻力与压力梯度，强化簇间流量竞争，导致进砂差异加剧，当迂曲度参数 Ra≈1.0–1.5 时，多簇进砂不均匀性最为显著。研究结果可为致密砾岩储层多簇压裂参数优化及支撑剂铺置调控提供技术参考。

摘要:随着油气井长期开采，地层压力释放导致地层应力发生变化，引起套管发生一系列局部凹陷、缩径和椭圆形变形等套管变形问题，严重影响油气开采，造成巨大的经济损失。基于此，设计了变形套管扩张式整形器，该工具能够将轴向力高效的转化为径向扩张力以达到套管修复的目的，然而，整形修复过程中套管会发生不可避免的回弹现象，且无法通过工具直接测量回弹量。为了评价该工具对变形套管的整形效果及套管的回弹特性，在Abaqus软件中建立变形套管扩张式整形修复的有限元模型，对变形套管进行整形修复，以Q125钢级，Ф139.7mm×12.7mm（5 1/2"）套管为例，定量分析了扩张式整形器对变形套管整形的修复量及回弹量的大小。研究表明：扩张式整形器以最大30t的轴向力作用三次，便可使整形工具通过最小通径处，变形套管由98.26mm扩大到105.72mm；实验与模型的误差仅为8%；整形效果理想，且建立的该模型能够较为准确的模拟套管整形的修复及回弹过程，为工具结构优化和工艺参数设计提供了理论依据，对提高油气井修复效率具有一定工程指导价值。

摘要:天然气需求量预测是天然气生产系统、天然气管道运行管理系统和天然气下游市场管理的一个关键问题。将数据分解算法与时序预测模型结合是提取原始数据特征并提高现有模型预测准确性的常见做法。现有的模型通常直接将分解的序列数据与模型结合，这无法充分发挥分解算法对原始模型的改进作用。本文提出了一种融合奇异谱分析（Singular Spectrum Analysis，SSA）算法与改进的时间序列混合器（Time Series Mixer，TsMixer）模型的预测模型SSA-TsMixer，该模型创新性地设计了TsMixer模型的特征提取结构，通过对分解后的序列数据在不同特征提取层上的合理分配，实现了序列间的有效交互，确保模型能够最大限度提取分解算法抽象出的统一特征，并抑制噪声数据对预测结果的干扰。构建的模型在12个天然气用户的用气量数据上进行了详尽的实证研究。在所有测试集进行1至14步长的预测时，模型在准确性和稳定性上表现出了更优的性能，平均绝对百分比误差（Mean Absolute Percentage Error，MAPE）值范围为3.39%到7.57%，原有模型的误差降低了13.65%。此外，在时间步长为1时，通过SSA-TsMixer模型的消融实验验证了所设计的多序列提取特征结构的有效性。SSA-TsMixer模型通过提高预测精度和稳定性，为天然气管网智能调度与控制提供了有效的技术支持，具有显著的工程价值。

摘要:针对涡桨发动机减速器在滚转姿态下存在的积油及齿轮搅油功率损失问题，构建了基于半隐式移动粒子法（MPS）与有限体积法（FVM）耦合的流体驱动模型并进行仿真分析。结果表明：减速器腔内滑油迁移及分布主要由齿轮转动效应主导，在滚转姿态下形成齿轮周向剪切流场、左导流板动态积油区和弧形导流板静态积油区；积油体积和齿轮搅油功率损失随着滚转角增大呈非线性递增趋势；齿轮转速提升可抑制积油体积，但显著加剧搅油功率损失；滚转角速度增大引起滑油动能增强，使减速器执行滚转动作过程中平均搅油功率损失提高。减速器实验平台的验证结果表明，仿真模型对分扭级齿轮副搅油功率损失的最大预测误差约为15%。

摘要:针对同一设备难以获取大量单一工况的有标记故障数据,以及多源域数据存在分布偏移的双重挑战,本文提出了一种基于时频交互策略并引入时频对比损失的多源领域泛化方法。该方法采用多源领域适配策略,减少所有源域之间的全局分布差异,并结合时频对比损失以保持样本间的类别关系,从而提升模型在未知工况下的泛化能力。为验证该方法的有效性,本文在可变工况轴承数据集上进行了迁移诊断实验。实验结果表明,与现有典型的多源领域泛化方法相比,该方法在应对未知工况时展现出更强的诊断能力和泛化性能,为工业设备的零样本迁移诊断提供了一种解决方案。

