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基于二次博弈云模型的石羊河流域水资源承载力评价

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水电能源科学 2024年第5期42卷 58-62页

作者：陶虎胡广录白元儒焦娇刘鹏周成乾兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室甘肃兰州730070

为准确判断石羊河流域水资源承载力状况,提升流域内经济高质量发展与水资源承载力的适应能力,从社会、经济、生态、水资源系统中选取16个评价指标构建石羊河流域水资源承载力评价体系,利用二次博弈云模型和障碍度模型评价石羊河流域2000... 详细信息

为准确判断石羊河流域水资源承载力状况,提升流域内经济高质量发展与水资源承载力的适应能力,从社会、经济、生态、水资源系统中选取16个评价指标构建石羊河流域水资源承载力评价体系,利用二次博弈云模型和障碍度模型评价石羊河流域2000~2020年水资源承载力变化状况并查明主要障碍因子。结果表明,2000~2020年,石羊河流域水资源承载力状况有所改善,水资源承载力总体处于Ⅲ级(临界承载状态);生态环境用水率、人均GDP、实际耕地灌溉率是水资源承载力的主要障碍因子;石羊河流域应调整用水结构、优化水资源配置、促进节水型经济的发展、加强生态环境保护,以提高水资源的合理高效利用。

关键词：云模型博弈论多组合权重障碍度水资源承载力石羊河流域

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一种基于离散时间一致性理论的多机器人分布式巡逻算法

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计算机应用研究 2024年第5期41卷 1470-1479页

作者：张鹏超李宗刚兰州交通大学机电工程学院兰州730070 兰州交通大学机器人研究所兰州730070

在多机器人巡逻任务中,由于通信距离的限制,单个机器人很难获得全局信息。然而,现有的大多数多机器人分布式巡逻算法都要求每个机器人获得其巡逻区域的全局信息进行决策。因此,考虑到通信半径约束和局部信息约束,为了通过相邻机器人之... 详细信息

在多机器人巡逻任务中,由于通信距离的限制,单个机器人很难获得全局信息。然而,现有的大多数多机器人分布式巡逻算法都要求每个机器人获得其巡逻区域的全局信息进行决策。因此,考虑到通信半径约束和局部信息约束,为了通过相邻机器人之间的交互完成巡逻任务,基于离散时间一致性理论提出了两种巡逻算法。算法1使用全局信息进行决策,算法2基于离散时间一致性理论实现局部信息对全局信息的预测进行决策。通过模拟器Stage对所提算法与对比算法在不同机器人数量、通信半径、地图环境下进行了对比。实验验证了所提出的基于局部信息的分布式多机器人巡逻算法具有与原算法类似的特性和性能,能够使机器人在没有全局信息的情况下判断全局状态,并基于邻居之间的协商完成巡逻任务。

关键词：巡逻多机器人系统分布式协同离散时间一致性

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冻融-硫酸盐腐蚀耦合作用下早龄期混凝土强度演变及预测模型研究

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材料导报 2024年第5期38卷 205-213页

作者：张学鹏张戎令杨斌肖鹏震王小平龙朝飞兰州交通大学土木工程学院兰州730070 兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室兰州730070 中国铁路建设管理有限公司北京100161

为了研究冻融-硫酸盐腐蚀耦合作用对早龄期混凝土力学性能的影响,基于新疆若羌地区实际环境条件,对三种水胶比的早龄期混凝土分别进行冻融循环、硫酸盐腐蚀、冻融-硫酸盐腐蚀耦合作用工况下的耐久性试验,分析不同环境作用工况与水胶比... 详细信息

为了研究冻融-硫酸盐腐蚀耦合作用对早龄期混凝土力学性能的影响,基于新疆若羌地区实际环境条件,对三种水胶比的早龄期混凝土分别进行冻融循环、硫酸盐腐蚀、冻融-硫酸盐腐蚀耦合作用工况下的耐久性试验,分析不同环境作用工况与水胶比交互作用下早龄期混凝土强度经时演变规律和作用机制。同时,基于灰色系统理论与遗传算法,建立早龄期混凝土强度的变权缓冲GM(1,1)模型。研究结果表明:同环境作用工况下,随冻融循环次数增加,早龄期混凝土抗蚀系数均出现先增大后减小的变化规律,并且在腐蚀终期,水胶比与早龄期混凝土抗蚀系数呈负相关。在同水胶比条件下,相较于单一冻融循环工况,冻融-硫酸盐腐蚀耦合作用工况对早龄期混凝土抗蚀系数终值的影响程度更高。早龄期混凝土强度预测模型的最大平均预测误差仅为1.893%,具有较好的预测精度,可为寒冷、盐渍土地区混凝土结构服役状态评估提供参考;通过预测模型对不同环境作用工况下早龄期混凝土进行耐久性评估,可知:冻融循环作用下,0.26、0.32、0.38水胶比的早龄期混凝土预测服役寿命分别是75.3 a、24.6 a、15.3 a,而在冻融-硫酸盐腐蚀耦合作用工况下,同水胶比下早龄期混凝土预测服役寿命缩短至30.7 a、22 a、12.7 a。

