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改进三次埃尔米特的高铁桥墩沉降数据插值法

测绘科学 2024年第7期 29-36页

作者：梁琦龚循强鲁铁定游为汪宏宇东华理工大学测绘与空间信息工程学院东华理工大学自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室西南交通大学高速铁路安全运营空间信息技术国家地方联合工程实验室

针对高铁桥墩沉降观测量不等时距的问题，提出一种改进三次埃尔米特(Hermite)的插值方法，利用加权最小二乘所求的三次拟合多项式求导计算斜率代替原本三次Hermite使用斜率推算方法，考虑观测量整体的变化趋势，实现方法性能的提升。结... 详细信息

针对高铁桥墩沉降观测量不等时距的问题，提出一种改进三次埃尔米特(Hermite)的插值方法，利用加权最小二乘所求的三次拟合多项式求导计算斜率代替原本三次Hermite使用斜率推算方法，考虑观测量整体的变化趋势，实现方法性能的提升。结合模拟数据和高铁桥墩沉降工程实例数据，将改进三次Hermite插值方法与其他5种传统方法进行比较，实验结果表明，本文所提方法的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)在工程实例实验中比其他5种方法中最优的线性插值法平均提升了8.802%、11.456%、6.972%,说明本方法插值结果更为准确。

关键词：数据插值高铁桥墩改进三次Hermite 加权最小二乘插值方法

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化工管道设计中的管道应力分析

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第5期 0085-0088页

作者：汪宏宇胜帮科技股份有限公司上海201210

管道应力分析是化工管道设计的重要环节,对于确保管道系统的结构完整性、优化管道布置、延长管道使用寿命具有重要意义。当前管道应力分析仍存在分析方法较为传统、考虑因素单一、缺乏系统化分析流程、分析软件使用不够熟练等问题。为... 详细信息

管道应力分析是化工管道设计的重要环节,对于确保管道系统的结构完整性、优化管道布置、延长管道使用寿命具有重要意义。当前管道应力分析仍存在分析方法较为传统、考虑因素单一、缺乏系统化分析流程、分析软件使用不够熟练等问题。为提高管道应力分析水平,应采用先进的有限元分析方法,充分考虑各种工况载荷影响,建立标准的分析流程,加强分析人员的专业培训。随着化工行业的快速发展,管道应力分析技术也必将不断创新进步,为保障化工生产安全、提升管道设计水平做出更大贡献。

关键词：化工管道应力分析有限元法复杂工况分析流程专业培训

冬季非均匀增温与积雪及光周期变化对温带植被物候影响研究进展

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地理科学进展 2024年第8期43卷 1666-1680页

作者：王笑影周玉科李荣平贾庆宇蔡福温日红谢艳兵赵先丽邹旭东汪宏宇中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

气候变化速率在日尺度和季节尺度上表现出差异性,并且呈现出非均匀增温的特点。特别是在北半球中高纬度地区,夜间的升温速度超过白天,而冬季的升温速度超过夏季。准确评估非均匀增温对陆地生态系统结构和功能的影响,是全球变化研究领域... 详细信息

气候变化速率在日尺度和季节尺度上表现出差异性,并且呈现出非均匀增温的特点。特别是在北半球中高纬度地区,夜间的升温速度超过白天,而冬季的升温速度超过夏季。准确评估非均匀增温对陆地生态系统结构和功能的影响,是全球变化研究领域一项重大挑战。论文通过文献综述,系统地分析了冬季非均匀增温、积雪变化以及光周期对春季植被物候特征的影响,同时探讨了这种影响存在的物种特异性、地理位置异质性以及季节补偿效应。研究认为,当前对非均匀增温影响的研究在观测实验能力方面存在明显不足,对光照、温度和水分耦合作用的理解和认识尚不充分,且模型模拟能力有待提高。因此,未来研究应重视开发新型观测和实验方法,例如精心设计控制实验,以深入探究温带地区光照、温度和水分对植物物候的潜在调控机制。这将有助于加强对非均匀增温影响机制的认识和理解,并将这些影响因素纳入模型模拟中,从而提升对季节性气候变化如何塑造植被动态过程的认知和理解。

