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智能反射面辅助的反向散射通信信道的传播模拟

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电子与信息学报 2023年第7期45卷 2317-2324页

作者：余洪鑫冯菊杜伟廖成西南交通大学电磁场与微波技术研究所成都610031

为了解决引入智能反射面(IRS)后反向散射通信(BackCom)信道的传播模拟问题,该文提出一种基于抛物方程(PE)和矩量法(MoM)的高效混合数值方法。该方法将电大场景下IRS辅助信道的传播建模问题分解为电波传播与电磁散射两个子问题,分别采用P... 详细信息

为了解决引入智能反射面(IRS)后反向散射通信(BackCom)信道的传播模拟问题,该文提出一种基于抛物方程(PE)和矩量法(MoM)的高效混合数值方法。该方法将电大场景下IRS辅助信道的传播建模问题分解为电波传播与电磁散射两个子问题,分别采用PE和MoM进行求解。通过对视距和非视距场景下IRS辅助的信道进行模拟,探讨了PE-MoM混合求解技术的高效性。仿真结果表明,与MoM相比,所提算法的计算速度提升了6.46倍,计算资源消耗也下降了81%,且相对均方根误差仅为3.89%。对比结果表明所提出的PE-MoM方法能够在兼顾计算精度和计算效率的同时,实现IRS辅助的BackCom信道的传播模拟。

关键词：反向散射通信智能反射面信道建模电波传播抛物方程

基于双向抛物方程模型的雷达低角跟踪误差分析

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电波科学学报 2022年第6期37卷 1057-1064页

作者：曹熙冯菊余洪鑫吕德程西南交通大学电磁所成都610031

针对雷达跟踪低空目标受地理环境影响的仰角估计误差问题,提出了一种基于双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)模型的低角跟踪误差分析方法.采用2WPE建立综合考虑复杂地理条件和雷达参数影响的多径效应模型,分析电波与环境的... 详细信息

针对雷达跟踪低空目标受地理环境影响的仰角估计误差问题,提出了一种基于双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)模型的低角跟踪误差分析方法.采用2WPE建立综合考虑复杂地理条件和雷达参数影响的多径效应模型,分析电波与环境的相互作用机理,计算获得环境传播因子,将其引入传统测角模型,使之具备复杂地理环境下的确定性仿真分析能力.仿真计算了平滑海面、起伏地形等典型环境下的低角跟踪误差,结果表明:雷达发射波束宽度、雷达信号频率及雷达站周围的地理环境都对仰角估计误差有着较大影响.本文提出的方法原理简单、易于实现,在雷达低角跟踪及其抗多径干扰领域具有广阔的应用前景.

关键词：低角跟踪双向抛物方程多径效应仰角估计误差

基于抛物方程法的对流层散射通信信道建模及分析

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电波科学学报 2023年第6期38卷 1082-1089页

作者：陈涛浪冯菊余洪鑫廖成西南交通大学电磁所成都610031

为了分析实际应用场景中的气象环境因素对对流层散射通信性能的影响,采用抛物方程法结合湍流大气结构模型构建了对流层散射信道模型,并利用其计算了对流层散射传输损耗与信号快衰落分布,结果与ITU模型结果和理论快衰落分布曲线一致.在... 详细信息

为了分析实际应用场景中的气象环境因素对对流层散射通信性能的影响,采用抛物方程法结合湍流大气结构模型构建了对流层散射信道模型,并利用其计算了对流层散射传输损耗与信号快衰落分布,结果与ITU模型结果和理论快衰落分布曲线一致.在此基础上推导了散射信道在QPSK调制下的误码率,对实际传播场景下的散射通信链路进行了电磁建模和仿真计算,并分析了不同气象环境因素对误码率的影响.仿真结果表明:当通信距离较远时,信号服从瑞利分布,此时环境对误码率的影响较小;随着通信距离变近,源自某一散射体路径的信号功率会增强,信号可能出现莱斯分布,此时误码率随环境因素改变出现较大波动;通信距离相同时,在高温和潮湿气候下湍流活动较强,电波传输损耗较小,可实现较好的通信效果.

关键词：对流层散射通信抛物方程法信道建模误码率

基于时域弹跳射线法的海面复合目标近场回波仿真

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微波学报 2023年第1期39卷 13-18页

作者：吕德程余洪鑫冯菊钟选明西南交通大学电磁所成都610031

雷达回波信号的获取对研究动态目标识别和雷达成像具有十分重要的意义。提出了一种基于时域弹跳射线法(Time Domain Shooting and Bouncing Ray, TDSBR)的动态目标回波仿真模型,用于模拟海上电大目标的近场雷达回波。该模型采用TDSBR方... 详细信息

