2026, 26(27):11525-11542. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506758
摘要:深度学习作为一种强大的数据驱动方法,正深刻变革着地震学研究。 其端到端的建模范式、自动化的深层特征提取 能力以及对复杂非线性关系的拟合优势,有效克服了传统方法依赖人工特征工程、经验阈值和特定物理模型的局限性,已成 为地震信号处理领域的前沿核心技术。 系统性地构建了深度学习在地震信号处理中的应用研究综述框架,不仅全面梳理了其 在实时地震信号解析、地震事件表征与震源参数反演以及地震物理理解与灾害风险评估等方面的关键进展,还创新性地从“数 据-模型-物理-任务-评估”耦合视角,探讨了新兴范式与地震信号处理的融合路径,为构建更鲁棒、可解释、低依赖的下一代智能 地震监测系统提供了技术路线与理论参考,对推动地震学走向自动化、实时化与智能化具有重要的学术意义与应用价值。
2026, 26(27):11543-11553. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507366
摘要:钛合金凭借优异的比强度、耐腐蚀性与高温性能,在航空航天等领域得到了广泛应用。 但受低热导率、高化学活性 以及加工硬化等特性的影响,钛合金铣削加工始终面临切削力大、刀具易磨损、加工质量不稳定等诸多难题。 因此,合理设置 切削参数是提升钛合金铣削加工质量与加工效率的关键。 梳理了切削参数在钛合金铣削加工中的应用现状,分析了主要切 削参数对切削力、切削温度及刀具磨损等响应特性的影响规律,总结了当前常用的参数优化方法与实验设计方案,并进一步 针对薄壁件加工、高速铣削,以及超声振动、激光外场辅助铣削等工艺场景下的参数调整展开分析,结果为钛合金铣削过程中 切削参数的选择与优化提供参考与借鉴。
2026, 26(27):11554-11579. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506365
摘要:热管理是保障储能系统可靠性与安全性的核心,也是提升储能系统能效、延长其使用寿命的关键环节。 采用文献综 述法,对当前主流的储能系统热管理技术开展了系统梳理,探讨了各类冷却技术的优缺点,以及提升传热性能的优化路径,可 为高效稳定储能热管理系统的设计,以及热管理相关课程教学提供参考。 研究结果表明:风冷技术结构简单,但散热能力有 限;液冷技术换热容量更高,却存在泄漏与腐蚀风险;相变材料冷却可以维持系统温度稳定,但自身导热性能通常不足;热管 冷却换热效率优异,但成本相对更高。 当前储能系统热管理技术仍面临多方面的综合挑战,包括高热流密度场景下温控难度 大、长期运行后材料与系统性能发生衰减、局部过热易引发安全风险,以及设计与控制环节智能化水平不足等。 未来热管理 技术的发展将趋向于复合冷却技术开发与配套材料创新,需要结合系统运行需求与经济性开展优化设计,从而为储能系统热 管理提供更可靠的理论支撑与工程解决方案。
2026, 26(27):11580-11596. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507522
摘要:兰坪盆地作为“三江”成矿带的重要组成部分,盆地内许多矿床赋矿围岩都与始新统有关。 为了明确盆地内始新统 与矿床赋矿围岩的关联,进而为区域成矿研究及沉积演化分析提供基础支撑,以兰坪盆地始新统果郎组为研究对象,通过沉 积学、矿物学、沉积地球化学等方法,研究了果郎组沉积物粒度特征、物源性质、构造背景及其沉积环境。 结果显示:微量元素 蛛网图中 Sc、V、Cr、Co、Ni、Th、U、Rb、Sr、Cs、Ba 均在不同样品中体现出富集和亏损的变化;稀土元素配分图有明显的“左陡右 缓”的趋势;Sr / Ba、V / Ni 和 V / (V + Ni)指示了含盐度低的干旱氧化环境;Zr-Th、La-Th-Sc、Th-Sc-Zr / 10 判别图解反映其大陆岛 弧的构造背景;La / Yb-REE、La / Th-Hf 图解说明其源岩性质为沉积岩,源区主要来自长英质源区,其次为长英质 / 基性岩物源混 合区;概率累积曲线为“一跳一悬夹过渡”式,悬浮占主导地位;SK-σ1 散点图以及 C-M 图解均证明了其为河湖相牵引流和低 能重力流主导的沉积;由此可见,揭示兰坪盆地始新统果郎组沉积演化特征,明确其与区域矿床赋矿围岩的内在关联,能够为 后续相关地层的深入探究和矿产资源勘探提供依据。
张宗斌,秦军,巴忠臣,叶勇,秦艺芯,宋欣原,俎毓伟,董文佩,于景维
2026, 26(27):11597-11608. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2505809
摘要:致密油储层非均质性强,微观孔隙结构复杂,单一手段难以全面准确地表征其孔隙结构特征。 为明确致密油储层的 微观孔隙结构特点,为致密油勘探开发提供关键地质指导,以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组的凝灰质砂岩、云质砂岩及砂砾岩 储层为对象,综合运用岩心分析、X-衍射、铸体薄片、荧光薄片、扫描电镜、高压压汞与核磁共振等多种测试手段,对致密油优 质储层类型展开系统评价。 结果显示:凝灰质砂岩与云质砂岩储层以粒间溶孔为主要孔隙类型,粒内溶孔、晶间孔、微裂缝及 剩余粒间孔次之,孔隙以介孔为主,连通性较差;砂砾岩储层中粒内溶孔占比略占优势,剩余粒间孔、粒间溶孔与微裂缝占比 相近,孔隙以介孔和微孔为主,连通性相对较好。 通过离心-核磁实验进一步发现,砂砾岩储层样品平均排油效率达 46% ,凝 灰质砂岩储层样品平均排油效率为 30% ,云质砂岩储层样品排油效率为 32% 。 由此可见,砂砾岩储层是致密油下一步勘探的 重点目标。