关键词：冻融-硫酸盐腐蚀耦合早龄期混凝土强度演变规律遗传算法变权缓冲GM(1,1)

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基于化学刻蚀法构筑超疏水沙子表面及其性能研究

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材料导报 2024年

作者：任永忠舒天浩李鑫林张振宇梁补女李天义金志华兰州工业学院土木工程学院兰州交通大学环境与市政工程学院

通过化学刻蚀法，使用低表面能物质十八烷基三甲氧基硅烷对经过硫酸和双氧水刻蚀后具有微纳米复合阶层结构的普通沙子进行修饰，制备了超疏水沙子，并对其进行扫描电子显微镜（SEM）、接触角测试，结果表明，改性后的沙子表面呈现微纳... 详细信息

通过化学刻蚀法，使用低表面能物质十八烷基三甲氧基硅烷对经过硫酸和双氧水刻蚀后具有微纳米复合阶层结构的普通沙子进行修饰，制备了超疏水沙子，并对其进行扫描电子显微镜（SEM）、接触角测试，结果表明，改性后的沙子表面呈现微纳米级的粗糙度，对水的静态接触角为154°。此外，探究了制备的超疏水沙子耐高温性及抗蒸发性，相关研究将为固沙及沙漠环境治理提供思路与方法。

关键词：沙子超疏水耐高温抗蒸发

硫酸盐干湿环境下碳纤维布-黏土砖砌体界面性能试验

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吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1368-1376页

作者：靳文强胡珈源王琦李超鹏于永辉张家玮兰州交通大学土木工程学院兰州730070 兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室兰州730070 中国铁路设计集团有限公司天津300308

对粘贴碳纤维增强复合材料(CFRP)的烧结黏土砖砌块进行双面剪切试验,考察硫酸盐干湿循环不同周期下CFRP-黏土砖砌块界面破坏形态和粘结性能,讨论了硫酸盐腐蚀下CFRP-黏土砖砌块界面粘结性能退化机理。结果表明:CFRP-黏土砖砌块界面的破... 详细信息

对粘贴碳纤维增强复合材料(CFRP)的烧结黏土砖砌块进行双面剪切试验,考察硫酸盐干湿循环不同周期下CFRP-黏土砖砌块界面破坏形态和粘结性能,讨论了硫酸盐腐蚀下CFRP-黏土砖砌块界面粘结性能退化机理。结果表明:CFRP-黏土砖砌块界面的破坏形态受硫酸盐干湿循坏影响较大;界面粘结性能(极限承载力、峰值剪应力)随循环时间呈先小幅增加后加速下降的趋势。提出了受循环周期影响的CFRP-黏土砖砌块界面粘结-滑移模型,将预测值与试验值对比,该模型能较准确地反映硫酸盐干湿循环作用下界面粘结性能的退化规律。

关键词：硫酸盐碳纤维布黏土砖界面粘结-滑移关系

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关中平原住宅燃煤排放PM中硝基酚类物质污染特征、排放清单及吸光特性

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中国环境科学 2024年

作者：王佳丽张倩王翌璇赵子异孙健沈振兴西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安交通大学环境科学与工程系

为探究关中农村地区住宅散煤采用不同燃烧方式产生的硝基酚类物质分子组成、区域排放量及吸光贡献差异.本研究选定烟煤和无烟煤，基于现场炉灶加稀释采样系统，利用超高效液相-四级杆飞行时间质谱联用仪开展煤燃烧排放NACs的特征研究.... 详细信息

为探究关中农村地区住宅散煤采用不同燃烧方式产生的硝基酚类物质分子组成、区域排放量及吸光贡献差异.本研究选定烟煤和无烟煤，基于现场炉灶加稀释采样系统，利用超高效液相-四级杆飞行时间质谱联用仪开展煤燃烧排放NACs的特征研究.研究结果表明，关中地区煤燃烧过程中ΣNACs的平均排放因子为3.7 mg/kg，其中烟煤型煤(7.5 mg·kg-1)＞无烟煤型煤(2.7 mg·kg-1)=烟煤(2.7 mg·kg-1)＞无烟煤(1.7 mg·kg-1)，但烟煤型煤经先进炉灶燃烧后，因燃烧充分，NACs削减显著..煤燃烧过程中产生的单个NAC排放因子范围在0.02～7.35 mg·kg-1，4NP、4NC和MNC占ΣNACs的71%～91%.燃煤样品中，单个NAC吸光贡献以4NC(29%～50%)和MNC(23%～68%)为主，其次为4NP(3%～42%).本研究通过估算2019年关中五市(宝鸡、咸阳、西安、铜川、渭南)煤炭燃烧产生ΣNACs总排放量发现受工业源贡献大的城市如渭南，其NACs排放贡献高.

