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基于机-岩状态识别和融合注意力的盾构姿态多步预测

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铁道科学与工程学报 2024年第9期21卷 3809-3821页

作者：熊栋栋刘哲许超中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430040

为准确预测未来多个时刻的盾构姿态,帮助盾构操作人员提前识别盾构姿态变化趋势,以进行早期决策,提出基于机-岩状态识别和融合多尺度的特征-时域注意力机制的知识-数据双驱动盾构掘进姿态多步预测方法。引入实时反映机-岩工作状态关系... 详细信息

为准确预测未来多个时刻的盾构姿态,帮助盾构操作人员提前识别盾构姿态变化趋势,以进行早期决策,提出基于机-岩状态识别和融合多尺度的特征-时域注意力机制的知识-数据双驱动盾构掘进姿态多步预测方法。引入实时反映机-岩工作状态关系的场切入指标FPI、单位贯入度的刀盘扭矩指标TPI、分区可掘性指标FPIR、螺旋机性能指标STP等复合参数指标,作为模型的输入特征参数,并构建以GRU为基础单元的Encoder-Decoder网络结构。在特征维度上,采用融合多尺度一维卷积的特征注意力机制,自适应捕捉不同层次、不同尺度的盾构掘进参数特征;时间维度上,在解码器中引入时域注意力机制,充分挖掘盾构掘进数据中的长期历史信息和短期输入输出序列的隐藏依赖关系。广州地铁12号线盾构掘进历史数据的模型测试结果分析表明,该预测方法在不增加网络复杂性的前提下,既缓解了算法自身在寻优、迭代和匹配时产生的可解释性差、效率低等问题,又大幅提升模型的特征提取、时间序列的相关性捕获及长期趋势挖掘的能力,实现盾构掘进姿态的精准多步预测,其性能明显优于门控循环神经网络LSTM、GRU及其经典组合模型GRU-SelfAttention、GRU-MultiheadAttention等。研究结果为进一步完善盾构掘进姿态预测方法、提升盾构掘进姿态优化控制水平提供参考。

关键词：盾构盾构姿态多步预测复合参数指标一维卷积特征注意力时域注意力

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软黏土中吸力锚承载特性离心试验研究

岩土力学 2024年第5期45卷 1472-1480页

作者：熊根付栋康朱斌赖莹中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

加载倾角和系泊点位置是吸力锚基础最重要的设计要素之一,能够改变锚体的破坏姿态以影响极限承载力。在饱和软黏土地基中选择不同的加载倾角及系泊点位置进行位移控制下的张紧式吸力锚离心模型试验,利用六自由度磁力计装置定量分析了加... 详细信息

加载倾角和系泊点位置是吸力锚基础最重要的设计要素之一,能够改变锚体的破坏姿态以影响极限承载力。在饱和软黏土地基中选择不同的加载倾角及系泊点位置进行位移控制下的张紧式吸力锚离心模型试验,利用六自由度磁力计装置定量分析了加载倾角和系泊点位置对吸力锚破坏姿态与极限承载力的影响。研究发现,系泊点位置在锚体约2/3高度时,吸力锚发生平动破坏,当加载倾角由35°变化至20°时,在相同的系泊点位置,吸力锚发生后仰破坏,归一化极限承载力稍增大,并且达到极限承载力后仍保持一定的承载力余量;系泊点位置在锚体2/3高度以上时,吸力锚发生前倾破坏,归一化极限承载力降低了25%左右,并且破坏后的承载力余量大大降低。无论破坏模式如何,均未发现锚内土塞与锚有明显分离。

关键词：离心模型试验吸力锚加载倾角系泊点位置破坏姿态极限承载力

标准环加转弯环盾构管片排版及拼装选型算法研究

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城市轨道交通研究 2024年第10期27卷 30-38页

作者：熊栋栋杨钊许超中交第二航务工程局有限公司武汉430040 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心武汉430040 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室武汉430040

[目的]为解决人工进行标准环+转弯环(双面楔形)盾构管片排版和选点中存在的主观性强、计算繁琐、重复工作量大等问题,特对其进行算法研究,以解决实际工程问题。[方法]开发了标准环+转弯环管片自动排版、拼装选型及预测算法软件。基于成... 详细信息

