摘要：为提高机电人员对装备的管理维护水平,解决机电装备维修和训练损耗大、效率低及受场地制约等问题,提出了基于虚拟现实技术的舰艇机电装备维修和训练系统。首先,分析现代化舰艇机电装备维修和训练对于模拟训练需求,提出系统的整体设计方案和功能;其次,论述系统关键技术的技术路径;最后实现了各功能模块的开发和设计。实践表明,该系统具有较强的实用性和移植性,可有效提高训练质量,为后续类似系统的实现提供借鉴与参考。

摘要：基于虚拟仪器技术设计与实现了一种用于声场可视化的声信号采集与处理系统。该系统的功能包括声压信号采集和预处理,加载重建算法进行声场重建以及结果的可视化表示。系统硬件部分包括传声器阵列、数据采集卡和控制计算机。软件设计应用虚拟仪器的概念,并采用LabVIEW和MATLAB混合编程。通过实验测试,验证了该系统的实用性。

摘要：[目的/意义]大规模肉羊畜舍人工消毒存在费时费力、覆盖不全和消毒不彻底的问题,为保持畜舍卫生和肉羊健康,本研究提出一种羊场自动导航喷药机器人。[方法]从硬件、语义分割模型和控制算法3个方面设计了自动导航喷药机器人。硬件部分包括履带底盘、摄像头和折叠式喷药装置。语义分割模型部分通过引入压缩通道网络注意力(Squeeze-and-Excitation Network, SENet)和基于场景改进的十字交叉注意力(Criss-Cross Attention,CCA)模块,提出一种双注意力ENet语义分割模型(Double Attention ENet, DAENet)。在控制算法方面,针对机器人在面对岔路时无法控制行进方向的问题,利用模拟真实道路的方法,在羊舍外的道路上绘出车道线,提出了道路中心点识别和车道线中心点识别两种算法来计算机器人行进过程中的导航点。为了实现上述两种算法,使用了两台摄像头并设计了摄像头切换算法,依靠此算法实现两台摄像头的切换,并控制喷药装置的开关;提出了一种偏移量与速度计算算法控制机器人履带左右轮速度,实现对于机器人行走的控制。[结果和讨论] DAENet模型在图像分割任务中的平均交并比(Mean Intersection over Union, mIoU)达到了0.945 3;摄像头切换算法测试结果表明摄像头的切换时间在15 s以内,机器人能正确、快速地带动喷药装置的开关;中心点与偏移量计算算法测试的结果表明,在处理多帧视频流时,算法平均处理一帧图片所用的时间为0.04~0.055 s,帧率为20~24 f/s,满足实际工作的实时性要求;羊场实地的整体测试结果表明,机器人完成了两个羊舍的自动导航和消毒任务,并且未碰撞路边料槽,行进轨迹偏移量未超过0.3 m。在0.2 m/s的行进速度下,药箱里的药液能够满足两个羊舍的消毒任务。机器人处理图像的平均帧率为22.4 f/s,对于信息处理的准确性和实时性能够满足实验指标要求。喷药覆盖圈舍地面超过90%,满足实验指标要求。[结论]本研究提出的羊舍自动导航喷药机器人以语义分割模型DAENet为基础,中心点识别算法为核心,通过与硬件设计和控制算法的相互配合,能够在确保安全性和实时性的前提下,实现在羊舍内的自动导航和全覆盖喷药。

摘要：岩溶地区隧道建设频遇突涌水灾害,裂隙型突涌水勘察与预测难度极大、致灾风险高。为揭示裂隙型岩溶突涌水机理与明确前兆信息,基于流-固-损伤耦合模型对裂隙型岩溶突涌水致灾机理与临界条件展开研究。通过公式推演与多场耦合数值分析得到以下结论:建立了完整的流-固-损伤耦合裂隙型岩溶突涌水致灾机理数学模型,并论证其可行性与合理性;分析了不同溶腔水压工况下,隧道拱顶围岩位移演化规律。结果表明,裂隙型岩溶突涌水与富水溶腔水压高度相关;分析了临界突水条件下围岩特性,提出了缓慢增长段-快速增长段-位移失控段的三阶段裂隙型岩溶突涌水围岩位移演化规律。

摘要：针对单一监测手段无法实现全面监测公路边坡形变、进而无法有效探究公路边坡的全周期形变规律的问题,提出了一种联合InSAR、微变雷达和GNSS的公路边坡空地协同监测方法,并以广西境内天巴公路上的一处典型边坡为例进行监测分析。结果表明:InSAR技术可以捕捉到该边坡发生滑移前的加速形变信号;在滑移阶段,微变雷达和GNSS均能监测到量级相当的形变信息;在滑移后期,InSAR和GNSS获得的形变趋势基本一致,说明该边坡已经从前期的显著形变转变为趋于稳定的轻微变形。将3种技术进行联合应用,能够最大限度地弥补单一技术的不足,能够更为全面、高效地对公路边坡进行形变监测。研究结果可为公路边坡形变空地协同监测提供一个参考范例。

