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基于MCABResnet的二维滚动轴承故障诊断新方法

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机床与液压 2024年第9期52卷 192-200页

作者：邱坤康琳董增寿太原科技大学电子信息学院山西太原030024

针对时域信号冗余度大及滚动轴承故障诊断效果和强噪声环境下诊断正确率低和泛化能力差的问题,提出一种新的基于多联合注意力机制和多残差卷积块的多尺度进化故障诊断方法。采用宽、窄核卷积的跃迁块和多联合注意机制对深层卷积进行特... 详细信息

针对时域信号冗余度大及滚动轴承故障诊断效果和强噪声环境下诊断正确率低和泛化能力差的问题,提出一种新的基于多联合注意力机制和多残差卷积块的多尺度进化故障诊断方法。采用宽、窄核卷积的跃迁块和多联合注意机制对深层卷积进行特征补充,减少特征流失,保证特征图的质量。通过通道和空间注意力权重的分配,为卷积层提供不同的权重参数,进行自适应特征细化。将提出的方法分别在凯斯西储大学轴承数据集和东南大学轴承数据集进行试验验证及分析。结果显示:所提方法的分类正确率超过99.75%,即使在强噪声环境下,分类正确率也超过98.5%;在变工况下,平均分类正确率超过了90%。因此,所提方法具有良好的故障诊断效果、泛化能力和抗噪声性能。

关键词：故障诊断残差表达注意力机制通道权重

考虑叶片造型的压气机流动稳定性模型研究进展

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力学学报 2024年第7期56卷 1819-1837页

作者：孙大坤朱恒毅许登科冀国锋杨加寿孙晓峰北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学杭州创新研究院杭州310023 中国航发贵阳发动机设计研究所贵阳550081

压气机实际稳定裕度是否达到指标直接决定了发动机是否可以投入使用.目前的压气机气动设计体系中缺乏一种高效、准确的评估失稳边界的工具,导致在设计定型后依然存在实际稳定裕度不足的风险.因此迫切需要发展快速可靠的压气机稳定性预... 详细信息

压气机实际稳定裕度是否达到指标直接决定了发动机是否可以投入使用.目前的压气机气动设计体系中缺乏一种高效、准确的评估失稳边界的工具,导致在设计定型后依然存在实际稳定裕度不足的风险.因此迫切需要发展快速可靠的压气机稳定性预测工具以供设计阶段使用.现代航空压气机叶片的气动设计朝着三维精细化方向发展,如何在设计阶段考虑叶片三维造型的变化对稳定性的影响愈发关键.传统的激盘/半激盘模型难以精细捕捉到三维叶片造型对流动稳定性的影响,而非定常数值模拟方法对计算资源的消耗在压气机设计阶段难以承受.为了在精细考虑叶片造型影响的同时提高计算效率,为气动设计阶段提供稳定性评估工具,本团队首先在2013年提出了叶轮机流动稳定性通用理论,通过分布式叶片力源项建模考虑复杂叶片造型的影响,通过系统特征值描述流动稳定性.继而针对不同的预测目标和应用条件,发展了3种简化模型:子午面模型、流线模型和径向展开模型.其中子午面模型能够准确刻画叶尖间隙、叶片掠和叶片加载方式等关键设计参数对流动稳定性的影响,为设计阶段提供了一种可靠的失稳边界预测工具;流线模型可以快速评估展向各条流线系统的流动稳定性,并定量地给出流动稳定性最为薄弱的区域,从而有针对性地指导叶片扩稳设计;径向展开模型可以快速地预测离心压气机的流动失稳点,定量评估离心压气机流动稳定性.以上模型可以应用于压气机气动设计体系,为设计定型的压气机提供了可靠的稳定性评估方法,为压气机气动/稳定性一体化设计提供了技术储备.

关键词：压气机流动稳定性三维叶片造型稳定性预测叶片力建模压气机设计

利用探空观测评估北半球卫星及再分析对流层臭氧数据

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高原气象 2024年

作者：杨景怡田文寿雒佳丽段佳康何昕兰州大学大气科学学院

对流层臭氧是一种污染气体，也是重要的温室气体，它可以影响人类健康、严重危害生态环境。本研究利用WOUDC(The World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre)发布的臭氧探空观测数据，评估了2007-2018年北半球地区GOME-2A(Glob... 详细信息

