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完全浸泡再生混凝土Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)侵蚀耐久性损伤规律与机理

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材料导报 2024年第18期38卷 67-77页

作者：王家滨张凯峰郑康华符梦涛西安工业大学建筑工程学院西安710021 中建西部建设北方有限公司西安710065

我国西北地区的土壤与地下水中含有高浓度Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-),这些离子导致长期掩埋于地下的再生混凝土(RAC)结构耐久性严重退化。为了揭示Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)侵蚀RAC耐久性损伤规律与机理,采用长期浸泡的方式,系统... 详细信息

我国西北地区的土壤与地下水中含有高浓度Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-),这些离子导致长期掩埋于地下的再生混凝土(RAC)结构耐久性严重退化。为了揭示Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)侵蚀RAC耐久性损伤规律与机理,采用长期浸泡的方式,系统开展复掺辅助胶凝材料RAC耐久性试验,研究复掺辅助胶凝材料方式与取代率对RAC耐久性退化规律的影响。采用X射线衍射、红外光谱及热重等分析手段,表征RAC侵蚀产物物相组成与相对含量,揭示复合盐侵蚀RAC耐久性损伤机理。结果表明,10%粉煤灰(质量分数)+20%(质量分数)矿渣复掺RAC耐久性较高,硅灰或偏高岭土取代率高于10%时RAC的耐久性较差。侵蚀离子与RAC水化产物产生化学反应并形成晶粒极大的侵蚀产物,加速C-S-H分解向M-S-H转变;高浓度离子间相互作用形成物理盐结晶,促进裂缝的萌生扩展。化学/物理双重作用破坏RAC微观结构,加速离子扩散传输,形成化学侵蚀-结构损伤-离子传输过程。RAC界面过渡区及砂浆中遍布裂缝与孔隙,再生混凝土物理力学性能急速退化。

关键词：耐久性再生混凝土 Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)侵蚀完全浸泡损伤机理

并行特征提取和渐进特征融合的计算机主板装配缺陷检测

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光学精密工程 2024年第10期32卷 1622-1637页

作者：陈俊英李朝阳黄汉涛董戌泽西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055

针对计算机主板装配缺陷检测中的元器件位置分布复杂、缺陷目标不显著及多尺度等问题,本文提出了一种并行特征提取和互交叉渐进特征融合的端到端的缺陷检测算法。首先,结合部分卷积和视觉Transformer提出了一种并行残差特征提取网络,利... 详细信息

针对计算机主板装配缺陷检测中的元器件位置分布复杂、缺陷目标不显著及多尺度等问题,本文提出了一种并行特征提取和互交叉渐进特征融合的端到端的缺陷检测算法。首先,结合部分卷积和视觉Transformer提出了一种并行残差特征提取网络,利用部分卷积的低计算复杂度的优势提取局部特征,同时利用视觉Transformer的长距离建模能力扩大模型的感受野,增强网络的特征提取能力。其次,引入注意力机制和特征渐进融合机制,提出了一种多尺度注意力互交叉的渐进特征融合网络,增强检测模型的特征融合能力。在公开数据集上的实验结果表明,该算法的平均精度均值(mAP)达到了94.63%,相较于基线模型YOLOv5提升了4.62%,并优于其他几种先进模型,检测速度达到了25 FPS。实现了较好的检测精度与速度的平衡,为实际工业环境下计算机主板表面装配缺陷检测自动化和智能化的实现提供了一种快速、有效的方法。

关键词：计算机主板装配缺陷检测并行特征提取渐进特征融合视觉Transformer 部分卷积

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基于虚拟现实和眼动追踪的人-集群机器人交互方法

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信息与控制 2024年第2期53卷 199-210页

作者：许明玉雷小康段中兴向雅伦段梦园郑志成彭星光西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055 西北工业大学航海学院陕西西安710072

操作员对集群机器人实施远程控制时面临被控对象众多、群体态势感知困难、集体行为控制不易等诸多挑战,使得手动遥控等传统交互方式无法实现高效、灵活、强沉浸感的人-集群机器人交互。为此,提出一种基于虚拟现实(VR)和眼动追踪的人-集... 详细信息

