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融合改进优化算法与深度学习的海平面变化预测

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广东海洋大学学报 2025年

作者：朱湘杰刘娉婷韩任智王胜平陈志高交通运输部长江上海航道处自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室东华理工大学测绘与空间信息工程学院

【目的】提升海平面预测精度，提高防范水文灾害的能力。【方法】采用融合切比雪夫混沌映射（Chebyshev）和反向差分学习（OBL-DE）机制改进鹈鹕算法，结合双向长短期记忆网络（Bi-directional long shortterm memory, BILSTM）预测模... 详细信息

【目的】提升海平面预测精度，提高防范水文灾害的能力。【方法】采用融合切比雪夫混沌映射（Chebyshev）和反向差分学习（OBL-DE）机制改进鹈鹕算法，结合双向长短期记忆网络（Bi-directional long shortterm memory, BILSTM）预测模型，为BILSTM寻找最佳参数组，利用日本验潮站数据，通过使用机器学习方法测定未来海平高变化，计算预测值与实际值的平均绝对值、均方根误差、平均绝对百分比误差。【结果】提出一种改进鹈鹕优化算法（Improve pelican optimization algorithm, IPOA）解决鹈鹕优化算法在实际应用中容易陷入局部最优的问题，基于IPOA-BILSTM模型寻找的最优参数组为[366,450,0.01,488]，提高在复杂环境下探索最优解的效率。8个预测模型的海平面高对比实验结果表明，IPOA-BILSTM预测模型的预测误差最低，平均绝对误差值为10.53 mm、均方根误差值28.69 mm、平均绝对百分比误差0.14%，结果验证了IPOA-BILSTM模型更适合该区域的海平面高预测。【结论】本研究提出的预测模型IPOA-BILSTM，在日本验潮站数据中实现了高性能的预测，提升了海平面预测的精度，为海平面变化研究提供参考。

关键词：海平面高优化算法深度学习预测模型

天然有机物与钙镁离子对水环境中氧化石墨烯稳定性的复合影响

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生态环境学报 2025年

作者：方华王燕李璇章婷婷赵怡徐林南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究实验室/江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏省环境工程技术有限公司

氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）是应用最为广泛的碳纳米材料，可造成潜在的水生态环境风险。进入水体后，GO将受各类环境因子的影响诱发凝聚和沉降而改变其稳定性和生态毒性。其中，最重要的影响因素为天然有机物（Natural organic ma... 详细信息

氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）是应用最为广泛的碳纳米材料，可造成潜在的水生态环境风险。进入水体后，GO将受各类环境因子的影响诱发凝聚和沉降而改变其稳定性和生态毒性。其中，最重要的影响因素为天然有机物（Natural organic matters,NOMs）和电解质。目前NOMs特性及其与金属离子间复合作用对水中GO稳定性的影响机制尚不清晰。通过对水中GO凝聚、沉降和再分散过程的动力学分析，研究了典型NOMs和电解质对水中GO稳定性的复合影响。结果表明，电解质可压缩GO表面双电层引发其在水中凝聚。凝聚后GO可进一步沉降并从水中分离，沉降速度与凝聚速度呈正相关。相较于Mg2+,Ca2+与GO的亲和力更强，可使GO更快地凝聚和沉降。NOMs不会直接诱发GO凝聚，但可通过空间位阻作用抑制凝聚。相较于海藻酸钠，腐殖酸（Humic acid,HA）更易被GO吸附，抑制凝聚作用更强。HA可与Ca2+发生络合凝聚；GO、Ca2+和HA共存时，引发了多种凝聚过程的协同，使凝聚速度加快。有机物分子量越大，对GO凝聚和沉降的抑制作用越强。再分散过程使GO凝聚体分解，再分散后的GO可再次自发凝聚和沉降，但速度变慢。有机物存在进一步增强了再分散后GO在水中的稳定性。该研究可为全面评估GO在水中的稳定性和生态风险提供理论依据。

关键词：氧化石墨烯天然有机物钙镁离子凝聚动力学沉降动力学再分散

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高温冻土双屈服面统一本构模型及其验证

岩土工程学报 2025年第1期47卷 135-143页

作者：王涛凡红王康任周国庆王亮亮中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室广东深圳518023 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司深圳市城市灾害数字孪生重点实验室广东深圳518023

高温冻土本构模型是准确计算冻土体应力与变形的关键。基于修正剑桥模型及双屈服面理论,考虑高温冻土黏聚力及内摩擦角的影响,以整体变形ε_v-lnp曲线描述试样变形特征,采用应力路径相关因子修正当前屈服面及参考屈服面硬化参量,建立了... 详细信息

高温冻土本构模型是准确计算冻土体应力与变形的关键。基于修正剑桥模型及双屈服面理论,考虑高温冻土黏聚力及内摩擦角的影响,以整体变形ε_v-lnp曲线描述试样变形特征,采用应力路径相关因子修正当前屈服面及参考屈服面硬化参量,建立了一个高温冻土双屈服面统一本构模型。结合弹塑性理论推导获得了应力应变关系的增量形式,给出了模型参数的含义与简便确定方法,定义了反映高温冻土当前状态的固结参数及潜在强度,剖析了其与硬化参量之间的相互依赖、相互制约动态循环关系,分析了整个应力路径中的模型状态演化过程,利用试验数据对构建的本构模型进行了验证,结果表明提出的本构模型能够很好地预测高温冻土在常规三轴应力路径下的应力应变行为。

