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基于Adaboost＿LSTM预测的矿山微震信号降噪方法及应用

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煤炭学报 2024年

作者：尚雪义陈勇陈结陈林林蒲源源重庆大学资源与安全学院煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室河南大有能源股份有限公司耿村煤矿

微震监测预警对保障矿井安全具有重要意义，微震信号降噪和P波初至的准确拾取是微震监测结果可靠性的基础。通过观察海量微震信号，我们发现单个微震信号的噪音段具有良好的重复性，由此创新性提出基于预测数据的信号降噪思路。具体地... 详细信息

微震监测预警对保障矿井安全具有重要意义，微震信号降噪和P波初至的准确拾取是微震监测结果可靠性的基础。通过观察海量微震信号，我们发现单个微震信号的噪音段具有良好的重复性，由此创新性提出基于预测数据的信号降噪思路。具体地，构建了基于自适应增强(Adaptive Boosting， Adaboost)策略提升长短期记忆网络(Long Short-Term Memory， LSTM)的微震信号预测模型，提出了基于模型预测数据与观测数据之差的微震信号降噪方法，研发了长短时窗均值比(Short-Time Average/Long-Time Average， STA/LTA)与赤池信息准则(Akaike Information Criterion， AIC)联合的P波初至拾取方法(S/L-AIC法)，并使用P波初至拾取误差评估和方法对不同降噪信号和拾取效果进行了比较。含噪Ricker子波理论测试和耿村煤矿微震数据应用均表明，Adaboost＿LSTM模型对于噪音具有很好的拟合性，而对于未进行神经网络训练的微震有用信号拟合性较差，且Adaboost＿LTSM模型的信号预测和降噪效果均优于LSTM模型的结果。基于Adaboost＿LTSM模型的预测数据能近乎完美的去掉微震信号噪音，其降噪效果显著优于小波低频系数重构结果，对非平稳信号的适应性明显增强。小波和Adaboost＿LSTM降噪信号能明显提升微震信号P波初至拾取效果，且Adaboost＿LSTM降噪信号的P波初至拾取效果更优。S/L-AIC法的P波初至拾取效果优于STA/LTA法和AIC法，兼具了STA/LTA法的稳定性和AIC法的准确性特点，本文降噪信号S/L-AIC法P波初至拾取误差整体在10ms以内。综上，本文的矿山微震信号降噪和P波初至拾取方法能为矿山微震监测预警提供重要保障。进一步地，可尝试将本文方法推广至天然地震信号降噪和P波初至拾取。

关键词：矿山微震 P波初至拾取长短期记忆网络信号降噪

分析电视剧《山海情》中多维的真、人性的善与艺术的美

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艺术评鉴 2023年第12期 169-173页

作者：陈结莲贵州民族大学

主旋律电视剧或者主流电影为弘扬主旋律一般都会有明确的思想主题和价值追求,但是要让一部现实主义题材的主旋律电视剧给观众留下深刻印象并为之买单却绝非易事。《山海清》根据电视剧创作的基本规律,再通过艺术化的表达和艺术加工,让... 详细信息

主旋律电视剧或者主流电影为弘扬主旋律一般都会有明确的思想主题和价值追求,但是要让一部现实主义题材的主旋律电视剧给观众留下深刻印象并为之买单却绝非易事。《山海清》根据电视剧创作的基本规律,再通过艺术化的表达和艺术加工,让其价值升华,将“虚拟”与现实相结合,由此使观众产生共情,最终实现情感共鸣。电视剧《山海情》通过展现人物的善良和美好品质,以及高超的艺术表现形式,将生活中最真实的情感和体验呈现给观众。

