电气工程与信息技术

  • 基于电流平均值检测法的SVG控制和建模研究

    董高辉;曹珍贯;方金明;李金标;杨海霞;

    针对电力系统中的非阻性负载导致无功负荷和谐波等问题造成电网效率和电压品质下降,提出一种电流平均值检测法的SVG控制模型,旨在补偿系统中的无功分量和降低谐波含量。首先在传统的无功电流检测方法上引入积分环节构成高性能滤波器,提高检测无功电流的响应速度和精度。之后根据检测到的电流信号与实际电路电流得到补偿信号,通过电流直接控制的方式产生控制功率器件的通断信号,在此基础上完成SVG模型的搭建并进行仿真验证。通过在不同负载情况下的仿真,结果表明在未使用SVG装置前,电路中的电流电压存在相位差,投入SVG装置后消除了电路中的电流电压相位差,降低了谐波含量,使用改进后电流检测方法相对于原方法响应速度更快,效果更好。

    2025年05期 v.43;No.204 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
  • π桥调控对小分子给体的光电性能影响研究

    于珍珍;曹亚杰;孟星辰;刘景林;

    为提升有机太阳能电池的光电转换效率,通过改变实验给体分子BTM的π桥,设计了B1-B3三个给体分子。采用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了这些材料的几何结构、吸收光谱、电离势、电子亲和能和重组能。结果表明,与BTM相比,设计分子(B1-B3)具有红移的吸收光谱,更低的能隙、激发能、重组能。其中,B2在能隙、激发能、吸收光谱和电离势等方面优于其他设计分子,有望成为有机太阳能电池给体材料的极佳候选者。该研究可为实验上合成高效的给体材料提供理论依据。

    2025年05期 v.43;No.204 6-8+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
  • 基于深度学习和模糊综合评价的双模态年龄阶段识别方法

    李仁威;董芳艳;陈科伟;

    通过图像、声音、笔迹等对人的性别和年龄进行识别是非常重要和活跃的研究课题。目前,在实时应用中人脸特征主要被应用于性别和年龄预测且大多利用深度学习框架来识别年龄阶段。针对于当前研究所考虑的因素单一问题,提出了一种基于深度学习和模糊综合评价的双模态年龄阶段识别方法。首先,通过现有的深度学习算法,对实验图像进行年龄阶段的预测识别;其次,利用解剖学和特征识别原理,结合面部关键点识别方法对图像中的人物进行面部识别测量;最后,基于模糊综合评价理论,对两者的结论赋予相应的权重,得到最终的年龄阶段结果。在Adience公开数据集上对该方法进行了实验,结果表明将面部结构与深度学习对年龄阶段的识别准确率显著升高,优于当前单深度学习年龄阶段识别方法。

    2025年05期 v.43;No.204 9-12+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
  • 混合滤波模糊PI控制器的仿真研究

    王帅鑫;吕广强;张熙文;陈科伟;

    模糊PI控制器由于其优越的抗干扰能力被广泛应用于工业控制中。为了解决模糊控制器的输入中存在速度误差的变化率容易受到噪声影响的问题,提出一种条件触发的滤波理论,改进了基于FOC的永磁同步电机控制系统的模糊PI控制器,设计了一个条件触发的滑动权重滤波机制,缓解了模糊控制器输入的微分爆炸问题,以在基于永磁同步电机的自动拧紧系统为例,在MATLAB/Simulink中建立了一个螺纹拧紧工艺的负载-转角模型。并在MATLAB/Simulink中进行仿真验证,分别与传统的双闭环级联PI控制器、模糊PI控制器进行比较,验证了这种混合滤波的模糊PI控制器在高噪声、高负载增加率的环境下,具有优异的速度跟踪性能。而且这种混合滤波的模糊PI控制器不仅可以应用于自动拧紧系统,在其他工业控制领域也有很大的应用潜力。

    2025年05期 v.43;No.204 13-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
  • 综采工作面关键设备电力负荷特性监测系统研究

    王东祥;武法豪;刘峻铭;

    针对综采工作面电力综合管理系统在实时监测关键设备用电数据和处理不同时段用电设备数据差异性的挑战,研究在国能蒙西煤化工股份有限公司棋盘井煤矿典型综采工作面开展关键设备电力负荷特性监测与峰谷优化调控系统研发与应用。该研究以提升电力管理系统效能、合理分配使用电力资源为目标。通过剖析现场数据,探讨并网、映射、管理技术和协同逻辑,依据输入模型解析关键设备电力负荷特性以明确调控措施。构建关键设备电力监测方案和负荷特性监测系统,还有不同电价时段峰谷优化调控模型及控制调度系统。成果提高了电能利用效率、降低企业成本、延长设备寿命、促进企业降耗增效。

    2025年05期 v.43;No.204 17-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
  • 不同动静环间隙对磨煤机流场的影响研究

    周飞;张文宇;胡高斌;高乐;周鹏;汪涛;

