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预见性驾驶风险场模型

机械工程学报 2024年第10期60卷 160-170页

作者：褚端峰彭赛骞胡海洋皮大伟武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063 武汉理工大学机电工程学院武汉430070 南京理工大学机械工程学院南京210094

为真实反映车辆在行驶过程中的风险,并准确预测未来潜在的驾驶风险,提出一种考虑目标车辆预测轨迹的预见性驾驶风险场模型。首先,根据场景中的地图信息和所有车辆的历史轨迹信息,来预测目标车辆的未来轨迹;然后,根据预测的目标车辆未来... 详细信息

为真实反映车辆在行驶过程中的风险,并准确预测未来潜在的驾驶风险,提出一种考虑目标车辆预测轨迹的预见性驾驶风险场模型。首先,根据场景中的地图信息和所有车辆的历史轨迹信息,来预测目标车辆的未来轨迹;然后,根据预测的目标车辆未来轨迹,以及规划的自车未来轨迹,计算自车与目标车辆之间的相对位置,以及它们之间靠近或远离的趋势;最后,通过构建的驾驶风险场模型计算自车在当前和未来时刻的驾驶风险。试验表明相比于传统的碰撞时间(Time to collision,TTC)方法,建立的预见性驾驶风险场模型能更真实地反映驾驶风险;相比于不考虑目标车辆轨迹预测的驾驶风险建模方法,建立的预见性驾驶风险场模型能判断自车与目标车辆之间靠近或远离的趋势,预测风险与真实风险的偏差约为5%,能够准确预测未来时刻的潜在驾驶风险。

关键词：驾驶风险场轨迹预测预见性驾驶风险分析智能车辆

金沙江上游沙丁麦大型古滑坡发育特征与稳定性评价

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现代地质 2024年第2期38卷 451-463页

作者：邱振东郭长宝吴瑞安简文星倪嘉伟张亚楠闫怡秋中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081

沙丁麦古滑坡位于金沙江上游,金沙江断裂的德工—射胆断裂从滑体前部通过,岩体结构破碎,加上区域降雨、人类活动影响,滑坡变形强烈,坡体存在失稳滑动的风险,严重威胁到当地居民生命财产以及金沙江上游重要交通设施等。为探究沙丁麦古滑... 详细信息

沙丁麦古滑坡位于金沙江上游,金沙江断裂的德工—射胆断裂从滑体前部通过,岩体结构破碎,加上区域降雨、人类活动影响,滑坡变形强烈,坡体存在失稳滑动的风险,严重威胁到当地居民生命财产以及金沙江上游重要交通设施等。为探究沙丁麦古滑坡的发育特征及滑坡稳定性等关键问题,本文对沙丁麦古滑坡开展了遥感解译、InSAR形变监测、降雨量数据分析以及滑坡稳定性数值模拟计算等研究,揭示滑坡目前的变形特征,并探讨不同数值模拟工况下的滑坡稳定性。结果表明,沙丁麦古滑坡长约2100 m,宽约1300 m,平均厚度15~20 m,体积为2180×10^(4)~2900×10^(4)m^(3),属于特大型堆积层滑坡。空间上可划分为古滑坡后缘区(I)、古滑坡堆积区(Ⅱ)和强变形区(Ⅲ)三个区域,其中强变形区中包含两个复活变形区(Ⅲ_(1)、Ⅲ_(2))。沙丁麦古滑坡以拉张裂缝、房屋开裂、下错陡坎、局部滑塌等变形现象为主。基于小基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)的监测结果显示,沙丁麦古滑坡地表最大形变速率可达-51.88 mm/a。结合区域降雨数据的分析结果反映滑坡体累计变形量呈“阶跃”式增长,强降雨是影响滑坡堆积体变形的重要因素之一。基于三维快速拉格朗日分析法(FLAC^(3D))的古滑坡稳定性计算结果表明,沙丁麦古滑坡的变形模式为牵引式,天然工况下滑坡整体处于基本稳定状态,坡体形变量较小;在极端暴雨工况下滑坡总体上处于不稳定状态,滑坡体变形表现为拉张、剪切破坏,滑动面贯通并发生整体失稳破坏,从而造成严重危害。

关键词：金沙江上游沙丁麦古滑坡变形监测数值模拟

基于概率潮流的含风电、光伏接入的电力系统静态安全稳定性研究

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武汉大学学报（工学版） 2024年第6期57卷 765-772页

