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基于数据驱动的盾构竖向姿态预测深度学习模型

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 485-499页

作者：王树英汪来潘秋景中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学隧地工程研究中心湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

在盾构掘进过程中,竖向姿态控制难度较大,盾体常与设计轴线产生偏差。为解决既有盾构姿态预测模型无法准确提取数据特征和有效去除数据噪声的问题,充分挖掘盾构掘进实测数据时间序列信息,依托合肥地铁7号线耕耘路站—清潭路站区间盾构... 详细信息

在盾构掘进过程中,竖向姿态控制难度较大,盾体常与设计轴线产生偏差。为解决既有盾构姿态预测模型无法准确提取数据特征和有效去除数据噪声的问题,充分挖掘盾构掘进实测数据时间序列信息,依托合肥地铁7号线耕耘路站—清潭路站区间盾构隧道工程,对收集的掘进数据进行预处理,包括去除停机状态数据及异常数据,提出用于盾构竖向姿态预测的CNN-LSTM组合模型,并将测试集上的模型预测结果与传统回归模型进行对比,最后对不同样本数量及固定网络参数时的模型性能进行研究。研究结果表明:CNN-LSTM组合模型对盾构竖向姿态的预测效果较好,在测试集上的预测平均绝对误差E_(MA)和均方根误差E_(RMS)较低,同时预测的决定系数R^(2)较高,表明模型具有较小的预测误差和较高的预测精度;与ARIMA、LSTM和SVR模型相比,CNN-LSTM模型在测试集上预测的R^(2)分别提高了1.04%、19.75%和79.63%,此外,模型的预测E_(MA)和E_(RMS)较低,并且训练耗时显著降低;不同训练集样本数量对CNN-LSTM模型性能有一定影响,当训练集样本数量与测试集样本数量之比为4:1时,模型预测的R^(2)最高,表明此时模型具有最佳的预测性能;增加训练集样本数量可能导致过拟合问题,降低模型的泛化能力,减少训练集样本数量则可能导致欠拟合问题,使模型在测试集上的预测精度下降;固定部分网络参数可以有效减少训练参数量和训练时间,同时提高模型的预测精度,当固定4层网络参数时,模型预测性能最佳,预测的R^(2)为0.93,预测的E_(MA)和E_(RMS)分别为0.029和0.048,训练耗时为46 s。

关键词：盾构隧道盾构竖向姿态停机状态 CNN-LSTM组合模型

考虑需求响应的微网群分布式日前经济优化调度

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：张家祥潘秋萍郑州铁路职业技术学院电气工程学院

为解决微电网群在优化调度中不同子网间存在的利益冲突问题，提出一种计及需求响应和电能交易的微网群分布式日前经济优化调度方法。首先分别将子微网用户和微网群经营者视为两类不同利益主体，构建双层微网群经济优化调度模型。然后，... 详细信息

为解决微电网群在优化调度中不同子网间存在的利益冲突问题，提出一种计及需求响应和电能交易的微网群分布式日前经济优化调度方法。首先分别将子微网用户和微网群经营者视为两类不同利益主体，构建双层微网群经济优化调度模型。然后，提出一种基于目标级联法的微网群分布式日前经济优化调度算法以实现模型的解耦和并行优化求解。最后通过算例对所提方法进行验证，结果表明所提方法能有效降低微网群整体经济调度成本。

关键词：微电网群日前经济优化调度利益主体需求响应目标级联法

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新疆汉代石刻书法艺术研究

新疆汉代石刻书法艺术研究

作者：潘秋彤新疆艺术学院

学位级别：硕士

本文研究致力于剖析新疆汉代石刻书法艺术的独特魅力与深远影响。通过对新疆地区汉代石刻的细致考察,可窥探汉代书法在新疆这一地域的独特发展脉络,这些石刻作品不仅体现了汉代书法的古朴雄浑风格,还深刻反映了当时社会文化背景下的艺... 详细信息

本文研究致力于剖析新疆汉代石刻书法艺术的独特魅力与深远影响。通过对新疆地区汉代石刻的细致考察,可窥探汉代书法在新疆这一地域的独特发展脉络,这些石刻作品不仅体现了汉代书法的古朴雄浑风格,还深刻反映了当时社会文化背景下的艺术审美与创作风尚。本文从多个维度对新疆汉代石刻书法艺术进行了探讨。本文分为以下四个部分:第一部分为新疆汉代石刻综述。从社会文化背景的角度,探讨了汉代石刻在新疆地区得以繁荣发展的原因。通过新疆石刻拓本的概况,揭示了《任尚碑》、《裴岑纪功碑》、《沙南侯获碑》、《刘平国摩崖刻石》拓本的传播与价值艺术。第二部分为汉代石刻书法艺术风格。笔者对“新疆四石”的书法风格艺术特点进行分析,其各具特色的书法艺术与汉代中原石刻相辉映,无论是在时间还是地域上,都对书法的发展起到了承前启后的关键作用。第三部分为新疆汉代石刻与中原石刻之比较。通过探讨新疆石刻与中原汉碑在影响上的交流与融合,并得出新疆石刻受到了中原汉碑的影响,为书法艺术的传承与创新提供了新的视角和启示。第四部分为笔者通过对“新疆四石”的书法学习心得及创作实践。在这一过程中,笔者结合了中原地区同时期的汉代隶书石刻,探讨了它们与“新疆四石”之间的艺术关联。通过这一综合性的研究,笔者成功地总结出了独特的创作方法与思路,并在此基础上进行了创新性的书法创作。这一探索不仅丰富了笔者的艺术实践,也进一步凸显了本论文的学术价值和实践意义。

