生态与环保

• 京津冀城市群土地利用变化对地表热环境的影响研究

  孙硕;李君;王一旭;姚磊;

  近年来，城市化进程的不断加快引发了城市下垫面性质的改变和人为热源的增加，导致城市群热环境的不断恶化。为探求城市群土地利用变化对地表热环境的影响，本研究基于MODIS地表温度产品和土地利用数据，分析了京津冀城市群土地利用/覆被和地表热环境的时空变化特征，并通过不同土地利用/覆被类型的热效应贡献度、土地利用与地表温度的相关关系，来定量表征土地利用变化所引起的热环境效应。研究结果表明：(1)2000—2015年京津冀城市群的建设用地大幅增加，城市化进程显著；(2)2000—2015年京津冀城市群的温度西北低东南高；以特高温区为中心，温度向四周递减，温度相近的区域呈集聚状态，随时间变化各温度分区的破碎度均有所降低；(3)土地利用变化对地表热环境有显著影响，建设用地、耕地均与地表温度呈显著正相关，绿地与地表温度呈显著负相关。

  2022年01期 v.38 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1600K]
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• 基于微通道平板热管的新型光伏光热墙体/热泵系统-性能实验研究

  罗亮;王仙玲;刘光明;胡梦龙;王璋元;

  本文提出一种基于微通道平板热管的新型光伏光热墙体/热泵(MFHP-WIPV/T-HP)系统，该系统将太阳能光伏光热建筑一体化系统进行拓展，与太阳能热泵技术和微通道平板热管相结合，用以减少冬季供暖、供热水能耗。在广州冬季典型阴天、晴天气候条件下对该系统进行测试研究，分析不同环境参数对系统的光电转化效率、平均集热效率和制热效率的影响规律。研究结果表明：在阴天气候条件下，系统平均集热效率达40.36%,光电转化效率达8.98%,制热效率达15.96%;而在晴天气候条件下，系统平均集热效率达46.69%,光电转化效率达10.08%,制热效率达16.04%;水箱水温温升阴天下可达14.1℃,晴天下可达25.2℃,能有效满足室内供热和生活热水需求。

  2022年01期 v.38 13-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 578K]
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材料科学与工程

• 多铁性BiFeO₃纳米颗粒的吸波性能研究

  孙永勤;田娜;游才印;张永泽;

  电子设备和无线通信技术的迅速发展和广泛使用会产生大量电磁波，不仅影响设备运行，而且会对人体健康造成危害，因此，高性能的微波吸收材料对于控制电磁污染和保护人体健康不可或缺。本文采用溶胶-凝胶法成功制备了粒径为23～132 nm的多铁性BiFeO_3纳米颗粒，用X射线衍射、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪对其晶体结构、形貌、磁性和电磁参数进行了表征，在1～18 GHz范围内研究了BiFeO_3纳米颗粒的微波吸收性能。研究发现，在13.9～18 GHz范围内，BiFeO_3纳米颗粒的反射损耗RL<-10 dB,在15.4 GHz下最小反射损耗RL_(min)值能达到-50.0 dB,在15.6～17.9 GHz间出现2.3 GHz的最大有效吸收带宽EAB_(max)。这些结果表明BiFeO_3是一种很好的微波吸收材料。BiFeO_3纳米颗粒优异的微波吸收性能可归因于BiFeO_3中铁电有序和弱铁磁有序共存的良好电磁匹配。此外，纳米材料的小尺寸效应也有助于BiFeO_3纳米颗粒的强反射损耗。

  2022年01期 v.38 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K]
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机械与精密仪器工程

• 液压缸磁流体密封的有限元分析及实验研究

  郝付祥;穆安乐;

  本论文为了解决工程机械液压缸的外泄漏问题，设计出了一种4级磁源的磁流体密封结构，通过ANSYS有限元分析法对该密封结构间隙内的磁场分析，研究了极齿长度和极靴高度两个关键参数对磁流体密封耐压能力的影响规律，并且计算出每个参数对应的磁流体密封耐压能力。然后在设计的液压缸实验中研究了液压缸往复轴的往复速度、往复行程和保压时间对于磁流体密封能力的影响。最终的结果表明：密封耐压能力随着极齿长度的增加先增大后减小；密封耐压能力值随着极靴高度的增加而减小；密封耐压能力随往复速度增加而减小；随着往复行程与保压时间的增加，密封耐压能力没有明显的改变。通过对磁流体密封结构进行有限元分析和实验研究，对研制出适用于液压缸的高密封性能装置具有重要的意义。