作者：甘艳黄菁雯吴军吕华林陈佳邹建明蔡泓威何靖萱杜志叶国家电网华中分部湖北武汉430077 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 武汉大学电网环境保护全国重点实验室湖北武汉430072

受风电、光伏等新能源出力的不确定性因素影响,需重新对有接入新能源的新型电力系统进行概率潮流计算与静态安全稳定性分析,目前所采用的Monte-Carlo法存在计算耗时长的问题,难以运用于实际工程。为此,基于光照强度和风速概率分布特性,... 详细信息

受风电、光伏等新能源出力的不确定性因素影响,需重新对有接入新能源的新型电力系统进行概率潮流计算与静态安全稳定性分析,目前所采用的Monte-Carlo法存在计算耗时长的问题,难以运用于实际工程。为此,基于光照强度和风速概率分布特性,分别构建光伏阵列和风力发电机组的出力概率密度函数模型,采用基于Gram-Charlier级数展开的半不变量法进行概率潮流计算,实现了对含风电、光伏接入的新型电力系统的潮流计算和静态稳定分析。以IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)30标准测试模型为算例对所提算法进行验证,结果表明,所提算法在保持Monte-Carlo法高精度优点的同时还具有较高的计算速度;研究了风电和光伏渗透率对电力系统潮流和静态安全稳定性的影响,结果表明,随着渗透率的增加,潮流分布值域扩大且部分支路可能出现负值,存在功率反向传输问题,导致系统运行风险增大;探索了线路增容对降低有功功率和节点电压越限风险以及提高静态安全稳定性的效果。

关键词：概率潮流半不变量法级数展开新能源接入静态安全稳定性

基于随机森林和组合赋权法的武汉市洪涝灾害风险评估研究

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给水排水 2024年第7期50卷 162-168,174页

作者：吴京戎蒋翔湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068 湖北工业大学工程技术学院武汉430068

开展城市洪涝灾害风险评估工作是防灾减灾的基础和决策手段之一,已成为当前研究的热点和趋势。首先从城市洪涝灾害的概念和形成机制入手,将致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力作为一级指标。以年平均降雨量、... 详细信息

开展城市洪涝灾害风险评估工作是防灾减灾的基础和决策手段之一,已成为当前研究的热点和趋势。首先从城市洪涝灾害的概念和形成机制入手,将致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力作为一级指标。以年平均降雨量、水系距离、高程、地形起伏度等14个二级指标为基础,建立风险评估指标体系。采用随机森林算法、层次分析法和熵值法相结合的方法对指标进行排序和赋权,得到各评估指标的组合权重。以武汉市为研究区域,将各指标权重输入到风险评估模型中,在ArcGIS中进行空间分析和栅格计算,得到研究区危险性、敏感性、脆弱性、防灾减灾能力风险区划图以及综合风险等级分布结果。

关键词：洪涝灾害风险评估 ArcGIS 随机森林组合赋权

钢桁梁断面形式对公铁两用桥上列车气动特性影响

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铁道学报 2024年第4期46卷 184-193页

作者：何旭辉肖海珠高宿平邹云峰刘路路中南大学土木工程学院湖南长沙410075 轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075 国家工程研究中心湖南长沙410075 中国中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430000

钢桁梁断面形式的不同可能会改变桥上列车的气动力,进而影响桥上列车运行安全性和舒适性。为此,以某千米级公铁两用悬索桥为工程为背景,通过风洞试验对三种常用钢桁梁断面形式的桥上列车进行测力、测压试验。研究结果表明,当单列车位于... 详细信息

钢桁梁断面形式的不同可能会改变桥上列车的气动力,进而影响桥上列车运行安全性和舒适性。为此,以某千米级公铁两用悬索桥为工程为背景,通过风洞试验对三种常用钢桁梁断面形式的桥上列车进行测力、测压试验。研究结果表明,当单列车位于三种钢桁梁断面形式上的上游时,列车的阻力、升力系数无明显差异,而单列车位于下游时,列车的阻力、升力系数有较大的区别;在双车状态下,由于迎风侧列车的遮挡作用,改变了不同钢桁梁断面形式下列车的流场,使得钢桁梁断面形式对背风侧列车影响较小。无论列车位于上游、下游,其三种钢桁梁断面形式下列车的阻力系数、升力系数随风攻角的变化趋势一致。当列车位于上游时,其三种钢桁梁断面形式上列车顶部和底部圆弧过渡段都出现不同程度的流动分离,使得其列车平均风压系数不同;当列车位于下游时,三种钢桁梁断面形式上列车平均风压系数变化趋势一致,说明钢桁梁断面形式对下游列车的平均风压影响较小。列车位于上、下游时,其脉动风压系数会有显著的差异,其脉动风压系数的大小受腹杆布置形式的影响要比梁高的不同更为显著。本文研究结果可为大跨钢桁梁桥的断面形式选取提供参考和依据。