关键词：冻土冻土力学强度变形本构模型

基于改进YOLOv8的入侵植物加拿大一枝黄花检测

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激光与光电子学进展 2025年

作者：李子轩官云兰杨中军曾圣东华理工大学测绘与空间信息工程学院自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室江西省流域生态过程与信息重点实验室南昌市景观过程与国土空间生态修复重点实验室江西省地质局工程地质大队

加拿大一支黄花是我国重点管理的外来入侵物种，有效检测识别获取其位置是治理的前提。为实现复杂自然环境下加拿大一枝黄花的快速、准确识别，针对现有模型参数量大、计算复杂度高的问题，提出一种改进YOLOv8n的加拿大一枝黄花轻量化... 详细信息

加拿大一支黄花是我国重点管理的外来入侵物种，有效检测识别获取其位置是治理的前提。为实现复杂自然环境下加拿大一枝黄花的快速、准确识别，针对现有模型参数量大、计算复杂度高的问题，提出一种改进YOLOv8n的加拿大一枝黄花轻量化检测模型YOLOv8-SGND。新模型在YOLOv8n模型Head的基础上设计了一种轻量化网络，提出共享组归一化检测头SGND，在提高检测头定位和分类性能的同时，大幅减少参数量。首先，在卷积块中引入组归一化代替原有的批量归一化；其次，在特征聚合后的两个卷积块中共享卷积参数，减少参数数量和计算复杂度；为了提高算法的鲁棒性和边界框各项误差的优化平衡，采用WIoU Loss v3替代原有的CIoU Loss作为边界框损失函数；最后，回归损失和分类损失在使用共享卷积的同时，使用Scale层对边界框的预测结果进行缩放调整，使得检测结果与实际输入图像的尺寸和不同检测层的特征图尺寸相匹配。采用实测数据进行检测试验，结果表明，新模型YOLOv8-SGND的检测精度m AP@0.5和m AP@0.5:0.95分别为98.8%和79.6%，相较于原始YOLOv8n模型分别提高了2.8%和6.0%，模型参数减少了约21.4%，浮点运算量也减少了1.6G。与当前主流目标检测算法YOLOX、Faster-RCNN、Cascade-RCNN、TOOD、RTMDet相比，YOLOv8-SGND的各项精度评估指标均为最优。本文提出的方法具有较高的检测精度和推理速度，可以为外来入侵物种轻量智能化识别提供技术支持。

关键词：目标检测加拿大一枝黄花 YOLOv8n 轻量化组归一化共享参数

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Tor被动流量分析综述

软件学报 2025年第1期36卷 253-288页

作者：梅汉涛程光朱怡霖周余阳东南大学网络空间安全学院江苏省泛在网络安全工程研究中心(东南大学) 网络空间国际治理研究基地(东南大学) 紫金山实验室

随着网络的蓬勃发展,用户隐私正面临着前所未有的挑战.人们开发出多种匿名通信系统来保护隐私,第2代洋葱路由Tor (the second-generation onion router)是目前最为广泛使用的匿名通信系统.然而,卓越的匿名性也使之成为不法分子犯罪的温... 详细信息

随着网络的蓬勃发展,用户隐私正面临着前所未有的挑战.人们开发出多种匿名通信系统来保护隐私,第2代洋葱路由Tor (the second-generation onion router)是目前最为广泛使用的匿名通信系统.然而,卓越的匿名性也使之成为不法分子犯罪的温床,如今Tor中充斥着非法交易、网络犯罪等. Tor被动流量分析通过被动观察网络流量对Tor进行去匿名化,已成为最热门的去匿名化技术.从Tor与流量分析基本概念出发,介绍Tor被动流量分析技术的应用场景与威胁模型.按照技术类型将现有工作分为流量分类技术与流关联技术,依据分析流程分别对比其流量采集方法、特征提取方法、使用算法.最后探讨当前研究面临的主要挑战与未来可能的研究趋势.

关键词： Tor 流量分析流量分类网站指纹流关联

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矿山采空区边坡动态稳定性评价方法

工程科学学报 2025年第2期47卷 215-223页

作者：杜岩张洪达谢谟文蒋宇静张明贾北凝北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛266590 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室淮南232001 北京综建科技有限公司北京100007

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研... 详细信息

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制,建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型,计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力,分析沉降对坡体应力场的影响,并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示,传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,导致稳定性系数计算偏大,为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息,计算得出锁固段稳定性系数为0.667,整体稳定性系数为0.979,与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比(SHDR)大于0.73时,采空区边坡稳定性会发生明显变异,因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价,为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考.

