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“三深”复杂环境下岩石钻进与机械化开挖技术发展与展望

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第3期54卷 819-836页

作者：王少锋吴毓萌周子龙中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

地下资源的大规模开采使得浅部资源逐渐减少,促使深地、深海、深空(“三深”)成为资源开采的新领地。本文阐述了“三深”复杂环境下岩石钻进和机械化开挖发展现状,并从高地应力、高地温、高渗透压、高水压、微重力、高真空等不同复杂环... 详细信息

地下资源的大规模开采使得浅部资源逐渐减少,促使深地、深海、深空(“三深”)成为资源开采的新领地。本文阐述了“三深”复杂环境下岩石钻进和机械化开挖发展现状,并从高地应力、高地温、高渗透压、高水压、微重力、高真空等不同复杂环境参数分析岩石钻进及开挖过程的相关特征,分别提出几个具有代表性的挑战技术。针对深地、深海、深空的岩石钻进和开挖技术瓶颈以及面临的挑战,总结部分解决方案的同时对钻进和开挖技术领域的未来发展方向进行展望。研究结果表明:深空钻进和开挖技术还处于初步发展阶段,开挖技术目前还达不到深空资源开采的技术需求,但近年来以钻进为主的钻探作业得到了稳步发展,对于深空机械化开挖也提出了合理构思;钻进和开挖技术是“三深”资源开采技术的重要组成部分,为实现“三深”复杂环境下矿产资源的安全、高效、经济、绿色开发,岩石钻进和机械化开挖技术亟需向数字化、自动化、无人化、智能化方向发展。

关键词：深地深海深空岩石钻进机械化开挖

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基于随钻参数的岩石强度预测与可钻性识别

Journal of Central South University 2023年第12期30卷 4036-4051页

作者：王少锋吴毓萌蔡鑫周子龙 School of Resources and Safety Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

快速获取岩石力学参数和准确识别岩石可钻性是指导不同规模钻进工程(钻井、钻孔)和岩石开挖工程安全施工的重要前提。基于4次微钻实验采集的281组钻进参数和岩石力学参数建立数据库。数据库中的随钻参数包括钻进力(F)、扭矩(T)、转速(N... 详细信息

快速获取岩石力学参数和准确识别岩石可钻性是指导不同规模钻进工程(钻井、钻孔)和岩石开挖工程安全施工的重要前提。基于4次微钻实验采集的281组钻进参数和岩石力学参数建立数据库。数据库中的随钻参数包括钻进力(F)、扭矩(T)、转速(N)和钻进速度(V),以此计算出比能(SE)和可钻性指数(Id)。以这些参数为输入参数,采用拟合回归分析和机器学习回归方法预测岩石的单轴抗压强度。此外,根据岩石单轴抗压强度(UCS)、抗拉强度(BTS)、磨蚀指数(CAI)和硬度(HL),通过TOPSIS-RSR方法实现岩石可钻性分类,利用机器学习分类方法感知和识别岩石可钻性。在预测和识别过程中,比较不同方法的精度,确定最优模型。研究方法和结论可为岩石强度的实时原位测量和地层可钻性识别提供新途径,为提高岩石钻进和开挖效率、保障施工安全提供依据。

关键词：随钻测量(WMD) 强度预测可钻性分类可钻性识别机器学习 TOPSIS-RSR方法

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非爆破岩理论和技术发展与展望

中国有色金属学报 2022年第12期32卷 3883-3912页

作者：王少锋孙立成周子龙吴毓萌石鑫垒中南大学资源与安全工程学院长沙410083

地下资源开采及地下空间开发利用规模不断加大,促使非爆破岩技术得到了长足发展,并衍生出机械刀具破岩、水力破岩、微波破岩、热冲击破岩、膨胀破岩、联合破岩等技术。本文阐述了各类非爆破岩理论,并综述了各类非爆破岩技术的发展与应... 详细信息

地下资源开采及地下空间开发利用规模不断加大,促使非爆破岩技术得到了长足发展,并衍生出机械刀具破岩、水力破岩、微波破岩、热冲击破岩、膨胀破岩、联合破岩等技术。本文阐述了各类非爆破岩理论,并综述了各类非爆破岩技术的发展与应用进程。针对目前非爆破岩技术的发展瓶颈和面临的挑战,展望了非爆破岩理论与技术的发展方向。为满足深地战略重大需求,非爆破岩亟需完成理论突破、技术变革、设备升级,以实现复杂地质环境下坚硬岩石的安全、高效、经济、智能及绿色破碎。

