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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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    冻融温度区间对砂岩声发射特性的影响

    张昊苏占东孙进忠牛耀...
    7812-7820页
    查看更多>>摘要：为探究冻融作用对砂岩物理力学特性及内部破裂损伤规律的影响,对砂岩开展不同温度区间的冻融循环试验,并对冻融损伤岩石进行单轴加载作用的声发射试验,研究冻融温度区间对岩石物理力学参数及声发射特性的影响.结果表明:随着冻融循环温度区间增长,质量损失率和纵波波速变化率整体上呈先陡后缓的上升趋势,砂岩的峰值强度不断下降且峰值应变逐渐增加,单轴抗压强度和弹性模量逐渐减小,且同一冻融温度区间对弹性模量的影响较单轴抗压强度更为显著,泊松比呈现逐渐增长趋势;声发射振铃计数及累计振铃计数呈现逐渐增长趋势,沉寂期逐渐变短,声发射分布时间范围减小,峰值频率呈现向低频发展的趋势.研究成果为寒区岩体工程稳定性预测提供实验依据.

    温度区间单轴加载砂岩振铃计数峰值频率

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    桩端采空区对嵌岩桩承载力的影响

    王开源孙增奎沈宇鹏赵晓林...
    7821-7832页
    查看更多>>摘要：针对桩端采空区对嵌岩桩的设计(如承载性能和长期服役性能)提出的挑战,以杜家山特大桥采空区嵌岩桩为原型,进行缩尺模型试验,研究采空区到桩端不同距离以及采空区是否注浆的单桩承载力.计算比例参数,并选择合适的试验材料进行模型构建;通过多级荷载试验,获得采空区到桩端不同距离以及注浆后桩顶沉降、桩基础轴力、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化特征;并对比分析了无采空区嵌岩桩的承载特征.结果表明,随着采空区到桩端距离的减小,桩端持力层的承载能力减小,不利于模型桩的承载力;注浆后,桩端持力层的承载能力明显增加,导致模型桩的桩顶沉降显著减少,承载能力显著提高.

    嵌岩桩采空区模型试验桩顶沉降桩基础轴力桩端阻力桩侧摩阻力

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    基于YOLO v5l-Im的排水管道缺陷检测方法及效果分析

    王俊岭王晨晨熊玉华
    7833-7842页
    查看更多>>摘要：针对YOLO v5l(you only look once version 5 large)算法对于小目标、少样本且背景复杂的排水管道缺陷图像检测的精度低、误检和漏检率较高等问题,提出了一种基于YOLO v5l-Im算法的排水管道缺陷检测改进方法.做了三点改进:首先提出了 Focal-EIoU(focal embedding intersection over union)损失函数,有效提升了检测模型的性能;其次为增强检测模型对小目标缺陷的检测效果,减少缺陷误检和漏检的概率,将骨干网络中浅层特征图融合到双向特征金字塔网络(bidirectional feature pyra-mid network,BiFPN)中,增加针对小目标的预测层;最后在YOLO v5l中引入坐标注意力机制(coordinate attention,CA),提高模型对图像中感兴趣区域的敏感程度,减少冗余背景信息的干扰.3种改进对平均检测准确率(mean average precision,mAP)的提升分别为2.0、2.9、5.9个百分点.将三种有效改进融合到一起,检测结果表明:本文提出的YOLO v5l-Im模型的mAP达到了92.1％,较原模型的85.5％提升了 6.5个百分点.由此可见,所做的改进有效增强了 YOLO v5l对排水管道缺陷的检测能力.