雷达回波信号的获取对研究动态目标识别和雷达成像具有十分重要的意义。提出了一种基于时域弹跳射线法(Time Domain Shooting and Bouncing Ray, TDSBR)的动态目标回波仿真模型,用于模拟海上电大目标的近场雷达回波。该模型采用TDSBR方法直接在时域计算弹载雷达照射下的目标与海面近场复合散射特性,并结合“stop-go”方法模拟雷达与目标之间的相对运动,实现了弹载雷达照射下海上运动舰船目标的回波信号仿真。仿真结果表明,该模型可以有效呈现海面与海上目标的耦合效应,实现对目标速度和距离的预测,具有良好的精度和较高的效率,在海洋环境中弹载雷达的回波预测和目标检测中具有广阔的应用前景。

关键词：雷达回波时域弹跳射线法复合目标近场散射动目标检测

基于Kriging模型和代理抽样的分布参数不确定性灵敏度分析方法

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机械工程学报 2024年第8期60卷 370-383页

作者：程洪鑫李璐祎周长聪西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129

针对结构系统输入变量分布参数具有不确定性的情况,为衡量分布参数不确定性对系统输出性能统计特征值的影响,以输出期望和方差为例,建立分布参数对输出性能均值和方差影响的全局灵敏度指标。为克服分布参数灵敏度指标计算量大而导致工... 详细信息

针对结构系统输入变量分布参数具有不确定性的情况,为衡量分布参数不确定性对系统输出性能统计特征值的影响,以输出期望和方差为例,建立分布参数对输出性能均值和方差影响的全局灵敏度指标。为克服分布参数灵敏度指标计算量大而导致工程实际难以接受的问题,通过建立分布参数和输出统计特征值之间的Kriging模型,解决分布参数灵敏度分析计算量随输入变量及其分布参数维度增加呈指数形式增长的问题,又引入代理抽样概率密度函数对输入变量进行高效抽样,解除求解输出统计特征值时的计算量对输入变量分布参数维度的依赖性。数值和工程算例结果表明,所提方法能够在保证计算精度的同时,大大降低分布参数灵敏度分析的计算量。

关键词：分布参数不确定灵敏度分析 Kriging代理模型代理抽样概率密度函数

考虑不同折返方式的城际铁路车站通过能力利用研究

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 959-968页

作者：饶智健李海鹰廖正文洪鑫北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

城际铁路具有公交化运营特征,在始发终到站接发的列车以折返列车为主。为控制车站占地规模,且充分利用城际铁路车站通过能力,亟需研究不同折返方式下的城际铁路车站通过能力利用情况。将列车在站办理的各项作业抽象为“走行”和“停留”... 详细信息

城际铁路具有公交化运营特征,在始发终到站接发的列车以折返列车为主。为控制车站占地规模,且充分利用城际铁路车站通过能力,亟需研究不同折返方式下的城际铁路车站通过能力利用情况。将列车在站办理的各项作业抽象为“走行”和“停留”2类,将一组连续的“走行—停留—走行”过程抽象为一个“作业序列”,采用“作业序列”这一概念对列车站前折返或站后折返作业过程进行描述。基于车站通过能力计算的图解法原理,构建城际铁路车站通过能力利用分析模型,对车站作业计划进行压缩,模型求得的最优解表示当前数量列车作业占用车站设备时间最小的方案,将求得的最小占用时间与实际运营时间作比较计算车站通过能力利用率。考虑不同折返列车组合和不同车站间隔时间,设计实验识别车站能力瓶颈所在位置。案例分析结果表明,按照现行车站间隔时间标准,当折返列车只采用站前折返方式时,站前折返列车上升至占全部接发列车数量的48.5%时,车站能力瓶颈将由道岔组转移至到发线;当折返列车同时采用站前折返和站后折返方式时,保持折返列车数量不变,站后折返列车上升至占折返列车总数的50%时,车站能力瓶颈将由到发线转移至站后折返线。上述研究结果可为具备折返条件的车站在站场布局、折返设备布置及折返方式选择等方面提供参考依据。

关键词：城际铁路车站旅客运输折返方式通过能力利用瓶颈识别

基于回音壁模式的空芯光纤光流控DNA传感器

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光学学报 2024年第9期44卷 199-207页

作者：张洪鑫李雪刚周雪张亚男赵勇东北大学信息科学与工程学院

针对原位DNA传感的测量需求，提出了一种基于空芯光纤回音壁模式（WGM）的光流控光纤传感器。从仿真和实验两个方面对提出的DNA传感器进行探究。通过仿真探究得到锥形光纤的尺寸、空芯光纤谐振腔的厚度以及锥形光纤和空芯光纤谐振腔的... 详细信息

针对原位DNA传感的测量需求，提出了一种基于空芯光纤回音壁模式（WGM）的光流控光纤传感器。从仿真和实验两个方面对提出的DNA传感器进行探究。通过仿真探究得到锥形光纤的尺寸、空芯光纤谐振腔的厚度以及锥形光纤和空芯光纤谐振腔的耦合间距对WGM的作用规律，在仿真规律的指导下设计和完成实验。实验结果表明，减小谐振腔的厚度可以提高传感器灵敏度，谐振腔厚度为2μm时的折射率灵敏度可达206 nm/RIU，是厚度为4.5μm谐振腔的灵敏度的1.4倍，满足由于DNA分子杂交而在光纤表面产生的局部折射率变化的检测灵敏度要求。通过将探针DNA固定在空芯光纤谐振腔的微流通道，可以实现互补DNA的浓度梯度检测。所提出的传感器的线性检测范围为10～100 nmol/L，灵敏度为0.56 pm/（nmol/L），线性度为0.994。此外，所提出的基于WGM的DNA光纤传感器具有很好的特异性，为原位DNA检测在医学诊断和预后中的应用提供基础。

