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基于机器视觉与深度学习的列车轴承故障检测研究

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基于机器视觉与深度学习的列车轴承故障检测研究

作者：蔡毓龙石家庄铁道大学

学位级别：硕士

基于卷积与Transformer融合框架的列车轮对轴承损伤识别方法

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工程科学学报 2024年第10期46卷 1834-1844页

作者：邓飞跃蔡毓龙王锐郑守禧石家庄铁道大学机械工程学院石家庄050043

针对传统机器视觉方法在列车轮对轴承损伤检测中存在的图像特征提取不敏感、专家经验要求高以及识别准确率偏低等问题,本文提出了一种基于卷积与Transformer融合框架的列车轮对轴承损伤识别方法.首先,发展了一种图像增强类别重组的预处... 详细信息

针对传统机器视觉方法在列车轮对轴承损伤检测中存在的图像特征提取不敏感、专家经验要求高以及识别准确率偏低等问题,本文提出了一种基于卷积与Transformer融合框架的列车轮对轴承损伤识别方法.首先,发展了一种图像增强类别重组的预处理方法,消除不同类别数据样本不均衡的影响,提高图像数据集质量;其次,基于卷积与自注意力融合思想,设计了VGG与Transformer双分支并行融合网络(VGG and Transformer parallel fusion network,VTPF-Net),综合获取图像全局轮廓特征与局部细节特征信息;再次,构建了多尺度膨胀空间金字塔卷积(Multiscale dilation spatial pyramid convolution,MDSPC)模块,利用多尺度膨胀卷积递进融合充分挖掘特征图中多尺度语义特征;最后,基于NEU-DET图像缺陷数据集与自建列车轮对轴承图像数据集进行了实验分析.结果表明,所提模型对NEU-DET数据中6类缺陷图像与轮对轴承4类故障图像的识别准确率分别为99.44%与98%,能够较为准确识别不同损伤类型图像样本,在不明显增加模型复杂度基础上各项评价指标要显著优于当前CNN模型、自注意力机制ViT模型以及CNN-Transformer融合模型.

关键词：轮对轴承损伤识别卷积网络 Transformer网络多尺度特征

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超材料加载的高增益Vivaldi天线

微波学报 2024年第4期40卷 1-6页

作者：蔡士宽姜兴孙逢圆桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004

文中研究了一款超宽带对拓式Vivaldi天线。为了提高其增益,设计了一款具有非谐振式特性的超宽带人工电磁超材料单元,将此单元与对拓式Vivaldi天线集成后,可以在不影响天线效率及回波损耗的特性下提高天线增益,实测最高可提高2.5 dB。天... 详细信息

文中研究了一款超宽带对拓式Vivaldi天线。为了提高其增益,设计了一款具有非谐振式特性的超宽带人工电磁超材料单元,将此单元与对拓式Vivaldi天线集成后,可以在不影响天线效率及回波损耗的特性下提高天线增益,实测最高可提高2.5 dB。天线尺寸为0.9250λ×0.6500λ×0.0083λ,实测阻抗带宽为2.5 GHz~20.0 GHz,可达8个倍频程,在15 GHz时实测增益可达到9.56 dBi。天线实测与仿真结果基本吻合。在主要工作频带内,天线呈现较好的定向辐射效果,可应用于电磁兼容测试、探地雷达测试、超宽带无线传输系统、微波脑检测系统等领域。

关键词： Vivaldi天线超材料高增益超宽带

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航空动力装备顶层功能分解分配建模方法研究

图学学报 2024年第2期45卷 292-299页

作者：贺文虎刘伟王酉龙蔡珲中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500

聚焦航空动力装备顶层功能分解分配过于依赖经验、功能界面划分不合理、子系统承接功能不清晰等问题,通过研究MBSE建模方法、系统建模语言(SysML)的特点和优势,将行为图、结构图、矩阵视图等融入功能设计活动,提出了基于模型的航空动力... 详细信息

聚焦航空动力装备顶层功能分解分配过于依赖经验、功能界面划分不合理、子系统承接功能不清晰等问题,通过研究MBSE建模方法、系统建模语言(SysML)的特点和优势,将行为图、结构图、矩阵视图等融入功能设计活动,提出了基于模型的航空动力装备功能分析方法。首先通过环境背景图建模识别航空动力装备系统边界与交互信息;其次通过用例图分析系统顶层功能,每项顶层功能通过用例自动生成关联活动图进行建模分析,通过概念方案论证实现功能的初步分解,并与系统架构建模、功能危害性评估(FHA)迭代,完成单项功能详细分解;最后通过分配矩阵和分配视图得到子系统的功能清单,以作为子系统功能分析的输入。研究表明,基于模型的方法可以有效解决航空动力装备领域功能分解分配不清晰的问题,构建的功能模型典型案例,可为后续航空动力装备数字样机1.0建设提供技术路径。

