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基于三指标的高速公路沥青路面养护效果评价方法及影响因素研究

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太原理工大学学报 2024年

作者：赵晨浩王浩仰白烨伦敦大学学院巴特莱特建筑学院交通运输部公路科学研究院太原理工大学土木工程学院中公高科养护科技股份有限公司

以某省高速公路沥青路面为研究对象，采用路面损坏状况指数（PCI）、路面行驶质量指数（RQI）和路面车辙深度指数（RDI）三项指标，通过计算并分析养护措施面积、养护前后衰变率、性能指标变化率比（PVSR），研究并评价封层、薄层罩面... 详细信息

以某省高速公路沥青路面为研究对象，采用路面损坏状况指数（PCI）、路面行驶质量指数（RQI）和路面车辙深度指数（RDI）三项指标，通过计算并分析养护措施面积、养护前后衰变率、性能指标变化率比（PVSR），研究并评价封层、薄层罩面、超表处、就地热再生和铣刨重铺上面层五种不同养护措施的效果，进而建立多元回归分析模型开展效果的影响因素分析及研究。结果表明：对于高速公路沥青路面，就地热再生和铣刨重铺上面层相对于其他三种养护措施表现出更佳的养护效果；车道、养护前PCI、养护措施、养护措施和养护前RQI的交互性、养护措施和养护后平均交通量（AADT）的交互性均对养护效果有极为显著的影响；路面损坏状况指数（PCI）越低的情况下开展养护，养护效果越显著；随着交通量（AADT）的增加，养护措施之间养护效果的差异逐渐明显。

关键词：沥青路面高速公路养护效果评价方法影响因素

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大西高铁牵引供电系统提速方案研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 64-70页

作者：吴亚飞中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:大西高铁线下工程按时速350 km设计,时速250 km开通运营,拟提速至时速300 km。确定提速改造方案需对既有牵引供电系统供电能力及设备状况进行评估及校验,结合牵引负荷增长需求,按5 min、4 min追踪间隔对全线牵引网电压水平和... 详细信息

研究目的:大西高铁线下工程按时速350 km设计,时速250 km开通运营,拟提速至时速300 km。确定提速改造方案需对既有牵引供电系统供电能力及设备状况进行评估及校验,结合牵引负荷增长需求,按5 min、4 min追踪间隔对全线牵引网电压水平和接触网有效电流进行研究,通过牵引供电设施分布、牵引变压器容量和其他设备容量分析,确定设备补强方案;通过弓网仿真研究确定接触网系统张力,进而校核接触网基础容量及零部件的适应性并确定改造方案。研究结论:(1)经对既有牵引供电系统供电能力及设备仿真分析,既有供电设施分布满足提速要求,除西安北牵引变电所牵引变压器安装容量满足要求外,其余牵引变电所均需增容改造;(2)牵引变电所配电装置维持既有布置方案,对容量不满足要求的电流互感器和导线进行扩容改造;(3)接触悬挂线材维持既有型号,正线额定张力调整至28.5 kN+21 kN,同步改造部分接触网零部件;(4)本研究成果可为高速铁路牵引供电系统提速、达速及提质等类似工程提供借鉴和参考。

关键词：高速铁路牵引供电牵引变电接触网提速

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基于三维关键点投票的物体位姿估计方法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 291-300页

作者：王太勇于恩霖天津大学机械工程学院天津300350 天津仁爱学院天津301636

针对单帧RGB-D图像进行物体六自由度位姿估计时,在物体遮挡、光线情况不良、低纹理情况下性能不佳的问题,本文设计了一种基于多网络特征融合(颜色特征提取网络和点云特征提取网络)的深度学习网络.首先,使用颜色特征提取网络提取RGB图像... 详细信息