2026, 26(27):11609-11624. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507130
摘要:为给准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡常规-非常规过渡带的油气勘探突破提供支撑,以玛湖 126 井区二叠系风城组三段 (P1 f3 )为研究对象,基于高精度三维地震、测井及试油资料,开展井震结合的地层划分、构造解释、储层预测及成藏特征研究。 结果表明:研究区传统地层划分方案存在误区,研究区实际发育完整的风城组层序,重构后建立了“上统上乌尔禾组-中统下 乌尔禾组-中统夏子街组-中统风城组-下统佳木河组”的地层划分新方案,明确了西部超剥带“顶部削蚀、底部超覆”的尖灭特 征;P1 f3 整体呈东南倾向的单斜构造,发育多期断裂系统,形成了面积 60. 22 km2 的构造-岩性复合圈闭,P1 f3 2 段储层为扇三角 洲辫状河道沉积形成的致密砂砾岩,具有低孔(平均孔隙度 9. 69% )、低渗(平均渗透率 0. 13 mD)的特征,储集空间以粒内溶 孔为主,物性感官呈现“西优东劣”的分布特征;创新应用“低纵波阻抗 < 11 000 (g / cm3 )·(m / s) + 低 Vp / Vs < 1. 7”双参数叠 前反演技术,岩性识别符合率达到 91% ,精准锁定了优质储层,指导研究区 9 口直井的 10 个层段获得工业油流,水平井试采 阶段日产油稳定超过 20 t,累计产油达到 2. 08 × 104 t,落实含油面积 14. 25 km2 。 成果深化了玛湖全油气系统的科学内涵,所 建立的“地层格架重构-双参数储层预测-分区分层部署”技术体系,以及“构造控藏、岩性定界”成藏模式,为同类超剥带、过渡 带的油气勘探提供了关键地质认识与实践借鉴,有力支撑了准噶尔盆地油气规模增储与效益开发。
2026, 26(27):11625-11635. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506828
摘要:黑土地地表基质调查是面向黑土地保护与利用开展的自然资源国情国力调查,是地质调查工作支撑服务自然资源 管理与生态文明建设的全新领域。 如何高分辨率、经济快速地获取地下 50 m 以浅的横波速度,是东北黑土地地表基质层结构 调查面临的核心技术问题之一。 主动源与被动源结合的面波混合源精细勘查技术,可实现两种不同震源面波勘探方法的优 势互补,能够获取高分辨率的地表基质速度结构并完成地质分层。 采用基于多道瞬态面波法(multi-channel analysis of surface waves,MASW)的线性阵列多次滚动观测系统,在同一测点同步采集人工源与天然源地震数据;在对多种频散分析方法进行计 算对比后,优选扩展空间自相关法(extended spatial autocorrelation,ESPAC)进行处理,随后合并主动源与被动源的频散能量图, 提取频散曲线后利用遗传算法迭代反演得到面波速度结构。 经已知钻孔旁的标定验证,该方法可靠性良好。 在调查区域采 用点距约 5 km 的稀疏网格化观测部署,根据解译结果编制完成地表基质调查区的土岩界面埋深图。 研究结果表明:ESPAC 法支持利用主动源观测阵列采集被动源数据,所得频散谱在衔接段一致性良好,同时可显著提升施工效率。 研究结果为地表 基质结构调查以及浅层地球物理调查领域提供了技术示范。
2026, 26(27):11636-11648. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2600155
摘要:典型岩溶流域出口水体中HCO3-的来源及其转化机制,是开展岩溶碳汇核算与固碳能力评估的关键。本研究以广西桂林丫吉试验场为对象,从地球系统科学的角度出发,采用高分辨率监测与月尺度采样相结合的方式,连续监测土下10cm、40cm和90 cm的温度、电导率(EC)和CO2,同步采集土壤水、气与泉水样品,测定pH、CO2、δ13CDIC和HCO3-等水化学离子。通过耦合数学模型和水文地球化学技术,在数据驱动下利用线性混合模型和水化学等方法,旨在系统性地解译土壤-地下水系统HCO3-的来源、影响因素及其迁移转化特征。土壤水和岩溶泉口(S31)HCO3-来源于土壤CO2的比例分别是80.00%和70.06%。土壤CO2是土壤-地下水系统HCO3-的主要来源,其控制因素包括气象条件、土温和EC、以及生物活动等。雨季,土壤CO2浓度高,岩溶作用强,S31的Ca2+与HCO3-浓度同步升高,结合土壤水和S31的水化学类型、方解石饱和指数和CO2脱气特征,土壤-地下水系统中CO2-HCO3--CaCO3处于动态平衡状态。岩溶小流域土壤-地下水系统中HCO3-受到“土壤CO2产生-水岩反应-水文传输”的耦合控制,呈“上层快速生成-中层富集-泉口稳定输出”的迁移转化模式,且岩溶泉口再沉淀作用对HCO3-浓度具有削减机制。研究成果可为岩溶碳汇通量核算与增汇潜力评估提供科学指导。
2026, 26(27):11649-11661. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2505626
