摘要：混凝土结构损伤的早期预警与精准量化是土木工程结构健康监测领域的热点。提出了一种基于嵌入式传感技术的混凝土结构概率损伤成像方法,通过对混凝土材料中骨料、砂浆基体以及界面过渡区的二维细观有限元建模,揭示了探测应力波在不均匀性混凝土材料及损伤界面的传播机制。结合传感器阵列的损伤可视化机理,设计了一种嵌入式压电传感器阵列模块,为精准量化混凝土损伤,结合概率损伤成像方法,通过基线相减法和希尔伯特变换从探测信号中提取损伤散射波的传播时间信息,引入累积分布函数,实现对混凝土损伤区域的可视化重构。试验结果表明,嵌入式传感模块可实现对混凝土结构的三维损伤成像,且识别出损伤中心位置与真实损伤中心位置在二维投影面上的误差为1.0 cm,验证了该方法对混凝土损伤感知的有效性与准确性。相比于现有嵌入式稀疏分布传感器,多传感单元集成的阵列模块可明显提升对混凝土局部损伤的探知能力,同时降低传感器系统在服役期的运维成本。

摘要：针对船舶远程驾驶场景下的人机目标非一致性问题,本文设计了系统人主机辅的运行模式,提出一种主从博弈框架下的共享控制方法,将船舶协同避碰转向任务中的人机交互作用描述为完全信息条件下的非合作博弈关系,通过构造驾驶员和共驾控制器的状态空间推导主从博弈的Stackelberg微分对策,使用Fan-GFlicksberg不动点定理证明纳什均衡解的存在性与唯一性。根据驾驶风格和操纵技能预分配驾驶权重,基于模型预测控制方法设计轨迹跟踪器,采取反馈校正方式在有限时域内滚动优化,综合考虑船舶安全航行边界、碰撞风险和人机冲突程度在线进行调节。选取船舶横向偏移误差和驾驶员操作负荷等评价指标,在内河操纵环境下验证了方法的有效性。仿真结果表明:本文所提出的主从博弈控制方法能够为具备不同驾驶风格和操纵技能的作业人员提供个性化辅助,当驾驶员和共驾控制器发生意图冲突时,根据航行风险对预分配权重进行调节,在确保航行安全的前提下使船舶尽可能满足驾驶员的操纵意图。

摘要：针对农产品供应链的农产品采购问题,本文基于“公司+合作社+农民”模式构建了“讨价还价”模型,通过设计和对比统一采购合同和差异化采购合同两种合同方式,重点分析了合作社介入模式及相关因素对农产品供应链的影响。研究发现:(1)合作社对农民种植信息(包括农产品类别和农民种植能力等信息)的整合对农产品供应链中农产品的采购方式具有重要影响,即整合信息决定了合作社提供的信息类别,进而促使公司和合作社达成不同的采购合同;(2)社会型企业只关注整体农民的福利,而合作社负责协调整体福利在农民间的分配;(3)为了满足消费者个性化需求,应由合作社根据农民的差异规划和组织不同农产品的种植,进而增加各方的效用。最后,研究结论为“公司+合作社+农民”模式的进一步发展提供理论支持和管理启示。

摘要：针对现有口腔扫描设备获取的网格数据存在自相交、孔洞等一系列问题,提出一种快速、有效的自相交检测算法.为了降低全局网格自相交检测的时间复杂度,引入一种特殊的八叉树算法,利用细分的思想把三角面片放置在不同的立方体内以实现快速自相交检测,并通过删除操作消除错误连接;为了修复上一步骤中形成的大量网络孔洞,设计一种特殊的双边数据结构,能够快速有效地检测单连通封闭孔洞,并正确处理多个孔洞共用同一顶点的问题;孔洞修复完成后,利用拉普拉斯平滑策略对孔洞区域进行处理,获得过渡自然平滑的补洞效果.在80套口腔内扫描数据上的实验结果表明,所提算法不仅能够快速检测网格数据的自相交区域,而且能够高效完成补洞操作;与现有算法相比,在网格数量大于100万的数据上,处理速度提高大约10倍.

摘要：油气藏改造过程中的压裂泵注具有工艺复杂多变、过程不可逆、高风险等特点,需要及时准确地进行决策调控,进而提升压裂改造效果。目前决策方式主要以压裂设计泵注程序为基础,人为调控泵注参数。随着人工智能技术的发展,构建压裂泵注智能决策系统、实现自主决策已成为可能。为此,在综述国内外压裂泵注决策研究现状的基础上,提出了基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,并探讨了实现路径。研究结果表明:(1)压裂泵注智能决策系统的核心是泵注决策智能体,由其自主决策泵注程序和优化参数,同时将决策动作传递给地面装备,构成闭环调控,实现泵注过程“自动驾驶”;(2)基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,即以强化学习为核心,以压裂大数据为基础,以机理模型认识和专家先验知识为约束,构建压裂仿真环境,训练泵注决策智能体,可以实现泵注参数实时优化决策与地面装备闭环调控;(3)压裂泵注智能决策系统主要通过压裂工况自主判识、裂缝扩展动态感知与风险预警、压裂泵注参数优化决策、地面装备自主调控、压裂泵注数字孪生等技术实现系统功能。结论认为,基于强化学习理论的压裂泵注智能决策设计理念,有望为加快压裂泵注智能化进程提供有益参考,有助于油气的高效开发。

