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    1. 高比例可再生能源接入下电力系统惯量研究综述及展望
    张恒旭,高志民,曹永吉,秦昊,杨冬,马欢
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (5): 1-13.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.237
    摘要863)   HTML68)    PDF(pc) (4575KB)(582)    收藏

    在碳达峰和碳中和目标的推动下, 高比例可再生能源接入导致新型电力系统的低惯量特征突出。为保障电网安全稳定运行、支撑可再生能源消纳, 对电力系统惯量相关领域的研究进行综述与展望。阐述电力系统惯量的内涵, 探讨传统惯量、虚拟惯量和等效惯量间的关系, 剖析虚拟惯量控制的物理意义。从惯量来源的角度总结风机、光伏和储能等虚拟惯量控制技术的研究动态及成果, 并对电力系统惯量评估方法进行归纳梳理。总结电力系统惯量相关领域中亟待研究的重点内容并给出建议。

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    2. 互通式立交风险冲突识别与预警综述
    吴建清,王其峰,厉周缘,田源
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (6): 1-13.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.172
    摘要471)   HTML25)    PDF(pc) (2835KB)(168)    收藏

    围绕数据采集、交通冲突相关指标及冲突风险预警方法, 从适用范围、工作原理及优缺点方面, 介绍风险冲突识别与预警技术的各个环节及国内外相关研究成果。基于实时多传感器数据融合及路侧预警方式, 对城市互通式立交风险冲突识别与预警技术的未来发展趋势及实际应用做出展望。

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    3. 高铁复杂网络拓扑特征及节点中心性研究
    来逢波,许冰,续颖,张蕾,孙义荣
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (6): 14-22.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.214
    摘要444)   HTML20)    PDF(pc) (4976KB)(133)    收藏

    以我国主要代表性城市为研究对象, 分析高速铁路网络特性与拓扑特征, 识别高铁网络中的节点城市及其功能作用。运用Space-P方法构建高铁网络模型, 利用复杂网络理论及Pajek分析软件, 从度值、平均路径长度、聚集系数及节点城市中心性等方面研究我国高铁网络的拓扑结构及节点中心性, 结果表明: 我国高铁网络整体聚集性较高、连通性较强, 东中部及沿海城市表现出高聚集性, 西部城市高铁网络连通性低, 聚集性较弱; 高铁网络具有小世界特征, 任意两节点之间通过较少的中转次数即可连通, 少数城市间需中转三次才能连通; 在高铁网络中, 度值较大的城市主要集中在我国东中部及沿海地区, 西部及东北地区城市度值较小且度中心性较大, 其接近中心性也较大; 而度值较小且介数中心性较大的城市具有较强的中转能力。

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    4. 适应新型电力系统发展的协同调度理论研究
    韩学山, 李克强
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (5): 14-23.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.267
    摘要411)      PDF(pc) (879KB)(99)    收藏
    结合新形态电力系统发展实际,阐释电力系统调度必须走向协同的必要性。提出在协调有功平衡过程中,挖掘协同效应,合作地化解不确定性,实现协同调度的研究思路。研究借助主动负荷来消除强不确定性的源协同调度、网络结构形态趋同于源的源网协同调度的理论问题,以及分布自治与全局统筹结合的源网协同聚类框架下的分布一致性的定位与追踪的时变建模、算法及实现。
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    5. 孔隙裂隙介质多场耦合数值计算进展
    张一鸣,李赟鹏,李婧,丛俊余
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (6): 63-78.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.231
    摘要351)   HTML10)    PDF(pc) (7360KB)(81)    收藏

    对近年来提出的多场耦合数值方法展开梳理与总结,从简单的热-力两场弱耦合到复杂的热-水-气-化学多场强耦合,从连续体的多场耦合作用到连续-非连续体的多场耦合计算。按照场数量增多、耦合作用增强、连续到非连续的逻辑逐渐深入讨论。本研究对多场耦合数值计算今后的发展作了展望。

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    6. 基于有机-无机改性的赤泥沥青混合料综合性能
    张吉哲,刚子璇,毕玉峰,岳红亚,徐润,丁婷婷,齐仕杰
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (1): 1-10.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.137
    摘要345)   HTML21)    PDF(pc) (1724KB)(111)    收藏

    聚焦赤泥的资源化利用与筑路材料紧缺问题,提出采用赤泥替代石灰岩矿粉制备沥青混合料。针对赤泥-沥青界面遇水强度衰减问题,提出无机粉体共混(水泥、消石灰)和有机偶联剂表面修饰(硅烷偶联剂KH-550、KH-560)的改性工艺,并研究改性前后的赤泥对沥青混合料性能的影响规律。通过动稳定度试验、马歇尔试验、汉堡车辙试验、动态模量试验和两点弯曲试验对改性前后的赤泥沥青混合料进行系统评价,发现普通赤泥可以提高沥青混合料的高温稳定性,但是对水稳定性、低温抗裂性与疲劳性能有不利影响。通过对赤泥改性处理,赤泥沥青混合料的高低温性能、水稳定性与长期耐久性均得到不同程度提高,而采用硅烷偶联剂表面修饰改性效果更好。证实了使用赤泥进行沥青混合料生产的可行性,为赤泥的资源化利用开拓了方向。

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    7. 基于CEEMDAN-GRA-PCC-ATCN的短期风电功率预测
    武新章,梁祥宇,朱虹谕,张冬冬
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (6): 146-156.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.242
    摘要334)   HTML3)    PDF(pc) (6481KB)(94)    收藏

    为提高风电功率的预测精度, 提出基于数据分解和输入变量选择的短期风电功率预测方法。利用自适应噪声完备集成经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)对原始风电功率和风速数据进行分解, 平缓数据波动以提取内部隐藏信息。通过排列熵算法(permutation entropy, PE)将风电功率分量简化重构以降低模型复杂度。为提升输入变量与风电功率之间的关联程度, 剔除冗杂信息, 降低输入数据维度, 结合Pearson相关系数(Pearson correlation coefficient, PCC)和灰色关联分析(grey relation analysis, GRA)对各风电重构功率分量的输入变量进行选择。最后利用基于注意力的时序卷积网络(attention-based temporal convolutional network, ATCN)对各重构功率分量进行预测, 将各预测值叠加得到最终结果。试验结果表明, 基于CEEMDAN-GRA-PCC-ATCN的短期风电功率预测方法能够提取更多风电数据内部的关键信息, 降低输入数据的维度, 强化输入变量与风电功率之间的关联性, 有效提高预测精度。

