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基于机器视觉的级配碎石破碎机制及力学行为研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：李佳珅徐林荣肖宪普李永威谢康邓志兴郝哲睿中南大学土木工程学院

揭示循环荷载下级配碎石性能劣化机制对提高高铁路基服役性能具有重要意义。首先，基于机器视觉提出一种颗粒形状精细快速量化方法，通过自主搭建的图像采集装置构建颗粒图像数据集，选取U-Net、 SegNet、 PSPNet、DeepLabv3+四种典型... 详细信息

揭示循环荷载下级配碎石性能劣化机制对提高高铁路基服役性能具有重要意义。首先，基于机器视觉提出一种颗粒形状精细快速量化方法，通过自主搭建的图像采集装置构建颗粒图像数据集，选取U-Net、 SegNet、 PSPNet、DeepLabv3+四种典型语义分割模型进行颗粒分割实验，从准确性角度优选最佳模型并输出高精度二值图片，进而导入OpenCV(Open Source Computer Vision Library)快速量化颗粒形状。其次，开展室内循环加载试验，采用力学指标动刚度K表征级配碎石性能劣化特性，并通过颗粒形状量化方法明确劣化主控因素。最后，基于劣化主控因素建立不同劣化程度的双轴压缩DEM(Discrete Element Method)模型，揭示该主控因素对级配碎石性能劣化的细观影响机制。研究结果表明：U-Net模型的F1分数、平均像素准确率、平均交并比均高于其他模型，分别为98.03%、97.53%、97.02%，故将其选为最佳颗粒分割模型，并能在后续循环加载试验中准确分割颗粒形状。级配碎石性能劣化前后，粗颗粒等效粒径De、长细比Ei均无明显变化，而圆度Rc均值增大31%，故确定级配碎石性能劣化主控因素为粗颗粒研磨破碎。在双轴压缩DEM模拟中，随Rc增大，即颗粒研磨破碎程度增加，级配碎石偏应力、滑动率、强力链大小及占比、各向异性均逐渐减小，旋转量持续增大，粗颗粒嵌锁能力下降，导致颗粒骨架承载能力及结构稳定性降低，产生劣化现象。研究结果可为高铁路基长期服役性能评估提供理论依据。

关键词：级配碎石机器视觉语义分割模型循环加载 DEM 性能劣化

基于粗颗粒嵌锁点高铁级配碎石振动压实质量控制新方法

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岩土力学 2024年第6期45卷 1835-1849页

作者：邓志兴谢康李泰灃王武斌郝哲睿李佳珅中南大学土木工程学院湖南长沙410083 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心四川成都611731

为解决基于干密度评估压实质量所存在的压实时间不定、评价指标单一等问题,提出了一种基于粗颗粒嵌锁点的高铁级配碎石(high-speed railway graded aggregate,简称HRGA)振动压实控制新方法。首先,结合力学指标动刚度Krb和修正地基系数K2... 详细信息

为解决基于干密度评估压实质量所存在的压实时间不定、评价指标单一等问题,提出了一种基于粗颗粒嵌锁点的高铁级配碎石(high-speed railway graded aggregate,简称HRGA)振动压实控制新方法。首先,结合力学指标动刚度Krb和修正地基系数K20完善振动压实评估体系,进一步提出了压实控制嵌锁点Tlp指标,并通过室内试验研究了Tlp前后级配碎石的力学性能及适用性;其次,通过振动压实试验建立了Tlp与HRGA的各项性能指标之间的关系,并结合灰色关联度分析(grey relation analysis,简称GRA)算法分析了Tlp的主控特征;最后,基于机器学习(machine learning,简称ML)方法提出了Tlp预测模型,结合三层次优选体系选择最佳Tlp预测模型,并利用SHapley Additive ex Planations(SHAP)可解释性方法对最佳ML模型进行了解释。结果表明:基于Tlp可确定最优振动时间,进而控制压实质量;基于GRA算法明确Tlp的主控特征为填料最大粒径dmax、级配参数b、级配参数m、扁平细长颗粒Qe和洛杉矶磨耗LAA;计算各Tlp预测模型的综合评价指标(comprehensive evaluation index,简称CEI)依次为改进粒子群优化的人工神经网络(artificial neural networks for improved particle swarm optimization,简称IPSO-ANN)模型>改进粒子群优化的支持向量回归(support vector regression for improved particle swarm optimization,简称IPSO-SVR)模型>改进粒子群优化的随机森林(random forest for improved particle swarm optimization,简称IPSO-RF)模型,IPSO-ANN模型最佳;基于SHAP方法得到总体重要性值φ排序为dmax(17.31)>b(13.93)>m(6.59)>Qe(2.17)>LAA(1.54),该结果与GRA算法的结果相印证,表明SHAP方法可提升ML模型的可理解性。该研究成果可为振动压实的质量评估提供新思路,也为振动压实智能化控制提供强有力的理论支撑。

