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考虑寒区隧道围岩冻结温度渐变的冻胀力解析解

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 360-369页

作者：曹善鹏夏才初周舒威寇继生同济大学土木工程学院上海200092 宁波大学岩石力学研究所浙江宁波315211 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000

为考虑寒区隧道围岩单向冻结和径向冻结温度渐变会引起的不同方向和不同冻结深度处的非均匀冻胀变形,通过引入冻胀围岩径向冻结温度T(r)和平行与垂直冻结方向的非均匀冻胀系数k反映围岩的非均匀冻胀性,理论推演建立了寒区隧道冻胀力解析... 详细信息

为考虑寒区隧道围岩单向冻结和径向冻结温度渐变会引起的不同方向和不同冻结深度处的非均匀冻胀变形,通过引入冻胀围岩径向冻结温度T(r)和平行与垂直冻结方向的非均匀冻胀系数k反映围岩的非均匀冻胀性,理论推演建立了寒区隧道冻胀力解析解,并进行了案例和影响因素分析。研究表明:忽略冻结温度渐变影响时冻胀力明显偏大,考虑冻结温度渐变可有效提高冻胀力计算的可靠性;考虑冻结温度渐变影响的冻胀力随着非均匀冻胀系数k的增大呈对数函数增大,随冻结与未冻围岩的弹性模量比EⅡ/EⅢ的增大而线性减小,且EⅡ/EⅢ越大时冻胀力产生所需围岩达到的临界k值也越大;隧道冻胀力随围岩冻结圈外径、未冻围岩弹性模量和原岩应力的增大而增大,但随衬砌内径、冻结围岩单位温度冻胀系数的增大而逐渐降低。

关键词：寒区隧道冻胀力非均匀冻胀冻结温度渐变

汽车功能安全:面向敏感指令攻击场景的自主驾驶车辆路径规划风险缓解控制

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机械工程学报 2024年第10期60卷 302-316页

作者：林晨魏洪乾荆威张幽彤北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清洁车辆北京市重点实验室北京100081 北京理工大学长三角研究院嘉兴314000 汽车测控与安全四川省重点实验室成都610039

为解决敏感动作指令攻击诱导的路径规划失效与跟踪控制失稳问题,提出一种基于状态解耦与实时模型预测控制相结合的自主驾驶车辆路径规划风险缓释控制方法。首先,从汽车的横向、纵向及航向等三个自由度进行风险解耦判断,并引入了网络风... 详细信息

为解决敏感动作指令攻击诱导的路径规划失效与跟踪控制失稳问题,提出一种基于状态解耦与实时模型预测控制相结合的自主驾驶车辆路径规划风险缓释控制方法。首先,从汽车的横向、纵向及航向等三个自由度进行风险解耦判断,并引入了网络风险因子和阻断风险因子对汽车可能遭受的敏感指令攻击风险进行量化评估;然后,将风险因子引入模型预测控制中的局部路径规划模块,对其惩罚函数进行实时修正,规划出考虑动态网络攻击风险的局部最优参考路径;此外,还在轨迹跟踪层加入基于阈值驱动的主备冗余总线切换机制,缓解敏感动作指令攻击对汽车操控能力的恶性破坏;最后,引入三种常见的敏感动作集攻击场景进行有效性验证。测试结果表明,在加速动作指令攻击场景和制动动作指令攻击场景下,与没有缓解控制的方案相比,所提方案能够缓解约31%的速度急剧变化,有效地规避汽车的纵向驾驶风险和横向失稳问题;此外,面向转向动作指令攻击时,所提方案可以制止错误的转向过程,阻止汽车发生碰撞事故。

关键词：智能网联汽车自主驾驶路径规划网络攻击主动安全

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分层媒质中的分步相位偏移光声成像方法

声学学报 2024年第3期49卷 392-397页

作者：刘思宇王云石阚威威西南技术物理研究所成都610041 南京理工大学物理学院南京210094

为了解决波场外推方法在横向声速不均匀的分层媒质中图像重建能力受限的问题,提出了一种基于分步相位偏移的不规则分层媒质光声成像方法。该方法将横向声速差异等效为分层媒质界面处的扰动声源,利用该扰动声源对相位偏移的结果进行额外... 详细信息

为了解决波场外推方法在横向声速不均匀的分层媒质中图像重建能力受限的问题,提出了一种基于分步相位偏移的不规则分层媒质光声成像方法。该方法将横向声速差异等效为分层媒质界面处的扰动声源,利用该扰动声源对相位偏移的结果进行额外的校正偏移,并采用变步长的混合外推机制,实现光声波场的逐层外推重建。仿真模拟及实验结果均表明,分步相位偏移方法能够有效抑制不规则分层媒质光声成像中伪影的产生,并提升成像分辨率以及图像对比度。

