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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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%。
山东大学
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