• 水土流失灾害研究:地貌遥感与模型模拟

    李朋飞;

    <正>土壤为人类提供了生存空间,也是生态系统的重要组成部分。土壤侵蚀是土壤健康最严重的威胁之一,导致土壤碳流失与养分流失、土地退化、区域贫困等生态环境与社会经济问题,受到全球关注。然而,土壤侵蚀研究在过程机理、模型模拟等方面面临难题与挑战。(1)过程机理研究以侵蚀过程的有效监测为基础。传统监测方法难以实现较大范围以及地形极端复杂区域土壤侵蚀过程的精细监测。遥感技术能够克服传统方法的缺点。然而,目前其主要应用于小尺度(坡面),

    2023年06期 v.43;No.194 1032页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K]
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  • 构造煤组合体单轴加载下裂隙演化及分形规律

    赵鹏翔;刘云川;韩霜莹;刘妍群;刘莹莹;曹聪颖;王玉龙;

    为研究不同占比的构造煤-原生质煤组合体压裂后的裂隙演化规律及分形特征,运用单轴加载试验手段,得到了5种不同占比构造煤组合体的裂隙长度、角度及分形维数演化规律。结果表明,随构造煤占比的增大,组合体抗压强度、弹性模量均呈减小的趋势,而峰值应力应变呈增大的趋势,组合体整体特性向构造煤的脆性特性靠近,破坏形式从剪切破坏逐渐过渡到拉伸破坏。随构造煤占比的增大,主裂隙扩展时间占比由14%增大至59%,主裂隙平均扩展速率由0.76 mm/s增长至2.34 mm/s,主裂隙角度平均变化速率由3.07°/s减小至0.70°/s,煤体交界处的主裂隙角度和主裂隙角度平均变化速率均逐渐减小。随着不断的加载,组合体分形维数逐渐增大,各峰值应力处分形维数普遍分布在0.99~1.31。随着主裂隙角度的变化,全原生质煤试件主裂隙不同角度的分形维数逐渐减小,全构造煤试件主裂隙不同角度的分形维数逐渐增大,其他占比的构造煤组合体不同角度的主裂隙分形维数均先增加后减少,且其变化均发生在各自的煤体交界处。揭示了不同占比的构造煤组合体在加载过程中的裂隙扩展与角度的有关变化规律,为煤矿安全开采提供理论依据。

    2023年06期 v.43;No.194 1035-1044页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K]
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  • 经营性自建房安全监管决策研究——基于演化博弈视角

    王莉;马郴羽;杨帅;

    为深入揭示经营性自建房领域参与主体的博弈关系,运用演化博弈理论构建政府监管部门、第三方安全鉴定机构和经营性自建房业主三方演化博弈模型,建立复制动态方程分析博弈主体的策略选择,利用雅可比矩阵对系统均衡点的稳定性进行分析,通过数值试验及仿真,讨论关键参数对三方演化博弈的影响。结果表明:政府监管部门不严格监管所受上级部门的处罚力度及其给予第三方鉴定机构的扶持和奖惩力度是影响系统趋向于唯一稳定演化策略组合(1,1,1)的关键;第三方鉴定机构的行为策略受所得扶持、奖惩与不正当收益的差值影响较大,自建房业主与第三方鉴定机构的演化轨迹具有一定同步性;政府监管部门给予自建房业主和第三方鉴定机构的奖惩力度是影响其策略选择的主要因素,在此博弈系统中是施加影响的主体,政府监管部门采取奖惩机制与失信披露机制均可有效降低两者选择违规策略的概率。

    2023年06期 v.43;No.194 1045-1053页 [查看摘要][在线阅读][下载 1638K]
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  • 建筑工人安全能力提升策略系统动力学仿真

    魏涛;成连华;鲍枫;陶敬兵;赵旭东;白宝丁;

    为有效提升建筑工人安全能力,减少建筑施工生产安全事故,基于信息认知理论构建建筑工人安全能力系统模型,并从安全文化、安全投入、安全约束等维度分析调控因子并提出安全能力提升策略,以量化形式动态分析提升策略对安全能力的效用。基于建筑工人安全能力的系统动力学模型,将安全投入策略作为单因子改变量,得到不同维度提升策略下各子系统核心变量作为时间函数的动态特征。结果表明:在整个仿真周期内,安全文化策略、安全投入策略和安全约束策略调控因子各增加20%,安全能力水平增幅分别为7.79%、9.46%与5.87%;发现投入与安全能力收益具有时滞效应和“规模报酬递减”特性;风险感知与决策能力的提升周期较长,且受安全文化策略的影响较大,而安全执行能力在仿真周期内波动性较大,且提升幅度主要受安全投入策略的影响。研究结果可进一步为提升策略优化和安全能力预测提供依据。