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    8. 利用通行能力余量的智能网联车队生态驾驶模型
    于少伟,秦瑞伶,关京京,吉灿,封硕,姜锐,刘英宁
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (6): 23-29.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.068
    摘要317)   HTML5)    PDF(pc) (2656KB)(53)    收藏

    针对非饱和城乡交通干道上存在通行能力余量和高燃油消耗的问题, 提出一种利用通行能力余量的智能网联车队生态驾驶模型, 该模型兼顾燃油经济性和通行能力两个目标, 通过优化求解获取最优速度曲线, 引导一系列小型车队平滑地通过非饱和城乡交通干道。提出近似的速度优化模型并采用遗传算法对其求解。定义3种控制方案对模型进行测试, 仿真结果表明: 与方案1相比, 方案2燃油消耗量减少49.4%, 通行能力增加200%, 绿灯剩余时间减少14.7%;方案3燃油消耗量减少59.5%, 通行能力增加200%, 绿灯剩余时间减少23.5%。与方案2相比, 方案3可以在不影响通行能力的前提下, 通过绿灯剩余时间缩短10.3%和平均速度降低5.2%, 燃油消耗量可以减少20%。结果表明, 当信号交叉口存在通行能力余量时, 可以通过调整车辆的行驶速度曲线以充分利用通行能力余量, 明显改善燃油经济性。

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    9. 源网协调的电力系统均匀性规划
    孙东磊, 鉴庆之, 李智琦, 韩学山, 王明强, 陈博, 付一木
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (5): 92-101.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.092
    摘要304)      PDF(pc) (1774KB)(31)    收藏
    针对大量分布式电源分散接入电网的背景下,电源、电网规划面临的问题,提出电源与电网协调均匀规划的概念。在考虑电源、电网扩建成本作为基础目标的前提下,将输电线路负载率标准差作为均匀性指标嵌入到目标函数中,建立电源、电网扩展规划的优化模型。结合粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm, PSO)与遗传算法(genetic algorithm, GA)的优点以及模型的特点,提出改进的结合粒子群优化-遗传混合算法对模型进行求解。基于IEEE Garver-6系统进行算例分析,验证了该模型的有效性。
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    10. 基于空洞卷积块架构的命名实体识别模型
    袁钺,王艳丽,刘勘
    山东大学学报 (工学版)    2022, 52 (6): 105-114.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.304
    摘要282)   HTML0)    PDF(pc) (8903KB)(57)    收藏

    受到空洞卷积的启发提出面向二维文本嵌入的列式空洞卷积,设计空洞卷积块架构,基于此架构提出命名实体识别模型并开展进一步试验。在命名实体识别试验中,提出的模型的精密度、召回率和F1超越了其他基线模型,分别达到了0.918 7、0.879 4和0.898 6,表明空洞卷积块架构能够获取包含更多上下文信息的文本特征,从而支持模型对上下文长距离依赖特征的捕获和处理。感受野试验表明需要适当调整空洞率以减轻空洞卷积给模型带来的“网格效应”。提出的基于空洞卷积块架构能有效执行命名实体识别任务。

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    11. 一种基于改进ReliefF算法的入侵检测模型
    刘财辉,周琪,叶晓文
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 1-10.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.136
    摘要241)   HTML18)    PDF(pc) (3888KB)(135)    收藏

    针对现有入侵检测算法中特征提取不充分、未考虑特征权重的影响、模型分类不够精确等问题,提出一种基于改进ReliefF算法的入侵检测模型。通过优化入侵数据特征权重计算,提出改进的ReliefF算法;根据计算特征的Pearson相关系数,建立特征相关性量表。只保留其中一个相关性高的特征,以实现特征的二次优化;对最优特征子集分别使用决策树(decision tree,DT)、k-最近邻(k-nearest neighbor,KNN)、随机森林(random forest,RF)、朴素贝叶斯(naive bayes,NB)和支持向量机(support vector machine,SVM)5种分类器评价该方法的分类性能和准确性。在NSL-KDD和UNSW-NB15两个数据集上的试验结果表明,该方法不仅具有较好的检测性能,还能有效降低特征维度,对分类器的计算复杂度有积极的影响。

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    12. 重金属Cu(Ⅱ)在球黏土中的吸附特性
    陈榕,魏彤,郝冬雪,武科,郭瑞峰
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (1): 60-67.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.176
    摘要215)   HTML2)    PDF(pc) (2069KB)(18)    收藏

    通过批式吸附试验, 考察球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附效果, 重点分析吸附时间、吸附剂用量、pH值以及初始质量浓度的影响。结果表明, Cu(Ⅱ)在球黏土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程, 在60 min基本达到吸附平衡, 且吸附量和吸附率随球黏土用量和Cu(Ⅱ)初始质量浓度的升高而提高。pH值对球黏土的吸附量有较大的影响, 当pH值为6时, 球黏土的吸附量可达97.93 mg/g。球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmiur等温吸附模型, 拟合得到的最大吸附量为202.383 mg/g, 准二阶动力学模型更适合描述球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附过程, 说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的黏土吸附剂材料相比, 球黏土对Cu(Ⅱ)具有良好的吸附性能, 可以作为天然矿物吸附剂来处理含Cu(Ⅱ)废水。