对流层臭氧是一种污染气体，也是重要的温室气体，它可以影响人类健康、严重危害生态环境。本研究利用WOUDC(The World Ozone and Ultraviolet Radiation Data Centre)发布的臭氧探空观测数据，评估了2007-2018年北半球地区GOME-2A(Global Ozone Monitoring Experiment 2 aboard METOP-A)、OMI(OzoneMonitoringInstrument)卫星的对流层臭氧柱含量产品以及TCR-2(UpdatedTropospheric Chemistry Reanalysis)再分析对流层臭氧产品。分析结果表明，在赤道美洲地区、亚热带地区、欧洲西部和加拿大地区，GOME-2A与探空观测之间的相关系数最高可达0.56，相对偏差百分比绝对值不超过15%；在加拿大地区、美国东部地区和欧洲西部地区，OMI与探空观测之间的相关系数为0.65～0.72，标准化的均方根误差为0.47～0.56；就整个北半球区域而言，TCR-2对流层臭氧柱含量与探空观测之间的相关系数为0.41～0.95，标准化的均方根误差为0.18～0.48，优于其他两种卫星资料。此外，进一步探讨对流层臭氧柱含量趋势结果发现，TCR-2对流层臭氧柱含量变化趋势与探空观测结果较为一致。利用评估后的数据进一步分析发现，在赤道美洲地区、欧洲西部地区和中国地区对流层臭氧柱含量增加，而近年来在北极地区、加拿大地区和美国东部地区对流层臭氧柱含量减少。

关键词：对流层臭氧对流层臭氧柱含量资料评估北半球

基于AI自学习的煤层自燃特征气体定量评价研究

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工矿自动化 2024年第S1期 104-109页

作者：董康宁闫寿庆张宝龙北京思优特科技发展有限公司扎赉诺尔煤业有限责任公司

煤层自燃是矿井的主要灾害之一，给矿井安全正常运营带来了巨大的威胁。针对传统煤自燃气体预测模型预测精度较差，且基于BP神经网络的预测模型测试时易出现过拟合的问题，基于AI自学习算法（随机森林和BP神经网络）构建了煤自燃特征气... 详细信息

煤层自燃是矿井的主要灾害之一，给矿井安全正常运营带来了巨大的威胁。针对传统煤自燃气体预测模型预测精度较差，且基于BP神经网络的预测模型测试时易出现过拟合的问题，基于AI自学习算法（随机森林和BP神经网络）构建了煤自燃特征气体定量评价模型，并对其参数进行优化。通过实验和对比分析发现，基于随机森林的煤自燃特征气体定量评价模型在训练和测试阶段表现出了较高的准确性和鲁棒性，预测精度明显优于基于BP神经网络的煤自燃特征气体定量评价模型。基于随机森林的煤自燃特征气体定量评价模型的MAE、MAPE、RMSE及R2指标均优于基于BP神经网络的煤自燃特征气体定量评价模型，而基于BP神经网络的煤自燃特征气体定量评价模型在测试阶段出现了过拟合现象，降低了其鲁棒性和预测精度。研究结果表明，基于AI自学习的煤自燃气体定量评价模型具有较高的准确率和可靠性，为煤自燃预测及煤自燃火灾早期预防提供了重要参考。

关键词：机器学习煤层自燃气体指标

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双有源桥变换器双移相控制动态特性优化方法

电源学报 2024年第5期22卷 86-91页

作者：李善寿王浩叶伟安徽建筑大学智能建筑与建筑节能安徽省重点实验室合肥230022 安徽南瑞继远电网技术有限公司合肥230088

为了提高双移相控制的双有源桥DAB(dual active bridge)变换器负载切换的动态响应性能及减小电流应力,研究了1种改进型双移相NDPS(novel dual phase shift)控制方法,通过改变传统双移相TDPS(traditional dual phase shift)控制内移相角... 详细信息

为了提高双移相控制的双有源桥DAB(dual active bridge)变换器负载切换的动态响应性能及减小电流应力,研究了1种改进型双移相NDPS(novel dual phase shift)控制方法,通过改变传统双移相TDPS(traditional dual phase shift)控制内移相角移动方向,重构了传输功率与移相比的关系,增大了移相比调节范围。研究了电流应力最小化条件下双移相控制最优移相比的求解方法,对比分析NDPS与TDPS控制方式负载切换时的动态响应特性。最后搭建了DAB变换器实验平台对理论分析进行实验验证,实验结果表明,轻载条件下,基于电流应力最小化方法得到的最优移相比组合可以有效减小电流应力,同时NDPS比TDPS控制方式有更好的动态响应特性。