关键词：汉代新疆石刻拓本书法风格传承发展

基于物理信息神经网络的盾构隧道诱发地表沉降预测

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工程力学 2024年第4期41卷 161-173页

作者：张子龙潘秋景仉文岗黄阜中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学隧地工程研究中心湖南长沙410075 重庆大学土木工程学院重庆400045 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410004

地表沉降是城市复杂环境下盾构隧道施工重点关注的问题。传统机器学习方法在预测隧道施工诱发地表沉降时忽略了其内在的物理机理,存在对训练样本需求量较大的弊端。基于深度神经网络(deep neural networks, DNN)对Verruijt-Booker解的... 详细信息

地表沉降是城市复杂环境下盾构隧道施工重点关注的问题。传统机器学习方法在预测隧道施工诱发地表沉降时忽略了其内在的物理机理,存在对训练样本需求量较大的弊端。基于深度神经网络(deep neural networks, DNN)对Verruijt-Booker解的围岩位移因子进行修正,构建地表沉降与隧道开挖面空间位置的关联。将修正后的Verruijt-Booker解的物理方程耦合至另一并行的DNN框架中,构建数据-物理双驱动的物理信息神经网络模型(physics-informed neural networks, PINN),从而约束神经网络在满足物理机制的空间中进行训练。算例分析的结果表明:在同等配置的条件下,提出的PINN模型的预测效果显著优于单一数据驱动的传统DNN模型,其外推泛化性能得到显著提升。工程应用的结果表明:PINN模型可以利用施工前期的实测数据,准确预测后续施工过程中开挖面在不同位置时监测断面的地表沉降值。提出的方法有助于提高盾构隧道施工过程中地表沉降控制的智慧化程度,可为工程的潜在风险及施工决策提供预警和指导。

关键词：盾构隧道地表沉降物理信息神经网络物理机理数据物理双驱动

基于分布参数模型的摇摆墙-框架结构协同性能分析

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世界地震工程 2024年第2期40卷 1-13页

作者：苏醒阎石潘秋宇沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

为了研究自复位摇摆墙-框架(rocking wall-moment frame,RWMF)结构的协同工作性能,利用所提出的分布参数模型对自复位RWMF结构的协同工作原理与基本影响规律进行研究,建立并求解了完整的静力和动力方程;得到RWMF结构的侧移、内力和各阶... 详细信息

为了研究自复位摇摆墙-框架(rocking wall-moment frame,RWMF)结构的协同工作性能,利用所提出的分布参数模型对自复位RWMF结构的协同工作原理与基本影响规律进行研究,建立并求解了完整的静力和动力方程;得到RWMF结构的侧移、内力和各阶动态响应的闭合解,通过参数分析研究框架与摇摆墙(rocking wall,RW)之间的刚度特征值λ和RW底部旋转约束R_(f)对协同性能的影响,并采用层间位移集中系数(inter-story drift concentration factor,DCF)量化RW与框架之间的协同性能。结果表明:RW的设计应满足λ5后,其约束的继续增大不会再增进RW与框架间的协同效果;当λ和R_(f)取1≤λ≤5∩0.1

关键词：自复位摇摆墙-框架结构分布参数模型协同性能旋转约束层间位移集中系数

基于多域物理信息神经网络的复合地层隧道掘进地表沉降预测

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岩土力学 2024年第2期45卷 539-551页

作者：潘秋景吴洪涛张子龙宋克志中南大学土木工程学院湖南长沙410075 鲁东大学土木工程学院山东烟台264025

复合地层中盾构掘进诱发地表沉降的准确预测是隧道工程安全建设与施工决策的关键问题。基于隧道施工诱发地层变形机制构建隧道收敛变形与掘进位置的联系,并将其耦合至深度神经网络(deep neural network,简称DNN)框架,建立了预测盾构掘... 详细信息

复合地层中盾构掘进诱发地表沉降的准确预测是隧道工程安全建设与施工决策的关键问题。基于隧道施工诱发地层变形机制构建隧道收敛变形与掘进位置的联系,并将其耦合至深度神经网络(deep neural network,简称DNN)框架,建立了预测盾构掘进诱发地层变形的物理信息神经网络(physics-informed neural network,简称PINN)模型。针对隧道上覆多个地层的地质特征,提出了多域物理信息神经网络(multi-physics-informed neural network,简称MPINN)模型,实现了在统一的框架内对不同地层的物理信息分区域表达。结果表明:MPINN模型高度还原了有限差分法的计算结果,可以准确预测复合地层中隧道开挖诱发的地表沉降;由于融入了物理机制,MPINN模型对隧道施工诱发地表沉降的问题具有普适性,可应用于不同地质和几何条件下隧道诱发地表沉降的预测;基于工程实测数据,提出的MPINN模型准确预测了监测断面的地表沉降曲线,可为复合地层下盾构掘进过程中地表沉降的预测预警提供参考。

