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多策略混合的改进沙猫群优化算法及其应用

控制与决策 2023年

作者：回立川于千皓辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

为了增加基本沙猫群算法的搜索效率、收敛效率,增加种群的多样性,增强全局搜索能力,提出了一种多策略混合的改进沙猫群算法(Improved Sand Cat Swarm Optimization Algorithm,IMSCSO).利用Sine映射进行初始化以得到分布更加均匀的种群;... 详细信息

为了增加基本沙猫群算法的搜索效率、收敛效率,增加种群的多样性,增强全局搜索能力,提出了一种多策略混合的改进沙猫群算法(Improved Sand Cat Swarm Optimization Algorithm,IMSCSO).利用Sine映射进行初始化以得到分布更加均匀的种群;在攻击行为中根据个体适应度的大小对攻击区间进行区域划分,减小攻击范围,增加搜索效率;将向量的线性变换引入到搜寻行为中,通过对系数矩阵的设计增加收敛效率;利用聚集度圆来增加算法跳出局部最优的能力;通过引入生存机制的黄金正弦策略增强其局部开发的能力.使用12个基本测试函数对改进后的算法进行测试,经过Wilcoxon秩和检测、时间复杂度分析、李亚普诺夫稳定性分析验证改进算法的优越性.最后使用改进沙猫群算法对SVM参数进行优化,并应用于轴承故障检测,证明算法在实际应用中的有效性.

关键词：沙猫群算法 Sine映射区域划分线性变换聚集度圆黄金正弦策略生存机制

热熔法预浸料用双酚M氰酸酯树脂的制备及性能研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：姚卓君郝尚李钱福杨征强张砚达刘千立上海航天树脂基复合材料工程技术研究中心上海复合材料科技有限公司

本文以双酚M氰酸酯树脂为原料，采用氰酸酯单体预聚、并引入乙酰丙酮铜和壬基酚作为催化剂的方法，制备了热熔法预浸料用树脂（CM01）。研究了树脂的工艺性能和固化物的介电、吸湿、热机械、力学性能，并与同等条件下采用双酚A氰酸酯树... 详细信息

本文以双酚M氰酸酯树脂为原料，采用氰酸酯单体预聚、并引入乙酰丙酮铜和壬基酚作为催化剂的方法，制备了热熔法预浸料用树脂（CM01）。研究了树脂的工艺性能和固化物的介电、吸湿、热机械、力学性能，并与同等条件下采用双酚A氰酸酯树脂制备的热熔法预浸料用树脂（CA01）进行对比。结果表明，CM01树脂具有具有良好的加工流动性，适用于制备热熔法预浸料，预浸料高温加压窗口宽，适用于复合材料成型。CM01树脂固化物具有优异的介电性能和吸湿性能，在7～15 GHz频率范围内介电常数为2.78～2.80、介电损耗角正切为0.004 53～0.005 11，而CA01树脂固化物的介电常数为2.99～3.01、介电损耗角正切为0.010 8～0.012 3，CM01树脂固化物的饱和吸水率为0.85%，比CA01树脂固化物的饱和吸水率低60%。CM01树脂固化物具有较好的耐热性能和力学性能，玻璃化转变温度Tg为198.1℃，拉伸强度和拉伸模量分别为66.51 MPa、3.06 GPa，断裂伸长率为2.39%，弯曲强度和弯曲模量分别为134.45 MPa、3.09 GPa。

关键词：双酚M氰酸酯树脂双酚A氰酸酯树脂热熔法预浸料介电吸湿

基于综合效益量化的综合管廊投资决策与成本回收机制

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第2期63卷 210-222页

作者：曾国华汤志立徐千军北京京投城市管廊投资有限公司北京100027 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

城市综合管廊综合效益显著,是推动城市现代化、科技化、集约化、韧性化的重要举措,但投资决策约束条件及公平合理的成本回收机制的缺失严重制约了综合管廊的可持续发展。该文分析了综合管廊全生命周期综合成本、综合效益的组成及影响因... 详细信息

城市综合管廊综合效益显著,是推动城市现代化、科技化、集约化、韧性化的重要举措,但投资决策约束条件及公平合理的成本回收机制的缺失严重制约了综合管廊的可持续发展。该文分析了综合管廊全生命周期综合成本、综合效益的组成及影响因素,提出了以“综合效益与综合成本比大于1”为首要约束条件的投资决策模型。构建了2种综合管廊成本回收机制,即“比例付费机制”(管线单位和政府按综合管廊内外部效益比例付费的成本回收机制)和“缺口补助机制”(管线单位按综合管廊的内部效益付费、政府对缺口资金进行补助的成本回收机制)。系统量化了19个综合管廊项目的综合成本效益关系,综合效益与综合成本比集中在1.50~3.58之间,显示了显著的综合效益。采用“比例付费机制”,考虑长期内部效益时政府分摊比例平均值为52.3%,考虑短期内部效益时为67.2%,而采用“缺口补助机制”,考虑短期内部效益时政府分摊比例平均值为51.3%。考虑入廊时序影响时,当期入廊率每降低30%,采用“缺口补助机制”的政府费用分摊比例均值平均增加8.8%(考虑短期内部效益)。提出了因时、因地制宜的“两步走”实施综合管廊费用分摊有关政策建议,即综合管廊发展初期按照考虑短期内部效益的“缺口补助机制”进行费用分摊,发展成熟期按照考虑长期内部效益的“比例付费机制”。提出了完善综合管廊投资决策配套机制、完善入廊收费使用制度、强化投资建设“开源节流”(成立区域平台公司、探索市场化试点等)的综合管廊可持续发展建议。

