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拥堵车源的区域多层交通网络混合路径诱导策略

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电子科技大学学报 2024年第5期53卷 785-791页

作者：王璞王天浩李明伦郭宝吴紫健肖健和中南大学交通运输工程学院长沙410075

为了缓解高速公路交通拥堵,利用国道和省道实现交通分流,并有针对性地实施路径诱导策略,建立了考虑拥堵车源的区域多层交通网络混合路径诱导模型。首先,构建了由国道、省道以及湖南省高速公路组成的区域多层交通网络,标定网络链接权重... 详细信息

为了缓解高速公路交通拥堵,利用国道和省道实现交通分流,并有针对性地实施路径诱导策略,建立了考虑拥堵车源的区域多层交通网络混合路径诱导模型。首先,构建了由国道、省道以及湖南省高速公路组成的区域多层交通网络,标定网络链接权重。然后,定位交通拥堵车源,建立了考虑拥堵车源的混合路径诱导模型,对从拥堵车源出发的车辆实施有针对性的路径诱导,在保障缓解交通拥堵效果的同时,尽可能减少对出行者的影响。研究结果表明,该模型能够实现多层网络有效分流,有效减少路网中车辆的平均出行时间。在实际应用中,可以只对少数出行者提供路径诱导信息以降低模型的实施难度,并通过调查出行者对建议路径的接受率,制定合适的路径诱导信息发布方案。

关键词：复杂网络拥堵车源拥堵缓解混合路径诱导模型多层网络

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铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂行为

含能材料 2024年第4期32卷 387-396页

作者：陈荣马荣王峥任柯融张思源田占东国防科技大学理学院湖南长沙410073

为研究高应变率下铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂行为,获取准确的动态本构参数。采用20 mm一级轻气炮平板撞击实验研究了铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂特性,对回收试样进行扫描电镜分析,从微观角度获得了铸态TiZrNbV高熵合金在不同应... 详细信息

为研究高应变率下铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂行为,获取准确的动态本构参数。采用20 mm一级轻气炮平板撞击实验研究了铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂特性,对回收试样进行扫描电镜分析,从微观角度获得了铸态TiZrNbV高熵合金在不同应变率下的层裂特性,并基于层裂实验自由面速度历史曲线标定得到了铸态TiZrNbV高熵合金的GTN‑JC本构模型参数。结果表明,TiZrNbV难熔高熵合金的层裂强度随着加载应变率和平台应力的增加而增加,其值为0.93~2.23 GPa;回收试样的几何必要位错密度随着加载速度的提高显著增加。所得参数在模拟铸态TiZrNbV高熵合金层裂行为方面表现良好,模拟结果中自由面速度曲线在第一次拉伸阶段前均较为吻合,可以满足对试样层裂破坏的动态分析,能为铸态TiZrNbV高熵合金的工程应用提供参考。

关键词：难熔高熵合金层裂参数反演 GTN‑JC 平板撞击

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基于动态电阻串联的高阻接地故障精确建模

电工技术学报 2024年第7期39卷 2046-2059页

作者：钟逸涵邓丰史鸿飞徐帆李鑫瑜长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 国网湖南省电力有限公司湘潭供电公司湘潭411100

现有各类高阻接地故障模型缺乏对故障发展全过程的物理解释,难以准确模拟故障的非线性特征。该文根据现场录波数据,深入研究高阻接地故障的物理过程,归纳可知故障电流波形的非线性畸变来源于两个方面:空气间隙击穿引起的非线性与接地介... 详细信息