针对单帧RGB-D图像进行物体六自由度位姿估计时,在物体遮挡、光线情况不良、低纹理情况下性能不佳的问题,本文设计了一种基于多网络特征融合(颜色特征提取网络和点云特征提取网络)的深度学习网络.首先,使用颜色特征提取网络提取RGB图像中的纹理特征,使用点云特征提取网络计算深度图中的点云特征,进行几何特征与纹理特征计算后,回归计算点云的关键点投票及实例语义信息.然后,通过投票聚类方式计算每个实例的所属类别和关键点位置.将RGB-D图像中的颜色信息与几何信息分别计算,由于后续操作需要充分考虑像素及点云的局部信息与全局信息,分别使用改进后的残差神经网络和RIPoint(residuals inverted point)网络提取数据特征.采用神经网络中的特征融合方法将颜色信息与几何信息充分提取,为后续模块提供更有效的点云特征.使用深度霍夫投票算法与均值偏移聚类算法计算实例的三维关键点坐标.最后,利用最小二乘拟合方法计算预测三维关键点的物体位姿参数.在LineMOD数据集和YCB-Video数据集上进行测试,实验结果表明:与六自由度物体位姿估计方法相比,本文模型预测的物体位姿准确率高于其他方法,平均准确率分别达到99.5%和96.9%.网络同时基本满足实时性要求,完成一帧RGB-D图像的多实例物体位姿估计时间需0.06 s.

关键词：物体位姿估计深度学习机器视觉点云

bcc结构下二元合金Fe-X(X=Cr,Co,Mo,W)低温低浓度下固溶软化行为的机制

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 15-21页

作者：王娜李翔飞北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

采用第一性原理计算研究了体心立方(bcc)Fe的4种二元合金Fe-X(X=Cr,Co,Mo,W)低温低浓度下固溶软化行为的机制,发现低温低浓度下的固溶软化行为由双扭结形核控制,由溶质原子直接引起双扭结形核势垒降低为固溶软化的本征机制,而由溶质原... 详细信息

采用第一性原理计算研究了体心立方(bcc)Fe的4种二元合金Fe-X(X=Cr,Co,Mo,W)低温低浓度下固溶软化行为的机制,发现低温低浓度下的固溶软化行为由双扭结形核控制,由溶质原子直接引起双扭结形核势垒降低为固溶软化的本征机制,而由溶质原子对间隙原子清除减少双扭结形核为固溶软化的外部机制.分别计算了bcc Fe的4种二元合金Fe-X(X=Cr,Co,Mo,W)中反映双扭结形核势垒的原子行位移(ARD)能和堆垛层错(GSF)能.计算结果表明,仅Cr可微弱降低ARD和GSF能,而Co,Mo,W均引起ARD和GSF能升高,因此,依据固溶软化的本征机制,仅Cr引起固溶软化,而Co,Mo,W均引起固溶强化.Cr,Mo,W与周围Fe原子均为反铁磁相互作用,Co与Fe为铁磁相互作用.尽管铁磁/反铁磁相互作用与价电子数(电子构型)具有一定相关性,双扭结形核势垒并不与价电子数(电子构型)明显相关.进一步的计算表明,双扭结形核势垒与其结合能呈现正相关关系,Cr与Fe结合能减弱,因此双扭结形核势垒降低,而Co,Mo,W与Fe结合能增强,因此双扭结形核势垒升高.而结合能并未表现出与原子半径、电子数(电子构型)的明显相关性,因此,双扭结形核势垒并不与原子半径、电子数(电子构型)明显相关.依据本征机制,Co,Mo,W与Fe的结合能增强引起双扭结形核势垒升高,因此为固溶强化,其二元合金低温低浓度下的固溶软化行为无法用本征机制解释,需要考虑外部机制(如间隙C原子的作用),而Cr二元合金的固溶软化行为可能为本征机制.

关键词：体心立方铁二元合金原子行位移能堆垛层错能固溶软化

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滑窗注意力多尺度均衡的密集行人检测算法

计算机科学与探索 2024年第5期18卷 1286-1300页

作者：于范张菁上海工程技术大学电子电气工程学院上海200335

由于现实场景下的行人目标在形态、尺度等方面存在巨大差异,相比于传统方法对多尺度行人检测平均精准率较低的情况,基于Transformer注意力机制的网络在行人检测领域已经展现出强大的性能。然而,密集场景下的多尺度检测仍存在一些难点。... 详细信息

