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轨迹可控的微型水母机器人研制

上海交通大学学报 2024年第8期58卷 1240-1248页

作者：王琦李绿洲董旭袁宁一丁建宁常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164 扬州大学机械工程学院扬州大学扬州碳中和科技创新中心江苏扬州225127 常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

为解决微型机器人在较小机身尺寸下实现高效轨迹控制的难题,设计并研制了微型仿水母机器人JRT,其由气室、重心调整机构和仿水母推进器三部分组成,尺寸仅为6.8 cm×5.3 cm,可通过重心调整机构和仿水母推进器协同控制有效实现水下轨迹可控... 详细信息

为解决微型机器人在较小机身尺寸下实现高效轨迹控制的难题,设计并研制了微型仿水母机器人JRT,其由气室、重心调整机构和仿水母推进器三部分组成,尺寸仅为6.8 cm×5.3 cm,可通过重心调整机构和仿水母推进器协同控制有效实现水下轨迹可控.水下实验验证了机器人JRT沿竖直方向游泳和悬停、水平定向游泳以及水平弹射功能,并通过对机器人JRT沿竖直方向和水平方向游泳过程中的力平衡关系和运动状态数据分析提出了轨迹控制方案,测得水平定向游泳的速度可达到1.7 cm/s,轨迹偏差为0~3.4 cm,展现了微型仿水母机器人JRT较好的轨迹控制能力,可见其在水下资源勘查、环境监测等领域的应用潜力.

关键词：仿生机器人微型水母机器人电磁驱动轨迹控制运动分析重心调控

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机场航班延误恢复的强化学习算法

重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第9期43卷 50-58页

作者：丁建立刘德康中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300

机场出现航班延误会导致飞行器和乘客滞留机场,若航班延误恢复调度不当会扩大延误造成的损失。针对航班延误恢复调度的损失最小化问题,设计了延误总损失计算的目标函数,构建航班延误恢复马尔科夫决策过程,建立了机场航班延误恢复重排班... 详细信息

机场出现航班延误会导致飞行器和乘客滞留机场,若航班延误恢复调度不当会扩大延误造成的损失。针对航班延误恢复调度的损失最小化问题,设计了延误总损失计算的目标函数,构建航班延误恢复马尔科夫决策过程,建立了机场航班延误恢复重排班模型。为了解决计算的复杂性问题,采用深度学习神经网络参数化策略函数对减小延误损失目标函数值的策略进行参数化,利用奖励函数和优势函数对其进行训练,提出了一种机场航班延误恢复强化学习算法。研究结果表明:该算法能够将航班延误总损失降低7.83%,将旅客延误时长降低7.23%,相比于其他算法,该算法在时间和性能上均取得优势。

关键词：交通运输工程航班延误恢复延误损失航班重排班马尔科夫决策深度强化学习

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国有建筑业企业发展效率的评价与优化

东北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 137-144页

作者：齐锡晶张升进张梦星东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

为助力国有建筑业企业高质量发展,提升企业及行业发展效率,通过分析建筑业发展现状,认知行业转型升级趋势,对国有建筑业企业发展效率进行概念界定.利用超效率SBM-Malmquist模型测算了不同所有制建筑业企业、不同地区国有建筑业企业的静... 详细信息

为助力国有建筑业企业高质量发展,提升企业及行业发展效率,通过分析建筑业发展现状,认知行业转型升级趋势,对国有建筑业企业发展效率进行概念界定.利用超效率SBM-Malmquist模型测算了不同所有制建筑业企业、不同地区国有建筑业企业的静态、动态发展效率.研究结果表明,2012—2020年建筑业企业整体发展效率相对有效,但受制于技术的创新与进步,发展效率有所下降;国有建筑业企业的发展效率相对有效,且呈上升趋势,并与所在地区的综合发展水平呈正相关.通过剖析研究过程中发现的问题和结论,从政策和企业两方面给出优化国有建筑业企业发展效率的对策建议.