摘要:针对三维空间导弹精准命中目标并满足特定碰撞角约束的难题，克服传统制导律在强非线性、强耦合及复杂约束下性能不足的缺点，提出了一种基于自耦PD控制理论的碰撞角约束制导律。该方法利用速度因子耦合比例与微分作用，克服传统PID在三维制导中的局限性。设计了自适应速度因子策略以兼顾动态响应与稳态精度，并引入了加速度指令限幅处理执行机构约束。仿真结果表明，所提出的自耦PD碰撞角约束制导律能确保导弹精确命中目标。与现有最优制导律相比，该制导律能使视线角快速无超调地收敛至期望值，且在制导末段指令加速度平滑稳定，避免了末端指令突变现象。对不同期望碰撞角均展现出良好的鲁棒性和稳态精度。该制导律为三维碰撞角约束制导提供了一种有效解决方案，具有结构相对简单、响应快速、精度高、指令平滑及鲁棒性强的综合优势。

摘要:针对目前垂直轴风力机变桨控制与翼型相互独立的串行设计，不能最大限度的提升风力机的气动性能，本文提出了基于Beddoes-Leishman (B-L)模型和零风速阻力系数的修正致动圆柱模型(Actuator Cylinder Model, ACM) ，并通过试验数据验证了该修正模型的准确性。其次，提出了基于修正ACM模型与新型双正弦变桨规律的垂直轴风力机翼型优化设计方法，并利用粒子群算法（PSO）对其进行优化设计，采用类别形状函数变换 (Class-Shape Transformation, CST)方法对翼型进行参数化表征，以CST系数及变桨三角函数系数作为设计变量，以功率系数的最大化为目标函数进行优化。优化结果表明：优化得到新翼型，其最大升力系数相比原始翼型提升了9.60%，平均升阻比相比原始翼型增加了20.82%。相比零桨距角和原始翼型的垂直轴风力机，同步优化翼型和变桨距角的垂直轴风力机，其功率系数为0.3522，提升了20.66%。同步优化变桨距规律与翼型对性能提升的效果显著，验证了该方法的可行性，为垂直轴风力机变桨距规律与翼型的设计提供了新的思路。

摘要:对风电并网机组故障穿越控制参数的准确辨识是大规模风电并网系统安全稳定分析的重要基础。针对传统智能优化算法依赖大规模迭代、工程适配性不足等缺陷，本文建立了“机电暂态建模-实测特征提取-控制逻辑降维-线性参数估计”多工况参数协同辨识机制。首先，基于机组机电暂态详细建模和实测特征解析获得机端辨识数据集；其次，实现对PSD-BPA穿越控制模式的降维重构，将复杂逻辑简化为电流/功率双模式体系；最后，开发标准驱动的分阶段辨识模型，通过稳态特征加权与Huber鲁棒优化，实现标准全指标适配。贵州风场8类典型故障工况的实证表明:本方法使多工况仿真验证各项偏差至少低于标准的18%，并显著减少传统迭代算法的计算冗余，为新能源场站模型验证提供了高效解决方案。

摘要:为缓解风电功率波动并提升混合储能系统(hybrid energy storage system，HESS)的能量分配效果，本文提出一种融合改进三角拓扑聚合优化算法-变分模态分解(improved triangulation topology aggregation optimizer–variational mode decomposition，ITTAO-VMD)与自适应模式控制的混合储能能量管理方法。首先，在算法层面引入反向学习初始化与自适应高斯变异，对TTAO进行改进，以增强其对VMD参数的寻优效果。其次，在功率分解环节，构建复合适应度函数并提出模态能量分层方法，将HESS功率划分为主体能量层与高频波动层，分别分配至氢储能-蓄电池和超级电容。最后，设计氢储能与蓄电池的自适应协同控制策略，使其在实现主体能量消纳的同时维持自身合理的荷电状态。仿真结果表明，该方法充分发挥了氢储能与蓄电池的能量型优势，减轻了超级电容的容量压力，实现了多类储能之间的优势互补。