关键词：光声成像分层媒质成像相位偏移波场外推

分散剂浓度对真空热压烧结Y_(2)O_(3)透明陶瓷显微结构和光学性能的影响

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硅酸盐学报 2024年第3期52卷 774-782页

作者：彭天硕李威威梅炳初武汉理工大学武汉430070

以硝酸钇为原料,采用沉淀法成功制备出Y_(2)O_(3)纳米粉体,通过真空热压烧结工艺制备出Y_(2)O_(3)透明陶瓷。沉淀法是制备Y_(2)O_(3)粉体的常用方法,具有反应条件温和、粉体纯度高、成本低等优点,但由于粉体在沉淀过程中容易发生团聚现... 详细信息

以硝酸钇为原料,采用沉淀法成功制备出Y_(2)O_(3)纳米粉体,通过真空热压烧结工艺制备出Y_(2)O_(3)透明陶瓷。沉淀法是制备Y_(2)O_(3)粉体的常用方法,具有反应条件温和、粉体纯度高、成本低等优点,但由于粉体在沉淀过程中容易发生团聚现象,导致陶瓷的透明性降低。为了解决这一问题,在沉淀溶液中添加了PEG4000作为分散剂,期望改善其粉体的分散性。同时,在真空热压烧结过程中,用钽箔包裹样品,有效地防止了碳污染的发生。本工作研究了PEG添加量对Y_(2)O_(3)粉体和陶瓷的影响,并找到最佳工艺参数。结果表明,当PEG添加量为0.9%(摩尔分数),烧结温度为1500℃时制备的Y_(2)O_(3)陶瓷具有最高的透明性,其在1100 nm处的直线透过率为48.4%,在600 nm处也达到了18.0%。

关键词：氧化钇透明陶瓷沉淀法透过率热压烧结

基于时域卷积网络与注意力机制的车辆换道轨迹预测模型

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交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 114-126页

作者：杨达刘家威郑斌孙峰西南交通大学交通运输与物流学院成都610031 威斯康星大学土木与环境工程学院美国威斯康星州麦迪逊市53706

精准的车辆轨迹预测模型可以为自动驾驶车辆提供其周围车辆的准确运动状态信息,进而判断本车与周围车辆短期内是否有发生冲突的可能性。本文提出一种基于时域卷积网络与注意力机制(Temporal Convolutional Networks with Attention mech... 详细信息

精准的车辆轨迹预测模型可以为自动驾驶车辆提供其周围车辆的准确运动状态信息,进而判断本车与周围车辆短期内是否有发生冲突的可能性。本文提出一种基于时域卷积网络与注意力机制(Temporal Convolutional Networks with Attention mechanism,TCN-Attention)的车辆换道轨迹预测模型。该模型以时域卷积网络作为当前输入的特征提取器,利用时间与空间注意力机制使模型在不同时间和空间位置之间建立动态关联,更准确地捕捉车辆之间的动态时空相关性,实现准确预测车辆换道轨迹。与传统单一车辆轨迹特征输入不同,本文通过对输入特征进行多维扩充与融合,进一步提高了轨迹预测准确率。此外,本文提出一种换道执行起止时刻定义方法更准确地确定数据集中的换道起止时刻。实验表明,本文所提模型能以高准确率预测变换车道轨迹,在整体效果上优于其他深度学习模型,与ConvLSTM (Convolution Long Short-Term Memory)相比,TCN-Attention的平均绝对误差(Mean Absolute Error,E_(MAE))降低了69.8%,均方根误差(Root Mean Square Error,E_(RMSE))降低了49.15%,平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,E_(MAPE))降低了14.24%。

关键词：交通工程轨迹预测 TCN-Attention 车辆换道

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织物衬垫磨损对自润滑关节轴承动力学的影响

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 88-94页

作者：郝秀红田润威焦伟朱恒辉燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

自润滑关节轴承在服役过程中,衬垫的磨损导致自润滑关节轴承内外圈之间产生间隙,自润滑运动副间隙的存在加速了内外圈之间的碰撞以及衬垫的进一步磨损,对自润滑关节轴承的动力学特性产生较大的影响。此外,衬垫的磨损还会导致各构件非线... 详细信息

自润滑关节轴承在服役过程中,衬垫的磨损导致自润滑关节轴承内外圈之间产生间隙,自润滑运动副间隙的存在加速了内外圈之间的碰撞以及衬垫的进一步磨损,对自润滑关节轴承的动力学特性产生较大的影响。此外,衬垫的磨损还会导致各构件非线性特性的恶化,降低自润滑关节轴承的稳定性。为研究织物衬垫磨损对自润滑关节轴承动力学响应的影响,文中建立了带间隙的自润滑关节轴承运动副矢量模型。首先,通过修正Lankarani-Nikravesh(L-N)法向接触力模型和改进的库仑摩擦力模型,对内外圈间隙处的碰撞力进行建模;然后,基于牛顿第二定律建立了含间隙的刚柔耦合动力学方程;最后,分析讨论不同织物衬垫磨损量和不同摩擦因数条件下含间隙的自润滑关节轴承传动系统的动力学特性,并利用相图和Poincare映射图分析了自润滑关节轴承的非线性特性。结果表明:随着织物衬垫磨损量的增加,自润滑关节轴承内圈和外圈的动力学行为表现出非线性特性;衬垫磨损量一定时,随着衬垫摩擦因数的增加,系统稳定性得到提高,抑制了混沌现象的发生。