    在磨煤机的运行中,要求动静环的结构具有良好的稳定性和耐磨性,利用CFD-DPM方法分析了不同动静环间隙对磨煤机流场的影响,研究动静环结构的优化设计。研究发现扩大动静环间隙会导致气流分布不均,局部区域可能出现高压区,并且会降低气流速度,增加煤粉与气流分离的风险,降低磨煤机整体效率。同时,煤粒与磨环等部件的接触不充分会导致个别部件磨损加剧。另一方面,减小动静环间隙会加快气流速度,造成磨机内部气流紊乱,并增加气流阻力,导致压力损失上升,从而使磨机内部压力降低。这将为煤炭行业提升效率与实现可持续发展提供支持。

    2025年05期 v.43;No.204 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
  • 融合注意力机制的深度学习图像修复算法研究及应用

    苏乐辉;

    针对不用损伤类别和损伤程度的图像修复需求,为保证其修复效果,提出融合注意力机制的深度学习图像修复算法。该方法的门控卷积模块提取带修复图像的特征图,将提取结果输入混合注意力机制模块中,分别提取通道特征和空间特征,并对提取结果进行拼接处理后,生成混合注意力特征结果;图像重建模块结合该特征重建图像后,输出修复后的高分辨率图像,完成图像修复。测试结果显示:通过该方法对图像进行修复后,图像整体清晰度明显提升,并且恢复图像的颜色,提升图像的视觉质量;图像的结构相似度值均在0.929以上。

    2025年05期 v.43;No.204 25-28+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
  • 一种改进的基于形态学的OMR算法

    汪丹丹;

    在中小学及中高职的考试阅卷系统中,通过OMR算法进行客观题自动识别能极大地提高阅卷效率,但传统的OMR算法要求学生填涂较为标准,而学生实际填涂效果往往受铅笔黑度不一、擦除不完全、填涂不规范等因素影响,出现较多的主观不可接受的识别效果。基于形态学,对选项进行微观分割和宏观对比,并重点针对填涂较淡、擦除不完全等常见现象进行算法优化,在1万张以上的答题卡测试集上,客观题正确率为99.79%,答题卡正确率为99.20%,相对优化前取得了较为显著的提升。

    2025年05期 v.43;No.204 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 148K]
  • 基于改进跨安全域动态编排算法的网络安全能力提升方法研究

    马叶倩;

    针对传统网络安全控制模型的设备分配不合理等问题,研究提出基于改进跨安全域动态编排算法的网络安全控制模型。该方法结合了改进蚁群算法和跨安全域编排算法,并优化了占比分配策略。实验表明,在模拟仿真实验中,跨安全域动态编排算法的延迟时间在5 ms-42 ms。进一步改进后,延迟时间在5 ms-38 ms,而其他算法的平均延迟时间分别为5.00 ms, 5.11 ms和5.36 ms。在模型实际性能实验中,跨安全域动态编排算法的延迟时间和处理效率分别在6 ms-43 ms, 91.02%-92.83%之间。进一步改进后,算法的延迟时间在6 ms-41 ms,处理效率在94.32%-95.32%;而其他算法的延迟时间和处理效率分别为9 ms-64 ms, 79.78%-85.44%。综上所述,研究构建的网络安全控制模型显著提高了网络控制的设备分配效率和安全性。

    2025年05期 v.43;No.204 33-36+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]

机械与材料科学

  • 朱集东煤矿通风系统优化研究

    陈鲜展;洪飞扬;

    为了满足生产要求,解决朱集东煤矿井下用风紧张的问题,对井下局部用风地点进行通风系统优化研究。首先对通风系统的阻力进行测定,然后对通风系统数字化处理,绘制通风系统现状网络图并对测定结果进行网络解算,根据煤矿实际生产情况,提供了三种模拟方案并验证其有效性,找出通风系统中的问题,最后给出了具体的优化建议。通过对东翼通风系统进、回风系统的调整,东三采区的风量可增加约600m~3/min,同时中央风井系统的阻力能降低约250Pa。经过通风系统优化可以显著提升井下通风系统的安全性,为后续的生产构建良好的通风环境。

    2025年05期 v.43;No.204 37-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
  • 基于数字孪生的煤矿井下漏电保护系统研究

    李斌;武法豪;顾颉颖;

    研究致力于探讨一种依托数字孪生技术的煤矿地下漏电防护体系,目标在于增强煤矿的智能化程度,并确保矿区作业的安全性以及电力供应的不间断性。研究首先对煤矿地下作业环境的特性及供电系统漏电事故的潜在风险进行了细致的分析,进而评估了传统漏电防护系统的不足。随后,文章深入介绍了数字孪生技术的基本原理和深层含义,并详尽解释了基于数字孪生的漏电防护系统在横向和纵向保护方面的特性。最后,文章描述了数字孪生漏电保护系统的实现方法,包括软件系统设计和比相算法,并展示了试验结果。