操作员对集群机器人实施远程控制时面临被控对象众多、群体态势感知困难、集体行为控制不易等诸多挑战,使得手动遥控等传统交互方式无法实现高效、灵活、强沉浸感的人-集群机器人交互。为此,提出一种基于虚拟现实(VR)和眼动追踪的人-集群机器人交互(HSI)方法。首先,构建集群机器人VR交互场景并采集操作员的眼动数据;其次,解析获得瞳孔坐标、注视点等眼动特征,据此生成集群机器人的运动控制指令;最后,开展了真实集群机器人集群漫游、集群目标追踪及集群轨迹跟踪交互实验。机器人实验结果表明,该方法可实现灵活、便捷的人-集群机器人远程交互控制,这为人与集群机器人的共融协作提供了一种新的途径。

关键词：人-集群机器人交互方法集群机器人虚拟现实交互眼动追踪集群行为控制

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基于多传感器融合的协同感知方法

雷达学报（中英文） 2024年第1期13卷 87-96页

作者：王秉路靳杨张磊郑乐周天飞西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710399 北京理工大学信息与电子学院北京100081 西北工业大学自动化学院西安710129 北京理工大学计算机学院北京100081

该文提出了一种新的多模态协同感知框架,通过融合激光雷达和相机传感器的输入来增强自动驾驶感知系统的性能。首先,构建了一个多模态融合的基线系统,能有效地整合来自激光雷达和相机传感器的数据,为后续研究提供了可比较的基准。其次,... 详细信息

该文提出了一种新的多模态协同感知框架,通过融合激光雷达和相机传感器的输入来增强自动驾驶感知系统的性能。首先,构建了一个多模态融合的基线系统,能有效地整合来自激光雷达和相机传感器的数据,为后续研究提供了可比较的基准。其次,在多车协同环境下,探索了多种流行的特征融合策略,包括通道级拼接、元素级求和,以及基于Transformer的融合方法,以此来融合来自不同类型传感器的特征并评估它们对模型性能的影响。最后,使用大规模公开仿真数据集OPV2V进行了一系列实验和评估。实验结果表明,基于注意力机制的多模态融合方法在协同感知任务中展现出更优越的性能和更强的鲁棒性,能够提供更精确的目标检测结果,从而增加了自动驾驶系统的安全性和可靠性。

关键词：自动驾驶协同感知 3D目标检测多模态融合智能交通系统

粒子滤波和GRU神经网络融合的锂电池RUL预测

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 142-151页

作者：贺宁张思媛李若夏高峰王家栋西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055 浙江中控技术股份有限公司杭州310000

随着锂电池在移动电子设备和电动汽车等领域中得到广泛应用,其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)的精确预测对锂电池的健康管理更具重要意义。本文提出一种基于粒子滤波(particle filter,PF)和门控循环单元(gated recurrent unit... 详细信息

随着锂电池在移动电子设备和电动汽车等领域中得到广泛应用,其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)的精确预测对锂电池的健康管理更具重要意义。本文提出一种基于粒子滤波(particle filter,PF)和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络融合(PF-GRU)的预测方法预测锂电池的RUL。这种融合方法结合了PF在估计RUL概率分布上的优势以及GRU能够进行时间序列长期预测的能力,获得融合的预测结果。再利用每个预测周期的容量预测结果,采用带移动窗口迭代更新训练数据集的方法对GRU模型进行再训练,提高了GRU的长期预测性能。以上预测步骤迭代进行,直到容量衰减至寿命阈值以下。最后将粒子代表的预测结果外推至寿命阈值,得到电池RUL分布直方图。本文采用美国NASA卓越诊断学中心(PCoE)实验室所提供的锂电池数据对所提方法进行验证,将所提出的融合方法与GRU、PF和无窗口移动融合方法进行RUL预测比较。实验结果表明,本文所提出的融合方法具有良好的性能,在状态和参数估计、RUL预测方面明显优于PF和无窗口移动融合方法,预测精度均高于其他3种预测方法。

