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基于复合动态采样的自动驾驶矿车节能路径规划方法

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汽车工程 2024年第4期46卷 588-595,642页

作者：丁志杰王亚飞章翼辰邬明宇王亦乐上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学汽车动力与智能控制国家工程研究中心上海200240

近年来,考虑安全与效率的自动驾驶矿车路径规划方法已逐渐成熟,并在多种矿山场景落地应用。与此同时,产业界和学术界也开始关注如何利用路径规划提升矿车的燃油经济性。针对这一需求,本文提出了一种矿山场景下的自动驾驶矿车节能路径规... 详细信息

近年来,考虑安全与效率的自动驾驶矿车路径规划方法已逐渐成熟,并在多种矿山场景落地应用。与此同时,产业界和学术界也开始关注如何利用路径规划提升矿车的燃油经济性。针对这一需求,本文提出了一种矿山场景下的自动驾驶矿车节能路径规划方法,其主要特点是根据车速、道路坡度及障碍物进行S-L(进度-偏离)和S-T(进度-时间)的复合动态采样。针对矿山典型地形场景,建立了矿车燃油消耗指标,提出了安全性-运行效率-能耗综合路径评价模型;为了防止评价模型的各项权重陷入局部最优,设计了基于模拟退火策略的粒子群自适应优化方法。在矿山实际场景的测试中,本研究提出方法较现有方法在燃油经济性指标上平均提升了11.28%。

关键词：智能汽车自动驾驶燃油经济性局部路径规划

基于PLS模型的镉与微塑料复合污染对冬小麦植株生理和土壤理化性质影响

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环境科学 2024年

作者：陈悦程海宽陈富鹏丰晨晨林迪河南农业大学林学院河南省地质局地质灾害防治中心

探究重金属、微塑料及二者复合污染对冬小麦生长、生理生态及土壤理化性质影响效应，确定关键影响因子，为重金属和微塑料污染生理机制阐释以及污染土壤的生态修复提供理论基础。采用室内土壤盆栽试验，以冬小麦(Triticum aestivum L.)... 详细信息

探究重金属、微塑料及二者复合污染对冬小麦生长、生理生态及土壤理化性质影响效应，确定关键影响因子，为重金属和微塑料污染生理机制阐释以及污染土壤的生态修复提供理论基础。采用室内土壤盆栽试验，以冬小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象，开展土壤重金属镉(Cd)(0 mg·kg-1和5 mg·kg-1)与不同粒径(10 μm和500 μm)和质量分数(0、0.5%、1.0%、5.0%)聚丙烯微塑料(PP-MPs)单一及复合污染对冬小麦生长发育、光合生理、抗氧化酶活性、叶片解剖结构、冠层温度、植株Cd积累、土壤养分及土壤酶活性影响效应研究。同时利用偏最小二乘(PLS)回归模型定量分析各理化特性与冬小麦生长指标间关系，确定关键主控因子。结果表明，小粒径PP-MPs单一及其与Cd复合污染条件下，冬小麦株高显著降低了10.3%～59.9%，叶面积显著降低了5.8%～94.2%，总生物量显著降低了20.0%～84.0%。另外，二者污染条件下，小麦叶片光合效率、叶绿素含量等光合特性明显受到抑制。随两者污染胁迫程度增加，小麦植株群体冠层温度升高，叶片厚度降低；与CK相比，叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)分别提高了13.4%～99.0%、45.5%～122.7%和2.8%～89.2%，且两者间交互效应达极显著水平(P<0.01)。此外，Cd与PP-MPs胁迫后略微增加了土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等养分含量，显著提高了土壤脲酶、酸性磷酸酶和脱氢酶活性。与单一污染因素相比，Cd与PP-MPs复合污染对冬小麦各指标影响均呈协同抑制效应，且10 μm小粒径抑制效应明显强于500 μm大粒径。PLS模型结果显示，土壤酸性磷酸酶为Cd与10 μm小粒径PP-MPs复合污染胁迫下影响冬小麦生长发育指标变化的关键主控因子，土壤速效磷则为500 μm大粒径PP-MPs关键影响因子。研究结果对于评估土壤-植株系统中重金属Cd与MPs复合污染的生态效应提供参考借鉴。