    2025年05期 v.43;No.204 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
  • 基于敏感度分层与遗传算法的车用动力电机声振优化分析研究

    易冰冰;王保华;程婷婷;郑晓琛;王伟龙;

    以某款东风车用永磁同步电机为研究对象,分析了参数对电机振动噪声的影响机理,提出了一种基于敏感度法和遗传算法的声振优化方法。通过二维瞬态场电磁解析评估电磁特性和径向电磁力谐波,并应用傅里叶变换提取峰值电磁激励的主阶次进行时频分析。建立参数敏感度的层级响应面模型,利用遗传算法选择全局最优解。进行了不同工况下的对比分析和半消声室台架测试验证。结果表明,该方法能有效降低电机振动噪声,噪声声压级最大值减小9.85%,显著改善了电动汽车的声振品质和舒适性。

    2025年05期 v.43;No.204 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
  • 水封洞库用潜油泵的研制及试验

    白亮;高以芊;

    为适应水封洞库的苛刻使用条件,国内首次研制大流量、高扬程的潜油泵,满足泵高效和隔爆等使用场合要求,完全可以替代进口。水力模型是影响潜油泵效率的最主要因素,采用设计计算、模拟和试验相结合的方法,通过水力设计计算优选高效水力模型,并进行数值模拟验证,表明所选高效水力模型满足技术要求;通过泵机组性能试验、振动试验和噪声试验进一步验证,优选的2级水力模型效率达83.4%,实现了高效率的技术目标,研制的潜油电泵性能优良,振动和噪声合格,处于国内领先地位,节约成本,创造了良好的经济效益和社会效益,为同类泵的设计、研制提供参考。

    2025年05期 v.43;No.204 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
  • 一种基于时频谱的单模态信号分解方法及其在轴承故障分析中的应用

    米彦军;

    旋转机械发生故障时,往往是多振动分量的叠加,通过对各阶分量单独分析,可以达到更为精确的诊断目的;为了能够实现单分量信号的有效分解,提出一种基于短时傅里叶变换(short-time Fourier transform, STFT)的自适应信号分解方法;该方法主要思路是,利用STFT将一维时域信号展开到时频域中,而后利用已知工况信息,确定各阶振动分量所在的时频区域,通过STFT逆变换,依次重建各阶单分量信号,并利用hilbert变换得到各阶振动信号的调制特征;经过理论分析与实测数据分析,验证了该方法的有效性。

    2025年05期 v.43;No.204 53-55+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
  • 风电齿轮箱齿轮修形对其结构性能的影响

    孙应秋;陈建霄;郭凡;

    以风电增速齿轮箱为研究对象,首先建立其精确的三维几何模型,并通过有限元分析进行仿真模拟,研究其齿轮在工作状态下的应力、变形及性能变化。根据仿真结果,确定齿轮的修形量和修形方式,以优化齿轮的接触性能和使用寿命。最后,通过对比修形前后齿轮的性能变化,评估修形方案的有效性和改进效果。结果表明:修形后平行轴2输出齿轮单位长度上接触载荷,较修形前大幅度下降,最大单位长度接触载荷由修形前的1236N/mm,下降至修形后的998N/mm,下降了19.3%左右,应力集中及偏载现象也显著减少;最大接触应力由1178MPa下降至835MPa,下降了29.1%;最大弯曲应力由493MPa下降至362MPa,下降了26.6%;修形后平行轴2输出齿轮的传递误差变化量降低了7.16倍,齿轮寿命增涨了2.8倍。因此,对齿轮进行修形,能够减少磨损,降低应力集中现象,提升齿轮整体性能。

    2025年05期 v.43;No.204 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]

建筑学与土木工程

  • 循环冲击作用下裂隙砂岩力学特性研究

    王蔚然;刘洋;刘先声;沈志伟;

    采用霍普金森压杆(SHPB)实验装置对裂隙砂岩进行循环冲击试验,深入研究循环冲击过程中裂隙岩石的动态强度、变形模量以及能量耗散特性。试验结果表明:循环冲击过程中,随着冲击次数的增加,裂隙砂岩动态强度和变形模量逐渐减小,同时应变率和峰值应变增加;反射波幅值增大,而透射波幅值随之减小。在承受循环荷载的过程中,裂隙岩石内部损伤逐步累积,其力学特性逐步劣化。

    2025年05期 v.43;No.204 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
  • 纵坡桥梁可调节式坡形支座受力特性研究

    谭超;黄载龙;胡博华;孙广臣;何彬;傅鹤林;

    随着社会的快速发展,我国桥梁数量迅速增加。桥梁中最脆弱的部分是支座,由于尺寸受限,支座容易受损,且常规等高支座在安装与维护方面存在困难。本文根据不同桥墩的具体坡度需求,提出一种定制专用的坡型支座,并在支座中间增设橡胶层,以利于后期维护。针对坡型支座的受力特性,本文通过数值模拟进行了分析。结果显示,与传统等高支座相比,虽然坡型支座的应力分布特征相似,但在变形方面表现得更为均匀。此外,其荷载-位移曲线也更为稳定,显示出更高的安全性和可靠性。