关键词：非爆破岩深部硬岩机械刀具破岩水力破岩微波破岩热冲击破岩联合破岩

数据孤岛下基于联邦学习的用户电价响应刻画及其应用

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 164-176页

作者：李锦辉吴毓峰余涛潘振宁华南理工大学电力学院广东广州510640 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东广州510640

电价型需求响应离不开对用户价格响应的精准刻画,然而用户对价格的响应大多发生在与聚合商的交互中。并且出于隐私保护需求,这些交互数据往往不被公开,呈现为数据孤岛。针对现阶段用户数据隐私需求和电网调度需求相互冲突的问题,提出了... 详细信息

电价型需求响应离不开对用户价格响应的精准刻画,然而用户对价格的响应大多发生在与聚合商的交互中。并且出于隐私保护需求,这些交互数据往往不被公开,呈现为数据孤岛。针对现阶段用户数据隐私需求和电网调度需求相互冲突的问题,提出了基于联邦学习的用户电价响应行为刻画及其应用方法。首先,构建基于联邦学习的用户电价响应行为刻画的分布式交互框架,将原始数据信息交互转变为特征信息交互。然后,利用差分隐私-联邦近端算法实现不同聚合商电价响应模型的参数聚合,获得区域用户电价响应模型。最后,提出嵌入响应模型的配电网优化运行应用方法,利用改进的策略近端优化算法求解系统实时电价和储能出力。算例表明,所提方法在保障用户用能信息隐私下,能准确刻画区域用户电价响应行为,并改善配电网综合效益。

关键词：电价型需求响应用户隐私联邦学习强化学习

考虑联盟结构Shapley-solidarity值的新刻画

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系统工程理论与实践 2024年第4期44卷 1219-1228页

作者：崔泽光原萌单而芳上海大学管理学院上海200444

依据参与者之间的亲疏关系可将参与者划分为不同的优先联盟,基于优先联盟结构进行利益分配,Shapley-solidarity值是重要的分配规则.该分配规则首先将各优先联盟视作一个整体,对总收益按照Shapley值进行分配,之后将各优先联盟分得的收益... 详细信息

依据参与者之间的亲疏关系可将参与者划分为不同的优先联盟,基于优先联盟结构进行利益分配,Shapley-solidarity值是重要的分配规则.该分配规则首先将各优先联盟视作一个整体,对总收益按照Shapley值进行分配,之后将各优先联盟分得的收益在联盟内部按照solidarity值进行二次分配,该值在体现联盟间公平分配的同时保障了联盟内参与者间的团结性.基于优先联盟结构,本文提出了TU-博弈线性空间的一个新的基.运用这个基,本文证明了Shapley-solidarity值可由有效性、联盟间差边际性、联盟内差边际性和联盟平均无效元性所唯一刻画.

关键词：合作博弈公理化刻画联盟结构 Shapley-solidarity值差边际性

钢-混组合结构群钉连接件的连杆效应试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 254-261页

作者：余晓琳吴毓陈宇轩罗宇蕃贾布裕华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

钢—混组合结构连接件中栓钉式群钉连接件存在单钉承载力折减及群钉中栓钉的剪力分布不均匀的情况,本文提出一种带连杆的群钉连接件,旨在通过在栓钉之间设置连杆使群钉中栓钉之间的剪力分布更加均匀,并提高构件的整体承载能力。利用推... 详细信息

钢—混组合结构连接件中栓钉式群钉连接件存在单钉承载力折减及群钉中栓钉的剪力分布不均匀的情况,本文提出一种带连杆的群钉连接件,旨在通过在栓钉之间设置连杆使群钉中栓钉之间的剪力分布更加均匀,并提高构件的整体承载能力。利用推出试验结合有限元模拟,揭示了带连杆群钉连接件的作用机理,并通过参数分析给出群钉构件合理的连杆布置位置以及尺寸。研究结果表明:在构件达到极限承载力时,合理的设置连杆能够减少83.76%的栓钉底部剪力分布的不均匀程度,对构件承载能力的提升能达到8.56%。本文研究可为带连杆群钉连接件的结构优化提供一定的理论基础,推动新型连接件的发展。

