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    1. 公路应急救援车辆智能调度技术
    宋修广,郭鑫铭,闫方,李国强,田源
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (4): 1-17.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.045
    摘要524)   HTML31)    PDF(pc) (2239KB)(320)    收藏

    交通事故具有突发性、复杂性和严重性, 如何高效合理地调度应急救援车辆, 对减少人员伤亡和财产损失起到至关重要的作用。介绍救援路径规划的各个影响因素, 并从单目标模型和多目标模型两个角度对模型进行阐述。结合突发交通事件紧急救援的特点, 从精确算法和元启发式算法两个方面综述应急救援车辆路径优化算法。对当前的应急救援车辆调度技术和发展趋势进行总结和展望。

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    2. 高速公路差异化收费研究综述
    吴建清,霍延强,王建柱,郭洪宇
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (4): 18-29.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.063
    摘要513)   HTML12)    PDF(pc) (1386KB)(438)    收藏

    围绕制定科学合理的差异化收费方案, 对高速公路差异化收费的出现背景、实现方式以及相关理论与关键技术进行系统阐述, 简要介绍了广西、天津、河北高速公路差异化收费升级改造的案例及各自的设计要点与应用效果, 并对高速公路差异化收费的研究趋势做出展望。

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    3. 驾驶员疲劳驾驶检测研究综述
    杨巨成, 魏峰, 林亮, 贾庆祥, 刘建征
    山东大学学报 (工学版)    2024, 54 (2): 1-12.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.279
    摘要350)      PDF(pc) (1359KB)(314)    收藏
    司机疲劳驾驶检测对于交通安全至关重要,有效的疲劳识别技术可以降低因疲劳引起的交通事故。对司机疲劳驾驶检测方法进行系统综述。介绍司机疲劳的概念及其检测的必要性,阐述疲劳驾驶行为特征并进行分类。详细总结目前广泛使用的几种疲劳驾驶公开数据集,通过归纳分析各数据集特点,对比其适用性和局限性,为后续研究提供宝贵资源。综合分析基于面部特征、生理信号特征、车辆特征以及多特征融合的司机疲劳驾驶检测方法,对比各类方法的优劣。总结司机疲劳驾驶检测领域面临的问题与挑战,对未来的发展方向进行展望。
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    4. 碳达峰碳中和政策解析与对策建议
    袁学良,杨月,盛雪柔,陈乐平,戴欣,王庆松,马乔
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (5): 132-141.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.406
    摘要317)   HTML23)    PDF(pc) (2999KB)(221)    收藏

    为理清中国“双碳”目标的政策体系,对2011年至今中国“双碳”领域的多篇文献进行计量分析,系统梳理我国2020年9月22日首次提出“双碳”目标以来的多项国家政策和省级政策,解析碳达峰碳中和政策的发展脉络。在完善法律法规、优化碳排放交易权制度、做好标准化引领、实现科技创新驱动、促进区域协同减排和推动能源体系转型等方面提出政策建议。研究成果对于我国碳达峰碳中和政策的修订和完善,以及其他国家碳减排政策的制定均具有参考意义。

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    5. 基于智能算法的光纤预制棒芯层制备工艺参数优化
    李浩源,于景明,张桂林,张斌
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (4): 149-156.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.264
    摘要292)   HTML2)    PDF(pc) (3813KB)(68)    收藏

    结合BP(back propagation)神经网络和遗传算法,提出一种高质量低成本工艺参数优化方法。选取轴向气相沉积法(vapor axial deposition,VAD)制备光纤预制棒芯层时喷灯气体(H2-1、H2-2、H2-3、Ar-1、Ar-2、Ar-3、O2-1、O2-2、SiCl4)流量作为输入变量,制备出的光纤预制棒芯层的质量作为输出变量,建立神经网络模型;将训练好的神经网络模型与具有全局寻优能力的遗传算法相结合,以高质量等级光纤预制棒芯层为寻优目标,优化得到高质量等级气体参数;对得到的参数以低成本为目标进行寻优,得到高质量低成本工艺参数。试验结果表明,与优化前的人工优化结果相比,制备出的光纤预制棒芯层达到较高质量的同时成本降低22.19%。

