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基于云模型的高速铁路引入铁路枢纽线路方案优选研究

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2131-2141页

作者：王成祥韩峰刘泽龙兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

针对高速铁路引入铁路枢纽线路方案设计所面临的多维环境影响、多重约束条件以及多元评价目标,建立科学的线路方案决策模型成为亟需解决的关键难题。以走得通、走得稳、走得好、走得省为目标,从5个维度选取30项指标建立高速铁路引入铁... 详细信息

针对高速铁路引入铁路枢纽线路方案设计所面临的多维环境影响、多重约束条件以及多元评价目标,建立科学的线路方案决策模型成为亟需解决的关键难题。以走得通、走得稳、走得好、走得省为目标,从5个维度选取30项指标建立高速铁路引入铁路枢纽线路方案优选的层次指标体系。采用改进的黄金分割法和云模型理论对定性指标进行系统量化后转化为灰色关联系数矩阵,度量决策信息的差异性和不确定性的同时还能衡量与目标序列趋势变化的趋同程度。为了提供科学客观和准确系统的决策支持,统筹VIKOR法和改进密切值法建立基于客观数据驱动的线路方案决策模型,从不同维度对备选方案进行全面评估;在深入分析沿线5个利益群体的利益诉求以及不利后果的基础上,引入Pythagorean模糊云模型理论优化了由于利益群体有限理性行为所引起的缺陷,并融合逼近理想解排序的思想建立了基于方案偏好驱动的线路方案决策模型,提高方案的可行性和可接受性。最后统筹考虑客观数据信息值以及方案偏好信息值进行综合决策,并结合工程实例对模型进行应用分析。结果表明:基于本模型的决策结果与工程实际具有较好的一致性,验证了模型的可靠性和适用性,为高速铁路引入铁路枢纽线路方案优化设计提供了一定的理论支持。

关键词：高速铁路铁路枢纽线路方案优选云模型客观数据驱动方案偏好驱动

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基于区域协调发展理念的西部山区线路方案优选算法研究

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2476-2487页

作者：刘泽龙韩峰王成祥兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

西部山区的地理环境复杂、生态环境脆弱,因此西部山区铁路选线工作尤其需要注重环保和建设运维成本的问题。在设计阶段应尽可能地考虑铁路和区域环境的协同可持续发展,对两者的协同机制进行研究是必要的。同时,新时期双碳目标背景下绿... 详细信息

西部山区的地理环境复杂、生态环境脆弱,因此西部山区铁路选线工作尤其需要注重环保和建设运维成本的问题。在设计阶段应尽可能地考虑铁路和区域环境的协同可持续发展,对两者的协同机制进行研究是必要的。同时,新时期双碳目标背景下绿色铁路建设也需要从线路与区域环境协调发展视角进行深入研究。为此,开展了基于区域环境协调发展理念的西部山区线路方案优选算法研究。以西部山区铁路工程子系统的工程和经济要素以及周边区域环境子系统的经济环境、生态环境和社会环境要素为切入点,建立“2子系统-5要素-33指标”的西部山区铁路工程与周边区域环境协调发展指标体系。运用相对熵组合赋权法进行主客观权重的权衡优化,确定了指标的组合权重。结合耦合理论构建了西部山区铁路工程与周边区域环境耦合协调评价模型,通过该模型定量化分析两者的相互作用程度。基于耦合协调评价模型设计了西部山区线路方案优选算法。以成贵铁路宜宾至威信段线路方案优选为例进行应用验证。优选算法的计算结果与既有研究结果相符,耦合协调模型将各线路方案与相关区域环境的协调程度简洁直观地呈现了出来。该算法提高了西部山区线路方案优选的科学性和适用性。研究成果可为未来西部山区线路方案优选问题提供一定的参考。

关键词：西部山区铁路区域环境相对熵耦合协调模型线路方案优选

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考虑分时电价的电动公交车辆调度与司乘排班协同优化

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考虑分时电价的电动公交车辆调度与司乘排班协同优化

作者：王成霄山东交通学院

学位级别：硕士

在能源危机和环境污染日益严重的背景下,零排放、高运量的电动公交受到广泛关注。随着中国城市电动公交线路的迅速增加,其运营管理挑战随之增大,包括如何满足乘客需求、有效管理车辆和司乘以及优化充电成本等。如何优化及解决这些问题... 详细信息

