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基于PSO-LSTM的重载铁路车轨桥系统随机振动响应预测方法

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：毛建锋李铮伍军余志武胡连军中国中铁股份有限公司中铁二院工程集团有限责任公司高速铁路建造技术国家工程中心中南大学土木工程学院

在车桥系统随机振动分析中，随机动力响应是评价行车安全性的关键因素之一，而现有的响应计算方法存在耗时长、成本高的问题。能够快速准确预测车-轨-桥系统的动力响应对重载铁路桥梁的状态评估和运维养维具有重要意义。本文提出了一种... 详细信息

在车桥系统随机振动分析中，随机动力响应是评价行车安全性的关键因素之一，而现有的响应计算方法存在耗时长、成本高的问题。能够快速准确预测车-轨-桥系统的动力响应对重载铁路桥梁的状态评估和运维养维具有重要意义。本文提出了一种基于粒子群优化（Particle Swarm Optimization，PSO）长短期记忆（Long Short-term Memory，LSTM）神经网络模型的重载车桥系统随机振动响应预测方法。该方法以车桥随机参数与轨道随机不平顺激励为输入，以桥梁动力响应为输出构造代理模型。首先，基于商业软件MATLAB平台构建PSO-LSTM网络模型；其次，通过建立的车轨桥系统随机振动分析模型计算初始样本集对应的随机动态响应，并进行模型训练，同时利用PSO算法优化LSTM结构参数；最后，使用训练好的PSO-LSTM模型对桥梁动态响应进行预测。为了验证本算法的优越性和鲁棒性，以朔黄重载铁路实测数据为例，对比了本算法与BP（Back Propagation）神经网络、GRU（Gated Recurrent Unit）神经网络和LSTM神经网络的预测效率，并讨论了不同车速下的预测情况，开展了本模型与实测数据及有限元分析数据的对比分析。结果表明：在PSO优化下，LSTM模型预测结果得到一定的改善，PSO-LSTM模型拟合相关性系数可以达到0.97，其它评价误差值也均小于BP神经网络、GRU神经网络模型，本文模型可更高效准确预测桥梁随机动力响应，可为进一步发展车-轨-桥系统随机振动响应预测理论提供技术支持。

关键词：随机振动响应预测 PSO算法 LSTM神经网络车轨桥系统

智媒时代儿童类在线AI课程的用户使用行为影响因素研究 ——以“小猴AI”为例

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智媒时代儿童类在线AI课程的用户使用行为影响因素研究 ——以“...

作者：郁方武汉体育学院

学位级别：硕士

近年来,基于“互联网+教育”模式的新型AI课程逐渐进入公众的视野,受到众多家庭的青睐。以智媒技术为支撑的在线AI课程,不但改变了传统教育的形式,而且充分尊重儿童的独立性和自主性。作为一种新兴传播媒介,在线AI课程为在线教育的传播... 详细信息

近年来,基于“互联网+教育”模式的新型AI课程逐渐进入公众的视野,受到众多家庭的青睐。以智媒技术为支撑的在线AI课程,不但改变了传统教育的形式,而且充分尊重儿童的独立性和自主性。作为一种新兴传播媒介,在线AI课程为在线教育的传播带来质的飞跃,越来越多的儿童成为在线AI课程的主要受众群体。本文以社会认知理论及自我效能理论为基础,结合社会认知理论框架中的观察学习、信念期望、知识转化、自我调节、自我效能因素,深入分析儿童类在线AI课程用户的使用行为影响因素。通过采用个案研究、问卷调查和深度访谈法,首先,以“小猴AI”为具体案例,阐述儿童类在线AI课程的现状。其次,通过线上线下结合的形式发放400余份问卷进行调查研究,借助SPSS等软件分析影响儿童类在线AI课程用户使用行为的因素。最后,以实证调查的结果为依据,对儿童类在线AI课程用户使用行为的影响因素进行反思,提出智媒时代下儿童类在线AI课程可进行优化的路径。本文主要包括五个部分:第一部分为绪论,该部分阐述了研究的选题背景及意义,对国内相关研究进行梳理与总结。第二部分阐述儿童类在线AI课程用户使用行为的现状,具体分析在社会认知理论下儿童类在线AI课程的用户的使用行为特征。第三部分采用问卷调查的实证方法,阐述文化资本、知识结构、用户需求、家校机构等对儿童类在线AI课程用户使用行为产生的影响。第四部分从文化资本、知识结构、用户需求、家校机构等维度,对儿童类在线AI课程用户使用行为影响因素存在的问题进行反思。第五部分在前文的基础上分析总结,对优化儿童类在线AI课程的设计与传播效果提出优化建议。研究认为,为优化儿童类在线AI课程的传播,必须重视儿童知识结构的差异,尊重家庭主体差异。尊重用户个性化需求,并采用精准的课程设计和自我激励机制。加强家校协同,促进家庭与学校的沟通合作。通过这些措施,儿童类在线AI课程能够突破同质化和传播焦虑的困境,在未来有效支撑全教育环节,培养具备创新能力和挑战应对能力的人才。