摘要:在新型电力系统构建与深度调峰常态化背景下，电力系统对火电机组灵活性要求不断提升，给燃煤电厂带来了巨大的运行成本压力。实现燃煤从入厂到入炉全过程实时管控，已成为火电机组在经济灵活运行场景下的刚性需求。面向包含接卸、堆取以及输送的复杂输煤系统，本文以Petri网为理论框架，引入颜色集与时间函数以刻画煤流的量、质、价属性及转移过程中的动作触发时间延迟。针对传统Petri网弧权值固定、难以刻画煤流转移中Token离散化的问题，提出基于取煤量的弧权值动态调整机制；针对煤流属性在不同类型库所转移过程中的变化逻辑，建立了煤流属性更新规则，实现了煤流的精准追踪。基于煤流追踪获取的量、质、价信息，实现对入炉煤质的实时测算。最后，运用我国某大型燃煤电厂的实际运行数据开展应用研究。结果表明，本文所提方法可实现煤流追踪准确率达?97.7%，入炉煤热值测算平均误差控制在?3.50%，满足工程应用的精度要求。本研究为弥补面向燃煤成本实时核算的煤质动态溯源和实时测算领域的研究不足提供了新思路，对提升机组灵活性、推动燃煤电厂实现降本增效具有重要的现实意义。

摘要:棒-板间隙的操作冲击放电特性是特高压外绝缘设计的关键基础之一，对特高压工程绝缘设计具有重要指导意义。本文基于360组不同海拔与气象条件下的试验数据，以间隙距离、气压、干温及绝对湿度作为特征参数，建立了棒-板间隙操作冲击正极性放电电压的XGBoost（eXtreme Gradient Boosting）预测模型。测试结果表明:XGBoost模型在测试集上的预测值与试验值的平均相对误差为3.41%，与其他常用的智能预测方法相比 表现出最优的预测性能。尤其在极寒、短间隙距离（≤1.5m）条件下的预测精度更高。根据预测结果，本文对现有工程方法的适用性进行了进一步探讨，证明了XGBoost算法对复杂环境条件下的放电电压预测具有更强的适应性。

摘要:针对伪距观测量噪声较大导致单频接收机对周跳易发生误探和漏探，且难以探测小周跳的问题，目前大多采用滤波算法降低观测量噪声。但滤波算法存在减小历元间变化量，导致周跳无法被探测，且无法实时修正周跳等问题。本文提出两级探测周跳方法，先利用伪距和载波相位组合算法的高实时性，对大周跳进行粗探测，再采用卡尔曼滤波降噪算法二次精探测残余的小周跳，最后通过累加器累加探测的周跳值实时修正载波相位，兼顾了周跳探测与修正的高精度和高实时性。同时采用分区域累加方法凸显出周跳值解决滤波算法减小历元间变化量的问题。为应对伪距观测噪声易导致误探和漏探周跳，设计自适应阈值，通过动态调整阈值匹配噪声特性，有效抑制误探与漏探现象。最后通过实测数据验证周跳探测结果，自适应阈值可大幅降低误探和漏探概率。两级周跳探测方法在伪距观测噪声较大的场景中，周跳探测与修正精度仍能维持在0.5周；与高次差法、多项式拟合法等传统算法相比，精度分别提升了84.9%和72.5%。

摘要:拱桥吊杆的索力是反映桥梁结构安全的关键因素，然而对于灌浆式钢护套吊杆，传统测量方法如频率法、压力传感器法和光纤光栅法难由于结构的特殊性难以实现对此类在役桥梁的索力监测。为实现基于磁弹效应的索力检测技术在灌浆式钢护套吊杆的应用，提出并验证了一种适用于该复杂结构的磁通量传感器检测解决方案，从传感器测量理论、磁学仿真、实验室标定等方面开展磁弹效应法的有效性研究，首次量化揭示了钢护套厚度对内部磁场的削弱效应。通过实验室静载试验，发现钢护套的存在会使设计的磁通量索力传感器的满量程误差从2.12%下降到4.48%，但仍然在5%的工程标准范围内。在工程应用中，磁通量传感器测量重复性良好，测量标准差范围在11.94 kN~31.3kN之间，测量得到吊杆索力呈现由边缘向内侧增大的趋势，与正常的拱桥吊杆索力分布规律相吻合。结果验证了磁通量法在大直径钢护套吊杆索力检测中的有效性和优势，为同类桥梁的健康监测提供了具有工程实践参考。

