期刊,科学技术与工程 2024年卷16期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

科学技术与工程

主　　编：明廷华

出版周期：旬刊

国际刊号：1671-1815

电子邮箱：ste@periodicals.net.cn

电　　话：010-62103284

邮政编码：100081

地　　址：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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煤矸石智能分拣机器人运动规划技术的研究进展

高琳梁朝辉董红娟于鹏伟...

6567-6575页

查看更多>>摘要：运动规划是煤矸石智能分拣机器人研究过程中必不可少的一环,但是目前仍有一些问题待解决.首先介绍煤矸石分选现状,其次分析煤矸石智能分拣机器人运动规划的关键技术,主要包括如何追踪动态煤矸石、如何规划轨迹以减少冲击和如何针对障碍物进行避障.最后得出今后煤矸石智能分拣机器人运动规划的研究方向,包括基于轨迹优化的分拣策略、拣矸机械臂末端抓取位姿和协作空间下多机械臂拣矸的轨迹规划.

关键词：

煤矸石智能分拣机器人运动规划

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查看更多>>摘要：随着城市化水平不断提高及城市空间密度日益增加,城市热岛效应不断加剧,导致极端气候发生范围和强度增加,对城市居民的身心健康构成威胁.城市热岛效应现已成为多学科研究关注的热点.对现有尺度下热岛效应研究方法的技术发展进行了梳理,分析其优缺点以及在不同尺度上的适用性;此外,对街谷尺度下热岛效应的影响因素进行分析;最后,就当前研究过程中存在的问题,从数据及评价方法等方面提出街谷尺度下城市热岛的研究进展与发展趋势.研究成果为紧凑型城市发展模式背景下,深入研究城市街谷热岛效应提供了参考,为缓解城市热岛效应提供了有效途径.

关键词：

街谷热岛效应技术方法影响因素

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基于非洲秃鹫算法优化卷积神经网络的重叠峰解析方法

牛传乐李芳任顺陆安祥...

6592-6599页

查看更多>>摘要：利用光谱仪器检测土壤中重金属时,由于仪器分辨率较低,峰位相近元素的特征峰会产生重叠.光谱重叠峰严重影响定量分析结果的准确性,为了得到准确的重金属含量需要进行光谱重叠峰分解.提出利用非洲秃鹫算法优化卷积神经网络(AVOA-CNN)的重叠峰解析方法.首先,利用高斯函数模型模拟出150个双高斯含噪光谱重叠峰和43个三高斯含噪光谱重叠峰,选择不同小波基函数进行光谱数据去噪,以信噪比和均方根误差(root mean square error,RMSE)为评价指标,最终确定coif 3小波基函数,使用导数法进行光谱重叠峰预处理.然后,使用AVOA-CNN获得卷积神经网络(convolutional neural net-work,CNN)预测结果,解析结果表明:AVOA-CNN成功分解重叠峰且准确率高,双高斯光谱重叠峰和三高斯光谱重叠峰参数(峰强度,峰位,峰宽)的最大相对误差平均值分别为3.15％和5.90％.最后对比麻雀搜索算法优化CNN、CNN与AVOA-CNN,结果显示AVOA-CNN模型预测准确率最高.

关键词：

光谱仪器重叠峰解析非洲秃鹫算法(AVOA)卷积神经网络(CNN)

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基于知识图谱的冬奥赛事气象服务文本生成方法研究

丰德恩张雪英唐卫王益鹏...

6600-6609页

查看更多>>摘要：气象服务文本是为赛事顺利举行及赛事期间的各项活动提供必要的气象保障,是组委会、裁判、各代表队的工作人员获取气象信息开展相关工作的载体.现有气象文本生产需要人工编写审核,效率不高.相比之下,全自动文本生成更加依赖于模板和固定的形式.针对以上问题,结合自然语言处理技术提出基于知识图谱的冬奥赛事气象服务文本生成方法.重点从历史赛事气象服务文本中进行内容分析和特征提取,利用气象数据和历史赛事信息构建高山滑雪赛事知识图谱.该方法根据实时气象数据和文稿模板生成天气描述文本,然后基于知识图谱查询推理技术得到赛事影响结果并生成相应文本.实验结果表明:气象服务文本的自动生成结果具有较好的准确性和可读性,有助于冬奥赛事的顺利推进,该文本生成方法面向特定领域也具有较好的应用前景.