  2022年01期 v.38 27-31+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 516K]
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• 旋转运动SMA层合梁动力学建模与非线性自由振动分析

  王航;穆安乐;黄泽波;

  层合梁铺层中内嵌SMA丝时，可以有效改变层合梁旋转运动时的动态特性。为了研究旋转运动SMA层合梁的振动特性，使用Brinson一维SMA本构模型获得温度变化时的恢复应力与马氏体体积分数。使用坐标变换建立层合梁质点在惯性系下的位移。基于Euler-Bernoulli梁和Von Karman大变形理论，建立了位移场与应变之间的关系。使用Hamilton变分原理，获得大范围旋转运动层合梁的动力学方程，并用Ritz法获得内嵌SMA丝层合梁的非线性自由振动方程。旋转运动对SMA层合梁的自由振动有明显的影响。研究了同一转速下，不同SMA体积分数、初始应变对固有频率的影响，而且研究了石墨层纤维铺设角度对层合梁基频的影响。

  2022年01期 v.38 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 545K]
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自动化与信息工程

• 基于改进智能霍夫变换的红热圆形工件直径检测

  张新雨;李思雨;李婧华;杨延西;

  为提高霍夫变换(Hough transform, HT)检测圆形工件直径的速度，本文提出了一种基于模拟退火(simulated annealing, SA)的改进智能霍夫变换方法。首先将直径检测问题转化为在椭圆参数空间中搜索最优解的问题，并根据霍夫变换拟合椭圆的原理构造了目标函数。然后针对椭圆检测问题设计了混合Metropolis Hastings (MH)抽样算法，对模拟退火算法中的抽样方法进行改进，最后利用改进的模拟退火算法在参数空间中搜索最优椭圆参数，得到圆形工件的直径测量值，从而减少了霍夫变换算法的计算量和内存占用量，提高了霍夫变换的速度，并通过仿真和实际实验验证本文方法的有效性。实验结果表明，与迭代最小二乘(iterative least square, ILS)、随机霍夫变换(random Hough transform, RHT)和随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)相比，本文方法能够快速准确地检测椭圆参数和红热圆形工件直径。

  2022年01期 v.38 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
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经济与管理

• “一带一路”倡议背景下对外工程承包影响因素研究——以陕西省为例

  刘华;孙海燕;杨志奎;

  “一带一路”大力建设背景下，我国对外工程承包市场不断扩大，为促进各省市对外工程承包高质量发展，本文采用文献研究法和德尔菲法进行对外工程承包影响因素的筛选，将其划分为国别、省内、企业以及项目自身4大类，构建了包含24个对外工程承包影响因素的一般性指标体系，运用PageRank算法对各因素进行定量评价和重要性排序。由于陕西省具有良好的历史背景和优越的地理位置，本文以其为例进行分析，探究陕西省作为对外工程承包典型代表的具体实践与经验，科学评估影响因素，针对关键因素提出有利于陕西省对外工程承包的可实施性建议措施，形成可借鉴、可推广的发展研究模式。

  2022年01期 v.38 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 477K]
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• 基于互联网数据的酒店竞争力评价及其空间格局研究——以成都市高端酒店为例

  邹文博;薛建红;魏伟;

  为有效评价区域内高端酒店竞争力得分和竞争地位，探究不同等级竞争力的高端酒店在区域内的空间格局，本文基于互联网消费平台点评数据和城市兴趣点数据综合构建城市高端酒店竞争力评价体系，以成都市主城区高端酒店为例测算竞争力综合得分和排名，并使用ArcGIS对不同竞争力等级酒店的空间分布特征进行探索。结果表明成都市高端酒店竞争力总体处于中低水平，竞争力得分差异主要来自区位和交通因素。成都市高端酒店竞争力得分由高到低呈先急后缓两阶段变化趋势，具体可分为四个等级，各等级之间差距明显。成都市各等级高端酒店均表现出集聚分布特征，在空间分布方面呈点状聚集与线形延伸并存的特点。随着竞争力等级的下降，成都市高端酒店呈现由城市中心向边缘扩散的格局。

  2022年01期 v.38 58-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 4489K]
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理学

• 基于飞蛾火焰优化算法的改进GM(1,1)模型

  闫海霞;王秋萍;郭佳丽;

