摘要：针对复杂地形下串列四排桥墩局部冲刷问题,以洺河京港澳高速桥6号桥组为研究对象,以不同泥沙级配及中值粒径表征非均匀沙质河床及来沙条件,考虑泥沙水下休止角等影响因素,通过建模软件Rhino耦合Flow-3D开展三维数值模拟研究,得到串列四排桥墩周围流场结构及冲坑演变过程。将模拟得到的流速值和冲深值与物理试验结果对比,相对误差均在10%以内,表明构建的数学模型能够较好地实现复杂地形下非均质河床的四排桥墩局部冲刷数值模拟。模拟方法可为类似三维曲面数值模拟研究提供参考,对于识别桥墩周围水流结构和冲刷特性、指导桥梁规划设计具有重要的参考价值。

摘要：受益于增材制造技术的发展,多孔结构、拓扑优化结构、生物仿生结构等具有高度复杂度结构的制造难度得以降低,促进了高度复杂结构的研究进展。点阵结构作为一种典型多孔结构,性能优异和可设计性好,其研究成果已应用于航空航天、生物医疗、汽车制造等诸多领域。其中非均匀点阵结构相较于均匀点阵结构,更能发挥出结构和材料的潜能,因此更具有实际应用价值。本文对非均匀点阵结构的设计方法和制造方式的研究现状和发展动向进行梳理,对非均匀点阵结构进行了详细地综述,指出当前研究存在的挑战,并展望了点阵结构今后的研究方向。

摘要：移动焊接机器人在户外进行路径规划时的高效性和安全性尤为重要。针对蚁群算法(ACO)信息素以总长度为单个影响因子的缺陷,加入转向次数要素,建立环境适应度函数,从而改进轨迹上信息素增值状况;针对基本蚁群收敛速度慢的问题,借鉴自私羊群算法(SHO)的空间因素,改进启发函数;针对局部最优问题,将SHO的吸引力函数融入信息素变化中再结合环境适应度函数,动态指引蚁群朝向更加优良的轨迹前行;而且针对停滞僵局问题,提出撤离行动与预警行动,确保蚂蚁探路效率;针对传统轮转方法随机性问题,提出了评判拐弯机制以在有目的选择下一节点的同时,计算路径距离方法,降低了算法的复杂程度。SHO-ACO与势场蚁群和传统蚁群算法进行仿真对比实验,结果表明,SHO-ACO在简单环境与复杂环境中均具有优越性。

摘要：针对芦岭煤矿9^(#)煤层松散软弱围岩煤巷掘进技术难题,分析松散软弱围岩煤巷高效掘进支护主要影响因素及优化关键支护工序,并实现松散软弱围岩煤巷挖底、控顶、护帮整体控制效果,采用FLAC 3D数值模拟软件对芦岭煤矿Ⅱ946回风巷掘进支护方案及高效掘进工艺进行计算机模拟,设计松散软弱煤巷围岩稳定性控制措施,即“注浆锚杆(锚索梁)超前主动支护+协同柔性支护”工艺,现场试验表明芦岭煤矿Ⅱ946回风巷每日掘进从2.4 m增加到3.0~3.6 m,控制了松散软弱围岩的变形,提高了掘进效率。

摘要：大部分偏标记学习方法假设所有训练样本都具有候选标记集,然而在许多现实场景下存在大量无标记样本.如何同时利用偏标记和无标记样本所隐含的信息构建学习模型,是偏标记半监督学习研究的关键问题.针对只含有少量标记样本、偏标记样本和大量无标记样本的图像分类问题,运用一致性正则化方法和伪标记方法建立深度学习模型.对于偏标记和无标记样本,基于其弱增强的输出结果生成伪标记,且偏标记样本的伪标记限制于其候选标记集中.研究设计了新的损失函数,包含3个损失项,可以同时利用数据中的监督信息、弱监督信息和无监督信息.为了提高参与训练过程样本的可靠性,只选择高置信度伪标记的样本来计算两种增强后的输出交叉熵损失.实验结果说明,该方法(CR-SSPL)比现有半监督学习SOTA方法FlexMatch和偏标记学习代表方法具有更高的精度和稳定性,收敛速度也有明显提升.

摘要：在“双碳”背景下,风电作为零碳电力和新能源发电的主力军,在助力社会全面绿色低碳转型方面发挥了关键性作用。在保证发电稳定的前提下实现风能的最大化利用,提升风力发电系统发电量至为重要。文中针对永磁同一步风力发电系统的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT)问题进行研究。首先建立了永磁同步风力发电系统的机理仿真模型,用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网。然后基于以上模型,分别设计了整数阶PI控制器、分数阶PI"控制器、模糊分数阶PP控制器以实现MPPT控制。最后对以上控制策略进行了仿真研究。结果表明,无论在阶跃风速还是随机风速下,模糊分数阶PU控制器相较于其他两种均具有更出色的MPPT性能与更强的鲁棒性。

