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基于改进Faster R-CNN的隧道衬砌中离散实体目标自动检测研究

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铁道学报 2024年第2期46卷 171-180页

作者：崔广炎王艳辉徐杰丁冠军秦湘怡任秋阳北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室北京100044 北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学北京市城市交通信息智能感知与服务工程技术研究中心北京100044 北京交通大学城市轨道交通运营安全管理技术及装备交通运输行业研发中心北京100044

隧道衬砌中离散实体目标的检测精度和时效性直接关乎隧道的运营安全,采用图像视觉技术进行图像自动解译可极大提升检测效率和结果的准确性,因此基于离散实体目标的雷达图像数据构建自定义雷达数据集合,并提出一套改进的Faster R-CNN算... 详细信息

隧道衬砌中离散实体目标的检测精度和时效性直接关乎隧道的运营安全,采用图像视觉技术进行图像自动解译可极大提升检测效率和结果的准确性,因此基于离散实体目标的雷达图像数据构建自定义雷达数据集合,并提出一套改进的Faster R-CNN算法对隧道衬砌中的离散实体目标进行自动检测。该算法首先对现有Faster R-CNN网络的特征提取模块进行改进,提出一套全新的轻量化特征提取网络ResNet_FMBConv对雷达图像特征进行深度挖掘;基于ResNet_FMBConv网络改进现有特征金字塔(FPN)结构,实现对多尺寸下目标的精准辨识。其次,基于实测和仿真的雷达图像数据构建离散实体目标的自定义雷达数据集合,通过几何变换方法对雷达图像进行数据增强后用于算法验证。结果表明,改进算法在IOU=0.50∶0.95情况下的检测精确率、召回率、F 1分数和FPS分别为45.1%、54.0%、49.1%和21.65 fps。在保证召回率基本持平的情况下,同比YOLOv3_spp、SSD、Retinanet和Faster R-CNN等目标检测算法的精确率和F 1分数分别提升2%~9%和1%~6%。同时,试验结果表明改进后的特征提取网络ResNet_FMBConv也优于现有Resnet-50、VGG16、Efficientnet_b0和Mobilenetv3等目标分类网络。

关键词：离散实体目标检测 Faster R-CNN ResNet_FMBConv模块 GPR 特征金字塔

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电磁干扰环境MOS器件可靠性表征方法研究

集成电路与嵌入式系统 2024年第8期24卷 29-34页

作者：朱亚星赵东艳陈燕宁刘芳吴波王凯郁文王柏清宋斌斌连亚军北京智芯微电子科技有限公司研发中心实验室北京102299

工业芯片MOS器件的可靠性表征通常基于恒压应力或梯度应力方法对器件进行加速实验测试,根据测试结果对器件进行寿命评估。由于加速实验测试条件较为单一,难以覆盖工业芯片常见电磁干扰应用环境,MOS器件实际应用场景退化程度不能根据此... 详细信息

工业芯片MOS器件的可靠性表征通常基于恒压应力或梯度应力方法对器件进行加速实验测试,根据测试结果对器件进行寿命评估。由于加速实验测试条件较为单一,难以覆盖工业芯片常见电磁干扰应用环境,MOS器件实际应用场景退化程度不能根据此方法进行有效界定,进而影响对工业芯片工作稳定性的精准判断。本研究提出一种微观层面MOS器件寿命评估方法,结合TCAD仿真软件对电磁干扰环境MOS器件寿命进行预测。该方法有效避免了电磁干扰环境器件输出波动带来的错误反馈,对器件寿命的预测具备一定保守性,能较大限度保证芯片在电磁环境中的正常运作。