在能源危机和环境污染日益严重的背景下,零排放、高运量的电动公交受到广泛关注。随着中国城市电动公交线路的迅速增加,其运营管理挑战随之增大,包括如何满足乘客需求、有效管理车辆和司乘以及优化充电成本等。如何优化及解决这些问题成为电动公交运营管理研究的焦点,也是公交系统可持续发展的关键。本文聚焦电动公交系统,对公交调度问题展开研究,研究工作主要如下:(1)公交周转时间预测模型构建考虑了公交运营时段划分在时刻表制定中的关键作用,以最大断面客流量作为关键基础数据,应用近邻传播算法对运营时段进行划分,旨在更好地捕捉乘客流量的变化趋势。融合萤火虫算法和LSTM神经网络来预测周转时间,以获得时段的周转时间,为后续模型构建提供数据基础和理论支持。(2)电动公交发车间隔优化模型构建及求解。基于公交运营时段划分结果,构建了旨在最小化乘客出行及公交企业运营成本的电动公交发车间隔优化模型,并采用遗传算法进行求解。在计算乘客出行成本时,除了传统的票价、候车和在车时间成本,还特别考虑了疲劳导致的舒适性损失,以全面评估乘客体验。企业运营成本计算不仅包括运行距离成本,还进一步考虑分时电价下的能耗成本。对模型优化前后进行对比,验证了其有效性和应用价值。(3)电动公交车辆调度与司乘排班协同优化模型构建及求解。综合考虑车次衔接、车辆特性、充电需求、分时电价、司乘更换车辆次数及劳动规则等多重约束,最小化车辆购置、空驶、充电、司乘更换车辆成本以及司乘薪资,建立车辆调度与司乘排班协同优化模型。此外,设计遗传算法来求解模型,并通过算例分析制定了车辆和司乘排班方案以及充电计划。通过与顺序调度方法进行对比分析,验证了模型和算法的有效性。

关键词：电动公交周转时间预测发车间隔优化分时电价协同调度

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自驱动摩擦纳米发电机处理船舶污水的研究

自驱动摩擦纳米发电机处理船舶污水的研究

作者：王成蕾山东交通学院

学位级别：硕士

在“碳达峰、碳中和”的背景下,开发绿色清洁能源与推进环境保护具有重要意义,收集海洋波浪能与保护蓝色海洋环境已成为世界各国研究的热点。海洋中存在着大量来源多向且低频的波浪能,与传统的海洋能源收集装置相比,新兴的摩擦纳米发电... 详细信息

在“碳达峰、碳中和”的背景下,开发绿色清洁能源与推进环境保护具有重要意义,收集海洋波浪能与保护蓝色海洋环境已成为世界各国研究的热点。海洋中存在着大量来源多向且低频的波浪能,与传统的海洋能源收集装置相比,新兴的摩擦纳米发电机在收集海洋中来源多向的低频波浪能并将其转化为电能方面颇具优势。随着航运业的进一步发展,船舶污水中的船舶含油污水也随之增多,严重威胁海洋生态环境,清除船舶含油污水对实现“双碳”目标具有重要意义。为解决这一问题,本文研究并设计了一种独立层摆动式摩擦纳米发电机,使其结合电芬顿反应构建了一种自驱动系统处理船舶含油污水。本文的主要研究内容与结论如下:（1）基于独立层式摩擦纳米发电机,设计了一种易抗波浪且能量收集多向的独立层摆动式摩擦纳米发电机,分析其在不同工作状态下的电势分布,并基于刚体六自由度对其机械运动原理进行探究,利用COMSOL Multiphysics软件对其理论模型进行构建分析,验证IS-TENG理论模型的可行性,为后续提高IS-TENG的输出性能提供理论依据。（2）添加三种不同质量分数的Super-p、ECP与MWCNT导电纳米材料分别制备PTFE、PTFE/Super-p、PTFE/ECP与PTFE/MWCNT复合介电层,系统研究了不同质量分数下的四种介电层所制成的IS-TENG的输出性能。其中,添加导电纳米材料的质量分数为2.0 wt%的PTFE/Super-p复合介电层制成的IS-TENG输出性能最优,其V、I与Q分别为69.27 V、5.97μA与0.47 n C,相比未添加导电剂的IS-TENG分别提高了1.63、1.20和1.20倍。（3）探究IS-TENG复合介电层与电极层之间的电势关系,依据独立层式摩擦纳米发电机的理论基础,探究影响IS-TENG输出性能的因素。研究复合介电层与电极层之间的有效摩擦面积、复合介电层的厚度、EVA泡沫板、频率与振幅对IS-TENG输出性能的影响。在本试验条件下,当复合介电层与电极之间的有效摩擦面积为27.5 cm、复合介电层的厚度为0.3 mm、外界环境的频率与振幅分别为1.3 Hz与80 mm,且具备EVA泡沫板的情况下,IS-TENG达到最佳输出性能,其优化之后的IS-TENG的V与I分别为88.2 V、15.32μA,进一步提高了其收集蓝色能源的能力。（4）设计IS-TENG结合电芬顿反应,构建了一种自驱动式处理船舶含油污水的IS-TENG/MEF系统,研究证明,在系统工作5天,工作频率为1.3 Hz时,船舶含油污水的降解率达到92.8%,且本系统在不同低频工况下对船舶含油污水的降解效果最终均具有趋近100%的趋势,本系统为摩擦纳米发电机的应用与保护蓝色海洋环境提供了新的思路。

