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基于YOLOv8的煤矿井下人员不安全动作检测算法

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煤炭科学技术 2024年

作者：陈伟江志成田子建张帆刘毅中国矿业大学计算机科学与技术学院中国矿业大学(北京)人工智能学院煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验

煤矿井下复杂环境中存在干扰信息、低照明度以及机械设备遮挡等问题，使得现有的目标检测算法在进行人员异常动作检测任务时，算法的速度和精度都存在一系列挑战。为解决现有的目标检测模型计算复杂、参数量大、推理时间长以及特征提取... 详细信息

煤矿井下复杂环境中存在干扰信息、低照明度以及机械设备遮挡等问题，使得现有的目标检测算法在进行人员异常动作检测任务时，算法的速度和精度都存在一系列挑战。为解决现有的目标检测模型计算复杂、参数量大、推理时间长以及特征提取困难等问题，提出了一种改进的YOLOv8l方法，称为MAC-YOLO。MAC-YOLO模型通过替换原有基线模型中的卷积为感受野注意卷积(RFAConv)，允许模型可以根据输入数据复杂性和重要性动态调整感受野权重，解决标准卷积运算中的参数共享问题，使得网络可以更有效地捕捉和利用图像中的信息。同时在基线模型中引入了高效多尺度注意力(EMA)模块，能够融合不同尺度的上下文信息，且在卷积运算时不进行通道降维的情况下学习到有效的通道描述，使模型能够对高级特征图产生更好的像素级关注。它也能捕获跨维度交互并建立维度之间的依赖关系，使得神经元巨大的局部感受野能高效获得更清晰的多尺度特征，降低了图像中干扰因素的影响，进一步提升了模型对目标特征的聚焦能力，有助于模型高效地进行卷积操作提取煤矿井下人员的异常动作，提高模型的检测精度。此外，引入边界框回归的损失函数(LMPDIoU)，直接最小化预测框和真实框左上点和右下点之间的距离，解决了原有损失函数存在预测框和真实框长宽比相同(值不同)时模型无法有效优化的问题，加快了模型的收敛速度同时提升定位精度。在降低模型计算复杂性、网络结构复杂性以及增强网络灵活性方面，使用了slim-neck设计范式对基线模型的颈部进行改造，通过GSbottleneck模块增强网络处理特征的能力，利用GSConv模块堆叠提高模型的学习能力，其中的VoV-GSCSP模块提高了特征利用效率和网络性能。实验结果显示，在特定场景的煤矿工人动作数据集(MACD)上，相比基线模型YOLOv8l，MAC-YOLO的mAP@0.5和mAP@0.5:0.95分别提升了1.9%和3.6%，且FPS值为81ms。这表明MAC-YOLO模型在保持良好检测精度的同时，也满足了实时性和轻量化模型的需求，展示了高灵活性、准确性和效率。此外，还通过消融实验证明了各个改进模块对提升模型性能的有效性。

关键词：人员异常动作检测 YOLOv8l 模型轻量化 EMA MPDIoU损失

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航空发动机转子非稳态振动分量提取方法

航空学报 2024年第3期45卷 128-142页

作者：肖袁冯坤胡明辉江志农北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室北京100029 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029

对发动机转子振动状态进行监测是提高发动机可靠性的重要方法之一。然而在实际运行与振动监测过程中发现,发动机转速变化快且转子振动分量微弱,其转子谐频振动分量难以实时跟踪提取。为解决这一问题,提出了基于稀疏谐波乘积谱及自适应Vo... 详细信息

