预制装配式架桥机的起重小车复合滑模同步控制

预制装配式架桥机对预制墩柱架设过程中存在精度低、效率低等问题,针对这一问题基于时变滑模扰动观测器,提出变增益移动滑模控制方法。首先,通过分析架桥机起重小车架设墩柱的运动过程,得出了起重小车起升机构与走行机构的同步运动关系式,然后设计了一种结合交叉耦合控制策略的移动滑模控制器,提升了系统的鲁棒性;其次,设计了变增益趋近律,加快了误差收敛速度并抑制了抖振;同时,为了使架桥机起重小车适应不同工况下的扰动,设计了一种新的时变滑模扰动观测器,从而对产生扰动项进行实时的估计和补偿。Lyapunov理论可以证明上述控制器具有收敛性,数值仿真则可以表明,该控制方法对于提高起重小车的架设精度与速度是有效的。     

基于混合遗传算法的应急物资配送路径优化

为解决突发事件下应急物资的配送路径优化问题,以配送车辆的固定成本、运输成本、违反最大载重量以及右时间窗的惩罚成本之和最小为目标,构建了带时间窗约束的应急物资配送路径优化模型;通过将遗传算法与节约算法、大规模邻域搜索算法相结合,设计出了一种混合遗传算法对模型进行求解;最后用算例仿真验证了模型和算法的可行性。实验结果表明:设计的混合遗传算法在求解过程和求解结果上都比标准遗传算法更优,可见能够为解决应急物资的配送路径优化问题提供科学的决策依据。     

面向重大自然灾害的救援装备研究现状及发展趋势

随着地震、地质及洪涝等自然灾害多发频发,救援装备成为救灾应急力量体系的重要组成部分,中外围绕高机动、多功能、模块化、轻量化救援装备展开了深入的研究和应用。从快速抵达、救援处置、装备转场、协同救援及解决救援现场最后一公里的难题对中外的救援装备进行了论述,同时对中外救援装备的特点和性能进行了对比分析,提出了现有救援装备面临挑战问题,在此基础上提出了救援装备发展的方向和发展趋势,同时对救援机器人的发展进行了展望,以期对中国的应急救援装备的发展和处置能力的提升提供参考和借鉴。     

基于驾驶员警觉度的交通标志适宜信息量研究

为了解决驾驶员在草原公路交叉口路段因交通标志信息量过低引起的行车警觉度降低的问题,利用交通标志信息量化模型,建立6个不同信息量水平的室内模拟驾驶实验,驾驶员分别以车速为60km/h、80km/h和100km/h行车,基于脑电信号检测行车警觉度的技术,选取脑电指标β、(α+θ)/β、α/β作为驾驶警觉度评价指标,定量分析不同信息量水平和车速下的3种脑电指标节律值变化,采用非线性曲线拟合法,探究信息量和车速对驾驶警觉度的显著性,根据NASA-TLX驾驶负荷量表对模拟实验分析的结论进行验证。结果表明,交通标志信息量和车速存在交互作用,对行车警觉度均有显著影响,在草原公路交叉口处的适宜交通标志信息量为J4水平（范围为30-40bits）,行车速度为60km/h时,驾驶员3种脑电指标数据表现最佳,且指标β、(α+θ)/β、α/β在车速为60km/h下的拟合度分别为0.947、0.844、0.861,NASA-TLX驾驶负荷量表六个维度的评分均在J4水平最低,与实验数据分析结论一致。     

分段压裂过程中射孔段水泥环密封完整性的数值模拟

水平井射孔段井筒由于孔眼的存在,在分段压裂过程中应力集中现象极易加剧固井水泥环的破坏。此外,由于高压压裂液直接作用在水泥环孔眼壁面上,使其完整性在压裂过程中遭受的挑战更大。本文建立了热流固耦合数值模型旨在分析分段压裂过程中射孔段水泥环内部的温度与应力变化,研究了套管内压、压裂液排量、水泥弹性模量、孔径与孔密对于水泥环密封完整性的影响规律。计算结果表明,压裂过程中水泥环一界面、二界面以及孔眼处均会产生剪切破坏。考虑瞬态力热耦合作用时,水泥环孔眼处失封风险提高。压裂液排量、孔径与孔密对水泥环切向应力影响较小;套管内压与水泥环弹性模量的降低虽然可在一定程度降低剪切破坏系数,但难以避免射孔段水泥环压裂初期的剪切破坏。     