  飞蛾火焰优化(MFO)算法是受飞蛾在自然界中的横向定位导航方法启发而提出的一种新的元启发式算法。初值是影响灰色模型预测精度的主要因素之一，针对由辨识参数和初值引起的GM(1,1)模型误差，本文提出一种基于飞蛾火焰优化算法改进的GM(1,1)模型——MFOGM(1,1)。以最小化平均绝对相对误差为目标函数，利用飞蛾火焰优化算法优化GM(1,1)模型的参数，同时在连续区间[x~((1))(1),x~((1))(n)]中搜索最优初值。分别用基本GM(1,1)模型，初值为x~((1))(n)的GM(1,1)模型，MFOGM(1,1)模型对绝缘电阻历史数据进行模拟，三个模型的平均绝对百分比误差MAPE分别是4.30%, 4.60%, 3.74%。实例结果展示，改进的MFOGM(1,1)模型的精度得到了改善，在三个模型中是最好的，表明了所改进的模型的有效性和可行性。

  2022年01期 v.38 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 253K]
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计算机科学与工程

• 基于多目标的竞争粒子群优化算法的研究

  王彬;王丹妮;江巧永;杨家杰;

  针对竞争粒子群优化算法较易陷入局部最优及对全局搜索能力有限等问题，本文提出基于多目标的竞争粒子群优化算法(MOCSO)。首先，为提高算法的多样性，建立多目标模型，在二元锦标竞争机制下分别以适应度值与多样性作为粒子优劣的评判目标，将粒子划分到不同的非支配层中；其次，为有效兼顾粒子的探索与开发，引入概率随机选择策略，有效保留种群内的优秀基因，引导种群的进化方向。实验结果表明，在CEC2008基准测试函数集上与其他6种算法进行性能与计算效率的比较，本算法具有一定的优势。

  2022年01期 v.38 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K]
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• 基于相机阵列的视频稳像方法

  魏文力;黄陆明;安城辉;张彩友;

  视觉传感器正成为移动装置的重要组成部分或任务载荷。视频信号存在的抖动，限制了视觉传感器的应用范围。现有电子稳像技术由于仅以单一的图像特征为依据，所以无法实现复杂场景视频的稳像。本文以多视几何为理论依据，提出了一种基于相机阵列的视频稳像方法。其特点在于采用相机阵列来获取复杂场景的视频信息，利用线匹配来估计相机阵列的运动轨迹，进而实现视频稳像。实验结果表明，本文算法可以获得更好的视觉效果和更高的帧间变换保真度，同时算法的计算效率也优于对比算法。

  2022年01期 v.38 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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• 基于全嵌套编码-解码网络的异常检测模型

  张学武;

  工程应用中往往异常样本匮乏，监督学习方法无法应用。针对这一问题，本文提出了一种只需要正常样本就可进行训练的深度网络模型——基于全嵌套编码-解码器的异常图像检测模型。该模型由一个生成器和一个判别器构成。生成器包含嵌入残差结构的编码-解码网络，具有很好的特征表达和图像重构能力。判别器是一个分类网络，用以鉴别输入是否为真实的正常样本。本文在标准数据集CIFAR-10和工业设备部件数据集上进行了对比实验，实验结果表明本文提出的异常检测模型具有更高的检测精度。

  2022年01期 v.38 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
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土木建筑工程

• 水泥改性生土材料热湿性能及周期性边界下墙体温湿度分布特性

  张磊;桑国臣;崔晓玲;韩玮霄;郭晓宁;

  为了揭示周期性边界下生土墙体温湿度分布特性，实验制备水泥改性生土材料并测试其热湿性能，建立一维非稳态热湿耦合传递模型，分别以吐鲁番夏至日和冬至日气象数据为室外边界条件，对冬夏两季水泥改性生土墙体内部温湿度进行数值求解。结果表明：水泥改性生土材料具有良好的吸湿性，水泥掺量的增加能够提升材料的吸湿能力，但是对水蒸气透过性不利。夏季，水泥改性生土墙体对环境温湿度波动衰减效果明显，0.3 m厚水泥改性生土墙体具有理想的隔热和调湿性能。然而，减小墙体厚度会导致冬季墙体内壁面温度显著降低，需考虑必要的保温处理。

  2022年01期 v.38 96-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 686K]
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• 悬臂式加筋填土复合支挡结构承载特性的有限元分析

  黄玉纯;杨泽晨;祝俊华;詹刚毅;耿大新;

  研究悬臂式挡土墙及加筋填土新型复合支挡结构的承载特性，是应对当前我国公路高速化、重载化所带来的路基承载力不足等问题的重要方法之一。本文基于ABAQUS有限元软件，建立悬臂式挡土墙及加筋填土复合支挡结构填筑路基的平面应变模型。通过土工格室加筋填土前后情况对比及改变土工格室的加筋层数进行分析，研究不同铺设层数土工格室对路基及挡土墙的位移、受力特性的影响。结果表明在悬臂式挡土墙填筑路基中采用土工格室加筋填土能够有效限制路基竖向沉降及挡土墙侧向位移，且可有效改善挡土墙受力情况，使挡土墙受力更加均匀。土工格室加筋填土可提高路基的整体稳定性并减小塑性区，且控制效果与土工格室加筋填土的层数成正相关。