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    13. 融合Jaya高斯变异的自适应乌鸦搜索算法
    黄华娟,程前,韦修喜,于楚楚
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 11-22.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.161
    摘要209)      PDF(pc) (3546KB)(77)    收藏
    针对标准乌鸦搜索算法存在收敛速度慢、寻优精度低、位置更新具有盲目性的不足,提出一种融合Jaya高斯变异的自适应乌鸦搜索算法(adaptive crow search algorithm with Jaya algorithm and Gaussian mutation, GMJCSA)。通过高斯变异优化全局最优个体和自适应步长的合理变化,提高算法的收敛能力和寻优精度。在引导者发现自己被跟随的情况下引入Jaya算法,克服位置更新具有盲目性的不足。将GMJCSA用于16个基准函数优化和减速器设计问题,与其他智能算法进行试验对比,GMJCSA能取得更好的解。试验结果表明,GMJCSA对于函数优化和减速器设计问题能够较好地寻优求解,总体性能良好。
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    14. 融合社会学因素的模糊贝叶斯网技术预测模型
    张豪,李子凌,刘通,张大伟,陶建华
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 23-33.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.255
    摘要207)      PDF(pc) (1634KB)(57)    收藏
    为研究诸如无人机等新兴信息科学的未来发展趋势,更好地把握这些技术发展与应用情况的动态并及时调整发展战略,在专家系统框架下提出一种基于模糊贝叶斯网的技术趋势预测方法,有效预测无人机技术在未来10 a的发展趋势。在构建预测方案的过程中,结合领域专家的知识,设计若干影响技术发展的维度用作预测参数,不仅包括技术型指标,也包括社会型指标,从而融合更加丰富的信息,使预测结果更加专业可信。提出基于模糊贝叶斯网的技术预测模型,分别对两种类型指标的影响程度进行综合计算形成推理机,使预测结果更加直观精细,具备一定的解释性。对预测模型的结果进行详细分析,并结合其他模型进行对比评价,结果与已有的专业预测结果相符合。试验结果表明,对无人机技术未来10 a发展趋势的预测中,基于模糊贝叶斯网的技术预测模型能够获取影响因素之间的关联关系,具有更好的预测效果。
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    15. 基于微元离散模型的螺旋挤压脱水效率分析
    郭鹏宁,刘巍,袁浩,冯硕,王延刚
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (1): 114-121.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.372
    摘要194)   HTML4)    PDF(pc) (2650KB)(23)    收藏

    为研究螺旋挤压机构中各参数对餐厨垃圾脱水效率的影响, 构建一种联系物料特性与螺旋挤压装置参数的微元离散模型, 结合数值模拟方式, 对物料初始含水率、物料填充程度、螺旋叶片形式以及螺旋转速4个影响装置脱水效率的因素进行理论计算。在构建模型过程中, 利用正交试验分析方法, 筛选出脱水效率相对最优的参数方案, 为螺旋挤压机构的设计选型提供了理论依据。计算结果表明: 螺旋转速和物料填充程度对装置脱水效率的影响显著, 最高脱水率高达40%和40.6%;物料初始含水率和螺旋叶片形式对装置脱水效率影响较小, 最高脱水率仅为16.6%和14.8%。正交试验结果表明: 物料初始含水率为80%, 物料填充系数为75%, 螺旋转速为15 r/min的变螺距螺旋叶片结构, 物料末端含水率为69.7%, 综合考虑能源消耗、工作效率以及性价比等因素, 该参数在实际工况中最有优势。

