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基于XGBoost算法的公路隧道失稳风险评估模型及系统开发

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应用基础与工程科学学报 2024年第4期32卷 957-971页

作者：王迎超郭崟姜雯张政邹鹤民中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 青岛地铁集团有限公司山东青岛266100 中国铁路上海局集团有限公司合肥铁路枢纽工程建设指挥部安徽合肥230011 中铁十六局集团第三工程有限公司浙江湖州313000

为降低公路隧道建设过程中围岩掉块、塌方等灾害的发生,在充分发挥工程数据价值的基础上,建立了基于XGBoost算法的公路隧道失稳风险评估模型.选取岩体的风化程度、围岩级别、岩体完整程度、结构面结合程度、地下水出水情况和开挖方法共... 详细信息

为降低公路隧道建设过程中围岩掉块、塌方等灾害的发生,在充分发挥工程数据价值的基础上,建立了基于XGBoost算法的公路隧道失稳风险评估模型.选取岩体的风化程度、围岩级别、岩体完整程度、结构面结合程度、地下水出水情况和开挖方法共6个指标作为公路隧道失稳风险评估模型的指标,通过对各定性指标进行量化赋值来实现风险评估.引入混淆矩阵和准确率对失稳风险评估模型的测试集和预测集的训练效果进行检验.通过对比大华山隧道模型应用结果与实际工程结果,对所建立的风险评估模型进行了验证,验证结果二者呈现高度的一致性,成功预警了围岩失稳灾害的发生.基于Visual Basic自主开发了“公路隧道失稳风险评估系统”,实现了公路隧道建设过程中准确快速的失稳风险评估.

关键词：公路隧道失稳风险评估定性指标量化赋值机器学习 XGBoost算法预警系统

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基于渐进式感受野的轻量级图像超分辨率重建方法

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控制与决策 2024年

作者：程德强程志威马祥李龙寇旗旗江鹤中国矿业大学信息与控制工程学院中国矿业大学计算机科学与技术学院

传统轻量级图像超分辨重建方法通常依赖单一尺度的卷积来提取图像特征,简单地将浅层和深层特征聚合后进行图像重建.然而,这种做法忽略了感受野信息的丰富性以及中间潜在特征在图像重建过程中的重要作用,导致卷积层间的信息交互受限,进... 详细信息

传统轻量级图像超分辨重建方法通常依赖单一尺度的卷积来提取图像特征,简单地将浅层和深层特征聚合后进行图像重建.然而,这种做法忽略了感受野信息的丰富性以及中间潜在特征在图像重建过程中的重要作用,导致卷积层间的信息交互受限,进而造成图像细节信息丢失和重建精度不高的问题.鉴于此,本文提出了一种基于渐进式感受野的轻量级图像超分辨重建方法.该方法的核心在于设计了一种双路阶梯式卷积链,通过逐步调整感受野的大小,有效地融合了图像的整体结构信息和局部细节特征,从而实现了信息的多样化表达.此外,还探索了一种多维潜在特征的融合方法,旨在充分挖掘多维潜在特征间的相关性.实验结果表明,与目前流行的重建方法相比,本文提出的方法在捕捉图像细节方面表现出色.

关键词：轻量级超分辨率重建渐进式感受野阶梯式卷积链潜在特征特征融合

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光纤传输在航空发动机控制系统中的应用

航空发动机 2024年

作者：李琛郑志洪文彬鹤高凯中国航发控制系统研究所中国航发沈阳发动机研究所

为了提高发动机控制系统的耐电磁辐射能力,减轻系统传输电缆的质量,以全权限数字电子控制系统为基础,提出了一种基于光纤的系统重构和传输方案,开展光纤数据传输技术研究。通过设计整套光纤链路的方案,实现了光纤组件的硬件加工,并在主... 详细信息

为了提高发动机控制系统的耐电磁辐射能力,减轻系统传输电缆的质量,以全权限数字电子控制系统为基础,提出了一种基于光纤的系统重构和传输方案,开展光纤数据传输技术研究。通过设计整套光纤链路的方案,实现了光纤组件的硬件加工,并在主、备系统间建立光纤传输路径,对设计的光纤传输链路开展了半物理和整机试验验证。结果表明:光纤传输技术可用于航空发动机控制系统信号传输,设计的光纤传输链路可耐受发动机的恶劣机械环境,并能稳定可靠地传输数据;当主系统部分功能失效时,通过光纤传输可获取备份系统信号,实现主控系统的故障重构,提高了系统的可靠性。通过项目研究,为未来新一代分布式控制系统的研制积累了技术经验。

关键词：光纤传输航空发动机控制系统电磁防护整机试验分布式控制

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数字化转型对产业链中企业话语权的影响研究

数字化转型对产业链中企业话语权的影响研究

作者：王一鹤上海师范大学

学位级别：硕士

基于LightGBM算法的供水管网抗震性能评估

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工程力学 2024年

作者：马天鹤侯本伟缪惠全许成顺杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

为考虑管线地震破坏和震后修复的不确定性，多采用蒙特卡罗模拟（MCS）方法进行供水管网震后水力服务性能以及韧性评估。由于MCS产生的样本数量多，且每个样本进行水力模型计算耗时较长，导致采用MCS评估供水管网震后服务性能时存在计... 详细信息