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    6. 基于监督图正则化和信息融合的轻度认知障碍分类方法
    李颖,王建坤
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (4): 65-73.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.025
    摘要277)   HTML4)    PDF(pc) (3086KB)(254)    收藏

    为提高转化型和稳定型轻度认知障碍(mild cognitive impairment, MCI)的分类精度, 利用阿尔茨海默病样本和正常对照组样本学习投影矩阵, 使用监督图正则化项优化样本的局部近邻关系, 基于投影矩阵对MCI样本进行空间变换, 提取对转化型和稳定型MCI具有判别性的特征。将提取的特征与mini精神状态检查评分, 以及与载脂蛋白E4等位基因信息融合, 通过信息互补增强特征的判别性。使用融合特征训练支持向量机分类器对转化型和稳定型MCI分类。在ADNI数据库上进行试验, 分类精度达到73.33%。与已有方法相比, 本研究提出方法的分类精度、敏感度和特异度显著提高。

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    7. 计及行为特征的市场化用户电量数据拟合方法
    于泓,杜娟,魏琳,张利
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (4): 113-119.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.077
    摘要266)   HTML3)    PDF(pc) (2949KB)(217)    收藏

    针对市场化用户用电行为复杂多变、电量数据的规律难以精确表征的问题, 提出考虑行为特征的市场化用户电量数据拟合方法。采用K-means聚类算法对用户用电行为进行分类, 明确各类用户的典型特征; 构建基于正交多项式的电量数据拟合神经网络模型, 其中神经网络权值系数采用梯度下降算法进行训练, 正交多项式分别采用Chebyshev多项式、Hermite多项式、Legendre多项式及Laguerre多项式进行对比分析; 采用山东省济南市用户电量数据进行仿真分析, 对不同类别的用户分别采用基于4种不同正交多项式的实现方法进行电量数据拟合和评价指标计算, 总结具有不同行为特征的用户最适宜的拟合方法。仿真结果表明, 同类用户在不同的实现方法下电量数据拟合效果差异明显, 基于Hermite多项式及Laguerre多项式的神经网络模型拟合精度相对较高, 但不同类别用户电量数据拟合精度最高的多项式模型有所不同。根据用电行为类型选择相应正交多项式构成神经网络拟合模型, 是实现用户电量数据精确拟合的有效途径。

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    8. 基于云模型的老旧小区韧性评价体系
    樊禹江,黄欢欢,丁佳雄,廖凯,余滨杉
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (5): 1-9, 19.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.357
    摘要258)   HTML15)    PDF(pc) (3861KB)(349)    收藏

    为精准、高效改善城市老旧小区居住环境品质, 提高其防灾、减灾能力, 提出一种基于云模型的老旧小区韧性评价体系。基于韧性理论, 对所选老旧小区按照不同年代进行分组, 通过实地调研, 获得陕西省西安市30组具有代表性的老旧小区特征数据, 参考相关文献及相关专家建议, 确定建筑韧性、设施韧性、环境韧性、人员韧性共计4个一级指标、9个二级指标、30个三级指标, 构成老旧小区的评价指标体系。采用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)确定各指标的主观权重, 采用熵权法(entropy weight method, EWN)和准则去除效果法(method based on the removal effects of criteria, MEREC)确定客观权重, 采用组合赋权法确定最终权重, 运用MATLAB构建了基于云模型的老旧小区韧性评价体系。基于此评价体系, 选取西安市一老旧小区——万庆巷小区进行韧性评价, 所得结果能够较准确地反映该小区韧性薄弱环节, 表明所建评价体系具有一定的适用性与有效性。

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    9. 地下实验室开挖围岩损伤评价方法及应用
    张强勇,燕志超,郭鑫
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (5): 57-64, 73.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.070
    摘要241)   HTML8)    PDF(pc) (8254KB)(160)    收藏

