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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于改进蜉蝣算法优化多阈值图像分割

    贺航许连杰李高源吕容飞...
    5059-5068页
    查看更多>>摘要：针对图像多阈值分割中存在分割效率低、计算时间长以及精度不高等问题,提出了一种基于改进蜉蝣算法的多阈值图像分割算法.首先,在初始化阶段引入类随机采样方法中的Sobol序列,增强种群的遍历性和多样性;其次,提出一种自适应非线性惯性权重,平衡了全局与局部寻优能力,提高了算法的收敛效率,利于种群向最优解逼近;最后,采用指数熵作为计算适应度的目标函数,通过改进蜉蝣算法对图像分割的多阈值组合进行寻优,确定最优分割阈值.为了验证该改进算法的有效性,选择了伯克利图像来进行分割验证,并与其他智能算法进行比较.实验结果表明:该改进算法在分割准确性、计算时间、结构衡量指标(structure similarity index measure,SSIM)和峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)上均优于对比算法,能快速有效地解决复杂多目标图像的多阈值分割问题,具有较强的工程实用性.

    多阈值图像分割蜉蝣算法Sobol序列惯性权重指数熵智能优化算法

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    考虑优先级和时间窗约束的应急物资调配模型

    王慧丽乔咏艺
    5069-5075页
    查看更多>>摘要：突发公共卫生事件的不确定性和突发性特点,使得高效精准的应急物资调配方案显得尤为重要.构建突发公共卫生事件背景下生活物资配送中转站的选址模型,并考虑特殊事件的发生,改进优先级系数和时间窗的计算,以运输距离、违反车辆容量与时间窗约束的惩罚成本最小为多目标,构建物资配送路径规划模型,通过K-means聚类算法解决选址问题,设置遗传算法和大邻域搜索算法的混合遗传算法求解最优配送路径.最后以长春市朝阳区的物资配送为例进行实证分析.结果表明:可以将200个小区聚类为60个物资需求站点进行配送,需要26辆车将物资从调配中心转运到需求站点,并得到4类最优的物资配送方案,为解决突发公共卫生事件下应急物资配置提供了新的思路.

    物资调配路径规划多目标K-means聚类算法混合遗传算法

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    水泥与粗颗粒工程弃土复合固化改良淤泥土试验研究

    秦玉禹秦子鹏黄煌蒋光荣...
    5076-5087页
    查看更多>>摘要：为实现工程弃土的资源化利用和降低工程投资,以苍南县安澜工程(南片海塘)护塘河开挖产生的淤泥质土为研究对象,将附近绿能小镇三澳核电站工程弃土作为粒径改良用土,并采用水泥作为固化剂,通过不固结不排水(UU)三轴剪切试验研究水泥与粗颗粒工程弃土复合改良淤泥土的物理力学性能,并得到既符合工程设计要求又具较好经济性的改良土配合比.试验结果表明:影响改良土物理力学性能因素主要为粗颗粒弃土占比、水泥掺量、养护龄期,其中水泥掺量与养护龄期影响最为显著;单掺改良时,粗颗粒掺量对改良土的力学性能影响较小,改良效果不佳.淤泥土、粗颗粒土、水泥掺量分别为40％、60％、15％,养护龄期为56 d时淤泥质土的改良效果最佳,最大偏应力和黏聚力分别为2 897.87、567.63 kPa.改良后的土作为海塘闭气土方用土能够满足工程设计要求.研究成果能够为海塘工程设计和施工提供理论依据和指导.