关键词：在线AI课程社会认知理论使用行为影响因素

微塑料断面分布的不均一性——以赣江水域赣州段为例

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生态环境学报 2024年第4期33卷 626-632页

作者：何艺秦欣欣张翔孙楠杨雅淋连军锋河流源头水生态保护江西省重点实验室江西赣州341000 江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室江西赣州341000

塑料由于其优异的性能被广泛的应用于生产生活,然而其在环境中不易降解,这导致环境当中存在着许多微塑料,可能造成潜在的生态环境风险。因此,明确水体当中微塑料的丰度并对其进行风险评估对于降低微塑料带来的安全问题有着至关重要的作... 详细信息

塑料由于其优异的性能被广泛的应用于生产生活,然而其在环境中不易降解,这导致环境当中存在着许多微塑料,可能造成潜在的生态环境风险。因此,明确水体当中微塑料的丰度并对其进行风险评估对于降低微塑料带来的安全问题有着至关重要的作用。然而,此前关于流域内微塑料丰度的研究多停留于河流表层水体的研究,忽略了水平方向取样点位以及取样深度对微塑料分布造成的影响,所得出的结论代表性不足。赣江是长江中游的主要支流,在赣州城市区段的代表断面处取样分析,横向与纵向相结合分析了该断面处微塑料的丰度、颜色形态、粒径、聚合物情况的变化情况,并通过生态风险指数法计算了微塑料风险等级。结果表明:该代表断面微塑料丰度为0.25-0.35 pieces∙L^(-1),表层水、中层水和底层水的平均微塑料丰度分别为2.65、2.03和0.91pieces∙L^(-1),微塑料丰度横向范围表现处越靠近河岸处越大,纵向范围随着取样深度的增大而减小;微塑料主要形状为纤维和碎片,以黑色为主,粒径范围在0.125-3.000 mm的微塑料的占比超过94%;集合种类为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二脂和聚氯乙烯;研究区域微塑料潜在风险等级为Ⅱ级。总体而言,赣江赣州城市段河流微塑料丰度在横向和纵向分布上是不均匀的,污染程度总体而言相对较轻。该研究将促进对城市水体当中垂直领域微塑料分布特征的理解,对其他水体流域开展微塑料的相关调研具有指导意义。

关键词：微塑料城市水体分布特征污染现状风险评估赣江

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轮足式磁吸附越障爬壁机器人设计与分析

机械工程学报 2024年第1期60卷 248-261页

作者：张小俊吴亚淇刘昊学钟道方河北工业大学机械工程学院天津300130

针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,... 详细信息

针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,融合构型主被动理念,设计了机器人移动本体并对主被动越障步态进行了规划;对机器人在不同工况下的稳定性进行分析,建立了机器人安全吸附的数学模型;建立了机器人直行与转向下的动力学模型,分析了机器人的转向灵活性;结合机器人金属立面智能控制需求,对机器人的智能控制系统进行了设计。通过样机平台实验表明,机器人能够实现灵活的主被动越障,具有自适应柔顺运动以及大负载的能力。

关键词：爬壁机器人越障步态规划稳定性分析转向灵活性智能控制系统

配位聚合物中功能主-客体微纳限域空间的构筑与调控

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科学通报 2024年第16期69卷 2130-2144页

作者：方翰聂洪想于美慧常泽南开大学材料科学与工程学院金属与分子基材料化学天津市重点实验室天津300350

多孔配位聚合物(porous coordination polymers,PCPs)作为一类独特的晶态材料在近年来受到广泛的关注和研究.得益于其构筑模块多样、结构可设计和孔隙率可调等优势,该类材料可用于构筑独特的微纳尺度限域几何空间以容纳不同类型的客体分... 详细信息

多孔配位聚合物(porous coordination polymers,PCPs)作为一类独特的晶态材料在近年来受到广泛的关注和研究.得益于其构筑模块多样、结构可设计和孔隙率可调等优势,该类材料可用于构筑独特的微纳尺度限域几何空间以容纳不同类型的客体分子,由此产生的主-客体PCPs可展示出丰富的性质和潜在应用,并可以通过调节主体、客体和主-客体相互作用对其性能进行优化.因此,主-客体PCPs在当前的研究中备受关注,并逐渐成为研究的热点.然而,对于其微纳限域空间的功能导向构筑策略和方法的研究还在不断深入,因此对主-客体PCPs体系的理性构筑与调控及其功能导向的应用研究进行综述是不可或缺的.本文综述了主-客体PCPs的相关研究成果及对其的深入认识,包括主-客体系统的组成和组分间相互作用的类型.在此基础上,重点介绍了其微纳限域空间的构筑和调优原则.同时,本文还综述了近年来以光、电性质为功能导向的主-客体PCPs的研究进展,并就该领域发展所面临的挑战和前景进行了分析和展望.