关键词：摩擦纳米发电机性能优化自驱动船舶含油污水

基于虚拟点的反应流Navier-Stokes特征边界条件及其应用

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北京理工大学学报 2024年第4期44卷 348-358页

作者：赵俊琪钱琛庚王成孙远翔北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国航空工业空气动力研究院高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室辽宁沈阳110034

针对通风条件下大尺度加氢站事故模拟,从一维局部无黏特征分析出发,发展了使用虚拟点的三维反应流Navier-Stokes无反射特征边界条件,通过引入横向项和化学反应源项,有效消除了火焰面、亚声速流场与计算域边界相互作用时产生的非物理反射... 详细信息

针对通风条件下大尺度加氢站事故模拟,从一维局部无黏特征分析出发,发展了使用虚拟点的三维反应流Navier-Stokes无反射特征边界条件,通过引入横向项和化学反应源项,有效消除了火焰面、亚声速流场与计算域边界相互作用时产生的非物理反射,实现了计算域边界处通风条件的无反射施加,提高了开放空间数值模拟的计算效率.通过开展51 m×51 m×10 m加氢站中长管拖车、加注机意外氢气泄漏扩散的数值模拟,给出了多种风况下可燃气云扩散结果,探究了通风条件及复杂环境对可燃气云发展规律的影响,对潜在危险区域进行了定量分析,并选取最危险氢气泄漏扩散结果开展高度非均匀气云爆炸的数值模拟,对不同设备处接收的超压和冲量进行了定量转化,完成了加氢站典型事故的风险评估.

关键词：无反射边界条件高压氢气泄漏非均匀气云爆炸数值模拟

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媒介接触还是媒介互动:新媒体使用行为对健康类产品推广效果的影响研究

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新闻春秋 2024年第4期 52-62页

作者：芮牮李林燕华南理工大学新闻与传播学院广州510006

随着互联网的发展和媒介技术的进步,新媒体在健康产品宣传和营销过程中愈发重要,受众对媒介的使用方式也从简单的接触转变为更深度的互动。在电动牙刷的宣传推广中,我们试图比较媒介接触和媒介互动这两种不同卷入程度的媒介使用行为的... 详细信息

随着互联网的发展和媒介技术的进步,新媒体在健康产品宣传和营销过程中愈发重要,受众对媒介的使用方式也从简单的接触转变为更深度的互动。在电动牙刷的宣传推广中,我们试图比较媒介接触和媒介互动这两种不同卷入程度的媒介使用行为的作用差异。本研究以技术接受模型为理论框架,探究不同类型的新媒体使用行为对大学生的电动牙刷使用意愿的影响机制。研究发现,感知有用性、易用性和感知风险是影响大学生对电动牙刷态度和使用意愿的关键因素。而且相较于媒介接触,媒介互动在提升大学生的态度和使用意愿方面更为明显。因此,推广健康产品时应注重产品的有用性和易用性,并充分利用新媒体的互动功能,提升用户认知与粘性,以实现更好的宣传效果。