由于现实场景下的行人目标在形态、尺度等方面存在巨大差异,相比于传统方法对多尺度行人检测平均精准率较低的情况,基于Transformer注意力机制的网络在行人检测领域已经展现出强大的性能。然而,密集场景下的多尺度检测仍存在一些难点。在密集场景中,通常会包含大量的被遮挡或小规模的行人目标,导致模型产生大量的误检和漏检,同时耗费大量的计算资源。此外,当行人目标重叠较为严重时,准确地检出所有目标也会变得极为困难。为了解决上述问题,提出了一种基于滑窗注意力的密集场景多尺度行人检测算法。在Backbone中使用改进Swin block使得网络能够提取到更多的细节特征,同时减少注意力机制带来的繁重计算量。为有效解决特征融合问题,在Neck部分使用DyHead block来统一多个注意力运算,以此提高特征融合效率。针对特征均衡问题,设计了一种基于全连接的特征尺度均衡模块,通过在特征金字塔的各层级之间构造不同的残差结构来进行特征平衡,辅助模型生成更高质量的特征图。在WiderPerson数据集上的实验结果表明,该算法在AP值上提升了1.1个百分点,在最值得关注的小目标和中目标上也分别有1.0和0.7个百分点的提升。

关键词：多尺度行人检测深度学习密集场景滑窗注意力特征融合均衡

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人群跳跃荷载时变协同性因子研究

振动工程学报 2024年第1期37卷 11-19页

作者：于秉仟陈隽李洋同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

协同性因子是跳跃人群中各单人间动作一致程度的度量指标,是人致结构振动分析中人群跳跃荷载建模的关键参数。现有协同性因子大都是定义在较长时段内的均值参数,其计算依据也是实验室条件下才能获取的地反力或特征点轨迹等,不能准确反... 详细信息

协同性因子是跳跃人群中各单人间动作一致程度的度量指标,是人致结构振动分析中人群跳跃荷载建模的关键参数。现有协同性因子大都是定义在较长时段内的均值参数,其计算依据也是实验室条件下才能获取的地反力或特征点轨迹等,不能准确反映跳跃者个体差异的时变特性,也难以直接应用于实际场景下结构的振动监测。对此,提出了人群跳跃荷载的时变协同性因子,采用计算机视觉中的多目标跟踪技术对跳跃人群进行实时监测,并计算协同性因子。开展了佩戴无线测力鞋垫的多人跳跃实验,通过与实验结果的对比,验证了时变协同性因子的合理性以及多目标跟踪技术的有效性,可用于工程结构的安全运维、人致结构振动分析和人群跳跃时变荷载的模拟。

关键词：人群跳跃荷载时变协同性因子多目标跟踪智能运维

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滇中云南松林地表可燃物含水率预测模型

生态学杂志 2024年第2期43卷 342-351页

作者：高仲亮王何晨阳魏建珩曹宇飞于闻天王秋华周汝良韩丽王锲于寿福西南林业大学土木工程学院昆明650224 云南省森林灾害预警与控制重点试验室昆明650224

云南松针叶富含油脂,防火期含水率低,是滇中地区林火主要地表可燃物。在2020年防火期持续采集滇中地区云南松林地表可燃物含水率数据,使用相关性分析、公因子方差、膨胀系数和多重预测回归模型,探究地形、气象、林分等因子与含水率的关... 详细信息

云南松针叶富含油脂,防火期含水率低,是滇中地区林火主要地表可燃物。在2020年防火期持续采集滇中地区云南松林地表可燃物含水率数据,使用相关性分析、公因子方差、膨胀系数和多重预测回归模型,探究地形、气象、林分等因子与含水率的关系,利用离差标准化法调整模型系数及完成模型精度评价。结果表明:云南松林地表可燃物含水率影响因子排序为温度>湿度>风速>坡向>郁闭度>坡度>海拔>风向,坡向、林分郁闭度指标方差膨胀系数VIF>10,存在共线性;因此选择温度、湿度、风速、坡度、海拔构建含水率预测回归模型E_(1),k、s、g代表云南松枯枝、松针和小灌枯枝-枯草,Y_(k1)、Y_(s1)、Y_(g1)平均拟合度为74.35%,平均误差率为32.06%,误差率偏高。以强相关(r>0.70)因子温度、湿度、风速为自变量重构含水率预测增强回归模型E_(2),其Y_(k2)、Y_(s2)、Y_(g2)平均拟合度为83.99%,平均误差率为17.09%,其拟合度、误差率均优于E1。在E2基础上选择具有现实意义的弱相关性因子坡向、坡度、海拔、郁闭度为调整因子,并运用离差标准化法转化为系数,构建含水率预测系数校正回归模型E_(3),其Y_(k3)、Y_(s3)、Y_(g3)平均拟合度89.72%,平均误差率为8.48%。E_(3)精度优于E_(1)、E_(2),其Y_(k3)、Y_(s3)、Y_(g3)拟合优度分别提升9.69%、2.11%,4.84%、10.77%,8.41%、4.33%,误差率降低15.65%、6.89%,11.24%、13.69%,18.01%、5.24%。增加校正系数可提高模型预测精度,同时模型因子易获取,便于林火管理者野外快捷、精准、实时预测滇中云南松林地表可燃物含水率,为林火防控提供技术支持。