关键词：非均匀增温积雪光周期冬季植被物候

基于优化小波分量的高铁桥墩沉降异常探测方法

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测绘工程 2024年第1期33卷 41-46页

作者：支君豪龚循强杨忠鲁铁定汪宏宇罗升东华理工大学测绘与空间信息工程学院南昌330013 东华理工大学自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室南昌330013 南昌铁路勘测设计院有限责任公司南昌330002

针对高铁桥墩沉降数据中传统异常值探测方法存在探测结果不理想的情况,提出一种基于优化小波分量的高铁桥墩沉降异常值探测方法。所提方法在拉依达准则法的基础上,通过优化小波分量降低小波分量中的噪声影响并充分利用小波分量中的有效... 详细信息

针对高铁桥墩沉降数据中传统异常值探测方法存在探测结果不理想的情况,提出一种基于优化小波分量的高铁桥墩沉降异常值探测方法。所提方法在拉依达准则法的基础上,通过优化小波分量降低小波分量中的噪声影响并充分利用小波分量中的有效信息。利用模拟实验数据和工程实例数据进行实验,并与拉依达准则法、IQR法、MAD法以及4种传统小波组合方法进行对比分析。实验结果表明,文中所提方法相较于单一异常值探测方法和其它小波组合方法能够探测出更多的异常值,且探测结果更加可靠。

关键词：高速铁路异常探测优化小波分量拉依达准则桥墩沉降数据

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沈阳空气质量对到达地面太阳辐射的影响分析

中国环境科学 2020年第7期40卷 2839-2849页

作者：汪宏宇龚强付丹丹中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 沈阳市生态环境局铁西分局辽宁沈阳110021

利用沈阳国家基本气象站1961~2017年气象观测数据和沈阳市2013~2017年逐日空气质量监测数据,研究了沈阳市太阳辐射与空气质量变化特征,及空气质量对到达地面太阳辐射的影响.结果表明:20世纪90年代之后沈阳市太阳总辐射"变亮"与日照增多... 详细信息

利用沈阳国家基本气象站1961~2017年气象观测数据和沈阳市2013~2017年逐日空气质量监测数据,研究了沈阳市太阳辐射与空气质量变化特征,及空气质量对到达地面太阳辐射的影响.结果表明:20世纪90年代之后沈阳市太阳总辐射"变亮"与日照增多、大气清洁度增加有关,与总云量、水汽压基本不存在线性相关关系.太阳辐射与空气质量的季节特征相反,太阳总辐射总体为春夏季和初秋强、深秋和冬季弱,而SO2、NO2、CO、PM10、PM2.5质量浓度以及AQI指数为春夏季和初秋低、深秋及冬季高.在气象因子差异不大的情况下,空气质量情况是影响太阳辐射偏强或偏弱的关键因素,SO2、NO2、CO、PM10、PM2.5质量浓度偏低是沈阳2017年太阳总辐射、直接辐射异常强的主要原因之一.晴天情况下,沈阳空气质量三级较二级情况下太阳总辐射平均衰减了10%,直接辐射平均衰减了18%.12月下旬的晴天严重污染日,空气污染可导致直接辐射减少67%,总辐射减少34%.PM2.5的削光作用更为明显,PM2.5为首要污染物的晴天平均太阳直接辐射衰减明显大于以SO2和PM10为首要污染物的情况,虽然PM2.5为首要污染物时的日平均散射辐射大于PM10为首要污染物的情况,但不足以补充其对直接辐射的衰减,进而导致总辐射衰减.