关键词：煤燃烧硝基酚类化合物排放因子排放量吸光

严重遮挡场景下AOA-ENN辅助列车定位的方法研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：武晓春杨伟康兰州交通大学自动化与电气工程学院

铁路周边卫星遮挡情况复杂多变，当列车在隧道等严重遮挡场景下运行时，北斗卫星导航系统/捷联惯性导航系统（BDS/SINS）列车组合定位系统无法接收到卫星信号，导致列车定位误差累积甚至定位失效。为了提高列车在严重遮挡场景下的定位... 详细信息

铁路周边卫星遮挡情况复杂多变，当列车在隧道等严重遮挡场景下运行时，北斗卫星导航系统/捷联惯性导航系统（BDS/SINS）列车组合定位系统无法接收到卫星信号，导致列车定位误差累积甚至定位失效。为了提高列车在严重遮挡场景下的定位精度，提出了阿基米德优化算法优化的Elman神经网络（AOA-ENN）辅助BDS/SINS列车组合定位系统进行列车定位的方法。首先，在无迹卡尔曼滤波算法中引入新息理论得到自适应无迹卡尔曼滤波算法（AUKF），将其作为BDS/SINS列车组合定位系统的信息融合算法。其次，基于模糊C均值聚类算法（FCM）建立列车运行场景识别模型，依据环境特征参数对列车运行场景进行自主识别。最后根据场景识别模型的输出结果，当列车在开阔、低

关键词：列车组合定位系统运行环境识别自适应无迹卡尔曼滤波阿基米德优化算法 Elman神经网络

低气压条件下IGBT模块局部放电特性及机理研究

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电网技术 2024年

作者：康永强王兆赟党露芝孟昱李帅兵兰州交通大学新能源与动力工程学院

高海拔环境给IGBT模块绝缘可靠性带来严峻挑战，为探究IGBT模块在高海拔条件下的局部放电特性，搭建了低气压IGBT局部放电检测平台，测量了其在交流工频电压下20 kPa-100 kPa气压范围内的局部放电起始电压（PDIV）、熄灭电压（PDEV）、... 详细信息

高海拔环境给IGBT模块绝缘可靠性带来严峻挑战，为探究IGBT模块在高海拔条件下的局部放电特性，搭建了低气压IGBT局部放电检测平台，测量了其在交流工频电压下20 kPa-100 kPa气压范围内的局部放电起始电压（PDIV）、熄灭电压（PDEV）、最大视在电荷量、平均电荷量、放电脉冲重复率以及局部放电相位分布谱图（PRPD）等特征参量，结果表明：在70-100 kPa气压下，IGBT模块局部放电现象不明显，60 kPa时出现明显的局部放电，放电位置主要集中在电压极性反转前后，并随着气压进一步下降，PRPD相位逐渐变宽，放电量及放电重复率明显升高。之后利用有限元分析方法对IGBT模块截止时的场强分布进行了分析，发现IGBT模块键合线引脚、硅胶和芯片交界处以及铜板、硅胶和陶瓷板交界处电场最为集中，且不同介质材料界面处存在大量微气隙通道，是外部气压变化向IGBT模块内部传递的重要路径。微气隙通道中场强更为集中，且在低气压条件下微气隙通道内电子自由程更大，使得局部放电更加剧烈，不同极性电荷逐渐在微气隙通道电极和硅胶两侧聚集，在外加电压极性反转时与空间电荷场强叠加，导致局部放电异常剧烈。研究结果可为IGBT模块在低气压条件下的绝缘设计及安全可靠运行提供参考。

关键词：低气压 IGBT模块局部放电

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多尺度特征融合的铁轨异物入侵检测研究

西安交通大学学报 2024年

作者：王楠侯涛牛宏侠兰州交通大学自动化与电气工程学院

针对铁路轨道异物检测中，不同尺度异物目标的检测易受复杂环境的影响，导致出现检测精度低及检测速度慢等问题，提出一种多尺度特征融合的铁轨异物检测（RMF-YOLO）算法。首先，设计并引入改进的卷积注意力模块ICBAM，结合YOLOv7特征... 详细信息

针对铁路轨道异物检测中，不同尺度异物目标的检测易受复杂环境的影响，导致出现检测精度低及检测速度慢等问题，提出一种多尺度特征融合的铁轨异物检测（RMF-YOLO）算法。首先，设计并引入改进的卷积注意力模块ICBAM，结合YOLOv7特征提取网络，以增强复杂场景下的特征提取能力；其次，在所有高效层聚合网络模块中采用GhostConv替代普通卷积层，以降低计算复杂度，提高特征输出效率；设计一种改进的加权双向特征金字塔网络N-BiFPN结构，加强多尺度特征融合能力，平衡不同层级特征信息，提高多尺度检测能力；最后，为进一步提升检测精度，采用WIoU损失函数结合动态非单调聚集机制，有效应对低质量锚框产生的梯度，提高模型对不同尺度异物检测的整体性能。实验结果表明，在自制的铁轨异物数据集上，RMF-YOLO算法减少了原网络模型的参数量，有效提升了模型的检测精度与检测速度，改善了漏检与误检问题，平均精度提升了5.5%，FPS提升了5.88%，计算量减少了12.25%，能满足铁轨入侵异物检测中对检测精度和实时性的需求。

关键词：铁轨入侵检测混合注意力机制多尺度 YOLOv7 损失函数