    2025年05期 v.43;No.204 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
  • 风积沙地层钻井法凿井锁口盘结构变形规律研究

    盛宇鑫;程桦;郭龙辉;王晓云;

    为揭示钻井法凿井立井钻机基础结构的变形规律,以西部某煤矿北风井钻井项目为研究背景,采用数值模拟方法,建立了三维钻机基础结构数值模型,研究了不同旋喷桩的长度、直径、弹性模量和扩大井壁强度等因素对钻机基础结构变形的影响规律,并通过现场实测结果验证了数值模拟的正确性。研究结果表明:(1)该工程开挖至20m时,旋喷桩最大径向位移发生在距井口6.5m深的垂直位置,其径向位移随开挖深度呈“先增大,后降低”趋势,地表沉降量随距井口距离呈“先增大,后降低”趋势;(2)旋喷桩设计参数会对钻机基础结构稳定性有影响,旋喷桩径向位移均随着参数的增大呈线性负相关;(3)旋喷桩桩长宜超过风积砂层厚度并预留一定的嵌岩深度、桩径宜不小于1.6m、弹模宜适当增大。研究结果可为西部矿区钻井法凿井工程的钻机基础结构设计提供理论支持。

    2025年05期 v.43;No.204 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
  • 大位移往复荷载下刚架柱柱脚处力学性能分析

    李雨城;黄文浩;李晓芳;邹洋;

    为了研究大位移往复荷载下刚架柱柱脚节点力学响应,建立刚架柱柱脚节点模型,并研究柱脚节点的滞回性能、变形及延性、刚度退化及耗能。通过有限元软件Abaqus对模型进行计算验证,研究结果表明:外露式刚架柱柱脚连接节点构造简单,伸入混凝土地基的弯起钢筋确保传力可靠,二次浇筑无收缩细石混凝土垫层能显著提高节点构件的承载能力,结合周期荷载下的模型滞回曲线,给出了柱脚节点的骨架曲线,可为相关工程实际应用提供参考。

    2025年05期 v.43;No.204 75-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
  • 联合NSGA-Ⅱ算法的绿色建筑生命周期成本与碳排放双目标优化研究

    查全芳;

    为了同时实现绿色建筑生命周期成本和碳排放的降低,构建了考虑该两种目标的双目标优化模型,且包含了六个优化指标。为了对优化模型进行求解,改进了第二代非支配排序遗传算法。结果显示,改进后算法的逆代距最大值为3.62,更接近于0,且超体积最大值为8.71。同时,改进后算法非支配解个数和损失值的最小值分别为25.71和0.11,且迭代了将近90次后便趋于平缓,明显快于对比算法的130次、110次、122次和117次。优化后成本值和碳排放量分别为1.3240×10~7元和3473.55×10~3kgCO_2,和优化前的差距分别为0.4382×10~7元和254.9×10~3kgCO_2。所设计优化模型和算法具有良好的性能,能够为绿色建筑成本和碳排放的降低提供模型构建和求解算法设计上的支持。

    2025年05期 v.43;No.204 79-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K]
  • 基于易损性分析的泥石流灾害下桥梁项目安全分析

    丁杰;梁英平;

    为了降低泥石流对桥梁的破坏影响,研究基于易损性分析对桥梁泥石流安全影响展开研究。其中首先分析泥石流的特点。其次,桥梁桥墩的结构、表面以及功能三个方面入手,对泥石流作用下的桥梁损伤建模,最后研究进行数值模拟分析。在失效概率分析中,泥石流流速越大,桥梁损伤越明显。其中当流速达到3m/s时,桥梁表面出现损伤,且失效率超过安全值。而在可靠指标分析中,表面损伤、功能损伤以及结构损伤最高安全流速范围0.75m/s, 2.65m/s以及3.45m/s。因此,在桥梁建设中,需要以最高标准建设桥梁,以保障桥梁安全。研究内容将为桥梁建设与维护提供技术支持。

    2025年05期 v.43;No.204 83-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
  • 大跨斜拉桥温致挠度N-LSTM数字建模与异常识别

    肖翔;陈超;杜连玉;岳子翔;

    斜拉桥的主梁挠度反映着结构的刚度状态,为精确识别异常挠度,需获得表征主梁正常服役状态的挠度基准值,因此需建立温度与温致挠度的非线性相关关系的回归模型,将温度数据输入该模型后得到的温致挠度预测值即可作为基准值。传统线性回归模型描述非线性关系的性能较差,因此需尝试利用不同的机器学习技术进行建模,以改善挠度的预测精度。经测试,嵌套长短时记忆网络(Nested Long Short-Term Memory, N-LSTM)模型的精度表现最优,均方误差仅为20.81 mm~2,以N-LSTM预测值为基准,结合t检验,能识别6%的异常挠度变化,有助于及早发现主梁异常。