    2023年06期 v.43;No.194 1054-1062页 [查看摘要][在线阅读][下载 1968K]
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  • 坚硬顶板回采巷道矿压显现规律及煤柱优化

    华照来;程利兴;任建超;冯裕堂;刘茂福;汪占领;

    为研究浅埋深坚硬厚顶板条件下合理护巷煤柱宽度,依据现场实测数据分析了工作面回采全过程围岩应力响应特征,研究了煤柱应力分布演化规律,采用数值模拟软件建立了不同煤柱宽度二维离散元模型,探讨了不同煤柱宽度条件下围岩应力与塑性区的分布规律。结果表明:煤柱侧向悬顶是造成巷道围岩应力响应强烈的主要原因,滞后工作面124~405.6 m顶板不同层位岩层运动强烈,靠近煤柱侧顶板锚杆(索)受力变化大,最大变化幅度达54 kN,滞后工作面距离大于405.6 m时锚杆(索)受力基本趋于稳定;巷道围岩变形以底鼓为主,且底鼓量占顶底板移近量的95%以上;煤柱应力分布呈“单峰型”分布特征,峰值应力分布在8~14 m范围内,采用理论计算得出了煤柱临界宽度为17.6 m;数值模拟表明煤柱宽度为18 m时,煤柱应力及塑性区分布均可满足保持巷道稳定的要求,理论计算与数值模拟综合分析确定了类似条件下合理煤柱宽度为18 m,并依据顶板岩层分布特征,提出了“支护-卸压”协同控制技术进一步优化煤柱宽度的思路及建议。

    2023年06期 v.43;No.194 1063-1070页 [查看摘要][在线阅读][下载 1917K]
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  • 宁夏灵新矿不粘煤的孔隙结构特征及其对CO吸附的影响

    赵奕博;田水承;黄剑;张铎;

    为研究宁夏灵新矿不粘煤的孔隙结构特征对CO吸附的影响,开展了低温液氮吸附试验和CO吸附试验,分析了不粘煤在不同粒径下的孔隙结构特征,讨论了比表面积和孔容分布对CO吸附的影响;利用FHH模型计算了煤样孔隙的分形维数,建立了分形维数与Langmuir参数V_L、P_L之间的关系,明确了煤样孔隙分形特征对CO吸附的影响。结果表明:在各类孔隙结构中,微孔数量最多;随着煤样粒径减小,煤样总比表面积和总孔容均增加,煤样总比表面积、总孔容与V_L呈正相关;煤样在低、中、高3个压力阶段具有不同的吸附特性和分形特征,煤样对CO吸附受分形维数D_1和D_2影响,随着D_1增大,煤样对CO的吸附能力增强,随着D_2增大,煤样对CO的吸附能力逐渐减弱;分形维数D_1与V_L呈正相关,与P_L呈负相关,分形维数D_2与V_L和P_L之间相关性不明显。研究结果对矿井煤自燃火灾指标性气体的精准监测具有指导意义。

    2023年06期 v.43;No.194 1071-1078页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
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  • 综采工作面割煤作业粉尘运移扩散规律模拟

    张锁;许茂业;董俊亮;胡园园;徐超;苏明清;黎枭;

    为掌握矿井采煤工作面粉尘运移扩散规律、对井下综采工作面空间防尘系统设计提供依据,以新街台格庙矿区规划的大采高工作面为研究背景,运用Solidworks和ANSYS软件建立采煤工作面几何物理模型,结合气固两相流理论对采煤机割煤作业粉尘运动情况进行数值模拟。对比分析不同入口风速、采煤机工作方式和粉尘粒径时工作面粉尘浓度分布特征。结果表明:工作面风速在沿程方向上整体呈现低-高-低的波动趋势,在采空区至煤壁方向上逐渐增高;在采煤机下风侧滚筒截煤粉尘叠加形成长度达60 m的高浓度粉尘区,浓度超2 000 mg/m~3;采面入口风速是影响粉尘浓度的主要因素,采面粉尘峰值浓度与沿程浓度随风速增加而降低;采煤机工作方式改变使得粉尘浓度在水平高度上分布出现显著差异,造成粉尘重点防治区域变化;粉尘粒径越小,工作面呼吸带高度粉尘峰值浓度越高,粉尘颗粒漂浮现象越明显。研究结果有效掌握了大采高工作面粉尘运移扩散规律,为工作面防尘布置提供参考,对实现综采工作面的安全开采具有指导意义。