关键词：配位聚合物微纳限域空间主-客体体系发光性质电学性质

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PAM-MRB柔性膝关节设计与控制方法研究

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PAM-MRB柔性膝关节设计与控制方法研究

作者：方尚晨重庆理工大学

学位级别：硕士

外骨骼机器人作为一种穿戴式动力增强设备,广泛应用于军事、工业、医疗等多个领域,下肢外骨骼机器人在提升负重效率与减轻体能负担方面展现出卓越性能,显著增强了穿戴者的行走能力,提供个性化的动力支持,使得长时间行走或高强度工作变... 详细信息

外骨骼机器人作为一种穿戴式动力增强设备,广泛应用于军事、工业、医疗等多个领域,下肢外骨骼机器人在提升负重效率与减轻体能负担方面展现出卓越性能,显著增强了穿戴者的行走能力,提供个性化的动力支持,使得长时间行走或高强度工作变得更为轻松自如。气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)由于其出色的柔顺性和简单的结构设计,常作为外骨骼机器人的驱动源,然而,因其自身的强非线性,气动人工肌肉膝关节容易不稳定或具有较大的振动。为了解决这一问题,本研究引入磁流变阻尼器(Magnetorheologica Damper,MRB),并开发了一种PAMMRB柔性膝关节,通过改变磁流变阻尼器的阻尼力,实现对以气动人工肌肉为动力源的柔性膝关节的精确控制,从而有效提高了运动的稳定性和准确性。研究内容主要为以下几点:(1)PAM-MRB柔性膝关节结构设计。对人体下肢的结构骨骼、步态特征以及膝关节运动机理进行分析,随后设计了膝关节结构构型,设计采用气动人工肌肉作为膝关节摆动运动的主要动力源,从柔顺性方面出发,引入了磁流变阻尼器以产生制动力来抑制气动肌肉膝关节自身带来的抖振。最后,对设计出来的PAM-MRB柔性膝关节进行运动学以及静力分析。(2)PAM-MRB柔性膝关节动力学分析。本文在动力学分析中,分别对气动人工肌肉和磁流变阻尼器进行了力学模型的搭建,并结合其两个的力学模型,搭建了膝关节的整体力学模型。最后利用ADAMS软件对PAM-MRB柔性膝关节进行了关节驱动力矩的仿真分析,实际力矩曲线和理论力矩曲线趋势大致相同,因此满足设计需求。(3)PAM-MRB柔性膝关节控制精度方法研究。为了提高气动人工肌肉和磁流变阻尼器组成的柔性膝关节运动轨迹的跟踪精度,本研究提出了一种结合无模型自适应控制与迭代学习控制的方法。该方法首先构建了一个动态线性化的数据模型,然后利用这个模型设计了一个控制器,并通过控制理论分析来实现非线性系统的自适应控制。最后进行仿真分析,与PID控制进行对比可知,使用无模型自适应迭代控制对PAM-MRB柔性膝关节的轨迹跟踪具有更好的精确性和稳定性。(4)PAM-MRB柔性膝关节实验验证。为了验证提出的控制方法对PAM-MRB柔性膝关节的有效性,采用无模型自适应迭代控制对关节进行物理实验,并与PID控制进行对比。实验结果表明,无模型自适应迭代控制相较于PID控制具有更好的控制效果,在运行过程中不仅改善了存在的高频抖动、精度差等问题,并且表现出更快的跟踪速度和更高的跟踪精度。

关键词：柔性膝关节气动人工肌肉磁流变阻尼器无模型自适应控制迭代控制

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数字经济对全要素生产率的影响研究

数字经济对全要素生产率的影响研究

作者：高艺方兰州财经大学

学位级别：硕士

自“十四五”规划实施以来,中国正式步入了加速数字化转型、构建数字中国的新篇章。只有充分认识到数字经济的重要性,把握好这一历史性发展契机,我们才能最大限度地挖掘数据作为基础资源的价值,并激发其作为创新驱动力的潜能。在我国经... 详细信息