摘要:解析山地环境下坡度、坡向、降雨、地表温度等地表环境因子与土壤湿度之间的复杂关联关系,在推动土壤湿度光学、被动卫星高精度反演中具有重要作用。本文利用国产高分一号遥感数据等数据,基于表征学习提出山地环境卷积神经网络(CNN-MoE),进行土壤湿度、地表因子数据预测。此外,针对重庆中心城区进行土壤湿度与地形因素的关联性分析。通过卷积神经网络学习山地环境特征,通过反演得到的高精度土壤湿度数据及相关山地地表环境因子数据,结合灰色相关分析模型、岭回归、与Kaiser-Meyer-Olkin精度检验等技术,对高程、坡度、地表温度、降水量、坡向及距河流距离等因素与土壤湿度的关联性进行了系统分析。研究结果表明,在重庆山地环境条件下,土壤湿度与高程、坡度之间具有较强的相关性,精度达到0.7,0.69,其次是坡向,降水量,距河流距离,相关系数分别为0.24,0.22,0.31;不同区域的关联性存在显著差异。研究结果为山地环境地区的土壤湿度反演提供了方法依据。
2026, 26(27):11662-11673. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2600665
摘要:松嫩平原西部是我国重要的商品粮基地之一,但区域粮食产量空间差异大,部分地区长期受到土壤盐碱化和土壤肥力的制约。土壤养分在空间上的分布差异性,增加了统一施肥与农田管理的实施难度,进而影响了农业生产的稳定性与可持续性。因此,系统揭示松嫩平原西部土壤属性的空间分异规律,并在此基础上划分科学合理的管理分区,对于实现精准施肥和推动农业可持续发展具有重要意义。本研究系统采集并测试了 61 个表层(0~20 cm)土壤样品的pH值、电导率(EC)、全氮(TN)、全磷(TP)、总有机碳(TOC)和含水率(MC)等指标,综合运用统计分析、地统计学和模糊C均值聚类(FCM)等方法,并基于模糊性能指数(FPI)和归一化分类熵(NCE)确定最优分区数,通过方差分析(ANOVA)及最小显著差异法(Least Significant Difference, LSD)对分区结果进行验证。研究结果显示:(1)土壤整体呈弱碱性,pH空间变异不大(CV=8.7%),而EC、TN、TP、TOC和MC均表现为中等程度变异(CV=50.3%~76.5%);(2)土壤pH值与TN、TP和TOC均呈显著负相关(P < 0.01),而TN、TP与TOC之间则呈显著正相关(r= 0.724~0.963),表明土壤养分在空间上具有协同变化特征;(3)土壤中EC和MC表现出强空间相关性,主要受地形、地下水埋深、土壤母质等结构性因素控制;土壤的pH值、TN、TP和TOC则表现为中等空间相关性,受结构性与随机性因素共同影响;(4)基于FCM聚类分析,研究区被划分为4个土壤管理分区(MZ1~MZ4)。MZ1主要分布于松原市南部和白城市西部,土壤养分水平处于四个分区中的中等水平。MZ2大部分位于松原市西部和长春市西部,小部分位于白城市西部,土壤养分水平较高。MZ3主要分布在白城市,土壤养分水平较低,盐碱化问题较为突出。MZ4分布于长春市,土壤肥力最高,盐碱化程度最低。各分区的面积比例均衡(20.83%~29.03%),土壤属性在分区间差异显著(P<0.01),整体呈现自西南至东北土壤肥力逐渐递增、盐碱化程度递减的空间格局。
2026, 26(27):11674-11684. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507275
摘要:爆堆大块率是评价爆破效果的主要指标,爆堆大块率的检测技术和识别方法可以快速量化并反馈矿山爆破质量。针对矿石块度识别图像出现伪边缘或缺失,致使矿山测量大块率精度偏低的现象,提出一种基于Canny算子的大块率测定方法。以元宝山露天矿爆堆图像为数据源,首先利用统计滤波算法解决图像边缘缺失的问题,然后采用自适应阈值算法和3×3梯度边缘检测算法分割图像,再利用形态学和膨胀腐蚀算法去除伪边缘,进一步融合两种结果,最后使用自然迭代、形态闭合和细化实现矿石图像的不连续边缘,进而优化分割。研究结果表明,该方法能够实现图像的精准分割,提高爆破大块率检测结果的准确性。
2026, 26(27):11685-11692. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507557
摘要:为获得矿井掘进巷道多热源复合影响下传热特性,采用数值模拟方法,依托ANSYS中Fluent、Steady-State Thermal、Static Structural模块进行热流固耦合传热分析,获得了岩体热流密度、热应变分布与掘进巷道在不同风速、入风温度影响下温度场分布规律。结果表明:热水对岩体与空气温度场产生最重要影响,在热水与岩石交界面存在热流密度和等效弹性应变最大值;空气在热水区加热后,温度曲线阶跃式变化且之后稳定增加;产热矿车对其附近岩石热流密度分布影响较小,但该区域的等效弹性应变值较高。入风温度可以从整体上改变巷道内空气温度场,温度值越低降温效果越好。通过风速增加进行降温具有局限性,如风速从15 m/s增加到20 m/s,绝大部分测点空气温度下降值在0.7 ℃以下,风速达到一定数值后,通风降温效果非常有限。
郑建伟,鞠文君,张修峰,齐庆新,付玉凯,李海涛,薛珊珊,赵玉栋,刘彪,朱小景,郭登,张欣荣
2026, 26(27):11693-11704. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506319