对发动机转子振动状态进行监测是提高发动机可靠性的重要方法之一。然而在实际运行与振动监测过程中发现,发动机转速变化快且转子振动分量微弱,其转子谐频振动分量难以实时跟踪提取。为解决这一问题,提出了基于稀疏谐波乘积谱及自适应Vold-Kalman滤波的航空发动机转子振动分量提取方法。首先,分析了发动机机匣信号特性,通过机匣信号中叶片通过频率与转频的谐波关系,结合谐波乘积谱的思路,提出了一种快速计算发动机转频的方法,该方法无需准确的键相信息。其次,使用变步长迭代的方法最小化阶次谱残余误差,确定Vold-Kalman滤波器的最佳滤波参数,从而实现发动机转子谐频振动分量的准确提取。通过仿真数据验证了本方法在较大的噪声下仍能够很好地提取出机匣信号中微弱的转子振动分量,并与多种经典信号分解方法进行了对比。最后,对实际发动机信号进一步分析,针对发动机启停、加减速状态2种典型非稳态工况进行了计算并验证,证明了所提方法的优越性。

关键词：航空发动机谐波乘积谱 Vold-Kalman滤波非稳态振动转子

动水作用下岩体裂隙中颗粒运动规律的试验研究

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岩土力学 2024年

作者：崔溦裴介渲江志安天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津大学建筑工程学院中国水电基础局有限公司天津市地基与基础工程企业重点实验室

动水作用下岩体裂隙中的颗粒运动是引起渗透破坏的常见原因。针对天然岩石裂隙的随机性与隐蔽性，采用三维Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建随机裂隙通道，并采用3D打印方法获得透明裂隙模型实体，使用微流体控制仪开展动水作用下颗... 详细信息

动水作用下岩体裂隙中的颗粒运动是引起渗透破坏的常见原因。针对天然岩石裂隙的随机性与隐蔽性，采用三维Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建随机裂隙通道，并采用3D打印方法获得透明裂隙模型实体，使用微流体控制仪开展动水作用下颗粒在裂隙中的运动试验，分析裂隙粗糙程度、颗粒粒径与裂隙开度的比值、渗流水压力大小对颗粒在裂隙中起动、运移的影响规律，进而推断岩体裂隙发生渗透破坏的可能性。研究结果表明：颗粒在岩石裂隙中的运动规律与裂隙粗糙程度、水压力、颗粒粒径与裂隙开度比三个因素有关。裂隙粗糙程度越大，或颗粒粒径与隙宽比值越大，颗粒越不容易开始运动，即裂隙发生渗透破坏的可能性越低。同时，水压力是颗粒运动的主导因素，颗粒粒径隙宽比对颗粒运动的影响与水压力有关，存在一特定水压力临界值，未达到该水压力时，颗粒粒径隙宽比对平均运动速度的影响程度不明显，超过该水压力后，影响程度显著增大，且该临界水压力值的大小与裂隙粗糙程度有关，裂隙越粗糙，临界水压力越大。

关键词：岩体裂隙颗粒运动动水压力分形维数室内试验

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航空发动机多支撑附件系统振动传递路径分析

航空学报 2024年第4期45卷 51-66页

作者：朱清玉韩清凯王维民江志农大连理工大学机械工程学院大连116024 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 北京化工大学机电工程学院北京100029

附件系统是航空发动机的重要组成部分,发动机过度振动常常会造成附件结构的局部破坏。针对某航空发动机具有多个安装结构支撑的滑油箱系统,开展不同飞行状态(空中慢车、巡航以及最大工作转速状态)下滑油箱振动传递路径分析(TPA)。首先,... 详细信息

附件系统是航空发动机的重要组成部分,发动机过度振动常常会造成附件结构的局部破坏。针对某航空发动机具有多个安装结构支撑的滑油箱系统,开展不同飞行状态(空中慢车、巡航以及最大工作转速状态)下滑油箱振动传递路径分析(TPA)。首先,基于TPA基本原理,建立了多支撑滑油箱系统TPA有限元模型,并验证了模型的有效性。然后,基于某发动机实测滑油箱振动载荷谱,仿真分析了滑油箱多个目标点的振动响应。进一步地,基于仿真TPA方法,比较研究了不同飞行状态下安装结构对滑油箱振动响应的贡献量大小。结果表明,在N1、N2及2N1处,滑油箱振动响应相对较大;在空中慢车和巡航状态,安装结构不同振动传递方向对目标点振动响应贡献量排序为Y>X>Z;在最大工作转速状态,不同安装结构Y向和X向振动传递方向对目标点振动响应贡献量相对较大。最后,通过降低主要传递路径的传递函数和工况载荷,滑油箱振动响应分别下降了1.5、2.8 dB。本文所使用的TPA分析方法可用于指导航空发动机复杂多支撑外部附件系统的动力学设计。