关键词：采空区边坡动态稳定性评价采空区沉降锁固段沉降位移比

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语义三角理论视域下的土木工程专业术语探析

中国科技术语 2025年第1期27卷 64-68页

作者：王艺霖夏风敏刘巧玲杨大彬山东建筑大学土木工程学院建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室山东济南250101

为加深对土木工程专业术语的理解、促进专业知识学习,引入语义三角理论对土木工程专业术语进行了深层次的探析,构建了学习、掌握与发展土木工程专业术语的新路径。具体要点包括:语义三角形中的“外界物体/实物”对于土木工程专业可扩充... 详细信息

为加深对土木工程专业术语的理解、促进专业知识学习,引入语义三角理论对土木工程专业术语进行了深层次的探析,构建了学习、掌握与发展土木工程专业术语的新路径。具体要点包括:语义三角形中的“外界物体/实物”对于土木工程专业可扩充为广义“所指”、增加考虑隐蔽型效应与假定;“语言/符号”和“概念/词义”的关系有助于更好地理解“义同形不同”术语;“语言/符号”与“物体/实物/效应/假定”的关系有助于推动专业术语的发展与改进,同时促进新术语的不断产生。

关键词：语义三角土木工程实物概念

考虑循环加卸载速率的类岩变形破裂及损伤力学试验研究

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铁道建筑技术 2025年

作者：孙引浩中铁建城建交通发展有限公司中铁二十局集团有限公司陕西省岩土与地下空间工程重点实验室

循环荷载作用下岩体稳定性是岩土工程领域颇受关注的交叉热点问题。通过开展不同加卸载速率下类岩循环加卸载试验,研究应力-应变曲线形态、力学参数、破裂机制及疲劳损伤特征。结果表明,加卸载作用对应力-应变曲线形态及疲劳寿命有显著... 详细信息

循环荷载作用下岩体稳定性是岩土工程领域颇受关注的交叉热点问题。通过开展不同加卸载速率下类岩循环加卸载试验,研究应力-应变曲线形态、力学参数、破裂机制及疲劳损伤特征。结果表明,加卸载作用对应力-应变曲线形态及疲劳寿命有显著影响,残余应变及疲劳寿命与加卸载速率呈线性负相关;加卸载作用对承载强度具有阶段性劣化特征,较低和较高加卸载速率下分别具有局部加速率效应和劣化作用;应力强化与疲劳损伤的竞争关系导致弹性模量呈阶段性演化,阶段应力分界点为17.29%σc和57.62%～86.43%σc,加卸载弹性模量与循环次数呈指数函数关系;破裂模式包括斜剪和张拉破裂,分形维数与加卸载速率呈对数函数关系;疲劳损伤值具有加速率效应,破裂时疲劳损伤与加卸载速率呈Logistic函数非线性关系。

关键词：加卸载速率类岩试样变形损伤破裂模式

堆填土边坡渗流-侵蚀耦合的连续介质力学模型

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水文地质工程地质 2025年

作者：成群智侯克鹏陈耀华昆明理工大学公共安全与应急管理学院云南省蓝色矿山与特殊地下空间开发利用重点实验室昆明理工大学国土资源工程学院湖北民本集团有限公司

在由粗细混合颗粒组成的堆填土边坡中，降雨入渗可能会引起细颗粒的迁移从而改变土壤水力特性影响边坡稳定性。为研究堆填土边坡内在的渗流—侵蚀耦合演化规律，基于连续介质力学理论，建立了非饱和渗流与内部侵蚀的耦合模型，该模型被... 详细信息

在由粗细混合颗粒组成的堆填土边坡中，降雨入渗可能会引起细颗粒的迁移从而改变土壤水力特性影响边坡稳定性。为研究堆填土边坡内在的渗流—侵蚀耦合演化规律，基于连续介质力学理论，建立了非饱和渗流与内部侵蚀的耦合模型，该模型被植入COMSOL Multiphysics有限元程序，模拟了四种不同降雨类型（均匀型、递增型、递减型、单峰型）下非饱和堆填土边坡的渗流—侵蚀耦合响应规律，并结合无限边坡模型定量分析了细颗粒迁移引发的土体渗透性和边坡稳定性的影响。数值模拟的结果表明：基于多孔介质五相混合物的假设，以连续介质力学理论推导出的孔隙率演变方程、可侵蚀细颗粒含量方程及液化细颗粒浓度方程能有效反映由于渗流作用细颗粒侵蚀迁移导致的土体渗透性及稳定性变化。依赖COMSOL Multiphysics数值模拟平台，采用系数型偏微分方程建模（PDE）实现了渗流场、应力场、孔隙率变化场、可侵蚀细颗粒含量场、液化细颗粒浓度场的多场多相耦合过程。土体孔隙率和液化细颗粒浓度随着湿润峰的推进和内部侵蚀的进行而增大，而可侵蚀细颗粒含量与之相反。内部侵蚀主要发生在湿润峰前沿位置，四种降雨类型对边坡的危害程度依次为：均匀型、递减型、单峰型、递增型。

关键词：降雨入渗细颗粒迁移渗流—侵蚀耦合连续介质力学不同降雨类型