    2025年05期 v.43;No.204 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
  • 瓦斯隧道揭煤防突技术研究

    王强;

    针对瓦斯隧道揭煤过程中煤与瓦斯突出问题展开讨论,以评估不同倾斜角度下煤岩体失稳区的分布情况以及瓦斯涌出量的变化。采用了二维平面应变模型,基于煤岩体的物理力学特性,通过有限元数值模拟分析不同倾斜角度对隧道掘进过程中的应力分布、瓦斯涌出和支护需求的影响。结果表明,随着倾斜角度的增加,最大失稳区宽度从θ=10°时的5.382m增加至θ=25°时的7.189m,瓦斯涌出量也从2.045 m~3/min增加至2.843 m~3/min,支护力需求在θ=25°时达到101.758 kN/m~2。研究为高瓦斯隧道揭煤防突技术提供了理论依据,能够帮助施工团队更好地规划支护设计及瓦斯防突措施。

    2025年05期 v.43;No.204 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
  • 下穿既有铁路管涵工程的顶管施工技术及力学响应研究

    李俊飞;

    依托杨柳青货场改建工程下穿铁路保护管涵工程背景,通过设计矩形顶管施工技术和地层复合加固技术来实现施工,并对其力学响应情况进行分析。结果表明,该方法所表现出的最大位移量和位移下降趋势都有所改善,最大沉降位移量不超过4.0mm,且其目标面上的竖向水平负应力波动范围较小,支护效果明显,且能有效改善建筑变形位移情况,符合设计要求。该建筑加固技术能有效保证顶管施工的安全性和稳定性,为工程建设方法选择提供借鉴价值。

    2025年05期 v.43;No.204 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 442K]

科研与实践探索

  • 机器学习建模预测CoFeNi中熵合金硬度研究

    常佳昊;任卫;王伟丽;

    基于机器学习技术,构建了一种预测CrFeNi体系中熵合金(MEA)硬度值的模型。通过电子束熔炼法制备出54组不同摩尔比的CrFeNi MEA样品,并依据这些样品的维氏硬度值等参数构建一个小型的数据库。从18个特征参数中筛选出与7个特征参数,分别利用随机森林和Bagging算法建立机器学习模型。

    2025年05期 v.43;No.204 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
  • 基于无监督DBSCAN煤与瓦斯突出预警

    张玉婷;郑晓亮;来文豪;

    煤与瓦斯突出是一个复杂动态变化过程,为了挖掘潜在突出危险,杜绝突出事故发生。提出一种无监督DBSCAN用于煤与瓦斯突出预警,选取煤层坚固性系数、瓦斯压力、瓦斯含量3个指标,利用Borderline SMOTE扩充234组事故数据。基于网格搜索DBSCAN模型,选取最佳组合参数用于挖掘非事故数据中的危险数据。利用SVM和RF两个监督模型进行验证,将危险数据样本识别成事故数据样本的准确率均达到100%。这些危险数据均具有突出的倾向,在实际工作中,一旦检测到危险数据,应当立即发出预警防止突出发生。通过提出的预警方法将这些危险数据作为突出预判依据,便可以提前采取防范措施,降低风险。

    2025年05期 v.43;No.204 103-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
  • 基于AI与AHP模型的初中生心理地图能力评价模式研究

    郭瑞雪;顾成林;

    心理地图能力是指个体在头脑中构建并运用空间信息的能力,对初中生的学习与生活至关重要。研究聚焦于基于人工智能(AI)与层次分析法(AHP)模型的初中生心理地图能力评价。通过收集初中生的心理地图能力相关数据,进行预处理与特征选择,利用逻辑回归模型预测学生的心理地图能力分类。将机器学习模型的预测结果与AHP模型确定的各指标权重相结合,构建心理地图评价模式,形成综合评价体系。得出佳木斯市初中生心理地图综合能力评价指数为0.687,处于中等水平,并有很大的提升空间。该评价体系能够较准确地评估初中生的心理地图能力,为教育工作者提供有针对性的干预措施建议。

    2025年05期 v.43;No.204 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K]
  • 基于开源鸿蒙的高速公路收费接口整合方案研究

    孙宏贤;陈保忠;晏和雄;李琴美;余泽明;方赵花;

    如今国内高速公路收费系统的底层操作系统受到国外垄断,各个设备接口之间难以互联,造成高速公路的运营管理困难,安全性较低。本文研究基于开源鸿蒙系统的高速公路收费接口整合方案,旨在应对高速公路运营收费管理面临的挑战,并推进智慧高速公路建设。首先阐述了当前收费系统中接口难以互联与安全性低的问题。其次提出了方案建设的需求和路鸿OS的优势。接着阐述了高速公路收费系统中的设备接口整合方案。最后展示了接口整合后实际应用效果。通过实施该方案,可以实现各个收费设备间的互联互通,一定程度上提升系统的安全性和可靠性,较好地优化运营成本和服务效率。

