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应用导纳法与注意力卷积神经网络相结合的扣件失效识别方法研究

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机械科学与技术 2025年

作者：罗锟余崇彬李泳辉甄慧杰姜兴华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心华东交通大学轨道交通基础设施性能检测与保障国家重点实验室

针对铁路运行过程中由于扣件失效造成的安全隐患问题，提出一种导纳法结合交互注意力卷积神经网络(AID-CNN)的扣件失效检测方法。该方法以受检测结构的局部多测点导纳作为多通道卷积神经网络的输入，利用交互卷积注意力模块(CIDBM)实现... 详细信息

针对铁路运行过程中由于扣件失效造成的安全隐患问题，提出一种导纳法结合交互注意力卷积神经网络(AID-CNN)的扣件失效检测方法。该方法以受检测结构的局部多测点导纳作为多通道卷积神经网络的输入，利用交互卷积注意力模块(CIDBM)实现注意力权重分配，通过卷积神经网络(CNN)完成特征提取与结果输出。为验证模型性能，论文通过缩尺模型试验获取扣件不同失效程度、不同失效位置的多测点导纳样本集进行模型验证。试验结果表明，加速度导纳相较于其他信号处理方式在特征可视化中展现出更为显著的聚类；优选多通道加速度导纳和注意力机制都能显著提高卷积神经网络的识别效果；论文构造的CIDBM模块在稳定性和准确率均优于卷积注意力模块(CBAM)；以优选通道作为AID-CNN模型的输入时的平均识别率可达99.9%。

关键词：扣件失效识别多通道卷积神经网络注意力机制加速度导纳

基于出行大数据的电动汽车集群灵活性推演方法

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电力自动化设备 2025年

作者：杨隆张沛超赵建立向佳霓上海电力大学电气工程学院上海交通大学电子信息与电气工程学院国网上海市电力公司

出行大数据能够提供丰富的车辆行程信息，但如何基于出行大数据推演电动汽车(EV)集群的调节能力鲜有研究。提出基于出行调查数据和高斯混合模型的车辆时空链推演方法；提出模型驱动的EV能量链推演方法，将EV的时空变迁转换为能量变化，... 详细信息

出行大数据能够提供丰富的车辆行程信息，但如何基于出行大数据推演电动汽车(EV)集群的调节能力鲜有研究。提出基于出行调查数据和高斯混合模型的车辆时空链推演方法；提出模型驱动的EV能量链推演方法，将EV的时空变迁转换为能量变化，从而推演出EV充电行为；根据上述推演结果，构建表示EV集群灵活性的充电可行域，并提出基于优化的EV集群上、下调节能力估计方法。基于公开的出行调查数据库进行仿真，验证了由所提方法生成的EV出行结果更符合原始数据分布。同时，在考虑充电偏好、响应时长等因素下，推演了各时段EV集群的削峰、填谷能力。

关键词：电动汽车出行调查数据时空链能量链高斯混合模型可行域充电灵活性

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深部岩体结构面动力特性与致灾效应研究进展

爆炸与冲击 2025年

作者：单仁亮柏皓博孙鹏李泳臻吴浩田肖圣超窦浩宇中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院

随着全球资源需求的持续上升，深部地下工程的开发规模不断扩大，面临日益复杂的地质条件和高地应力环境。这种转变使得深部含结构面岩体的动力特性研究成为近年来的研究热点与难点问题。因此，对结构面的动剪切和动拉压特性进行了系统... 详细信息

随着全球资源需求的持续上升，深部地下工程的开发规模不断扩大，面临日益复杂的地质条件和高地应力环境。这种转变使得深部含结构面岩体的动力特性研究成为近年来的研究热点与难点问题。因此，对结构面的动剪切和动拉压特性进行了系统性总结，并深入分析了多种因素对结构面动力行为的影响。此外，探讨了结构面效应对岩体动力特性的影响，特别是对岩体动强度和动变形的作用。针对常见的深部动力灾害，如岩爆、大变形和冲击地压，梳理了其触发机制与防治技术，强调了建立有效理论和技术体系的重要性。最后，对未来深部岩体结构面动力特性及动力灾害防控技术的研究方向进行了前瞻性展望，呼吁结合新兴技术与理论方法，以提升研究的深度与广度，从而推动工程实践中的安全性和有效性。