摘要:巷道围岩煤岩体是典型的“施-承载”二元一体式结构,从煤岩“施-承载”系统的角度对刚度理论进行挖掘值得深入研究。分析已有的冲击地压分类方法,结合刚度理论分析冲击地压的发生过程,明确煤岩承载结构的理论边界,引入动刚度的概念来分析动静组合型冲击地压的发生过程,进一步扩展形成巷道冲击地压强度-刚度理论,并通过对细砂岩、红砂岩、泥岩、煤4类岩石以及组合形成的3类煤岩组合体开展单轴压缩实验进行验证。研究表明:当承载系统的极限强度<施载系统施加的载荷(强度条件),且满足承载系统峰后刚度的绝对值>施载系统的刚度>承载系统峰前刚度(刚度条件),会发生冲击地压;借助图像的余弦相似度、灰度分布概率和颗粒信息(数量、面积、长度)来对力学实验过程中的破坏主体和破坏程度进行量化分析,进一步将实验结果提炼为4种典型的载荷-变形曲线力学模型,从能量角度对强度-刚度理论的应力条件和刚度条件进行了有效论证;最后基于强度-刚度理论对已有的防冲措施进行梳理,为防冲机理的分析提供新的角度。
2026, 26(27):11705-11713. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2505362
摘要:传统锻造工艺难以协调涡轮盘复杂几何形状与组织性能的同步优化,亟需通过集成锻造技术(Integrated Forging)实现“成形-成性”一体化制造。本文以GH4169镍合金涡轮盘为例,借助有限元软件中的集成模块实现锻件成形全过程的集成模拟,分析了温度场、应变场与微观组织的多尺度耦合作用机制。研究表明:锻件的集成模拟更全面的考虑锻件成形过程中各个工序的重要性,揭示了不同工序下锻件成形的特性;模锻件的集成模拟方法为优化锻件的成形工艺提供了更准确的实验和理论参考。
张奥博,张本健,马诗杰,谭开俊,郑超,金值民,张晓丽,李勇,矣贵东,杨魏,张洋洋,陈世加
2026, 26(27):11714-11727. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506815
摘要:四川盆地须家河组资源潜力巨大,但气水分布复杂,严重制约后续勘探部署。基于铸体薄片、高压压汞、地层水离子分析等实验方法,系统分析了川西北地区须三段致密砂岩气藏基本地质特征、气水分布特征和主控因素。研究结果表明:川西北地区须三段致密砂岩气藏储层整体呈低孔、低渗特征,以微细孔喉为主;川西北地区须三段主要发育自源自储、旁生侧储和下生上储三类源储配置,其中自源自储型源储接触紧密,含气性最好;川西北须三段气水分布平面上表现为高低产井交叉分布,纵向上具有“上气下富水”趋势,整体气水关系复杂且受断层显著影响。川西北地区早期古构造斜坡为天然气聚集提供了有利场所,后期储层致密化在构造反转后仍有效保存了气藏;川西北地区多期构造运动形成了以北西向和近东西向为主的共轭断裂系统,断层分级控制产能差异,其中四级断层发育区高产气,而一二级断层区多产水;裂缝局部发育改善了储层渗流能力,孔隙度> 6%的优质储层是天然气富集的有利区带。川西北须三段气水富集受早期断层通道与晚期储层致密化共同控制,源储配置优劣决定天然气充注强度与气水分布差异,气水分布呈现“平面上交叉分布、纵向上气上水下”的强非均质性,断层发育区气水关系尤为复杂。
2026, 26(27):11728-11739. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506432
摘要:针对薄互层油气藏人工裂缝穿层难度大而海上压裂作业排量和规模受平台限制的客观因素,基于某深层砂泥薄互层储层,建立了不同力学参数和地应力组合的压裂数值模型,基于内聚力模型研究了压裂缝穿过单套隔层及多套隔层的扩展特征。研究发现:低弹性模量层、高抗张强度层、低泊松比层和高水平应力层具有双重属性,既是抑制裂缝垂向扩展的机械屏障层,也是导致压裂液积蓄能量憋压的蓄能层;裂缝垂向穿层扩展受岩石力学参数和地应力参数的显著控制,其本质是“憋压-释放”动态过程主导,缝高极限取决于互层参数差异程度及分布特征,其决定了穿层时周期性憋压强度-释放速率;地应力是影响穿层的主控因素,高水平应力差下和弱层间应力差易导致缝高失控性增长,而低水平应力差和强层间应力差则有助于稳定缝高和维持缝宽;低层间应力差、高水平应力差、高泊松比对比情况下宜采用低排量、高粘度压裂液控制滤失和缝高,也利于提升目的层缝宽;对高层间应力差储层,不宜采用水平井进行多层合压。研究成果揭示了薄互层压裂缝垂向穿层扩展的“屏障-蓄能”转换机制和憋压驱动效应,对优化受限条件下海上薄互层油气藏开发具重要指导意义。
2026, 26(27):11740-11751. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2600031
摘要:在全球能源结构转型与国家能源安全战略深度耦合的背景下,海上油气开发已成为保障我国能源自主供应的核心领域。然而,其发展长期受制于三大技术瓶颈:多模态数据识别效率低下、小样本场景下地质参数抽取精度不足、跨源知识结构化整合能力薄弱。本研究创新性地融合多模态识别技术、Qwen大模型微调策略与知识图谱构建方法,构建了“数据采集-知识转化-应用落地”全流程一体化方案。以中英文地质油藏报告为核心数据源,完成了河流相、三角洲相、海相油藏及海相气藏四类典型油气藏的数字化表征与结构化整合。实验结果表明,该方法实现了非结构化数据向结构化知识的转化率超过90%,核心地质参数抽取准确率达到87.07%,数据处理效率较传统人工方式提升85%。这为海上油气开发方案优化与科学决策提供了可靠的知识支撑,对推动能源领域数字化转型具有重要的理论与实践价值。
