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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
扫一扫，加关注
