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首山一矿深部地应力分布规律及影响因素

煤炭学报 2024年第5期49卷 2360-2375页

作者：郭德勇揣筱升张铁岗郭明生中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司河南平顶山467000

为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响... 详细信息

为探讨平顶山首山一矿深部地应力分布规律及其影响因素,基于矿井实测地应力数据,运用构造物理学、岩石力学和数值模拟方法,研究了测点地应力类型、大小和方向分布规律,反演了地应力场分布特征,分析了埋深、岩性和地质构造对地应力的影响,确定了影响地应力分布的主控因素。研究表明:多元回归反演分析法获得的地应力计算值与实测值吻合,相对误差小于20%,结果可靠。矿井煤岩体处于三维压应力状态,煤层主应力关系为S_(H)>S_(V)>S_(h),地应力由矿井北部向南部呈现先增大后减小再增大的变化趋势,地应力为28~44 MPa,属于高应力水平,地应力方向为NEE向。埋深影响地应力大小和类型,随埋深增加主应力增大,应力场类型向准静水压力场过渡;岩性与地应力密切相关,从泥岩到砂岩或灰岩,地应力增大,弹性模量越大地应力越大,地层岩性的差异造成地应力大小离散分布、应力方向偏转角不超过10°;矿井地应力与埋深、弹性模量的关系可表示为σ_(H)=0.0350H+0.4681E−8.5513。地质构造是影响首山一矿地应力分布的主控因素,褶皱形态控制地应力的水平应力分布,向斜内弧应力值大于背斜内弧,且褶皱弯曲程度越大,其内弧地应力越大,应力梯度越大;断层带内应力降低、断层尖灭端应力集中,地应力方向沿着断层走向偏转,与断层走向夹角越大,应力方向偏转角越大;断层切割复式褶皱时,断层与向斜构造组合区应力值大于断层与背斜构造组合区,且断褶构造组合造成地应力方向分布紊乱。

关键词：地应力测量应力解除法构造物理首山一矿

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改进YOLOv5s的采煤机滚筒与支架护帮板干涉状态智能识别

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 253-263页

作者：毛清华胡鑫王孟寒张旭辉薛旭升西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室陕西西安710054

针对综采工作面液压支架护帮板处于未收回异常状态导致采煤机滚筒与护帮板干涉问题,提出一种改进YOLOv5s的采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态智能识别方法。运用课题组前期提出的基于边界约束和非线性上下文正则化的去雾去尘方法对视... 详细信息

针对综采工作面液压支架护帮板处于未收回异常状态导致采煤机滚筒与护帮板干涉问题,提出一种改进YOLOv5s的采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态智能识别方法。运用课题组前期提出的基于边界约束和非线性上下文正则化的去雾去尘方法对视频图像进行清晰化处理,提高综采工作面监控视频图像质量;对YOLOv5s模型进行改进,通过将YOLOv5s主干网络中的普通卷积Conv替换为分类效果更佳的Ghost卷积,减少了模型的参数数量,提高了模型识别速度,同时引入坐标注意力机制,提高了模型对护帮板和滚筒特征提取能力,从而提高模型识别精确率。运用软非极大值抑制算法(Soft-NMS)的锚框筛选方法,减少因护帮板重叠而发生漏检问题。针对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态判定问题,提出液压支架护帮板与采煤机滚筒锚框重合度的判定方法。运用本文改进YOLOv5s模型与YOLOv5s、YOLOv3-tiny模型进行对比分析,结果表明:本文方法与原模型相比的识别精确率提高了约8.1%,GFLOPs降低1.86倍;mAP@.5达到97.2%、平均识别速度为检测时间为5.9 ms。运用本文方法对煤矿实际综采工作面采煤机滚筒与液压支架护帮板视频图像进行干涉状态识别试验验证,结果表明:对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态识别准确率为96%。

关键词：采煤机滚筒液压支架护帮板 YOLOv5s 干涉状态视频图像智能识别

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惯导与视觉信息融合的掘进机精确定位方法

煤炭科学技术 2024年第5期52卷 236-248页

作者：毛清华周庆安炎基薛旭升杨文娟西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室陕西西安710054

针对煤矿巷道复杂环境下掘进机精确定位难题,提出了一种惯导与视觉融合的掘进机精确定位方法,该方法采用惯导与“视觉+激光标靶”的定位方案。该方案将设计的四特征点大尺寸激光标靶固定于巷道顶板,相机固定于掘进机机身采集激光标靶图... 详细信息