2026, 26(27):11752-11762. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507507
摘要:针对物流包装生产线分拣搬运多种产品时人工依赖度高、难以满足快速分拣搬运需求的痛点,提出一种RRU/(rR)PS/UPS可重构并联机构(R为转动副,U为虎克铰,rR为可重构转动副,P为移动副,S为球铰)。基于螺旋理论分析了该机构的自由度与转轴,建立了机构位置逆解模型,并根据几何约束条件,推导了机构在不同运动模式下的伴随运动。分析了机构在两种运动模式下的工作空间与运动/力传递性能,并基于机构输入输出特性对其奇异性展开了分析。最后以机构两种运动模式下的工作空间指标和全局传递指标作为优化函数,采用粒子群算法优化机构的尺寸参数。结果表明,该机构可通过rR副实现一移两转(1T2R)与两移一转(2T1R)两种运动模式的切换,在两种运动模式下均为全周自由度机构,且具备连续转轴;两种运动模式下,机构整体工作空间较大,运动/力传递性能优良,能够满足生产线多种操作模式的要求。
2026, 26(27):11763-11775. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2504631
摘要:针对油浸式变压器因故障样本不均衡及有效特征提取困难导致诊断精度较低的问题,提出一种基于样本均衡化与融合式特征优选的多策略改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化极限梯度提升(eXtreme gradient boosting, XGBoost)的变压器故障诊断模型。首先,采用条件表格生成对抗网络(conditional tabular generative adversarial network, CTGAN)对DGA数据集进行样本均衡化处理;其次,基于相关比值法构建23维变压器故障特征候选集,通过融合斯皮尔曼相关系数与XGBoost模型的特征重要性,确定输入的优选特征集;然后,引入改进的Henon_Circle混沌映射、鱼鹰算法、差分进化算法、柯西分布及精英反向学习策略对SSA进行改进,并通过4个典型测试函数对ISSA进行性能测试,验证了ISSA算法的优越性;最后,构建ISSA-XGBoost诊断模型,通过多组对比试验验证其诊断性能。结果表明,所提方法的诊断准确率达97.8%,能够有效提升样本的分类能力,更适用于样本失衡的变压器故障诊断场景。[
2026, 26(27):11776-11785. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2505685
摘要:为了进一步提高微电网系统的经济性和环保性,提出了一种考虑电动汽车和冰蓄冷空调参与的微电网协同优化调度策略。首先,建立了微电网系统中风力发电机、光伏发电机、柴油发电机、储能系统、电动汽车和冰蓄冷空调的数学模型;然后,考虑功率平衡、设备出力限制等约束条件,以最小化系统的运维成本和环境治理成本为优化目标,构建了微电网优化调度模型,利用Gurobi求解器对模型进行求解分析。仿真结果表明,通过对比不同场景下的微电网运行结果,所提出的优化调度策略使系统的风光消纳率提高了2.59%,环境成本降低了40.27%,运维成本下降了41.49%,有效提高了对可再生能源的消纳能力,增强了微电网的环保性能和经济性。
2026, 26(27):11786-11803. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506846
摘要:大规模电动汽车(Electric Vehicle, EV)无序充电行为会导致用户排队时间过长、充电费用增加,充电站资源利用不均衡,同时还会加剧电网电压波动,影响系统运行稳定性。为解决上述问题,本文提出一种分层图强化学习(Hierarchical Graph Reinforcement Learning, HGRL)算法,用于优化EV充电引导策略,实现多主体利益的协同优化。从用户里程焦虑、时间与经济偏好以及能耗三个方面出发,构建了考虑用户异质性的EV充电模型,并建立了以最小化用户总时间成本、经济成本、里程焦虑和行驶能耗为目标的多主体利益EV充电引导目标函数。为有效求解该模型,将充电引导问题建模为包含EV充电站目的地决策与路径规划的双层随机优化模型,并提出了HGRL方法,以应对高维状态空间带来的维度灾难和随机不确定性优化难题。结果表明,本文提出的HGRL算法能够有效优化EV用户、充电站和电网等多方主体的利益,同时能够考虑用户异质性特征为EV提供个性化和智能化的充电引导策略,并展现出良好的模型适应性。
2026, 26(27):11804-11811. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2600566