摘要：YOLO目标检测算法是当前基于图像的输电线路绝缘子缺陷检测的主流方法,然而现有模型复杂度较大,亟需合理有效的参数压缩方法作为前提条件,来为解决无人机边缘设备部署的困境问题奠定基础;同时,无人机航拍的绝缘子缺陷图像背景复杂、缺陷尺寸较小,容易出现误检、漏检等问题。为此,提出了一种用于输电线路绝缘子多缺陷检测的Insulator Defect Detection-YOLOv7(IDD-YOLOv7)模型,以降低模型复杂度,提高模型鲁棒性。首先,在多尺度特征融合的过程中加入坐标注意力(Coordinate Attention)机制,抑制复杂背景的干扰,提升模型对小目标的全局感知能力;之后,设计C3GhostNetV2模块,用于捕获不同空间像素之间的远程依赖性,在增强模型表达能力的同时降低模型的参数量和浮点运算量;最后,提出Focal-CIoU损失函数,提高模型高质量anchor的贡献,加快模型的收敛速度。实验结果表明,本文方法与基线模型相比mAP^(50)提升了3.8%,查准率和召回率分别提升了1.7%和7.6%,参数量和浮点运算量分别下降了18.3%和14.0%,绝缘子自爆、破损、闪络缺陷的AP^(50)分别提升了0.8%、4.5%、6.3%。

摘要：针对现行高速铁路定额预测存在的固定性、滞后性和预测方法的二维、线性等问题,在分析设计概算和影响因素之间的非线性、不确定性等演变趋势和机理基础上,以已完工程项目的历史数据为基础,构建类似已完工程设计概算历史数据库。为提高智能预测的精确度,采用余弦相似度方法在数据库中筛选相似案例,对拟建高速铁路项目进行类似度分类,采用非线性反向传播神经网络、模糊C均值聚类、模糊推理等方法集成优化组合,构建高速铁路拟建工程设计概算智能预测模型和BIM三维可视化模型。研究结果表明,建立设计概算非线性集成方法预测模型,实现不同量级数据下预测方法的优势互补,保证预测精度;通过BIM技术建立的三维可视化模型,有效提升设计概算预测的智能化水平与可视化效果。

摘要：利用人口密度随机森林模型探讨人口密度与影响因子之间的非线性关系,是当前人口分布研究的前沿,但人口统计数据在空间分解过程中非正规约束下的最优输运问题尚未妥善解决。本文基于面积加权法,以矢量格式的村人口数据集为起点,以矢量格式的聚落和公顷网格数据集为约束,设计了一套顾及聚落分布的人口统计数据空间分解算法。通过将村常住人口数据依次分解至聚落和公顷网格之中,获得了栅格人口密度数据集(SJZ_RK)。分析表明,SJZ_RK数据集的人口总数为1039.60万人,仅产生0.04%的误差,说明本文提出的人口统计数据空间分解算法具有较高准确度。经测算,SJZ_RK数据集的人口分布基尼系数(0.8909)>GHS_POP(0.8548)>SJZ_CUN_RK(0.5898)>GPWv4(0.5897),说明考虑聚落分布状况的SJZ_RK数据集很好地刻画了人口分布的空间集聚和异质性特征,为构建人口密度随机森林模型等监督类机器学习模型训练样本提供了高质量的人口密度标签数据。在刻画非聚落区、城市聚落区、值域范围方面,SJZ_RK数据集更接近实际情况,其在前两方面优于GHS_POP数据集,其在这3个方面均显著优于SJZ_CUN_RK和GPWv4两个数据集。本文算法破解了2个难题:①优化了获取高精度栅格人口密度数据集的计算程序,实现了相对准确的人口分布离散化表达;②统一了人口密度标签数据和影响因子数据的粒度,从而为人口密度随机森林模型训练样本摆脱MAUP的困扰,为克服人口密度随机森林模型的区群谬误问题,创造了必要条件。

摘要：静力触探试验(cone penetration test,简称CPT)具有独特优势,使其成为了海上风电工程的主要勘察方法。海上风电工程位于液化易发区,因此研究基于CPT液化判别方法的适用性和可靠性就成为亟待解决的突出问题。详细介绍了4种国内外具有代表性的CPT液化判别方法,并采用理论分析及大量CPT液化实测数据检验,对现行的美国国家地震工程研究中心(National Center for Earthquake Engineering Research,简称NCEER)方法、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)方法(岩规法)、《软土地区岩土工程勘察规程》(JGJ 83-2011)方法(软土规程法)和《建筑工程抗震性态设计通则》(CES 160:2004)方法(通则法)等4种方法进行对比检验,提出了4种主要方法的评价结果。结果表明:NCEER法液化判别临界线在低烈度区存在不合理的回弯现象,在高烈度区存在临界值增大过快的问题,在Ⅶ度区深层偏于危险,在Ⅸ度区深层明显偏于保守,在Ⅶ、Ⅸ度区浅层和Ⅷ度区判别结果较好;岩规法液化判别临界线存在很大的问题,液化判别临界线随深度递减,液化判别时在Ⅶ度区浅层偏于危险,在深层明显偏于危险,在Ⅷ、Ⅸ度区浅层偏于保守,在深层偏于危险;软土规程法液化判别临界线在土层深度约6 m处存在不合理的回弯现象,在Ⅶ度区浅层判别较好,在Ⅸ度区浅层偏于保守,在不同烈度区深层均偏于危险;通则法液化判别临界线是符合目前认知的,在不同烈度区和深度下的判别效果是最好的。研究成果可为相关规范修订和工程应用提供参考与支持。