关键词：冬小麦镉(Cd) 微塑料(MPs) 复合污染生理特性偏最小二乘(PLS)

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级间热分离流场干扰特性及动力学数值研究

兵器装备工程学报 2024年第6期45卷 1-9页

作者：王亦君卞云龙张国庆北京理工大学宇航学院北京100081 内蒙动力机械研究所呼和浩特010011

采用数值模拟方法并结合动网格技术对导弹级间热分离过程的非定常流场和刚体运动进行耦合计算,分析级间段内外两侧流场结构的变化规律,并对一级弹体进行了动力学分析。研究结果表明,二级弹体发动机喷管处于过膨胀状态,随着分离过程的进... 详细信息

采用数值模拟方法并结合动网格技术对导弹级间热分离过程的非定常流场和刚体运动进行耦合计算,分析级间段内外两侧流场结构的变化规律,并对一级弹体进行了动力学分析。研究结果表明,二级弹体发动机喷管处于过膨胀状态,随着分离过程的进行,喷管内正激波不断向下游移动,激波强度不断减弱。级间间隙处的横向喷流与外界超声速自由来流形成复杂的流动干扰现象,干扰流场中分离激波和羽流激波强度逐渐减弱并向下游移动。干扰流场流动分离区域面积随着飞行高度增大而不断扩大。随着分离过程的进行,级间段表现为初期憋压、后期泄压的状态,一级弹体轴向载荷呈现初期迅速上升、峰值后迅速下降,再小幅度波动后缓慢下降的规律;随着飞行高度增加,一级弹体侧向位移均向对应坐标轴负方向变化。

关键词：级间热分离数值模拟流动干扰流动分离载荷特性

基于改进狼群算法优化LSTM网络的舆情演化预测

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复杂系统与复杂性科学 2024年第1期21卷 1-11页

作者：李若晨肖人彬华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074

为提高预测舆情演化趋势的能力,提出了一种基于改进狼群算法(IWPA)优化长短期记忆(LSTM)神经网络的舆情演化预测模型。采用Halton Sequence进行初始化,提高种群多样性;设计步长因子进行高斯-正弦扰动变换,提高狼群探索开发能力;结合鲸... 详细信息

为提高预测舆情演化趋势的能力,提出了一种基于改进狼群算法(IWPA)优化长短期记忆(LSTM)神经网络的舆情演化预测模型。采用Halton Sequence进行初始化,提高种群多样性;设计步长因子进行高斯-正弦扰动变换,提高狼群探索开发能力;结合鲸鱼优化算法中的螺旋改进围攻机制,增强狼群的局部搜索能力;引入记忆力机制,使用双向记忆种群增加狼群协同合作能力,将改进后的狼群算法应用到LSTM神经网络的超参数预测。采用“新冠疫情”和“食品安全”等关键词作为实例,证明了IWPA-LSTM神经网络舆情演化预测模型具有良好的准确性和普适性,适用于多种舆情演化的预测。

关键词：舆情演化预测狼群算法 LSTM神经网络 Halton Sequence 正弦扰动鲸鱼螺旋围攻机制记忆力机制

1990~2020年阿克苏河流域土地利用碳排放时空轨迹与影响因素

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环境科学 2024年第6期45卷 3297-3307页

作者：韩方红高凡何兵曹燕姚小晨新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052

土地利用变化会导致不同类型碳源和碳汇功能变化,是碳排放的关键来源.从土地利用变化的角度开展阿克苏河流域碳排放及其影响因素研究,对于促进流域山水林田湖草沙冰一体化保护修复、助力碳达峰与碳中和目标实现具有重要意义.基于1990~2... 详细信息

