山东大学学报 (工学版)

刘志刚,冯涵霖,周元核,宿健珩,张岩

2026, 56(4): 1-9. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.218

摘要 ( 23 )

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针对真实场景中摄像机成像条件和环境条件不同,行人识别会产生分辨率不匹配的问题,提出一种基于小波超分辨率和双域特征融合的行人重识别网络。引入小波分解,将图像特征分为结构特征和细节特征,通过小波卷积扩大感受野,增强结构特征提取能力;在小波域,针对高低频子带特性设计差异化损失函数,引导模型生成更具判别性的超分辨率图像;通过注意力机制强化超分辨率图像结构特征,与小波域结构特征进行门控融合,构建包含丰富结构信息的联合特征。仿真结果表明,所提方法在识别性能上优于主流方法,在最具挑战性的CAVIAR数据集上,行人图像第一次匹配正确的概率达67.8%,改善了跨分辨率场景下的行人重识别问题。

基于多通道BERT预训练的合同文本检测方法

刘彦北,赵敏全,谭松泰,周李良, 董新然

2026, 56(4): 10-16. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.137

摘要 ( 8 )

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合同风险检测有助于预防项目风险和保障权益,提高合同审查效率。然而,现有方法在合同文本的复杂语义理解和多尺度特征提取方面仍存在不足,难以兼顾全局语义关联与局部关键信息的捕捉。本研究提出一种基于多通道双向编码器表示模型(bidirectional encoder representations from transformers, BERT)的预训练方法MC-BERT(multi-channel BERT),用于合同文本检测。利用BERT预训练模型提取文本的全局特征,并设计多通道卷积模块提取文本的多尺度局部特征,联合注意力机制自适应学习全局与局部特征的权重分布,以精确提取文本的关键信息。在公开的合同文本数据集上,MC-BERT的合同风险判别准确率比现有的流行方法提升4.6%,验证所提模型的有效性。所提出模型融合BERT预训练、多通道卷积模块以及注意力机制的优点,为文本检测领域提供了新的研究思路和技术支持。

基于图神经网络和深度强化学习的车联网边缘计算卸载算法

王倩,李明津,孟宪静,耿蕾蕾

2026, 56(4): 17-26. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.205

摘要 ( 11 )

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为了在应用边缘计算时充分利用车联网系统内的资源,降低处理任务所需时延、能耗及处理成本,提出一种基于图神经网络和深度强化学习的车联网边缘计算卸载算法。将计算任务卸载问题建模为马尔可夫决策过程,最小化任务的平均时延与能耗;利用图神经网络的全局特征学习能力,将原本独立的车辆个体联系为一个整体,使每辆车都能做出全局最优的卸载决策。仿真结果表明,与本地计算、完全卸载、随机决策、双深度Q网络算法相比,所提算法的平均时延分别降低约88.9%、49.9%、27.6%和9.4%,平均成本分别降低约74.5%、46.1%、26.3%和6.2%;与完全卸载、随机决策、双深度Q网络算法相比,所提算法的平均能耗分别降低约43.6%、25.4%和4.2%。

Pcapose:基于伪标签和一致性训练的半监督动物姿态估计方法

朱钊利,张继凯,曾翔皓,解辰杰,李建斌

2026, 56(4): 27-37. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.109

摘要 ( 6 )

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为应对动物姿态估计中大规模标注数据获取困难、成本高昂及数据稀缺等核心挑战,提出一种基于伪标签和一致性训练的半监督动物姿态估计方法(semi-supervised animal pose estimation method based on pseudo-labels and consistency training, Pcapose),提升模型在有限标注数据下的性能与泛化能力。基于初始标注数据训练初始模型,通过协同利用大量未标注数据构建三重机制,提升伪标签质量与模型鲁棒性。采用置信度驱动的伪标签筛选策略,筛选低损失、高置信度的样本扩充训练集;引入多视图一致性检测机制,融合几何、光照和特征空间的扰动信息,对高损失、低置信度的样本进行再评估与筛选;构建师生一致性框架,确保教师模型提供稳定、准确的伪标签。在AP-10K和Grévy's Zebra数据集上的试验结果表明,Pcapose在关键点检测精度和模型鲁棒性方面显著优于现有半监督方法,在数据稀缺场景下展现出优越性能。