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    16. 基于网络表征学习的软件系统演化分析
    邓文涛,章梦怡,何鹏,曾张帆,李兵
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 77-86.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.342
    摘要167)      PDF(pc) (5775KB)(49)    收藏
    从包、类和方法3个粒度构建软件元素的网络模型。利用经典的网络表征学习方法Node2vec学习节点特征,并从网络距离、增长特性、更新率、模块度等方面对3个开源软件系统进行演化分析。试验结果表明:3种粒度下的演化特性不尽相同,包粒度下的演化更加稳定且高效;相比先前研究,本研究方法得到的软件演化特性与Lehman定律更契合;当软件系统迭代累计到最大阈值时其体系架构将重新部署,此时软件系统的鲁棒性最差且易产生峭壁。
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    17. 任意形状聚类的SPK-means算法
    侯延琛,赵金东
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 87-92.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.341
    摘要155)      PDF(pc) (2796KB)(44)    收藏
    针对K-means聚类算法仅以质心作为聚类依据,在处理非圆球形数据集时效果不理想,数据集的形状特性未得到体现的问题,提出一种基于形状的K-means算法(shape K-means, SPK-means)。将判定点到不同簇中质心以及点到不同簇的最近边缘点的距离作为判定规则,使其具备对任意形状的数据集进行聚类的功能。设置两种不同的数据集进行聚类试验,结果表明,SPK-means聚类算法在处理非圆球形数据集时,其结果遵循原数据集的形状特征。
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    18. 基于批归一化统计量的无源多领域自适应方法
    刘子一,崔超然,孟凡安,林培光
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 102-108.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.321
    摘要147)      PDF(pc) (1860KB)(44)    收藏
    为解决传统的领域自适应方法训练期间源域数据并不总是可用这一问题,提出一种无源多领域自适应方法,有效完成当存在领域漂移现象时的图像分类任务。通过最小化源域和目标域数据的批归一化统计量距离减小域之间的分布差异,解决因无法访问源域数据而无法显式对齐源域与目标域的问题;采用基于近邻聚合策略的伪标签分类器辅助生成更加准确的伪标签,提高模型预测的准确性;通过学习最优的融合权重,将多个自适应后的源域模型进行有效融合。构建基于批归一化统计量的无源多领域自适应模型。性能对比试验和消融试验结果表明,与多个基线模型相比,本研究方法预测准确性提高0.6%~3.7%。
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    19. 基于Affix-Attention的命名实体识别语义补充方法
    宋佳芮,陈艳平,王凯,黄瑞章,秦永彬
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 70-76.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.086
    摘要143)      PDF(pc) (1712KB)(38)    收藏
    针对现有命名实体识别方法存在的语义信息获取不全面问题,提出基于Affix-Attention的命名实体识别语义补充方法。将句子和句子中每个单词对应的词缀输入到编码层,使用Bi-LSTM提取上下文特征。在编码层设计特征融合模块、建模文本特征与词缀特征的对应关系,使用Affix-Attention同时关注文本信息和词缀信息进行语义补充。解码层使用CRF层得到目标序列。在生物医学领域的JNLPBA-2004和BC2GM基准数据集上的试验结果综合评价指标F1达到81.73%、84.73%;在公共数据集CONLL-2003中试验结果综合评价指标F1达到91.35%。试验结果表明,本研究方法能够有效获取词的内部语义特征,融合文本信息和词缀信息,达到语义补充的效果,提升命名实体识别的性能。
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    20. 面向移动机器人的室外环境多层次地图构建
    张迪,徐德
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 34-41.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.368
    摘要142)      PDF(pc) (7452KB)(66)    收藏
    为充分利用环境的先验知识,使移动机器人在大规模室外环境中实现自主导航和定位,离线建立一种基于环境先验知识的多层次地图,它由拓扑地图、全局度量简图、语义地图和局部度量地图组成;提出基于节点附近物体共视关系的节点识别方法、基于线段的道路感知方法和基于消失点的导航控制方法;利用不同层次的地图实现路径规划、节点识别和相对位姿估计等,在室外环境试验中,机器人在大规模室外环境中实现自主导航并运动至目的地,验证了方法的有效性。
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    21. 基于多特征融合的手指静脉图像检索方法
    刘行,杨璐,郝凡昌
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 118-126.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.190
    摘要136)      PDF(pc) (5963KB)(72)    收藏
    为进一步提高手指静脉图像检索的精度,提出一种基于多特征融合的手指静脉图像检索方法。从手指静脉图像中分别提取纹理特征、方向特征、静脉主干特征,使用改进的多基元直方图方法计算纹理直方图和方向直方图,将两种直方图串联作为检索特征。考虑到手指静脉血管的空间分布特性,对图像进行分块处理,基于图像块提取检索特征。该方法在两个公开手指静脉数据库上的最优检索精度分别为99.16%、99.15%。试验结果表明,该方法能够充分利用多种不同特征,有效提升手指静脉图像检索性能。
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    22. 基于信誉模型的众包质量控制算法
    褚佳静,潘庆先,潘亚楠,刘庆菊
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 93-101.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.340
    摘要135)      PDF(pc) (2302KB)(79)    收藏
    针对目前众包平台会产生大量恶意工人以及较少考虑激励工人多次提供可信服务的问题,提出一种基于信誉模型的众包质量控制算法——信誉期望最大化(reputation expectation maximum, Rep-EM)算法。根据可信因子和惩罚因子建立信誉模型;基于工人信誉值和对任务的熟悉度提出一种工人选择机制;将工人匹配度作为权重赋予相应的工人并使用多数投票方法进行初始值选取,解决期望最大化(expectation maximum, EM)算法对初始值敏感和收敛困难的问题,避免算法陷入局部最优,提高评估结果的准确率;利用公开的众包数据集Adult2和Duck对Rep-EM算法和本研究提出的机制进行验证。试验结果表明,Rep-EM算法在评估准确率和运行时间方面有很大的提升,也从任务完成率和平均数据质量验证了本研究提出的工人选择机制的有效性。
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    23. 连续复合运动的多模态层次化关键帧提取方法
    于艺旋,杨耕,耿华
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 42-50.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.131
    摘要133)      PDF(pc) (5507KB)(61)    收藏
    针对连续复合运动的关键帧对应的空间范围差异较大且存在重复,难以采用固定的空间特征标准提取的问题,提出一种基于多模态分段与聚类的层次化关键帧提取方法。在完整运动层面按照背景音乐节拍与时空信息等多模态信息将运动序列分割为多个片段;对各片段内部的帧进行空间特征聚类与时序分割,得到若干具有代表性的、姿势可能重复的候选关键帧;根据运动的时空特性消除冗余。以广播体操运动为例提取关键帧并与现有方法进行对比试验与分析,本研究方法能够更加准确、充分地提取运动的关键帧。
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    24. 基于轨迹掩膜的在线多目标跟踪方法
    余明骏,刁红军,凌兴宏
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 61-69.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.135
    摘要130)      PDF(pc) (2647KB)(42)    收藏
    针对现有多目标跟踪方法易受到遮挡、运动模糊等问题干扰的情况,提出基于轨迹掩膜的在线多目标跟踪方法(online multi-object tracking method based on trajectory mask, OMTMTM)。提出轨迹掩膜生成算法,利用前一帧跟踪轨迹结果生成轨迹掩膜,设计轨迹掩膜网络对轨迹掩膜提取多维度特征,包含目标可见区域的估计值、大致位置及形状等信息;将该特征与基础骨干网络提取的原始图像特征融合后进行多目标检测跟踪。OMTMTM的目标跟踪器具备先验判断能力,可实现遮挡情况下的准确跟踪;OMTMTM利用目标跟踪轨迹的时空信息,恢复出部分漏检或低置信待检目标,使轨迹掩膜更加合理,有利于后续跟踪。对OMTMTM的性能进行多维度评估,并结合基线模型进行对比分析。试验结果表明,OMTMTM具有先进的多目标跟踪性能。
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    25. 基于CnViT的胶质瘤IDH1突变状态智能预测方法
    徐芊芊,许倩,徐华畅,赵钰琳,徐凯,朱红
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 127-134.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.122
    摘要129)      PDF(pc) (4359KB)(34)    收藏
    为了提高胶质瘤影像数据利用率,实现胶质瘤-异柠檬酸脱氢酶1(isocitrate dehydrogenase1, IDH1)突变状态术前无创预测,提出一种基于影像组学与粗糙集属性约简算法的伪标签标注算法,为无标签胶质瘤影像做伪标签标注;提出一种基于卷积神经网络和Vision Transformer的分类模型,并在模型中加入基于胶质瘤位置信息的先验知识,用于胶质瘤IDH1突变状态预测。伪标签标注算法实现了胶质瘤影像数据扩增,基于卷积神经网络和Vision Transformer的分类模型在胶质瘤IDH1突变状态预测中的准确率为93.27%。试验结果表明,提出的方法能够有效提高胶质瘤影像利用率和胶质瘤IDH1突变状态智能诊断准确率,可实现术前无创预测,从而辅助医生诊断和制定治疗方案。
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    26. 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127)   HTML2)    PDF(pc) (2239KB)(73)    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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    27. 活动断层下城市地铁隧道变形破坏与损伤
    肖文斌,谢印标,郑扬,武科,陈榕,李秋雷,程睿哲
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 1-13.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.354
    摘要124)   HTML9)    PDF(pc) (18877KB)(42)    收藏