    2025年05期 v.43;No.204 111-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 442K]
  • 城市空间土地复杂特征区多源遥感检测方法研究

    冷凝;

    随着城市化进程的加速,城市空间结构和土地利用类型变得更加复杂。为提高城市土地利用变化检测的准确性和效率,研究采用多源遥感检测方法,综合利用夜间灯光遥感数据、土地覆盖类型等多源遥感数据,对城市空间土地复杂特征进行探讨。研究结果表明,在200m到1400m的尺度范围内,随机森林回归模型的精确度随尺度增加呈现增加趋势,当超出该统计尺度范围时,决定系数基本保持不变。在土地功能利用方面,五个功能区的类别识别精度在80%以上。研究结果表明当尺度大于1400m后,尺度的调整对于城市空间结构的社会经济效益评估的影响较小。该方法的提出旨在为城市土地功能利用和分类土地资源管理提供理论参考和依据。

    2025年05期 v.43;No.204 115-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 308K]
  • 基于强化学习的汽车新能源电池温度自动化监测及控制系统研究

    田晓雪;胡海霞;

    针对现有的新能源电池温度监测系统存在的检测准确率低等不足,设计了一种基于光纤传感器和强化学习算法的新能源电池温度监测和控制系统。系统在总体架构上由监测单元和主控单元构成,核心硬件为光纤温度传感器和STM32F103C8T6单片机。在软件算法上通过构建基于策略的强化学习模型,建立智能体和环境之间的信息传输通道。利用叠加奖励值的方式实现对温度数据集的训练和特征提取。实验结果显示,提出系统在不同环境温度条件下监测的电池包温度与真实值更接近,在充电60%较高负载条件下与真实温度的差值仅为1.5°,优于现有的电池温度监测系统。

    2025年05期 v.43;No.204 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
  • 深度可分离CNN的地下连续墙损伤无接触检测

    吴守彦;

    为了准确识别墙体的隐患与损伤,提出基于深度可分离CNN的地下连续墙损伤无接触检测方法。通过显著性检测区分地下连续墙损伤区域与背景区域,并结合阈值分割与伽马校正获得地下连续墙图像显著图。再利用SSD与深度可分离CNN构建MSSD模型,融合损伤特征图,精准提取损伤特征。随后,设计核极限学习机进行特征输入,实现高效检测。实验结果表明,所提方法在损伤测试过程中可高精度的完成目标分割与检测,在多次迭代测试过程中获得的拟合优度系数均保持在0.9以上。说明所提方法针对地下连续墙损伤检测时,可以进行大面积的远距离探测,并获取精准地下连续墙损伤检测结果。

    2025年05期 v.43;No.204 123-125+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
  • 基于图像特征分割提取的木材家具精准化设计

    杨兴胜;孙涛;

    针对目前卷积神经网络产品设计方法以网络结构强化、样本库构建为突破点而忽略图像特征分割重要性问题,提出基于图像特征分割提取的木材家具精准化设计方法。首先,构建VGG卷积神经网络进行大规模家具设计特征训练;其次,采用复合策略分割融合方法获取木材家具特征,通过IPES在HSV颜色空间实施多阈值分割,基于k-均值聚类算法进行Lab颜色空间分割,融合两种分割结果获得有效木材家具特征区域。测试结果显示,该方法有效分割出22个家具设计特征,良好抑制了图像噪声;图像分割后PSNR值最大可达31.2dB,SSIM值相对RGB颜色空间分割法提高约5.3%,图像特征分割提取优越性突出。

    2025年05期 v.43;No.204 126-128+162页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
  • 基于共生理论的乡村旅游发展模式预测研究

    邵雨薇;

    基于共生理论,设计了一套乡村旅游发展模式的评估指标体系,通过问卷调查收集乡村旅游利益相关者的意见,并利用ExtraTrees回归模型进行预测。结果表明,游客满意度、文化互动、环保关注和经济效应对乡村旅游发展具有显著影响。

    2025年05期 v.43;No.204 129-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
  • 基于信息编码理论的大学生返乡就业创业模型分析

    陈璐;陈蔚;

    立足于信息编码方法,通过系统分析大学生返乡就业创业的相关文献,利用LDA主题模型和随机森林分类方法,揭示了返乡就业创业研究的热点与前沿趋势,说明创业、乡村振兴、政策支持等是当前研究的核心,绝大多数文献持积极态度,且强调大学生返乡创业的潜力和重要性。

    2025年05期 v.43;No.204 133-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]

生化数理科学

  • 电离辐射驱动CO2还原研究进展

    杨国淋;金洪祥;陈涛;林丹;竹文坤;