    为揭示地下实验室施工开挖围岩损伤演化规律, 以甘肃北山埋深560 m的深部地下实验室为研究背景工程, 建立基于Hoek-Brown准则的深部围岩弹塑性损伤本构模型, 提出地下实验室施工开挖围岩损伤度的评价方法, 编制计算程序并对地下实验室施工开挖与超载过程进行数值模拟。研究结果表明: 洞室群施工开挖后围岩处于轻微弹性损伤状态, 并未出现塑性损伤, 洞室群整体安全稳定; 随着超载的增加, 围岩损伤区范围明显扩大, 当超载到2.5倍初始地应力时, 在洞室群交叉部位出现高度损伤区和开挖破裂区, 建议对洞群交叉部位加强支护, 并对中隔墙部位进行重点监控测量。研究成果为优化地下实验室建设方案提供理论指导。

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    10. 一种高效且轻量的RGB单帧人脸反欺诈模型
    李家春,李博文,常建波
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (6): 1-7.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.132
    摘要206)   HTML7)    PDF(pc) (2618KB)(229)    收藏

    针对在仅具有三原色(red-green-blue,RGB)摄像头的通用消费设备上部署基于深度学习的人脸反欺诈(face anti-spoofing,FAS) 算法时存在的挑战问题,提出一种高效且轻量的RGB单帧FAS(efficient and lightweight RGB frame-level face anti-spoofing,EL-FAS)模型。探索一种新的全局空间自注意力机制捕获全局上下文信息的依赖关系,以提高模型泛化能力并在受限条件下实现高检测性能;设计一种等通道像素级二元监督方法,强制模型从不同的像素中学习共享特征;采用Bottleneck模块搭建骨干网络以减少模型参数。试验结果表明,EL-FAS模型在OULU-NPU数据集的大多数协议上平均分类错误率RACE最低,取得较好的人脸欺诈检测效果,在SiW数据集和跨数据集测试中也取得较好的性能,并且模型轻量,参数只有1.34×106个。

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    11. 土岩双元基坑数值分析方法与锚索回收方案
    李连祥, 马学祥, 杜维, 李胜群, 陈家财, 苏日嘎拉图
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (5): 65-73.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.292
    摘要203)      PDF(pc) (207KB)(31)    收藏
    基于济南某深基坑案例,建立数值模型,利用前期监测数据,进行位移反分析获得上部土的小应变硬化土(hardening soil-small, HSS)模型刚度参数,证明土、岩分别采用HSS模型和摩尔-库伦(Mohr-Coulomb, MC)模型的深基坑数值方法符合土岩双元基坑实际。对比土体与土岩基坑支护结构变形规律,明确基坑土体开挖深度18 m处存在“深度效应”。发现土体开挖深度决定土岩基坑最大变形,岩体开挖的深度对基坑最终变形影响有限,土、岩界面处岩体对土体约束明显。利用土、岩深基坑数值模型,选择支护结构位移控制范围内地下室外墙变形最小情况的锚索回收顺序,可有效缩短工期,保证基坑与主体结构安全。基坑支护采用回收式锚索时,锚索回收存在最佳方案。
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    12. 雷暴冲击风作用下风力发电机动力响应参数
    刘春城,滕庆训
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (6): 108-121.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.080
    摘要186)   HTML7)    PDF(pc) (16876KB)(63)    收藏

    为了研究移动雷暴冲击风的时域特征及其作用下风力发电机动力响应参数的特点, 利用谐波叠加法模拟得到移动雷暴冲击风的风速时程; 建立考虑叶片和塔筒耦合作用的风机结构有限元模型, 得到沿塔筒高度方向加速度、位移、截面应力、剪力的响应分布规律; 考虑风机停机状态下不同叶片的停摆角度, 进一步分析叶片及塔筒的加速度、位移响应; 考虑不同风向角对风机影响, 分析动力响应的频域特性, 给出振型参与系数、塔顶位移及加速度和塔底弯矩的幅值随频率的变化规律。研究表明, 移动雷暴冲击风的风速时程包括2个明显的波峰(0~T/3、T/3~T/2), 不同叶片停摆角下位移响应峰值的变化与所在位置高度密切相关, 雷暴冲击风荷载频率和一阶主频(0.230 Hz左右)对结构位移和截面弯矩幅值影响明显。