关键词：太阳辐射空气质量影响沈阳

基于RLM-MC的高速铁路桥墩沉降曲线预测方法

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铁道学报 2022年第10期44卷 142-149页

作者：龚循强汪宏宇鲁铁定游为东华理工大学测绘工程学院江西南昌330013 自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室江西南昌330013 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756

为削弱观测数据中异常值带来的扰动,优化曲线拟合的参数估计结果,解决曲线模型无法有效反映动态过程存在的随机波动问题,提出一种基于稳健Levenberg-Marquardt (RLM)和马尔可夫链(MC)的曲线预测方法。利用非线性最小二乘方法中的Levenbe... 详细信息

为削弱观测数据中异常值带来的扰动,优化曲线拟合的参数估计结果,解决曲线模型无法有效反映动态过程存在的随机波动问题,提出一种基于稳健Levenberg-Marquardt (RLM)和马尔可夫链(MC)的曲线预测方法。利用非线性最小二乘方法中的Levenberg-Marquardt(LM)方法优化Logistic模型参数,引入稳健估计抵抗异常值,形成稳健Levenberg-Marquardt方法,最后利用马尔可夫链对预测值进行修正,从而提高预测准确度。结合高速铁路桥墩沉降数据,将RLM方法的参数估计结果与最小二乘(LS)方法、稳健最小二乘(RLS)方法和LM方法进行比较,结果表明,RLM方法的参数估计结果在四种方法中精度最优。在预测结果的比较分析中,本方法的平均绝对误差、均方根误差和平均绝对百分比误差指标均小于其他四种方法,说明本方法预测结果更为准确。

关键词：沉降预测高速铁路桥墩稳健非线性最小二乘马尔可夫链曲线预测方法

对外贸易对成渝地区双城经济圈绿色全要素生产率的影响研究

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对外贸易对成渝地区双城经济圈绿色全要素生产率的影响研究

作者：汪宏宇重庆工商大学

学位级别：硕士

伴随西部地区整体开放型经济水平的迅速提升,西部地区对外贸易迎来了重要的发展机遇,对外贸易总量实现快速增长,地区经济增速也迅速提升并逐渐呈现出以重庆、成都两地为核心的经济增长格局。2020年习近平总书记提出并亲自谋划成渝地区... 详细信息

伴随西部地区整体开放型经济水平的迅速提升,西部地区对外贸易迎来了重要的发展机遇,对外贸易总量实现快速增长,地区经济增速也迅速提升并逐渐呈现出以重庆、成都两地为核心的经济增长格局。2020年习近平总书记提出并亲自谋划成渝地区双城经济圈战略,这是我国立足新发展格局下的一项重大战略举措,旨在形成我国经济高质量发展的重要增长极,成为推动中国经济可持续增长的新动能。经济高质量高效益发展的重要衡量指标是绿色全要素生产率(GTFP)的提升,即在提高全要素生产率的同时注重绿色可持续发展,这也是新常态下适应我国区域经济高质量发展的必然要求。因此,在经济高质量发展视域下研究对外贸易对绿色全要素生产率的影响机制,评估外贸进出口对绿色全要素生产率的影响及可能存在的空间溢出效应,对于制定以提高绿色全要素生产率为核心的外贸发展政策,实现地区经济绿色转型与高质量发展具有重要的理论价值和现实意义。本文首先通过梳理近年来国内外对外贸易及绿色全要素生产率相关的理论与文献,研究分析了对外贸易影响绿色全要素生产率的作用机理。然后,分析成渝地区双城经济圈的对外贸易发展现状,并且从空间计量角度对成渝地区双城经济圈对外贸易对绿色全要素生产率的影响作用及空间溢出效应等进行计量研究。本文得出如下主要研究结论:(1)成渝地区双城经济圈绿色全要素生产近年来总体呈缓慢波动增长态势,绿色全要素生产率的增长主要源于绿色技术进步。(2)成渝地区双城经济圈各地级市的绿色全要素生产率存在显著的空间相关性,且总体呈现高值与高值相邻、低值与低值相邻的空间集聚与分布特征。(3)当前对外贸易的规模结构从总体看并不利于成渝地区双城经济圈绿色全要素生产率的提升,其中出口贸易对本地区绿色全要素生产率增长有显著的负向影响,对邻近地区绿色全要素生产率的提升也存在不显著的负向抑制作用;而进口贸易对本地绿色全要素生产率增长表现为不显著的正向促进作用,对邻近地区绿色全要生产率的间接效应则显著为正。最后,本文提出了推动对外贸易结构转型升级、优化地区外贸方式、促进贸易产业协同及开放合作等方面的相关政策建议,以期为新形势背景下成渝地区双城经济圈进一步发展和深化贸易开放,促进地区绿色全要素生产率持续提升提供相应对策思路。