关键词：云南松地表可燃物含水率预测模型系数校正

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基于动作捕捉与深度学习的跳跃荷载重构方法

振动与冲击 2024年第5期43卷 231-238页

作者：王浩祺于秉仟陈隽同济大学土木工程学院上海200092

通过学科交叉,采用医学和运动生物力学中的动作捕捉技术开展了27人次的跳跃荷载试验,总计获得9 985条单次跳跃的反力时程曲线及其对应的人体特征点运动轨迹。利用卷积神经网络技术,以特征点轨迹作为网络输入,分别以地反力三参数模型和... 详细信息

通过学科交叉,采用医学和运动生物力学中的动作捕捉技术开展了27人次的跳跃荷载试验,总计获得9 985条单次跳跃的反力时程曲线及其对应的人体特征点运动轨迹。利用卷积神经网络技术,以特征点轨迹作为网络输入,分别以地反力三参数模型和多参数模型的目标参数作为输出,训练获得轨迹与地反力之间的高维非线性关系,实现了跳跃荷载重构。与实测荷载的对比表明,跳跃荷载三参数模型能较好地重构单次跳跃曲线的幅值,而多参数模型能更好地反映荷载的时频域特征,适用于不同的使用场合。该方法可作为一种新型的跳跃荷载间接测量手段,结合计算机视觉技术开展服役工程结构的人致荷载监测。

关键词：跳跃荷载动作捕捉卷积神经网络(CNN) 荷载重构振动舒适度

考虑主余震强度比和主震损伤状态的RC框架结构易损性分析

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世界地震工程 2024年第2期40卷 14-25页

作者：宋鹏彦王晨赵仰康河北大学建筑工程学院河北保定071002 河北省土木工程监测与评估技术创新中心河北保定071002 山西省建筑科学研究院山西太原030051

大量的地震灾害经验表明:余震可能会对结构造成不可忽略的“二次损伤”,然而目前国内外相关规范均未明确规定在结构抗震设计时需考虑余震作用。因此,本文以易损性为结构抗震性能评估方法,将余震纳入到易损性分析框架中。选取40条真实记... 详细信息

大量的地震灾害经验表明:余震可能会对结构造成不可忽略的“二次损伤”,然而目前国内外相关规范均未明确规定在结构抗震设计时需考虑余震作用。因此,本文以易损性为结构抗震性能评估方法,将余震纳入到易损性分析框架中。选取40条真实记录到的主余震序列作为结构地震输入,采用修正的Park-Ang损伤指数描述结构的损伤,从两种角度评估余震对结构易损性的影响:1)将主余震序列看成一条延长的地震动,直接作为结构的地震动输入,考虑4种主余震强度比IM_(A)/IM_(M)(IM即intensity measure),通过建立结构的概率地震需求模型,进行地震易损性分析。2)定义4种主震损伤状态,首先,将主震记录作为输入得到主震损伤结构;其次,对4种主震损伤结构进行余震倒塌易损性分析。研究结果表明:余震对增大结构的易损性,当IM_(A)/IM_(M)=0.5~1.2时,结构易损性曲线的中值IM_(M)平均降低了2.6%~26.7%;当经历主震后结构的损伤指数为0.1~0.7时,后续抵抗余震倒塌的能力降低了0.63%~22.6%。

关键词：主余震序列地震易损性修正的Park-Ang指数主余震强度比主震损伤状态