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信号交叉口直行非机动车膨胀特性分析与风险评估

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 138-148页

作者：崔洪军周启航朱敏清河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北工业大学建筑与艺术设计学院天津300401

随着信号交叉口的非机动车流量激增,非机动车通过交叉口时的膨胀特性也进一步凸显。针对该现象所带来的冲突问题,在分析非机动车膨胀特性的基础上,提出信号交叉口直行非机动车冲突风险实时评估方法。选取天津市4个典型城市交叉口,通过... 详细信息

随着信号交叉口的非机动车流量激增,非机动车通过交叉口时的膨胀特性也进一步凸显。针对该现象所带来的冲突问题,在分析非机动车膨胀特性的基础上,提出信号交叉口直行非机动车冲突风险实时评估方法。选取天津市4个典型城市交叉口,通过视频分析软件,获取非机动车的行驶行为数据,分析膨胀特性下直行非机动车行驶行为特征。在此基础上,通过K-means聚类分析将直行非机动车的行驶区域划分为释放区、膨胀区和汇入区这3个区域。构建以直行非机动车不同行驶区域为一级指标,不同区域内的行驶行为特征为二级指标的信号交叉口直行非机动车冲突风险评价体系,提出基于改进熵权法的非机动车冲突风险熵计算方法。以天津市围堤道交叉口为例进行风险评估,结果表明,其冲突风险主要集中于车辆超车与并行行为频发的地带,风险点变化和分布与车辆膨胀过程中风险变化趋势一致,可以为信号交叉口非机动车冲突风险研究提供一定的参考。

关键词：交通工程信号交叉口膨胀特性熵权法 K-means聚类风险评估

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基于势博弈的智能电网需求侧管理问题

控制与决策 2024年第2期39卷 545-550页

作者：刘敏王金环河北工业大学理学院天津300401

基于矩阵半张量积方法研究智能电网需求侧管理问题.首先,基于势博弈的判定条件,利用势博弈对智能电网需求侧管理问题建模并构造相应的势函数;其次,当策略更新规则为时间级联型短视最优响应时,设计牵制控制使得势博弈在演化过程中镇定到... 详细信息

基于矩阵半张量积方法研究智能电网需求侧管理问题.首先,基于势博弈的判定条件,利用势博弈对智能电网需求侧管理问题建模并构造相应的势函数;其次,当策略更新规则为时间级联型短视最优响应时,设计牵制控制使得势博弈在演化过程中镇定到最优纳什均衡;然后,在牵制控制设计过程中,为减少控制成本,设计算法得到尽可能少的控制玩家;最后,通过算例验证理论结果的有效性.

关键词：势博弈矩阵半张量积演化博弈智能电网需求侧管理牵制控制纳什均衡

TDSC-Net:一种基于注意力机制与特征融合的二维恒星光谱分类模型

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1968-1973页

作者：李荣曹冠龙蒲源邱波王晓敏闫静王坤河北工业大学天津300400 广东白云学院广东广州510450

面对信噪比较低的天体,传统一维光谱的分类效果很差。因此,从二维光谱出发,提出了结合注意力机制的特征融合模型TDSC-Net(two-dimensional spectra classification network)用于恒星分类。TDSC-Net通过完全相同的特征提取层分别对恒星... 详细信息

面对信噪比较低的天体,传统一维光谱的分类效果很差。因此,从二维光谱出发,提出了结合注意力机制的特征融合模型TDSC-Net(two-dimensional spectra classification network)用于恒星分类。TDSC-Net通过完全相同的特征提取层分别对恒星蓝端和红端的二维光谱图像进行特征提取,之后针对这些特征进行融合,然后进行分类。本文实验中的恒星光谱数据选自LAMOST(the large sky area multi-object fiber spectroscopic telescope)数据库,预处理采用Z-score进行光谱归一化,以减少由于光谱流量值差别大造成的模型收敛困难问题。使用精确率(Precision)、召回率(Recall)、F1-score和准确率(Accuracy)四个指标来评估模型性能。实验包括:第一部分利用TDSC-Net进行A、F、G、K、M型恒星分类,以验证利用二维光谱对恒星多分类的可靠性;第二部分将二维光谱按照不同的信噪比区间进行分类,以探究信噪比对分类准确率的影响。第一部分的结果表明,进行五分类总的准确率达到84.3%。其中,A、F、G、K、M各自的分类精度分别为87.0%,84.6%,81.2%,87.4%,89.7%,均优于自行抽谱后的一维光谱分类结果。第二部分的结果表明,即使在SNR30之后,信噪比对光谱分类的影响就不明显了。由此证明了低信噪比时使用二维光谱分类的重要性以及TDSC-Net对恒星光谱分类的有效性。

关键词：恒星分类卷积神经网络注意力机制 Two-dimensional spectra classification network

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玻璃钢夹砂管涵夹砂层细观断裂数值模拟

材料导报 2024年第17期38卷 294-303页

作者：王清洲孙颖晖薛晓马士宾肖成志河北工业大学土木与交通学院天津300401

为了提高玻璃钢夹砂管中夹砂层的力学性能,增强其可设计性,借助有限元仿真软件构建代表性体积单元重现树脂夹砂层的细观结构特性,通过全域插设零厚度粘聚单元,实现复杂离散的多裂缝萌生和扩展。对夹砂层试样单轴拉伸断裂过程进行模拟,... 详细信息