关键词：综合管廊综合效益量化投资决策模型入廊率成本回收机制

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基于9种机器学习算法的岩爆预测研究

岩石力学与工程学报 2020年第4期39卷 773-781页

作者：汤志立徐千军清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 北京京投城市管廊投资有限公司北京100027

岩爆预测是减轻乃至消除岩爆危害的基础。本文构建含325组岩爆案例的岩爆预测数据集,通过引入9种经典机器学习算法,建立9个考虑多因素的岩爆预测模型,发展并完善岩爆预测方法。模型建立过程中,采用空值填充、重采样等多项数据预处理技... 详细信息

岩爆预测是减轻乃至消除岩爆危害的基础。本文构建含325组岩爆案例的岩爆预测数据集,通过引入9种经典机器学习算法,建立9个考虑多因素的岩爆预测模型,发展并完善岩爆预测方法。模型建立过程中,采用空值填充、重采样等多项数据预处理技术对数据进行清洗、归一化及降维,解决了数据不均衡问题。通过特征提取与选择,获得岩爆预测的最优的特征组合,采用网格搜索交叉验证技术获得模型的最优参数。采用准确率、精确率、召回率、F1值、宏平均、微平均等指标对模型预测性能进行验证与评估,并与常用理论判据的分类性能进行了对比。检验结果表明,所建模型的预测效果较好,且远好于单纯依靠理论判据所得的结果。最后,采用本文模型对西藏多雄拉隧道进行了岩爆倾向性分析,预测结果与现场情况具有较好的一致性。

关键词：岩石力学岩爆预测机器学习理论判据

多壁巴基纸／环氧复合材料拉伸性能的影响因素

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复合材料学报 2012年第6期29卷 26-31页

作者：刘妍李敏刘千立顾轶卓李艳霞张佐光北京航空航天大学材料科学与工程学院空天材料与服役教育部重点实验室北京100191

采用抽滤法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)纸(又称巴基纸),研究了巴基纸增强不同环氧基体复合材料(巴基纸复合材料)的拉伸性能及其断口形貌,分析了MWCNT含量、树脂基体拉伸性能以及巴基纸与树脂的界面黏附作用对复合材料拉伸性能的影响。... 详细信息

采用抽滤法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)纸(又称巴基纸),研究了巴基纸增强不同环氧基体复合材料(巴基纸复合材料)的拉伸性能及其断口形貌,分析了MWCNT含量、树脂基体拉伸性能以及巴基纸与树脂的界面黏附作用对复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在MWCNT质量分数小于39.1%范围内,增加碳纳米管含量,可显著提高巴基纸/环氧复合材料的拉伸性能;巴基纸/环氧复合材料的拉伸强度和模量与树脂基体的性能密切相关,其拉伸破坏形式受基体的脆韧性影响显著;相比较而言,巴基纸与树脂间的黏附功对巴基纸/环氧复合材料拉伸性能的影响不明显。

关键词：多壁碳纳米管巴基纸复合材料黏附功拉伸性能

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基于过采样和客观赋权法的岩爆预测

清华大学学报（自然科学版） 2021年第6期61卷 543-555页

作者：汤志立王雪徐千军北京京投城市管廊投资有限公司北京100027 桂林市水利局桂林541001 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为解决基于机器学习的岩爆预测中存在的数据不均衡问题,提高模型泛化能力,进而提高岩爆预测性能,该文构建了由246组岩爆案例组成的岩爆预测数据集,优选了单轴抗压强度与单轴抗拉强度之比、最大切应力、最大切向应力与单轴抗压强度之比... 详细信息