    依托某跨断层隧道工程, 建立断层-隧道-围岩的精细化三维数值模型, 考虑实际盾构施工中的注浆压力、顶推力、注浆时效硬化和材料的非线性行为。通过数值模型分析盾构隧道穿越不同宽度、倾角、倾向的断层破碎带时的变形机制、力学特性及损伤演化, 利用控制变量法分别改变断层的宽度、倾角和倾向来研究单一变量的影响。研究结果表明:隧道拱顶的变形和损伤面积与断层宽度的增加呈现正相关, 随着断层宽度的增加拱顶挤压现象更加明显, 但当断层宽度增加至一定限值时, 衬砌拱顶将脱离围岩向洞内凹陷, 拱顶的应力呈现先增大后减小的趋势;随着断层倾角的增加, 衬砌拱顶向洞内收敛量先增后减小, 初始损伤位置与断层倾角相关; 断层倾向增加使隧道的损伤范围和程度不断减小, 环向应力集中受断层倾向影响较明显, 随断层倾向的增加, 雷达应力图由“X”逐渐转变为“十”字形。在隧道选址阶段, 应尽量让隧道正交穿越断层且在穿越较宽的断层时提前采取预加固措施来保证隧道的安全稳定性。

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    28. 一种计及概率风险的备用优化方法
    裴佑楠,韩学山,张玉敏,叶平峰,李竞锐
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 143-154.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.053
    摘要124)      PDF(pc) (4229KB)(47)    收藏
    提出一种计及概率风险的备用优化方法,促进机组组合决策中火电机组与储能系统的合作与协调。通过建立两层优化模型实现日前机组组合配置和实时风险备用调整的协调与迭代求解。日前机组组合计算发电计划、储能计划和备用配置,实时备用优化基于条件风险价值(conditional value-at-risk, CVaR)指标计算不确定性引起的备用需求,体现了调度结果的概率优性,以可靠性和经济性相互牵制与协调的折中决策为手段,用与储能配合的方法来缓解或消除风电不确定性。所提方法验证了储能在降低火电机组备用容量的同时,减少了机组频繁的启停,从而降低系统运行的成本。同时,该方法还可以配合风力发电,降低弃风以及切负荷的风险,增强电网运行的可靠性。最后通过6节点系统与确定性风险备用方式进行比较,验证了所提概率风险备用优化模型的有效性。
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    29. 刻画多种潜在关系的泊松-伽马主题模型
    吴艳丽,刘淑薇,何东晓,王晓宝,金弟
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 51-60.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.157
    摘要121)      PDF(pc) (6396KB)(36)    收藏
    为探索节点间链接结构的多种潜在关系并对其进行语义解释,提出一个刻画多种潜在关系的泊松-伽马主题模型,刻画不同潜在关系下节点内容与链接结构(边)的生成过程,利用全期望定律来聚合所有潜在关系中的内容信息与拓扑信息。对于模型推断,进一步提出一种封闭式的吉布斯采样算法。在8个真实数据集上与8种代表性社团发现方法进行比较,并对所有潜在关系中的链接结构进行可视化和案例分析。试验结果表明,本研究方法优于8种代表性的社团发现方法,能够在多种潜在关系中探索节点间链接结构的有效性,还能够利用节点内容来解释链接关系中的语义信息。
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    30. 基于多空间注意力的小儿肺炎辅助诊断算法
    刘方旭,王建,魏本征
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 135-142.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.111
    摘要115)      PDF(pc) (3668KB)(34)    收藏
    为提高计算机辅助小儿肺炎诊断质量,提出一种基于多维空间特征提取及跳连接的小儿肺炎X光片多空间注意力网络(multi-space attention network,MSA-Net)。将输入特征进行分组映射,并融合多维空间特征,以充分提取小儿肺炎X光片细粒度特征;特征提取过程中,采用空间注意力和通道注意力,保留特征之间关联信息,有效提高小儿肺炎X光片图像的分类准确率。在小儿肺炎X光片公开数据集Chest X-ray Images上的试验研究表明,该算法二分类(正常、肺炎)准确率可达到97.21%,三分类(正常、细菌性肺炎、病毒性肺炎)准确率可达86.24%,分类识别性能较为突出,具有潜在的临床应用价值。
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    31. 对象集变化时相容块的近似集增量更新方法
    刘斌,王磊,王冲,蔡香香
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (2): 109-117.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.573
    摘要113)      PDF(pc) (3883KB)(25)    收藏
    为解决相容块粗糙集模型中概念近似集静态算法效率低的问题,对象集发生变化时,从新的角度提出一种增量式近似集更新方法。引入相容块粗糙集模型的基本概念,在对象集发生变化的条件下更新论域子集,结合增加(或删除)的对象集与相容块之间的联系,更新每一个相容块,并提出更新相容块在论域上覆盖和划分的方法,设计一种近似集增量式更新算法。6组UCI数据集试验结果表明,在增加对象时,本研究算法比非增量式更新算法时间缩短了1/3,在删除对象时时间缩短了1/2。在同种数据集下,本研究算法的时间消耗均小于其他4种更新算法,验证了算法的高效性和可行性。
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    32. 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91)   HTML2)    PDF(pc) (1386KB)(46)    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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    33. 围压作用下土-结构接触渗流特性
    刘健,杨浩,崔晓琳
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 60-68.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.598
    摘要85)   HTML3)    PDF(pc) (7841KB)(44)    收藏