现有各类高阻接地故障模型缺乏对故障发展全过程的物理解释,难以准确模拟故障的非线性特征。该文根据现场录波数据,深入研究高阻接地故障的物理过程,归纳可知故障电流波形的非线性畸变来源于两个方面:空气间隙击穿引起的非线性与接地介质本身的非线性。据此提出高阻接地故障的故障电阻由电弧电阻和接地电阻串联组成,进而建立基于动态电阻串联的高阻接地故障新模型。首先,利用汤逊原理分析空气介质击穿过程中动态电弧的产生,建立了故障点指数电弧模型;然后,研究故障电流在土壤中的流散过程,结合土壤电阻率变化规律,求解接地电阻随故障电流变化的表达式,建立接地电阻模型;最后,在PSCAD中将二者串联,搭建高阻接地故障新模型,结合现场故障数据并与其他模型对比,验证了该文所提模型能更准确地表征不同接地介质下高阻接地故障的非线性特征,为后续研究高阻接地故障辨识提供更精确的数据支撑。

关键词：配电网高阻接地故障电弧电阻接地电阻非线性特征

基于激光联动扫描的单目动态三维主动热成像研究

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 50-60页

作者：邓堡元何赟泽王洪金邓群王耀南湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023

为了满足对非平面碳纤维复合材料无损检测的需求,文中提出了一种仅使用一台热像仪对运动试件进行主动三维热成像的系统,称为单目动态三维主动热成像。该系统融合了检测对象的三维轮廓与和主动热成像检测,能够对具有复杂几何形状的复合... 详细信息

为了满足对非平面碳纤维复合材料无损检测的需求,文中提出了一种仅使用一台热像仪对运动试件进行主动三维热成像的系统,称为单目动态三维主动热成像。该系统融合了检测对象的三维轮廓与和主动热成像检测,能够对具有复杂几何形状的复合材料试件进行检测,并给出直观的热成像缺陷检查结果。不同于传统的三维主动热成像检测方法需要额外的三维相机获取检测对象表面轮廓信息;该系统不需要独立的三维传感器,而热像仪同时作为三维传感器与温度传感器。为了实现这一功能,在线激光联动扫描热成像的基础上,文中提出了一个统一联动扫描模型和针孔相机投影模型的数学模型,将线激光作为主动热成像的热激励和三维重建的空间编码。在算法中,该模型实现了对重构热图序列和三维形状点云的无特征配准,该配准方法工作快速、稳健,不需要关键点。标准高度试件标定实验结果表明:在1~150mm的高度测量范围,平均误差0.16mm,最大误差不超过0.25 mm。碳纤维进气管实验表明,该方法具有大尺寸碳纤维复合材料三维温度场重建与检测检测能力。文中提出的单目三维动态热成像系统结构简单、工作稳定,可用于在生产线的三维测量、缺陷检测和质量控制。

关键词：红外无损检测缺陷检测激光联动扫描热成像三维热成像图像配准

振动压实致粗粒土填料颗粒运移和空隙演化特征

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中国公路学报 2024年第9期37卷 197-208页

作者：王萌于群丁肖源杰华文俊李文奇毛建锋李志勇中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司城市轨道与地下工程设计研究院湖北武汉430063 重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 湖南省交通科学研究院有限公司湖南长沙410015

路基粗粒土填料的连续振动压实质量评价仍缺乏颗粒运移、骨架和空隙结构特征等细观指标,为此,针对振动压实最优激振参数组合下的粗粒土填料,基于高精度工业X射线计算机断层扫描(XCT)及三维重构技术,从细观尺度对比分析了基床填料内部颗... 详细信息

路基粗粒土填料的连续振动压实质量评价仍缺乏颗粒运移、骨架和空隙结构特征等细观指标,为此,针对振动压实最优激振参数组合下的粗粒土填料,基于高精度工业X射线计算机断层扫描(XCT)及三维重构技术,从细观尺度对比分析了基床填料内部颗粒运动、迁移和分布规律,量化分析了不同阶段填料内部三维空隙结构演化特征。研究结果表明:振动荷载作用下粗粒土填料颗粒在第1阶段以竖向运动为主,填料内部空隙减小并逐渐形成骨架;颗粒在第2阶段主要在水平面移动及竖直面内滚动,颗粒间的咬合嵌挤作用增强;当超过60%的颗粒其长轴倾角绝对值大于60°时,表明填料已基本接近或达到较优压实状态;相比其他粒径颗粒,4.75~9.5 mm和2.36~4.75 mm两个粒径范围内的颗粒处于粗细颗粒的分界,在振动荷载作用下更趋向于调整自身的位置,进而强化粗颗粒间的骨架效应;随着压实过程的推进,填料内部粗颗粒骨架结构逐渐形成且细颗粒不断填充骨架结构的空隙,面空隙率沿试样高度方向的不均匀性减小,空隙整体形状向规则型发展且空隙间的形态差异不断减小。研究结论可为粗粒土填料室内振动压实质量评价提供更全面的颗粒运动和空隙结构特征等微细观指标。