关键词：山海情真善美艺术表达

盐岩变速率循环试验中的疲劳特性与声发射特征研究

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 951-963页

作者：杨镇宇陈结范金洋姜德义王同涛杨春和重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071

为研究压气蓄能型盐穴注采气速率变化对围岩疲劳力学特性和细观机制的影响,在声发射监测下对盐岩开展4组变循环速率疲劳试验(加、卸载速率一致),试验中采用不同的上限应力和应力路径。分析循环内的残余应变、声发射累积振铃计数(后续简... 详细信息

为研究压气蓄能型盐穴注采气速率变化对围岩疲劳力学特性和细观机制的影响,在声发射监测下对盐岩开展4组变循环速率疲劳试验(加、卸载速率一致),试验中采用不同的上限应力和应力路径。分析循环内的残余应变、声发射累积振铃计数(后续简称AE计数)和峰频等与循环速率的相关性,结果表明:(1)循环残余应变和循环累积AE计数均具有明显的率相关性(即与循环速率呈明显的幂函数型关系,如ε_(ri)=mv_(i)^(-b)+ε_(l),N_(AE-i)=m'v_(i)^(-b')形式),应力等级和应力因子(幂函数的系数项m,m')正相关,应力等级和蠕变塑性的率相关性(幂函数指数项b)正相关,循环累积AE计数的率相关性则相反(幂函数的指数项b'减小)。率相关性参数(b,b')均能不同程度提前于循环残余应变预示加速破坏阶段的来临。(2)循环累积AE计数加速增长点在循环残余应变发展趋势的一、二阶段过渡点左右,该点在上限应力为19,23,27 MPa试验中大致对应2.382%,3.464%,4.297%的累积残余应变。(3)每循环内低频信号占比随循环速率增大而减小,高频信号占比随速率减小而增大,中频信号占比仅随应力等级提升而增长。(4)快、慢循环分别起到了硬化、软化作用,软化作用使后一循环中有更小起裂应力和更强塑性变形能力(硬化作用则反之),这种机制与慢速循环中更多小尺度裂纹萌生扩展,以及慢速卸载过程中内应力的充分释放有关。研究成果对压气蓄能盐穴注采气频率调节方式和损伤演化分析有一定参考意义。

关键词：岩石力学压气蓄能盐岩疲劳试验声发射

基于DNN和属性数学的岩溶隧道突涌水风险预测

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中国公路学报 2024年第7期37卷 82-99页

作者：吴志军戴骞储昭飞刘泉声陈结尤伟军武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国建筑第三工程局有限公司湖北武汉430072

突涌水是岩溶隧道施工最常见的灾害,不仅会造成大面积涌泥塌方,支护设备等损毁破坏,甚至会造成大量人员伤亡,开展岩溶隧道突涌水灾害后果预测评估对保证隧道施工安全具有重要意义。为此,提出一种基于深度神经网络(DNN)和属性数学理论的... 详细信息

突涌水是岩溶隧道施工最常见的灾害,不仅会造成大面积涌泥塌方,支护设备等损毁破坏,甚至会造成大量人员伤亡,开展岩溶隧道突涌水灾害后果预测评估对保证隧道施工安全具有重要意义。为此,提出一种基于深度神经网络(DNN)和属性数学理论的岩溶隧道突涌水灾害预测方法,首先基于对国内外103条岩溶突涌水隧道的调查和总结,筛选了7个岩溶致灾因素和3个灾害后果特征指标,建立了包含489组岩溶隧道突水灾害信息数据库;其次,引入K均值聚类算法,根据致灾因素聚类结果和灾害后果将岩溶突涌水灾害划分为4个等级,并进一步分析了不同岩溶突涌水灾害等级对应的各致灾因素的分布区间;在此基础上,采用深度神经网络(DNN)、随机森林(RF)、K近邻(KNN)和AdaBoost四种算法进行岩溶隧道突涌水灾害等级预测,并根据属性数学理论实现了岩溶隧道突涌水灾害等级的概率预测;最后,对所提方法在湖北鸡公岭隧道等工程中进行了应用验证,将预测结果与实际情况进行对比分析,验证了所提方法的准确性和可靠性。相比以往岩溶突涌水灾害等级预测方法,所提出的结合深度神经网络和属性数学理论的岩溶隧道突涌水灾害预测方法不仅可实现对岩溶隧道突涌水灾害等级的自动划分,还可同时获得灾害等级发生的概率,对实际岩溶隧道突涌水灾害预测更为客观全面。

