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基于空间位置关系的轨迹数据高效降维和查询算法

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计算机研究与发展 2024年第7期61卷 1771-1790页

作者：巢成蒲非凡许建秋高云君南京航空航天大学计算机科学与技术学院/人工智能学院/软件学院南京211100 浙江大学计算机科学与技术学院杭州310058

由于新型信息技术的快速发展,社会处于数字化、信息化转型的关键时期,各行业对于以数据库技术为基础的信息系统的需求也日益凸显.基于位置的服务依赖于海量实时生成的轨迹数据,在处理亿万级随时间连续变化的轨迹数据时,降维算法和查询... 详细信息

由于新型信息技术的快速发展,社会处于数字化、信息化转型的关键时期,各行业对于以数据库技术为基础的信息系统的需求也日益凸显.基于位置的服务依赖于海量实时生成的轨迹数据,在处理亿万级随时间连续变化的轨迹数据时,降维算法和查询技术一直是研究的关键,通过降低轨迹数据的规模,减少查询操作时处理数据的时间,能有效提升查询的性能,而能否实现高质量、高效率查询对于数据库而言至关重要.提出了面向轨迹数据的均匀网格编码,并在进一步优化后提出非均匀网格降维算法,将轨迹数据的坐标转化为1维字符串存储,对不符合要求的网格进行合并处理;通过空间位置映射充分保留轨迹数据间复杂的相互关系,并采用范围查询与最近邻查询对降维后的数据进行性能测试.实验使用不同城市真实轨迹数据与模拟生成轨迹数据作为数据集,将提出的均匀网格算法、非均匀网格算法与3种基准方法进行对比.实验证明,优化后的非均匀网格算法降维后数据的空间位置关系相似度可高达82.50%,范围查询时间较其他查询时间提升了至少73.86%,最近邻查询时间提升了至少52.26%,与其他基准方法相比取得了更好的效果.

关键词：轨迹数据降维算法非均匀网格空间位置关系查询技术

CNT/PVA@碳布膜的光电联合驱动界面蒸发性能研究

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化工学报 2024年第3期75卷 1028-1039页

作者：张昕锐陈雪梅南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

利用电能辅助的太阳能驱动界面蒸发技术是提高淡水产量的一个有效途径,但是如何绿色高效地获取淡水仍是一个挑战。利用带有孔洞的亚克力板作为支撑装置,在碳布上喷涂碳纳米管(CNT)和无水乙醇的混合溶液作为光热电热膜(CNT/PVA@碳布),与... 详细信息

利用电能辅助的太阳能驱动界面蒸发技术是提高淡水产量的一个有效途径,但是如何绿色高效地获取淡水仍是一个挑战。利用带有孔洞的亚克力板作为支撑装置,在碳布上喷涂碳纳米管(CNT)和无水乙醇的混合溶液作为光热电热膜(CNT/PVA@碳布),与隔热装置和供水通道组成一个高效的界面蒸发系统。蒸发性能测试结果表明,该蒸发系统在1个标准太阳光照射下净蒸发速率达到1.5 kg·m^(-2)·h^(-1),而在与2 A电流的联合作用下,净蒸发速率高达5.08 kg·m^(-2)·h^(-1),比仅在1个标准太阳光照射下和仅提供2 A电流的蒸发速率之和高出0.6 kg·m^(-2)·h^(-1)。此外,这种蒸发系统构造简单易于规模化,为绿色高效地提高淡水产量提供了一个新的思路。

关键词：光电联合光热-电热膜界面蒸发蒸发速率绿色高效

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温度和光照对动车组用矿物型变压器油荧光特性的影响

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2233-2239页

作者：赵恩波史泽林刘云鹏李晨曦中国科学院光电信息处理重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049

牵引变压器渗漏油检测是动车组运行故障检测的重要部分。动车组运行故障图像检测系统采集的近红外底板图像中渗漏变压器油痕迹与水迹的特征相似,致使列检员与图像识别算法均无法有效识别渗漏油痕迹,进而导致渗漏油故障的误报率高,影响... 详细信息