自“十四五”规划实施以来,中国正式步入了加速数字化转型、构建数字中国的新篇章。只有充分认识到数字经济的重要性,把握好这一历史性发展契机,我们才能最大限度地挖掘数据作为基础资源的价值,并激发其作为创新驱动力的潜能。在我国经济发展的新常态背景下,为了顺利实现第二个百年奋斗目标,我国转变经济发展模式的现实需求已经迫在眉睫,需要由曾经的资本、劳动力、投资驱动转变为符合时代要求的技术水平和全要素驱动。近年来,伴随着以移动互联网、大数据、云计算和区块链为代表的数字经济的出现和兴起,我国经济社会的发展取得了一系列可喜的成就,数字经济逐渐成为拉动我国经济发展的新引擎。本文从直接和间接两个方面,深入剖析了数字经济对全要素生产率影响的内在机制。数字经济对全要素生产率的影响,直接地体现在对社会再生产过程的革新:数字经济时代下的数字技术和数据要素的应用能够在社会再生产的各个环节中缩短流通时间、降低成本,提高资本在扩大再生产中的使用效率,提升全要素生产率的同时也带来了更多的价值。数字经济对全要素生产率的间接影响,主要是以劳动力结构、技术进步水平和空间溢出效应为视角,来考察数字经济是否通过其他要素或与其他要素相结合对全要素生产率产生作用。在此基础上,本研究利用熵值法来评估数字经济指数,并运用DEA-Malmquist指数模型来估算全要素生产率的水平,考察了2012-2021年间我国30个省份的数字经济和全要素生产率在时间和空间维度上的发展态势。通过构造的双固定效应模型,实证分析了数字经济对全要素生产率增长的直接作用,并通过替换变量和划分不同时间段的方法分别进行回归分析,增强了研究结果的可靠性。此外,还根据地理区域以及全要素生产率高低水平进行异质性分析,考察了在各地区特有属性的背景下,数字经济对全要素生产率的具体影响力度。之后以劳动力高级化水平作为调节变量进行调节效应分析、引入中介变量技术进步进行中介效应分析,此外还通过空间杜宾模型证明了数字经济的空间联动性。这三种方法实证检验了数字经济如何间接对全要素生产率产生作用。最后,对特征分析、理论分析、实证结果进行总结得出本文结论,结合所得结论为我国数字经济赋能全要素生产率给出政策建议。本文得出的结论为:(1)数字经济能够直接地推动全要素生产率的增长,一个地区数字经济的发展程度较高,通常其全要素生产率的水平也相应较高。(2)通过数字经济对全要素生产率影响的机制检验发现数字经济能够通过技术创新的中介机制和劳动力结构高级化的调节效应,间接作用于全要素生产率。(3)数字经济不仅直接促进了本地区全要素生产率的增长,还产生了区域间的溢出效应,显著地推动了周边地区全要素生产率的提升。

关键词：数字经济全要素生产率劳动力高级化水平技术进步空间杜宾模型

煤矿井下用全断面掘进机安全技术要求研究及建议

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煤矿机械 2024年第2期45卷 89-91页

作者：张连军安标国家矿用产品安全标志中心有限公司北京100013

煤矿井下用全断面掘进机是最新引入煤矿井下施工的大型巷道掘进装备,有效地改善了煤矿巷道建设过程中掘进速度慢、效率低等问题。介绍了煤矿井下用全断面掘进机结构组成、分类以及工作原理,并基于煤矿井下用全断面掘进机性能研究,结合... 详细信息

煤矿井下用全断面掘进机是最新引入煤矿井下施工的大型巷道掘进装备,有效地改善了煤矿巷道建设过程中掘进速度慢、效率低等问题。介绍了煤矿井下用全断面掘进机结构组成、分类以及工作原理,并基于煤矿井下用全断面掘进机性能研究,结合煤矿瓦斯爆炸环境和工作特点提出了适合煤矿井下用全断面掘进机的安全技术要求和建议,为煤矿井下用全断面掘进机设计制造、安全使用提供了技术指导和参考。

关键词：全断面掘进机隧道工程煤矿设备安全要求

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国产IP电影跨媒介生产机制探究

电影文学 2024年第4期 64-67页

作者：李志方湖北文理学院文学与传媒学院湖北襄阳441000

国产IP电影依靠庞大的电影工业体系,在题材选择、资金筹备、创作流程、营销策略等方面锐意创新,取得了耀眼成绩。国产IP电影的生产机制即“跨媒介”,无论印刷媒介、网络媒介还是融合媒介,国产IP电影皆有相应的开发策略。“跨媒介”为国... 详细信息

国产IP电影依靠庞大的电影工业体系,在题材选择、资金筹备、创作流程、营销策略等方面锐意创新,取得了耀眼成绩。国产IP电影的生产机制即“跨媒介”,无论印刷媒介、网络媒介还是融合媒介,国产IP电影皆有相应的开发策略。“跨媒介”为国产IP电影的发展提供了源源不断的动能,但同时,国内电影工业体系对于效率的无限追求,又压榨了IP资源创作者的生存空间,破坏了IP开发各部门均衡发展的格局,为自身制造了难以解决的发展隐患。

关键词：国产IP电影跨媒介生产机制电影工业