关键词：振动压实高铁级配碎石最优振动时间主控特征机器学习可解释性

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智能化时代高校管理会计信息化建设的研究

中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2024年第8期 0147-0150页

作者：郝哲许艳河北科技大学河北石家庄050000 河北轨道运输职业技术学院河北石家庄050000

管理会计作为会计领域的重要分支在财务管理中发挥着越来越重要的作用,高校想要实现内涵式发展,必须全面深化管理会计在高校财务管理中的应用,积极推动会计职能的拓展。在智能化时代,高校以信息化为支撑,推动管理会计信息系统的建设,才... 详细信息

管理会计作为会计领域的重要分支在财务管理中发挥着越来越重要的作用,高校想要实现内涵式发展,必须全面深化管理会计在高校财务管理中的应用,积极推动会计职能的拓展。在智能化时代,高校以信息化为支撑,推动管理会计信息系统的建设,才能更好地支撑管理会计功能发挥其重要作用,促使管理会计的理念和方法真正的落地。本文分析了高校进行管理会计信息化建设的必要性以及建设路径,同时提出了实施过程中的有效措施。

关键词：高校财务管理会计信息化建设

“榫卯智联”创新团队建设模式下“新时代”课程思政改革方法与路径研究

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石家庄铁路职业技术学院学报 2024年第3期23卷 107-110页

作者：尹辉增郝哲张玉威刘晓立河北城乡建设学校河北石家庄050000

课程思政是一种综合教育理念,旨在通过构建全员、全程、全课程育人格局,将各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,将“立德树人”作为教育的根本任务。本文依托河北城乡建设学校装配式建筑施工专业国家级职业教育教师教学创新... 详细信息

课程思政是一种综合教育理念,旨在通过构建全员、全程、全课程育人格局,将各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,将“立德树人”作为教育的根本任务。本文依托河北城乡建设学校装配式建筑施工专业国家级职业教育教师教学创新团队建设实践,探讨“榫卯式”课程思政建设模式,突出体现“新时代”工匠精神的涵义,从课程、思政、教师、学生、评价机制和教学方法进行深入的探讨,为探索“新时代”课程思政改革提供方法和路径。本文旨在为中职学校课程思政的研究提供参考与借鉴。

关键词：课程思政改革方法实施路径榫卯智联

基于扰动理论修正的桩-土接触面荷载传递模型及其应用

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地质与勘探 2024年第1期60卷 140-147页

作者：王友涛谢康陈晓斌张飞郝哲睿中铁一局陕西西安200082 中南大学土木工程学院湖南长沙410083

利用硬化模型、双曲线模型、指数模型以及软化模型模拟的桩-土接触关系存在参数取值困难、误差大的问题。为深入研究土-结构接触面的强度与变形机理,基于扰动理论,假定完整状态接触单元的抗剪强度服从线弹性模型,而扰动部位则服从塑性模... 详细信息

利用硬化模型、双曲线模型、指数模型以及软化模型模拟的桩-土接触关系存在参数取值困难、误差大的问题。为深入研究土-结构接触面的强度与变形机理,基于扰动理论,假定完整状态接触单元的抗剪强度服从线弹性模型,而扰动部位则服从塑性模型,建立修正的桩-土接触面荷载传递模型。该模型参数分析表明,参数k、η对模型τ-s曲线形态影响大,而参数τf、ζ对模型τ-s曲线形态影响很小;并通过大型桩-土接触面室内直剪试验,量化接触面上剪切应力与剪切位移的关联性,进一步确定修正桩-土接触模型内部计算参数。结果表明模型τ-s曲线与试验曲线吻合较好,验证了模型的合理性。扰动桩-土接触模型既能描述桩侧应变软化也能描述硬化特性,有助于理解复杂应力条件下桩-土接触面的强度计算与变形机理。

关键词：桩-土接触面扰动状态直剪试验荷载传递本构模型

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心流理论视角下的幼儿早期阅读活动实践与探究--以大班幼儿早期阅读《团圆》为例

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福建基础教育研究 2024年第9期 126-128页

作者：郝哲欣福建省金山幼儿园福建福州350001

早期阅读是幼儿终身学习的基础。为激发幼儿阅读兴趣,提升幼儿阅读兴致,从积极心理学家米哈里·契克森米哈赖提出的“心流”概念、理论基础和实践框架入手,将构成心流的几大要素分别运用于早期阅读活动的准备、组织和评价等三个阶段,构... 详细信息

早期阅读是幼儿终身学习的基础。为激发幼儿阅读兴趣,提升幼儿阅读兴致,从积极心理学家米哈里·契克森米哈赖提出的“心流”概念、理论基础和实践框架入手,将构成心流的几大要素分别运用于早期阅读活动的准备、组织和评价等三个阶段,构建激发心流体验的早期阅读活动框架,提升幼儿园早期阅读的教育实效。