关键词：

知识图谱文本生成气象服务冬奥赛事知识推理

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基于鲸鱼优化混合神经网络的滑坡位移预测

罗超雷徐哈宁肖慧范凌峰...

6610-6616页

查看更多>>摘要：针对静态机器学习模型难以有效反映滑坡的动态演化特性,且存在时序过长时历史数据遗忘导致位移预测结果不稳定的问题.提出一种基于鲸鱼优化卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和双向门控循环神经网络(bidirection-al gated recurrent neural network,BiGRU)的滑坡位移动态预测方法.首先对滑坡影响因子进行特征筛选,构建数据集,建立CNN-BiGRU网络模型,使用鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WO A)对模型进行超参数寻优,使用CNN网络模型从滑坡数据中提取潜在的特征向量,将特征向量以时间序列的形式输入BiGRU模型中,利用其处理时间序列数据的优势,完成滑坡位移预测.结果表明:所提出模型得到的滑坡位移预测精度较高,与未优化的CNN-BiGRU相比均方根误差(root mean square error,RMSE)下降了0.030 5 mm.

关键词：

滑坡位移预测鲸鱼优化算法(WOA)卷积神经网络(CNN)双向门控循环神经网络(BiGRU)

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两相物质组成对泥石流固相流速特征的影响

何晓英张展于泽清王智...

6617-6625页

查看更多>>摘要：固相颗粒流速是研究泥石流冲击力和防治结构荷载取值的关键问题.基于水槽模型试验,采用粒子图像测试技术提取黏性泥石流表面固相颗粒流速,基于两相流模型探讨浆体黏度、固相体积浓度与颗粒粒径对泥石流固相粗颗粒流速特征的影响.结果表明:泥石流龙头现象随浆体黏度与固相体积浓度增大而减弱;固液相相对运动随浆体黏度增加而减弱,大黏度与小粒径组合条件下消失;固相颗粒流速随浆体黏度与固相体积浓度呈正相关,与颗粒粒径呈负相关.两相物质组成影响固相颗粒间的摩擦力与/或碰撞力、浆体施加的黏滞阻力、拖曳力与虚拟质量力,其对流速的影响还需进一步深入研究.

关键词：

泥石流固相颗粒流速两相流理论粒子图像测试技术

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海南岛西部近岸海域碎屑锆石U-Pb同位素年代学物源示踪及其地质意义

曾广骅陈旸许国强梁定勇...

6626-6641页

查看更多>>摘要：海南岛西部近岸海域海砂资源丰富、经济价值巨大,对其物质来源却缺乏系统研究.为解决这一科学问题,为该区域海砂资源的开发利用提供科学依据,对海南岛西部近岸海域和昌化江入海口 1 471粒碎屑锆石开展了 U-Pb同位素年代学和微区元素地球化学研究.海南岛西部近岸海域年龄范围在3.45 Ga～82 Ma,具有99、241、252 Ma 3个主要年龄峰值,以及113、155、325、357 Ma 4个次要年龄峰值;昌化江入海口具有2.3 Ga～96 Ma的年龄范围,存在101、244、254 Ma 3个主要年龄峰值,以及122、266、281、307、342 Ma 4个次要年龄峰值.结果表明:海南岛西部近岸海域沉积物以具有～99 Ma的显著年龄峰,并缺乏晋宁期、加里东期和喜山期年龄峰为识别标志,海南岛应是其主要物源区,区内丰富的海砂资源来源于海南岛内岩浆岩和沉积岩的风化剥蚀和搬运沉积;海南岛西部近岸海域与昌化江沉积物年龄峰值的差异,指示海南岛西部近岸海域沉积物并非单纯来源于近源昌化江输入,也在北部湾逆时针环流的作用下接受琼西南部河流的物源贡献;更新昌化江入海口的碎屑锆石年龄组成,新识别出的380～310 Ma年龄群,可作为昌化江流域物源的识别标志;本次碎屑锆石年龄频谱特征与海南岛经历的多次重要地质事件相吻合,有助于了解海南岛复杂的地质演化历史.