关键词：国有建筑业企业发展效率超效率SBM-Malmquist 评价优化

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函数型部分线性乘积模型的B-样条估计

应用数学学报 2024年第2期47卷 204-225页

作者：丁建华余平丁燕萍山西大同大学数学与统计学院大同037009 山西师范大学数学与计算机科学学院太原030031

本文研究了函数型部分线性乘积模型,该模型可用于响应变量为正数的函数型数据的统计建模问题,经过对数变换后模型转化为函数型部分线性模型.基于B-样条,通过极小化最小一乘相对误差(LARE)和最小乘积相对误差(LPRE),分别给出模型的LARE... 详细信息

本文研究了函数型部分线性乘积模型,该模型可用于响应变量为正数的函数型数据的统计建模问题,经过对数变换后模型转化为函数型部分线性模型.基于B-样条,通过极小化最小一乘相对误差(LARE)和最小乘积相对误差(LPRE),分别给出模型的LARE估计和LPRE估计,其中B-样条基的维数利用Schwarz信息准则选取.对两种估计方法分别给出斜率函数估计的相合性和参数部分估计的渐近正态性,并且证明了斜率函数的收敛率达到了非参数函数估计的最优速率.蒙特卡洛模拟用来比较所提出的方法与最小一乘(LAD)估计和最小二乘(LS)估计在不同误差分布下的有限样本性质,模拟结果表明所提方法是有效和实用的.最后通过一个实际数据分析的例子来说明模型的应用.

关键词：函数型数据乘积模型 B-样条渐近性质

髋关节镜手术治疗合并髂前下棘棘下撞击的髋臼股骨撞击症

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中华骨科杂志 2024年第1期44卷 10-17页

作者：张善星陈疾忤上海交通大学医学院附属第一人民医院运动医学科上海200080

目的探讨髋关节镜手术治疗合并髂前下棘棘下撞击的髋臼股骨撞击症(femoroacetabular impingement,FAI)的临床疗效。方法回顾性分析2021年8月至2022年5月收治的随访1年以上的合并髂前下棘棘下撞击的FAI患者23例(23髋),男10例、女13例,年... 详细信息

目的探讨髋关节镜手术治疗合并髂前下棘棘下撞击的髋臼股骨撞击症(femoroacetabular impingement,FAI)的临床疗效。方法回顾性分析2021年8月至2022年5月收治的随访1年以上的合并髂前下棘棘下撞击的FAI患者23例(23髋),男10例、女13例,年龄(31.3±4.6)岁(范围25~45岁),左侧9例、右侧14例,合并2型髂前下棘20例、3型髂前下棘3例。在常规髋臼缘成形、股骨头颈成形、盂唇缝合的基础上,同时进行髂前下棘(anterior inferior iliac spine)成形棘下减压术。比较术前和术后1年随访时骨盆正位X线片LCE角、屈髋45°Dunn位X线片α角、髋关节最大屈曲角度、屈髋和伸膝肌力、疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)、改良Harris评分(modified Harris hip scores,mHHS)、国际髋关节评分(international hip outcome tool-12,iHOT-12)。结果术后1年随访时无一例行髋关节镜或开放的翻修手术。LCE角由术前33.3°±6.1°减小到31.7°±4.1°(t=1.076,P=0.288),α角由术前63.7°±8.5°减小到50.0°±6.6°(t=6.116,P<0.001),髋关节屈曲角度由术前107.4°±6.0°增加到120.2°±4.4°(t=8.269,P<0.001),VAS评分由术前(4.0±1.1)分下降到(1.0±1.1)分(t=9.591,P<0.001),mHHS评分由术前(62.6±4.9)分增加到(87.5±8.1)分(t=12.700,P<0.001),iHOT-12评分由术前(51.4±4.9)分增加到(75.7±7.7)分(t=12.593,P<0.001)。患者术前和术后1年随访时屈髋肌力和伸膝肌力的差异无统计学意义(t=0.930,P=0.357;t=0.050,P=0.960)。所有患者均未发生与牵引相关的皮肤坏死、神经麻痹等并发症,以及股骨颈骨折、下肢深静脉血栓形成、关节内感染、髋关节周围异位骨化、髋关节不稳等严重不良事件。结论髋关节镜手术中行髂前下棘成形棘下减压术治疗合并棘下撞击的FAI安全有效,术后1年屈髋角度、髋关节功能和疼痛程度均明显改善。

