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大邻域多约束无人机数据收集路径规划

计算机科学与探索 2025年第1期19卷 158-168页

作者：潘淼鑫陈崇成福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 数字福建大数据安全技术研究所福州350117 福建省高校大数据分析与应用工程技术研究中心福州350117 福州大学地理空间信息技术国家地方联合工程研究中心福州350116

在公网受限的应急环境中,利用无人机辅助物联网能促进传感数据的及时传递。当考虑无线通信距离时,无人机作为移动收集器在有限续航时间内收集尽可能多的传感数据的路径规划可建模为足够近定向问题(CEOP)。现有求解CEOP的算法是逐个计算... 详细信息

在公网受限的应急环境中,利用无人机辅助物联网能促进传感数据的及时传递。当考虑无线通信距离时,无人机作为移动收集器在有限续航时间内收集尽可能多的传感数据的路径规划可建模为足够近定向问题(CEOP)。现有求解CEOP的算法是逐个计算目标节点的访问顺序及其邻域内的采集点,这在节点邻域较大并覆盖周围多个节点时效率低下,这些方法也没有考虑数据传输时间和无人机遥控距离等约束。为此,建立了大邻域多约束无人机数据收集路径规划的数学模型,提出了基于贪婪随机自适应搜索过程(GRASP)的GRASP-LN算法进行求解。该算法不重复计算重合的采集点,而是维护路径每个航点采集的节点集合,无人机在每个航点悬停一段时间以收集集合内节点的数据。公开的CEOP数据集的实验结果表明,GRASP-LN比GSOA、VNS和GRASP_(opt)具有更好的求解质量和更短的计算时间。与基线算法GRASP_(opt)相比,GRASP-LN的路径奖励平均提高了5.86%,最大提高了14.91%,执行时间平均减少了69%,特别在节点邻域平均覆盖4.67个以上节点时,GRASP-LN的路径奖励和稳定性均优于GRASP_(opt)。考虑数据传输时间和无人机遥控距离约束的实验验证了GRASP-LN算法对考虑这些约束的无人机数据收集路径规划问题的有效性。

关键词：无人机贪婪随机自适应搜索过程数据收集足够近定向问题路径规划物联网

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危机矿山重磁资料精细处理与解释:以湖北省大冶铁矿为例

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地球科学（中国地质大学学报） 2007年第4期32卷 559-563页

作者：李淑玲孟小红范正国姚长利于长春郭良辉万建华张洪瑞地质过程与矿产资源国家重点实验室和地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室中国国土资源航空物探遥感中心北京100083

针对湖北大冶矿区复杂的地质问题,基于高精度重磁实测数据,采用三维重磁数据概率分析和物性反演技术,实现了大冶矿区重磁资料的精细化处理与解释,为大冶危机矿山深部及外围找矿提供了重要的参考.在无约束条件下对高磁异常源进行了三维... 详细信息

针对湖北大冶矿区复杂的地质问题,基于高精度重磁实测数据,采用三维重磁数据概率分析和物性反演技术,实现了大冶矿区重磁资料的精细化处理与解释,为大冶危机矿山深部及外围找矿提供了重要的参考.在无约束条件下对高磁异常源进行了三维概率成像反演,并结合地质先验信息完成了矿区航磁异常的带地形人机交互三维反演,预测了矿区沉积岩类与闪长岩体接触带的空间延展形态,定量反演了矿区的三维物性特征,反演结果显示在矿区深部(1000m以下)及接触带弯折部位为有利的找矿区域,目前通过实钻已得到证实.