关键词：组合结构带连杆的群钉连接件推出试验承载力非线性有限元分析参数分析剪力分布结构优化

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稀疏阵列的鲁棒矩阵填充DOA估计算法

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1477-1483页

作者：张芸萌董玫陈伯孝西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071

稀疏阵列布阵灵活,增大阵列孔径的同时还能减少阵元间耦合,但基于稀疏阵列的传统波达方向估计会导致角度模糊混叠,带来估计精度差和稳健性不足的问题。针对以上问题,提出一种适用于稀疏阵列波达方向估计的加权截断奇异值投影(weighted t... 详细信息

稀疏阵列布阵灵活,增大阵列孔径的同时还能减少阵元间耦合,但基于稀疏阵列的传统波达方向估计会导致角度模糊混叠,带来估计精度差和稳健性不足的问题。针对以上问题,提出一种适用于稀疏阵列波达方向估计的加权截断奇异值投影(weighted truncated singular value projection,WT-SVP)的鲁棒矩阵填充算法。在填充迭代过程中根据奇异值的大小分配权重,突出大奇异值包含的阵列信息,减少小奇异值中不必要的噪声信息,从而优化传统奇异值投影算法。该算法可以实现稀疏阵列的孔洞信息恢复,对不连续阵元充分利用,同时WT-SVP填充算法实现了稀疏阵列波达方向估计的高精度、高分辨以及在低信噪比、低快拍时的高鲁棒性。

关键词：稀疏阵列矩阵填充奇异值投影波达方向估计

数字技术变革与企业股价崩盘风险:来自“两化融合”试点的证据

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系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 207-225页

作者：戴严科左晓萌顾研上海对外经贸大学国际经贸学院上海201620 复旦大学泛海国际金融学院上海200433

数字技术变革已经成为企业高质量发展的重要助力.利用“两化融合”试点这一准自然试验并以2007–2021年我国制造业上市公司为样本,本文采用多时点双重差分法考察数字技术变革对企业股价崩盘风险的影响.结果发现:1)随着“两化融合”试点... 详细信息

数字技术变革已经成为企业高质量发展的重要助力.利用“两化融合”试点这一准自然试验并以2007–2021年我国制造业上市公司为样本,本文采用多时点双重差分法考察数字技术变革对企业股价崩盘风险的影响.结果发现:1)随着“两化融合”试点大幅促进企业数字技术变革,企业未来的股价崩盘风险显著下降,这一结论进一步得到了一系列稳健性检验的支持. 2)机制分析揭示,“两化融合”试点通过提升内部控制质量降低了企业未来的股价崩盘风险,在此过程中并未吸引更多的外部监督. 3)当会计稳健性差、盈余激进度高、分析师跟踪少以及媒体关注度低时,“两化融合”试点降低股价崩盘风险的效应更显著,可见新兴数字技术与传统治理机制存在一定的互补作用.本研究丰富了数字经济支持上市公司治理改善的经验证据和作用路径,所得结论为推动数字治理提升上市公司质量提供了决策参考.

关键词：数字技术变革两化融合股价崩盘风险内部控制

基于多尺度特征融合的负荷辨识及其可解释交互增强方法

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 105-117页

作者：刘熙鹏罗庆全余涛蓝超凡蔡清淮吴毓峰华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510640

负荷辨识技术可快速辨识电器类型,在家庭能量管理、危险用电预警、响应潜力评估等方面具有重要作用。针对现有负荷辨识方法多关注负荷长期或短期单尺度特征,导致特征表征能力不足而使模型识别精度和泛化性能受限的问题,提出一种基于多... 详细信息

负荷辨识技术可快速辨识电器类型,在家庭能量管理、危险用电预警、响应潜力评估等方面具有重要作用。针对现有负荷辨识方法多关注负荷长期或短期单尺度特征,导致特征表征能力不足而使模型识别精度和泛化性能受限的问题,提出一种基于多尺度特征融合的负荷辨识及其可解释交互增强方法。首先,从负荷采样数据中提取高频尺度的短期特征和中、低频尺度的长期特征,构建双塔结构的深层特征提取网络以利用网络的不同分支高效率挖掘各尺度深层特征。其次,设计自注意力与交叉注意力相结合的特征融合网络以实现负荷长、短期特征融合,提高模型的特征利用程度。然后,采用度量学习的训练方法,拉近同类型样本的特征距离,提升特征融合的效率和效果。最后,利用基于梯度的可解释分析方法量化特征的重要性,实现自适应的特征增强与结合专家交互的模型调优。实验结果说明所提模型识别精度与泛化能力均优于现有模型,且可解释分析验证了其有效性源于多尺度特征的充分利用。

关键词：负荷辨识多尺度特征特征融合度量学习可解释分析