摘要：随着人们对于石油资源需求的日益加深,常规原油逐渐枯竭。稠油的使用会成为一种趋势,世界稠油地质储量丰富,占全球石油剩余储量的70%,具有巨大的开发潜力和广阔的市场前景,但稠油自身具有黏度高、分子量大、流动性差的特点,这些性质为稠油的输送带来了极大的困难与挑战。因此,加快我国稠油输送技术及相关理论的研究创新是适应未来趋势变化的客观要求,是经济有效地开发输送稠油资源的必然选择。本文采用水环输送法对稠油水平管流减阻,用以探究水环包裹下的稠油水平管流阻力特性,分析入口含水率(5%~80%)、油(0.65~1.57m^(3)/h)、水(0.09~2.13m^(3)/h)相流量对于水环润滑减阻效果以及稠油流型的影响,自主设计水环输送稠油实验环道,引入有效粗糙度k*,建立环状流压降预测修正模型,分析讨论流型特征及形成环状流时的油水流量范围,结果表明:在一定条件下形成的水环能够有效地对稠油输送进行减阻;水环可以有效润滑管壁;修正后的压降预测模型与实验值对比相对误差介于±10%,RMSE=0.02,水环输送压降仅占纯油输送压降的0.01~0.24;油相流量较高时应注意水相流量,避免过大导致输油效率η以及减阻率DR下降。

摘要：通过理论分析、有限元仿真和实验验证的方式进行大底脚螺纹抽钉从1到0的反向应用基础研究，建立了安装过程中力的演变规律和平衡关系，得到安装性能(预紧力、鼓包直径和高度)与关键几何参数的匹配关系，开发了可实现自动建模和仿真计算的参数化求解模块。研究结果对提高大底脚螺纹抽钉的可靠性、经济效益，推动自主研发进程具有指导意义。

摘要：传统的人工艾灸方式存在温度不均衡、耗费人力、治疗效果差异大等问题,结合机器人技术,提出一种新型艾灸机器人系统,以减轻医师的劳动强度并提高治疗效率。采用主从双边结构设计,主要由从端的艾灸器、机械臂和主端构成。通过对从端艾灸器的自动推进装置、硬件电路和通信流程的改进设计,实现艾灸过程中艾条的自动推进以及温度、距离等信息的实时采集和传输。主端系统对从端传输的信息进行整合处理,并对机械臂进行轨迹规划和运动控制,以优化艾灸路径和动态调整施灸距离。此外,主端的人机交互界面能够实时显示艾灸过程中的信息和从端的工作状态,实现艾灸过程的可视化。医师可通过该可视化界面灵活调节艾灸参数和远程控制机器人进行艾灸,以满足不同的艾灸对象、环境和任务需求。实验结果表明,该艾灸机器人系统能够在真实环境中使机械臂按照自动规划的路径运行,动态调控艾条燃烧端到人体穴位的距离,保持目标穴位的温度偏差小于0.5℃,运行过程平稳,满足安全且精准的艾灸治疗要求。

摘要：透明装甲是应对未来战争的“光学盾牌”,其具有高光学透明度、高硬度、高强度、可防弹道冲击与爆炸物碎片冲击等特性,被广泛应用于装甲战车、武装直升机、舰船航母等装备平台。目前,世界各军事强国竞相开发出抗弹性能优异的透明装甲,但是,透明装甲的防护性能提升与轻量化设计仍面临瓶颈。本文首先对现役透明防护材料的性质进行了详细介绍;重点分析了透明防护装甲的结构设计方案及其损伤机制,并指出了防护性能提升的重点方向;再者介绍了国内外透明防护材料性能考核的评价方法,特别是需要重点考核的项目;最后,对透明装甲的发展方向进行了展望,为新一代透明装甲的结构设计与应用评价提供借鉴。

摘要：河湖健康评价对于保障水资源安全、促进可持续发展具有重要意义。采用改进CRITIC-熵权法组合赋权模型,计算了高原河湖健康评价体系的指标权重,并对尼洋河和扎日南木错进行了评价。评价结果显示,尼洋河的健康等级为“健康”,准则层权重大小依次为社会服务功能、“盆”、“水”、生物;扎日南木错的健康等级为“非常健康”,准则层权重排序为“水”、“盆”、生物、社会服务功能;评价结果表明,尼洋河的河岸带植被宽度、岸线稳定性较低,扎日南木错则在岸线自然状况、大型底栖动物生物完整性和湖泊营养状态等方面仍需改进;最后,河湖对尼洋河和扎日南木错的保护和管理提出若干建议。