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    13. 基于节点多阶邻居递阶关联贡献度的重要性辨识
    胡钢, 王乐萌, 卢志宇, 王琴, 徐翔
    山东大学学报 (工学版)    2024, 54 (1): 1-10.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.390
    摘要172)   HTML8)    PDF(pc) (5411KB)(141)    收藏

    为更精细化地辨识节点重要性, 扩展节点有效信息集聚范围和类别, 对网络节点的空间位置属性信息与其直接及间接邻居节点间关联结构信息进行融合、集结, 提出复杂网络多阶邻居递阶关联贡献度的节点重要性辨识方法。依据网络节点空间位置层级差异及层间交互信息给出节点层级位置属性贡献度定义; 构建复杂网络目标节点多阶邻居递阶关联贡献度矩阵, 表征直接邻居节点、间接邻居节点与目标节点间关联度对其影响力的递阶贡献; 提出节点跨层跨级空间拓扑位置贡献度与多阶邻居递阶关联贡献度融合的节点重要性辨识方法。仿真试验表明: 在6个真实网络上所提方法有效提升节点重要性辨识的精细性和准确性。本研究通过探究网络节点间多阶递阶交互行为, 为深入探索网络背后的动态演化机理, 进而做出预测和调控提供科学的理论基础。

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    14. 光纤传感技术在道路交通中的应用
    宋修广, 赵涛, 毕研美, 张紫豪, 杜聪, 田源, 孔晓光
    山东大学学报 (工学版)    2024, 54 (2): 13-26.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.252
    摘要167)      PDF(pc) (1745KB)(156)    收藏
    光纤传感技术作为当前交通领域的研究热点,是交通基础设施和交通安全的重要监测手段。围绕光纤传感技术检测与监测应力应变信号、温度信号及振动信号的能力,从交通基础设施及交通信息两方面入手,系统阐述国内外相关研究成果。分析总结当前光纤传感技术在交通领域研究和应用的不足之处,并对该技术未来在交通领域中的发展和实际工程应用做出展望。
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    15. 粉质黏土地层桩侧劈裂注浆参数设计与效果评价
    王钰鑫,吕思忠,姚望,林春金,张明,李召峰,张健,王衍升
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (6): 70-81.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.093
    摘要157)   HTML3)    PDF(pc) (11669KB)(68)    收藏

    针对粉质黏土地层在役桩基础承载力不足问题,采用数值模拟和现场试验相结合的方法实现在役桩基注浆加固参数设计与加固效果评价。通过浆脉施加体积应变的方法建立注浆压力传递有限元模型,研究不同注浆工况下粉质黏土地层桩侧径向压力的分布规律,提出注浆参数设计方法。土压力随距离的衰减是非线性的,在一定的土体参数下注浆压力为2.0 MPa, 注浆孔与桩侧距离为0.5 m时,传递到桩侧的径向压力较大。以京台高速改扩建现场桩基为模型,绘制不同工况下桩基承载力提升幅度等值线图,注浆加固后桩基承载力提高了30.3%~89.4%,为在役桩基加固效果提供参考。

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    16. 基于弧长参数的自由曲线实时误差估计算法
    路勇良,张伟,赵军,张振,张自健
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (6): 143-151.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.009
    摘要129)   HTML1)    PDF(pc) (5463KB)(181)    收藏