    针对土与结构接触渗流过程中颗粒流失问题, 基于渗流和围压联合作用下接触渗流破坏试验装置, 试验研究黏粒质量分数、围压、接触面粗糙程度3种因素对该条件下颗粒冲蚀过程的影响效果。渗流和围压联合作用下土-结构接触面颗粒冲蚀呈现渗流稳定阶段、颗粒迁移阶段、颗粒冲蚀阶段3个阶段。通过多因素方差分析计算3种因素对土-结构接触面颗粒冲蚀各条件指标的影响, 在95%置信区间内黏粒质量分数的影响性最大, 围压次之, 粗糙度最小; 采用准牛顿法进行公式拟合后, 提出接触面颗粒冲蚀条件影响公式。本研究成果可为含接触面基础设施设计提供数据支撑。

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    34. 含水率对土钉锚固土体抗剪性能影响
    刘子豪,张建成,张波,范志鑫,李成新,杨惠茗,李景龙
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 14-22.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.538
    摘要84)      PDF(pc) (11021KB)(44)    收藏
    选取含水率为10%~30%的土钉锚固土,研究含水率对锚固土体抗剪性能的影响规律。研发一种室内制作锚固土试件的装置,对不同含水率的土钉锚固土试件进行直剪试验,分析含水率对土钉锚固土体抗剪性能的影响效果。利用电子显微镜观察不同含水率时土颗粒的排列结构,定性解释含水率对锚固土抗剪性能的影响机理。结果表明,锚固土的抗剪强度包含土体本身的抗剪强度和土钉对土体的加固作用。含水率对土钉的锚固效果有明显影响,为15%~22%时土钉能发挥最优抗剪加固作用,土钉的锚固作用可以减缓水对土体抗剪性能的削弱,降低土体突然破坏的概率。含水率变化会改变压实土体的颗粒排列结构,影响土体的剪切过程,进而影响土钉的抗剪加固效果。得到不同锚固条件下以含水率为自变量的抗剪强度经验公式,为工程中计算和校核锚固土的抗剪强度提供了一定的理论依据。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    35. 泰安大气VOCs的垂直分布特征及影响
    葛衍珍,杨敏敏,吴婉琪,曹方方,崔然,李晓萌,赵欣然,王艳,陈建民
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 138-146.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.416
    摘要84)      PDF(pc) (2082KB)(18)    收藏
    为了探究大气挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)的垂直分布特征,利用GC-MS-FID连用仪,依托泰山进行泰安不同高度大气VOCs的研究,并分析臭氧生成的影响。研究结果显示,大津口(海拔330 m)总挥发性有机物(total VOCs,TVOCs)的体积分数最高,为72.6×10-9,臭氧生成潜势(ozone formation potential, OFP)也最高,源于本地机动车芳香烃的排放,与高山地形也有关;其次为农大(地面,TVOCs的体积分数为61.4×10-9)和玉皇顶(海拔1 534 m,TVOCs的体积分数为60.5×10-9);扇子崖(海拔500 m)TVOCs的体积分数最低,为41.2×10-9。不同站点大气中烷烃占比均最高,但VOCs的OFP优势物种不同。农大VOCs的OFP优势物种为烯烃,受交通和工业排放的影响较大;扇子崖和玉皇顶VOCs的OFP最低,其中扇子崖站点周围没有明显的排放源,且区域输送影响较低,玉皇顶主要受到高空大气输送的影响。揭示了大气VOCs的垂直分布差异,与排放源、区域输送和高山地形等都有关,也为山地城市大气VOCs和臭氧区域控制提供了数据支持和理论依据。
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    36. 预应力混凝土空心板梁抗剪承载力分析
    于洋,石南,高磊,赵国浩,张峰
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 88-95.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.531
    摘要78)      PDF(pc) (8605KB)(13)    收藏
    基于12片不同跨径预应力混凝土空心板梁的抗剪承载力试验,针对板梁破坏模式、极限承载力等开展分析,研究预应力混凝土空心板梁的抗剪性能,总结已有空心板梁抗剪承载力计算方法并通过试验结果进行校验。分析混凝土和箍筋的抗剪承载力,提出基于斜裂缝水平投影的抗剪承载力计算公式。研究结果表明,各试验梁均表现为剪压破坏,梁端钢绞线产生滑移。当梁剪跨比增大时,极限荷载减小,而加载点位移增大。不同方法计算得到的试验梁安全评价和离散度均是JTG3362规范最大,Marí模型最小;提出的考虑斜裂缝水平投影长度的抗剪承载力预测模型,抗剪承载力试验结果与预测模型比值为1.10,实现对空心板梁极限抗剪承载力的更准确预测。
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    37. 基于CFD的铣槽机泥浆运移规律数值模拟及施工优化
    刘祥坤,李树忱,王修伟,田野,许京伟,魏清武,赵永曦
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 69-77.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.144
    摘要77)      PDF(pc) (11962KB)(17)    收藏
    以铣槽机泥浆运移过程为研究对象,利用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)中的欧拉两相流模型,对泥浆管中的固液两相流进行模拟,并改变泥浆入口流速、泥浆黏度及密度等基本参数,得到不同参数条件下泥浆整体运移规律。结果表明:随着开挖深度增大,泥浆管压力损失减小,最大颗粒体积分数变化不明显;随着入口流速增大,最大颗粒体积分数呈现先减小后增大趋势,入口流速约为5~7 m/s时具有最小的颗粒堆积浓度;随着泥浆黏度及密度增大,泥浆运移时颗粒堆积情况减少,但泥浆黏度超过2.5 kg/(m·s)时,对泥浆携渣能力的提升作用减弱,泥浆管路压力损失明显增大;对比分析不同地层硬度导致颗粒直径变化对泥浆运移的影响,颗粒直径增大,颗粒堆积情况显著增加。根据模拟结果,对双轮铣地连墙施工提出优化措施,为解决泥浆循环过程中输送阻力大、管道淤堵等问题提供相应指导。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    38. 济南市社区居民血清中PFASs内暴露水平及影响因素
    朱雨婷,严文保,徐菲,姜政廷,赵楠,丁磊
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 147-154.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.398
    摘要77)      PDF(pc) (927KB)(34)    收藏
    为了解中国一般人群体内全氟及多氟烷基化合物(per- and polyfluoroalkyl substances,PFASs)的暴露水平,通过超高效液相色谱串联质谱法测定济南市84名非职业暴露人群血清样本中19种传统和新型PFASs,并探究不同性别、年龄和身体质量指数(body mass index, BMI)参与者PFASs暴露水平的差异。研究结果表明:大多数种类的PFASs都能检出,其中全氟辛酸、全氟辛基磺酸和全氟己烷磺酸的中值质量浓度较高,分别为14.0、8.4和2.5 ng/mL,6∶2氯代多氟醚基磺酸这一新型PFAS的中值质量浓度也可达1.8 ng/mL,仅次于上述3种传统PFASs;大多数PFASs在血清中的质量浓度水平显著正相关,提示其有相似的来源、暴露途径和/或代谢过程;部分血清PFASs质量浓度在性别、年龄段、BMI组中存在显著差异。本研究为后续PFASs的人群暴露与健康风险研究的先导性研究。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    39. 中度镉污染农田安全利用技术模式
    吕城,刘倩,王坤,黄现民,于小晶,戴九兰
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 128-137.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.362
    摘要75)   HTML1)    PDF(pc) (3958KB)(8)    收藏