关键词：附件系统传递路径分析仿真TPA 传递函数逆矩阵法动力学设计

动态数据流驱动的再制造拆解工艺知识图谱构建方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 879-892页

作者：江志刚谢彬朱硕张华鄢威代明仁武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学绿色制造工程研究院湖北武汉430081 谷城万利铸造有限公司湖北襄阳441705

高效稳定的再制造拆解是实施规模化再制造的重要前提。然而,废旧零部件的内部结构、损伤特征等存在较大差异,需要对拆解工艺进行频繁调整,从而造成再制造拆解效率低、质量稳定性差,严重制约了再制造规模化效益。为此,提出一种从动态数... 详细信息

高效稳定的再制造拆解是实施规模化再制造的重要前提。然而,废旧零部件的内部结构、损伤特征等存在较大差异,需要对拆解工艺进行频繁调整,从而造成再制造拆解效率低、质量稳定性差,严重制约了再制造规模化效益。为此,提出一种从动态数据流中提取个性化拆解工艺知识的知识图谱构建方法,利用知识的高效更新与重用提升再制造拆解效率与质量。首先,分析再制造拆解工艺数据的动态时序性特点,以拆解工位为数据分析节点,建立动态数据流模型。其次,基于工位数据对拆解工艺知识进行分类,构建包含拆解过程知识、资源知识和特征知识的本体模型,并利用命名实体识别模型(ALBERT-BiLSTM-CRF)和自然语言处理方法自动抽取拆解工艺知识。进而,提出一种动态数据流驱动的图谱更新机制,实现知识图谱对拆解工艺调整的快速响应。最后,以某型号废旧动力电池包拆解为例,验证所提方法的有效性。

关键词：再制造拆解拆解工艺知识图谱图谱更新

“走向日常生活美学”——社交短视频的时代审美特征

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文艺争鸣 2020年第8期 98-103页

作者：江志全范蕊山东大学(威海)文化传播学院

一、技术媒介文化下的"日常生活审美"转向媒介作为主体建构真实、传送信息的特殊制度组织和技术载体,其自身具备了创造和生成的能力,它能够借助技术手段改变人们对世界的认知途径和体验方式,进而改变我们的思维方式乃至行为方式。在当... 详细信息

一、技术媒介文化下的"日常生活审美"转向媒介作为主体建构真实、传送信息的特殊制度组织和技术载体,其自身具备了创造和生成的能力,它能够借助技术手段改变人们对世界的认知途径和体验方式,进而改变我们的思维方式乃至行为方式。在当代高度"媒介化"的社会中,新技术使人们对媒介的依赖亦愈加强烈。媒介文化权力在新技术的推动下全面扩展,形成真正社会意义上的媒介文化霸权,近年来,短视频传媒技术快速改变了人与世界的关系,图像超越了信息交流这一最初的功能.

关键词：短视频认知途径日常生活美学日常生活审美媒介文化传媒技术文化霸权主体建构

考虑切削能耗和表面质量的CFRP加工工艺参数优化决策

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中国机械工程 2024年

作者：鄢威王欣怡张华朱硕江志刚武汉科技大学汽车与交通工程学院武汉科技大学绿色制造工程研究院武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室

随着碳纤维复合材料（CFRP）应用范围的日益广泛，其二次加工的能耗问题凸显。由于CFRP的非均质性与各向异性，其加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂，导致现有相关经验公式难以适用。基于此，本文以CFRP二次加工的切... 详细信息