关键词：股骨髋臼撞击征关节囊关节镜检查治疗结果髂前下棘棘下撞击

形状记忆合金滑动摩擦阻尼器自复位支撑受力性能研究

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 139-150页

作者：邱灿星杨勇波刘家旺北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

当设置SMA滑动摩擦阻尼器延展为自复位支撑时,连接的刚度可能影响支撑的力学性能,支撑可能会出现面内旋转和整体失稳。为检验由形状记忆合金滑动摩擦阻尼器和钢管串联而成的自复位支撑能否实现预期的滞回性能,针对支撑的轴向刚度、转动... 详细信息

当设置SMA滑动摩擦阻尼器延展为自复位支撑时,连接的刚度可能影响支撑的力学性能,支撑可能会出现面内旋转和整体失稳。为检验由形状记忆合金滑动摩擦阻尼器和钢管串联而成的自复位支撑能否实现预期的滞回性能,针对支撑的轴向刚度、转动刚度和稳定性进行理论分析。通过往复加载试验获得了形状记忆合金棒的滞回曲线和摩擦机制的动摩擦系数。制作了1个1/3缩尺的支撑试件,并进行了拟静力试验和频率为1.0 Hz的动载试验,结果表明,轴向荷载作用下,支撑的荷载-位移滞回曲线呈光滑稳定的旗帜形,展示出优越的自复位能力和良好的耗能能力。基于滞回曲线,分析了支撑的承载力、割线刚度、耗散能量和等效黏滞阻尼比等滞回性能参数,发现其等效黏滞阻尼比可达16%。建立了支撑的三维有限元模型,数值模拟与试验数据吻合良好。通过数值模拟对钢管的轴向刚度予以分析,发现当钢管的轴向刚度降低至文中基准模型刚度的20%时,可能导致钢管屈服和支撑整体失稳。

关键词：自复位支撑形状记忆合金往复加载试验数值模拟滞回性能

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掺轻质砂超高性能混凝土的轴拉力学性能

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 28-36页

作者：王俊颜喻星乔周田同济大学材料科学与工程学院上海201804 先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学) 上海201804

为研究轻质砂对不同试件尺寸下超高性能混凝土(ultra high performance concrete,UHPC)拉伸应变强化性能的影响,采用轻质砂对原黄砂进行等体积替代,完成9组不同轻质砂体积率(0~35%)和不同试件厚度(30~100 mm)的单轴拉伸试验,并同步进行... 详细信息

为研究轻质砂对不同试件尺寸下超高性能混凝土(ultra high performance concrete,UHPC)拉伸应变强化性能的影响,采用轻质砂对原黄砂进行等体积替代,完成9组不同轻质砂体积率(0~35%)和不同试件厚度(30~100 mm)的单轴拉伸试验,并同步进行声发射实时探伤测试。结果表明:轻质砂体积率对UHPC弹性极限点对应应力和对应应变的影响较小,但轻质砂体积率由0增加到35%时,UHPC的极限抗拉强度和极限拉应变分别由10.6 MPa和2.35×10^(-3)提高到了19.4 MPa和4.3×10^(-3);轻质砂体积率大于15%时,UHPC的应变强化程度得到显著提升,试件内部产生的损伤点数更多且分布更均匀,展现出良好的裂缝控制能力;在相同轻质砂体积率下,UHPC的应变强化程度随试件厚度的增加而降低,且试件内部的损伤点趋于集中,表现出明显的尺寸效应。

关键词：轻质砂超高性能混凝土拉伸应变强化声发射尺寸效应

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认知功能损伤对双任务站立影响的中枢机制：功能性近红外脑成像系统分析

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中国组织工程研究 2024年

作者：董志文于聪陈岩丁建军山东体育学院运动与健康学院山东体育学院国家足球学院国家篮球学院

背景：轻度认知障碍老年人由于认知功能下降，姿势控制能力下降，易发生跌倒。双任务范式由于更贴近日常生活，常被用于评估姿势控制能力，但以往对于轻度认知障碍老年人的认知与姿势控制双任务研究主要探讨姿势控制的外在表现特征，中... 详细信息