    利用可再生能源或清洁核能产生的电离辐射将CO_2转化为高附加值化学品或燃料是解决能源和环境问题的一种有效途径。本文对电离辐射CO_2还原的研究成果进行综述,简要介绍了电离辐射CO_2还原的基本原理和优势,详细讨论了催化剂对于电离辐射CO_2还原路径以及产物的调控机制。同时对高/低能辐射CO_2还原研究实例的进展和CO_2还原机制研究方法与技术进行了概述。最后,基于目前的研究现状分析了电离辐射CO_2还原存在的问题与挑战,并从催化剂的设计、多谱学研究CO_2还原机制、装置集成三个方面对未来发展方向进行展望。旨在为实现CO_2的有效转化和资源化利用提供参考和借鉴。

    2025年05期 v.43;No.204 137-141+176页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
  • 光致交联明胶基水凝胶的制备及自愈合性能研究

    范溦;张宇涵;张腾飞;周张颖;

    本文成功制备了一种可在紫外光照下快速交联成型的自愈合明胶水凝胶材料,利用明胶中氨基与丙烯酸酯之间的迈克尔加成一步将二硫键和甲基丙烯酸酯引入明胶中,赋予明胶光交联成型和自愈合的能力。核磁氢谱表征证明成功制备了一系列具有不同取代率的改性明胶,最高取代率可达60%。加入光引发剂后,可在紫外光照射下于10s内快速固化。自愈合实验表明其愈合过程发生快速,且力学性能恢复程度高。

    2025年05期 v.43;No.204 142-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
  • 氟树脂复材合成放大工艺实验研究

    赵宇;严朝朋;王添幸;万嘉伟;杨凌飞;徐雪珠;

    含氟聚合物具有优异的物化特性,在器件装备制造、电子信息等产业领域具有日益重要的新用途。含氟高分子独有的碳氟键的键能高,氟原子半径小、电负性与极化率大,赋予含氟高分子膜诸多优异性能,如不黏附性、耐化学腐蚀性、极强的稳定性等。但是,现今大规模生产并供应的含氟聚合物有溶剂选择范围小、容易团聚、介电常数低等问题。针对现有商业化的含氟材料存在着诸多问题,如镀膜有非致密、疏松多孔、介电常数低(1.8)、润湿接触角比较低等问题,报道10克级别的产物的合成流程,利用原子转移自由基聚合反应(Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP)生成的产物具有分子量分布窄、分子量可控的优势,将甲基丙烯酸三氟乙酯通过接枝至纤维素纳米晶表面,可以获得高氟含量和疏水性的改性纤维素纳米晶。

    2025年05期 v.43;No.204 147-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K]
  • 刺五加总多糖的提取及其抗氧化活性研究

    温洲光;郭雅婷;夏巍巍;王月;孟小茜;郭英雪;

    目的明确刺五加总多糖的最佳提取工艺,并对其抗氧化活性进行探究。方法采用煎煮法提取刺五加根总多糖,以提取率为指标,在单因素试验的基础上,通过正交试验,考察料液比、提取温度、提取时间、浸泡时间4个因素对刺五加总多糖提取率的影响,建立正交试验优化提取工艺,并进行验证。利用DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、·OH自由基清除率3个实验对其抗氧化活性进行探究。结果刺五加总多糖在一定范围内对DPPH,ABTS,·OH自由基的清除率随着浓度的增加而增大。结论刺五加总多糖的最佳提取工艺为料液比1:8 g/ml,提取温度为60℃,提取时间为60 min,浸泡时间为16 h,即过夜浸泡。在此条件下,刺五加总多糖的提取率为8.34%。刺五加总多糖具有良好的抗氧化活性。

    2025年05期 v.43;No.204 151-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
  • 高维多值系统遍历理论及在混沌动力学中的应用

    隋美钰;郝嘉;

    高维多值系统遍历理论作为重要数学工具,能够为多维非线性系统的长期行为和稳定性分析提供理论基础,对于混沌现象的描述与控制具有实际意义。本文探讨了高维多值系统遍历理论的基础性质,分析其在混沌预测与控制中的应用策略,探究如何通过高维多值系统遍历理论提高混沌系统的预测精度、优化控制方法并增强系统稳定性。

    2025年05期 v.43;No.204 156-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
  • 线性代数中的矩阵分解及其应用

    吴金艳;

    通过对经典LU分解、奇异值分解(SVD)等核心矩阵分解方法的数学机理研究,系统构建了矩阵代数中矩阵分解的理论体系、算法实现及其跨学科应用.理论分析表明,矩阵分解不仅是数值计算的核心工具,更是连接线性代数、数据科学和量子物理的跨学科方法论,这一方法论的价值不仅在于其工具属性,更在于其在机器学习可解释性、复杂系统建模等领域展现出变革性潜力.

