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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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    基于响应曲面法的垃圾焚烧灰渣-凝灰岩基地质聚合物制备工艺

    杨永浩罗志浩吴建勋詹欣源...
    9097-9103页
    查看更多>>摘要：垃圾焚烧灰渣是生活垃圾经高温煅烧后的产物,灰渣的资源化利用已成为当今热点课题之一.采用响应曲面法研究了碱当量、硅钠摩尔比和灰渣掺量对生活垃圾焚烧灰渣-凝灰岩基地质聚合物抗压强度的影响,优化了灰渣-凝灰岩基地质聚合物的制备参数,建立了地质聚合物抗压强度的响应曲面模型.研究结果表明,影响灰渣-凝灰岩基地质聚合物抗压强度的各因素显著程度由大到小依次为:碱当量＞灰渣掺量＞硅钠摩尔比.灰渣-凝灰岩基地质聚合物的最优制备参数为碱当量9.49％、硅钠摩尔比1.71、灰渣掺量17.85％.最优制备参数下28 d抗压强度预测值为24.18 MPa,试验值为24.77 MPa,试验值与预测值基本一致.研究成果可为垃圾焚烧灰渣-凝灰岩基地质聚合物制备参数及实际应用提供理论参考,并为生活垃圾焚烧灰渣资源化利用提供一条有效可行的途径.

    生活垃圾焚烧灰渣凝灰岩地质聚合物响应面法抗压强度

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    基于计算机视觉的结构多测点位移与振动特性非接触测量方法

    董晨阳田永丁向晖李东华...
    9104-9110页
    查看更多>>摘要：位移是衡量结构舒适性与安全性的一个关键参数,但传统接触式方法测量效率低、成本高且难以精确测量稠密测点位移.为解决以上问题,提出了基于计算机视觉与自适应变分模态分解的结构多测点位移和振动特性非接触测量方法.该方法利用高速摄像机获取冲击力锤作用下悬臂梁振动图像,通过有标靶和无标靶特征检测算法,获取结构在冲击载荷下的动态位移曲线,进一步提出了基于变分模态分解和希尔伯特变换的结构振动频率、阻尼比高精度识别方法.所提出方法利用悬臂梁非接触振动测量试验进行了验证,结果表明:通过圆心检测算法和图像特征检测算法提取位移的最大测量误差分别为0.093 mm和0.046 mm,证明了图像特征检测算法的位移提取精度更高;同时,利用变分模态分解方法对测量的位移信号进行了分离并识别结构振动特征,采用圆心检测和图像特征提取算法获取位移识别的固有频率、阻尼比基本一致.研究成果可为突发事件下桥梁结构多点位移高精度监测与振动特性识别提供一种新的方法,具有成本低、使用方便和测点布设灵活等优势.

    位移测量动力识别非接触测量计算机视觉变分模态分解

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    概化峡谷地形风场特性风洞试验

    姚德贵王津宇王超李哲...
    9111-9119页
    查看更多>>摘要：为研究峡谷地形的风场特性,首先对比了 4类规范对峡谷地形风压或风速修正的规定;其次,以V形对称坡度概化峡谷地形为研究对象,通过风洞试验,研究了其横断面方向和沿峡谷走向地形风速分布规律,并讨论了风向角对于峡谷地形风速分布的影响.结果表明:国外规范对峡谷地形风速修正规定较少,国内规范规定的峡谷风速修正系数在1.07～1.22;0°风向角下,风速地形修正系数沿峡谷中轴线基本对称;在测试高度范围内,沿峡谷走向加速区逐渐缩小,减速区逐渐变大,风速地形修正系数极大值逐渐减小,其极值均出现在"H1ZX"横断面,数值分别为1.345和0.456;0°和15°风向角下,沿峡谷走向,风速地形修正系数分别呈"旋涡状"和"山丘状",减速区位置也不相同;谷底位置处的风速加速效应很有限,仅在峡谷风速入口位置附近存在加速效应,且风速修正系数值最大值小于规范规定最大值(1.22).