土地利用变化会导致不同类型碳源和碳汇功能变化,是碳排放的关键来源.从土地利用变化的角度开展阿克苏河流域碳排放及其影响因素研究,对于促进流域山水林田湖草沙冰一体化保护修复、助力碳达峰与碳中和目标实现具有重要意义.基于1990~2020年的4期土地利用数据与同期社会经济数据,测算土地利用碳排放总量,探究土地利用碳排放时空轨迹及其影响因素.结果表明:①1990~2020年,耕地、林地、建设用地和未利用地整体呈增加趋势,草地和水域呈减少态势.土地利用类型空间变化特征主要表现为草地、未利用地转换为耕地;②1990~2020年流域净碳总排放量呈现持续上升趋势,累计增加了14.78×10^(4)t,耕地面积增加是引起流域净碳排放量增长的关键因素;③流域土地利用碳排放量空间上呈中间高四周低的分布格局,净碳排放量显著变化区域主要分布在温宿县南部、阿克苏市、阿瓦提县及阿拉尔市;④人类活动对土地利用碳排放驱动作用最强且其影响由东部向西部逐渐增大,年均气温对土地利用碳排放影响贡献主要集中在阿克苏市东部和阿瓦提县北部,年均降雨量对温宿县北部和阿合奇县西部的抑制作用较强.

关键词：土地利用碳排放时空轨迹空间自相关随机森林模型影响因素时空地理加权回归模型(GTWR)

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基于扰动和层间作用的硬岩层爆演化及预测

采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 504-510页

作者：张晓君刘啸王宇晨山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255000 山东理工大学矿山工程技术研究所山东淄博255000

针对工程岩体层爆研究的不足,根据现场及室内试验硬岩层爆现象,分析硬岩层爆演化,建立层爆演化模型,定义爆裂松脱力,考虑工程扰动和层间关系,结合巷(隧)道开挖前后岩爆层演化,针对演化进程分别建立层爆预测模型,确定层爆发生的必要条件... 详细信息

针对工程岩体层爆研究的不足,根据现场及室内试验硬岩层爆现象,分析硬岩层爆演化,建立层爆演化模型,定义爆裂松脱力,考虑工程扰动和层间关系,结合巷(隧)道开挖前后岩爆层演化,针对演化进程分别建立层爆预测模型,确定层爆发生的必要条件和充要条件。结果表明:理论分析结果与现场实际情况基本一致,给出的预测模型和层爆发生条件是合理和适用的;考虑卸荷致拉、工程扰动和层间关系,得出层爆演化过程爆裂松脱力计算式,层爆第1层可认为是岩爆关键层,控制关键层是控制连锁性层爆的关键,应该把强化和加固关键层作为岩爆控制重点;根据能量演化情况,得出工程岩体发生层爆的层数计算式,在同等情况下,岩爆倾向性硬岩更易诱发层爆并产生更多的层数;得出工程岩体围岩发生层爆的临界载荷、最小值及临界厚长比,随着厚长比的减小,临界应力降幅明显,随着垂直应力减小,临界厚长比减小;考虑工程扰动和层间关系情况下,层爆更易发生,层爆范围也更大,也更符合实际;提出层爆控制的关键层理论,通过施工高密度预应力短锚杆,构建锚杆组合梁,形成由锚固区深度决定的新的关键层,将有效降低层爆发生概率及层数,控制层爆的发生。

关键词：层爆硬岩层间作用工程扰动预测模型

铁路隧道爆破施工对临近高压电塔安全性影响研究

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运输经理世界 2024年第5期 163-168页

作者：王亦尘中铁第四勘察设计院集团有限公司电化院湖北武汉430063

为研究铁路隧道爆破施工对既有高压电力铁塔安全性的影响,依托改建铁路北仑支线增建二线工程,采用ALE算法模拟炸药与岩石的接触关系,建立有限元模型,分析隧道爆破过程对既有高压电塔的影响,结合工程实际对4种典型相对位置下爆破对岩层... 详细信息