关键词：锂电池剩余使用寿命粒子滤波 GRU神经网络融合方法

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计及源荷不确定性的BIPV鲁棒优化调度

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：贺宁茹成意李若夏蒋德润西安建筑科技大学机电工程学院西安建筑科技大学信息与控制工程工程学院

为提高光伏建筑一体化(BIPV) 能源系统运行的经济性和鲁棒性，降低光伏出力和电热冷负荷的不确定性对BIPV能源系统经济稳定运行带来的不利影响，提出了一种预测–配置–调度一体化策略实现BIPV能源系统鲁棒优化调度。首先，通过多任务... 详细信息

为提高光伏建筑一体化(BIPV) 能源系统运行的经济性和鲁棒性，降低光伏出力和电热冷负荷的不确定性对BIPV能源系统经济稳定运行带来的不利影响，提出了一种预测–配置–调度一体化策略实现BIPV能源系统鲁棒优化调度。首先，通过多任务高斯过程(MTGP)综合考虑光伏出力和电热冷负荷间的相关性，得到精确的源荷预测结果及其概率信息，以此为基础建立基于MTGP的源荷不确定集。其次，针对建筑类型和负荷需求设计能源系统结构，以系统年投资成本和年运营成本最小化为目标函数建立经济最优容量配置模型并求解。最后，在确定源荷不确定集和设备容量配置的基础上建立BIPV能源系统两阶段鲁棒优化调度模型，通过列与约束生成算法和KKT条件求解模型，得到系统经济最优调度方案。本研究采用美国亚利桑那州州立大学某教学楼电热冷负荷数据对所提优化策略进行验证，仿真试验结果表明：所提优化策略可以通过改变不确定集置信度灵活调整调度方案的保守性，在考虑分时电价机制下，储能设备充分发挥削峰填谷作用，降低了系统运营成本，与传统的确定性优化和采用盒式不确定集的鲁棒优化策略相比，调度方案的经济性和鲁棒性均有所提升。

关键词：光伏建筑一体化能源系统源荷不确定性多任务高斯过程容量优化配置鲁棒优化调度

3D打印混凝土环境下界面孔隙智能检测方法研究

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工程设计学报 2024年

作者：曾妮马宗方宋琳段明西安建筑科技大学信息与控制工程学院

目前3D打印混凝土领域仍存在诸多问题制约其大规模工业化生产与应用，而孔隙为最常见缺陷，故极需发展相关检测技术以提高打印质量。针对现有的3D打印混凝土孔隙检测方法主要依赖人的主观实际经验，且存在耗时长、耗费高和资源耗费量大... 详细信息

目前3D打印混凝土领域仍存在诸多问题制约其大规模工业化生产与应用，而孔隙为最常见缺陷，故极需发展相关检测技术以提高打印质量。针对现有的3D打印混凝土孔隙检测方法主要依赖人的主观实际经验，且存在耗时长、耗费高和资源耗费量大的问题，引入目标检测算法提出一种轻量级的3D打印混凝土界面孔隙智能化检测方法。首先利用传统图像处理方法对3D打印混凝土界面孔隙数据进行预处理，并构建适用于目标检测算法的3D打印混凝土界面孔隙数据集，针对3D打印混凝土界面孔隙数据集特点对自适应锚框聚类算法进行优化，获取更适合界面孔隙目标的锚框，使检测准确度得到一定提升；其次在主干网络中利用ShuffleNetv2网络进行多尺度特征提取，轻量级网络具有更易于部署在3D打印混凝土机器上的优点，并去掉部分网络以降低网络深度，减少计算参数量，提高目标检测效率；最后在特征提取网络中融合极化自注意力机制模块，在保持高分辨率的同时增强对孔隙目标的关注度，提高检测方法精度。实验结果表明，3D打印混凝土界面孔隙检测方法具有较好性能，通过与多种检测算法相比，该方法的多个评价指标均有所提升，能够完成3D打印混凝土环境下界面孔隙的智能化检测，解决3D打印混凝土孔隙检测方法过于依赖人力、耗时长和花费高的问题。