关键词：系统工程正向设计功能建模分解分配 SysML

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“22·6”北江流域特大洪水分析

水文 2024年

作者：王京晶聂红海蔡斯龙广东省水文局广东省水文局清远水文分局

2022年6月受西南季风和高空槽的共同影响，广东省北江流域地区出现了三轮强降雨事件，其中第3轮强降雨直接引发2022年第2号洪水（简称“22·6”洪水），是自1915年以来防御形势最为严峻的洪水。通过对北江干流及主要支流发生的暴雨洪水... 详细信息

2022年6月受西南季风和高空槽的共同影响，广东省北江流域地区出现了三轮强降雨事件，其中第3轮强降雨直接引发2022年第2号洪水（简称“22·6”洪水），是自1915年以来防御形势最为严峻的洪水。通过对北江干流及主要支流发生的暴雨洪水及灾情进行广泛深入的野外调查考证，总结了北江干流及其重要支流控制站的洪水频率分析成果，与历史大洪水进行比较分析，经系统科学地评价，“22·6”洪水为超100年一遇的流域性特大洪水，中下游洪水超300年一遇。相关成果可为今后广东省北江流域及其下游大湾区的防洪减灾、工程优化调度、规划建设等工作提供坚实可靠的支撑和决策依据。

关键词：北江流域暴雨洪水洪水调查洪峰流量

构造火山作用对辽西早白垩世九佛堂组沉积环境的影响——以燕山科学钻探YSDP-1钻孔为例

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地球化学 2024年

作者：蔡士玺韦刚健胡建芳曾提徐义刚中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室中国科学院大学

了解构造火山作用如何影响地表沉积环境是揭示深地过程对表层地球系统及生命演化调控作用的关键。辽西九佛堂组发育有巨厚的富有机质泥页岩，且保存有大量精美的热河生物群化石，其沉积环境受到华北克拉通破坏导致的大量构造火山作用... 详细信息

了解构造火山作用如何影响地表沉积环境是揭示深地过程对表层地球系统及生命演化调控作用的关键。辽西九佛堂组发育有巨厚的富有机质泥页岩，且保存有大量精美的热河生物群化石，其沉积环境受到华北克拉通破坏导致的大量构造火山作用的影响，是探索这一科学问题的良好研究对象。本文通过对燕山科学钻探YSDP-1钻孔中九佛堂组沉积岩主微量元素、矿物组成、有机质含量等地球化学数据的综合分析，判别其细粒沉积岩与火山碎屑岩的物源，厘清不同火山物质对沉积环境的耦合影响。结果发现，九佛堂组沉积岩段包含火山碎屑岩、凝灰岩及其经风化搬运沉积的细粒沉积岩，它们均为与中酸性火山岩有关的长英质物源，指示其来源于同一构造背景下的火山–沉积作用，主要受古太平洋板块俯冲作用控制。每次构造伸展活动启动会导致盆地加深，并伴随火山灰和火山碎屑流等物质的输入。火山灰输入为湖泊带来大量营养物质，藻类勃发导致初级生产力增大，大量有机质沉降消耗底层水的氧气从而导致缺氧环境，进而使大量有机质被保存并形成富有机质油页岩，并且促进了热河生物群化石的保存; 而在半深湖区域火山碎屑流携带大量溶解氧进入，导致湖泊底层水体氧化进而稀释甚至中断有机质的沉积。这些不同火山物质输入的差异作用形成了九佛堂组复杂的火山–沉积地层。

关键词：构造火山活动九佛堂组物源示踪沉积环境华北克拉通破坏

两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件抗侧向冲击性能有限元分析

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第1期40卷 59-69页

作者：张海霞杨帆鞠士龙陈欢沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

目的研究两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件的抗侧向冲击性能,为该类构件的工程应用提供参考。方法建立并验证侧向冲击荷载作用下两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件有限元模型,分析了典型构件在侧向冲击荷载作用下的全过程、破坏形态、应力... 详细信息