关键词：

海南岛西部海域海砂碎屑锆石U-Pb同位素年代学物源示踪构造演化

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陕北油田黄土工区道路冲蚀灾害模型试验研究

蒋臻蔚王李红郑瑞杰牛琰...

6642-6648页

查看更多>>摘要：为探究陕北油田黄土工区道路冲蚀灾害特征及路面细沟冲蚀影响因素,采用物理模型试验,对道路细沟冲蚀发育过程,不同工况下细沟长度、平均宽度以及平均深度的发展特征和产沙速率变化规律进行了研究.结果表明:细沟的发育过程可分为面蚀阶段,跌坑形成阶段,细沟发育阶段,切沟侵蚀、崩塌阶段4个阶段.细沟长度、平均宽度和平均深度与放水时间成幂函数关系,随着放水时间的增大而增大.其中细沟长度随着试验时长的增加先急剧增加,然后逐渐减少;细沟平均宽度随试验时长的增加总体呈现先快速增加后增加速度减慢;平均深度变化速度均在某一时刻达到拐点,流量越大达到拐点的时间越早.冲蚀灾害受流量和坡度影响显著,总体上随着坡度和流量的增大而增大;产沙速率总体上与流量呈线性关系,在其他条件一致的情况下,产沙速率随着流量的增大而增大;与南部的粉黄土和黏黄土相比,陕北油田工区的砂黄土产沙速率明显偏大,冲蚀灾害更为严重.

关键词：

细沟冲蚀砂黄土模型试验细沟形态产沙速率

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基于直觉模糊环境的海上风机选型

邵萌毛智谋孙金伟管笑...

6649-6658页

查看更多>>摘要：选择合适的海上风力发电机机型对海上风电场的长期高效运行起着至关重要的作用.针对决策者在风机选型决策过程中存在不确定性和主观偏好等问题,提出一种改进的多准则决策(multi-criteria decision making,MCDM)框架及方法:在权重求解算法中将群体决策和直觉模糊数与层次分析法相结合,提出群体直觉模糊层次分析法(group intuitionistic fuzzy analytic hierarchy process,GIAHP)计算指标权重;在备选方案排序算法中将余弦距离引入接近理想点法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS),提出多距离TOPSIS确定备选方案排序.最后以山东省海上风电场风机选型为例,并通过敏感性分析验证框架及方法的鲁棒性.该框架及方法为中国海上风电场风机选型提供理论依据,可确保海上风电场长期稳定运行.

关键词：

海上风机选型直觉模糊数群体直觉模糊层次分析法(GIAHP)多距离接近理想点法(TOPSIS)

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基于有序Logistic回归模型的北京高校男生有氧能力

李闯涛高晓嶙王昊王文迪...

6659-6666页

查看更多>>摘要：为探索北京高校男生有氧能力的影响因素,通过随机抽样法抽取134名18～25岁北京高校男生,空腹抽静脉血测血液指标,用德国MetaMax 3B系统实时监测气体代谢,通过线性递增方案测得最大摄氧量(maximum oxygen uptake,VO2max)相对值.采用Spearman相关、有序Logistic回归等分析方法进行分析处理.结果表明:回归方程中影响北京高校男生有氧能力的因素有体重(M)、心率(heart rate,HR)、每搏输出量(stroke volume,SV)、心室射血时间(ventricular ejection,VET)、血红蛋白(hemoglobin,HGB).方程模型系数综合检验步(step)、块(block)、模型(model)检验的P均小于0.01;拟合优度检验的-2对数似然值(-2LL)为159.374,Cox & SnellR2为0.331,Nagelkerke R2为0.373;方程预测等级1准确率为45.5％,等级2准确率为100％,等级3准确率为100％,综合为81.8％,说明Logistic回归模型性能良好.Hosmer和Lemeshow检验预测值与观望值无显著性差异(P＞0.05).可见北京高校男生定量负荷心功能、血液指标与有氧能力的多元Logistic回归模型拟合度较好,且HR、SV、VET、HGB是预测北京高校男生有氧能力的重要因素.同时研究中受试者无需运动至极限状态,运动强度大大降低,可以有效避免运动风险的发生,回归模型的检验结果良好,适合在大样本人群中推广.

关键词：

有氧能力生长和发育运动男生有序Logistic回归模型

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