摘要:为提升轨道扣件自动化养护效率，本文提出一种基于GA改进的MOPSO算法，应用于轨道扣件自动化作业机器人(Automated Railway Track Fastener Maintenance Robot, ARTFMR)的任务分配问题。首先，结合实际作业需求构建多目标优化模型；其次，引入一维切分点降维编码与右溢补偿机制，以压缩搜索空间并确保解的操作可行性；采用两类种子初始化策略，在首代覆盖Pareto前沿两端与中段，并借助外部档案实现领导者池的自举构建，提升初始解集质量；最后，在MOPSO主循环中周期性地触发GA交叉与变异操作，对稀疏区域和边界进行定向增强，从而抑制早熟收敛。仿真结果表明，该算法在任务均衡性和作业效率方面均表现优异，能够有效支持ARTFMR的多机器人任务分配。

摘要:为解决室内视觉定位中因家具、行人等遮挡物体导致的定位精度下降问题，本文提出了一种基于遮挡清除算法的室内视觉定位系统。系统首先利用 YOLOv11 目标检测算法识别并定位遮挡物体，对遮挡区域像素进行重置并生成掩码图像；随后采用 MAT 图像修复算法恢复无遮挡图像，以获取完整的环境信息用于后续定位。在定位阶段，基于本质矩阵的定位算法结合 SuperPoint 特征提取与 LightGlue 特征匹配方法，有效提升了在光照变化和视点偏移下的鲁棒性。实验结果表明，提出的系统在 7Scenes 数据集 和自制 LH 数据集 上表现优异。在 7Scenes 上，定位误差为 (0.063 m, 1.759°)，相比室内视觉定位领域最广泛应用于工业上SuperPoint + SuperGlue算法，位置精度提升约 6%，旋转误差降低约 4%；在 LH 数据集 上，位置精度进一步提升约 15%。在与最先进的算法对比时， 尽管精度略逊一筹，但考虑到本文方法使用的是去遮挡后的图像数据集，其在复杂场景中的表现依然出色，尤其在处理遮挡问题时能够保持较高的鲁棒性和精度。此外，本文方法更具轻量性，能够更快速地部署和训练，适用于实时应用场景。

摘要:为充分融合红外与可见光图像的互补信息，提升融合结果的特征保留性与任务适应性，本文提出了一种增强特征与Transformer集成的双语义图像融合方法（enhancement-feature transformer-integrated dual semantic image fusion, ETDFusion）。通过设计红外与可见光特征增强模块，分别强化目标边缘与亮度细节；构建convolutional neural network 与Vision Transformer混合架构，实现局部特征提取与全局依赖建模的协同优化；并引入语义分割与目标检测双重约束，构建双语义损失函数，结合三阶段训练策略，有效引导网络学习具有强语义结构的融合特征。结果表明：该方法生成的融合图像在细节保留与目标显著性方面具有更高的视觉质量，在多项主客观评价指标上均优于现有主流算法并在下游语义分割任务中表现出显著的性能提升。可见，所提出的ETDFusion网络能够在多模态信息互补与高层视觉任务适配之间实现良好平衡，为红外与可见光融合提供了一种具有工程可用性的新技术途径，可进一步应用于安防监测、智能交通与自动驾驶等复杂环境的感知任务。

摘要:在高速传动齿轮系统中，轮齿高速啮合相对滑动速度大，齿面瞬时温度升高，温度差的存在会引起轮齿热应力、热变形及材料属性的变化，进而影响齿轮时变啮合刚度（time-varying mesh stiffness，TVMS）。为深度解析热变形和摩擦与齿轮时变啮合刚度的内在关联关系，通过计入热变形引起的齿轮齿廓非渐开线误差，提出一种改进的考虑摩擦和热弹耦合变形的时变啮合刚度计算方法，进一步通过实例计算验证方法可行性。结果表明：摩擦力方向的改变会使时变啮合刚度在单齿啮合区产生阶跃效应，齿轮时变啮合刚度会随着摩擦系数增大而增大；温度产生的热变形改变了齿廓原本的渐开线特性，能增大齿轮重合度；温度升高会降低材料的弹性模量，但综合考虑齿轮啮合过程中摩擦和热变形的影响，齿轮时变啮合刚度会在温度升高后增大。温度特性与摩擦效应对齿轮传动性能的影响不容忽视。