    2023年06期 v.43;No.194 1079-1087页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]
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  • 煤自燃指标气体分析与分级预警

    江莉娟;邓存宝;王彩萍;雷昌奎;年军;

    煤自然发火严重制约矿井安全生产。为实现煤自然发火危险性精准预测预报,采用程序升温试验系统测试分析了沙曲一号煤矿不同粒径煤样各种气体产物及其浓度变化规律,进一步引入随机森林集成学习方法建立了煤自然发火危险性分级预警模型,并通过大佛寺煤矿自然发火试验进行了验证分析。结果表明:粒径越小,煤氧接触面积越大,煤氧反应越激烈,气体产物浓度越大;C_2H_6气体属于煤体赋存气体,在试验初始阶段就出现了,但C_2H_4气体在温度升高至120℃左右才出现,是煤氧化裂解的产物,可以作为沙曲一号煤矿自然发火指标气体;基于随机森林建立的煤自然发火危险性分级预警模型训练样本预测准确率达到100%,在默认参数条件下,测试样本预测准确率高达96.7%,通过自然发火试验数据验证分析得到测试集预测准确率为98.9%,变量重要度评估结果为CO和C_2H_4气体对煤自然发火危险性影响最大,这与现场实际情况吻合。随机森林用于处理煤自然发火危险性与气体产物之间的复杂非线性关系十分理想,适合于煤自然发火危险性预测预报。

    2023年06期 v.43;No.194 1088-1098页 [查看摘要][在线阅读][下载 2076K]
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  • 基于微电子封装焊点超声图像边缘效应分析的可靠性无损评价方法

    马宏伟;王浩添;张广明;陈渊;董明;

    封装技术的集成化与小型化对封装内部焊点的无损评价方法提出了更高的要求。为研究微电子封装中焊点的可靠性问题,提出了一种基于微电子封装焊点超声图像边缘效应分析的可靠性无损评价方法。首先,设计并制造了装载有倒装芯片封装的试验样板,并利用热循环加速试验对样板进行老化处理。每4个试验周期,样板取出进行超声数据采集以监测焊点退化。其次,通过有限元仿真深入研究了超声波在电子封装内部的传播机制,建立了焊点超声图像几何特征与焊点实际物理特征之间的定性定量关系。在该理论基础上,提出一种焊点超声图像边缘提取算法,优化了焊点超声图像中心区域的定位。最后,通过焊点图像中心区域的亮度变化,确定了不同位置焊点的失效周期。利用均方根误差作为评价指标,将研究结果与以往方法进行了对比。结果表明:所提出的边缘检测算法在处理低质量焊点图像时,表现出显著的优势,具有良好的抗噪性能,能够得到清晰的单像素边缘;在焊点可靠性评价中,相较于以往的方法,均方根误差从137.11增强至41.23,检测精度提高了69.96%,大幅提升了焊点可靠性评价的准确性。这为微电子封装焊点的无损评价提供了有力的理论支持。

    2023年06期 v.43;No.194 1099-1109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
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  • 烟雾峁地区延长组深湖细粒沉积岩岩相特征

    陈玉宝;叶政钦;杨海龙;张创;周雪;

    为研究细粒沉积岩的分布、深湖的岩相划分和储层评价,寻找有利区带,选取鄂尔多斯盆地延长组长7深湖细粒沉积岩进行矿物含量、有机质含量及沉积结构等岩性特征分析,建立量化分类方案。结果表明:细粒沉积岩可分为富有机质层状页岩相、富有机质凝灰质条带泥岩相、富有机质层状泥岩相、富有机质层状粉砂质泥岩相、含有机质层状细砂岩相和含有机质块状砂岩相6种岩相类型,分别具有“一高四中一低”“两高两中两低”“一高三中两低”“五中一低”“四中两低”和“一中五低”等测井曲线特征;烟雾峁地区长7段为含有机质层状细砂岩相和含有机质块状砂岩相,物性较好,有利于致密油的聚集。分析烟雾峁致密油藏岩相特征,推测油藏有利岩相,建立不同类型的岩相,为缺乏岩芯资料井段的岩相识别提供思路。