牵引变压器渗漏油检测是动车组运行故障检测的重要部分。动车组运行故障图像检测系统采集的近红外底板图像中渗漏变压器油痕迹与水迹的特征相似,致使列检员与图像识别算法均无法有效识别渗漏油痕迹,进而导致渗漏油故障的误报率高,影响列车的正常运行和检修效率。由于水不具有荧光特性,而矿物型变压器油具有紫外荧光特性,故可通过荧光成像将两者区分。另外,由于动车组运行季节、地域、时间段不同,致使渗漏的变压器油处于不同的环境条件中,进而影响渗漏油的荧光特性。而渗漏油的荧光特性决定荧光成像系统激发光源波长和成像波段的选取。因此,为了明确动车组用矿物型变压器油的荧光特性,以及两个主要环境因素温度、光照对荧光特性的影响,首先制备了不同温度、不同光照条件下的变压器油样本;而后,利用荧光光谱仪采集样本的三维荧光光谱,进而分析样本的荧光特性、温度和光照对荧光特征峰位置和强度的影响。结果表明,动车组用矿物型变压器油具有两个较强的荧光激发/发射峰,分别位于350/382 nm和350/402 nm;温度的升高引起荧光强度下降,但未改变荧光波峰位置;光照强度的增加与光照时间的延长都引起荧光强度下降,但未显著改变荧光波峰的位置;在动车组运行监测时间间隔内,温度和光照未显著改变油品的荧光特性。实验结果为荧光成像检测动车组用矿物型变压器油的渗漏故障提供了实验依据和数据支持。

关键词：变压器油渗漏油检测温度光照荧光特性动车组

深圳市2015~2021年雨源型河流水质时空变化及其对降雨的响应

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环境科学 2024年第2期45卷 780-791页

作者：韦必颖成建梅苏晓煜程天舜中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 广东省深圳生态环境监测中心站深圳518049 广东省深圳市水务规划设计院深圳518001

雨源型城市河流水容量偏小,缺乏动态补充水源,易受污染.基于深圳市2015~2021年全市(不含深汕)9大流域的21个水质指标数据和逐日降雨数据,利用单因子指数评价、综合污染指数、层次聚类分析和Pearson相关分析等方法,研究深圳市河流水质时... 详细信息

雨源型城市河流水容量偏小,缺乏动态补充水源,易受污染.基于深圳市2015~2021年全市(不含深汕)9大流域的21个水质指标数据和逐日降雨数据,利用单因子指数评价、综合污染指数、层次聚类分析和Pearson相关分析等方法,研究深圳市河流水质时空分布特征及特征污染物对降雨的响应关系.结果表明:①2015年全区大部分断面水质都是劣Ⅴ类水,2018年10月后河流水质总体得到大幅度改善,与2018年深圳市开展治水专项活动背景一致,到2021年约62%的断面水质达Ⅰ~Ⅲ类水标准;②深圳市(不含深汕)西部人口稠密地区的水质污染较东部更严重,河口和支流下游水质污染较上游更严重;③深圳市坪山河、龙岗河、茅洲河和深圳河的水质受降雨的影响显著;④深圳市河流的主要特征污染指标是DO、COD、BOD5、NH_(4)^(+)-N、TP、高锰酸盐指数、石油类和阴离子表面活性剂;对于坪山河和龙岗河,降雨使TP和NH_(4)^(+)-N指标浓度升高;对于茅洲河,降雨使TP和COD指标浓度升高;对于深圳河,降雨使COD、TP和NH_(4)^(+)-N指标浓度升高.以上结果能够揭示深圳市雨源型河流水质时空变化情况及其对降雨事件引发的非点源污染的响应关系,为深圳市打造更高品质水环境提供科学参考.