    概化峡谷地形修正系数风场特性风洞试验

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    基于三维魔方模型的大运河沿线县域"三生"空间划定方法

    黄梦石刘夏鸿蔡籽焓
    9120-9131页
    查看更多>>摘要：三维魔方模型是研判空间要素多功能优势度分区的量化方法,能够直观表征空间功能的最优组合模式,为精准识别大运河沿线县域国土空间功能提供关键技术支撑.以"三生"(生产-生活-生态)空间功能为切入点,建立大运河沿线县域"三生"功能适宜性评价体系;基于三维魔方模型提出"三生"空间范围划定规则,以大运河流域青县段为研究对象,划定"三生"空间范围并提出优化建议.结果表明:基于三维魔方模型建立的单项功能适宜性和多项功能适宜性组合的三生空间划定规则,划定了大运河流域青县的生态、生产、生活空间范围,占比分别为60.46％、33.52％、6.02％.其中生态空间主要分布在大运河两侧,包括550.58 km2的生态功能高适宜和最高适宜空间,是大运河流域良好的生态本底;48.23 km2生活、生产功能中适宜、低适宜和不适宜空间,是大运河流域未来生态修复的重点区域.该研究成果丰富了"三生"空间范围划定的方法与技术手段,为大运河流域国土空间治理和综合利用提供理论基础.

    "三生"空间三维魔方模型功能适宜性大运河青县

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    基于开放数据的云南迪庆藏族自治州综合交通优势度

    王晓云撒莹李志英杨晓辉...
    9132-9140页
    查看更多>>摘要：国土空间规划中科学评价规划区域的交通基础设施发展水平,对提高规划科学性具有现实意义.利用低成本开放数据,从交通本质出发,构建由4个因子组成的评价模型,在云南迪庆藏族自治州国土空间规划中进行综合交通优势度研究.结果表明:利用开放数据可降低模型应用难度,提高评价精度和可靠性;评价显示迪庆藏族自治州综合交通优势度与其自然地理空间分布特征吻合,呈明显的"带"状分布,因此未来应优先提升澜沧江带的优势度;基于数据分析利于布局时"以流定形",分析表明缺乏快速道路体系是迪庆藏族自治州交通供给侧的最大短板,在城市网络中其对外交通在西藏、四川方向优势度较弱,通道建设亟待加强.研究结果可为数慧赋能实现交通系统与"三生空间"融合发展和在地市级国土空间规划中应用综合交通优势理论提供参考价值.

    综合交通优势度开放数据交通成本城市网络

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    随机风-浪联合传播数值模拟及分析

    邓年春张志豪韦承勋余松泽...
    9141-9151页
    查看更多>>摘要：海洋风、浪往往同时传播,同步传播过程中风、浪之间具有显著的相互耦合作用.针对海洋脉动风和随机波浪同步传播的数值仿真需求,基于程序开发平台MATLAB和计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台Fluent,提出了一种随机风场和随机波浪联合传播数值模拟方法,基于该数值方法构建了随机风-浪联合传播数值水槽,并对该数值水槽单独随机风、单独随机波浪以及随机风-浪联合传播的数值模拟效果进行了试算和验证分析.结果显示该水槽数值模拟脉动风速与对应理论计算风速相吻合,水槽数值模拟随机波浪与对应理论计算随机波浪相吻合,水槽风-浪联合数值模拟显示了风、浪之间显著耦合作用效应.建立的随机风-浪联合数值水槽在随机风和随机波浪同步传播的数值仿真上具备可靠性及可应用性.研究内容为海上风、浪环境要素耦合效应研究及海洋工程结构风-浪联合作用相关研究提供了平台基础.

    脉动风随机波浪风-浪联合数值水槽耦合作用

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    基于非支配排序的机场特种车辆调度

    卢飞宋佳佳
    9152-9159页
    查看更多>>摘要：在机场过站期间,航空器需要依靠特种车辆来提供多项地面保障服务,包括燃油加注、配餐、装卸行李货物、清洁和拖车牵引等.这些服务由相应的特种车辆完成,特种车辆的调度对于提高地面保障服务水平和资源利用率至关重要.目前机场普遍采用基于人工的单车单航班服务的特种车辆调度方式,这种方式成本高、效率低,是导致航班延误的重要因素之一.为解决机场地面拖车保障服务调度的问题,根据拖车服务运行特点,建立拖车行驶总路程和航班延误最小化的车辆路径问题模型.与传统固定算法不同,为适应拖车调度的问题,采用了基于启发式算法的非支配排序思想对模型求解.通过国内首都机场的实际航班数据进行验证,研究结果显示,该算法较实际运行情况下延误数量减少了 27％,有效地降低了航班延误率.