    2023年06期 v.43;No.194 1110-1117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2194K]
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  • 陕南地区中煤阶煤分子结构演化特征

    李焕同;邹晓艳;张卫国;乔军伟;

    为研究陕南地区中煤阶煤结构中官能团的变化,以北秦岭商洛煤产地和上扬子镇巴煤产地的8个中等变质程度煤样为研究对象,采用X射线衍射和傅里叶红外光谱对煤结构进行表征,结合分峰拟合来获取官能团的相对含量及结构参数。结果表明:随着镜质体反射率增大,芳环层面网间距逐渐减小,堆砌度与延展度逐渐增大,芳香度在反射率为1.30%时出现拐点;中煤阶煤芳香结构中苯环取代方式以三取代和二取代为主,随着变质程度的增高,苯环二取代的比例升高,脂肪族结构逐渐脱落导致相对比例降低,含氧官能团的吸收峰强度逐渐减弱,其中在反射率为1.3%时羰基相对含量最低;自缔合羟基、醚氧羟基和环羟基的相对含量均呈先减小后增大的趋势,煤分子结构中链状结构的环化使环状羟基相对含量在反射率为1.30%后增大,环化作用增强导致甲基含量减少,分子结构空间排列紧密,自缔合羟基相对含量增加;红外结构参数芳碳率、芳香性、芳香环缩聚程度和CH_2/CH_3等随反射率的增大而增大,成熟度的变化与醚氧或酚羟基的转化相关。总体上芳香结构相对含量增大,脂族结构减少,缩聚程度增加,生烃潜力随反射率增大,反映煤结构的生烃潜力降低。

    2023年06期 v.43;No.194 1118-1127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K]
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  • 沥青路面色差修补材料配合比及路用性能

    景宏君;丁孝妮;胡裕成;贾广平;李东珀;刘骞;

    为研究沥青路面坑槽修复前后存在的颜色差异问题,选用丙烯酸改性环氧树脂为基液,添加炭黑、钛白粉和金刚砂作为颜填料,制备一种使沥青路面色差统一的多色阶美化涂层材料。利用正交试验分析各因素水平对环氧树脂基体粘度、拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明:涂层中环氧树脂基体的最佳质量配比为,增韧剂含量为15%,稀释剂含量为30%,固化剂含量为60%,促进剂含量为6%;依据路面颜色将路面灰阶等级划分为三阶,确定了多色阶美化涂层中炭黑与钛白粉的比例掺量;依据试件的拉伸强度和断裂伸长率确定了功能填料金刚砂与环氧树脂基体的最佳质量比为30%;涂料制备完成后,对其耐磨、抗滑以及抗紫外老化性能进行检测,检测结果均满足规范要求。涂层材料能够明显降低修补后沥青路面与原路面的色差,不同配比的混合料适用于不同色阶等级的沥青路面。

    2023年06期 v.43;No.194 1128-1136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1535K]
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  • 中深埋缓倾斜梯形切眼围岩变形规律及支护技术

    于远祥;廖安全;

    针对缓倾斜巷道在开挖扰动、孔隙水压及地应力共同作用下变形破坏的高度复杂性和难以控制的显著特点,以马蹄沟煤矿3506工作面缓倾斜梯形切眼为工程背景,基于弹塑性变形理论,建立了垂直地应力、水平构造应力及孔隙水压共同作用下切眼围岩受力计算模型。考虑开挖过程中切眼围岩内摩擦角与黏聚力的扰动劣化效应,推导了非均匀地应力场作用下切眼围岩的应力和位移解析解,进而针对性地提出了倾斜巷道开挖及其围岩支护方案。结果表明:开挖方式、地质强度、切眼倾角、地应力、孔隙水压及岩体应变软化程度是影响切眼围岩的应力分布与位移大小的关键性因素;倾斜巷道不同断面位置所受地应力和孔隙水压存在差异性,不同掘进区段围岩变形量并不相同,应设计不同的开挖预留量及其支护参数。最后,基于上述理论分析,将马蹄沟煤矿3506工作面缓倾斜切眼分为4个掘进区段,确定了切眼第一区段至第四区段掘进预留变形量分别为300,260,220及200 mm,切眼围岩支护加固后,其顶底板最大移近量为204 mm,两帮最大移近量为165 mm,围岩变形控制效果良好,满足现场生产要求。