关键词：电磁干扰 MOS器件 TCAD仿真可靠性理论

300 m^(2)级5车道隧道九硐室施工力学特性数值计算

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北京交通大学学报 2024年第1期48卷 44-53页

作者：王星黄帅王帅帅霰建平葛国库中交第二公路工程局有限公司西安710065 中交集团山区长大桥隧建设技术研发中心西安710199

针对深圳侨城东路宝鹏大型地下互通式立交涉及的300 m^(2)级5车道超大断面隧道,开展施工技术方案及结构受力研究.首先,提出一套“分硐室开挖+衬砌加强支护”的超大断面隧道九硐室开挖施工技术.然后,结合隧道几何尺寸及支护方案,建立Mida... 详细信息

针对深圳侨城东路宝鹏大型地下互通式立交涉及的300 m^(2)级5车道超大断面隧道,开展施工技术方案及结构受力研究.首先,提出一套“分硐室开挖+衬砌加强支护”的超大断面隧道九硐室开挖施工技术.然后,结合隧道几何尺寸及支护方案,建立Midas三维有限元数值计算模型探究5车道超大断面隧道开挖施工动态力学响应特性.最后,提取隧道各分部结构应力云图,统计特征测点应力及位移监测曲线.研究结果表明:施工期间需采用超前小导管+管棚注浆措施对围岩进行预加固;现场需通过双侧壁导坑+双临时横撑构成九硐室开挖工法,并采用双层初期支护+加强加厚二次衬砌支护方案;现场开挖施工后结构应力与位移呈现快速增加趋势,而后隧掌子面不断前移各统计曲线逐步趋于平稳;围岩压力峰值可达2.01 MPa,拱顶位置超前小导管内力值最大为10 kN,两侧拱腰位置管棚内力最高为20 kN,拱腰及拱脚位置钢拱架内力最大为113 kN,拱肩位置锁脚锚杆内力在第66开挖施工步达到18 kN;初支结构测点应力峰值为2.4 MPa;初支拱顶、拱肩部位沉降峰值分别为12.4、6.8 mm;管棚、锁脚锚杆等结构联合支护效果明显.

关键词：地下互通式立交 5车道隧道双侧壁导坑+双临时横撑双层初支动态响应

电磁脉冲冲击下工业芯片LDMOS器件可靠性仿真方法研究

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集成电路与嵌入式系统 2024年第10期24卷 25-30页

作者：朱亚星赵东艳陈燕宁刘芳吴波王凯梁英宗郁文池泊明连亚军北京智芯微电子科技有限公司研发中心实验室北京102299

电磁脉冲冲击环境下工业芯片LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor)器件的可靠性仿真通常基于周期性单TLP(Transmission Line Pulse)脉冲信号的参数作为瞬态输入条件,利用商业TCAD(Technology Computer Aided Design)软件基础退化模块进行仿真。由于仿真条件简单,难以覆盖工业芯片常见的复杂电磁脉冲环境,器件的可靠性寿命预期值与实际经验值之间相差巨大,导致芯片的稳定性很难得到精准评估。本研究结合期望最大算法和可靠性应力转化理论,在进行可靠性仿真前对复杂电磁脉冲信号进行预处理,降低整体电磁信号的复杂度,提高仿真效率,增强建模的可靠性。系列过程可作为电磁场仿真模块补充嵌入到主流的TCAD仿真软件,提高工业芯片器件可靠性仿真精准度。

关键词：电磁脉冲冲击 LDMOS器件期望最大算法可靠性理论

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介质生物膜技术的历史、现状与未来

中国给水排水 2024年第10期40卷 9-14页

作者：郝晓地闫颖颖吴道琦吴远远北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室中-荷未来污水处理技术研发中心北京100044

在污水处理厂提标改造的驱动下,亟需开发因用地受限的原位改造技术。在此方面,颗粒生物膜(好氧颗粒污泥)突显优势。然而,颗粒生物膜技术工艺条件较为严格,颗粒形成不易、颗粒保持更难。另一种形式的生物膜——介质生物膜则因工艺条件简... 详细信息