    淤泥土粗颗粒土级配改良复合改良三轴试验物理力学特性

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    滩涂地区预压作用下人工硬壳层对桥梁桩基的影响分析:以浙江省十一塘高速为例

    李赟陈龙谢晨雷陈永辉...
    5088-5095页
    查看更多>>摘要：滩涂地区深厚的软土地质条件给现浇箱梁的施工带来了较大挑战,依托浙江省十一塘高速公路一期工程,研究预压荷载作用下人工就地固化硬壳层对桥梁桩基的影响.基于土体硬化模型建立三维数值计算模型,对比不同硬壳层深度下桩身轴力、侧摩阻力和水平位移的变化规律,结果表明:当硬壳层厚度为2 m时,桩身轴力减少约16％且硬壳层的厚度会改变负摩阻力的传递深度,表现为硬壳层厚度越厚桩侧阻力中性点越往上移.此外,在一定深度影响范围内,硬壳层能够有效控制桩顶和不同深度处桩身水平位移,硬壳层厚度越大,桩顶水平位移越小.最后通过分析土体模量对桩身水平位移的影响发现,桩身水平位移会随该层土压缩模量的增大而减小且土体卸载/再加载刚度模量Eur的影响高于土体偏量加载刚度模量E50及土体侧限压缩刚度模量Eeod的影响.

    滩涂就地固化满堂支架桩身侧移压缩模量

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    寒旱环境灌木根系增强春融期边坡稳定性影响

    高英马艳霞张吾渝张小荣...
    5096-5103页
    查看更多>>摘要：春融期边坡极易发生热融滑塌现象,为研究植被根系与边坡冻融界面呈不同夹角α条件下边坡的潜在滑移面破坏形式、位移特征以及稳定性影响.结果表明:随融化深度的增加,春融期素土及根-土复合体边坡的等效塑性应变贯通带越明显,易沿着冻融界面发生平面状滑塌;相比于素土边坡,春融期(3月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约69.65％,春融期(4月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约71.88％,且根-土复合体边坡位移的减少量随着α角的增大而呈增大趋势,表现出根系伸入冻融界面处时具有较强的固土能力;当根系与冻融界面夹角α由45°增大至90°时,根-土复合体边坡的安全系数呈增长趋势,且根系与边坡冻融界面垂直时,根系具有相对最大限度地增强春融期边坡固土护坡作用,可有效提高春融期边坡的稳定性.研究成果为探讨冻融界面处植物根系对春融期边坡稳定性具有理论研究价值和实际指导意义.

    根-土复合体水热力耦合冻融界面边坡稳定性

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    西香高速泸沽湖特大型桥梁处碎石土力学特性研究

    郑达周赛周鸿轲
    5104-5113页
    查看更多>>摘要：针对桥梁重力锚布设对碎石土堆积体稳定性的影响问题,以西香高速泸沽湖特大型桥梁为例,围绕该处碎石土的力学特征与变形参数,采用室内大型三轴试验与PFC(particle flow code)-FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)耦合的数值仿真技术,建立柔性边界条件下的三轴试验模型,分析该碎石土的变形破坏特征以及力学机制变化规律.结果表明:在三轴试验中围压与初始弹性模量Ei呈正相关性,随着碎石土试样中粗颗粒料含量增加,内聚力会减少而内摩擦角增加;拟合得到该处碎石土试样破坏强度σcre与围压σ3的线性关系式:ocre=2.95o-3+176.105;三轴试样在低围压下,上下锥形区域持续压密吸收能量,碎石土试样内部出现两条剪切带,整体呈"X"形,随着围压的增加,能量出现冗余并向剪切带外扩散,产生新的裂隙,掩盖了剪切带的区域化特征,导致剪切带逐渐减少并在围压达到400 kPa时消失.研究成果对碎石土堆积体稳定性问题具有一定的参考价值和指导意义.

    碎石土大型三轴试验PFC-FLAC耦合柔性边界变形特征力学机制

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    超高层建筑施工中起火预测及火灾模拟与人员疏散

    任浩王宪杰张林飞翁振江...
    5114-5122页
    查看更多>>摘要：超高层施工中起火因素多,火灾危害较大,疏散风险较高.为研究超高层施工中火灾发生情况与对应情况下的人员疏散问题,以招平商务中心项目施工现场为例,采用神经网络对火灾的起火材料进行预测,通过火灾动力学模拟工具进行火灾模拟仿真,得到火灾烟气与温度的模拟数据,并在此基础上考虑恐慌和施工环境影响,对施工现场人员利用Pathfinder进行疏散研究.结果表明:该案例最可能的起火材料为保温材料,火灾时影响疏散的因素主要为温度与能见度,疏散者受恐慌情绪、火灾和施工环境影响后,疏散时间由324 s变为419 s.