关键词：水质评价雨源型河流降雨时空分布深圳市

四川盆地上二叠统大隆组页岩储层特征及其控制因素

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石油与天然气地质 2024年第4期45卷 979-991页

作者：叶玥豪陈伟汪华宋金民明盈戴鑫李智武孙豪飞马小刚刘婷婷唐辉刘树根成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610041 中国石油勘探开发研究院北京100083 四川川煤华荣能源有限责任公司(广能中心) 四川广安638600 西华大学四川成都610039

四川盆地开江-梁平海槽内上二叠统大隆组发育海相黑色页岩。近期LY1,DY1和HY1井在大隆组勘探发现高产页岩气,显示川北大隆组海相页岩气勘探潜力巨大,研究其页岩储层特征与控制因素具有非常重要的意义。以DY1井为研究对象,开展了大隆组... 详细信息

四川盆地开江-梁平海槽内上二叠统大隆组发育海相黑色页岩。近期LY1,DY1和HY1井在大隆组勘探发现高产页岩气,显示川北大隆组海相页岩气勘探潜力巨大,研究其页岩储层特征与控制因素具有非常重要的意义。以DY1井为研究对象,开展了大隆组页岩有机地球化学、脆性矿物含量、孔隙类型和孔隙结构等方面研究,探讨其储层特征与控制因素。结果表明:①大隆组黑色页岩为深水陆棚沉积,主要发育硅质页岩和混合质页岩岩相,脆性矿物含量高;②黑色页岩有机质丰度高,总有机碳含量(TOC)平均可达7.84%,有机质类型为Ⅱ_(1)-Ⅱ_(2)型,孔隙度较高,平均可达5.78%,储集空间以有机质孔为主,微孔峰值高;③热演化程度、有机质类型和丰度控制黑色页岩孔隙发育程度,碳酸盐矿物对孔隙发育起破坏作用。

关键词：孔隙演化储层页岩气大隆组四川盆地

基于无源电压纹波注入的24脉航空交直流变换器

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哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 590-598页

作者：史艳博葛红娟王永帅潘怡晨南京航空航天大学民航学院江苏南京211106 南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106

针对航空线性交流直流变换拓扑输入侧电流谐波含量高的问题,本文提出一种基于无源电压纹波注入单元的多脉波航空变压整流器,它由12脉变压器、2组整流桥、1个平衡电抗器和无源电压纹波注入单元组成。结合平衡电抗器和无源电压纹波注入单... 详细信息

针对航空线性交流直流变换拓扑输入侧电流谐波含量高的问题,本文提出一种基于无源电压纹波注入单元的多脉波航空变压整流器,它由12脉变压器、2组整流桥、1个平衡电抗器和无源电压纹波注入单元组成。结合平衡电抗器和无源电压纹波注入单元,该拓扑利用12脉变压器和2组整流桥实现了24脉波直流输出。本文详细描述了基于纹波电压极性,通过等比例交替调整2组整流桥输出电压矢量幅值,形成新的输出电压矢量,达到脉波倍增的过程;推导了相关表达式。本文对提出的变压整流器的工作模式、等效容量、源侧谐波含量等展开了详细分析;研制了样机,并通过实验研究验证了拓扑的可行性和正确性。

关键词：变压整流器脉波倍增无源电压纹波注入谐波抑制匝比多电飞机平衡电抗器移相变压器

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沙波形态及运动特征的概化数学模型研究

应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 426-441页

作者：曹玉芹夏军强周美蓉邓珊珊武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

水库修建后坝下游水沙条件发生显著变化,推移质补给大量减少,悬移质占输沙量的主要部分.在河床持续冲刷过程中,沙波运动从以推移质为主逐渐转变为推移质与悬移质共同输移.建立了一维沙波形态及运动特征的概化数学模型,对比了基于推移质... 详细信息

水库修建后坝下游水沙条件发生显著变化,推移质补给大量减少,悬移质占输沙量的主要部分.在河床持续冲刷过程中,沙波运动从以推移质为主逐渐转变为推移质与悬移质共同输移.建立了一维沙波形态及运动特征的概化数学模型,对比了基于推移质和悬移质输移的沙波运动特征,采用已有公式对基于推移质运动的沙波形态变化和运动速度进行了验证,并讨论了不同参数对沙波运动的影响.模拟结果表明:(1)基于推移质运动的沙波向下游运动,沙波上各点的运动速度与其高程正相关,迎流面冲刷,背流面淤积,沙波形态逐渐向不对称发展,沙波运动临界时间为31.78h,与已有解析解误差仅为1.5%;基于悬移质运动的沙波未向下游运动,以垂向冲刷为主,沙波上各点冲刷强度与其高程正相关,波高逐渐减小,沙波形态基本对称且趋于消亡;(2)基于推移质运动的沙波波峰和波谷的运动速度计算值分别为51m/d和17m/d,与已有公式的最大相对误差小于26%,形态曲线的平均相对误差小于19%,故计算结果能较好地反映沙波运动特征;(3)水沙参数对沙波的影响比沙波初始形态参数更显著,增大单宽流量和减小水深均能使沙波运动增强,且对水深变化的响应更加敏感.