  2022年01期 v.38 105-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
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• 冻融循环作用下砾石土心墙土料的力学特性

  商可;刘恩龙;黄记;张贵科;俞祁浩;

  在高海拔寒冷地区，冬季施工时气温变化导致的冻融循环会引起大坝砾石土心墙料的力学特性变化。本文以高海拔地区砾石土心墙料为研究对象，研究了冻融循环作用下三轴固结不排水时砾石心墙土料的力学特性。冻融循环的设定冻结温度为-15℃,融化温度为20℃,冻融过程中无水补给，冻结过程和融化过程各为12 h,设置了0、1、5、10、20共五组冻融循环次数，围压分别为50 kPa、100 kPa、200 kPa、400 kPa。试验结果表明试样均表现为应变硬化和体缩特性，且冻融循环作用使得砾石土的抗剪强度不断增强，且1次冻融循环后增加，10次冻融循环后趋于稳定。最后，把冻融循环对砾石土力学特性的影响考虑到双硬化本构模型的参数中，验证结果表明不同冻融次数下偏差应力和孔压的计算值与试验值均吻合较好。

  2022年01期 v.38 112-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K]
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• 车辆荷载作用下城市桥梁与地铁车站合建体结构动力响应研究

  王博;康华;高志宏;毛念华;马辉;贾晨俊;谢钟辉;

  为研究车辆荷载作用下地铁车站与城市桥梁合建体结构的动力响应规律，以国内某地铁车站为研究对象，采用MIDAS GTS建立了合建体结构的三维有限元模型，根据车辆动荷载激励公式，将不同车辆荷载简化后作用于合建体结构，分析车辆荷载、车辆速度等因素对结构动力特性及响应的影响规律。结果表明：合建体结构的竖向位移、竖向加速度、应力大小均随车速或车辆荷载的增加而逐渐增大；在车辆荷载分析范围内，车辆荷载引起的合建体结构的最大竖向位移为2.593 mm,明显小于规范的上限值10 mm,而车辆荷载引起的合建体结构的最大竖向加速度为6.293 cm/s~2,远小于规范的限值150 cm/s~2。车辆作用下，合建体结构的桥墩上部、转换梁与车站顶板结合处、顶板与侧墙交界处、板柱结合处等均出现了较大的应力集中现象，故需要对上述部位进行加强设计。

  2022年01期 v.38 121-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K]
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电气工程

• 基于小波变换的VFFRLS锂电池参数辨识

  任碧莹;徐玮浓;孙佳;孙向东;

  锂离子电池管理系统的可靠性通常是建立在高精度的电池模型参数辨识的基础上，因其在实际运行与测量环境中往往会受到噪声干扰，使采样信号中存在噪声信号，从而导致常规辨识算法下的参数辨识精度受到影响。因此，本文以锂离子电池二阶RC模型为研究对象，分析了遗忘因子更新过程中噪声对常用的可变遗忘因子递推最小二乘法(VFFRLS)的影响，进而提出一种基于小波变换的VFFRLS的参数辨识算法。利用小波变换的多尺度多分辨率特性对采样信号进行分频处理，再采用VFFRLS进行参数辨识，解决了因噪声影响遗忘因子带来的跟踪性能不佳的问题。实验结果表明，本文提出的算法具有更高精度的辨识结果。

  2022年01期 v.38 133-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K]
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• 基于小波变换样本熵和深度核极限学习机的电压暂降源辨识

  汪颖;敬志凤;

  电压暂降源的准确辨识是电压暂降治理决策和责任划分的基础。本文针对电压暂降源辨识困难问题，以信号处理和机器学习为基础，提出了一种基于小波变换样本熵和深度核极限学习机的电压暂降源辨识方法。利用小波变换对电压暂降信号进行分解，并计算分解后的小波系数的样本熵，以构成特征向量。基于极限学习机和自编码器理论并引入核函数构建深度核极限学习机模型，并将特征向量作为模型输入，通过多次训练和参数调试，获得最优参数。利用训练好的模型对输入数据进行辨识，以实现电压暂降源的辨识。结果表明，所提方法的准确率高、抗噪声性能好。

  2022年01期 v.38 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
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