摘要:针对岩石破裂研究中声发射信号单模态特征表征不全面及现有方法特征挖掘与利用不足的问题，提出一种基于双模态声发射数据融合的非稳态扩展阶段识别方法。通过开展粉砂岩单轴压缩实验，采集声发射信号数据。提取声发射参数并引入基于小波包变换的时频图，构建声发射参数与时频图相结合的双模态数据集，采用InceptionV4网络与1D CNN-LSTM网络构成特征提取模块，进行双模态特征提取。为充分融合双模态特征，设计包括双模态张量外积融合模块、跨模态注意力模块和门控机制的双路径特征融合模块。并与特征提取模块及基于多层感知机的分类预测模块构成非稳态扩展阶段识别网络。实验结果表明，该识别网络准确率和F1值达到92.5%和92.7%，较最优单模态方法(1D CNN-LSTM)分别提高2.33%和2.72%，较最优双模态融合方法分别提高1%和0.97%。这一结果表明，所提方法能够充分利用并融合双模态数据的特征，实现非稳态扩展阶段识别精度与可靠性的均衡优化，为岩石失稳智能预警提供新思路。

摘要:生物炭是植物秸秆在无氧或低氧条件下高温焚烧产生的有机质，具有高比表面积、高酸碱度（pH）以及高阳离子交换容量等特性，能改善土体的空间结构，有利于微生物的生长。将生物炭与微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术联合，在不同生物炭掺量、不同微生物配比等条件下对粉质黏土进行固化，对固化土样开展无侧限抗压强度试验、扫描电镜（SEM）观测、X射线衍射（XRD）试验及傅里叶红外光谱（FTIR）测试研究生物炭协同微生物固化粉质黏土的固化效果及固化机理：首先，采用体积比分别为2:8、3:7、4:6和5:5的菌液与胶结液对粉质黏土进行MICP固化处理，根据试样的无侧限抗压强度，分析认为无生物炭添加时菌液与胶结液的比例为4:6时，MICP固化效果最佳；其次，保持菌液与胶结液比例为4:6不变，生物炭掺量分别为4%、8%和12%开展生物炭联合MICP的固化试验，通过无侧限抗压强度指标获得生物炭的最佳掺量为8%；进一步开展了碳酸钙含量测定、土样的SEM、XRD及FTIR试验，发现MICP及生物炭均能提升土壤中的碳酸钙含量，联合固化后的土样内部碳酸钙晶体聚集明显，生物炭与土颗粒界面处的胶结更为紧密，改良后试样的孔隙率与无侧限抗压强度呈幂函数关系。以上结果表明，生物炭与MICP技术联合应用于粉质黏土固化具有显著效果，为其在工程中的应用提供了指导意义。

摘要:边坡失稳是我国山区工程建设与地质灾害防治领域面临的重大挑战。考虑岩土参数空间变异性时，传统极限平衡法采用固定几何搜索模式，难以准确捕捉边坡潜在滑裂面，且计算效率较低。无法满足大规模边坡工程对稳定性评估的快速、精准需求。为此，本研究提出一种融合深度学习与严格极限平衡理论的智能分析方法。该方法通过耦合卷积神经网络（Convolutional neural networks , CNN）与长短时记忆网络（long short-term memory, LSTM），并引入注意力机制（Attention），以有效地学习随机变化强度参数的空间分布特征，从而精确地预测边坡的滑裂面和安全系数。实验结果表明：CNN-LSTM-Attention模型预测滑裂面的Precision值高达0.9979968，预测安全系数的R2值高达0.9739725；深度学习模型和极限平衡方法分析预测的结果有着显著的一致性。因此，将该深度学习模型应用于边坡的稳定性分析，可以为边坡工程的安全评估提供智能化支持。