关键词：幼儿教育心流早期阅读

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高速铁路级配碎石填料振动压实劣化机制研究

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1701-1713页

作者：肖宪普谢康李新志郝哲睿李泰灃邓志兴石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

揭示振动荷载下高速铁路路基级配碎石填料压实劣化的影响机制对提高路基服役性能具有重要意义。首先,采用智能振动压实仪开展级配碎石填料振动压实试验,探究级配碎石填料物理指标干密度ρd、力学指标动刚度K与振动压实劣化的相关性;其次... 详细信息

揭示振动荷载下高速铁路路基级配碎石填料压实劣化的影响机制对提高路基服役性能具有重要意义。首先,采用智能振动压实仪开展级配碎石填料振动压实试验,探究级配碎石填料物理指标干密度ρd、力学指标动刚度K与振动压实劣化的相关性;其次,对不同振动压实阶段的级配碎石填料进行X-CT(X-ray Computed Tomography)扫描试验,揭示级配碎石填料振动压实劣化的主控因素;最后,基于劣化主控因素建立不同劣化程度的高精度三维振动压实离散元模型,探究级配碎石填料压实劣化与主控因素的内在联系,进而深入揭示级配碎石填料振动压实劣化的细观机制。研究结果表明:振动压实过程中,可通过动刚度K曲线的“拐点”表征级配碎石填料振动压实劣化状态;通过X-CT试验明确级配碎石填料振动压实劣化的主控因素为粗颗粒研磨破碎,进一步提出研磨度DF指标量化级配碎石填料的压实劣化程度;振动压实离散元模型中级配碎石填料的细观结构演化特征表明,随着DF的增加,填料各向异性、力学配位数、粗颗粒接触力均逐渐减小,从而使级配碎石填料的内部结构稳定性和动刚度K减小,且当DF≥0.68时,各向异性、力学配位数、粗颗粒接触力链与动刚度K减小速率均降低。研究结果对高速铁路路基级配碎石填料的振动压实质量控制具有重要指导意义。

关键词：高铁路基级配碎石振动压实劣化粗颗粒研磨 X-CT 离散元

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开菲尔微生物多样性及互作关系研究进展

食品科学 2024年第1期45卷 272-280页

作者：黎世威白英内蒙古农业大学食品科学与工程学院内蒙古呼和浩特010018

开菲尔是一种天然混菌发酵乳制品,主要包含乳酸菌、酵母菌和醋酸菌等特定的微生物群落,有着良好的风味和功能性,但目前开菲尔粒的形成机理尚未明确,一般认为开菲尔粒的形成是以细菌生物膜作为前体。本文综述了不同地区开菲尔的微生物多... 详细信息

开菲尔是一种天然混菌发酵乳制品,主要包含乳酸菌、酵母菌和醋酸菌等特定的微生物群落,有着良好的风味和功能性,但目前开菲尔粒的形成机理尚未明确,一般认为开菲尔粒的形成是以细菌生物膜作为前体。本文综述了不同地区开菲尔的微生物多样性和其中微生物对发酵乳功能性和风味的影响,以及开菲尔中微生物间的相互作用和发酵过程中的菌落演替,并对开菲尔粒形成过程相关生物膜的形成进行介绍,以期为开菲尔粒形成机理的研究提供一定参考。

关键词：开菲尔微生物相互作用生物膜

基于动态扩散算法的直流微电网简化分布式二层控制

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 119-125页

作者：廖达威高飞上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 上海交通大学电气工程系上海200240

孤岛直流微电网采用下垂控制实现电流均分时,均流效果受馈线阻抗影响且带来电压跌落。为实现电压恢复和电流精确均分,提出了一种采用动态扩散算法的简化分布式二层控制策略。相比于传统二层控制,该简化二层控制策略仅包含1台积分控制器... 详细信息

孤岛直流微电网采用下垂控制实现电流均分时,均流效果受馈线阻抗影响且带来电压跌落。为实现电压恢复和电流精确均分,提出了一种采用动态扩散算法的简化分布式二层控制策略。相比于传统二层控制,该简化二层控制策略仅包含1台积分控制器和1个通信变量,简化了控制结构,减轻了通信链路负担。策略采用动态扩散算法进行分布式通信,改善了系统的收敛速度以及稳定性。考虑到不可忽略通信采样时间对系统稳定性的影响,建立了系统的离散时间小信号模型,绘制根轨迹图分析了二层控制增益和通信采样周期等关键参数对系统稳定性的影响。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提策略在动态性能和稳定性上的优越性。

关键词：直流微电网分布式控制扩散算法离散时间模型二层控制