目的研究两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件的抗侧向冲击性能,为该类构件的工程应用提供参考。方法建立并验证侧向冲击荷载作用下两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件有限元模型,分析了典型构件在侧向冲击荷载作用下的全过程、破坏形态、应力发展、相互作用力时程曲线和弯矩时程曲线等动态响应;研究了冲击能量、冲击冲量、钢材强度、GFRP管厚度以及截面含钢率对构件抗冲击性能的影响。结果随着冲击能量及冲量的增大,冲击持时和构件弯曲变形增大;提高钢材强度、GFRP管厚度可以改善构件的抗冲击性能。结论 GFRP管对混凝土有较好的约束作用,构件在侧向冲击荷载作用下整体发生弯曲破坏,内部钢骨塑性变形发展充分,构件抗侧向冲击性能优越。

关键词： GFRP管钢骨混凝土两端简支抗侧向冲击性能影响因素

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不同紫花苜蓿-禾草混播方式对干草产量及土壤养分的影响

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草地学报 2024年

作者：吴世文南丽丽陈孝善傅俊士张泽龙郭钊甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室

为获得持续高产及有效改善土壤养分的豆禾混播人工草地，本试验以‘甘农3号’紫花苜蓿（Medicago sativa ‘Gannong No.3’，GN3）、‘甘农9号’紫花苜蓿（M. sativa ‘Gannong No.9’，GN9）、‘巨能7号’紫花苜蓿（M. sativa ‘Juneng... 详细信息

为获得持续高产及有效改善土壤养分的豆禾混播人工草地，本试验以‘甘农3号’紫花苜蓿（Medicago sativa ‘Gannong No.3’，GN3）、‘甘农9号’紫花苜蓿（M. sativa ‘Gannong No.9’，GN9）、‘巨能7号’紫花苜蓿（M. sativa ‘Juneng No.7’，JN7）、‘龙牧1号’羊草（Leymus chinensis ‘Longmu No.1’，LC）、‘蒙农1号’蒙古冰草（Agropyron mongolicum ‘Mengnong No.1’，AC）、‘原野’无芒雀麦（Bromus inermis ‘Yuanye’，BI）为试验材料，探究不同豆禾混播组合播种当年和生长第二年的草产量及草地土壤养分的变化特征。结果表明，单播GN3，GN9，JN7处理的干草产量均显著高于对应混播组合（P<0.05）；随豆禾混播种植年限增加，0～20?cm，20～40?cm土层的有机碳、全氮、速效磷、速效钾含量均显著增加（P<0.05），而pH、全磷、全钾、速效氮含量均显著降低（P<0.05），且表层土的养分含量均显著高于下层土（P<0.05）。不同年限各混播组合的有机碳、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量均大于单播，pH、全磷、全钾含量均小于单播处理。综合评价显示，混播组合GN9+BI，GN9+LC较适宜在河西绿洲灌区推广。

关键词：豆禾混播种植年限干草产量有机碳土壤养分

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环境规制能否有效促进工业经济绿色增长？

系统工程 2024年

作者：周丙洋邱士雷王子龙刘帅韩沅刚南京航空航天大学经济与管理学院南京邮电大学管理学院徐州工程学院金融学院吉林大学东北亚学院

环境规制和绿色全要素生产率分别作为工业绿色增长的重要推力和目标函数，二者能否实现共赢是决定中国工业绿色转型顺利实现的关键。本文通过构建内生经济增长模型，结合中介效应模型，基于资源依赖视角研究环境规制对工业绿色增长的影... 详细信息

环境规制和绿色全要素生产率分别作为工业绿色增长的重要推力和目标函数，二者能否实现共赢是决定中国工业绿色转型顺利实现的关键。本文通过构建内生经济增长模型，结合中介效应模型，基于资源依赖视角研究环境规制对工业绿色增长的影响机制。结果显示：（1）环境规制与工业绿色全要素生产率呈现“U”型关系，而环境规制与资源依赖呈现显著的倒“U”型关系，环境规制同时表现出资源节约和提质增效的双重效应。（2）环境规制会通过自然资源依赖对工业绿色增长产生间接影响，且资源依赖的中介效应是非线性的。（3）环境规制的资源节约效应较其提质增效效应更容易产生。地方政府应通过适度提升环境规制强度降低自然资源依赖，促进工业绿色转型。

关键词：环境规制工业绿色全要素生产率资源依赖中介效应内生经济增长模型