摘要:近年来,深度学习在说话人确认任务中取得显著进展,但现有模型普遍存在参数规模大、时序建模能力有限、难以在边缘设备部署等问题。为此,提出一种融合分组建模与多维注意力机制的轻量级说话人确认模型。该模型基于改进的时间延迟神经网络结构,设计通道分组时序编码模块(Channel-Split Temporal Encoding Block, CSTE-Block)模块与多尺度分组残差编码(Grouped Scaled Res2Net, GSRes2Block)模块,用以增强帧级特征的时序建模与多尺度表达能力;引入说话人聚合优化模块(Speaker Embedding Refinement Module Block, SERMBlock)与多维注意力机制,提升全局上下文的建模深度与特征聚焦能力。全局嵌入通过注意力统计池化生成,并采用加性角度边界Softmax分类器与监督对比损失(Supervised Contrastive Loss)联合优化嵌入空间判别性。实验在CN-Celeb数据集上进行,结果表明,所提模型在EER和minDCF方面分别达到14.82%和0.6948,参数量较ECAPA-TDNN减少约69.4%;同时在VoxCeleb1跨语种验证集上展现良好鲁棒性。复杂度分析显示,该模型兼具高性能与高效率,具备优良的部署适应性与实际应用潜力。
2026, 26(27):11812-11821. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2504961
摘要:配电网拓扑识别是电网规划、运维、调度等工作开展的基础。引入神经网络可提高配电网拓扑识别准确率,但如何有效设计神经网络模型,在提升鲁棒性的同时兼顾收敛性是行业急需解决的难点问题。本文提出了多通道多尺度卷积神经网络数据融合的配电网拓扑结构识别方法:配电网各节点的电压幅值、电压相角、有功功率和无功功率等电力数据经预处理后分别输入各独立通道;每个通道的输入数据经多尺度卷积计算提取的多尺度卷积特征在归一化后,经1×1卷积实现特征融合并与原始输入数据进行混合和非线性变换后输出;各通道的上述数据处理过程并行进行,各通道输出的数据展平输入至由全连接层网络及Sigmoid层构成的拓扑识别器完成配电网拓扑识别任务。通过IEEE33节点配电网实例分析,验证了本文所提方法相比于1D-CNN、Resnet18、DNN在模型收敛速度、抗干扰性和鲁棒性上均有优势。研究表明,本文所提方法基于对多种电力数据的合理特征提取和融合利用,有效解决了拓扑识别模型鲁棒性和的收敛性的兼顾难题,降低了模型训练对大规模数据集的依赖,并适用于分布式电源接入的配电网场景,为配电网系统分析和调度管理提供了关键基础。
2026, 26(27):11822-11829. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507459
摘要:为解决燃气轮机在恶劣环境中测量性能参数的传感器部署困难和易损坏的问题,通过使用深度神经网络搭建预测模型的方法,预测反映其运行效果和模式的氮氧化物浓度,结合一阶段整体趋势预测的多尺度融合和二阶段采用小波变换和特征卷积的细节信息预测设计预测模型。结果表明:两阶段模型预测结果的平均绝对误差(MAE, mean absolute error)为0.681,均方根误差(RMSE, root mean square error)为0.995。证明该方法识别出了燃气轮机的运行模式以及恶劣环境下的数据波动,准确预测了氮氧化物排放浓度。
2026, 26(27):11830-11838. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507656
摘要:为了更有效地识别患者的踝关节功能康复训练效果,研究组提出一种卷积神经模块与基于动态门控融合的多头图注意力残差模块相结合的模型。因现有临床影像数据包不足,本次研究建立了包含20类踝关节康复的专项数据库,涵盖背屈、内收等典型康复类型特征。在网络架构上,采用多模态结构,由卷积神经网络提取图像局部特征,通过动态图构建器,将图像特征转换为图关系数据,最后通过多层门控机制和多头图注意力机制实现细粒度信息融合和多视角捕捉不同类型邻居关系,提升特征多样性,并且结合残差连接解决深层网络梯度消失问题。最后使用建立的数据集在Python语言环境中进行实验验证。实验结果表明,本模型相较于典型CNN-ResNet模型准确率提升3.77%,宏观精确率提高3.13%,宏观召回率提高3.35%,宏观F1分数提升了3.23%。可见该模型的合理性与有效性并适用于工程中。
2026, 26(27):11839-11845. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507372
摘要:透水管桩是一种具有优越排水性能和良好承载能力的新桩型,目前透水管桩在径向非线性固结方面鲜有考虑。为研究透水管桩径向非线性固结规律,在考虑自由应变和土体非线性特性(非线性压缩及非线性渗透)的基础上,建立透水管桩桩周土径向固结模型,利用有限差分法得出了透水管桩径向非线性固结有解答。进而分析非线性参数、边界排水能力和外荷载对桩周土径向非线性固结的影响,结果表明:压缩指数与渗透指数的比值对桩周土固结后期的影响更为显著,该比值减小将导致土体渗透性降低从而减缓桩周土固结;反之,该比值降低则显著加快固结速率。透水管桩排水能力的增强对桩周土固结具有明显促进作用,该作用集中于固结前期和中期,但对达到最终固结所需时间的影响较有限。
2026, 26(27):11846-11856. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506517