关键词：自润滑关节轴承衬垫磨损刚柔耦合动力学动态特性

浙江省农村居民点与乡村人口耦合关系及时空特征

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农业工程学报 2024年第12期40卷 237-245页

作者：苑韶峰张宇傅锦威朱从谋浙江工商大学公共管理学院杭州310018 浙江工商大学现代商贸研究中心杭州310018

土地是农村最重要的资源与资产,农村的人地关系是土地节约集约利用、城乡融合、乡村振兴与共同富裕的重要影响因素。该研究以浙江省为例,运用土地利用动态度、地学图谱法、人地协调模型和Tapio脱钩模型对2000—2020年浙江省农村居民点... 详细信息

土地是农村最重要的资源与资产,农村的人地关系是土地节约集约利用、城乡融合、乡村振兴与共同富裕的重要影响因素。该研究以浙江省为例,运用土地利用动态度、地学图谱法、人地协调模型和Tapio脱钩模型对2000—2020年浙江省农村居民点时空演变进行分析,并识别县域尺度农村居民点-乡村人口脱钩类型与人地耦合关系演进过程。结果表明:1)浙江省农村居民点时间上呈现减速上升的趋势,耕地是主要转入源,城镇用地与耕地是主要转出源;空间上呈现多区域集中,全域分散增加的趋势。2)人均农村居民点面积在时间序列上呈现持续上升的趋势,空间格局上呈现显著集聚特征,高值区聚集于浙北平原区,而低值区集聚于浙西南山地区。3)浙江省县域乡村人口-农村居民点脱钩关系以强负脱钩为主,即区域乡村人口下降,而农村居民点面积保持上升趋势,乡村人地耦合关系失调现象严重。研究结果对调节人地关系、促进农村土地资源的有效配置与高效利用具有重要意义。

关键词：农村脱钩模型农村居民点乡村人口浙江省

基于时空棱柱的实时可达空间的概念模型与测度

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地理学报 2024年第4期79卷 931-948页

作者：廖静莹林姚宇肖作鹏柴彦威哈尔滨工业大学深圳校区建筑学院深圳518038 深圳市城市规划决策与仿真重点实验室深圳518038 北京大学城市与环境学院北京100871

个体活动与地理环境的交互越来越在实时维度上呈现多变性与动态性特征。如何理解行为活动与空间的实时互动变化已经成为当下地理学科发展的前沿议题与关键挑战。基于时空棱柱方法,考虑到人的主观决策与环境条件的实时变化,研究论证了动... 详细信息

个体活动与地理环境的交互越来越在实时维度上呈现多变性与动态性特征。如何理解行为活动与空间的实时互动变化已经成为当下地理学科发展的前沿议题与关键挑战。基于时空棱柱方法,考虑到人的主观决策与环境条件的实时变化,研究论证了动态决策及决策点的概念,分析了动态决策如何影响着时间资源的分配,并且据此提出了基于决策点的实时可达空间概念模型。其次,通过引入时间切片、等时圈等方法,实现对该模型的构建与测度,并将其拓展至多决策点。最后,在原有模型的基础上,提出了考虑路径决策的实时可达空间模型。在动态视角下测度个体实时可达空间,有助于透视地理空间对个体行为的影响机制与过程,有助于评估及优化设施布局以及服务资源的组织,提升地理环境对新时期个体行为的适配性、支持与引导。

关键词：时空棱柱动态决策实时可达空间时间地理学潜在路径空间

圆阵多项式结构宽带波束形成器的时域降维设计

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声学学报 2024年第3期49卷 587-597页

作者：张展陈华伟冯从威南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106

针对现有圆阵多项式结构宽带波束形成器频域设计方法在短抽头长度条件下性能严重下降的问题,提出了一种时域降维优化设计方法。首先,利用圆阵的对称性特点,理论分析了多项式结构宽带波束形成器权系数存在的对称性,继而导出圆阵多项式结... 详细信息

针对现有圆阵多项式结构宽带波束形成器频域设计方法在短抽头长度条件下性能严重下降的问题,提出了一种时域降维优化设计方法。首先,利用圆阵的对称性特点,理论分析了多项式结构宽带波束形成器权系数存在的对称性,继而导出圆阵多项式结构宽带波束形成器时域设计的降维形式,剔除了优化问题中近一半的冗余波束形成器权系数,有效降低了时域优化问题的维度。然后,结合交替方向乘子法进一步导出了圆阵多项式结构宽带波束形成器的时域降维优化方法。仿真结果表明,所提时域降维设计方法在短抽头条件下显著优于现有的频域设计方法,且在提升时域优化效率方面也具有明显优势。

关键词：传声器圆阵宽带波束形成多项式结构波束形成器阵列对称性交替方向乘子法