关键词：媒介接触媒介互动技术接受模型健康类产品电动牙刷

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基于建图优化与回环检测的激光雷达SLAM技术研究

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基于建图优化与回环检测的激光雷达SLAM技术研究

作者：王成旭吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着新能源汽车行业的飞速发展,自动驾驶技术已逐渐成为各大车企的核心竞争力之一,被视为品牌实力的关键技术支撑,因此受到了广泛关注。同时,同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技术在自动驾驶领域占... 详细信息

近年来,随着新能源汽车行业的飞速发展,自动驾驶技术已逐渐成为各大车企的核心竞争力之一,被视为品牌实力的关键技术支撑,因此受到了广泛关注。同时,同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)技术在自动驾驶领域占据了至关重要的地位。该技术能够通过激光雷达、相机等单一或组合传感器来感知周围环境,实现车辆在未知环境下的定位,从而减少对GPS依赖。在传统单激光SLAM系统中,通过帧间匹配计算位姿变化,但在复杂环境下这一过程会产生微小误差,主要来源于动态物体的影响及雷达传感器精度的限制,导致建图局部精度降低。载具长时间运行也会引起较大的累积误差,通常采用回环检测技术来识别重复访问区域,构建当前帧与历史帧之间的约束关系消除宏观累积误差,Scan＿Context回环检测算法通过将点云转换为鸟瞰图(BEV)视角下的二维矩阵,以衡量矩阵相似度计算候选帧。然而,该算法不具备平移不变性,且在空旷的场景下效果受限。为应对这些挑战,本文深入研究了激光SLAM的建图优化与回环检测技术,并提出了两种创新方法:(1)本论文提出了一种两步配准方法,旨在提高激光SLAM系统的定位精度。在第一步中,采用帧间匹配技术快速获取初始里程计估计,为后续的优化配准提供基础。在第二步中,提出了一种新颖的实时建图优化方法,先通过分析不同视角下环境要素的变化幅度,有效地消除了动态物体引起的建图“拖影”,这对于在人流密集或机动车辆频繁的环境中进行精确建图和回环检测尤为重要。然后通过补偿待配准局部地图中点到微小面元的误差距离,有效地提高局部地图微小面元平整度。最后将雷达最新帧与优化好的局部地图配准计算得到位姿补偿,进而更新初始里程计信息。该两步配准方法不仅增强了地图的准确性和降低了资源消耗,还显著提高了复杂环境下系统的稳定性和可靠性。(2)本文在回环检测方面基于Scan＿Context进行改进,取得了显著效果。首先通过聚类和二次拟合直线的方法提取环境中稳固的特征,如道路边的树木、路灯等作为特征点,将所有特征点去中心化并偏移得到结构原点,建立一个有关环境结构的信息模型,这个模型以结构原点为中心,通过特征点与结构原点之间的连接线和结构单元的参数,准确地描述了环境中细长状物体的空间分布和几何特征。该算法不仅克服了Scan＿Context算法在平移不变性方面的缺陷,还通过充分利用空间结构信息,显著提高了在空旷区域和复杂环境中的检测成功率。

关键词：激光SLAM 建图优化配准精度动态环境处理回环检测

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企业ESG表现对企业风险的影响研究

企业ESG表现对企业风险的影响研究

作者：王成梅电子科技大学

学位级别：硕士

生物基聚（呋喃二甲酸己二醇酯-co-丁二酸己二醇酯）共聚酯的合成及其性能研究

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生物基聚（呋喃二甲酸己二醇酯-co-丁二酸己二醇酯）共聚酯的合成...