关键词：路基工程粗粒土填料振动压实 X-ray CT扫描颗粒运动迁移空隙结构

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基于暂态时-频特征差异的配电网高阻接地故障识别方法

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6455-6469,I0014页

作者：史鸿飞邓丰钟航钟逸涵蒋素霞李鑫瑜陈依林长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

高阻接地故障发生时,故障特征微弱,传统故障识别方法存在特征提取困难、阈值选取灵活性较差的技术瓶颈,导致极端故障场景下出现漏判。为此,提出基于暂态时-频特征差异的配电网高阻接地故障识别方法。首先,结合小波包香农熵量化分析高阻... 详细信息

高阻接地故障发生时,故障特征微弱,传统故障识别方法存在特征提取困难、阈值选取灵活性较差的技术瓶颈,导致极端故障场景下出现漏判。为此,提出基于暂态时-频特征差异的配电网高阻接地故障识别方法。首先,结合小波包香农熵量化分析高阻接地故障与正常扰动工况暂态信号的时频分布,发现二者存在显著差异:频域上,扰动工况信号的能量集中于低频,而高阻故障信号能量分布相对均匀;时域上,扰动工况信号能量集中于时间窗的前半段,高阻故障信号能量在整个时间窗内均匀分布。在此基础上,以暂态信号时-频域波形作为输入样本,将传统卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型中的softmax分类器改进为支持向量机(support vector machine,SVM)分类器,构建适应配电网高阻接地故障识别小样本场景下的CNN-SVM复合分类模型,以卷积层作为特征提取器,以SVM作为分类器,实现高阻接地故障识别。最后,为论证所提方法具有强适应性的内在原因,利用LIME可解释性分析算法可视化展现模型训练过程中的高关注度区域,从模型分类原理层面证明所提方法不受各种故障条件的影响,克服了传统故障识别方法在极端故障场景下出现漏判的缺陷,能准确识别配电线路末端10 kΩ高阻接地故障。

关键词：配电网高阻接地故障时-频特征传统卷积神经网络-支持向量机 LIME可解释性分析

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远场水下爆炸冲击作用下重力坝动力稳定性的简化时程分析方法

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工程力学 2024年第3期41卷 73-81页

作者：黄宇峰卢文波王高辉陈明严鹏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 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072

高坝大库的抗爆与防护是国防安全的重要研究课题。该文针对远场水下爆炸冲击作用下混凝土重力坝的稳定安全评价问题,研究了远场水下爆炸冲击波的传播及其与坝体的相互作用过程;基于波动理论和平面波假设,建立了重力坝爆炸动应力场的简... 详细信息

高坝大库的抗爆与防护是国防安全的重要研究课题。该文针对远场水下爆炸冲击作用下混凝土重力坝的稳定安全评价问题,研究了远场水下爆炸冲击波的传播及其与坝体的相互作用过程;基于波动理论和平面波假设,建立了重力坝爆炸动应力场的简化理论计算模型,最终建议了一种远场水下爆炸冲击波作用下重力坝动力稳定性的简化时程分析方法;同时结合工程实际,采用该方法对某混凝土重力坝的动力稳定性进行了分析。结果表明:在远场爆炸冲击荷载作用下,重力坝的稳定安全系数呈现出先增后减再增并最终保持恒定的变化规律;下游坝面反射形成的拉伸波与剪切波的共同作用是导致建基面稳定安全系数降低的主要原因。