关键词： 3D打印混凝土目标检测 ShuffleNetv2 自注意力机制多尺度特征融合

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中国工业碳排放网络结构演化特征与链路预测

中国环境科学 2024年第3期44卷 1718-1731页

作者：彭邦文郑闳方朱磊胡文倩湖南工商大学经济与贸易学院湖南长沙410205 深圳大学电子与信息工程学院广东深圳518060 西安建筑科技大学公共管理学院陕西西安710055

将经济投入产出生命周期评价与最小流分析方法结合构建了中国工业碳排放网络.结合社会网络分析方法,从网络整体特征、节点中心性以及块结构3个方面分析了中国工业碳排放网络结构特征,并基于链路动态变化的建模思想,在有向加权网络形式... 详细信息

将经济投入产出生命周期评价与最小流分析方法结合构建了中国工业碳排放网络.结合社会网络分析方法,从网络整体特征、节点中心性以及块结构3个方面分析了中国工业碳排放网络结构特征,并基于链路动态变化的建模思想,在有向加权网络形式下预测了2022年中国工业碳排放网络.结果表明:1997~2017年之间,中国工业各子行业之间碳排放关联越来越密切,普通机械制造业等行业在网络中体现出较强“桥梁”作用,黑色金属冶炼及压延加工业等行业在网络中扮演“中心行动者”角色.块模型结果显示,因不同行业在工业系统中的产业链位置不同,在整个网络中的块结构中扮演的角色不同.链路预测得到的2022年中国工业碳排放网络密度显著下降,板块结构进一步复杂化,黑色金属冶炼及压延加工业等5个行业的中介中心性与接近中心性均排名前5位.在碳减排政策的制定、完善和实施过程中,要重视发挥碳排放网络节点特征对跨行业协同减排的作用,充分捕捉利用碳排放网络中聚类特征与碳转移路径等信息,制定具有差异化的行业部门分类管理政策,以达到节约减排成本与提高减排效率的效果.

关键词：碳排放网络投入产出模型链路预测

混合策略在水泥窑炉煅烧NO_(x)浓度预测中的应用

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安全与环境学报 2024年第2期24卷 750-758页

作者：陈延信刘玄芝贺宁姚艳飞西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710000 西安建筑科技大学机电工程学院西安710000

NO_(x)体积分数是反映水泥窑炉煅烧过程中氮排放的一个关键环保指标。水泥煅烧过程具有大噪声、大时滞和非线性等复杂特性。为了解决以上难点,提出基于互补集合经验模态分解(Complemementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEE... 详细信息

NO_(x)体积分数是反映水泥窑炉煅烧过程中氮排放的一个关键环保指标。水泥煅烧过程具有大噪声、大时滞和非线性等复杂特性。为了解决以上难点,提出基于互补集合经验模态分解(Complemementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)、熵原理的互信息(Mutual Information,MI)、最大相关最小冗余算法(Max-Relevance and Min-Redundancy,mRMR)和天牛须搜索算法(Beetle Antennae Search,BAS)优化神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)的混合策略,并用于NO_(x)体积分数预测。首先,CEEMD和中值平均滤波用于处理大噪声。同时,利用熵原理的MI和mRMR进行时滞分析和变量选择,解决大时滞问题。其次,利用BAS提高多层前馈(Back Propagation,BP)神经网络的预测能力,并解决非线性工况问题。最后,将该策略进行工业应用。结果显示,在25900个工业测试样本中,两组的均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)分别仅为0.3024、0.2059和0.2153、0.2013。预测模型结果可指导水泥脱硝操作人员精准喷氨,减少NO_(x)排放并降低氨水用量和氨逃逸情况。

关键词：环境工程学 NO_(x)排放互信息互补集合经验模态分解最大相关最小冗余天牛须搜索算法