    排水管道缺陷检测YOLOv5lFocal-EIoU损失函数BiFPN特征网络CA注意力模块融合检测

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    基于外部转运式的货运空铁联运衔接方案设计

    李玉民李腾王知临马芳媛...
    7843-7850页
    查看更多>>摘要：在高附加值、高时效性要求的货物日益激增的需求驱动下,航空货运和高铁货运联运常态化趋势逐渐显现.在运输方式转换中,衔接环节一定程度上影响着联运货物的运输成本和运输效率,为进一步优化空铁联运方案,提出了基于"全货机+高铁货运专列"联运外部转运衔接模式,构建货运空铁联运衔接模型,设计货运空铁时刻表衔接方案及摆渡车调度方案,并设计遗传算法对模型进行求解,并进一步分析衔接成本及衔接时间.以某日虹桥机场T2航站楼和上海虹桥高铁站的部分实际时刻表数据为例,得到一个货运空铁联运衔接方案.对该方案进行仿真,结果表明:需设置3辆摆渡车在空铁之间完成货物的衔接作业,此时各摆渡车的工作量得到合理分配,且每批货物的衔接成本最小;在货运空铁联运总成本中,衔接成本占20％左右,且货运空铁联运在长途运输中成本优势更为明显;装卸货效率是影响货运空铁联运衔接时间的关键因素.从而为未来长途货运空铁联运运营提供参考.

    综合交通运输空铁联运遗传算法衔接模式运输组织

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    基于遗传算法优化XGBoost模型的地铁乘客出站走行时间预测

    郭凯旋肖梅刘宇张皓...
    7851-7858页
    查看更多>>摘要：地铁乘客出站走行时间的预测是城市交通运行和管理的重要依据,对其进行准确预测有助于缓解地铁拥堵、优化地铁服务和提高乘客满意度.为了准确预测地铁乘客出站走行时间,首先,基于视频分析软件从监控视频中提取了乘客出站时的走行时间和若干特征变量.其次,为了筛选出对走行时间有显著影响的因素,采用相关性分析和最优尺度回归模型进行影响因素分析,并使用遗传算法进行最优特征组合的提取.最终,将提取出的特征作为输入向量,使用极端梯度提升模型(ex-treme gradient boosting,XGBoost)进行走行时间的预测,并以平均绝对误差等作为评价指标.实验结果表明,本文提出的方法在地铁乘客出站行为预测方面具有较好的效果,平均绝对误差为1.55 s,低于未优化的极端梯度提升模型(1.87 s)、支持向量机(2.03 s)和随机森林(1.96 s)等模型.

    遗传算法极端梯度提升模型走行时间预测特征提取

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    基于施工机械配置优化的施工噪声管理方法

    陈珂孟晓峰蒋伟光
    7859-7866页
    查看更多>>摘要：城市地下工程施工机械种类多、数量大,易导致施工噪声扰民问题.为此,提出了一种基于施工机械配置方案优化的施工噪声管理方法.首先,分析了施工过程中的主要噪声源并建立噪声源模型.其次,分析了施工噪声暴露诱发的健康效应终端并确定其暴露-反应公式.最后,构建了以施工噪声健康损害、成本、工期、成本和质量为约束的施工机械配置多目标优化模型.在此基础上,以武汉市某隧道工程项目深基坑施工为例,采用遗传算法改进量子粒子群算法求解模型.结果表明,该方法在实现施工降噪的同时可满足施工效率的要求,因而具有可行性与实用性.

    施工噪声地下工程健康损害施工机械配置多目标优化

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    直投式高黏改性沥青混合料路用性能试验

    宋世杰李强曾宪辉王家庆...
    7867-7873页
    查看更多>>摘要：高黏改性沥青是决定排水沥青路面使用性能的关键因素之一.为了评价改性剂类型、掺量及生产工艺的影响,分别采用车辙、半圆弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和浸水肯塔堡飞散试验对高黏改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行测试,通过微观形貌特征对改性剂在沥青中的工作机理进行分析.研究结果表明:不同因素对沥青混合料空隙率的影响很小.在相同的掺量和生产工艺下,与常规的泰孚派克(Tafpack super,TPS)高黏改性沥青混合料相比,热塑性树脂(ther-moplastic resin,TPR)高黏改性沥青混合料具有更优的低温抗裂性、相当的水稳定性和略差的高温稳定性,但是两者的路用性能在统计学意义上无显著差异.TPR改性剂掺量的提高可以明显提升混合料的各项路用性能;当以70#普通沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrenic block copolymers,SBS)改性沥青作为基质沥青时,TPR改性剂掺量分别达到13％和9％,其混合料路用性能即可满足排水沥青混合料的技术要求.总体上看,改性剂掺量和生产工艺对各项路用性能均有显著影响,其中改性剂掺量的影响大于生产工艺.从微观形貌角度证实采用直投法时沥青中存在颗粒结团,部分改性剂颗粒与沥青的不完全混融导致直投法的改性效率低于剪切法,因此采用直投法时应适当增加改性剂掺量.研究结果可为排水沥青路面的材料设计提供有益的参考.