关键词：深地工程结构面动力特性致灾效应防控技术

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加载速率对ACC结构抗剪性能的影响

爆炸与冲击 2025年

作者：单仁亮肖圣超宋威柏皓博李泳臻赵鑫鹏仝潇中国矿业大学(北京) 河北工程大学

通过试验和数值模拟分析，研究了锚索和新型管索组合结构(简称ACC)在不同加载速率条件下的双结构面剪切力学特性和变形破坏机制。在55MPa混凝土试块强度，200kN预应力条件下，分别以2、10、20、30、40mm/min的剪切位移加载速率进行双结... 详细信息

通过试验和数值模拟分析，研究了锚索和新型管索组合结构(简称ACC)在不同加载速率条件下的双结构面剪切力学特性和变形破坏机制。在55MPa混凝土试块强度，200kN预应力条件下，分别以2、10、20、30、40mm/min的剪切位移加载速率进行双结构面剪切试验。试验以剪切变形曲线、结构峰值剪切荷载、钢丝破坏形态和结构面抗剪强度贡献为主要考量参数。结果表明：加载速率对结构的抗剪性能具有显著的影响，在一定的加载速率区间内，受损伤累积速度和应变率强化效应的影响，结构分别会表现出强度弱化和强度强化的特性，抗剪承载能力会出现较大的变化。在结构面附近，支护结构会表现出拉剪组合破坏情况，但ACC结构由于C形管的存在，使得应力集中效应降低，试验曲线波动情况减弱，内部钢丝受剪切作用破坏的情况与锚索相比明显减弱。同时以试验结果为基础构建的ACC结构双剪试验数值模型准确性较高，数值模拟动荷载试验表明，ACC结构形成的锚固系统具备良好的吸能效果，冲击能量越大吸能效果越明显；且ACC结构在高速冲击作用下，受应变率强化效应影响显著，冲击速度越大，抗剪承载能力越高。

关键词：双结构面剪切试验管索组合结构变形破坏特性数值模拟冲击荷载

雌雄异株克隆植物髭脉槭对种间竞争的性别差异响应

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植物生态学报 2025年

作者：廖丹王艺彤雷晶晶王映霓张新娜王娟北京林业大学生态与自然保护学院北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室北京林业大学林学院

植物的营养生长与繁殖过程会受到种间竞争的选择压力。由于克隆植物的克隆构件性以及雌雄异株植物的繁殖成本的差异,可能导致其对种间竞争的响应并不一致,并可能存在性别差异。了解雌雄异株克隆植物在种间竞争中不同生理活动的响应对于... 详细信息

植物的营养生长与繁殖过程会受到种间竞争的选择压力。由于克隆植物的克隆构件性以及雌雄异株植物的繁殖成本的差异,可能导致其对种间竞争的响应并不一致,并可能存在性别差异。了解雌雄异株克隆植物在种间竞争中不同生理活动的响应对于理解植物的适应性和种群动态具有重要意义。该研究以雌雄异株克隆植物髭脉槭(Acer barbinerve)为研究对象,采用Hegyi指数量化种间竞争强度,在基株水平上探讨雌雄异株克隆植物的繁殖过程与营养生长对种间竞争强度变化的响应。在样地内随机选取一定数量的雌、雄髭脉槭基株,于花期和果期对髭脉槭基株进行基础调查并统计花果数、花果生物量及叶面积等指标,运用线性回归分析各指标与种间竞争强度的相关性,探究雌、雄基株的有性繁殖、克隆繁殖和营养生长对种间竞争强度的响应差异。雌、雄基株的克隆繁殖和营养生长均受种间竞争强度的程度显著抑制,但雌株的营养生长受到更大程度的抑制作用。髭脉槭雌株的有性繁殖不受竞争强度影响,而雄株仅在2023年花期受种间竞争强度的显著抑制。研究结果表明,尽管雌性和雄性受到的种间竞争强度没有显著差异,但它们对种间竞争的响应却存在明显的差异,这种性别差异主要表现在营养生长和有性繁殖过程。