关键词：危机矿山重磁精细处理与解释概率成像人机交互三维反演

一种利用分布式传声器阵列的声源三维定位方法

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声学学报 2017年第3期42卷 361-369页

作者：柯炜张铭张铁成南京师范大学江苏省声频技术工程实验室南京210023 南京师范大学江苏省光电技术重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210000

为了提高噪声和混响条件下分布式传声器阵列进行声源定位的性能,提出一种利用空间稀疏性和压缩感知原理的声源三维定位方法。该方法首先通过两次离散余弦变换方式提取出声音信号特征,并用该特征来构建稀疏定位模型,以便能够综合利用语... 详细信息

为了提高噪声和混响条件下分布式传声器阵列进行声源定位的性能,提出一种利用空间稀疏性和压缩感知原理的声源三维定位方法。该方法首先通过两次离散余弦变换方式提取出声音信号特征,并用该特征来构建稀疏定位模型,以便能够综合利用语音信号的短时和长时特性,同时降低模型维数;然后利用在线字典学习技术动态调整字典,克服稀疏模型与实际信号之间的失配问题,增强稀疏定位模型的鲁棒性;进而提出一种改进的平滑l_0范数稀疏重构算法来进行声源位置解算,以提高低信噪比条件下的重构精度。仿真结果表明该方法不仅可以实现多目标定位,而且具有较强的抗噪声和抗混响能力.

关键词：声源定位传声器阵列三维定位重构算法定位模型语音信号重构精度声音信号离散余弦变换稀疏性

一种自动判定保留的奇异值个数的地震随机噪声压制算法

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石油地球物理勘探 2022年第3期57卷 570-581,I0003,I0004页

作者：朱跃飞曹静杰殷晗钧自然资源部京津冀城市群地下空间智能探测与装备重点实验室河北石家庄050031 河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北石家庄050031

对于地震数据去噪来说,基于降秩的方法需要将地震数据分成不同的块,然而每个块对应的奇异值个数不同,目前需要人工估计每个块的有效奇异值个数,计算效率低,无法实现产业化。为此,提出一种自动判定保留的奇异值个数的地震随机噪声压制算... 详细信息

对于地震数据去噪来说,基于降秩的方法需要将地震数据分成不同的块,然而每个块对应的奇异值个数不同,目前需要人工估计每个块的有效奇异值个数,计算效率低,无法实现产业化。为此,提出一种自动判定保留的奇异值个数的地震随机噪声压制算法——自适应阻尼多道奇异谱分析(ADMSSA)算法。该方法利用Akaike信息准则自动地确定地震信号的奇异值个数,然后基于阻尼多道奇异谱分析(DMSSA)算法去噪。首先介绍了多道奇异谱分析(MSSA)方法的去噪原理,然后给出确定有效奇异值个数的Akaike信息准则和经验方法,经验方法可以验证Akaike信息准则的有效性。去噪过程采用DMSSA方法的框架,在ADMSSA算法中仅需要确定信号的主频范围,就可以自动地去噪。模拟和实际数据实验表明,所提方法能够自动地确定可靠的奇异值个数,并且获得高信噪比的去噪结果,在工业化应用中具有巨大潜力。

关键词：多道奇异谱分析 Akaike信息准则地震数据去噪奇异值个数块Hankel矩阵

基于FAHP法和区间数改进TOPSIS法的盾构隧道下穿建筑物风险评估

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上海交通大学学报 2022年第12期56卷 1710-1719页

作者：陈仁朋王志腾吴怀娜刘源孟凡衍湖南大学地下空间开发先进技术研究中心/建筑安全与节能教育部重点实验室/土木工程学院长沙410082

为评估盾构隧道施工对邻近建筑物的影响,提出一种基于模糊层次分析法(FAHP)和区间数改进优劣解距离(TOPSIS)法相结合的风险评估方法.通过调研建立基于土体性质、建筑物因素、隧道因素、盾构掘进参数等影响因素为主的风险评估体系,基于... 详细信息

为评估盾构隧道施工对邻近建筑物的影响,提出一种基于模糊层次分析法(FAHP)和区间数改进优劣解距离(TOPSIS)法相结合的风险评估方法.通过调研建立基于土体性质、建筑物因素、隧道因素、盾构掘进参数等影响因素为主的风险评估体系,基于专家打分利用FAHP判断因素权重.利用传统TOPSIS法,根据因素分级标准选取6个典型样本,确定非等分风险等级判断标准.首次将区间数改进TOPSIS法运用到盾构隧道下穿建筑物的风险评估中,采用区间数描述工程情况.该评估过程均采用量化方式,比传统风险评估方法的准确性更高,受主观因素影响较少,客观性更强.利用该方法对某砌体建筑物进行风险评估,结果与实际情况相符,证明了该方法的有效性,可为类似工程风险评估提供参考.