关键词：双有源桥变换器双移相控制电流应力动态特性

基于物理约束的分布式神经网络三维地应力预测模型

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地球物理学报 2024年第8期67卷 3211-3228页

作者：马天寿向国富桂俊川贾利春唐宜家西南石油大学"油气藏地质及开发工程"全国重点实验室成都610500 国家管网集团储能技术有限公司上海200122 中国石油西南油气田分公司页岩气研究院成都610051 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 中国石油西南油气田分公司工程技术研究院成都610017

地应力是油气藏全生命周期中井壁稳定分析、水力压裂设计、地层出砂预防、套损预测防治和油气开采措施制定的重要基础参数.针对缺乏三维地震资料情况下的三维地应力场预测问题,以工区已钻井地应力测井解释结果为基础,建立了一种基于物... 详细信息

地应力是油气藏全生命周期中井壁稳定分析、水力压裂设计、地层出砂预防、套损预测防治和油气开采措施制定的重要基础参数.针对缺乏三维地震资料情况下的三维地应力场预测问题,以工区已钻井地应力测井解释结果为基础,建立了一种基于物理约束的分布式神经网络三维地应力预测模型.首先,采用测井解释方法获得工区已钻井地应力单井剖面,并通过Kriging插值构建三维地质模型;其次,将测井数据和三维地质模型的三维空间坐标喂入3个并行的全连接神经网络,引入地应力物理约束条件,提出了数据和物理双约束的条件,进而通过三维空间坐标实现三维地应力场的预测;再次,优选了数据和物理双约束的权重参数,与人工神经网络、支持向量回归、随机森林等三种机器学习模型以及克里金插值模型进行了对比;最后,评价了不同机器学习模型预测地应力的效果.研究结果表明:(1)研究区域的地应力满足潜在正断层应力状态,即垂向地应力>最大水平地应力>最小水平地应力;(2)数据和物理双约束权重参数取值对预测结果有显著影响,当权重参数λ=0.2时,三维地应力预测效果最优;(3)与人工神经网络、支持向量回归、随机森林、克里金插值等模型相比,本文模型预测得到的地层三维地应力和孔隙压力更准确,在工区内测试集预测得到的垂向地应力、最大水平地应力、最小水平地应力和地层孔隙压力的最大相对误差分别为0.63%、7.59%、7.16%、3.21%,而且,本文模型能够更加准确捕捉地应力梯度的三维变化特征,水平井段地应力和地层孔隙压力参数的正态分布特征明显.结论认为,物理约束的分布式神经网络模型能有效融合地形构造与地应力之间的联系,提高三维地应力预测的准确性和可解释性,为油田三维地应力场的预测提供了一种新的思路.

关键词：三维地应力孔隙压力神经网络物理约束数据驱动地质模型

多尺度融合与动态自适应图的公交客流预测模型

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计算机科学与探索 2024年第7期18卷 1879-1888页

作者：郭翔宇彭莉兰李崇寿李天瑞西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756 可持续城市交通智能化教育部工程研究中心成都611756

公交客流预测是公共交通规划和管理中的重要问题。虽然时空图卷积在地铁客流预测任务中获得了很好的预测效果,但是面对公交更复杂的线路、大规模的节点数据,现有的基于图卷积的空间建模方法将带来巨大的空间内存消耗。同时,公交客流量... 详细信息

公交客流预测是公共交通规划和管理中的重要问题。虽然时空图卷积在地铁客流预测任务中获得了很好的预测效果,但是面对公交更复杂的线路、大规模的节点数据,现有的基于图卷积的空间建模方法将带来巨大的空间内存消耗。同时,公交客流量短时间范围内更可能受到瞬时交通状况的影响。为了解决这些挑战,提出了一种多尺度融合和动态自适应图的公交客流预测模型(MFDAG)。该模型融合客流、时刻和周信息以增加数据的特征维度,用动态自适应图的方法来学习不同站点之间的关系。进一步提出了一种多尺度融合传播的方法来表示复杂的空间依赖关系,同时设计了一种多尺度卷积传播的方法来学习不同尺度的时间依赖关系。在两个真实的客流数据集上进行了实验,并与其他交通预测方法进行了比较。实验结果表明,所提出的多尺度融合和动态自适应图的公交客流预测方法具有更高的预测准确度。

