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基于FasterNet和YOLOv5改进的玻璃绝缘子自爆缺陷快速检测方法

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高电压技术 2024年第5期50卷 1865-1876页

作者：邬开俊徐泽浩单宏全兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

为了实现对电力输电线路中绝缘子缺陷实时快速的巡检需求,提出了一种结合FasterNet-tiny和YOLOv5-s-v6.1网络模型改进的缺陷快速检测算法FasterNet-YOLOv5。首先引入参数量小推理速度更快的FasterNet网络替换原先的CSPDarkNet53主干网络... 详细信息

为了实现对电力输电线路中绝缘子缺陷实时快速的巡检需求,提出了一种结合FasterNet-tiny和YOLOv5-s-v6.1网络模型改进的缺陷快速检测算法FasterNet-YOLOv5。首先引入参数量小推理速度更快的FasterNet网络替换原先的CSPDarkNet53主干网络,加快网络的检测速度。然后结合由GhostNetv2网络提出的解耦全连接注意力机制(decoupled fully connected,DFC),在主干特征提取网络中设计了DFC-FasterNet模块,模块中的DFC Attention机制可以在特征提取过程中增大感受野,提升网络的检测精度。最后针对玻璃绝缘子自爆缺陷目标较小和背景较复杂的情况,重新设计Neck模块,提出BiFPN-F特征融合模块,使网络更精确地定位绝缘子缺陷区域。实验结果表明:改进后的算法可以快速精准定位,其均值平均精度(mean average precision,mAP)达到93.3%,相较于改进前提升5.67%,检测速度达到45.7 Hz,较改进前提升近1倍。同时与最新的YOLOv8n和YOLOv7-tiny相比,改进后的FasterNet-YOLOv5在自爆缺陷上的检测精度和速度更具优势,该文所提算法能够更快速地对绝缘子及其自爆缺陷实时定位识别。

关键词：缺陷检测 BiFPN-F FasterNet YOLOv5s DFC Attention PConv

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融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐

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地球信息科学学报 2024年第1期26卷 158-169页

作者：杨军王琛锡闫浩文兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

针对现有微地图(WeMaps)推荐算法未充分挖掘用户与微地图特征,推荐结果准确率较低的问题,提出融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐算法。首先,在用户与地图特征交叉过程中通过引入跳跃连接和多头自注意力机制,让不同特征组合能... 详细信息

针对现有微地图(WeMaps)推荐算法未充分挖掘用户与微地图特征,推荐结果准确率较低的问题,提出融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐算法。首先,在用户与地图特征交叉过程中通过引入跳跃连接和多头自注意力机制,让不同特征组合能够自动获得权重,并通过在多个子空间下进行特征交叉获得了更丰富的特征组合信息。其次,在用户历史行为序列中引入了交叉注意力机制,捕捉与候选地图相关的兴趣点。最后,融合特征交叉和用户行为序列模块的输出,获得了综合多个维度的推荐结果。在公开数据集Criteo和自制微地图(WeMaps)数据集上的对数损失值分别为0.4461、0.3797,受试者操作特征曲线下面积值(Area Under the ROC Curve,AUC)分别为0.8052、0.7883。相较于本文对比实验中的二阶特征交叉模型,损失值分别降低了1.7%、14.2%,AUC值提高了0.8%、0.4%。相较于本文对比实验中的高阶特征交叉模型,损失值平均降低了1.3%、2.6%,AUC值平均提高了0.6%,0.2%。较低的损失值和较高的AUC值说明模型进行预测时具有较高的准确性和较好的分类能力。实验结果表明,本文算法不但能为用户提供更为准确的推荐结果,也能使推荐结果具备良好的可解释性。

关键词：微地图推荐算法特征交叉跳跃连接多头自注意力交叉注意力用户历史行为序列可解释性

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单箱双室变截面波形钢腹板组合梁剪应力分析

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1090-1101页

作者：冀伟黄逸航罗奎马凯耀石旭辉余壮果兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 同济大学机械与能源工程学院上海210804

为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公... 详细信息

为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公式进行了对比。对各项剪应力的性质展开了研究,针对变截面CBBCSW的顶底板和参与承剪机理进行了分析,提出了底板承剪比例计算公式。以室内模型试验梁和一座单箱双室变截面CBBCSW为例,采用ANSYS有限元软件分别建立了试验梁与实桥的有限元模型,研究了不同约束体系下,剪应力在CSW上的分布以及顶底板与CSW参与承剪的规律。对比不同荷载情况下,有限元计算结果与理论公式计算结果的差异,分析不同荷载工况对顶底板与CSW参与承剪的影响。此外,分析了横隔板对单箱多室CBBCSW剪力分配的影响。研究结果表明:所提公式的理论结果与试验实测结果和有限元结果吻合较好,且底板参与承剪的比例不可忽视;变截面引起的“附加剪应力”是影响剪力传递的直接原因,弯矩的大小会直接影响底板参与承剪的比例;对称荷载下中腹板与边腹板的剪力分布几乎相同,而横隔板会改变CSW上剪力分配,靠近横隔板处的部位剪应力分布更均匀。研究结果可以为实际工程中变截面CSW的剪应力和承剪比的分析提供参考依据。