关键词：盾构隧道模糊层次分析法 TOPSIS法风险评估

基于相邻虚拟道叠加的超虚折射干涉法及其在广角OBS折射波增强中的应用

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地球物理学报 2019年第3期62卷 993-1006页

作者：宋龙龙邹志辉黄忠来中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 中交天航(大连)浚航工程有限公司大连116039 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266061

广角地震的远偏移距折射初至含有地下深层的信息,提高远偏移距折射波信噪比能够有效提高初至拾取精度,对于深部结构的层析速度建模十分有利.超虚折射干涉法基于干涉原理对远道折射波进行增强,它在炮点和检波点都非常密集的情况下效果较... 详细信息

广角地震的远偏移距折射初至含有地下深层的信息,提高远偏移距折射波信噪比能够有效提高初至拾取精度,对于深部结构的层析速度建模十分有利.超虚折射干涉法基于干涉原理对远道折射波进行增强,它在炮点和检波点都非常密集的情况下效果较好.然而,在应用于台站间距较大且环境噪声较强的广角海底地震仪(OBS)观测时,该方法对折射波的增强能力不足,而且容易产生虚假波形,造成增强后的折射波信噪比仍然较低.针对这种情况,本文提出基于相邻虚拟道叠加的超虚折射干涉法,通过叠加相邻虚拟道来提高远道与近道互相关的准确度,以达到稳定增强远道折射波信噪比的目的.理论实验和实际资料测试均显示,基于相邻虚拟道叠加的超虚折射干涉法在台站间距较大和信噪比较低的情况下能够准确构建虚拟道,且增强后的波形同相轴连续程度和信噪比均较高,有利于拾取高精度的折射初至到时.本文方法也可用于增强陆上炮间距较大的广角地震数据折射波.

关键词：超虚折射干涉法广角OBS 折射波相邻虚拟道叠加远偏移距

偏高岭土提高水泥基注浆材料在高地温隧道工程中的适应性

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材料导报 2022年第6期36卷 101-108页

作者：范利丹孙亮余永强张纪云郭佳奇河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室河南焦作454000

为提高水泥基注浆材料在高地温隧道工程的适应性,通过在室内模拟相应温湿度环境,研究了偏高岭土水泥基注浆材料的基本物理性能、力学性能以及隔热性。研究表明:温度升高、偏高岭土掺量增加、水胶比减小都会降低浆液析水率、增大浆液的黏... 详细信息

为提高水泥基注浆材料在高地温隧道工程的适应性,通过在室内模拟相应温湿度环境,研究了偏高岭土水泥基注浆材料的基本物理性能、力学性能以及隔热性。研究表明:温度升高、偏高岭土掺量增加、水胶比减小都会降低浆液析水率、增大浆液的黏度,在较小水胶比时温度对析水率的影响不明显,但温度和水胶比对浆液黏度的影响显著;浆液凝结时间随温度升高而缩短,水胶比为0.8的浆液在温度高于20℃时,凝结时间随偏高岭土掺量增加不断缩短,对水胶比为1.0的浆液,高温和较低温度下偏高岭土掺量对凝结时间的影响趋势各不同;养护温度达到50℃时,浆液结石体中后期抗压强度出现倒缩;抗压强度随偏高岭土掺量增加先增大后减小,在40℃养护下最佳掺量为8%时,抗压强度最大提高32.2%;随养护温度升高,源于偏高岭土的结石体增强因子先增大后减小,在50℃时达到最高值0.4;浆液胶结强度在30℃时达最高值23.8 MPa;结石体导热系数与养护温度呈线性负相关,偏高岭土的掺加可降低结石体导热系数。

关键词：高地温偏高岭土水泥基注浆材料养护温度导热系数

香榧酯分子及晶体结构、热力学和电子性质的理论研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 49-56页