在污水处理厂提标改造的驱动下,亟需开发因用地受限的原位改造技术。在此方面,颗粒生物膜(好氧颗粒污泥)突显优势。然而,颗粒生物膜技术工艺条件较为严格,颗粒形成不易、颗粒保持更难。另一种形式的生物膜——介质生物膜则因工艺条件简单、生物膜易形成且不易脱落或破碎而受到关注。纵观介质生物膜工艺的发展历程,这种最古老的污水处理形式如果能与时俱进则可能重现新的生命力,其作用与颗粒污泥相当。介质生物膜载体应继续向微细化方向发展,但应选择或合成密度略高于水的有机耐降解材料。介质微细化可使生物膜量大幅增加,无需絮状污泥再行参与,完全可借助沉淀而淘汰絮状污泥,形成以生物膜为核心的单污泥工艺。介质微细化后,介质生物膜易动态悬浮或循环,可形成间歇式或连续式同步脱氮除磷工艺。在此方面,介质生物膜的效果与颗粒污泥相同,且更容易形成生物膜并维持其稳定。

关键词：介质生物膜介质微细化介质密度介质材料单污泥系统颗粒污泥

面向石油物探领域的HPC故障与性能分析研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：王明键赵长海李超文佳敏尚民强侯红军北京航空航天大学计算机学院中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司物探技术研发中心

如今，随着石油物探领域地震资料采集技术不断进步，数据规模已达到TB甚至PB级别，大规模高性能计算集群是处理海量地震数据的重要方法。但是，随着高性能计算集群中节点数的增加，集群出现问题的概率和维护难度也随之增加。目前的高性... 详细信息

如今，随着石油物探领域地震资料采集技术不断进步，数据规模已达到TB甚至PB级别，大规模高性能计算集群是处理海量地震数据的重要方法。但是，随着高性能计算集群中节点数的增加，集群出现问题的概率和维护难度也随之增加。目前的高性能分布式程序中，当集群或节点出现故障时往往需要重新运行计算程序，造成了极大的资源浪费。因此，为了解决计算集群中高性能计算程序可观测性低、故障和性能分析困难的问题，本文借鉴OTF与分布式链路追踪的思想，给出了一种面向生产环境的低侵入式高性能计算集群和程序故障分析方法，本方法不仅能够对生产环境中HPC程序进行高效观测，还具有低侵入性的特点，可以在几乎不修改代码的前提下与现有应用程序结合使用。本文将此方法用于生产环境中分布式“抽道集”排序程序进行采集分析，验证本文所述方法的有效性，发现了程序中隐藏的软件缺陷和性能薄弱环节。

关键词：分布式计算大规模集群故障分析链路追踪生产环境

曝气对膜生物反应器内气-液流态影响的模拟研究

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膜科学与技术 2024年第5期44卷 125-134,141页

作者：陈小欢刘鸣燕涂倩倩李嘉诚林培锋俞三传中国铁工投资建设集团有限公司北京101300 中国中铁生态环境专业研发中心上海200331 浙江理工大学杭州310018

采用多孔介质模型模拟具有渗透作用的分离膜,利用群平衡模型(PBM)预测膜生物反应器(MBR)内多尺寸气泡流动,对MBR内气-液流态进行模拟研究.系统分析了渗透侧抽吸作用、气泡直径、曝气速率对流态及近膜面气泡流对膜面的擦洗效果的影响.结... 详细信息