为研究铁路隧道爆破施工对既有高压电力铁塔安全性的影响,依托改建铁路北仑支线增建二线工程,采用ALE算法模拟炸药与岩石的接触关系,建立有限元模型,分析隧道爆破过程对既有高压电塔的影响,结合工程实际对4种典型相对位置下爆破对岩层与高压电力铁塔的影响进行数值模拟研究。研究结果表明,应力波以圆弧的形式向周边介质扩散,主要集中在隧道水平和竖直方向中心线周围;爆破振动对电力铁塔影响较小,水平位置上靠近隧道的电力铁塔塔基振动速度较高,塔基近隧道侧应力波大于远隧道侧;塔基的最大振动速度约为0.23cm/s,最大应力为8.9MPa,满足工程规范要求,该研究可为相关工程提供参考。

关键词：高压电力铁塔爆破开挖数值模拟应力波

计及总损耗功率的电动汽车母线电容主动快速放电方法

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1737-1748页

作者：张晓军杨家强周宇晨浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江大学工程师学院杭州310015

针对电动汽车遇到碰撞等紧急情况时,高压驱动系统母线电容电压需迅速降到安全电压(60 V),而传统基于PI控制的母线电容主动放电方法存在鲁棒性差、放电时间长和安全性低的问题,提出一种计及总损耗功率的电动汽车母线电容快速放电方法。首... 详细信息

针对电动汽车遇到碰撞等紧急情况时,高压驱动系统母线电容电压需迅速降到安全电压(60 V),而传统基于PI控制的母线电容主动放电方法存在鲁棒性差、放电时间长和安全性低的问题,提出一种计及总损耗功率的电动汽车母线电容快速放电方法。首先,建立以永磁同步电机绕组作为泄放电阻的母线电容能量流动模型,将逆变器损耗、电机绕组铜耗、电机电感储能等损耗作为总损耗,利用扩展滑模观测器(ESMO)对总损耗功率进行估算,并通过Lyapunov稳定性理论对ESMO的稳定性进行了证明。然后,将观测的总损耗功进行前馈补偿,从而使母线电压快速降低并稳定在安全电压。仿真和实验结果表明,与现有主动放电方法相比,所提放电方法不仅显著减小了放电时间,而且提高了快速放电的鲁棒性和安全性。

关键词：电动汽车永磁同步电机总损耗功率估计扩展滑模观测器母线电容放电

BFRP筋回收轮胎钢纤维混凝土黏结性能分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 389-397页

作者：范小春黄祎晨张澳徐伟武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 中建丝路建设投资有限公司西安710061

对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土中的黏结性能进行了试验和分析研究.对不同RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度的试件进行了拉拔试验,研究其对黏结破坏模式、黏结滑移响应和黏结强度的影响,并提出了BFRP... 详细信息

对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土中的黏结性能进行了试验和分析研究.对不同RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度的试件进行了拉拔试验,研究其对黏结破坏模式、黏结滑移响应和黏结强度的影响,并提出了BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移理论模型.结果表明:BFRP筋RTSF混凝土黏结破坏类型包括拔出破坏、劈裂破坏以及拔出且劈裂破坏;BFRP筋直径对黏结破坏模式无显著影响,而RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度均对黏结强度有较大影响,且RTSF体积掺量与极限黏结强度呈正相关,BFRP筋直径和嵌入长度对其影响与之相反;当RTSF体积掺量从0增大至1.5%时,其极限黏结强度最大可提高约23.87%.与已有模型相比,所提出的黏结滑移理论模型对BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移曲线具有更高的拟合精度.

关键词： BFRP筋回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土拉拔试验黏结应力-滑移曲线