关键词：公交客流预测图采样动态自适应图多尺度融合

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地热区深部碳的地球化学研究综述

岩石学报 2024年第7期40卷 2255-2266页

作者：李长正郑国东郭清海楠本成寿王焰新中国地质大学(武汉)环境学院地下水质与健康教育部重点实验室武汉430074 京都大学理学研究科地球热学研究所别府874-090

碳是地热流体中普遍存在而且非常活跃的生命元素。自地幔源区释放的深部碳运移至近地表的过程中,碳元素有可能记录了许多源区信息以及混合分馏过程的特征,尤其是在地热分布区。因此,与地热区深部碳释放相关的地球化学研究对联系岩浆热... 详细信息

碳是地热流体中普遍存在而且非常活跃的生命元素。自地幔源区释放的深部碳运移至近地表的过程中,碳元素有可能记录了许多源区信息以及混合分馏过程的特征,尤其是在地热分布区。因此,与地热区深部碳释放相关的地球化学研究对联系岩浆热源型地热系统深部热源和浅部高温流体的物质交换和运移以及准确判断地热地质背景等都具有非常重要的意义。目前,国内外学者对加深地热流体挥发分来源的定量研究以及完善地热区同位素分馏理论等方面都做出了许多探索性的尝试,其中对来自深部的碳元素的研究是最重要的课题之一。对深部碳俯冲循环过程与地幔源区非均一性特征,地热区岩浆脱气、方解石沉淀、气体溶解脱气的分馏特点、围岩变质脱气与土壤碳的混合过程及其规律等的系统分析结果显示,深部碳的释放经历了复杂的地球化学过程。由于单一方法的研究难以全面揭示该过程,本文通过对该领域相关研究方法的梳理和融合,结合地热区深部碳释放的规模和方式的总结,以期为地热系统物质运移规律和地热流体碳来源的定量研究提供参考和支撑,促进对深部碳循环过程及其气候环境效应的把握和认识。

关键词：深部碳地热流体碳同位素定量研究

子宫颈缝合成形术与Sturmdorf缝合法在高级别鳞状上皮内病变子宫颈锥切术中应用效果比较研究

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中国实用妇科与产科杂志 2024年第7期40卷 762-764页

作者：何剑颖沈婷寿坚杭州师范大学附属萧山医院浙江杭州311200

目的探讨子宫颈缝合成形术与Sturmdorf缝合法在高级别鳞状上皮内病变(high-grade squamous intraepithelial lesion,HSIL)子宫颈锥切术中应用的效果。方法选取2021年1月至2023年1月在杭州师范大学附属萧山医院行子宫颈锥切术治疗的87... 详细信息

目的探讨子宫颈缝合成形术与Sturmdorf缝合法在高级别鳞状上皮内病变(high-grade squamous intraepithelial lesion,HSIL)子宫颈锥切术中应用的效果。方法选取2021年1月至2023年1月在杭州师范大学附属萧山医院行子宫颈锥切术治疗的87例HSIL患者作为研究对象,根据缝合方式不同分为子宫颈缝合成形术组(研究组,44例)和Sturmdorf缝合法组(对照组,43例),收集两组患者围手术期各项资料,比较两组患者术中及术后24 h出血量、术后应激反应指标(去甲肾上腺素、醛固酮、血管紧张素Ⅱ)的表达、术后3个月子宫颈塑形满意度及并发症发生情况。结果 (1)研究组患者术中及术后24 h出血量与对照组患者相比更低[分别为(18.68±5.26)mL vs.(13.54±4.73)mL和(21.57±4.68)mL vs.(10.35±4.65)mL,均P<0.001]。(2)研究组患者术后去甲肾上腺素、醛固酮、血管紧张素Ⅱ表达较对照组患者更低[分别为:(121.73±10.68)μg/L vs.(100.21±10.57)μg/L、(121.41±15.47)μg/L vs.(84.72±10.69)μg/L、(54.21±7.51)μg/L vs.(31.54±5.97)μg/L,均P<0.001]。(3)研究组患者术后3个月子宫颈塑形满意度较对照组患者更高(88.64%vs. 74.42%,P<0.05)。(4)研究组患者并发症总发生率与对照组患者相比更低(6.82%vs. 18.60%,P<0.05)。结论对行子宫颈锥切术治疗的HSIL患者使用子宫颈缝合成形术缝合能显著减少出血量,降低应激反应对机体造成的不必要损伤,子宫颈塑形良好,可作为HSIL患者手术缝合的首选方法。

关键词：子宫颈缝合成形术子宫颈锥切术出血量子宫颈塑形