    沥青混合料高黏沥青树脂改性剂直投法路用性能

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    基于改进半正弦模型的人致振动响应

    李智海陈得意黄仕平吴刚杰...
    7874-7881页
    查看更多>>摘要：为研究跳跃荷载对结构振动的影响,首先,提出了改进半正弦模型,建议了人群跳跃荷载模型特征参数;然后,推导了单人跳跃荷载作用下简支梁动力响应解析解;最后,以荆州市万达金街人行天桥为例,对比了跳跃荷载作用下结构加速度响应试验值与数值解,验证了改进半正弦模型的适用性.研究结果表明:改进半正弦模型计算值与实测值的最大误差为2.8％,半正弦模型和半正弦平方模型的相应最大误差分别为23.4％和7.1％;跳跃频率为2.3 Hz时,跳跃荷载频率与结构的一阶自振频率接近,导致结构产生共振;在中高频段,改进半正弦模型响应结果与实测值更为接近;该类结果对跳跃荷载精确模拟具有参考借鉴意义.

    改进半正弦模型跳跃荷载人行桥振动响应分析

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    盾构法隧道开挖面稳定性下的多目标优化研究

    陈阳刘文刘文黎陈阳阳...
    7882-7888页
    查看更多>>摘要：盾构法隧道开挖过程中开挖面稳定性保持非常重要,开挖面稳定性下提升工程进度、保障工程质量等目标具有重要的工程意义.目前,针对开挖面稳定性下的多目标优化控制的研究不足.选择掘进效率作为工程进度的指标,选择掘进过程引起的最大地表沉降作为工程质量指标.采用分层序列法和NSGA-Ⅱ多目标优化算法,将盾构开挖面稳定作为第一层优化目标,工程进度与工程质量作为第二层优化目标,研究盾构开挖面稳定下多目标优化.在一段连续穿越堤坝、空地、敏感建筑三个场景的施工隧道中应用本研究方法,结果表明,优化后的盾构推力维持在上下限区间内,提高了施工效率和减少了地表沉降.本文方法能够根据实际工况自适应的调整和优化控制策略,提高了在实际工程中的适应性和灵活性.为类似盾构隧道工程提供了参考和指导.

    盾构法隧道分层序列法多目标优化开挖面稳定性掘进效率地表沉降

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    指路标志信息连贯性设计

    张旭李英帅曾祥颖李亚平...
    7889-7896页
    查看更多>>摘要：指路标志对人们的出行有着非常良好的指引作用,良好的指路标志设计可提高驾驶人的通行效率.路网中节点处标志信息量的多少会影响驾驶员对标志信息的识读,进而影响到整个路网的通行效率.因此,通过引入节点的指路标志信息量作为惩罚系数,计算得出路段成本,建立起讫点(origin to destination,OD)间指引路径规划模型,结合A*算法,遍历整个路网,最后得出OD间的最优指引路径,通过在指引路径上增设指路信息,从而完善OD间指路标志信息的连贯性,更好地引导驾驶员做路径选择,降低路网中的交通压力.并选取甘肃省庆阳市的火车站(O点)到人民医院(D点)的区域进行实际应用与分析..

    交通工程指路标志A*算法指引路径

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