摘要:为研究劲扩复合桩在软弱地层中的承载变形特性并建立可靠的承载力预测方法,基于6根劲扩复合桩与3种常规混凝土桩型的现场静载对比试验,系统分析其荷载-沉降规律、极限承载力及变形稳定性。试验结果表明:劲扩复合桩荷载-位移曲线呈现缓变型特征,沉降发展平稳,抗压极限承载力较设计预估值提升约12%~15%,其中有效桩长9 m的劲扩复合桩极限承载力达到2760 kN,高于25 m长钻孔灌注桩与23 m长预应力方桩,表现出“短桩高承”的显著优势;同时,该桩型在不同试桩中的最小沉降极差仅为2.65 mm,说明其在软弱土中具有较好的承载一致性和变形稳定性。在承载力预测模型方面,对比指数函数、指-幂函数和双曲线模型的拟合效果,指-幂函数模型精度最高,能够准确模拟从弹性阶段直至破坏全过程的荷载-沉降响应,特别是在极限荷载附近仍与实测值高度吻合,推荐作为劲扩复合桩承载力预测的首选模型;而双曲线模型在后期预测中呈现急剧下沉趋势,与实测缓变特征不符,适用性较差。
2026, 26(27):11857-11871. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506596
摘要:针对南昌地区狭长异形地铁车站深基坑的特点,其上部为松散杂填土,下部为富水承压砂卵石层,渗透性较强。结合实时监测数据,在地下水渗流及地表降水的影响下,为研究某地铁车站基坑的变形特性,本文系统分析了其地表沉降与支护结构响应。结合三维数值模拟与现场实测数据对比,验证了所建模型的准确性与分析方法的可靠性。结果表明:围护结构的变形特征整体呈现向基坑内部弯曲的“弓”字形,具体表现为两端位移较小,中间位移较大。水平位移的最大值出现在距离基坑边缘15m处,约为开挖深度的一半(0.5H),其值在0.0119H~0.0659H之间。周边地表沉降呈抛物线形分布,影响范围约为1.0H,最大沉降点出现在距坑边0.275H处,沉降量约为0.028%H。此外,地表沉降量在不同区域表现出明显差异,其规律为标准段 > 端头井 > 异形角。此外,模拟结果能够较好地反映各支撑轴力的变化情况,且与实测数据具有良好的一致性。研究成果可为类似基坑工程的安全施工提供科学依据和理论支持。
2026, 26(27):11872-11883. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507405
摘要:基坑开挖不可避免地引起周边地层的变形,进而影响周围建筑的安全,为建立一种基坑开挖引起地层变形的计算方法。将基坑开挖引起地层变形的发生和发展视为三个独立的过程,并据此将变形分解为地层损失、墙背摩擦和坑底开挖卸荷三部分;随后基于随机介质理论和Mindlin解,分别推导了各部分引起的地层三维变形,并在小变形假设下,基于叠加原理得到了基坑开挖引起的地层变形三维解;进一步考虑到实际工程中基坑形状的多样性,建立了一种基坑支护结构与地层间接触面的标定及分组方法,该方法仅需几个特定的向量即可实现对基坑形状及尺寸的精确描述,极大的简化了基坑开挖引起地层变形的计算过程;同时实现了整个计算过程的程序化,在实际应用中仅需修改输入参数即可进行基坑开挖引起的地层变形分析,便于工程人员的广泛应用。最后以实际工程为例,对所建立的地层变形计算方法进行了工程应用和对比分析,结果表明该方法得到的地层变形解析结果与现场实测间的误差在合理范围,解析结果符合基坑开挖引起的地层变形规律,验证了方法的可靠性。为实现变形控制,实际工程中应尽可能地减小地层损失、开展坑底堆载。该方法理论依据明确、程序化较高、应用简单,能够为实际工程中基坑开挖引起的地层变形分析及控制提供参考。
2026, 26(27):11884-11897. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507532
摘要:城市场景下无人机短距物流运输的快速发展,对城市空域规划的科学性与安全性提出迫切需求,其中无人机航线交叉口的高效管控是关键技术瓶颈之一。本文以无人机航线交汇形成的航线交叉口为研究对象,首先系统梳理航线交叉口设计的核心影响因素,综述当前相关研究进展与不足;进而聚焦受控平面交叉口这一典型场景,引入地面“信号灯”管控思想,结合立体交叉口空间特性与无人机低速、低高度的运行特征,提出融合虚拟管道技术与信号灯控制逻辑的通用型物流无人机交叉口交通模型,并构建配套的信号灯优化控制策略。通过仿真实验对所提策略进行验证,结果表明:该控制策略在保障交叉口通行能力的同时,可使无人机平均通行延误降低30%,有效提升交叉口运行安全性与稳定性。研究成果为城市场景下无人机航线交叉口的规划设计、管控策略优化提供理论支撑与技术参考,对推动无人机物流运输系统的规模化、规范化应用具有重要意义。
2026, 26(27):11898-11907. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2508078
摘要:为探究再生剂特性与再生沥青二次老化性能演变的相关性,采用蓖麻油、腰果酚与废机油分别对老化沥青进行再生,分析了三种再生剂特性(分子结构、热性能和活化能)及其对再生沥青老化性能的影响。结果表明,三种再生剂均能有效恢复老化沥青性能。在再生沥青长期抗老化性能上,再生剂的热稳定性与活化能成为关键决定因素。Pearson相关性分析表明,再生剂的初始分解温度(Td)、最大失重温度(Tp)及活化能(Em)与再生沥青的长期耐久性高度相关。Td、Tp与Em越大,再生沥青的抗老化性越好。可见,优选分子结构稳定、热稳定性好且活化能大的再生剂,对保障再生沥青的长期服役性能具有重要意义。
2026, 26(27):11908-11917. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507669