    施工火灾超高层建筑火灾动力学模拟工具(FDS)疏散模拟神经网络

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    基于强化学习的室内温湿度联合控制方法研究

    陈长成安晶晶王闯段晓绒...
    5123-5133页
    查看更多>>摘要：为解决目前风机盘管控制方法仅以室内温度作为单一控制对象且忽略湿度的问题,以采用风机盘管加新风系统的北京某办公建筑为研究对象,提出一种基于动作干预的强化学习控制方法对风机盘管的送风量进行调节,以期获得更佳的室内温度和相对湿度联合控制满足率.利用TensorFlow部署强化学习算法,在TRNSYS中建立建筑空调系统仿真模型,利用自开发的TRNSYS-Python联合仿真平台对所提算法进行训练、测试和评估.结果表明:与传统的通断控制和基于规则的控制方法相比,本研究提出的控制方法可以将室内温度和相对湿度联合控制满足率提高9.5％以上.可见该方法具有工程应用价值,为提高建筑室内热舒适提供了新的研究思路.

    风机盘管强化学习联合仿真室内温湿度控制

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    高流速卵石地层地铁联络通道人工冻结温度场研究

    韩昀希冯利华任全军沈宇鹏...
    5134-5142页
    查看更多>>摘要：地铁联络通道的开挖经常受到地下水干扰,人工地层冻结法凭借其优秀的封水性和适应性成为富水地层联络通道施工的首选工法.依托北京地铁12号线苏州桥站～人民大学站区间1#联络通道冻结工程,通过现场实测研究地层温度场和泄压孔压力的发展规律,分析冻结帷幕的交圈特征,确定高流速地层冻结壁薄弱位置.结果表明:盐水去回路温度在冻结初期迅速下降,而后降速减缓并最终稳定在-28℃以下;测温孔中土体与管片交界处的温度高于土体内部,渗流上游冻结壁温度高于下游,这些区域应当重点监测;冻结至59 d时,利用基于实际降温速率的分阶段冻结壁厚度计算方法求得不同截面位置处的冻结壁最小厚度为2 495.2 mm,同时泄压孔压力已全部释放并保持稳定,冻结壁不再发展,满足联络通道开挖要求.研究成果能为高流速地层的人工冻结参数选取和监测提供理论支持.

    联络通道人工地层冻结法温度场冻结壁厚度冻胀力

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    基于行政和几何中心的山区聚落空间结构对比:以岷江上游为例

    范娜田述军宋丽君杨兰...
    5143-5151页
    查看更多>>摘要：为了优化山区聚落空间格局与合理规划国土空间,进一步推进乡村振兴的进程,探究山区聚落的空间结构特征是重要目标之一.以岷江上游山区聚落为研究对象,基于城市位序-规模原理、聚集维数和关联维数方法对岷江上游聚落行政和聚落几何中心的空间结构特征进行分析和对比,并总结其造成误差的原因.结果表明:岷江上游首位分布城镇体系结构特征明显,县域人口的累积百分比曲线符合位序-规模的特征.岷江上游聚落空间结构分形特征显著,受经济因素的重要影响,聚落在空间上聚集分布,并以各首位城镇为中心向周边逐渐衰减.岷江上游关联维数和牛鸦维数比所揭示的城镇相互作用强度和交通通达性特征与实际情况一致.行政中心造成的误差与研究区平均海拔关系密切,聚落行政中心在平均海拔高的区域相对几何中心的偏离较大,应重视其偏离对研究结果的影响.

    山区聚落空间结构聚落几何中心聚落行政中心岷江上游

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