关键词：成渝地区双城经济圈对外贸易绿色全要素生产率空间杜宾模型

基于组合模型和深度学习的高速铁路桥墩沉降预测方法

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基于组合模型和深度学习的高速铁路桥墩沉降预测方法

作者：汪宏宇东华理工大学

学位级别：硕士

高速铁路桥墩沉降直接关系到能否进行轨道铺设,对高速铁路桥墩沉降量进行精准预测是保障高速铁路工程进度和后续安全运营的关键因素。实际工程中对于高速铁路桥墩沉降数据,通常采用多种曲线回归方法进行回归分析,选取相关系数最高,且不... 详细信息

高速铁路桥墩沉降直接关系到能否进行轨道铺设,对高速铁路桥墩沉降量进行精准预测是保障高速铁路工程进度和后续安全运营的关键因素。实际工程中对于高速铁路桥墩沉降数据,通常采用多种曲线回归方法进行回归分析,选取相关系数最高,且不低于0.92的曲线回归方法进行后续预测评估。然而,曲线回归方法一般是某种特定的曲线函数,无法反映沉降的波动性,且其预测结果容易受到观测数据中可能存在的异常值影响。此外,高速铁路桥墩沉降观测在不同阶段有着不同的观测频次,是典型的不等时距序列。在观测初期或是施工紧张时期,观测数据有限可能导致曲线回归方法相关系数低于0.92。当处于观测后期需进行工后长期沉降预测时,观测数据通常较多,沉降随时间变化呈现出复杂的非线性关系,常用曲线回归方法难以充分描述复杂多变的沉降变化规律。针对上述问题,本论文从高速铁路桥墩沉降安全监测的应用需求出发,根据不同观测情况,将高速铁路桥墩沉降划分为三个主要场景,针对性改进和提出相应的预测方法。本论文主要工作内容如下:(1)从高速铁路桥墩沉降观测基本过程出发,分析高速铁路桥墩沉降数据在不同阶段的不同特点,以及工程中现行曲线回归方法在不同情况下存在的主要问题。为充分利用不同预测方法的独特优势,将沉降预测工作划分为曲线回归方法适用的常规预测、曲线回归方法不适用的小样本预测和工后长期预测三个主要场景,为解决不同场景下高速铁路桥墩沉降预测奠定理论基础。(2)对于曲线回归方法适用的常规预测场景,进一步改进曲线回归预测方法提高其预测精度。首先利用非线性最小二乘方法中的Levenberg–Marquardt(LM)方法优化Logistic曲线参数,然后引入稳健估计抵抗异常值,形成稳健Levenberg–Marquardt(RLM)方法,最后利用马尔可夫链(MC)对预测值进行修正。结合两组实际工程数据将改进的曲线回归方法与基于最小二乘、稳健最小二乘、LM和RLM的曲线回归方法相比较,验证改进曲线回归方法的有效性。(3)对于曲线回归方法不适用的小样本预测场景,提出一种基于稳健加权总体最小二乘自回归(RWTLS-AR)和自适应动态三次指数平滑(ADCES)的组合预测方法。其中RWTLS-AR方法利用稳健加权总体最小二乘考虑自回归方法参数估计中观测向量和系数矩阵的误差,同时有效抵抗观测数据中的异常值,以提高在观测数据较少时的预测精度。自适应动态三次指数平滑方法基于粒子群算法建立自适应动态判断机制,使预测结果不易受到数据中随机波动带来的影响,可更加灵活地反映沉降数据的变化趋势,提高小样本预测的稳定性。通过三组实际工程数据,与两个单项预测方法和三个先进的小样本组合预测方法进行比较分析,说明本论文研究的小样本组合预测方法的优越性。(4)对于曲线回归方法不适用的工后长期预测场景,研究一种基于深度学习的不等时距高速铁路桥墩工后沉降长期预测方法。首先利用改进对角掩码自注意力方法对沉降数据进行插值处理,得到数据量充足的等时距沉降序列。然后,基于改进完全自适应噪声集合经验模态分解方法将沉降序列分解并重构为规律性较强的子分量,以降低沉降序列的复杂性。最后,采用LSTM-Attention-CNN方法分别对简化后的子分量进行预测重构,实现工后长期高精度预测。实验结果表明,本论文所提工后沉降长期预测方法在设计的三个实验中平均绝对误差、均方误差和平均绝对百分比误差,分别为0.067mm、0.092mm、4.452%,0.149mm、0.185mm、9.705%以及0.379mm、0.427mm、12.179%,在所有结果中均表现最优。