    2023年06期 v.43;No.194 1137-1148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
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  • 软土地区钢顶管施工引起的地表变形规律

    李江;

    为研究软土地区钢顶管施工引起的地表变形规律,以东莞某输水工程为背景,分别采用预测公式、数值模拟和现场监测的方法对顶进过程中引起的地表变形进行了计算和监测,以期得到顶进过程中纵、横方向的地表变形规律。首先推导出了基于顶进间隙的地表变形预测公式并计算出顶管施工可能产生的最大竖向位移为14.1 mm,此变形量在规范允许路面沉降范围内(≤20.0 mm),无须进行土体加固等措施;然后采用数值模拟的方法建立有限元模型对顶进导致的地表变形进行了计算,并就减轻地表变形的方法进行了讨论;最后与现场监测的结果进行了对比分析。结果表明:3种方法得到的变形曲线形状除了顶管轴线处地表峰值位移(数值模拟数值为13.7 mm,现场监测为15.2 mm)有稍许差异外,整体基本一致;顶管顶进时,横向监测断面的沉降槽呈“V”形,最大沉降值在顶管中心轴线处,随着距离中心轴线越远,沉降值越小,最后趋于0;纵向监测断面呈倒“S”形,大致可分为顶进前土体的隆起,顶进中土体的沉降,顶进后土体轻微回隆,顶进后土体稳定4个阶段;在顶管施工前可以对地表变形进行预测和数值模拟计算,结合预测和模拟计算的结果,通过合理的设置顶推力、注浆压力以及必要的土层加固来控制土体的变形。提出的预测公式具有概念清晰、可操作性强的特点,在软土地区适应性好,后续类似工程可以采用。研究成果可为软土地区类似顶管工程施工诱发的地面沉降进行预测及变形控制提供科学参考。

    2023年06期 v.43;No.194 1149-1157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
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  • 煤矿井下钻孔裂隙识别技术

    赵安新;黎梁;刘柯;张育刚;王伟峰;

    为研究采区煤岩体中裂隙、断裂、破碎带等结构面的自动检测技术,解决现有人工智能技术中迭代次数大、检测框准确度低等问题,采用YOLOv5算法融合注意力机制、损失函数、多尺度检测的方法,对煤矿巷道上顶板5种不同地质钻孔进行裂隙检测试验。结果表明:将注意力机制SENet引入YOLOv5模型框架,避免了图像背景区域与裂隙区域相似度较高问题;采用有效交并比损失函数代替完全交并比损失函数,使得预测框能够更加有效拟合真实目标框;对YOLOv5模型增添3种不同尺寸的锚定框并添加160×160特征层,实现检测更小的目标。该方法与SSD、YOLOv5等检测算法在同样条件下相比,其检测精度分别提升了18.9%,2.1%,召回率提升了39.5%,1.6%,平均精度提升了28.1%,1.0%。改进后的模型将三尺度检测变为四尺度检测,提升了算法的多尺度目标检测性能,能够对钻孔裂隙进行高精度检测,满足钻孔裂隙实时检测需求。

    2023年06期 v.43;No.194 1158-1167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K]
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  • 黏土水泥浆水化固结微观特征研究

    贺晓浪;蒲治国;段东伟;