为考虑管线地震破坏和震后修复的不确定性，多采用蒙特卡罗模拟（MCS）方法进行供水管网震后水力服务性能以及韧性评估。由于MCS产生的样本数量多，且每个样本进行水力模型计算耗时较长，导致采用MCS评估供水管网震后服务性能时存在计算量大、效率低的问题。本文采用LightGBM算法构建地震破坏供水管网服务性能的预测模型，代替每个MCS样本中水力分析模型，提升MCS模拟计算效率。代理模型的输入参数为管线水力重要度及其破坏点漏口面积，输出参数为管网中节点和管网整体的供水满足率。通过Benchmark案例管网验证了LightGBM代理模型的有效性；与水力功能分析模型计算结果相比，代理模型评估的管网震后服务性能相对误差为1.09%～1.88%，计算时间降低了73.1%～92.3%；对于管网震后恢复过程模拟和韧性评估问题，代理模型得到的不同恢复策略的韧性指标，与水力分析模型的结果相对误差小于1%。因此，基于LightGBM算法的代理模型可为城市供水管网震后性能评估、恢复过程模拟和韧性评估提供支撑。

关键词：供水管网抗震性能评估韧性评估 LightGBM算法代理模型

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面向区块链的协同业务建模及其并行优化算法

西安交通大学学报 2024年

作者：上官子卓李东鹤杨清宇西安交通大学自动化科学与工程学院精密微纳制造技术全国重点实验室

针对供应链管理面临的协同高效性、信息可追溯性和信任危机等问题，提出了一个解决区块链多要素矛盾问题的并行计算模型PNSGA-III。首先，深入挖掘区块链、链主企业和链上企业的制约关系，将链主企业成本、服务积分，链上企业参与数量... 详细信息

针对供应链管理面临的协同高效性、信息可追溯性和信任危机等问题，提出了一个解决区块链多要素矛盾问题的并行计算模型PNSGA-III。首先，深入挖掘区块链、链主企业和链上企业的制约关系，将链主企业成本、服务积分，链上企业参与数量以及区块链稳定性等参数具象为多级多业务协同模型；其次，从提高遗传算法产生子代缓存区的效率角度出发，将交叉变异部分并行化处理，极大缩短模型求解时间；此外，为了解决帕累托解不能相互支配的问题，采用TOPSIS计算欧氏距离并决策理想解；最后，通过10组仿真实验验证了所提模型的有效性。结果表明：PNSGA-III的计算时间比非并行算法节约了16.37%；区块链的矛盾制约机制提供了更广泛的选择范围，增强了其适应复杂需求的能力；在动态任务流程下，经过优化的S8方案的服务积分比未优化的方案高出45%。研究为供应链管理提供了新的视角和工具。

关键词：区块链业务协同并行优化算法多准则决策

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冷等离子体技术灭活细菌芽孢的研究进展

食品工业科技 2024年第11期45卷 381-387页

作者：牛力源张殿鹤马云芳相启森郑州轻工业大学食品与生物工程学院河南郑州450001 河南省冷链食品质量与安全控制重点实验室河南郑州450001

芽孢是某些细菌营养体在环境胁迫条件下形成的休眠体,广泛存在于自然界中。芽孢结构致密,对热、紫外线辐射等环境胁迫具有较强的抗性,很难被食品工业中常规的杀菌方法所杀灭,是影响食品安全的重要因素。近年来,非热加工技术在杀灭芽孢... 详细信息

芽孢是某些细菌营养体在环境胁迫条件下形成的休眠体,广泛存在于自然界中。芽孢结构致密,对热、紫外线辐射等环境胁迫具有较强的抗性,很难被食品工业中常规的杀菌方法所杀灭,是影响食品安全的重要因素。近年来,非热加工技术在杀灭芽孢中的应用受到广泛关注。冷等离子体是一种新型非热杀菌技术,具有杀菌效率高、能耗低、无二次污染等优点,在食品工业中有广阔的应用前景。本文综述了冷等离子体杀灭食品中细菌芽孢的研究进展,总结了冷等离子体杀灭芽孢的作用机制,分析了影响冷等离子体作用效果的因素,并展望了今后的研究方向,以期为冷等离子体在食品安全控制领域的实际应用提供理论基础。

关键词：冷等离子体细菌芽孢杀灭机制影响因素

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大农业观的内涵与发展路径研究

农业经济 2024年第8期 33-34页

作者：韩光鹤周启超黑龙江八一农垦大学黑龙江大庆163319

2024年政府工作报告首次将大农业观写入其中,强调“必须践行好大农业观、大食物观,始终把饭碗牢牢端在自己手上”。大农业观是党在农业领域的一次理论创新。深刻理解大农业观的内涵,并在大农业观的指导下探索农业发展具有重要的理论意... 详细信息

2024年政府工作报告首次将大农业观写入其中,强调“必须践行好大农业观、大食物观,始终把饭碗牢牢端在自己手上”。大农业观是党在农业领域的一次理论创新。深刻理解大农业观的内涵,并在大农业观的指导下探索农业发展具有重要的理论意义和实践意义。本文通过梳理大农业观提出的背景和概念的发展演变,提出从四个观念转变,四个产业结构变化来认识大农业观的内涵,并在此基础上探讨了大农业观下的农业发展路径,提出五条建议。

关键词：大农业观概念内涵农业发展路径

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不平衡电网下三相PWM整流器模型预测控制及纹波抑制方法

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：胡裕峰叶鹤松孔亮许榕国网江西省电力有限公司九江供电分公司

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节... 详细信息

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节固定开关频率，根据电流预测模型和电流误差最小原则，不仅减小了网侧电流谐波和直流母线侧电压纹波，而且降低了平均开关次数进而减少了器件损耗。最后建立交流侧110 V，直流侧300 V，输出功率0.7 kW的实验平台并实验验证，该系统具有良好的稳态性能。仿真结果和实验结果验证了提出控制方法的有效性以及理论分析的正确性。

关键词：三相不平衡三相PWM整流器模型预测控制