摘要:混凝土电阻率是评估其耐久性、内部孔隙结构及渗透性能的关键参数。针对传统电阻率测试方法在混凝土应用中的局限性，本研究将范德堡法（van der Pauw，vdP法）引入混凝土电阻率检测，采用室内试验与有限元模拟探究电极布置、试样尺寸与电极参数的耦合效应，建立尺寸效应修正模型。结果表明:电极平面位置偏差对电阻率测量误差小于0.75%，28h连续测试稳定性误差小于1%；混凝土电阻率与饱和度呈显著负相关，可为渗透性能评估提供了量化指标；当试样横截面边长L大于5倍电极宽度w时，测量结果准确，若L≤5w，可引入拟合修正系数k=0.1w/(L-0.1568w)+1进行等效厚度修正；根据电极长度与试样厚度比l/d，将电流场划分为点电极近似区、电场扩展过渡区和尺寸无关稳定区，提出分段修正公式，修正后计算值与实测值平均相对误差 1.51%。研究成果为混凝土的耐久性和抗渗检测提供了新的方法参考。

摘要:锚杆支护技术被广泛应用于隧道、地铁等基础工程中，为提高锚固体系的稳定性并优化锚杆布置间距，深入研究锚固体的锚固范围与拉拔力学性能具有重要意义。本文基于近场动力学理论，建立了锚固体受拉破坏模型。模型建立时为准确获取锚固范围及其破坏形态采用全长锚固的锚固方式并假设锚杆拉拔过程中锚杆不拉断，且在锚固体界面处添加界面质点代替粘结剂并起到传递荷载的作用，同时结合传统锚固理论中的锚杆-粘结剂三线性模型，实现近场动力学理论中不同种物质点相互作用的计算，最后采用透明岩石锚杆拉拔试验验证其预测破坏形态准确性，且通过对比文献验证其锚杆轴力和界面剪应力分布规律的有效性。结果表明锚固体受力分析模型能有效的描述锚固体破坏过程及其锚固范围，为今后分析锚杆支护问题提供有效手段。

摘要:本研究为克服复杂地质条件下因指标缺失与多源异构信息利用不充分所造成的隧道突水灾害风险评估的局限性，提出结合组合赋权与改进区间属性识别理论的综合性评价方法。建立了包含物探、监测、地勘、钻探多维度的评价指标体系，运用熵权法与模糊层次分析法(fuzzy analytic hierarchy process ,FAHP)确定各个指标的权重；并且引入区间直觉模糊数来刻画指标的不确定性，通过改进区间属性识别理论进行突水灾害的风险评定；针对指标缺失的场景，则采取改进高斯过程回归对小样本时间序列数据做出精确评估，根据各指标间的互验互补关系建立贝叶斯网络，用概率推理处理离散型缺失值，并进行缺失值的敏感度分析验证突水灾害预测结果的可信度。最后选取青岛胶州湾第二海底隧道作为实例加以验证，得出的评估结果同实际情况相吻合。研究表明，所提方法融合多源信息与缺失值补偿机制，显著提升指标缺失场景下的评估可靠性与适用性，为复杂地质隧道的动态风险管控提供了系统的理论工具与决策支持。

摘要:为表征紫外辐射及较大荷载（1.0MPa）作用下，不同材料组成的SMA-13混合料抗滑性能及纹理参数演变规律，分别采用SBS改性沥青+天然矿料（A）、SBS改性沥青+含钢渣矿料（B）、高模量沥青+天然矿料（C）制备混合料。借助双轮车辙仪设备，开展了紫外老化前、后混合料的磨耗实验，并测定不同磨耗时长的摆值（British pendulum number，BPN）及纹理构造参数。结果表明：随磨耗时长增加，三种混合料的BPN均表现出非单调变化特征，并呈现“三阶段”演变规律。据此提出了由2阶段BPN均值及最大值、3阶段BPN衰减速率和最大磨耗时长BPN组成的抗滑性能评价指标体系。经紫外辐射老化后，与A、C相比，混合料B抗滑性能更优：其2阶段BPN均值及最大值显著提高，最大磨耗时长BPN也更大；同时，其三阶段衰减速率分别降低50%和67%。紫外老化前后混合料A与B的均值断面深度（Mean Profile Depth，MPD）初值均明显降低，其3阶段MPD退化速率分别为0.50mm/h和0.15mm/h。因此，紫外老化是导致纹理退化的重要因素，且钢渣混合料纹理退化速率更低。回归分析表明，混合料A和B的纹理参数MPD与摆值BPN相关性良好，相关系数分别为0.87和0.94。这验证了不同尺度测试结果的一致性，也说明了从抗滑纹理重塑角度，研究路面抗滑性能提升的新途径是合理的。