关键词：钢桁梁断面形式车桥组合三分力系数平均风压脉动风压风洞试验

基于注意力常微分方程的PM_(2.5)浓度预测及其可解释性分析

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1363-1373页

作者：王培晓张恒才张彤陆锋中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 政务大数据应用省部共建协同创新中心福州350003

可解释的准确预测PM_(2.5)浓度变化可以有助于人类规避暴露风险,对人类健康风险评估和政策实施具有重要意义。目前已有PM_(2.5)浓度预测模型过多专注于提升模型预测精度,但忽略了模型的可解释性,造成模型可复用性和可信任度较差。鉴于此... 详细信息

可解释的准确预测PM_(2.5)浓度变化可以有助于人类规避暴露风险,对人类健康风险评估和政策实施具有重要意义。目前已有PM_(2.5)浓度预测模型过多专注于提升模型预测精度,但忽略了模型的可解释性,造成模型可复用性和可信任度较差。鉴于此,本文提出了一种兼顾模型预测精度与模型可解释性的注意力时空常微分方程模型(Attentional SpatioTemporal Ordinary Differential Equation,ASTODE)用于PM_(2.5)浓度预测任务。具体而言,本文将神经常微分方程集成至PM_(2.5)浓度预测任务中,以提升预测模型的可解释性。此外,针对传统神经常微分方程难以挖掘PM_(2.5)浓度数据中空间依赖关系的挑战,本文提出了一种新颖时空导数网络将传统神经常微分方程扩展到了时空常微分方程。针对传统神经常微分方程难以挖掘PM_(2.5)浓度数据中长期依赖关系的挑战,本文设计了一种时空注意力机制去融合多个时间节点的隐藏状态。本文采用真实的PM_(2.5)浓度数据集对提出的ASTODE模型进行了验证。实验结果表明,ASTODE模型不仅在预测精度上优于或逼近于存在的6个基线方法,并且在可视化的视角下具有良好的可解释性。

关键词： PM_(2.5)浓度预测空气污染节能减排时空预测注意力机制神经常微分方程时空常微分方程模型可解释性

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中国陆域干旱的大气环流机制及旱情传播规律

中国科学：地球科学 2024年第8期54卷 2674-2689页

作者：顾子也顾磊尹家波方威熊立华郭俊曾子悦夏军华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 水资源工程与调度全国重点实验室(武汉大学) 武汉430072 长江水利委员会长江科学院武汉430010

GRACE重力卫星通过探测地球重力场变化反演陆地水储量异常信号,为监测、追踪和评估旱情提供了新工具.现有基于陆地水储量异常的干旱研究较少关注其大气环流机制,也未能量化陆地水储量亏缺与水文、农业干旱之间的风险传播规律.本文结合GR... 详细信息

GRACE重力卫星通过探测地球重力场变化反演陆地水储量异常信号,为监测、追踪和评估旱情提供了新工具.现有基于陆地水储量异常的干旱研究较少关注其大气环流机制,也未能量化陆地水储量亏缺与水文、农业干旱之间的风险传播规律.本文结合GRACE/GRACE-FO重力卫星和ERA5-Land再分析数据集,分别基于陆地水储量(TWS)、径流、土壤湿度等多个水分变量识别了中国TWS干旱、水文干旱和农业干旱事件,采用机器学习辨识了影响水分亏缺的关键大气环流及海洋振荡指数;通过Copula函数构建了干旱历时和烈度的联合分布函数,并度量了水文干旱、农业干旱与TWS干旱的风险传播路径.结果表明:(1)2002~2021年期间中国陆地水储量整体呈现下降趋势;WPIO组(西太平洋和印度洋范围的相关海温指数)大气环流指数对陆地水储量影响最大,NINO3.4区海表温度距平指数、西太平洋暖池面积指数对我国南部区域陆地水储量呈显著正相关影响;(2)西北地区、长江流域和珠江下游地区是TWS干旱的热点区域,水文干旱的热点区域为西北地区,农业干旱的热点区域为华南及青藏高原东部;(3)水文干旱传播至TWS干旱的弹性系数比农业干旱高,表明TWS干旱对水文干旱的响应更为敏感.