关键词：种间竞争性别二态性雌雄异株克隆植物

面向多主体协同与智能涌现的能源互联网元宇宙架构设计

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电力系统自动化 2025年

作者：马墅研贺兴张庄俨艾芊赵建立向佳霓上海交通大学电子信息与电气工程学院国网上海市电力公司

当今能源系统趋向于开放式、扁平化发展，能源管理模式从源随荷动逐渐转向源荷互动，挑战了传统配电网基于假设简化的还原论认知方式与经验条例的集中式管理模式。在此背景下，文中提出了一种融合电力专业知识、前沿机器学习与智能涌现... 详细信息

当今能源系统趋向于开放式、扁平化发展，能源管理模式从源随荷动逐渐转向源荷互动，挑战了传统配电网基于假设简化的还原论认知方式与经验条例的集中式管理模式。在此背景下，文中提出了一种融合电力专业知识、前沿机器学习与智能涌现技术的能源互联网元宇宙架构，重构系统认知与优化决策体系。首先，结合电力数智化转型趋势，阐述了元宇宙的内涵及实施路径；接着，基于数据密集型科学发现范式，设计了面向多主体协同与智能涌现的功能模块化架构，构建了可仿真可分析的能源互联网生态系统；进一步地，面向复杂系统的全流程认知与决策需求，从数据空间、特征空间和决策空间三个虚拟空间角度，探讨数据赋能的实现方案。浦东临港等工程示范结果显示，该架构为多主体复杂能源系统建模与仿真提供了新路径，实现了分布式能源的高效利用和灵活调控。

关键词：能源互联网数字孪生元宇宙态势感知智能决策

海产养殖水体中复杂组分致光催化剂杀菌失活的机理研究

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生态环境学报 2025年

作者：王艺霓蔡仪威孙彤李桂英 Wonyong Choi 安太成广东工业大学环境科学与工程学院广东工业大学环境健康与污染控制研究院环境催化与健康风险控制重点实验室和粤港澳污染物暴露与健康联合实验室

光催化技术在养殖水体净化方面具有很好的应用前景。然而，海水水产养殖水体组分复杂，造成光催化剂失活的机理鲜有研究。以典型近海养殖水体为研究对象，重点探讨以腐殖酸为典型天然有机物（NOM）组分，以细菌和真菌作为主要微生物，... 详细信息

光催化技术在养殖水体净化方面具有很好的应用前景。然而，海水水产养殖水体组分复杂，造成光催化剂失活的机理鲜有研究。以典型近海养殖水体为研究对象，重点探讨以腐殖酸为典型天然有机物（NOM）组分，以细菌和真菌作为主要微生物，对光催化剂TiO2纳米管杀菌失活的影响机制进行研究。发现在汕头海水养殖水体中，0-8 h细菌(k=0.23 h-1)和真菌(k=0.32 h-1)具有较高的杀菌效率，在8-24 h阶段细菌杀菌效率(k=0.03 h-1)开始下降，在湛江海水养殖水体中也观察到同样的趋势；在珠海海水养殖水体中，前0-8 h对细菌(k=0.14 h-1)有较高的杀灭效率，在0-6 h内对真菌也具备较高的杀灭效率(k=0.24 h-1)，细菌和真菌分别在8 h和6 h时杀菌效率变化明显。并且3个地点的水样分别在杀菌48、48、8 h后菌体数量呈现增长的现象，这可能与菌体的VBNC状态有关。同时，通过微生物多样性测定发现在海水养殖水体中假单胞菌为优势菌种；衣原体，支原体和军团菌3种细菌菌属在杀灭过程中细菌的占比减少程度最大。通过使用稳态瞬态荧光光谱仪结合PARAFAC和荧光区域积分法（FRI）得到3个不同地区水体样品的腐殖酸的降解程度均在40%以上；最后通过ATR-FTIR、SEM-EDS等实验表征，验证了在杀菌过程中，腐殖酸中间产物以及菌体破裂泄漏的生物分子附着在TiO2纳米管表面并堵塞部分微孔，堵塞了催化剂表面的活性位点，致使光催化剂加速失活。对光催化技术应用于环境复杂水体处理中的失活现象和机理进行研究，可填补此领域的空白。