关键词：物理信息神经网络(PINN) 盾构隧道地表沉降机器学习数据物理驱动

基于P-糖蛋白信号通路研究龙血竭对大鼠失重空肠屏障损伤的保护机制

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北京理工大学学报 2024年第5期44卷 546-552页

作者：张瀚文刘珊潘秋霞张波李玉娟北京理工大学生命学院北京100081 战略支援部队特色医学中心北京100101

传统中药龙血竭在航天肠道损伤的防护中发挥重要作用,但其保护失重屏障损伤的作用机制尚不清楚.P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)是肠上皮细胞膜上的外排转运体,能够将毒素、有害菌等外排以维持肠屏障完整性.文中采用大鼠尾吊模型模拟微... 详细信息

传统中药龙血竭在航天肠道损伤的防护中发挥重要作用,但其保护失重屏障损伤的作用机制尚不清楚.P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)是肠上皮细胞膜上的外排转运体,能够将毒素、有害菌等外排以维持肠屏障完整性.文中采用大鼠尾吊模型模拟微重力效应,灌胃给药龙血竭(Dragon’s Blood,DB)21d后,观察大鼠空肠组织形态、测定肠屏障通透性标志物质量浓度、检测P-gp与Wnt/β-Catenin信号通路相关蛋白的表达.结果表明,龙血竭可通过激活Wnt/β-Catenin信号通路促进空肠中P-gp基因及蛋白的表达,能够缓解模拟微重力效应下的大鼠空肠屏障损伤.研究结果或可为航天员在轨肠道损伤防护提供基础研究数据.

关键词：龙血竭(DB) 微重力空肠屏障 P-糖蛋白 Wnt/β-Catenin信号通路

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河北邢窑和定窑唐三彩烧制工艺的无损分析

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 675-680页

作者：陈殿侯禹存黄信李融武潘秋丽程琳北京师范大学历史学院北京100875 射线束技术教育部重点实验室北京师范大学核科学与技术学院北京100875 河北省文物考古研究院河北石家庄050031 北京师范大学物理学系北京100875

研究了河北邢窑和定窑发掘出土的唐三彩样品的化学成分和物相结构。结果表明,邢窑和定窑唐三彩的胎体有不同的来源或配方;值得注意的是,邢窑唐三彩XY4样品中,存在同时施钙釉和铅釉的工艺。另一方面,邢窑和定窑唐三彩的高铅釉中,普遍存在... 详细信息

研究了河北邢窑和定窑发掘出土的唐三彩样品的化学成分和物相结构。结果表明,邢窑和定窑唐三彩的胎体有不同的来源或配方;值得注意的是,邢窑唐三彩XY4样品中,存在同时施钙釉和铅釉的工艺。另一方面,邢窑和定窑唐三彩的高铅釉中,普遍存在α-石英和微量钙长石的晶相;其中定窑黄釉中存在微量莫来石(3Al_(2)O_(3)·2SiO_(2))晶相和α-Fe_(2)O_(3)晶相;定窑绿釉中存在微量的Pb_(8)Cu(Si_(2)O_(7))晶相;邢窑白釉中存在少量的钾长石(KAlSi_(3)O_(8))晶相。这些微量的晶相或是釉料本身所携带或在烧制或冷却过程中发生的复杂的物理化学变化所形成的,对了解早期唐三彩的烧制工艺和真伪识别以及墓葬出土唐三彩产地的研究具有很重要的意义。

关键词：毛细管X光透镜微束X射线荧光 X射线衍射唐三彩

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人类世地图:绘制人类世的地图

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 624-630页

作者：任桂磊高俊郑州大学历史学院河南郑州450001 郑州大学地球科学与技术学院河南郑州450001

近年来,人类世成为学术热点,人类世地图随之出现。人类世地图作为一种宏观的“人-环境”关系地图,主题新颖,内容丰富,类型多样,值得关注和研究。首先,介绍人类世的概念,并据此辨析人类世地图的内涵与特征;然后,以列表和举例的形式,对部... 详细信息

近年来,人类世成为学术热点,人类世地图随之出现。人类世地图作为一种宏观的“人-环境”关系地图,主题新颖,内容丰富,类型多样,值得关注和研究。首先,介绍人类世的概念,并据此辨析人类世地图的内涵与特征;然后,以列表和举例的形式,对部分典型人类世地图的表绘内容、表示方法和表现手段进行介绍与探讨,分析其优劣;最后,阐述地图对于人类世研究的重要作用,以及目前人类世地图的局限,提出从技术运用、艺术设计等方面提高其信息承载力、地图表现力和多元共情力。

关键词：人类世人类圈人类世地图