    为提出一个经济有效的镉污染农田安全利用技术模式,通过大田试验,比较土壤单独施用复合菌渣、叶面单独喷施糖醇锌和两者联用处理,对低镉积累小麦品种济麦22和高镉积累小麦品种周麦32收获期土壤pH及有效态镉质量分数、产量及其构成因素、籽粒镉质量分数的影响以及风险效益分析。结果表明:单独施用复合菌渣或与喷施糖醇锌联用处理使两个小麦品种土壤pH显著提高0.61~0.69,土壤有效态镉质量分数显著降低40%~62%;联用处理使两个小麦品种的穗粒数、千粒重和产量分别显著提高16%~19%、5%、23%~26%;3种处理措施使两个小麦品种籽粒镉质量分数显著降低46%~76%,且联用效果优于单一处理,尤其使济麦22农产品质量达到合格,且增加了经济效益。研究表明,土壤施用复合菌渣-叶面喷施糖醇锌-济麦22是一种可行的技术模式,为实现中度镉污染农田安全利用和农产品质量安全提供了技术支撑。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    40. 矸石混合骨料混凝土力学特性及孔隙结构试验研究
    李温,王海龙,张佳豪,杨虹,王磊,冯帅
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 121-127.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.449
    摘要73)      PDF(pc) (3676KB)(45)    收藏
    为研究煤矸石取代率对浮石轻骨料混凝土力学性能的影响,测定矸石混合骨料混凝土的立方体抗压应力-应变全曲线及内部孔隙结构,分析煤矸石取代率对矸石混合骨料混凝土的抗压强度、应力-应变全曲线形状、特征参数和内部孔隙结构变化特征规律。随煤矸石取代率增加,矸石混合骨料混凝土立方体抗压强度呈先上升后下降的趋势,劈裂抗拉强度呈现下降趋势;指数函数关系式较高精度表述不同取代率与劈裂抗拉强度的关系;通过峰值应力、应变和弹性模量等力学参数确定最优取代率为60%;随着取代率增加,混凝土内部微小孔隙总体积占总孔隙体积增加,大、中孔隙体积占总孔隙体积减少,浮石和煤矸石本身材料性质具有使混凝土内部孔隙增多的缺点,而煤矸石和浮石混掺减少了内部孔隙,优化了孔隙结构。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    41. 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71)   HTML3)    PDF(pc) (3086KB)(28)    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。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    42. 配置HTRB600E高强钢筋装配式圆形桥墩的抗震性能
    许英东,崔言继,朱志鑫,任晓倩,陈帅,张朋,付涛
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 104-112.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.170
    摘要71)      PDF(pc) (9767KB)(11)    收藏
    为提高预制装配式桥墩水平抗弯承载力,提出墩身内配置HTRB600E高强钢筋的预制装配式圆形桥墩,设计制作基于灌浆套筒连接的配置HTRB600E高强钢筋预制装配式圆形桥墩试件。对试件进行拟静力试验,分析配置HTRB600E高强钢筋预制装配式圆形桥墩的破坏形态、承载能力、耗能能力、刚度退化和位移延性等抗震性能指标,并与配置HRB400E的预制装配式圆形桥墩试件相对比,研究HTRB600E高强钢筋对预制装配式圆形桥墩抗震性能的影响。研究结果表明:相较于配置HRB400E的预制装配式圆形桥墩,配置HTRB600E高强钢筋的预制装配式圆形桥墩水平抗弯承载力明显提高,墩身初始切线刚度有所增大,加载初期墩身抵抗变形能力有所增强,耗能能力提高明显,刚度退化速率有所减小。配置HTRB600E高强钢筋对预制装配式桥墩抗震性能产生积极影响,减少墩身塑性损伤,优化桥墩整体抗震性能。
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    43. 基础水平位移对输电塔受力影响及其限值研究
    刘正伟,底尚尚,张丽娟,刘凯悦,田利,李萌菲
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 113-120.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.405
    摘要67)      PDF(pc) (11863KB)(17)    收藏
    运用有限元分析软件,建立桩-土-输电塔有限元耦合模型,基于输电塔杆件破坏失效准则,考虑不同基础组合工况,研究基础水平位移变化对输电塔受力影响规律,提出基础桩顶位移限值。研究结果表明,基础水平位移对输电塔塔腿杆件内力影响较大,线弹性阶段,杆件内力与基础水平位移呈线性关系;考虑杆件应力和破坏准则,得到两个典型基础桩顶水平位移限值为42 mm和69 mm。本研究可为输电塔基础设计提供指导。
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    44. 8度地震烈度区新民隧道出口处边坡的稳定性
    王心泉,王智猛,牛犇,蒋恒,冯春
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 23-30.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.218
    摘要66)      PDF(pc) (7636KB)(43)    收藏
    为预防地震导致的滑坡对道路的危害,保证交通的安全性,基于连续-非连续单元法,根据新民隧道出口高陡岩质边坡地质资料建立数值分析模型,采用数值模拟方法对该高陡岩质边坡进行地震作用下的稳定性分析。研究表明,该处边坡在自然状态下处于基本稳定状态,在地震作用下,坡体前部出现破裂,出现岩石掉落情况。针对破裂岩体,对不同加固方式下的边坡安全系数进行分析,模拟发现隧道上方倒悬体在地震作用后具有较高的破裂崩塌风险,需进行重点加固。
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    45. 纤维增强型桥面防水层优化设计与性能
    曹卫东,任宪富,娄术荣,张同国,侯宗良,张吉哲
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 96-103.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.165