[目的]为解决人工进行标准环+转弯环(双面楔形)盾构管片排版和选点中存在的主观性强、计算繁琐、重复工作量大等问题,特对其进行算法研究,以解决实际工程问题。[方法]开发了标准环+转弯环管片自动排版、拼装选型及预测算法软件。基于成熟施工经验,依据隧道线形和管片转角计算管片排版计划,实现了管片排版的自动化计算。提出了综合考虑隧道线形、盾尾间隙、推进油缸行程和盾构机趋势的标准环+转弯环管片选型计算方法和决策算法,实现了管片自动拼装选点。在此基础上,通过建立盾构姿态变化与盾尾间隙和油缸行程变化量的关系式,实现了未来2环标准环+转弯环管片拼装点位和管片型号的预测。[结果及结论]研究成果在广州地铁12号线成功应用,显著提升了现场标准环+转弯环管片排版、选型的工作效率,降低了人力成本,并优化了盾构隧道施工工序。

关键词：盾构法隧道标准环+转弯环管片盾尾间隙油缸行程管片排版拼装点位选择

面向未来的水利新质生产力：内涵解读、研究框架与关键路径

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水资源保护 2024年

作者：景晓栋田贵良长江保护与绿色发展研究院河海大学商学院河海大学经济与金融学院

大力发展水利新质生产力，实现水资源的高效、可持续利用已成为当代社会发展的必然要求。全面分析了水利新质生产力的概念及内涵，详细论述了水利新质生产力与水利传统生产力的区别与联系、水利新质生产力的重要作用及关键表现，系统性... 详细信息

大力发展水利新质生产力，实现水资源的高效、可持续利用已成为当代社会发展的必然要求。全面分析了水利新质生产力的概念及内涵，详细论述了水利新质生产力与水利传统生产力的区别与联系、水利新质生产力的重要作用及关键表现，系统性总结了水利新质生产力的组成部分、核心要素及结构关系。最后，围绕加强科技创新在水资源领域的应用、优化水资源管理体系与政策设计、执行最严格水资源管理制度、完善水利基础设施建设、大力发展现代化水利产业体系及建立多主体协同参与机制等方面，提出了培育和发展水利新质生产力关键路径的政策建议，可为加快形成和发展水利新质生产力，推动水资源的可持续管理和利用提供理论依据和实践指导。

关键词：新质生产力水利新质生产力高质量发展生态产品价值实现水资源管理

考虑电堆性能一致性的燃料电池混合动力系统多目标优化能量管理方法

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 385-394,I0032页

作者：杨明泽李奇蔡良东王天宏陈维荣西南交通大学电气工程学院四川省成都市610031

为优化燃料电池混合动力系统(fuel cell hybrid power system,FCHPS)并延长其使用寿命,该文提出一种考虑电堆性能一致性的多目标优化能量管理方法。该方法的目的是降低系统等效氢耗、提高燃料电池系统内电堆组运行效率的同时限制锂电池... 详细信息

为优化燃料电池混合动力系统(fuel cell hybrid power system,FCHPS)并延长其使用寿命,该文提出一种考虑电堆性能一致性的多目标优化能量管理方法。该方法的目的是降低系统等效氢耗、提高燃料电池系统内电堆组运行效率的同时限制锂电池荷电状态(state of charge,SOC)波动。由于电堆组的性能会在实际运行过程中发生退化,因此该方法还考虑了电堆组的性能状态差异,通过限制性能较差电堆的运行压力,以延长系统寿命。为实现这一目的采用樽海鞘群算法(salpswarmalgorithm,SSA)对目标函数进行优化求解,得到系统最优功率分配。最后,基于RT-LAB半实物仿真平台,将所提方法与有限状态机控制方法进行对比,实验结果表明所提出的方法能够有效降低系统氢耗,提高电堆组效率的同时减缓性能较差电堆的功率波动,维持系统一致性,有利于系统长期稳定运行。

关键词：燃料电池混合系统能量管理樽海鞘算法性能一致性多目标优化

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数字化赋能校长领导力提升的思考与实践

人民教育 2024年第13期 60-62页

作者：路栋山东省淄博市临淄区实验中学

教育兴则国家兴,教育强则国家强。推进教育数字化是教育强国建设的重要途径,党的二十大报告提出:“推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。”习近平总书记指出:“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发... 详细信息

教育兴则国家兴,教育强则国家强。推进教育数字化是教育强国建设的重要途径,党的二十大报告提出:“推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。”习近平总书记指出:“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”

关键词：全民终身学习教育强国思考与实践教育数字化学习型社会领导力提升塑造教育

基于用户体验地图的废纸回收3D云打印平台创新设计研究

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包装工程 2024年第S1期45卷 343-350页

作者：李广栋安徽信息工程学院芜湖241000

目的在废纸回收与3D云打印平台开发设计过程中,基于用户体验过程的全阶段、以用户视角分析用户与产品的使用场景之间交互体验全过程,减少设计开发人员与用户在行为认知观点上的不一致性,保证产品前期概念设计过程中设计方案的可行性,提... 详细信息