作者：杜洪臣郇伟伟潘荣凯李洁刘彬李梦忍马湛冯丽娟刘军孟令成刘海舰邢仁卫董希青孙超李春霞王恒全潍坊科技学院山东省海洋精细化工绿色化高值化工程技术研究中心潍坊262700 浙江农林大学化学与材料工程学院浙江省林业生物质化学利用重点实验室杭州311300

香榧子假种皮中含有丰富的活性物质,挥发油、萜类、黄酮类等物质.香榧酯作为一种二萜类物质,具有抗氧化活性、抗病毒作用.本文采用量子化学计算方法对香榧酯的分子及晶体结构进行研究,得到其微观结构参数、红外光谱、晶胞参数.根据统计... 详细信息

香榧子假种皮中含有丰富的活性物质,挥发油、萜类、黄酮类等物质.香榧酯作为一种二萜类物质,具有抗氧化活性、抗病毒作用.本文采用量子化学计算方法对香榧酯的分子及晶体结构进行研究,得到其微观结构参数、红外光谱、晶胞参数.根据统计热力学原理,计算了标题物的标准热力学函数,包括摩尔热容(C_(p,m)^(o))、摩尔熵(S_(m)^(o))和摩尔焓(H_(m)^(o)).在DFT优化分子结构的基础上,采用力场方法得到香榧酯的最可能堆积方式属于P21空间群,进一步采用DFT GGA-RPBE方法优化其晶体结构,并计算能带结构和态密度,发现其带隙较宽(3.324 eV),表明其具有较好的稳定性.在Fermi能级附近,香榧酯晶体中的导带主要来自于O原子和C原子的2p轨道的贡献,而价带主要来自于H原子的s轨道.

关键词：香榧酯分子结构晶体结构理论研究

花岗岩破裂过程中“声发射-电阻率-波速”演化特征研究及工程探测应用

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中国矿业大学学报 2024年第5期53卷 872-888页

作者：纪洪广付桢张月征张春瑞陈东升北京科技大学城市与地下空间北京市重点实验室北京100083 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

为探明脆性岩石破坏过程中裂纹与声发射、电阻率和波速之间的协同演化规律,通过设计并开展花岗岩单轴加载条件下的联合测试试验,揭示了岩石受载裂纹演化过程中3种信号的响应特征,并通过工程实测,获得了地层探测时电阻率与超声波波速的... 详细信息

为探明脆性岩石破坏过程中裂纹与声发射、电阻率和波速之间的协同演化规律,通过设计并开展花岗岩单轴加载条件下的联合测试试验,揭示了岩石受载裂纹演化过程中3种信号的响应特征,并通过工程实测,获得了地层探测时电阻率与超声波波速的变化规律.试验结果表明:脆性岩石破坏是由“低能稳定无序状态”向“高能非稳定有序状态”转变的过程,裂纹演化则是由随机的无序扩展转变为条带式的集中有序破裂,具有自组织临界特征;脆性岩石声发射能量概率密度呈现线性分布,其破坏能量演化过程满足幂律分布,加载后期局部高应力水平下的能量幂律分布曲线逐渐向全过程幂律分布曲线逼近,表明高能非稳定状态的岩石更容易产生突发性破坏;岩石破裂过程中的电阻率、超声波波速和声发射随裂纹演化呈阶段性响应特征,岩石受载进入裂纹稳定和非稳定扩展阶段后,宜采用波速损伤变量和声发射损伤变量描述岩石损伤特性,综合考虑裂纹体积应变、声发射、电阻率和波速能准确识别岩石的峰前特征应力;通过工程实测超声波的变化规律,将地层划分为完整、较完整、破碎和极破碎4个等级,破碎含水地层具有低波速、低电阻率特征,电阻率与波速相互验证、互为补充.此方法可为深部地下工程建设围岩质量评价、岩体损伤实时监测提供理论依据.

关键词：裂纹演化电阻率超声波波速声发射 bI值自组织临界点