摘要:为探究多节理岩体隧道聚能爆破中超欠挖现象的关键影响因素,采用有限元数值模拟结合正交试验法,综合考量节理间距、节理数量、节理倾角、节理厚度、地应力和炮孔间距共6个因素,系统研究上述因素对超欠挖量的影响规律,并通过极差分析确定了影响超欠挖的主控因素。结果表明:地应力、炮孔间距和节理倾角是导致超欠挖问题的三个主要因素;当地应力为4 MPa时,围岩损伤范围较小,同时可保证炮孔间裂纹充分贯通;当炮孔间距设置为60 cm或80 cm时,可对超欠挖实现有效控制;较大的节理间距更有利于爆破裂纹的定向扩展,能够显著优化超欠挖的控制效果。本研究可为多节理岩体条件下的聚能爆破施工提供参考依据,同时为优化爆破参数、改进爆破方法以及形成规整良好的爆破轮廓线提供指导。
2026, 26(27):11918-11925. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2508898
摘要:为探究地震作用下地连墙围护对节段式下立交隧道(或称下穿道路隧道)动力响应的影响机制,建立了软土场地-下立交隧道整体三维有限元模型,对比分析了有、无地连墙围护时隧道结构的位移、加速度、内力、受拉损伤等地震响应。结果表明:当基底输入峰值为0.05 g的地震动时,地连墙围护的存在可显著减小敞开段U型槽的层间位移、降低暗埋段框架顶底板的峰值加速度、显著减轻隧道结构受拉损伤,地连墙围护的存在总体呈有利作用;当基底输入峰值为0.215 g的地震动时,地连墙围护的存在将显著放大暗埋段埋深最浅框架节段的层间位移、显著放大暗埋段绝大部分框架顶底板的峰值加速度、大幅增大侧墙顶部剪力和中隔立柱顶底端轴力、放大中隔立柱顶底端损伤,地连墙围护的不利作用逐渐凸显。研究揭示了地连墙围护对下立交隧道结构地震响应存在双重作用机制,明确了地连墙对不同节段结构动力响应及损伤破坏模式的差异化影响,成果为类似结构的抗震设计提供参考。
2026, 26(27):11926-11937. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2506823
摘要:针对大型民用运输类飞机飞行试验中的应急离机安全性关键适航问题,开展了基于计算流体动力学的精细化数值模拟研究。构建了融合全机气动外流场与机组人员多体动力学的耦合仿真方法,采用动态重叠网格技术与六自由度刚体运动模型,系统模拟了试飞机组从侧后舱门应急离机的过程。研究深入分析了飞行速度、离机速度、襟翼构型、气流角度以及螺旋桨滑流效应等多重因素对离机轨迹与碰撞风险的耦合影响机制。研究结果表明:离机速度是影响应急离机安全性的最关键参数,且与飞行速度呈正相关,对于某大型水陆两栖飞机,当机组人员初始离机速度不低于2.0m/s时,可以保证在相应的飞行包线内安全离机,无不可接受的碰撞风险。本研究建立的分析方法、获取的参数规律和安全边界等,可为同类飞机应急离机方案设计、试飞风险评估和适航符合性验证等提供支撑。
2026, 26(27):11938-11952. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507497
摘要:针对航空发动机损伤叶片三维点云重建完整性差、准确性低的问题,提出一种基于UCD-PatchmatchNet模型的航空发动机损伤叶片三维重建方法。首先,引入UNet网络重构PatchmatchNet模型的多尺度特征提取结构,提升模型的特征提取能力。其次,采用卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)对特征提取模块进行优化,使模型聚焦于关键区域,强化模型特征提取能力。同时,将随机初始化深度图模块替换为基于深度梯度采样的Delaunay三角剖分方法生成初始深度图,提高模型预测深度图精度。最后,在公开数据集和建立的航空发动机损伤叶片数据集上进行验证。结果表明,与PatchmatchNet模型相比,提出的UCD-PatchmatchNet模型重建准确性误差降低了12.9%,完整性误差降低了4.0%,整体性误差降低了9.4%,重构的损伤叶片点云有良好的完整性和准确性,能更好的满足航空发动机叶片损伤分析的需求。
2026, 26(27):11953-11963. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2507644
摘要:针对浅水河湖与人工湿地中流动结构—净化效应协同量化不足,以及不同尺度模型难以在相同情景下开展验证的问题,构建了基于图形处理器并行加速的二维浅水方程模型和采用多孔介质参数化的三维雷诺平均Navier–Stokes模型,并以梭鱼草、再力花、菖蒲单种处理及三种植物的等株数混合处理为研究对象,在静水、来流和波浪三种工况下开展环形水槽试验。经典算例验证结果表明,二维模型在含水跃混合流、稳态缓流、干湿交替及产汇流耦合等复杂情形下具有良好的稳定性与精度,最大相对误差不超过8.28%。以刚性植被通道试验数据为参照,二维模型更适于评估区域尺度的总体阻力效应与沿程水位变化趋势,三维模型则更适于局部扰动显著情形下局部非线性流动结构的刻画。水质响应具有明显的指标和物种依赖性:来流和波浪可促进梭鱼草的总氮去除,静水总体有利于部分植物处理的总磷和氨氮削减;化学需氧量对不同水动力工况未呈现一致响应,且等株数混合处理未表现出稳定的协同净化优势。研究结果可为河湖与湿地生态修复中的模型选型、植物配置和水动力调控提供科学依据。