关键词：光催化剂失活 TiO 催化剂海水养殖水体微生物灭活腐殖质

日粮中添加蛋清溶菌酶多聚体对断奶仔猪生长性能和血清生化指标的影响

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饲料工业 2025年

作者：李泳琛李军涛刘颖黄易明黄润超陈义强杨文军中国农业大学动物科学技术学院上海艾魁英生物科技有限公司

试验旨在研究断奶仔猪日粮中添加蛋清溶菌酶多聚体对其生长性能和血清生化指标的影响。试验选用180头28日龄，初始体重为（7.96±0.60）kg的杜×长×大三元杂交断奶仔猪，按体重、性别，随机分配到5个处理，每个处理6个重复，每个重复6... 详细信息

试验旨在研究断奶仔猪日粮中添加蛋清溶菌酶多聚体对其生长性能和血清生化指标的影响。试验选用180头28日龄，初始体重为（7.96±0.60）kg的杜×长×大三元杂交断奶仔猪，按体重、性别，随机分配到5个处理，每个处理6个重复，每个重复6头猪。试验采用玉米-豆粕型基础日粮，分别在基础日粮中添加0、30、60、90、120 mg/kg蛋清溶菌酶多聚体。试验期为28 d。结果表明，随着日粮中蛋清溶菌酶多聚体添加水平的提高，断奶仔猪的平均日增重（ADG）呈显著线性和二次升高（P<0.05），料重比（F/G）呈显著线性和二次降低（P<0.05）；且日粮中添加60～90 mg/kg的蛋清溶菌酶多聚体显著提高断奶仔猪的ADG（P<0.05），60～120 mg/kg的蛋清溶菌酶多聚体显著降低断奶仔猪的F/G（P<0.05）。日粮中添加60～90 mg/kg的蛋清溶菌酶多聚体显著降低断奶仔猪试验第14天血清中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、干扰素-α（IFN-α）、干扰素-γ（IFN-γ）、白介素-1β（IL-1β）、白介素-4（IL-4）和白介素-8（IL-8）的含量（P<0.05）。日粮中添加30～90 mg/kg的蛋清溶菌酶多聚体显著降低断奶仔猪试验第28天血清中TNF-α、IFN-α、IFN-γ、白介素-7（IL-7）和IL-8的含量（P<0.05），60～120 mg/kg的蛋清溶菌酶多聚体显著降低血清中IL-7和IL-8的含量（P<0.05）。日粮中添加60～120 mg/kg的蛋清溶菌酶多聚体显著提高断奶仔猪试验第14天血清中补体C4、免疫球蛋白A和M的含量（P<0.05）。综上所述，日粮中添加蛋清溶菌酶多聚体能够改善断奶仔猪生长性能，降低血清中炎症因子的水平，提高机体的免疫能力。

关键词：蛋清溶菌酶多聚体断奶仔猪生长性能血清生化指标炎症因子

蜗壳式离心泵能量特性分析及其Bezier曲线流道优化

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中国农村水利水电 2025年

作者：孙典涂永莎李四伟曹思宇李泳彪田启彪夏凯歌杨春霞河海大学电气与动力工程学院湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司湖南省水利发展投资有限公司

水力机械的高能效一直是众多学者追求的方向。离心泵是一种应用广泛的水力机械，其效率一般在70%-80%之间，优化离心泵，提升其效率的方法是值得探讨的。采用一立式单级单吸蜗壳式离心泵进行模拟流体计算分析。基于RNG■湍流模型对离心... 详细信息

水力机械的高能效一直是众多学者追求的方向。离心泵是一种应用广泛的水力机械，其效率一般在70%-80%之间，优化离心泵，提升其效率的方法是值得探讨的。采用一立式单级单吸蜗壳式离心泵进行模拟流体计算分析。基于RNG■湍流模型对离心泵进行0.5Qd-1.3Qd7个不同流量进口条件下的流体模拟计算，得到了其在大小流量工况下的水力性能表现。主要表现为小流量工况下效率低下，扬程较高；大流量工况则正好相反，效率高扬程低。之后，利用Bezier样条曲线对离心泵叶轮进行了优化，主要表现在叶片进口边型线弯曲程度的改变，建立了包括初始模型在内的5个方案。将不同方案均在额定工况下进行模拟数值计算，分析其效率和扬程随叶片进口边型线弯曲成的变化并对其不同方案情况下叶片压力、速度矢量以及出口管流态的不同进行比对，最终得到最优方案，效率略有提升达到91.2%，扬程更加接近设计扬程为40.72m。

关键词：水力机械蜗壳式离心泵能量特性 Bezier样条曲线