面向个性化人体行为识别的双重动态加权集成方法

忽丽莎,高海辰,王素贞

2026, 56(4): 38-51. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.131

摘要 ( 9 )

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针对传统静态模型在人体行为识别中难以有效应对用户行为个性化及动态变化的问题,提出一种面向个性化人体行为识别的双重动态加权集成(dual dynamic weighted ensemble, DDWE)方法。通过融合多种概念漂移检测技术与基分类器自适应机制,实现对动态数据流中用户个性化行为的实时检测与自适应学习;设计基于类别概率与KappaM的权重矩阵更新策略,从类别置信度和模型识别能力两方面动态调整基分类器权重,提升集成分类器在特定用户行为识别任务中的适应能力与精度。在多个人体行为识别公开数据集上的试验结果表明,DDWE方法优于现有方法,在特定用户个性化人体行为识别场景下展现出显著优势,为医疗监护、运动康复和智慧养老等相关领域提供借鉴与参考。

基于空间-频域信息引导的图像修复算法

侍淑娟,叶海良,曹飞龙

2026, 56(4): 52-64. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.127

摘要 ( 11 )

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针对现有图像修复方法难以协同优化空间与频域特征,在上采样过程中难以保持特征全局一致性的问题,提出一种基于空间-频域信息引导的图像修复算法。通过下采样、联合特征提取及上采样3个核心阶段,实现空间与频域信息深度融合。在下采样阶段,设计频域信息引导的下采样模块,结合频域特征有效保留图像的重要结构信息;在联合特征提取阶段,设计空间-频域联合特征提取模块,采用双分支并行架构,分别提取多尺度局部空间特征和基于快速傅里叶变换的全局频域特征,通过特征融合实现局部细节与全局结构的协同表征;在上采样阶段,提出频域信息引导的上采样模块,结合亚像素卷积与双线性插值的优势,引入频域特征增强全局结构一致性,有效平衡修复结果的精细度与自然度。在CelebA-HQ、Places2和Paris StreetView数据集上的试验结果表明,所提算法在峰值信噪比、结构相似性和学习感知图像块相似性指标上优于许多现有方法,有效提升图像修复的纹理连贯性与视觉真实性。

面向工业物联网基于区块链的高效安全联邦学习框架

何腾远,王基书,王敏,唐明靖

2026, 56(4): 65-74. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.113

摘要 ( 5 )

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针对工业物联网设备计算性能异质性导致的联邦学习训练效率显著下降问题,提出基于区块链的高效安全联邦学习框架。设计动态客户端选择算法和信誉管理机制,筛选出可靠的高性能设备参与每轮训练;设计基于主副链的区块链架构,提高区块链交易验证效率,降低区块链交易存储开销;使用基于深度学习的方法动态调整区块大小,平衡区块链在联邦学习不同阶段的性能,使区块链运行更稳定、更高效。在公开数据集上的试验表明,客户端选择算法性能接近理论最优,区块链存储开销优化至传统方法的66%以下,延迟预测性能优于现有方法。试验评估与结果分析证明了所提框架的有效性和可行性,该框架同样适用于其他设备计算性能异质性的应用场景。

QD-RAG:一种问题分解驱动的迭代检索增强生成方法

陈颖鑫,陈振涵,林晓宇,蔡志铃,陈林峰,王李进

2026, 56(4): 75-83. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.125

摘要 ( 6 )