跨座式单轨车轨耦合系统振动信号采集频率分析

针对跨座式单轨车轨耦合系统振动信号采集时,振动信号采集频率会对车轨耦合动力响应数据处理结果产生影响,利用有限元分析软件建立跨座式单轨车轨耦合系统模型,探究不同车速下车辆与轨道梁振动响应随振动信号采集频率变化的趋势,进而得出适宜于车辆与轨道梁振动信号采集频率范围。研究结果表明：若振动信号采集频率过低,会导致车轨耦合振动响应结果失真,采集频率过高,对结果的精度提高效果并不明显;车辆振动信号采集频率宜不低于200 Hz;轨道梁垂向、横向振动加速度信号采集频率最低值分别为600 Hz和1500 Hz,且车速越高,振动信号采集频率对轨道梁振动加速度结果准确性影响越大。     

基于改进的Wasserstein生成对抗网络和深度残差网络的电缆中间接头局部放电缺陷识别

随着“碳达峰、碳中和”目标的明确,我国已有较多风光电场使用铝电缆作为直埋输电电缆,来实现成本的降低和清洁能源的利用。由于铝电缆接头PRPD谱图样本数量有限,导致了训练模式识别的网络识别准确率低、泛化能力差等问题,本文通过设计三种电缆接头典型缺陷,搭建局部放电实验平台,运用改进的Wasserstein生成对抗网络训练样本数据,借以生成更多新的图像数据,进而将生成样本和原始样本同时投入深度残差网络训练,该方法识别准确率达97.82%。与数据扩充前后不同层数深度残差网络和普通卷积神经网络训练的准确率进行比较,证明了该方法能够有效提升基于小样本条件下的识别准确率,对实际工程具有一定指导意义。     

日照典型岸滩海滩垃圾污染分布状况与年际变化特征

海滩垃圾对海岸带生态系统健康以及岸滩景观价值会产生明显的负面影响。为了掌握日照海滩垃圾的种类、组成、丰度、来源、年际变化等特征,2020年6月对日照典型岸滩进行了海滩垃圾调查取样与研究。结果显示：塑料类垃圾是日照典型岸滩海滩垃圾的主要组成成分(53.46%),规格尺寸以中块垃圾为主(82.39%),日照典型岸滩海滩垃圾平均数量密度为10.18万个/km²,质量密度为211.27 kg/km²,低于多数文献报道中的国内外海滩垃圾丰度水平。对日照典型岸滩海滩垃圾来源进行统计,来源于人类海岸活动的海滩垃圾数量最多(48.43%),其次为吸烟用品(22.64%),约91.19%的海滩垃圾来源于陆地,部分调查区域的烟蒂类垃圾存量相对较高,应采取措施加以防范。日照海滩垃圾丰度水平总体较低,2009—2020年12年间的海滩垃圾丰度均值(数量密度和质量密度)低于中国以及山东省海滩垃圾监测区丰度平均水平。     

中国大地形对冻雨天气云微物理过程的影响

云贵高原的冻雨是中国南方冬季最严重的气象灾害。利用天气研究和预报模式(weather research and forecasting model, WRF),对云贵高原大地形进行了敏感性实验,模拟了不同地形高度对大气环流、云微物理参量及冻雨分布的影响,结果显示：随着云贵高原大地形的抬升,准静止锋的锋线一直维持在24°N附近,但锋面越来越陡,表明高原大地形是形成云贵准静止锋的主要因素,准静止锋长时间滞留在贵州中东部和湖南西部,是该区冻雨高发的原因。随着高原的抬升,从全境的云滴碰并增长逐渐在高原东部出现冰晶融化过程,高原主体上的冻雨以过冷暖雨机制为主,而低海拔的东部地区以融化机制为主。随着高原抬升,高空逆温层及冻雨区均从贵州西北向贵州中部及东部地区移动,逆温层的存在及其冷-暖-冷的垂直结构是冻雨形成非常重要的因子。当云贵高原降至原地形的一半时,冻雨量最大,其后随着高原抬升,冻雨量开始减少。该研究有助于更深入了解云贵高原大地形对冻雨形成、范围和强度的影响机制。     

重金属污染土修复技术研究综述

中国土壤重金属污染情况严重,威胁着人们的身体健康,造成了巨大的经济损失。常用的重金属污染土修复技术基于物理、化学、生物的方法以及它们之间结合的修复技术。介绍了土壤中重金属的形态、来源以及常用修复技术的机理、影响因素和所存在的优势和缺陷,并且从修复成本、修复时间以及长期效果三个方面对常用的修复技术的适用性作了比较,为该领域学者的研究和实际的工程应用中制定重金属污染土壤的修复方案提供一定的参考。