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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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    基于动态安全车距的车辆跟驰模型及稳定性分析

    陈秀锋赵凤阳王成鑫曲大义...
    2105-2110页
    查看更多>>摘要：为了更好地模拟车辆的跟驰特性,在全速度差(full velocity difference,FVD)模型的基础上考虑前车与跟随车的车头间距、速度差、速度和加速度等因素,建立了一种基于动态安全车距的改进FVD跟驰模型.构建了可变车头时距模型量化前车加速度对跟驰车头间距的影响程度;应用小振幅扰动分析和长波展开进行了模型线性稳定性分析,推导了改进FVD模型的临界稳定性条件;设计环形道路上微扰动数值仿真实验,分析了扰动后的车辆跟驰行为特性,解析加速度参数对模型抗扰能力的影响.研究结果表明:考虑前车加速度信息可以降低扰动演化时的波动振幅,有助于提高车流的稳定性.

    交通工程跟驰模型数值仿真动态安全车距稳定性分析扰动

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    基于多项Logit模型的山区高速公路事故致因分析

    张韡吴晓多白骞娜仁图雅...
    2111-2117页
    查看更多>>摘要：为分析山区高速长大下坡路段事故严重程度的影响因素,首先对地处陕西省、广西壮族自治区、云南省的典型山区高速公路长大下坡路段的道路交通事故数据进行深度调研,共获取2 559条事故数据,然后基于上述事故数据,构建了多项Logit事故严重程度模型,对导致山区高速长大下坡路段交通事故的直接致因进行了分析.分析结果表明:肇事驾驶入超速行驶、违法装载超限、疲劳驾驶、操作不当、违法停车、车辆制动失效对山区高速长大下坡路段伤亡事故有显著影响.研究结果为改善山区公路的运营安全性,从根本上寻求已建成山区高速公路事故频发的有效办法提供了方向.

    交通工程山区高速公路多项Logit模型长大下坡路段交通事故严重程度事故直接致因

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    非恒定流下桩群绕流特性试验

    王多银蒋明杰穆军帅段伦良...
    2118-2127页
    查看更多>>摘要：非恒定流下圆柱绕流产生的尾涡会对结构疲劳损伤、水流挟沙能力等产生较大影响.基于非恒定流桩群绕流水槽试验,采用声学多普勒流速仪(acoustic Doppler velocimeter,ADV)测量了桩群周围的底层水流速度,分析了单峰洪水型非恒定流下,桩群绕流对底层流场、横纵向时均流速分布、横纵向紊动强度等的影响规律.研究表明:横、纵时均流速大小均与流量变化相关,纵向时均流速均为正值,横向时均流速在左右岸对称测点上大小一致.纵向流速相对紊动强度和横向流速紊动强度仅与流量大小有关,与流量所处的上升阶段与下降阶段无关,桩群绕流对附近流场的影响范围有限,且不同区域受到桩群绕流的影响程度存在一定差异.

    非恒定流桩群绕流底部流场紊动强度

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    考虑负外部性成本的铁矿石航线配船多目标优化

    王杰高术华
    2128-2133页
    查看更多>>摘要：针对实际铁矿石航运过程中所存在的船舶运营导致负外部性内部化问题,综合考虑船舶海上运输所造成的环境影响、港口拥堵以及交通事故等负外部性要素,并对其进行量化评估.通过分析铁矿石海上运输活动,将负外部性问题与航线配船相结合考虑,以负外部性成本最低与营运利润最大为目标,建立了铁矿石航线配船双目标优化模型,采用改进遗传算法进行求解与验证.以从巴西经过好望角到中国的3条铁矿石航线为例,对模型进行求解验证,并对船型和燃油价格进行灵敏度分析.结果表明:负外部性成本在航运企业运营收益中是不容忽略的,合理的船型运力配比在运输过程中会显著地减少负外部性成本.随着燃油价格上涨,会导致负外部成本大幅增加.可为航运相关企业提出优化建议,并为政府宏观调控运力和航运企业制定运输计划提供参考.