摘要:网联自动驾驶车辆（Connected and Autonomous Vehicle, CAV）技术的发展与普及将催生更多的车辆使用场景，同时也为应对非均衡的出行需求提供了新的机遇，交通管理者可以在现有路网的基础上探索实施灵活的可变车道管理策略，以显著提升道路资源利用率及路网出行效率。为此，本研究提出面向网联自动驾驶环境的可变车道布局优化问题，构建相应的数学规划模型并设计算法进行求解。首先，根据CAV服务对象的不同将CAV划分为两类:服务于个人的CAV（Individual CAV，ICAV）和服务于公众的CAV（Public CAV，PCAV），基于其行驶特性差异建立混合多用户均衡模型来描述两类车辆的路径选择行为；其次，从交通管理者的角度，以系统最优为目标，整合均衡模型并构建可变车道布局优化模型，设计改进的遗传算法进行求解；最后，通过Sioux-Falls网络验证模型和算法的有效性，分析PCAV占有率及不同（Origin-Destination, OD）需求场景对优化结果的影响。结果表明，在城市交通路网中部署可变车道将显著提高城市交通出行效率，在OD需求饱和场景下可使得路网的总出行时间降低66.87%。

摘要:为提升渔港港内外水体交换能力以改善其水质环境，通过建立平面二维水动力与水交换数学模型，研究了海水交换型防波堤结构参数（包括导水管间距、布置范围、底高程和管径）对水体交换效果的影响。结果表明:导水管可从港内浓度差异较明显区域开始布置，口门附近可不布置；导水管管径增大可显著提升水体交换效果，其影响大于其他结构参数；海水交换型防波堤对港内外水体交换的促进效果在首个潮周期最为显著，后续周期中的贡献率逐渐降低。可见，海水交换型防波堤可有效促进港内外水体交换，在实际工程中应结合结构参数优化、港内泊稳与投资效益进行综合设计。

摘要:对不同发动机安装位置的机体/风扇组合模型进行噪声安装效应风洞试验,研究了机体不同吊挂位置对于远场噪声以及近场脉动压力的影响。风洞试验采用基于缩比后短舱模型的翼吊式发动机布置方式,采用模态发生器模拟发动机风扇噪声,两种机构同步补偿控制机体与风扇相对位置关系。首先分析了模态发生器在气流条件下的发声稳定性,其次根据飞越及边线方向的远场噪声数据分析指向性分布情况,最后结合机身表面脉动压力信号分析机身吊挂干扰对于发动机风扇噪声影响。试验结果表明：(1)模态发生器在51m/s风速下可稳定运行。(2)短舱安装角对于安装效应降噪量影响较大,沿气流方向改变短舱位置对于安装效应降噪量影响较小。(3)短舱安装位置不同对于机翼表面脉动压力影响不同,体现短舱与机翼干涉涡区域及强度不同,进而改变前传远场噪声。

摘要:针对传统同轴电容传感器因忽略考虑电极边缘效应导致的监测区域精度不足以及灵敏度响应不足的问题，本文提出一种基于共面电容传感器的优化设计方法。通过建立包含边缘电容修正项的三维数学模型，推导了磨粒存在时的电容修正公式，并结合仿真平台分析了电场分布规律。研究发现，共面电容传感器电场呈现高对称性，但管路中央区域响应较弱，需对结构进一步优化；设计了四种不同边缘形状的电极构型，优化后的拥有边缘增强电极的传感器对铁与陶瓷磨粒拥有较高的监测精度，可监测直径70μm铁磨粒以及200μm陶瓷磨粒。结果表明构型4的灵敏度响应最优，灵敏度变异百分比（Sensitivity Variation Percentage, SVP）由原电极的0.0108降至0.005，降幅达53.4%。传感器整体监测精度提升4%，管路中央区域响应强度增加9%。并在流道中拥有更高的灵敏度响应，重复系数均值可达0.82%，可为发动机滑油系统磨粒监测技术提供支持。