    摘要65)      PDF(pc) (4240KB)(6)    收藏
    为提高水泥混凝土桥面防水层的性能,采用复合改性沥青、玻璃纤维、单粒径碎石等材料设计一种纤维增强型桥面防水层。通过正交试验设计、剪切试验与拉拔试验研究复合改性沥青类型、纤维用量、沥青喷涂量与碎石覆盖率对防水层剪切强度与拉拔强度的影响,确定本研究范围内的最优方案。结果表明,纤维增强型桥面防水层的最优方案是复合改性沥青(脱硫胶粉质量分数为18%、SBS质量分数为2%的复合改性70号沥青),纤维用量为0.15 kg/m2,沥青喷涂量为2.5 kg/m2,碎石覆盖率为80%;推荐方案的剪切强度、拉拔强度、抗施工损伤性能、抗渗性能均满足规范要求,且优于常用的SBS改性沥青碎石桥面防水层。
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    46. P波入射含顺层结构面岩质边坡引起的振动
    柴少波,史杰辉,阿比尔的,刘钦,宋浪
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 31-40.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.506
    摘要64)      PDF(pc) (3229KB)(33)    收藏
    假定岩体为开尔文非线性体、结构面法向满足Barton-Bandis模型、切向满足库仑滑移模型,基于时域递归法得到应力波在岩体和结构面中的传播方程。根据简化的边坡模型,结合应力波传播路径和时间延迟,对结构面与边坡坡面之间的多重反射波的传播情况进行分析,利用叠加原理得到边坡面上任意质点的法向和切向振动速度表达式。通过数值模拟对比验证理论分析的准确性,并对本研究理论和数值方法的适用范围进行简要说明。研究结果表明,结构面的刚度、监测点水平位置、坡角和坡脚竖向距离等均会对边坡振动放大效应产生一定的影响。从理论方面阐明岩体结构面对坡面质点振动放大效应的影响规律,为岩质边坡动力响应的深入研究提供理论依据。
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    47. 济南非饱和土基坑支护设计
    李连祥,李红波,韩刚,郭龙德,赵仕磊
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 41-49.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.080
    摘要63)      收藏
    为推进非饱和土理论在基坑支护设计中的应用,建立非饱和土地区基坑挡土结构内力分析的平面杆系结构弹性支点法,针对济南非饱和土地区某基坑工程实例,进行控制吸力与围压的非饱和土三轴试验,利用同类项目现场基质吸力监测,获得夏秋、冬春季节济南非饱和土基质吸力分布规律,明确弹性支点法与PLAXIS 3D非饱和土参数的调用方法,得到非饱和土基坑支护结构的受力与变形。结果表明,非饱和土比饱和土基坑主动区最大土压力减小10%~20%,支护结构最大弯矩与剪力减少25%~60%,最大侧向位移减少60%,与基坑监测数据基本一致,证明非饱和土区域按照非饱和土理论进行基坑支护设计的正确性和必要性。提出并分析优化设计方向,建议优化围护桩墙刚度,去掉或调整第一道锚索或支撑位置,从而减少投资和工期,为非饱和土理论工程应用推广提供效益支持。
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    48. 无内腹板式钢索塔锚固区的力学性能分析
    王晓明,朱传超,许航,贺耀北,韩昭,李兆辉,黄春杨
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 50-59.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2022.396
    摘要61)      PDF(pc) (12994KB)(14)    收藏
    为了适应空间曲线塔柱的造型与受力,空间错位布设的拉索锚梁需要舍弃内腹板,增加自身长度直接焊接于索塔壁板。由于缺失了内腹板的对拉锚固作用,使得无内腹板式钢索塔锚固区的传力机理、承载能力具有明显特殊性。通过数值模拟方法对无内腹板式索塔锚固区进行弹塑性全过程分析,并用模型试验数据进行对比验证,研究无内腹板式索塔锚固区的力学性能并进行优化设计。结果表明,不设内腹板明显降低了拉索锚梁的刚度,无内腹板式拉索锚梁结构的极限承载力为11 130 kN,达2.8倍设计荷载,安全储备充裕,且未出现扭转现象。索力主要由拉索锚梁的支承板N1进行传递,支承板N1与索塔壁板间的焊缝是关键传力部位,可实现71%的索力传递,但此处易出现应力集中现象。增加边跨侧拉索锚梁B17支承板N1的厚度可改善结构的受力性能,有效减少应力集中。
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    49. 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57)   HTML1)    PDF(pc) (3813KB)(19)    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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    50. 浅埋煤层开采诱发地下水渗流过程
    李婧,张伟俊,李赟鹏,冯春,张一鸣
    山东大学学报 (工学版)    2023, 53 (3): 78-87.   DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.451
    摘要56)      PDF(pc) (8761KB)(16)    收藏
    针对榆神矿区覆岩层的红土层遇水展现出的裂隙张开-弥合效应,采用连续-非连续单元法(continuous-discontinuous element method, CDEM)研究表征黏性土层塑性变形特征的力学本构,对该地区黏土层中裂隙张开-弥合过程重现,并对浅层煤层开采诱发的水-力渗流过程展开分析。结果表明,红土层遇水膨胀,对周围土体产生挤压作用,部分裂缝会发生弥合现象,破裂度和导水裂隙带减少,土体体应变增大,整体位移上升,模拟结果的导水裂隙带高度与经验公式对比,相对误差为4%。与页岩水力压裂试验结果对比,裂缝发育面积、位置和厚度基本一致,验证了该模拟的有效性。
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