关键词：隧道工程灾害预测深度神经网络突涌水岩溶

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不同冻融条件下砂岩损伤力学特性

采矿与安全工程学报 2024年第4期41卷 813-823页

作者：李勇桂辉高陈结胡双杰孙传猛重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

为探究不同冻融条件下砂岩冻融损伤规律及其力学特性,对不同冻融周期和不同循环次数的冻融砂岩进行单轴压缩破坏性试验,监测其声发射信号,并基于试验结果和统计损伤理论建立了损伤演化方程。结果表明:冻融循环时,冻融周期和循环次数的... 详细信息

为探究不同冻融条件下砂岩冻融损伤规律及其力学特性,对不同冻融周期和不同循环次数的冻融砂岩进行单轴压缩破坏性试验,监测其声发射信号,并基于试验结果和统计损伤理论建立了损伤演化方程。结果表明:冻融循环时,冻融周期和循环次数的增加均会造成砂岩冻融损伤的增加,砂岩单轴抗压强度和弹性模量随冻融周期的增长呈指数型衰减,随循环次数的增加呈线性降低;声发射累计振铃计数变化趋势与应力⁃应变曲线表现出较好的一致性,压密阶段和线弹性阶段累计振铃计数很小,塑性变形阶段累计振铃计数逐渐增加,且增速不断上升,峰后破坏阶段累计振铃计数剧增,冻融周期越长、循环次数越多,砂岩破坏时累计振铃计数越小;冻融损伤变量决定冻融载荷作用下总损伤变量的初始值,冻融周期越长、循环次数越多,砂岩初始总损伤变量越大,损伤演化曲线分为3个阶段,初始阶段损伤几乎不增加,发育阶段损伤逐渐增加,且增速越来越大,加速阶段损伤剧增并造成砂岩宏观破坏。

关键词：冻融周期循环次数声发射损伤演化

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市政给水管网施工中的管道连接技术研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第7期 0059-0063页

作者：陈结梅南宁市政工程集团有限公司广西南宁530000

市政供水管道网是城市基设必不可少的核心部分,其质量管理对于城市建设品质与市民生活质量具有决定意义。本次探讨的核心是管网施工中必然面临的难题——管道连接方式,进行了全面剖析和研究。首先把现今市面上的管道连接技梳理出来,并... 详细信息

市政供水管道网是城市基设必不可少的核心部分,其质量管理对于城市建设品质与市民生活质量具有决定意义。本次探讨的核心是管网施工中必然面临的难题——管道连接方式,进行了全面剖析和研究。首先把现今市面上的管道连接技梳理出来,并对于各个方法的使用广度以及优劣方面进行阐述。针对供水管道网的特定环境条件,提出几种创新的连接技术,并进行实地实验。结果展示出,新型连接技术在巧妙提升连接质量的前提下,成功降低了施工的难度和周期。结论为市政给水管网施工提供了依据,推动管道连接技术不断创新,并增强城市供水系统的稳定性和可信度。

关键词：市政给水管网管道连接技术施工质量新型连接技术城市给水系统稳定性

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动态冲击下红砂岩蠕变特性及损伤本构模型

岩土力学 2024年第6期45卷 1608-1622页

作者：樊赖宇吴志军储昭飞翁磊王智洋刘泉声陈结武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 重庆大学资源与安全学院重庆400044

为研究岩石在动态扰动下的蠕变特性,在自行研发的冲击扰动蠕变试验装置上,对细粒红砂岩开展了多级冲击扰动蠕变试验,分析了不同蠕变应力与扰动能量下瞬时变形与蠕变行为,结合间接法得到了扰动能量对长期强度的影响。结果表明:动态扰动... 详细信息