摘要：针对某高速公路沿线边坡滑带土,开展了一系列环剪试验研究含水率对其残余强度的影响。制作1.20 g·cm^(-3)和1.35 g·cm^(-3)两种干密度条件下初始饱和度为25%、45%、65%、85%和100%的滑带土试样,在100 kPa、200 kPa和400 kPa正应力条件下开展试验,获得了滑带土剪应力与剪切角关系曲线。根据曲线得到残余剪切强度,得出滑带土的残余强度参数。结果表明,当正应力为100 kPa时,初始饱和度对滑带土残余强度影响不明显,当正应力为200 kPa和400 kPa时,初始饱和度增大将使残余强度降低。当干密度为1.35 g·cm^(-3)时,残余黏聚力随初始饱和度增加而增加,而当干密度为1.20 g·cm^(-3)时则表现出先增后减的规律。对于两种干密度的滑带土,残余摩擦角均随初始饱和度增加而减小。低干密度条件下残余强度参数随初始饱和度的变化更敏感。

摘要：西南地区山地众多,落石频发,红层地质分布广泛,工程上红层隧道区可用红层泥岩作为棚洞垫层材料以抵抗落石冲击。但红层泥岩为细粒黏性缓冲材料,与无黏性粗粒材料不同,压实度对其缓冲机制影响仍不明晰,为此开展落石冲击红层泥岩垫层材料模型试验及数值模拟研究。通过搭建室内落石冲击试验平台,进行红层泥岩材料不同压实度下的模型冲击试验,监测落石及垫层内加速度大小,研究压实度对垫层缓冲效果的影响规律,并借助离散元(PFC)与有限差分(FLAC)耦合方法对模型试验进行了对比验证,揭示了压实度对红层泥岩垫层缓冲机制的影响规律。研究结果表明:1)不同压实度中(K=0.9、0.8、0.7),压实度越低,落石冲击力越小,K=0.7的冲击力较K=0.9减少54.08%;2)垫层内峰值加速度随水平距离增加呈指数衰减,且压实度越小,垫层加速度衰减越显著;3)重复冲击使垫层缓冲效果存在劣化现象,导致落石冲击力及垫层内加速度增加,工程中需加以注意;4)压实度低时,力链越不稳定,力链因易破坏重组而无法提供长期、稳定阻力,致使落石冲击力降低;同时垫层松散使冲击波传播时间增加,垫层吸收更多能量;因此,压实度低时垫层具有更好的缓冲效果。研究结果可为西南地区红层泥岩垫层材料的应用提供借鉴。

摘要：目的探讨应用Mimics软件三维重建技术进行钛网形态优化设计在颅骨成形术中的应用效果。方法2017年5月至2022年5月前瞻性进行颅骨成形术60例,其中30例应用Mimics软件三维重建技术进行钛网形态优化设计(优化组),30例应用常规设计的钛网(对照组)。结果与对照组比较,优化组手术切口供血良好率明显增高(80.0%vs.53.3%;P=0.028),术后切口甲级愈合率明显增高(70.0%vs.40.0%;P=0.020),术后拆线时间明显缩短[(7.07±0.95)d vs.(7.83±1.12)d;P=0.006],术后大量硬膜外积液发生率明显降低(10.0%vs.36.7%;P=0.015)。优化组术后无颅内出血、钛网外露情况。结论应用Mimics软件三维重建技术对钛网形态进行优化设计,可有效降低颅骨成形术中切口缝合的张力,术后切口供血和愈合更佳,缩短术后拆线时间,降低大量硬膜外积液的发生率,有效减少颅内出血和钛网外露。

摘要：针对平陆运河大跨径拱桥在勘察期间钻孔数据不足的问题,文章提出采用微动勘探的方法,采集并解译生成虚拟钻孔,根据GeoStation三维地质建模软件不同建模方法的差异,选用手动建模的方式建立桥梁三维地质模型。在三维地质模型中进行剖切开挖,得到大跨径拱桥主墩基础不同高程地层分布图及分布占比,确定了拱座区明挖扩大基础方案的可行性并对基础埋深建议提供可靠的依据,为大跨径拱桥勘察设计提供了新的方法和思路。

摘要：以玉米秸秆为原材料制备了生物质基炭,经共沉淀法成功制备了磁性生物质碳(Fe_(3)O_(4)@C)用于吸附水中的汞离子。采用控制变量法探究了4个单因素(溶液pH、温度、吸附剂投入量、吸附时间)对磁性生物质炭吸附Hg^(2+)效率的影响,发现pH值和投入量的影响程度较大,吸附时间次之,温度影响较小。借助上述实验结果,使用Design Expert软件,通过Box-Behnken设计汞吸附实验,成功构建了汞吸附效率与上述影响因素之间的回归模型;借助响应曲面法分析,精确确定了最佳的工艺条件。经平行实验验证,磁性生物质炭对水中Hg^(2+)的吸附效率可达到98.91%,经过吸附处理后的含汞废水达到可排放标准。