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针对现有检索增强生成方法处理需多跳推理复杂问题时,因缺乏对问题结构层次化解析,检索结果与用户需求存在语义偏差问题,提出问题分解驱动的迭代检索增强生成(query decomposition driven iterative retrieval augmented generation,QD-RAG)方法。通过问题分解模块结构化处理用户查询,单跳问题用链式推理策略多维度解析,多跳问题逐层化分解;由大语言模型驱动的迭代检索模块进行多轮上下文检索,提升检索知识精度,生成高质量回答。试验结果表明,QD-RAG方法有效降低生成过程中幻觉现象,且在单跳、多跳及未知领域问答任务准确率上显著提升。

CBAM-U-Net:基于 U-Net 和自注意力机制的马铃薯花粉图像分割

沈亚婕,夏璐,李杰,唐明靖

2026, 56(4): 84-93. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.114

摘要 ( 5 )

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为解决马铃薯花粉显微图像分割与计数中传统人工观察和阈值分割方法效率低、主观性强及复杂背景适应性不足等问题,提出一种融合卷积块注意力模块(convolutional block attention module, CBAM)和U-Net的花粉分割方法CBAM-U-Net。以U-Net为基础分割框架,引入CBAM,增强网络对花粉区域关键特征及边缘细节的提取能力,采用中值滤波与直方图均衡化对显微图像进行预处理。在44张高分辨率马铃薯花粉图像和5 000余张显微图像上的试验表明,所提方法能够精确分割花粉区域,分割效率较传统方法提升约5倍,在大规模数据集上具有良好的鲁棒性和泛化能力。所提方法可有效提升马铃薯花粉显微图像分析自动化与精准化水平,为作物育种、细胞生物学及精准农业等领域的显微图像分析提供技术支撑。

DPCA-MFF:面向复杂工况的高抗噪性轴承故障诊断模型

王琦淼,林培光,孙玫,刘利达

2026, 56(4): 94-105. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.130

摘要 ( 5 )

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为解决复杂工况下单一轴承故障诊断存在的单模态数据信息片面、抗噪能力弱及跨工况适应性差等问题,提出一种基于动态主成分分析(dynamic principal component analysis, DPCA)与多模态特征融合(multimodal feature fusion, MFF)的增强诊断模型(DPCA-MFF)。利用DPCA对数据进行自适应降维,去除噪声并保留关键特征,结合时域统计量与快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)提取时频特征;采用双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit, BiGRU)和残差网络(residual networks, ResNet)分别提取时频图像的时序依赖和空间特征,通过多头自注意力机制增强特征表达能力;通过交叉注意力机制实现多模态特征动态融合。在CWRU数据集噪声干扰试验中,所提模型对10种不同类型的故障信号平均识别率保持在99%以上;在变转速跨工况试验中,所提模型针对不同转速和健康状况的故障信号平均诊断准确率达98.1%,较单模态模型提升约4~6百分点,较卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)-门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)融合模型提升1.7百分点,在噪声水平为1.0的情况下准确率仍保持65.8%,在不同类型噪声条件下表现优异。试验结果表明,所提模型通过动态降噪、注意力增强与多模态融合全面提取故障特征,显著提升复杂工况下的抗噪性能与跨工况适应能力,为工业设备智能运维提供有效解决方案。

隧道结构健康监测技术研究现状与展望

宋修广,田威杨,魏明召,张朔,傅雪晴,钟楷琪,杜聪

2026, 56(4): 106-124. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.212

摘要 ( 8 )

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我国隧道工程快速发展伴随隧道规模持续扩张,安全风险管控面临新挑战,推动结构健康监测技术(structural health monitoring, SHM)成为研究热点。近年来,结构健康监测技术通过传感器网络实现隧道结构实时连续监控,显著提升安全预警能力。本研究围绕当前主要的监测技术及其应用,结合实际工程案例,综述了隧道结构健康监测技术的研究现状及未来展望,分析该领域目前的问题与挑战,展望未来研究方向,为人工智能技术在隧道结构健康监测领域的进一步应用提供参考。