    2025年05期 v.43;No.204 160-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]
  • 基于自适应投影算法的无约束非线性单调方程组求解研究

    褚青涛;

    非线性方程组能够准确地描述现实世界中各种复杂的关系和现象。为快速求解这类方程,研究首先提出了一种基于投影和共轭梯度算法结合的自适应投影算法,在自适应投影算法构造思想的基础上,加入一种自适应参数,再使用惯性算法进行迭代操作,增加同一个方向的冲量,建立加速的自适应投影算法。然后再引入松弛因子,对算法的迭代点进行过度投影,再次缩短算法的计算时间,最后将自适应投影算法与另外两种求解无约束非线性单调方程组的算法的性能进行对比。实验结果表明,得到自适应投影算法的迭代效率更高,所需时间更短,惯性指数和松弛因子有效地提高了算法的计算速度。自适应投影算法能够在快速求解方程组的同时减少迭代次数,对求解非线性方程组,挖掘其中的数据规律具有重要意义。

    2025年05期 v.43;No.204 163-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
  • 基于拉格朗日乘数法的动态几何二次曲线最近点求解方法

    庄红艳;

    迭代法是求解动态几何二次曲线最近点时是常用的方法,但是该方法计算量且依赖初始值。而拉格朗日乘数法是求解带有约束条件问题时较为快速的方法。基于此,研究提出了基于拉格朗日乘数法的动态几何二次曲线最近点求解方法。计算将最小化目标函数和约束条件结合构建拉格朗日函数,进而找到使目标函数最小化且满足约束条件的解。实验结果通过计算点到椭圆的最近距离为例,展示了该方法的有效性和精度,并且具有较高的计算效率。因此拉格朗日乘数法在解决几何优化问题中的应用前景广阔。

    2025年05期 v.43;No.204 166-168+172页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
  • 基于优化分离变量法的非均质偏微分方程求解分析

    彭磊;孟虹宇;

    在工程问题中,非均质偏微分方程常用于描述具有不确定性的物理量状态及其变化,但是在对这类方程求解时常常面临着维数灾难。为了提高其的计算效率,研究提出基于优化分离变量法的非均质偏微分方程求解方法。该方法通过离线与在线阶段建立全局随机界面问题的模型,在离线阶段对计算区域进行分割,在线阶段应用界面解函数计算得到众多随机抽样点的界面解。实验结果表明研究所提方法能降低计算量,当空间步长为0.01,时间步长为0.001时,最大误差为0.0002,误差值较小,验证了研究方法的有效性。研究为非均质偏微分方程的求解提供更为高效的数值解决方案。

    2025年05期 v.43;No.204 169-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K]
  • 基于算子理论的二阶微分方程特征值求解研究

    吴长中;

    为了简化二阶微分方程的求解过程并提高求解效率,研究提出了基于算子理论的方法来求解二阶微分方程的特征值问题。通过构建函数空间并定义相应的边界条件,引入算子多项式来描述界面条件的特征值,提出了一种新的求解策略。通过两个具体的例子验证了所提方法的有效性。算子理论成功处理了非连续性问题,得到了至少一个解的存在性,其中特征值的具体数值为0.5943和0.443。所以,基于算子理论的方法简化了求解步骤,提高了求解的准确性与适用性,为二阶微分方程特征值问题提供了新的有效途径。

    2025年05期 v.43;No.204 173-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
  • 时滞微分方程在三分子模型中的稳定性分析应用

    白星华;

    针对三分子模型通过稳定性分析进行化学反应过程精确控制的问题,提出一种采用数学方法即时滞微分方程进行稳定性分析的方法。基于时滞微分方程构建三分子模型稳定性分析的数学模型,考虑时滞构建特征方程并对其进行线性化处理,并对时滞微分方程的热证方程及根进行分析,进一步分析不同时滞条件下的三分子模型常微分系统的稳定性,得出系统在对应正平衡点处出现Hopf分岔、稳定以及不稳定状态的具体时滞条件的结论;结合Matlab进行合适的数值模拟验证。验证结果表明:在不同的时滞条件以及参数条件下,三分子模型系统稳定性符合预期结果,证明了时滞微分方程在三分子模型中稳定性分析应用的可行性。

    2025年05期 v.43;No.204 177-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 182K]

  • 佳木斯大学学报(自然科学版)投稿相关要求及说明

    <正>一、基本要求1、稿件原则上要有省、市级及以上基金项目或攻关项目支持,知网查重率不能高于12%。内容符合栏目:建筑学与土木工程;电气工程与信息技术;机械与材料科学;生物、化工与环境科学;科研与实践探索;数理科学。投稿注明栏目名称。2、稿件一经录用,第一作者和单位不许改动。二、稿件编排格式(一)论文要主题明确、数据可靠、逻辑严密、文字精炼。(二)内容必须包括(按顺序)1、题名。题名不超过20字,一般不应有“基于XXX”字样。2、作者名。作者数不宜多于5位。3、作者单位。作者单位要写全称,大学要具体到院(系)或研究所。如:(佳木斯大学机械工程学院黑龙江佳木斯154007)。

    2025年05期 v.43;No.204 181页 [查看摘要][在线阅读][下载 709K]
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