    通过注浆堵水方式来治理陕北地区露天煤矿水害问题,以提高注浆堵水效果,对黏土水泥浆固结体的水化过程和固结机理进行研究。采用X射线衍射试验和扫描电镜试验相结合的方法,探究不同浆液配比与不同养护龄期的水化产物含量和固结体的微观形貌特征。结果表明:浆液的水化产物主要有水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石以及还没完全水化的石英SiO_2,随着水化反应的进行,C-S-H和钙矾石等凝胶物质含量逐渐增加,固结体强度增强;黏土多有利于固结体生成更多的凝胶团,加强结构的抗渗性;水泥加量过少,生成的硅酸钙等胶体微粒不足,大量黏土颗粒不能有效生成凝胶物质参与固化反应,导致固结体强度不足;随着水固比的增加,固结体的孔隙也相应变少变小;在黏土水泥浆水化期间生成了大量黏土-水泥球凝胶团以及C-S-H凝胶,黏土-水泥球凝胶团之间相互吸附、连接成片,同时C-S-H对裂隙进行填充并连接成网。黏土水泥浆液水固比1.5∶1,水泥加量为20%~40%时,浆液固结体的阻水效果优异,可为工程实践提供参考。

    2023年06期 v.43;No.194 1168-1175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1804K]
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  • 晋西黄土崩塌类型及其变形-破坏机制

    刘知;安明晓;杨文府;刘小松;李喜安;

    晋西黄土高原沟壑纵横的地貌形态使得黄土崩塌灾害频发,加之因其纵向贯穿砂黄土带、典型黄土带和黏黄土带,黄土崩塌类型齐全,为黄土崩塌成因及分类理论研究提供了便利条件。基于此通过开展大量野外调查研究,提出了晋西黄土崩塌的“主控因素分类”和“变形-破坏方式分类”,并探索了滑落式黄土崩塌与黄土滑坡的界定条件。结果表明:晋西黄土崩塌按主控因素可分为冻融破坏、构造应力诱导、降雨诱发、灌溉诱发、工程扰动、植物根劈、复合型等7种类型,按变形-破坏方式可分为被动(拉裂)倾倒式、主动(推挤)倾倒式、下挫式、坠落式、被动(拉裂)滑落式、主动(剪切)滑落式、剥落式等7种类型;将变形黄土体重心的垂直移动距离大于其水平位移距离2倍以上且其致灾模式以“击毁+掩埋”为主,“冲毁”为辅的认定为滑落式崩塌。以上研究结果不仅可用于指导晋西黄土高原崩塌灾害防治规划工作实践,亦可为黄土崩塌理论研究提供可以借鉴的理论基础。

    2023年06期 v.43;No.194 1176-1185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1985K]
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  • 基于CNN的矿井富水区电磁反演研究

    郭瑞;董振良;乔鹏举;闫涛;苗壮;田丰;

    针对传统卷积神经网络(CNN)在电磁反演中提取数据特征时冗余信息多,导致网络反演精度降低的问题,提出一种变步长卷积神经网络电磁反演方法,将输入数据拓展为一维行向量,在各层网络中交替使用不同步长的卷积核进行卷积运算提取数据特征,利用变步长卷积方式替代传统网络的池化层,完成对冗余信息的过滤和特征信息的选择,并通过小卷积核级联的方式增大网络感受野提高网络的非线性表达能力。通过二维时域有限差分法(2D-FDTD)对不同电磁参数的富水区模型进行正演计算,并根据计算得出的电场时域响应特征建立样本数据集;将变步长卷积神经网络应用于电磁反演研究,建立适用于富水区问题的变步长卷积神经网络电磁反演模型,并验证变步长卷积神经网络电磁反演方法的精度。结果表明:该方法对坐标位置的反演平均相对误差为2.85%,对相对介电常数的反演平均相对误差为6.07%,反演结果与实际模型吻合度较高。所提方法对提高矿井富水区电磁反演的精度和效率具有一定的理论参考价值。

    2023年06期 v.43;No.194 1186-1194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]
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  • 室内剔除行人特征点的视觉SLAM算法

    龚云;徐昊天;吕鸣雨;

    针对视觉SLAM系统在室内场景下易受行人干扰,导致定位精度和稳定性下降的问题,提出了一种室内剔除行人特征点的视觉SLAM算法,该算法在传统的ORB_SLAM2算法中集成了一个新的动态目标检测线程,此线程使用YOLOV5s目标检测算法识别并剔除行人动态信息。首先,系统对YOLOV5s引入坐标注意力机制,提取图像中与目标相关的特征;其次,将彩色图像同时输入到ORB_SLAM2算法和动态目标检测线程中,ORB_SLAM2算法实时估计相机位姿,动态目标检测线程识别和剔除行人动态目标,从而减少其对ORB_SLAM2算法的干扰;最后,将2个线程的输出融合至静态地图构建线程,生成无行人干扰的地图构建结果。针对文中算法,在不同数据集下开展试验验证。结果表明:相对于ORB_SLAM2算法,改进算法在TUM的高动态数据集中绝对轨迹精度提高了96.51%,相对轨迹精度提高了96.57%,相对轨迹误差的旋转精度提高了96.47%。室内剔除行人特征点的视觉SLAM算法充分过滤了行人特征点,提高了SLAM系统的精度,为室内导航、建图等领域提供了一种新的解决方案。