锈蚀情况下隧道衬砌承载性能变化

刘健,李霄汉,邓道军,寇磊,张瀚鸣,解全一

2026, 56(4): 125-134. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.026

摘要 ( 8 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对钢筋锈蚀对混凝土衬砌承载性能的影响规律,通过拉拔试验研究锈蚀率对钢筋混凝土黏结性能的影响,并以此为基础利用数值仿真研究锈蚀钢筋与混凝土黏结-滑移仿真,同时利用隧道承载模型研究钢筋锈蚀作用下隧道承载衰减规律。结果表明,将C40混凝土和HRB400钢筋组合的钢筋临界锈蚀率范围从1%~3%进一步缩小到1%~2%;基于ABAQUS的等尺寸拉拔模型可准确预测锈蚀情况下的黏结-滑移行为,并通过隧道承载模型发现,当右侧拱脚位置发生锈蚀后,隧道衬砌左侧表面应力基本不变,右侧拱肩和右侧拱腰位置应力随锈蚀率增加先减后增,右拱脚位置表面应力先增后减;通过隧道承载模型发现,当右侧拱脚位置钢筋产生大于1%锈蚀后,隧道承载性能劣化,并预测当此处钢筋产生15%锈蚀后,隧道左右拱脚、右拱腰处安全系数低于规范要求的2.0,失去安全承载力。

富水软岩隧道突水突泥灾害防控措施水压分布特征

蒋勇军,陈鑫,兰庆男,张志强

2026, 56(4): 135-144. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.239

摘要 ( 7 )

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为量化分析隧道施工后初期支护水压力分布规律,建立流固耦合三维数值模型,探讨超前排水管数量、分区注浆范围以及不同排堵措施下掌子面周边及前方围岩水压力分布特征。结果表明,采取超前排水措施后,在持续降水作用下围岩逐渐形成相互连通的“漏斗状”低水压区,当排水管数量超过9根时,排水泄压能力接近饱和,此后,增加排水管数量掌子面水压力变化不再显著;围岩水压力分布特征、初期支护水压力分布规律与分区注浆范围关联性较强,从堵水效果看,全断面帷幕注浆优于半断面帷幕注浆、全周边注浆;采取超前排堵组合措施可起到阻挡注浆区域外地下水涌入、排导注浆区域内地下水的作用,有效降低施工期突水突泥风险发生概率,且有利于保护地下水环境,同时,可将初期支护承受的水压力降至120 kPa左右,有利于隧道结构安全稳定。

考虑材料及几何参数不确定性的抗压桩可靠度分析

张军,鲁鹏旭,王伟,刘善伟,谭晓慧

2026, 56(4): 145-152. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.023

摘要 ( 7 )

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以非饱和土中抗压桩为研究对象,考虑材料参数不确定性以及桩身、土层几何参数不确定性,建立一种抗压桩可靠度分析方法。通过理论公式法计算桩基的极限承载力,采用改进的β方法求解非饱和土中桩侧摩阻力,采用改进的Terzaghi公式求解非饱和土中桩端阻力。基于一阶可靠度分析方法分析抗压桩的可靠度及可靠度敏感性,揭示土体材料参数以及桩长、桩径与土层厚度等几何参数不确定性对抗压桩可靠指标的影响。通过对某多层土中抗压桩工程案例的计算分析,验证本研究方法的合理性和准确性,获取抗压桩承载特性的概率分布特征、可靠指标的影响因素及变化规律。可靠度敏感性分析表明,土层厚度的不确定性对抗压桩可靠指标的影响可以忽略不计;桩身几何参数的不确定性对抗压桩可靠指标有较大影响,可靠指标随着桩身几何参数变异系数的增加而明显减小;在相同的桩身几何参数变异系数下,抗压桩可靠指标随着地下水位的升高而降低,但地下水位对可靠指标的影响程度小于桩身几何参数变异性对可靠指标的影响程度。