关键词：混凝土重力坝水下爆炸坝体动应力动力稳定性时程分析

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温度转换对厌氧消化系统连续运行及微生物群落的影响

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4303-4313页

作者：唐山青谢彦培刘智峰张媛媛张贤胜耿学海王蜜儿潘园黄馨怡汤琳湖南大学环境科学与工程学院湖南长沙410082 长沙中联重科环境产业有限公司湖南长沙410006

通过210d的连续厌氧消化试验,实现了以餐厨垃圾为发酵底物的同一厌氧消化系统内发酵温度从中温到高温的转换.试验结果显示,中温阶段,最高有机负荷(OLR)为6.5kg COD/(m^(3)·d),平均沼气产率658L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属包括Methanos... 详细信息

通过210d的连续厌氧消化试验,实现了以餐厨垃圾为发酵底物的同一厌氧消化系统内发酵温度从中温到高温的转换.试验结果显示,中温阶段,最高有机负荷(OLR)为6.5kg COD/(m^(3)·d),平均沼气产率658L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属包括Methanosaeta(57.0%)、Methanospirillum(10.0%)、Methanomethylovorans(9.2%)和Methanobacterium(19.7%),其与水解酸化类细菌、同型产乙酸菌等形成互营关系,实现高效产甲烷过程.经35d升温过程后,中温发酵系统平稳转换为高温发酵系统.高温系统稳定运行时OLR为5.0kg COD/(m^(3)·d),平均沼气产率480L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属主要为Methanoculleus(96.2%),其与互养产氢类细菌和互营乙酸氧化细菌等形成互营关系,共同推动H_(2)利用和产甲烷过程.但高温系统在试验后期呈现明显酸化趋势,产气效率大幅下降,推断是因为该阶段产甲烷菌活性受到抑制,而水解产酸菌大量富集,使得有机酸生成与利用过程失衡,最终导致系统崩溃.综上说明厌氧发酵系统在线温度转换具有技术可行性,但高温系统的运行性能和稳定性较中温系统偏低.

关键词：餐厨垃圾厌氧消化发酵温度转换运行性能微生物群落

具有级联反应器的有色冶金过程协调优化与控制

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中国科学：技术科学 2024年第9期54卷 1778-1788页

作者：谢世文谢永芳黄廷文中南大学自动化学院长沙410083 德州农工大学卡塔尔分校多哈23874卡塔尔

为了实现资源的深度利用和确保生产过程的平稳运行,有色冶金过程常采用多个大型级联反应槽/器进行生产,给全流程的优化与控制带来了巨大挑战.本文针对具有级联反应器的有色冶金过程,提出一种分层协调优化与控制框架,包括生产规划层、全... 详细信息

为了实现资源的深度利用和确保生产过程的平稳运行,有色冶金过程常采用多个大型级联反应槽/器进行生产,给全流程的优化与控制带来了巨大挑战.本文针对具有级联反应器的有色冶金过程,提出一种分层协调优化与控制框架,包括生产规划层、全流程多目标协调优化层和局部优化层的分层协调优化方法,通过协调优化层与局部优化层的递阶协调,实现全流程各反应槽输出设定值的优化;针对不同采样频率的被控量,分别设计了模型预测控制器和基于T-S模糊逻辑的模糊控制,构建误差补偿数据驱动模型对模型进行校正,以实现设定点的跟踪控制;为提高优化控制方法性能,提出了自适应前馈校正方法,根据检测反馈值,优化后续反应槽的输出设定,使生产流程在运行工况迁移后仍能优化运行.通过锌矿物浮选过程的案例研究,验证了所提协调优化与控制方法的有效性,提高了精矿品位预测精度,实现了流程的优化运行.

关键词：分层协调优化模型预测控制 T-S模糊控制自适应前馈校正级联有色冶金过程

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