    航班保障特种车辆调度非支配排序多目标优化

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    基于SBM的大型高铁枢纽站安检互认方案评价

    邓璐媛张玉召杨建铃
    9160-9166页
    查看更多>>摘要：安检互认能够提高不同交通方式间的换乘效率及服务水平,尤其对于大型枢纽高铁站,实行合理的安检互认方案更有助于提升交通出行一体化程度.为分析、量化大型高铁枢纽站与航空、地铁间换乘效率的影响因素,从资源投入与效益产出的角度,剖析换乘中的显性与隐性成本投入,选取了涵盖经济、人力、管理3方面的输入指标,并将实行安检互认对车站及乘客的优劣之处投射到具体指标中,得到包含期望与非期望产出的输出指标,从而构建了安检互认方案效率的评价体系.为使不同安检互认方案构成完整的系统,对其基础流程进行了划定,得到了 4种基础安检互认换乘流线.鉴于该问题的特点及多投入、多产出指标体系,建立了基于松弛变量测度(slacks-based measure,SBM)评价模型.最后以兰州西站与中川机场、兰州轨道交通的换乘为例进行安检互认方案假设,应用指标体系及模型评价分析.结果表明:中川机场—兰州西站单向免检、兰州西站与轨道交通间的单、双向免检,均为投入-产出有效方案,最终通过对比分析3种有效方案的投入-产出水平,分别从成本控制最低、非期望产出最小及车站经济收益最大角度给出决策建议与参考.

    安检互认大型枢纽高铁站换乘效率基于松弛测度的数据包络分析

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    爆破冲击波在隧道变截面断面的传播特性

    冯建平王耀华满军豆留盼...
    9167-9173页
    查看更多>>摘要：为研究爆破冲击波在隧道内复杂环境下的传播规律,以老营盘隧道为依托,通过建立三维数值模型,在LS-DYNA软件中分析了隧道断面变化不同系数下冲击波的传播规律.研究结果表明:冲击波经过变截面后,总体上以平面波的形式向前传播;冲击波传播至隧道断面扩大界面时,冲击波超压衰减速度加快,超压峰值降低;当断面扩大1.5倍时,冲击波冲量衰减系数为1.158,冲击波能量残留比率为74.5％;断面扩大倍数越大,冲击波超压衰减速度越大,能量衰减幅度越大;冲击波传播至隧道断面缩小界面时,冲击波超压增大,其衰减速度减缓,导致冲击波造成的损伤程度增加;当断面缩小系数取0.5时,冲击波冲量增强系数为0.687,冲击波能量放大系数为2.122;断面缩小系数越小,冲击波造成的损伤越大.

    公路隧道冲击波变截面传播规律

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    考虑自动驾驶专用道和组合管理策略的通勤行为建模及分析

    廖孟婷田丽君许岩
    9174-9185页
    查看更多>>摘要：考虑自动驾驶背景下新型多模式通勤方式并存的情景,设置存在自动驾驶汽车专用道,即传统汽车与自动驾驶汽车分离出行的双车道交通系统,基于瓶颈模型进行建模,分析实施可交易电子路票与鼓励合乘组合管理策略前后对路票市场价格、通勤者出行方式选择和自动驾驶汽车内生渗透率的影响,并以系统总成本改善效果最佳为目标,协同优化组合管理策略参数.研究表明:实施组合管理策略后,路票市场价格可唯一确定;部分独驾通勤者转向合乘出行,系统总车辆数减少,两车道的早高峰持续时间均缩短,交通拥堵得到改善;存在满足特定关系的组合管理策略参数使得系统总成本改善最佳,且能够得到系统最优时的私人自动驾驶汽车和共享自动驾驶汽车的市场渗透率.研究可为未来城市交通管理提供新的思路.

    城市交通自动驾驶专用道瓶颈模型可交易电子路票鼓励合乘

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