背景：轻度认知障碍老年人由于认知功能下降，姿势控制能力下降，易发生跌倒。双任务范式由于更贴近日常生活，常被用于评估姿势控制能力，但以往对于轻度认知障碍老年人的认知与姿势控制双任务研究主要探讨姿势控制的外在表现特征，中枢神经机制的直接证据依然缺乏。目的：探讨轻度认知障碍老年人在执行站立姿势控制-空间工作记忆双任务时大脑躯体感觉运动皮质激活特征。方法：采用蒙特利尔认知量表(MoCA-B)筛选受试者，共纳入轻度认知障碍老年人16人、认知功能正常老年人17人，进行5种任务测试，分别为空间工作记忆(SIT)、双足平衡站立(SD)、Romberg站立(SR)、双足平衡站立-空间工作记忆双任务(DD)、Romberg站立-空间工作记忆双任务(DR)；同时使用功能性近红外脑成像系统和三维测力台收集躯体感觉运动皮质(20个通道)的血液动力学、足底压力中心(COP)摆动轨迹数据。结果与结论：(1)在Romberg站立、双足平衡站立-空间工作记忆双任务、Romberg站立-空间工作记忆双任务下，轻度认知障碍老年人前后、内外方向足底压力中心位移均显著大于认知功能正常老年人(P <0.05);(2)在双足平衡站立-空间工作记忆双任务下，轻度认知障碍老年人15通道(右侧前运动皮质/辅助运动区)的氧合血红蛋白变化量值显著大于认知功能正常老年人(P <0.05)；在Romberg站立-空间工作记忆双任务下，轻度认知障碍老年人15,17通道(右侧前运动皮质/辅助运动区)的氧合血红蛋白变化量值均显著大于认知功能正常老年人(P<0.05);(3)在Romberg站立-空间工作记忆双任务下，轻度认知障碍老年人内外方向足底压力中心位移与15通道的氧合血红蛋白变化量存在显著正相关(r=0.659,P <0.05)，认知功能正常老年人内外方向足底压力中心位移与15通道的氧合血红蛋白变化量存在高度正相关(r=0.840,P <0.05)。结果表明，与认知功能正常老年人相比，轻度认知障碍老年人在站立姿势控制-空间工作记忆双任务中站立姿势控制能力较弱，右侧前运动皮质与辅助运动区激活水平更高，更多的脑资源用于侧向姿势控制，可能是轻度认知障碍老年人认知衰退导致站立姿势控制能力变弱的大脑补偿机制。

关键词：轻度认知障碍姿势控制空间工作记忆前运动皮质辅助运动区功能性近红外光谱

南疆地区不同类型沙尘天气及相关因素对气溶胶光学厚度影响研究

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环境科学学报 2024年第6期44卷 259-269页

作者：古丽斯坦·阿卜杜克热木丁建丽马雯新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 新疆大学新疆绿洲生态自治区重点实验室乌鲁木齐830017 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830017

为探究南疆地区沙尘气溶胶光学厚度(Dust aerosol optical depth,DOD)的时空分布特征及影响因素,基于遥感数据与气象站观测资料探讨了南疆地区2003—2019年期间DOD的时空分布特征,并分析了不同类型沙尘天气与非沙尘天气及其他相关因素对... 详细信息

为探究南疆地区沙尘气溶胶光学厚度(Dust aerosol optical depth,DOD)的时空分布特征及影响因素,基于遥感数据与气象站观测资料探讨了南疆地区2003—2019年期间DOD的时空分布特征,并分析了不同类型沙尘天气与非沙尘天气及其他相关因素对DOD的影响.结果表明:①南疆地区DOD值与沙尘天气日数分布呈显著的空间差异,塔克拉玛干沙漠东部的DOD峰值达0.21,塔克拉玛干沙漠南缘年均沙尘天气日数高达90 d以上.②不同类型沙尘天气与非沙尘天气的DOD值大小排序依次为:沙尘暴(0.10~0.71)>浮尘(0.24~0.44)>扬沙(0.13~0.47)>非沙尘日(0.08~0.11).③从年际变化来看,非沙尘天气、浮尘天气及扬沙天气的DOD值有减小趋势,而沙尘暴天气的DOD值有增大趋势,各沙尘天气日数也有增多的趋势;DOD最高值出现在3—5月,浮尘天气3月最多,扬沙与沙尘暴天气5月最多.④相关性结果表明,土壤体积含水量、相对湿度、最大风速对DOD值的影响最为显著;DOD与影响因素之间的拟合关系表明:DOD与土壤体积含水量、水汽压、相对湿度的拟合关系呈线性负相关,DOD与平均气温、最大风速的拟合关系呈“抛物线”型曲线.

关键词： MODIS 沙尘气溶胶光学厚度(DOD) 沙尘天气影响因素南疆地区