为解决基于机器学习的岩爆预测中存在的数据不均衡问题,提高模型泛化能力,进而提高岩爆预测性能,该文构建了由246组岩爆案例组成的岩爆预测数据集,优选了单轴抗压强度与单轴抗拉强度之比、最大切应力、最大切向应力与单轴抗压强度之比、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、弹性能指数6个常用岩爆等级判别特征。通过引入9种经典机器学习算法,建立了9个考虑多因素的岩爆预测模型,研究了5种过采样方法及5种客观赋权方法对模型预测性能的影响。研究结果表明:数据在过采样处理后,模型准确率提高了11.8%~52.3%、宏平均F_(1)值提高了13.0%~50.0%;随机过采样方法对模型性能提升效果最佳,最能解决数据不均衡问题;随机过采样均衡化数据集后,客观赋权作用因模型而异,只能提升基于极限梯度提升算法、随机森林、决策树、极限树构建的模型的准确率(分别提高1.1%、2.1%、10.7%、12.9%)及宏平均F_(1)值(分别提高1.2%、2.3%、11.8%、12.8%);基于随机过采样的多层感知机算法模型是最优的岩爆预测模型,其准确率及宏平均F_(1)值均最高,分别为0.917、0.920。

关键词：岩爆预测机器学习数据不均衡过采样客观赋权法

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基于富含木质素的生物质残渣制备超级电容器

新型炭材料（中英文） 2022年第4期37卷 743-751页

作者：房严严张千玉张东东崔立峰上海交通大学智慧能源创新学院上海闵行200240 东莞理工学院材料学科与工程学院广东东莞523808

设计基于廉价原材料且具有分级多孔结构的超级电容碳电极是储能领域的一项重大挑战。在这项工作中,我们利用玉米秸秆中的木质素为原料,通过高温碳化和后续活化的方式合成了具有高比表面积的3D多孔碳。所制备的活化碳在0.5 A g^(−1)的电... 详细信息

设计基于廉价原材料且具有分级多孔结构的超级电容碳电极是储能领域的一项重大挑战。在这项工作中,我们利用玉米秸秆中的木质素为原料,通过高温碳化和后续活化的方式合成了具有高比表面积的3D多孔碳。所制备的活化碳在0.5 A g^(−1)的电流密度下质量比电容和面积比电容分别达到280 F g^(−1)、1.3 F cm^(−2)。组装的对称式扣式超级电容器可以在5200 W kg−1的功率密度下提供7.7 Wh kg^(−1)的能量密度。本研究表明将木质素废弃物用作超级电容器的原材料是一种可行的废弃资源再利用的方法,可以潜在提升木质素的附加值。

关键词：生物质木质素层级多孔炭超级电容器

超低温用碳纤维增强树脂基复合材料的性能研究

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宇航材料工艺 2018年第5期48卷 34-38页

作者：王晓蕾王芳刘千立王钧田杰上海复合材料科技有限公司上海201112 上海航天树脂基复合材料工程技术研究中心上海201112 上海航天技术研究院上海201111 武汉理工大学武汉430070

根据低温液氧贮箱的缠绕工艺与特殊使用环境要求,分别针对3种自制的环氧树脂体系进行系统的工艺特性与低温抗裂纹性能研究。在此基础上以T700纤维复合材料为研究对象,详细考察其在超低温和高低温循环条件下的力学性能稳定性,并对其液氧... 详细信息

根据低温液氧贮箱的缠绕工艺与特殊使用环境要求,分别针对3种自制的环氧树脂体系进行系统的工艺特性与低温抗裂纹性能研究。在此基础上以T700纤维复合材料为研究对象,详细考察其在超低温和高低温循环条件下的力学性能稳定性,并对其液氧相容性进行测试。最终以小型碳纤维复合材料筒体进行综合性能验证。研究结果表明,SFC-3环氧树脂具有较好的缠绕工艺特性,且在超低温和高低温交变条件下具有优异的抗裂纹特性。T700/SFC-3环氧复合材料分别经过高低温交变和超低温处理后,拉伸性能保留率在92%以上,且该复合材料具有良好的液氧相容性。T700/SFC-3环氧树脂复合材料筒体具有极好的耐高低温稳定性和气密性。

关键词：碳纤维复合材料液氧贮箱超低温

新课改背景下县域小学教师专业发展的现实困境与突破路径

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新教师 2023年第3期 6-8页

作者：卢立涛阙千杭北京师范大学教育学部

教师是教育发展的第一资源,新一轮义务教育课程改革强调转变育人方式和教学方式,对小学教师的专业素养又提出了进一步的要求,而县域小学教师在专业发展方面呈现出优质教育资源配置仍需完善、缺乏系统性教师培训、教师教科研能力较弱、... 详细信息

教师是教育发展的第一资源,新一轮义务教育课程改革强调转变育人方式和教学方式,对小学教师的专业素养又提出了进一步的要求,而县域小学教师在专业发展方面呈现出优质教育资源配置仍需完善、缺乏系统性教师培训、教师教科研能力较弱、缺乏学科融合意识、对于专业发展的自我认识不高等现实困境。为此需要加强多方协同,提高教师职业认同感;针对区域特色,开展精准化教师培训;统筹规划,优化县域教育资源配置等发展路径。

关键词：县域教师小学教育教师专业发展现实困境突破路径