为研究岩石在动态扰动下的蠕变特性,在自行研发的冲击扰动蠕变试验装置上,对细粒红砂岩开展了多级冲击扰动蠕变试验,分析了不同蠕变应力与扰动能量下瞬时变形与蠕变行为,结合间接法得到了扰动能量对长期强度的影响。结果表明:动态扰动在较低的蠕变应力下使试样致密,而当蠕变应力超过一定的应力阈值后加剧试样内部的损伤恶化,其引起的瞬时变形与蠕变应变则随蠕变应力表现出先减后增的规律;随着动态扰动能量的增加,试样的破坏应变越大,但长期强度越低;引入长期强度与扰动能量的相关性、动态扰动单元和扰动-损伤黏性元件,建立了黏塑性扰动损伤蠕变模型,结合试验数据验证了该模型的准确性,该模型可以准确地描述砂岩在静态恒载和动态扰动组合作用下的瞬态变形和蠕变行为。该研究成果对于钻爆法隧道的支护设计以及安全生产具有重要的理论意义与应用前景。

关键词：扰动蠕变试验蠕变特性动态扰动损伤蠕变模型

社交网络群决策环境下基于量子干涉的信任测度

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控制与决策 2024年第5期39卷 1697-1706页

作者：蔡玫简兴莲王雅南京信息工程大学管理工程学院南京210044

针对已有的信任测度模型中信任源出现的冗余以及之间的干扰未被考虑的缺点,提出一种基于干扰效应的社会网络信任测度的决策模型.该模型在计算决策者之间的信任值时,通过简化信任源类型可避免部分信任源的重复出现,同时增加了信任源之间... 详细信息

针对已有的信任测度模型中信任源出现的冗余以及之间的干扰未被考虑的缺点,提出一种基于干扰效应的社会网络信任测度的决策模型.该模型在计算决策者之间的信任值时,通过简化信任源类型可避免部分信任源的重复出现,同时增加了信任源之间的干扰项.首先,根据社会关系与背景对信任的决定性,将决策者之间信任关系的来源划分为“决策者之间的亲近关系”和“决策者的客观背景”;其次,提出“亲疏度”和“专业度”的概念作为这两个信任源的测度,在保证信任源完整的前提下,克服信任关系冗余的缺陷;然后,进一步设计考虑干扰效应的信任值量化方法,所求的信任值能够综合体现两个信任源的个体决定程度和整体影响程度;最后,将决策者的信任值转化为权重聚集决策者偏好,以解决实际群决策问题.数值和理论结果表明,所提出考虑干扰效应的信任测度方法能够作为提高信任关系的准确性以及解决社交网络群决策问题的工具,具有广泛的应用前景.

关键词：信任源信任测度干扰效应概率语言术语集量子概率论社会网络

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地理信息技术赋能国土空间规划实施监督和体检评估预警

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测绘与空间地理信息 2024年第7期47卷 76-77,81页

作者：陈结堂安徽省第一测绘院安徽合肥230031

针对地理信息技术赋能国土空间规划实施监督和体检评估预警进行了研究论述,围绕强化规划权威和规划实施监督管理工作需要,从汇聚规划成果、强化实施监督、赋能体检评估3个角度进行深入研究,引入了新技术赋能国土空间规划实施监督与动态... 详细信息

针对地理信息技术赋能国土空间规划实施监督和体检评估预警进行了研究论述,围绕强化规划权威和规划实施监督管理工作需要,从汇聚规划成果、强化实施监督、赋能体检评估3个角度进行深入研究,引入了新技术赋能国土空间规划实施监督与动态感知,完善了国土空间规划体检评估预警体系。

关键词：国土空间规划“一张图” 数据底图规划传导实施监督体检评估预警