关键词：组合箱梁波形钢腹板变截面剪应力承剪比有限元分析

紫外老化作用对纳米生物炭吸附环丙沙星的影响机制

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环境科学 2024年第4期45卷 2203-2210页

作者：马锋锋薛之一赵保卫兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070

纳米生物炭的老化行为在自然环境中是不可避免的,然而老化作用对纳米生物炭吸附污染物的影响机制尚不清楚.采用模拟光照老化,通过元素分析、扫描电镜、透射电镜和红外光谱分析老化前后纳米生物炭的组成和结构特性变化,探究了老化纳米生... 详细信息

纳米生物炭的老化行为在自然环境中是不可避免的,然而老化作用对纳米生物炭吸附污染物的影响机制尚不清楚.采用模拟光照老化,通过元素分析、扫描电镜、透射电镜和红外光谱分析老化前后纳米生物炭的组成和结构特性变化,探究了老化纳米生物炭对环丙沙星(CIP)的吸附机制以及溶液p H值和纳米生物炭浓度梯度对吸附的影响.结果表明,老化作用使纳米生物炭C元素含量降低,O元素含量增加,极性增强,芳香性和粒径降低.老化前后纳米生物炭对CIP的吸附在很大程度上取决于溶液p H值,酸性条件下溶液p H值的增加更有利于CIP的吸附.纳米生物炭浓度梯度影响研究表明,纳米生物炭在低浓度条件下更有利于CIP的吸附.老化前后纳米生物炭对CIP的吸附更符合准二级动力学模型,Langmuir模型能更好地描述CIP在老化前后纳米生物炭上的吸附行为,最大吸附量分别为607.69 mg·g^(-1)和920.73 mg·g^(-1),老化纳米生物炭对CIP的吸附性能优于纳米生物炭,且主要的吸附机制为孔隙填充、静电作用和氢键作用.紫外老化作用增强了纳米生物炭对CIP的吸附性能.

关键词：老化作用纳米生物炭环丙沙星吸附机制环境行为

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持续负温(-5℃)养护条件下含气混凝土性能劣化及孔结构发展规律试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第3期46卷 180-188页

作者：张戎令于博郭海贞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 兰州交通大学土木工程学院兰州 730070

通过对比负温养护、标准养护条件下5种不同含气混凝土试块在不同龄期下的抗压强度值及内部孔结构,分析持续负温(-5℃)养护条件下含气混凝土抗压强度的发展规律,针对持续负温(-5℃)养护条件,对少害孔的范围进一步明确;并从混凝土内部孔... 详细信息

通过对比负温养护、标准养护条件下5种不同含气混凝土试块在不同龄期下的抗压强度值及内部孔结构,分析持续负温(-5℃)养护条件下含气混凝土抗压强度的发展规律,针对持续负温(-5℃)养护条件,对少害孔的范围进一步明确;并从混凝土内部孔隙分布状况对引气类混凝土普遍存在的强度缺失进行研究.试验结果表明:持续负温(-5℃)条件养护对含气混凝土抗压强度的增长有明显的抑制作用,相同引气剂掺量下混凝土试块强度均小于标准养护试块的强度;同种养护条件下,受引气剂影响,混凝土的强度与引气剂掺量间均呈现负相关;在负温养护环境条件下,实验中设置的最高掺量(0.2%引气剂掺量组别)含气混凝土结构整体密实性因浆体内部孔隙数量的增加而减弱,对混凝土自身的强度有一定影响,但引气剂的加入对负温环境混凝土的抗冻作用不可忽视.为了分析负温环境与引气剂掺量之间的平衡性,通过对含气混凝土在不同养护条件下孔结构发展规律的研究,在保证含气混凝土抗压强度劣化程度低、孔径结构相对优化的前提下,明确了负温(-5℃)条件下含气混凝土引气剂的最优掺量.

关键词：含气混凝土引气剂负温养护抗压强度孔结构

来源：博看期刊评论

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金属橡胶桥梁支座疲劳试验研究

振动与冲击 2024年第6期43卷 273-279页

作者：张恒夏修身乔鑫朱志杰戴胜勇兰州交通大学土木工程学院兰州730070 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

以某公路桥梁为工程背景,设计并制作了两个足尺金属橡胶桥梁支座试件,开展了200万次的竖向疲劳试验,探讨了疲劳前后支座力学性能的变化规律。在疲劳试验过程中每隔20万次进行了一次压缩试验,得到了一组支座竖向压缩滞回曲线。疲劳试验... 详细信息