针对煤矿巷道复杂环境下掘进机精确定位难题,提出了一种惯导与视觉融合的掘进机精确定位方法,该方法采用惯导与“视觉+激光标靶”的定位方案。该方案将设计的四特征点大尺寸激光标靶固定于巷道顶板,相机固定于掘进机机身采集激光标靶图像,并运用圆拟合法定位光斑中心和基于四特征点的EPnP算法解算掘进机位置。为了验证“视觉+激光标靶”方法对掘进机位置检测效果,在模拟掘进工作面环境下开展了“视觉+激光标靶”位置检测试验,结果表明:在30 m内沿巷道宽度方向、掘进方向、高度方向最大误差不超过28.549 mm、78.868 mm、44.459 mm,实现了掘进机位置精确检测。针对惯导测量掘进机位姿误差随时间累积和掘进机振动对组合定位系统产生干扰导致位姿检测不准问题,提出改进Sage-Husa自适应滤波的惯导与视觉信息融合方法,该方法通过检测新息方差值修正量测误差来提高定位准确性。在模拟掘进工作面环境下开展了惯导与“视觉+激光标靶”组合定位实验,采用改进前后Sage-Husa自适应滤波算法融合惯导与视觉信息进行对比分析,结果表明:改进后Sage-Husa自适应滤波算法融合得到的定位误差更小,俯仰角、横滚角、航向角最大误差分别为0.029°、0.051°、0.0113°,在距离激光标靶30 m内巷道宽度位置误差在0.033 m范围内,巷道掘进方向位置误差在0.062 m范围内。所提出的惯导与视觉融合定位方法能够满足巷道掘进定位精度要求。

关键词：掘进机定位惯导机器视觉 EPnP Sage-Husa自适应滤波

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基于深层图卷积网络与注意力的漏洞检测方法

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 292-298页

作者：肖鹏张旭升杨丰玉郑巍南昌航空大学软件学院南昌330063

针对现有基于图神经网络的漏洞挖掘方法中缺乏上下文环境信息而导致图结构特征不全面,以及过平滑问题使模型无法学习图结构高阶特征导致预测性能不佳的问题,提出一种基于深层图卷积网络与图注意力的漏洞检测方法 PSG-GCNIIAT。在程序依... 详细信息

针对现有基于图神经网络的漏洞挖掘方法中缺乏上下文环境信息而导致图结构特征不全面,以及过平滑问题使模型无法学习图结构高阶特征导致预测性能不佳的问题,提出一种基于深层图卷积网络与图注意力的漏洞检测方法 PSG-GCNIIAT。在程序依赖关系图基础上,PSG融合顺序关系图,令代码行语句具备感知其上下文信息能力,通过抽象语法树来生成代码行的嵌入向量,实现图节点深层结构特征提取;GCNIIAT采用深层图卷积网络GCNII,结合图注意力机制,更有效地识别程序切片的图结构特征与漏洞关联。实验结果表明,PSG-GCNIIAT漏洞检测方法比VulDeePecker、GCN、GGNN在准确率和F值指标上具有明显优势,能够显著提升程序漏洞检测的性能。

关键词：程序漏洞图注意力深层图卷积网络图结构特征

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基于图像分析的锥形管内壁形变检测方法

激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 167-176页

作者：靳极升马卫红田会王凡西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

针对锥形管在多样化应用领域中内壁产生形变的检测问题,提出一种基于图像分析的锥形管内壁形变检测方法,旨在实现对锥形管内壁2 mm及以上形变量的定量分析,并实现产生形变的圆周方位的定性分析。该方法首先通过在锥形管内安装CMOS图像... 详细信息

针对锥形管在多样化应用领域中内壁产生形变的检测问题,提出一种基于图像分析的锥形管内壁形变检测方法,旨在实现对锥形管内壁2 mm及以上形变量的定量分析,并实现产生形变的圆周方位的定性分析。该方法首先通过在锥形管内安装CMOS图像采集模块对锥形管内的预置圆环线图像进行采集;然后对图像进行处理分析,通过最小外接圆定位圆环线的位置信息,改进的Canny边缘检测算法提取圆环线边缘信息,并对圆环线中心特征数据进行提取分析产生的形变量与形变位置;最后根据像素空间与锥形管内壁空间的坐标关系将分析结果进行变换。该方法具有可视化程度较高以及定位精度高等特点。实验结果表明:基于图像分析的锥形管内壁形变检测方法对边缘提取综合效果更好,对内壁形变的有效识别能够达到2.05 mm及以上,且相对误差在0.15 mm以内,对内壁产生形变区域的定位精度达到0.01°,能满足对锥形管在不同应用场景中产生的形变进行定性定量分析的需求。

关键词：变形检测锥形管内壁边缘提取特征信息坐标空间变换

基于触头燃弧损耗的动车组交流接触器剩余电寿命预测

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：成庶陈日升向超群中南大学交通运输工程学院

动车组交流接触器的性能状态与列车运行安全密切相关。针对动车组交流接触器在三相不均匀燃弧损耗工况下，特征参数变化趋势与电寿命趋势的复杂映射关系问题，提出了一种基于触头燃弧损耗的电寿命预测方法。首先，基于触点的燃弧机理，... 详细信息