关键词：沙波运动推移质悬移质沙波形态沙波演化模型

31CrMoV9钢离子渗氮层的微动摩擦磨损特性研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 633-643页

作者：龙有红任岩平何添李洪洋彭金方朱旻昊西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所四川成都610031 西南交通大学力学与航空航天学院四川成都610031 西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

针对31CrMoV9钢基体及其渗氮层,采用切向微动磨损试验机开展球/平面接触模式下的切向微动磨损试验探究了在法向载荷为20 N时,不同位移幅值下(D=5、10、50μm)的切向微动损伤机制和损伤演变规律.采用X射线衍射仪(XRD)对试样表层物相进行... 详细信息

针对31CrMoV9钢基体及其渗氮层,采用切向微动磨损试验机开展球/平面接触模式下的切向微动磨损试验探究了在法向载荷为20 N时,不同位移幅值下(D=5、10、50μm)的切向微动损伤机制和损伤演变规律.采用X射线衍射仪(XRD)对试样表层物相进行分析,扫描电子显微镜(SEM)和白光干涉仪对试样磨损区进行形貌表征,能谱仪(EDS)和电子探针显微分析仪(EPMA)进行化学元素分析.结果表明:离子渗氮处理后在基体表面形成了化合物层和扩散层,显著提高了表面硬度.在法向载荷F_(n)=20 N时,随着微动位移幅值的增大,31CrMoV9基体及其渗氮层的微动运行区均由部分滑移区逐渐向混合、完全滑移区转变,磨损体积增大,磨损更加严重,稳定阶段的摩擦系数逐渐增大.在部分滑移区和完全滑移区,渗氮层较基体在稳定阶段的摩擦系数更小,而在混合区基体的摩擦系数更小在混合区和完全滑移区时,基体及渗氮层的损伤机制均为剥层、磨粒磨损和氧化磨损.离子渗氮生成的化合物层能提高材料的抗微动磨损性能,在D=10和50μm时,磨损率分别降低了约38.5%和70.2%.研究结果可为轨道交通等领域结构件的选材和抗微动磨损设计提供参考.

关键词：表面工程 31CrMoV9 离子渗氮微动磨损损伤机制

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深切V型峡谷物理驱动人工智能波动模拟

岩土工程学报 2024年第6期46卷 1246-1253页

作者：栾绍凯陈苏丁毅金立国王巨科李小军北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 中国地震局地球物理研究所北京100081

高山峡谷区场地地震效应是地震工程领域研究热点。V形峡谷引起的圆柱形SH波散射和衍射波函数的级数解已较为成熟,并为众多河谷区重大工程提供了合理、科学的地震动输入。采用物理驱动深度学习方法结合与解析结果的对比分析,近一步明确了... 详细信息

高山峡谷区场地地震效应是地震工程领域研究热点。V形峡谷引起的圆柱形SH波散射和衍射波函数的级数解已较为成熟,并为众多河谷区重大工程提供了合理、科学的地震动输入。采用物理驱动深度学习方法结合与解析结果的对比分析,近一步明确了V型河谷地形地震反应特性及复杂波场空间分布。此方法主要关注稀疏样本及可诠释性人工智能,结合强形式自动微分和软约束边界条件嵌入,建立深度神经网络实现半无限域地震传播模型。采用时间域分解策略,实现不同给定波场工况下V型河谷高精度预测。通过与解析解对比,评估了所提出的物理驱动人工智能方法的精度和效率。结果表明,物理驱动人工智能方法可应用于地形效应分析,柱面SH波在V型峡谷底端发生显著衰减与振荡,边缘区呈现放大效应。

关键词：物理驱动深度学习河谷地震波动模拟科学人工智能