目的在废纸回收与3D云打印平台开发设计过程中,基于用户体验过程的全阶段、以用户视角分析用户与产品的使用场景之间交互体验全过程,减少设计开发人员与用户在行为认知观点上的不一致性,保证产品前期概念设计过程中设计方案的可行性,提出基于用户体验地图的产品开发创新设计新方法。方法将用户体验地图以信息图表可视化的方式呈现出来,通过对用户的行为阶段、触点及情绪波动的分析,测试考量用户体验的满意度,发现产品创意设计的机会点,确定产品功能层级的划分,形成产品功能升级提升方案。结论以“纸再生”废纸回收与3D云打印平台为研究对象,验证用户体验地图的可行性和有效性,为产品的创新设计过程提供可参考方案。

关键词：用户体验地图废纸回收3D云打印平台交互设计

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注浆黏结锚杆荷载试验判稳方法的综合研究

岩土工程学报 2024年第4期46卷 694-704页

作者：付文光杨立冯栋栋天津大学建筑工程学院天津300350 深圳市地质环境研究院有限公司广东深圳518063 广东省岩土与地下空间工程技术研究中心广东深圳518063 付文光创新工作室广东深圳518063 深圳市房屋安全和工程质量检测鉴定中心广东深圳518052 深圳市工勘岩土集团有限公司广东深圳518063

对注浆黏结锚杆各种荷载试验的位移稳定判定方法研究表明:(1)锚固体与地层界面蠕变遵循蠕变机理,判断锚头位移稳定本质上就是判定界面蠕变是否稳定;(2)荷载较小时界面发生稳定蠕变,超过临界荷载后发生蠕变破坏,完整破坏过程可分为初始... 详细信息

对注浆黏结锚杆各种荷载试验的位移稳定判定方法研究表明:(1)锚固体与地层界面蠕变遵循蠕变机理,判断锚头位移稳定本质上就是判定界面蠕变是否稳定;(2)荷载较小时界面发生稳定蠕变,超过临界荷载后发生蠕变破坏,完整破坏过程可分为初始、持续及加速3个阶段,判稳不能采用初始阶段数据、应主要依据持续阶段的蠕变特性;(3)蠕变破坏形式约2/3锚杆为突变型,1/3为缓变型,对应着3类蠕变曲线形态;(4)用于判稳的位移阈值不应小于0.1 mm,单元时长不应短于10min,位移增量不能直接用于判稳;(5)判稳应定性判断蠕变速率总体上在减速,应确定定量指标使速率维持在较低水平从而使位移收敛;(6)主要应依据具有位移与时间双重属性的参数判稳,单元时长位移增量的判稳准确度较高,而蠕变率2.0 mm任何情况下都适用;(7)以蠕变率2.0 mm为内在原则的推荐判稳方法,适用于各种应用场合及各种类型的注浆黏结锚杆,适用于各种荷载试验及快速法等试验加卸载方法。

关键词：判稳蠕变率位移增量位移阈值稳定蠕变蠕变破坏蠕变机理快速法

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基于多松弛LBM的固液熔融过程模拟研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2671-2677页

作者：陈维奇宋志超全栋梁何玉荣哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 黑龙江省新型储能材料与储能过程研究重点实验室哈尔滨150001 中国航天科工三院创新研究院北京100000

固液熔融过程具有温度/体积变化小、潜热释放/吸收量大的特点,在工程技术中具有重要的应用。为了更好的利用固液熔融过程进行储能,本文采用具有多松弛时间碰撞模型的双分布函数格子Boltzmann方法对方腔内固液熔融过程进行数值模拟,探究R... 详细信息

固液熔融过程具有温度/体积变化小、潜热释放/吸收量大的特点,在工程技术中具有重要的应用。为了更好的利用固液熔融过程进行储能,本文采用具有多松弛时间碰撞模型的双分布函数格子Boltzmann方法对方腔内固液熔融过程进行数值模拟,探究Rayleigh数(Ra)和Stefan数(Ste)对相变熔融过程的影响,并对相应无量纲结果进行展示和分析。结果表明,Ra数的增加不仅有利于对流起始时间的提前,还有利于速度涡的形成。而Ste数会使对流起始时间略有增加,但对速度涡的形成没有明显影响。此外,Ra数或Ste数的增加均有利于缩短完全熔融时间。

关键词：固液相变格子Boltzmann方法熔融过程熔融主导机制