作者：王成前北京化工大学

学位级别：硕士

传统高分子材料的生产和制备都离不开石化资源,但储量有限且不可再生的石化资源是制约高分子材料可持续发展的主要障碍。由于生物质是一个储量丰富、存在形式多样且可再生的天然碳源,因此来源于生物质的呋喃族聚合物越来越受到学术界和... 详细信息

传统高分子材料的生产和制备都离不开石化资源,但储量有限且不可再生的石化资源是制约高分子材料可持续发展的主要障碍。由于生物质是一个储量丰富、存在形式多样且可再生的天然碳源,因此来源于生物质的呋喃族聚合物越来越受到学术界和工业界的重视。目前,人们对聚呋喃二甲酸乙二醇酯进行了大量研究,发现其存在韧性差和结晶速率慢的问题,有必要制备新的呋喃族聚酯,并用无规共聚的方法来进一步改善聚酯的性能。基于此,本学位论文的主要研究成果如下:（1）聚（呋喃二甲酸己二醇酯-co-丁二酸己二醇酯）(PHFS)共聚酯的合成与基本热性能以2,5-呋喃二甲酸二甲酯（DMFD）、1,6-己二醇（HDO）以及1,4-丁二酸（SA）为原料,通过酯交换/酯化-熔融缩聚的方法制备了聚呋喃二甲酸己二醇酯（PHF）、聚丁二酸己二醇酯（PHS）和PHFS共聚酯。H谱结果表明,所有聚酯样品的实际组成和投料比十分接近,具有与预期相符的分子结构;在热性能上,玻璃化转变温度对组成具有依赖性,共聚单体的引入会使聚酯的结晶能力变弱,所有样品均具有优异的热稳定性;聚酯的平衡熔融温度（Tm~o）满足Wendling-Suter模型,从热力学上证实了异质同二晶行为的存在。此外,共聚酯衍射峰位置随组成的变化进一步证实了异质同二晶行为。（2）PHF及其共聚酯的性能研究对聚酯的等温熔体结晶行为、非等温熔体结晶行为、自成核行为（熔体记忆效应）、力学拉伸行为和水解性能做了详细的研究。等温和非等温熔体结晶行为的研究表明,随丁二酸己二醇酯（HS）共聚单元含量的升高,PHFS共聚酯的结晶速率和Tm~o下降,但共聚酯的结晶机理基本未受影响。HS的引入还会使共聚酯的熔体记忆效应变弱,表现为DomainⅡ的宽度变窄,自成核行为增强了聚酯的结晶能力。在力学性能上,PHF具有较高的力学强度和良好的韧性,其拉伸强度（σb）和断裂伸长率（εb）分别为43±1 MPa、358±15%。当PHFS共聚酯中HS的含量小于30%时,不仅PHFS的韧性得以改善,而且σb也有提高。脂肪族HS单元的引入明显提高了PHF的水解速率,含有60 mol%HS的PHFS共聚酯在中性环境下降解8周后失重率达到了14.6%,远高于PHF的0.5%。（3）PHS及其共聚酯的性能研究在本章中将呋喃二甲酸己二醇酯（HF）视为共聚单元,研究共聚组成对PHS及其共聚酯的等温熔体结晶行为、非等温熔体结晶行为、自成核行为、热稳定性、球晶形态和球晶生长动力学以及力学拉伸性能的影响。随HF单元含量的升高,PHFS共聚酯的结晶速率变小,PHFS的结晶能力受到了抑制,但其结晶机理未发生改变;共聚单元HF含量的升高也会使样品的熔体记忆效应减弱,DomainⅡ区的宽度逐渐下降,自成核后的聚酯拥有更快的结晶速率和更低的结晶能垒;球晶的形态和生长速率不仅与其结晶温度有关,还受共聚组成的影响;通过二次成核理论确定了聚酯结晶方式的转变温度。对于HF含量为10 mol%的PHFS,其平均热降解活化能（E）和PHS的十分相近,HF的引入对聚酯的E影响较小。聚酯的力学性能十分依赖于HF的含量,引入少量的HF便可极大提高聚酯的韧性,当PHFS共聚酯中含有5mol%HF时,其εb增长到了1200±94%。在本论文中,通过熔融缩聚的方法合成了生物基聚酯PHF、PHS以及PHFS共聚酯。系统研究了共聚单元含量对共聚酯各项物理性能的影响,并确定了PHFS共聚酯所存在的异质同二晶行为,期待为将来生物基聚酯的实际应用提供有益的借鉴与帮助。

关键词：生物基聚呋喃二甲酸己二醇酯无规共聚改性异质同二晶行为水解