为了提高玻璃钢夹砂管中夹砂层的力学性能,增强其可设计性,借助有限元仿真软件构建代表性体积单元重现树脂夹砂层的细观结构特性,通过全域插设零厚度粘聚单元,实现复杂离散的多裂缝萌生和扩展。对夹砂层试样单轴拉伸断裂过程进行模拟,分析细观断裂损伤演化过程,探究各组分参数对夹砂层断裂力学行为的影响规律。结果表明:构建的细观粘聚断裂模型能较好地表征夹砂层复杂断裂过程,轴向拉伸变形时复合材料主裂缝的形成位置近似垂直于加载方向,伴随界面脱粘和基体内裂纹的萌生与扩展。裂纹扩展方向主要受细观颗粒分布的位置影响,提高颗粒体积分数能显著提高材料刚度;多颗粒粒径分布的增强效果优于单粒径分布,粒径越小,则增强增韧效果越好;粘聚单元的抗拉强度和断裂能的增大均能够提升模型整体抗拉强度,断裂能越大,则裂纹路径分支越少。

关键词：颗粒增强复合材料玻璃钢夹砂管细观仿真裂纹扩展粘聚单元法

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低碳胶凝材料的研究进展

材料导报 2024年第2期38卷 56-64页

作者：聂松周健徐名凤李辉河北工业大学土木与交通学院天津300401

水泥作为构筑现代社会不可或缺的原材料,在满足基础设施建设巨大需求的同时,自身生产伴随着CO_(2)排放高的问题。近年来,为减少水泥生产过程中的CO_(2)排放,实现水泥行业可持续发展,人们提出了一系列CO_(2)减排措施,包括提高能源效率、... 详细信息

水泥作为构筑现代社会不可或缺的原材料,在满足基础设施建设巨大需求的同时,自身生产伴随着CO_(2)排放高的问题。近年来,为减少水泥生产过程中的CO_(2)排放,实现水泥行业可持续发展,人们提出了一系列CO_(2)减排措施,包括提高能源效率、使用替代原燃料、使用辅助胶凝材料、采用CCUS技术以及开发新型低碳胶凝材料等。从长远来看,低碳胶凝材料将在水泥行业CO_(2)减排中起重要作用。本文总结了低熟料水泥、低钙水泥、固碳水泥和碱激发胶凝材料四类低碳胶凝材料的研究进展,介绍了各类低碳胶凝材料的制备方法与基本性能,对比分析了传统硅酸盐水泥与低碳胶凝材料的CO_(2)排放,最后指出了低碳胶凝材料发展过程中存在的问题,并为其进一步研究工作提出了建议。

关键词：水泥 CO_(2)排放低碳胶凝材料 CO_(2)减排技术

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基于变分模态逐步抽取的结构弱模态识别

工程力学 2024年第3期41卷 106-113页

作者：姚小俊吕玉春河北工业大学土木与交通学院天津300401

针对结构的弱模态易淹没在噪声中导致模态识别遗漏的问题,该文提出了一种基于变分模态逐步抽取高能量模态的结构弱模态识别方法。该方法采用自回归模型功率谱准确选取高能量模态的初始中心频率;利用变分模态抽取法进行高能量模态分量的... 详细信息

针对结构的弱模态易淹没在噪声中导致模态识别遗漏的问题,该文提出了一种基于变分模态逐步抽取高能量模态的结构弱模态识别方法。该方法采用自回归模型功率谱准确选取高能量模态的初始中心频率;利用变分模态抽取法进行高能量模态分量的分解,接着将去除高能量模态成分的信号代替原始结构响应,重复进行下一阶高能量模态的初始中心频率选取和模态成分分解;对各模态分量进行主成分分析法实现振型识别。进一步,通过地震激励下的十自由度数值算例验证该方法在非平稳激励下弱模态识别的有效性;利用IASC-ASCE健康监测工作组开发的4层框架基准模型试验进行数据分析,验证该方法在实际应用中的有效性。结果表明,所提方法能够用于地震激励下含噪情况的结构弱模态识别。

关键词：模态识别变分模态抽取自回归模型功率谱主成分分析弱模态

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改进SSA优化的BP神经网络交通量预测模型

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哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 94-101页

作者：陈亮郝祎纯李巧茹丁景轩河北工业大学土木与交通学院天津300401

为更加准确地进行交通量预测,针对传统的BP神经网络随机赋值、收敛速度慢等问题,提出了改进麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化的BP神经网络预测模型。该模型结合SSA位置更新原理和鸡群优化算法中公鸡位置更新方法对麻雀... 详细信息