关键词：高速铁路桥墩沉降预测组合模型深度学习改进曲线回归方法

TiO2微球制备与改性及其应用于检测干片涂层的研究

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TiO2微球制备与改性及其应用于检测干片涂层的研究

作者：汪宏宇北京化工大学

学位级别：硕士

二氧化钛(TiO2)因其具有无毒、稳定性好、光反射率高等特点被广泛应用于光反射涂层等领域。均一粒径的TiO2微球具有摩擦系数低,且反射均匀等优点,常被医疗行业应用于干化学体外诊断试剂(干片)的多功能层中,多功能层的制备需要将TiO2添... 详细信息

二氧化钛(TiO2)因其具有无毒、稳定性好、光反射率高等特点被广泛应用于光反射涂层等领域。均一粒径的TiO2微球具有摩擦系数低,且反射均匀等优点,常被医疗行业应用于干化学体外诊断试剂(干片)的多功能层中,多功能层的制备需要将TiO2添加到含醋酸纤维素的铸膜液中,而市售TiO2由于形貌不规则、分散性差等特点无法应用在干片领域。因而,制备均一粒径TiO2微球并使其能在有机溶剂中形成均一稳定的浆料,是实现TiO2粉体在干片领域应用的关键技术。论文以四氯化钛为钛源,羟丙基纤维素(HPC)为分散剂,尿素为沉淀剂,制备了 TiO2微球,考察了原料的加入量对颗粒的影响,结果表明,当羟丙基纤维素添加量为0.8×10-3g·mL-1、n(尿素):n(TiC14)=6:1时,制得的TiO2微球形状规整、粒径均一,平均粒径为1μm左右。以制备的均一粒径的TiO2微球为原料,分别使用硅烷偶联剂KH-570、钛酸酯偶联剂HY201、铝酸酯偶联剂HYA1对其进行表面改性。以粉末在丙酮中上层悬浊液的透光率、沉降体积、对水的接触角为考察指标,分别考察了偶联剂用量、偶联时间、偶联温度、浆液的pH值对表面疏水性能的影响。结果发现,当硅烷偶联剂KH-570用量为10%、偶联时间1.5 h、偶联温度80℃、浆液的pH值为6.5时,偶联剂的接枝率为1.52%,改性后TiO2粉体对水的接触角达120℃以上,亲油化度提高到42.5%,可在丙酮中形成均一稳定的分散体系,可用于制备干片的多功能层浆料。以硅烷偶联剂KH-570改性的TiO2微球为原料,制备多功能层。考察了铸膜液的量、搅拌时间、膜层厚度等因素对多功能层的性能影响。在醋酸纤维素与TiO2的质量比为0.05:1～0.06:1、搅拌时间不少于120 min的条件下制得多功能层浆料,并在PET基材上涂覆厚度不小于0.24 mm的膜层,经SEM表征及反射光度计检测,此条件下制备的多功能层表面均匀、且孔结构密集、平均孔径为2～3 μm,对500 nm～700 nm波长的光的反射率达90%以上。将上述制备的多功能层浆料涂覆于干片的试剂层上,分别制得肌酐(CREA)、尿素氮(BUN)检测干片,并用于检测血清中CREA、BUN的浓度。结果表明,以该多功能层浆料制备的干片检测的结果重现性好,对不同浓度的血清反应后颜色梯度明显,这为开发CREA、BUN干化学体外诊断试剂打下了坚实的基础。

关键词：二氧化钛微球制备表面改性医疗检测肌酐尿素氮