以某公路桥梁为工程背景,设计并制作了两个足尺金属橡胶桥梁支座试件,开展了200万次的竖向疲劳试验,探讨了疲劳前后支座力学性能的变化规律。在疲劳试验过程中每隔20万次进行了一次压缩试验,得到了一组支座竖向压缩滞回曲线。疲劳试验前后分别进行了支座压剪试验,得到了支座水平剪切滞回曲线。引入疲劳损伤因子对金属橡胶桥梁支座的疲劳损伤进行了定量表征。结果表明:金属橡胶桥梁支座疲劳损伤主要表现为内部金属丝之间的磨损、局部断丝、掉丝。疲劳损伤会显著降低支座一侧的水平承载力、屈服后刚度和等效剪切刚度,且使支座的水平剪切滞回曲线变得明显不对称,但会增大支座的整体耗能能力。支座竖向等效刚度及等效阻尼比随着疲劳加载次数先增大后减小然后再趋于稳定。200万次疲劳循环后的剪切等效刚度、竖向等效刚度及竖向等效阻尼比损伤因子均小于0.3,支座具有良好的疲劳性能。

关键词：桥梁工程金属橡胶支座疲劳试验损伤因子

波形腹板钢箱-混凝土组合梁横向内力计算与分析

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铁道学报 2024年

作者：冀伟余壮果罗奎兰州交通大学土木工程学院湖南大学土木工程学院

为了精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁（SBCCGCW）的横向内力，考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应，利用框架分析法推导了SBCCGCW的横向弯矩计算公式；通过两座实桥的横向弯矩的有限元结果和实测结果对所提公式的正确性进行了验证；... 详细信息

为了精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁（SBCCGCW）的横向内力，考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应，利用框架分析法推导了SBCCGCW的横向弯矩计算公式；通过两座实桥的横向弯矩的有限元结果和实测结果对所提公式的正确性进行了验证；对SBCCGCW横向内力的影响因素进行了研究，并根据有限元分析结果提出了SBCCGCW横向内力的简化计算公式。结果表明：利用所提公式获取的横向弯矩值与有限元结果和实测结果吻合较好，误差在10%以内；横隔板会大幅度减少荷载作用点处的横向弯矩；宽高比、混凝土顶板厚度、荷载位作用置对混凝土顶板横向弯矩的影响较大，钢底板厚度变化对混凝土顶板横向弯矩的影响较小。研究成果可为SBCCGCW的横向内力计算与分析提供参考。

关键词：桥梁工程组合箱梁横向内力框架分析法波形钢腹板参数分析

单向冻结条件下非饱和铅污染黄土热-质迁移研究

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长江科学院院报 2024年

作者：罗玚周凤玺罗崇亮兰州理工大学土木工程学院兰州工业学院土木工程学院兰州交通大学土木工程学院

研究了单向冻结条件下非饱和铅污染黄土中热-质迁移及土体变形规律。首先，建立单向冻结条件下铅污染黄土中水-热-污染物-力耦合数学模型；其次，利用有限元法数值模拟了负温条件下土体温度、体积含水率及污染物浓度的变化规律，结合室... 详细信息

研究了单向冻结条件下非饱和铅污染黄土中热-质迁移及土体变形规律。首先，建立单向冻结条件下铅污染黄土中水-热-污染物-力耦合数学模型；其次，利用有限元法数值模拟了负温条件下土体温度、体积含水率及污染物浓度的变化规律，结合室内试验验证了模型的有效性；最后参数分析了温度梯度、土体初始饱和度及污染物初始浓度等因素对污染物迁移、结晶及土体变形的影响。研究表明：负温作用引起土体内污染物由暖端向冷端迁移，随温度降低，冻结区污染物浓度达到峰值后渐趋稳定；温度梯度增大，负温端污染物浓度增大，同时由于污染物溶解度下降，污染物结晶量增长；冻结区污染物的浓度随初始饱和度的增大而增加；污染物初始浓度升高，结晶含量随之升高，相对于冰晶体膨胀量，污染物结晶膨胀对土体位移影响不明显。

关键词：单向冻结非饱和黄土铅污染热-质迁移

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基于二维云模型的城市系统地震韧性评价

武汉大学学报（工学版） 2024年第3期57卷 311-321页

作者：张家铭樊燕燕李子奇兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

城市系统地震韧性评价是一个多指标、多因素、具有不确定性的综合评价问题。针对城市系统的特点,从危害性因素、脆弱性因素、响应能力因素3个方面构建了城市系统地震韧性综合评价指标体系。为解决指标体系中的模糊性和随机性问题,引入... 详细信息

城市系统地震韧性评价是一个多指标、多因素、具有不确定性的综合评价问题。针对城市系统的特点,从危害性因素、脆弱性因素、响应能力因素3个方面构建了城市系统地震韧性综合评价指标体系。为解决指标体系中的模糊性和随机性问题,引入二维云模型,通过安全维和可恢复性维的综合评价云图反映各城市的地震韧性水平,并通过贴近度计算准确得出其评价等级。以甘肃省3个区域的城市为案例,验证了该方法的合理性和可行性,为地震韧性综合评价提供了一种新方法。验证结果表明:该模型评价结果与实际情况基本吻合;生命线工程、道路疏散能力、城市规划管理为各区域城市韧性水平较低因素,需重点关注。

关键词：城市系统地震韧性二维云模型贴近度