为更加准确地进行交通量预测,针对传统的BP神经网络随机赋值、收敛速度慢等问题,提出了改进麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化的BP神经网络预测模型。该模型结合SSA位置更新原理和鸡群优化算法中公鸡位置更新方法对麻雀搜索算法进行改进,在避免算法陷入局部最优和位置更新无效的同时有效地提高了算法的收敛速度。利用改进麻雀搜索算法对BP神经网络的权值和阈值进行寻优赋值,得到了改进SSA-BP神经网络预测模型。利用交通量数据,对LSTM神经网络、BP神经网络、SSA-BP神经网络和改进SSA-BP神经网络4种预测模型进行训练和测试,以MAE、MAPE、MSE、RMSE和EC 5个指标对预测结果进行对比分析。结果表明:BP神经网络优于LSTM神经网络,且麻雀搜索算法优化BP神经网络预测模型相较于BP神经网络预测模型MAE降低了0.28 veh/(3 min)、MAPE降低了1%、MSE降低了2.72 veh/(3 min)、RMSE降低了0.04;改进麻雀搜索算法优化BP神经网络预测模型相较于BP神经网络预测模型MAE降低了1.31 veh/(3 min)、MAPE降低了4%、MSE降低了9.2 veh/(3 min)、RMSE降低了0.18,且拟合度更接近于1。改进SSA-BP预测模型的性能优于SSA-BP神经网络预测模型,且有效提高了BP神经网络的预测精度,拟合度达到0.98,该模型适用于交通量预测,能够为智能交通系统提供可靠的预测值。

关键词：交通量预测 BP神经网络改进麻雀搜索算法权值阈值

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基于改进MFCC算法的风力机叶片故障诊断方法

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太阳能学报 2024年第1期45卷 285-290页

作者：张家安田家辉王铁成邓强梁涛河北工业大学电气工程学院天津300130 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北工业大学实验实训中心天津300401

针对传统声信号特征处理方法无法有效提取叶片声音特征、导致叶片故障诊断准确率低的问题,提出一种基于改进梅尔频率倒谱系数(MFCC)算法的风力机叶片故障诊断方法。首先采用快速傅里叶变换(FFT)分析不同风速下叶片声音信号和风噪的频率... 详细信息

针对传统声信号特征处理方法无法有效提取叶片声音特征、导致叶片故障诊断准确率低的问题,提出一种基于改进梅尔频率倒谱系数(MFCC)算法的风力机叶片故障诊断方法。首先采用快速傅里叶变换(FFT)分析不同风速下叶片声音信号和风噪的频率特性,明确叶片声音信号的频率分布区域,将全频段分为三部分;然后采用粒子群优化算法(PSO)对梅尔(Mel)函数在不同频段上的敏感度进行优化,在迭代过程中将MFCC算法提取的叶片声音特征进行聚类,以轮廓系数作为适应度函数;最后基于支持向量机(SVM)构建分类器,实现风力机叶片故障的准确识别。以华北某风电场的叶片声音采集数据为算例,考察该算法在不同风速工况下的适应性,验证该方法的有效性。

关键词：风力机叶片声信号处理故障诊断特征提取梅尔频率倒谱系数

石灰粉煤灰固化石油污染土的渗透特性及其工程再利用探讨

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岩土力学 2024年第1期45卷 108-116页

作者：李敏李辉于禾苗赵博华齐振霄河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北工业大学河北省土木工程技术创新中心天津300401

固化改性污染土的渗透性是推进污染土工程再利用需关注的指标之一。借助GDS环境土柔性壁渗透测试仪,优选兼具吸附与固化作用的石灰粉煤灰作为固化材料,以围压、渗透压、污染强度为变量参数,以固化前后石油污染土的渗透系数及土中残余含... 详细信息

固化改性污染土的渗透性是推进污染土工程再利用需关注的指标之一。借助GDS环境土柔性壁渗透测试仪,优选兼具吸附与固化作用的石灰粉煤灰作为固化材料,以围压、渗透压、污染强度为变量参数,以固化前后石油污染土的渗透系数及土中残余含油量为指标,结合X射线衍射和扫描电镜,厘清渗透性演变及污染物迁移扩散规律,并以此探讨固化石油污染土的工程再利用性。研究结果表明:固化产物对石油分子的吸附作用弱化了石油斥水性,增加了渗透的有效通道,固化石油污染土的渗透系数较未固化石油污染的提高了两个数量级;土体干密度增大会增强对石油的吸附截流作用,围压、渗透压及污染水平的增大会增强土颗粒间相互作用,均引起石油污染土及固化石油污染土渗透性降低。固化作用可有效控制渗透作用下石油污染物的迁移扩散,各部位的残余含油量均非常接近于初始含油量,避免了渗透污染风险。结合石灰粉煤灰固化石油污染土力学特性(抗压强度为1280.10 kPa,抗剪强度为388.88 kPa)、渗透性(渗透系数为4.28×10^(−6)~7.39×10^(−6) cm/s)及迁移控制性(波动率为0.30%~4.90%),石灰粉煤灰固化石油污染土可考虑用于有防渗要求的路基类填筑材料进行工程再利用。

关键词：石油污染土固化稳定工程再利用渗透性石灰粉煤灰