    针对复杂型面零件加工精度要求提高以及在自由曲线跟随任务中实时精确计算轮廓误差难度较大等问题,提出一种基于弧长参数的自由曲线实时误差估计算法。在MATLAB/Simulink中利用非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)插补对椭圆轨迹和双纽线轨迹进行规划,将基于弧长参数的自由曲线实时误差估计算法与切线法、圆近似法、平均速度法和三点圆法的轮廓误差估算精度与执行时间等性能评价指标进行对比分析。仿真试验结果表明,基于弧长参数的自由曲线实时误差估计算法较现有常用的轮廓误差估计算法具有更好的轮廓误差估算精度,并且适用于大曲率自由曲线的情况。利用该方法可以更进一步设计出先进的交叉耦合控制(cross-coupled control, CCC)运动控制方案。

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    17. 混凝土单箱三室箱梁水化热温度场及应变场模型试验
    王鹏, 黄成, 赵国浩, 张峰
    山东大学学报 (工学版)    2024, 54 (1): 109-122.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.363
    摘要109)   HTML4)    PDF(pc) (23691KB)(61)    收藏

    为研究单箱三室混凝土箱梁水化热温度场及应变场分布规律, 在广西来宾浇筑混凝土箱梁缩尺(1∶2)模型, 埋置148个温度传感器和20个应变传感器, 并布置气象传感器, 通过现场实测数据分析, 得到C60高强混凝土箱梁水化热温度场分布规律。单箱三室箱梁水化热共分为3个阶段: 温升阶段(0~24 h)、快速温降阶段(24~96 h)和平稳温降阶段(96~240 h)。箱梁截面平均温度需179 h才低于入模温度, 说明箱梁水化产生的热量至少需要7 d才能完全消散。全截面温度峰值为浇筑后24 h, 最高区域为梗腋位置处, 最高温度达90.2 ℃, 此时顶板最大横向温差达32.2 ℃。受分层浇筑影响, 浇筑后12 h, 边腹板最大竖向温差达40.1 ℃, 现场可观察到施工冷缝。梗腋处温度场分布复杂, 梗腋最大横向温差为22.5 ℃, 最大竖向温差为29.9 ℃, 梗腋表面横向收缩应变小于竖向。梗腋外表面温度较低且受模板约束, 应变小于梗腋内部, 有6个梗腋存在竖向开裂风险, 最大收缩拉应力为抗拉强度的1.51倍。

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    18. 月球基地的建设远景与挑战
    蒋明镜, 王思远, 姜朋明, 华亦雄, 石安宁, 杨越群, 薛桥斌, 戴婉婷, 仇淞
    山东大学学报 (工学版)    2024, 54 (2): 114-125.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.305
    摘要106)      PDF(pc) (13427KB)(77)    收藏
    基于对月球资源和环境条件的调研及国内外月球基地建设方案的相关研究与发展现状,综合考虑月球纬度、复杂地形地貌以及月壤/月岩矿物等原位资源利用因素,以传统土木工程为框架,结合当下物联网、大数据、人工智能等研究方法,提出以月表、月海、月岩等地貌特征与不同阶段下月球开发探索的研究目标相结合,分阶段构建“月表之上”“月海之中”“月岩之下”的月球综合体建造基地的设想。对不同阶段的基地建设选址、设计方案、结构特征以及智慧基地的建设要点进行分析,总结面对复杂月面地貌特征条件下构建月球基地综合体所面临的技术挑战和关键科学问题,为未来建设高级月球基地及功能分区部署提供参考。
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    19. 结合自训练模型的命名实体识别方法
    肖伟, 郑更生, 陈钰佳
    山东大学学报 (工学版)    2024, 54 (2): 96-102.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.353
    摘要78)      PDF(pc) (1009KB)(87)    收藏
    针对命名实体识别数据集中存在某些实体类别样本过少,使模型学习该类别特征能力较差,导致整体性能较低的问题,提出结合自训练模型的命名实体识别方法。利用已有的命名实体识别数据集训练一个教师模型,通过改进的文本相似度函数搜寻与原数据集最相似的无标签文本,利用教师模型对无标签文本生成伪标签,并将伪标签与有标签数据集混合重新训练一个学生模型用于下游的命名实体识别任务。试验结果表明,相较基线模型,该方法在公共数据集MSRA、CONLL03和法律实体识别数据集上取得更优的性能。
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