    2023年06期 v.43;No.194 1195-1206页 [查看摘要][在线阅读][下载 2480K]
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  • 基于生成对抗网络结合Transformer的半监督图像增强方法

    马天;李凡卉;席润韬;安金鹏;杨嘉怡;张杰慧;

    针对成对数据集获取成本较高、光照分布不均衡图像增强效果欠佳以及增强结果易产生十字形伪影的问题,提出了一种基于生成对抗网络结合Transformer的半监督图像增强方法。首先,采用Transformer网络架构作为生成对抗网络中生成器的主干网络,提取不同像素块间的依赖关系以获取全局特征,并通过非成对数据集进行半监督学习;其次,使用灰度图作为生成器网络的光照注意力图,以平衡增强结果在不同区域的曝光水平;最后,在生成器和鉴别器网络中交叉使用均等裁剪策略和滑动窗口裁剪策略,增强网络提取特征的能力并解决十字形伪影问题,并引入重建损失来提高生成器对图像细节的感知能力。结果表明:提出方法取得了更好的光照和色彩平衡效果,自然图像质量评估指标平均提升了2.37%;在图像修饰任务中,图像峰值信噪比、相似结构度和感知损失同时达到了最优;在低光照增强任务中,图像峰值信噪比提升了13.46%;充分验证了提出方法在图像增强2个子任务上的有效性。

    2023年06期 v.43;No.194 1207-1218页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K]
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  • 适用于输电线路暂态分析的频率相关模型

    李磊;马宪民;

    为提高电力系统电磁暂态计算精度,输电线路元件模拟常用分布参数,电磁暂态仿真软件中,也有与之匹配的输电线路频率相关模型。为验证ATP与PSCAD中该模型的精确度,提出一种时域仿真反推算输电线路衰减系数的方法,通过卡尔松公式计算输电线路理论衰减系数;分别建立输电线路电磁暂态仿真模型,使系统在某一频率下进行暂态仿真直至稳态,分析线路中点与末端电压波形,利用稳态参数反推算其衰减系数,比较在不同频率下与理论计算所得衰减系数的误差;通过对比输电线路参数理论计算值与仿真计算值,分析误差产生的原因。结果表明:输电线路暂态过程中,高频下的衰减系数远大于工频。随着频率的升高,输电线路参数正序、零序的衰减系数都逐渐增大,且零序表现的更为明显,在频率为50 000 Hz时,其衰减系数可达到工频时的17倍;比较理论与仿真计算结果,ATP中的频率相关模型参数计算比较精确,50 000 Hz时计算出衰减系数误差为0.66%,PSCAD中衰减系数误差较为明显,50 000 Hz时计算出衰减系数误差为3.41%,且随着频率的增大,衰减系数误差也越来越大。究其原因,PSCAD中线路参数计算得到的电阻值偏大,其与程序中求解频变参数计算公式有关,电磁暂态仿真时需予以重视。

    2023年06期 v.43;No.194 1219-1226页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K]
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  • 《西安科技大学学报》2023年总目次

    <正>~~

    2023年06期 v.43;No.194 1227-1231页 [查看摘要][在线阅读][下载 1014K]
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  • 《西安科技大学学报》征稿简则

    <正>《西安科技大学学报》是由陕西省教育厅主管,西安科技大学主办,以矿业类为特色、兼顾理工学科各门类的综合性学术期刊。本刊坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,面向国内外矿业领域及相关学科的科技工作者,开展学术交流,为繁荣煤炭科学事业培养人才,为中国经济建设服务的办刊宗旨。主要刊载安全科学与工程、矿业工程、应急技术与管理、土木工程、建筑与土木工程、地质资源与地质工程、测绘工程、材料科学与工程、化学与化工、机械工程、电气工程及自动化、

    2023年06期 v.43;No.194 1232页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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