关键词： GRACE卫星干旱旱情传播大气环流 Copula函数

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我国油菜品种改良现状及发展趋势

中国农业大学学报 2024年第3期29卷 50-62页

作者：胡志勇鲜孟筑李俊中国农业科学院油料作物研究所武汉430062

为了解我国油菜主导品种的品质发展现状和品种改良趋势,以“油菜品种改良”“油菜育种”“油菜产业发展”为关键词检索了PubMed、SpringerLink及中国知网等数据库,获得1987-2023年已发表的相关文献70篇,并结合农业农村部、国家统计局和... 详细信息

为了解我国油菜主导品种的品质发展现状和品种改良趋势,以“油菜品种改良”“油菜育种”“油菜产业发展”为关键词检索了PubMed、SpringerLink及中国知网等数据库,获得1987-2023年已发表的相关文献70篇,并结合农业农村部、国家统计局和中国种业大数据平台发布的油菜主导品种数据,综合分析我国油菜主导品种及产业现状、存在的风险与不足以及未来发展趋势。结果表明:1)我国油菜种植面积趋于稳定,油菜品种数量大幅增长,多样性更趋丰富;2)油菜主导品种含油率提升明显,且单产不断取得突破;3)当前我国油菜品种存在一些风险,如特专型品种含油率和产量较低、油菜品种同质化严重、抗病性不强、生育期短且抗逆性强的品种不足等。综上,我国油菜产业在品种改良和产业发展方面取得了显著进展,但仍需关注品种品质和抗病性等问题。未来可通过加强油菜种质资源收集与利用推进转基因生物育种的研发,推进油菜株型、抗性和光合效能的改造以实现产油率等一系列性状的再突破,满足多元化需求,探索密植增产技术,提升油菜机械化生产水平,推动我国油菜产业的可持续发展。

关键词：油菜品种改良发展趋势分子育种

汉南长江干堤防渗排水相结合的渗流控制措施研究

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中国农村水利水电 2024年第8期 160-168页

作者：田密陈斯鹏国小龙盛小涛王祥湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 武汉市城市防洪勘测设计院有限公司湖北武汉430014 武汉大学智慧水业研究所湖北武汉430072 武汉大水云科技有限公司湖北武汉430071 湖南省水利水电科学研究院湖南长沙410007

汉南长江干堤某堤段管涌险情整治工程受到西气东输穿堤管线影响,全封闭防渗墙被分隔而不连续导致端部出现绕渗问题。针对防渗墙未封闭段渗流控制问题,提出防渗排水相结合的渗流控制思路,堤防主体采用全封闭防渗墙防渗,西气东输管线穿堤... 详细信息

汉南长江干堤某堤段管涌险情整治工程受到西气东输穿堤管线影响,全封闭防渗墙被分隔而不连续导致端部出现绕渗问题。针对防渗墙未封闭段渗流控制问题,提出防渗排水相结合的渗流控制思路,堤防主体采用全封闭防渗墙防渗,西气东输管线穿堤段采用减压井排水控制地下水头。为综合评价防渗排水相结合的渗流控制措施效果,基于MODFLOW构建了汉南长江干堤三维渗流数值模型,通过数值模拟方法对比分析了无渗控措施、仅采用全封闭防渗墙以及考虑防渗墙端部绕渗影响下防渗墙与减压井相结合的渗控措施对堤防渗流场状态及渗透稳定的影响,研究了减压井井口高程对汉南长江干堤渗流控制效果的影响。研究结果表明:天然状态下和仅采用全封闭防渗墙措施时,汉南长江干堤堤内薄弱处汛期存在渗透破坏风险,且仅采用防渗墙措施时防渗墙缺口处绕渗明显。在防渗墙未封闭段设置减压井,采用全封闭防渗墙与减压井复合措施后,堤防渗流控制效果受减压井井口高程影响显著。当井口高程逐渐降低,堤内压力水头差随之增大,减压井汇流能力增强、排水减压效果明显提升,建议在设计阶段充分考虑减压井井口高程影响。

关键词：长江干堤防渗墙减压井数值模拟渗控效果

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