关键词：医用光学光流控光纤传感器回音壁模式原位DNA传感

急性主动脉夹层围手术期死亡的危险因素及Nomogram预测模型的构建

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中国胸心血管外科临床杂志 2024年

作者：邓铁李邦国余洪遵义医科大学附属医院放射科贵州省医学影像中心重庆大学附属中心医院(重庆市急救医疗中心)医学影像科

目的探讨急性主动脉夹层（acute aortic dissection,AAD）患者的术前临床资料及计算机断层血管造影（computed tomography angiography,CTA）数据在预测围手术期死亡风险中的价值，并构建Nomogram预测模型。方法回顾性纳入2013年2月—... 详细信息

目的探讨急性主动脉夹层（acute aortic dissection,AAD）患者的术前临床资料及计算机断层血管造影（computed tomography angiography,CTA）数据在预测围手术期死亡风险中的价值，并构建Nomogram预测模型。方法回顾性纳入2013年2月—2023年7月在遵义医科大学附属医院诊治的AAD患者，其中围手术期内死亡的患者纳入死亡组，随机筛选同时期治疗好转的AAD患者纳入未死亡组。收集两组患者围手术期内首次CTA数据及术前临床资料，并对相关风险因素进行分析，筛选出围手术期死亡的独立预测因素。利用筛选出的独立预测因素构建AAD患者围手术期死亡风险的Nomogram预测模型，并通过校正曲线和受试者工作特征曲线下面积（area under the curve,AUC）评价Nomogram的效能。结果共纳入AAD患者270例，其中死亡组60例[男42例、女18例，平均年龄（56.89±13.42）岁]，未死亡组210例[男163例、女47例，平均年龄（56.15±13.77）岁]。多因素logistic回归分析结果显示：A型AAD[OR=0.218,95%CI(0.108,0.440),P<0.001]、破口形态不规则[OR=2.054,95%CI(1.025,4.117),P=0.042]、血红蛋白降低[OR=0.983,95%CI(0.971,0.995),P=0.007]、尿酸增高[OR=1.003,95%CI(1.001,1.005),P=0.004]、门冬氨酸氨基转移酶增高[OR=1.003,95%CI(1.000,1.006),P=0.035]是AAD患者围手术期死亡的独立危险因素。利用上述危险因素构建的Nomogram预测模型预测围手术期死亡的AUC为0.790，具有较好的预测效能。结论 A型AAD、破口形态不规则、血红蛋白降低、尿酸增高、门冬氨酸氨基转移酶增高是AAD患者围手术期死亡的独立预测因素，利用上述因素构建的Nomogram预测模型有助于评估AAD患者围手术期死亡风险。

关键词：急性主动脉夹层计算机断层血管造影围手术期死亡风险 Nomogram

超大直径盾构穿越大堤加固三维数值模拟研究——以季华西路延线工程为例

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隧道建设（中英文） 2023年第S2期43卷 122-128页

作者：李志锋江俊温瑜琴苏栋曾国东杨腾宇余洪鑫佛山市建盈发展有限公司广东佛山528313 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室(深圳大学) 广东深圳518060 深圳市地铁地下车站绿色高效智能建造重点实验室广东深圳518060 佛山市交通科技有限公司广东佛山528315

为探明经地层预加固后的大直径盾构工程地层变形机制,以佛山市季华路西延线盾构工程堤坝保护为背景,开展经地层预加固后的浅埋大直径盾构穿越大堤的三维数值仿真分析,探究不同地层加固方案对地层的变形控制效果。结果表明:1)隧道上方土... 详细信息

为探明经地层预加固后的大直径盾构工程地层变形机制,以佛山市季华路西延线盾构工程堤坝保护为背景,开展经地层预加固后的浅埋大直径盾构穿越大堤的三维数值仿真分析,探究不同地层加固方案对地层的变形控制效果。结果表明:1)隧道上方土体预加固有效控制了盾构掘进引起的土体变形,地层加固后最大使地表最大沉降值降低约50%;2)旋喷桩加固深度以加固到隧道底部为最优,但加固到拱顶、拱腰、拱底3种不同加固深度对地层变形控制效果相近,可基于经济高效等原则合理选择;3)沿掘进方向的不同加固长度对已处于加固区域土体的变形影响较小,根据穿越长度布置旋喷桩加固区域即可。

关键词：超大直径盾构隧道粉细砂地层堤坝保护地表沉降地层加固