摘要:本论文研究平行跑道混合进近条件下的航班排序优化问题。随着多种进近技术混合应用，平行跑道的运行管理变得愈加复杂，传统的排序方法无法满足混合进近运行的需求。以优化跑道资源利用率和提升航班运行效率为目标，本文构建了基于跑道资源和航班效率优化的混合进近模式下进场航班排序优化模型，综合考虑航班能力、可飞行程序、可用跑道及运行方式的差异，引入基于航班速度的弹性松弛策略进行冲突探测和解脱。采用多航路点滚动时域控制-精英保留遗传算法（Multi-waypoint Rolling Horizon Control- Elitist Model of Genetic Algorithm,MWRHC-EGA）对模型求解。以昆明机场运行场景为例对方法进行了验证。结果表明：在不同密度交通情况下，本文所提方法均可在有限代数内迅速收敛；相较于先到先服务（First Come First Service,FCFS）方法，本文所提方法在高峰时段情况下（40架次，要求特殊授权的所需导航性能(Required Navigation Performance Authorization Required,RNP AR)航班占比为20%/40%/60%）最后一架航班降落时间分别提前了505 秒、562 秒和748 秒，高密度场景下（72架次）分别提前了1257 秒、1375 秒和1532 秒；与Gurobi求解结果误差在1%以内，求解时间大幅缩短；相较遗传算法（Genetic Algorithm，GA）和粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）相比，MWRHC-EGA的解质量与效率均表现更优；不同场景下能够有效提高跑道利用率和航班运行效率；采用蒙特卡洛方法模拟航班随机延误，证明了本文所提方法具有一定的鲁棒性；与TAAM(Total Airspace and Airport Modeller)仿真结果进行对比，两者决定系数 为0.9788，证明了优化方法对混合进近下实际航班排序的适应性。

摘要:针对不同力学环境下火箭发动机推进剂贮箱内液体晃动导致的薄壁结构强度失效的问题,建立了推进剂贮箱动力学响应的双向流固耦合分析模型。采用流体体积法模拟部分充液贮箱内的晃动流体,结合结构的振动控制方程,以及流固耦合界面上流体压力和结构位移的双向传递,实现液体晃动与贮箱结构响应的双向耦合求解。采用所建立模型研究了某推进剂贮箱薄壁结构在冲击载荷作用下的流固耦合响应。计算得到推进剂贮箱的应力时程及应力空间分布,数值表征了材料、充液比、壳体厚度等关键因素对结构动力学响应的影响。结果表明：采用所建立模型可以同时获取推进剂贮箱的动力学响应和贮箱内流体晃动行为；贮箱结构最大等效应力随充液比增大而非线性增大；贮箱结构的薄弱位置位于支耳与壳体连接处。

摘要:为实现对尾矿坝位移的精准预测，针对目前预测中存在的数据预处理粗糙，特征选择不准确、模型参数欠优及组合模型预测效果较差的问题，提出一种基于霜冰优化算法（RIME）和卷积神经网络(CNN)-注意力机制（Attention）-双向长短期记忆(BiLSTM)相结合的尾矿坝位移预测模型。首先运用自适应噪声完备集合经验模态分解算法(CEEMDAN)将坝体累计位移分解为趋势项位移和波动项位移，并利用优化高斯过程回归（IGPR）模型预测趋势项位移；其次通过随机森林（RF）-斯皮尔曼（Spearman）融合的特征选择方法，筛选出4个关键特征因子作为使用RIME参数优化的CNN-Attention-BiLSTM模型的输入，波动项位移为输出；最后将IGPR趋势项预测结果与RIME-CNN-Attention-BiLSTM波动项预测结果叠加得到尾矿坝累计位移。以云南省某尾矿坝进行实例验证，结果表明:坝体累计位移预测结果R2为0.997，MAE为0.546，RMSE为0.628，与真实值基本一致，误差小。可见本文所用方法预测精度高，能够显著提高对坝体复杂位移变化情况的预测水平，为尾矿坝安全提供预警以及决策提供依据。