动车组交流接触器的性能状态与列车运行安全密切相关。针对动车组交流接触器在三相不均匀燃弧损耗工况下，特征参数变化趋势与电寿命趋势的复杂映射关系问题，提出了一种基于触头燃弧损耗的电寿命预测方法。首先，基于触点的燃弧机理，分析了导致三相触头之间燃弧损耗差异的原因，并在此基础上进行了随机燃弧损耗和定相燃弧损耗两种模式下的电寿命试验。然后，提取电寿命试验过程中的接触器特征参数，利用Spearman等级相关系数方法计算各特征参数与累积燃弧损耗之间的相关性，以此筛选出相关性强的特征参数构成状态识别的特征参数组。接着通过多元线性回归的方法对特征参数组进行融合，得到表征燃弧损耗状态的指标，对比指标曲线与实际寿命曲线发现试验样本存在初始燃弧损耗量的问题。之后建立基于相似性的接触器剩余燃弧损耗量预测模型，在评估环节引入能将初始燃弧损耗量的不确定性问题转化为时延问题的时延参数，通过交叉验证的方法选定最优时延参数，并建立综合评价指标对模型进行评估。最后，利用试验样本对预测模型进行了验证，并以定相燃弧损耗样本为例通过接触器电寿命映射模型对剩余电寿命进行了计算。结果表明，所提出的方法能够成功地定量评价接触器在三相不均匀燃弧损耗情况下的剩余电寿命，且能够直观表现剩余寿命的变化过程，预测误差仅0.9%～12.1%。

关键词：交流接触器电寿命燃弧损耗时延参数寿命预测

装配应力对飞机管道随机疲劳寿命的影响分析与试验验证

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机械强度 2024年第1期46卷 208-215页

作者：赵旭升陈果张旭钱进南京航空航天大学民航学院南京210016 南京航空航天大学通用航空与飞行学院溧阳213300

针对飞机液压管路连接件疲劳断裂问题,基于随机振动理论对带有轴向装配偏差的液压导管进行疲劳寿命预估。从建立真实飞机液压系统管路连接件有限元模型入手,分析轴向装配偏差产生的装配应力对结构的影响规律,通过试验获取不同轴向偏差... 详细信息

针对飞机液压管路连接件疲劳断裂问题,基于随机振动理论对带有轴向装配偏差的液压导管进行疲劳寿命预估。从建立真实飞机液压系统管路连接件有限元模型入手,分析轴向装配偏差产生的装配应力对结构的影响规律,通过试验获取不同轴向偏差下的管路连接件的阻尼比。利用有限元分析软件进行随机振动分析,获取危险部位的应力响应功率谱密度函数,结合Miner线性损伤理论,对含有装配应力的管路连接件进行了随机振动疲劳寿命预估。设计并进行了管路共振疲劳试验,发现管道裂纹萌生位置及疲劳寿命下降趋势与仿真结果契合,仿真及试验结果表明当轴向偏差达到0.8 mm时,严重影响到了飞行安全。研究成果为航空液压管路的设计及装配理论研究提供理论参考和技术支撑。

关键词：管路连接件装配应力随机振动功率谱密度疲劳寿命

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等离激元隧道结(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 240-247页

作者：冯源佳郑钧升杨若雪王攀浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江杭州310027

等离激元隧道结是可以同时支持表面等离激元响应与电子隧穿效应的具有纳米尺度介质间隙的金属-绝缘体-金属结构。隧道结中电子、等离激元和光子等受到极强的约束并发生丰富的相互作用,这为在纳米尺度上研究和操控电子、光子,以及发展新... 详细信息

等离激元隧道结是可以同时支持表面等离激元响应与电子隧穿效应的具有纳米尺度介质间隙的金属-绝缘体-金属结构。隧道结中电子、等离激元和光子等受到极强的约束并发生丰富的相互作用,这为在纳米尺度上研究和操控电子、光子,以及发展新一代纳米光电子器件提供了一个新的平台。本文综述了等离激元隧道结在等离激元激发/发光和等离激元/光子-电子转换中的应用。

关键词：表面等离激元隧道结电子隧穿等离激元激发光电转换

职业教育新质生产力:内涵解读、理论框架与实施路径

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职业技术教育 2024年第19期45卷 21-27页

作者：徐俊生邓旭升云南师范大学教育学部昆明650500 重庆人文科技学院

职业教育新质生产力是以“新”提“质”、以“质”催“新”的高效能职业教育生产力质态,是以培养创新性高技能人才为核心的生产力、实现高效能产教深度融合为特征的生产力、采用先进性教学培养模式为手段的生产力、培育高质量发展型社... 详细信息

职业教育新质生产力是以“新”提“质”、以“质”催“新”的高效能职业教育生产力质态,是以培养创新性高技能人才为核心的生产力、实现高效能产教深度融合为特征的生产力、采用先进性教学培养模式为手段的生产力、培育高质量发展型社会人才为目标的生产力。发展职业教育新质生产力是适应经济转型升级的迫切需求,推动技术创新转化的重要途径,也是提升教育服务社会的关键能力,更是弘扬民族工匠精神的紧迫任务。实施职业教育新质生产力是一项系统工程,需要进行制度革新,构筑职业教育新质生产力的制度基石;加强资源整合,赋能职业教育新质生产力的关键要素;实现技术跃升,驱动职业教育新质生产力的核心引擎;推动文化创新,孕育职业教育新质生产力的精神内核;实现目标引领,指向职业教育新质生产力的战略导向。

关键词：职业教育新质生产力产教融合技术创新高技能人才