地下高压复合衬砌储气库受力与变形特征

王敬奎,张武,王者超,宋庆明,李明辉

2026, 56(4): 153-162. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.157

摘要 ( 7 )

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地下内衬式岩石洞室(lined rock cavern, LRC)储气库凭借其在安全性、耐用性、高效率和环保等方面的卓越表现,正日益成为全球范围内备受瞩目的天然气储存方案。围绕15 MPa储气压力下LRC储气库复合衬砌应力变形进行分析研究,采用数值模拟技术揭示了典型条件下和围岩物理力学参数改变时复合衬砌各层材料间应力位移分布规律。结果表明,钢衬结构展现出环向周期性应力与位移波动特性,总体处于受拉状态,峰值拉应力达364 MPa;上封头位移略超竖筒部与下封头,钢衬总位移较小;环向钢筋应力在上下封头处较小,竖筒段环向受最大拉应力342.7 MPa;混凝土衬砌内表面受均匀拉力,外侧应力出现拉压交替现象;围岩环向受压,自洞室边缘向外迅速增大至地应力水平;内压为15 MPa时,混凝土衬砌外表面变形显著,围岩受轻微扰动,储气系统稳定。结论可为LRC储气库设计提供参考依据。

强对流下输电塔-线体系倒塌易损性与风险分析

王丽欢,郜帆,柴林杰,张腾,宇飞洋,张欣,田利

2026, 56(4): 163-175. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2026.090

摘要 ( 4 )

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为准确评估复杂气象下输电线路的真实失效风险,基于Copula理论构建风速-雨强-风向三维联合概率分布模型,提出强化对流天气下结构易损性与全概率失效评估方法。优选各变量边缘分布并引入阿基米德Copula函数,利用冀南地区1971~2020年长序列气象数据,量化风-雨-风向联合重现期下的次生灾害折减效应;建立输电塔-线体系精细化模型,以节间位移角为判断标准,揭示不同风攻角下输电塔由局部斜材失稳诱发的整体倒塌机理,并得出风致易损性曲线;通过全风向加权积分耦合气象三维联合概率模型与易损性模型,得到结构的年总失效概率。

重型车油气悬架技术现状及展望

朱青,杨旭,张强强,冯文,韩冬,郑圆圆

2026, 56(4): 176-187. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2026.047

摘要 ( 6 )

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基于对现有重型车油气悬架类型及特点的分析,从独立式、互联式悬架两类系统出发对重型车油气悬架技术进行综述,并展望技术发展趋势。将独立式悬架技术分为被动式、半主动式、主动式3类,并对不同类型悬架的技术特点分别进行分析与论述;从互联形式、控制策略两方面介绍互联式悬架的特点及其研究进展;展望重型车油气悬架系统在绿色化运行、智能化控制、网联化管理、预测性运维等方面的发展趋势。通过归纳总结重型车油气悬架技术研究成果,明确现有技术基础及存在的问题,为后续研究奠定基础。

深水油气水下测试树液动高压球阀硬密封机构优化

张茂奇,唐洋,莫丽,舒将军,魏剑飞,谭振兴

2026, 56(4): 188-196. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2025.012

摘要 ( 3 )

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针对高压球阀金属硬密封的密封机理及结构优化难题,建立球阀主密封副有限元仿真模型,分析结构参数和材料参数对密封面Mises应力及密封比压的影响。采用Box-Behnken试验设计与响应曲面法,构建密封面破坏率和有效接触率数学模型并进行多目标优化。研究结果表明,密封面宽度、密封面外径与阀座外径间距、摩擦系数对密封性能影响最大。当三者分别为14.18 mm、1.5 mm、0.198时,密封面破坏率降低至6.18%,有效接触率提升至30.35%。所提优化设计方案可显著提升高压球阀密封可靠性,为深水油气工程应用提供理论指导。

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