采用多孔介质模型模拟具有渗透作用的分离膜,利用群平衡模型(PBM)预测膜生物反应器(MBR)内多尺寸气泡流动,对MBR内气-液流态进行模拟研究.系统分析了渗透侧抽吸作用、气泡直径、曝气速率对流态及近膜面气泡流对膜面的擦洗效果的影响.结果表明:对于远离膜面气泡流,在渗透侧抽吸负压2000 Pa下,气泡直径从0.1 mm增大到3.0 mm,含气率峰值下降16%,小气泡有利于膜反应器内气-液充分混合;曝气速率从0.5 m/s增大至1.5 m/s,气泡流含气率峰值增加12.0%.随着曝气孔靠近膜面,液相流动的循环中心也逐渐靠近膜面.对于近膜面气泡流,渗透侧抽吸压为0 Pa时,气泡直径从3.0 mm减小到1.0 mm,膜面剪切应力由1.92 Pa增大到4.87 Pa;曝气速率由0.5 m/s增大至1.5 m/s,膜面剪切速度由0.02 m/s增大到0.22 m/s,膜面剪切应力由1.97 Pa增大到3.83 Pa;曝气速率0.5 m/s下,抽吸负压3000 Pa的平均膜剪切应力为0 Pa的1.85倍;高抽吸负压下小气泡高速曝气有利于提高膜面剪切应力.研究结果将为MBR曝气工艺设计和优化提供依据.

关键词：膜生物反应器(MBR) 近膜面气泡流流态曝气

新能源发展的趋势与机会——从2024《政府工作报告》看国家新能源战略

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中外企业文化 2024年第4期 11-13页

作者：高爽北京仁达方略管理咨询股份有限公司研发中心

随着全球气候变化问题日益严峻,新能源产业成为了推动经济社会发展的重要引擎。在2024年两会上,“能源”被提及12次,成为高频词汇,新能源议题再次成为关注的焦点。政府、企业和社会各界纷纷聚焦新能源领域的创新与发展,共同探讨如何通... 详细信息

随着全球气候变化问题日益严峻,新能源产业成为了推动经济社会发展的重要引擎。在2024年两会上,“能源”被提及12次,成为高频词汇,新能源议题再次成为关注的焦点。政府、企业和社会各界纷纷聚焦新能源领域的创新与发展,共同探讨如何通过绿色驱动未来,实现智能低碳发展。

关键词：企业和社会新能源战略新能源产业《政府工作报告》高频词汇新能源领域创新与发展绿色驱动

考虑渗吸效应的页岩油井体积压裂用液强度优化方法——以南襄盆地泌阳凹陷X-1井为例

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石油勘探与开发 2024年第3期51卷 588-596页

作者：蒋廷学沈子齐王良军齐自立肖博秦秋萍范喜群王勇曲海中国石化页岩油气钻完井及压裂重点实验室北京102206 国家油页岩开采研发中心北京102206 页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室北京102206 中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化河南油田分公司河南南阳473132 重庆科技大学重庆401331

以南襄盆地泌阳凹陷X-1井为例,将岩心实验测得的带压渗吸规律通过岩心尺度油藏模拟拟合得到表征渗吸过程的毛管压力特征曲线及相对渗透率特征曲线,将其代入宏观油藏模型中模拟压后焖井过程,建立体积压裂用液强度优化方法。研究表明:压... 详细信息

以南襄盆地泌阳凹陷X-1井为例,将岩心实验测得的带压渗吸规律通过岩心尺度油藏模拟拟合得到表征渗吸过程的毛管压力特征曲线及相对渗透率特征曲线,将其代入宏观油藏模型中模拟压后焖井过程,建立体积压裂用液强度优化方法。研究表明:压裂液用液强度的优化必须考虑造缝要满足预测最终可采储量的需求、满足渗吸驱油的需求、满足补充地层能量的需求,同时将压裂液用液强度控制在临界渗吸强度附近,避免液量过少导致渗吸置换作用不充分,液量过大导致成本增加与潜在储层伤害。模拟发现,压裂液用液强度与单井预测最终可采储量正相关且存在最优值,大于最优值后,单井预测最终可采储量增加的幅度将越来越小,通过适当提高压裂液用液强度补充地层能量提高焖井压力,适当增加焖井时间,可有效增加压后产能。经过X-1井现场试验验证,该优化方法对油井生产效果改善显著,具有较好的实用性。

关键词：页岩油水平井体积压裂渗吸效应用液强度参数优化

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