随着碳纤维复合材料（CFRP）应用范围的日益广泛，其二次加工的能耗问题凸显。由于CFRP的非均质性与各向异性，其加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂，导致现有相关经验公式难以适用。基于此，本文以CFRP二次加工的切削力分析为切入点，对考虑能耗和质量的CFRP加工工艺参数优化决策问题开展研究。首先，分析纤维方向角对CFRP加工形式的影响，推导了切削力模型；其次建立了以切削三要素和纤维方向角为变量，以切削能耗和表面粗糙度为目标的多目标优化模型，并提出了多样化突变驱动的粒子群优化算法(DM-PSO)与层次分析法(AHP)集成的工艺参数优化决策方法；最后，通过铣削实验设计，验证了上述模型和方法的可行性和优越性。

关键词：碳纤维复合材料加工工艺参数优化决策加工能耗表面粗糙度

二次弯曲作用下复合层合板螺栓连接的刚度特性

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：李玲江志文妙东浩解妙霞程福安西安建筑科技大学机电工程学院

针对二次弯曲下的复合材料层合板单搭接连接结构，提出一种更准确的螺栓连接刚度模型。首先，通过考虑偏心载荷产生的二次弯曲来计算弯曲刚度，其次，通过ABAQUS有限元软件建立了碳-铝单搭接模型，并与M-G模型进行对比验证。最后，分析... 详细信息

针对二次弯曲下的复合材料层合板单搭接连接结构，提出一种更准确的螺栓连接刚度模型。首先，通过考虑偏心载荷产生的二次弯曲来计算弯曲刚度，其次，通过ABAQUS有限元软件建立了碳-铝单搭接模型，并与M-G模型进行对比验证。最后，分析摩擦系数、螺栓孔间隙、金属板厚度、铺层顺序等参数对螺栓连接结构各阶段刚度的影响，揭示连接接触面接触状态对螺栓连接结构的影响规律。结果表明：摩擦系数的增大会导致粘滞阶段的临界摩擦力增大，但不影响螺栓连接结构刚度；孔间隙的增大会导致螺栓孔与螺杆之间的接触面积减小，从而降低螺栓连接结构刚度；金属板厚度对粘滞阶段和接触阶段螺栓连接结构刚度的影响更显著；0°铺层会提高层合板的刚度和承载能力，45°铺层可以提升孔周围的抗挤压强度。

关键词：复合材料单搭接连接二次弯曲刚度接触状态

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深厚复杂海峡场地二维非线性地震反应特性

岩土工程学报 2024年第2期46卷 345-356页

作者：王彦臻范宏飞赵凯陈国兴江志杰南京工业大学岩土工程研究所江苏南京210009 江苏省土木工程防震技术研究中心江苏南京210009 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

海峡地层常为深厚沉积盆地构造,海床微地形类型多样,海峡场地地震反应受微地形的影响显著。以跨琼州海峡通道剖面场地为研究对象,综合考虑海峡盆地构造、海床微地形和海床沉积土异质性,建立海床剖面二维精细化有限元模型;依据场址区域... 详细信息

海峡地层常为深厚沉积盆地构造,海床微地形类型多样,海峡场地地震反应受微地形的影响显著。以跨琼州海峡通道剖面场地为研究对象,综合考虑海峡盆地构造、海床微地形和海床沉积土异质性,建立海床剖面二维精细化有限元模型;依据场址区域地震环境与历史地震活动性,选择Kik-net台网井下台阵基岩地震记录作为海床基岩输入地震动,考虑土的非线性滞回特性,模拟海峡场地的非线性地震反应。微地形效应和海床沉积土异质性对跨海峡场地地震反应的耦合影响显著,表现为盆地类共振现象、海床凹陷边缘和海床表面凸起处的反应加剧;与海峡场地基本频率接近的基岩地震动频率成分易于传播与放大;与海床水平向地震反应相比,海床地表微地形对其竖向地震反应的影响更为显著;水平向和竖向地震波传播的叠加效应会在海床表面产生面波,导致海床地表水平向地震反应放大。

关键词：海峡场地琼州海峡盆地构造海床微地形沉积土异质性土的非线性