    水路运输负外部性混合整数非线性规划航线配船铁矿石运输

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    大型连续式跨声速风洞轴流压缩机故障分析与预测

    杨毅晟雷震闫喜强
    2134-2141页
    查看更多>>摘要：大型连续式跨声速风洞是开展飞行器外形精确模拟、气动弹性评估和机体/推进一体化设计技术研究的重要地面试验设备,具备运行范围宽、动态指标要求高、系统组成复杂和投资规模巨大等特点.轴流压缩机是连续式跨声速风洞的动力源,被称为风洞的"心脏",对风洞性能指标实现、安全稳定运行具有决定性作用.风洞轴流压缩机与工业轴流压缩机、航空压气机相比有其相似性,也有其独特性.系统分析工业轴流压缩机中常见的故障类型、诊断预警方法、故障处理方案和健康监测等,对大型连续式跨声速风洞轴流压缩机设计制造和运行维护具有重要的借鉴意义.通过分析国内典型轴流压缩机故障处理案例,结合大型连续式跨声速风洞轴流压缩机关键技术研究,为大型连续式跨声速风洞轴流压缩机研制提供了参考建议.

    连续式跨声速风洞轴流压缩机故障分析故障预测

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    基于差分自回归移动平均模型、长短期记忆网络模型及相关模型的无人机俯仰角预测

    严启华罗亮陈振宇张敏...
    2142-2149页
    查看更多>>摘要：为了提高无人机俯仰角故障数据处理和预测的精确性和可靠性,避免增加无人机试飞成本,利用长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)、注意力机制+LSTM 模型和差分自回归移动平均模型(autoregressive integrated moving average model,ARIMA)模型预测无人机试飞俯仰角故障数据.结果表明,ARIMA预测结果:平均绝对误差(mean absolute error,MAE)为 0.35,均方根误差(root mean square error,RMSE)为 0.73,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)为23.80％;LSTM 模型预测结果:MAE=0.49,RMSE=0.74,MAPE=45.20％;注意力机制+LSTM 模型预测结果:MAE=0.17,RMSE=0.53,MAPE=18.93％.可见注意力机制+LSTM模型比其余两种模型更适合于试飞俯仰角的数据预测,以上3种方法对无人机故障数据预测都具有实际意义,有效的预测可以推进自动飞行器和移动机器人的异常检测或外国直接投资研究的最新进展,以进一步提高自动和远程飞行操作的安全性.

    数据挖掘无人机试飞LSTM模型ARIMA模型注意力机制

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    基于改进卷积网络的终端区4D航迹预测与冲突检测

    张飞桥张亦驰严皓
    2150-2157页
    查看更多>>摘要：随着不断扩大的旅客运输量和航线网络规模,采用飞行计划结合空中交通管制的空中管理办法已经不能与当前民航需求和空中交通流量相匹配,直接影响到航班正常率和运行安全.为解决这一问题,国际民航组织(International Civil Avia-tion Organization,ICAO)提出了基于航迹运行(trajectory based operation,TBO)的下一代空中交通管理运行理念,中国民航也提出了智慧民航的建设方案和目标.其中4D航迹是TBO运行的核心组成部分,也是中国建设智慧民航的重要技术指标,其可以对航空器的运行进行精确地管理和控制.因此,提高4D航迹预测的准确性成为了目前急需解决的核心问题.面向航空器的飞行任务实施阶段,从4D航迹预测和冲突检测两个问题进行了研究.在航迹预测方面,采用了基于卷积神经网络-双向门控循环单元(convolutional neural networks-bidirectional gated recurrent unit,CNN-BiGRU)的模型对航迹进行高精度预测;在冲突检测方面,引入了航迹距离检测函数以检验预测模型生成的两条航迹是否存在冲突.通过使用某繁忙终端区真实广播自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)历史轨迹数据进行实验,并将该方法与同一数据集上的单一长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)模型和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)模型进行了比较.仿真实验表明,CNN-BiGRU模型的评价指标均优于对比模型,同时预测的两条航迹在未来800 s内不存在冲突.所提出的方法为空中交通管理提供了一种有效的手段,具有重要的应用价值.

    4D航迹预测基于ADS-B航迹数据飞行冲突检测CNN-BiGRU

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    干旱半干旱区岩质边坡生态基材防护特性与优化配比

    许飞尹晓晴包含曹占强...
    2158-2167页
    查看更多>>摘要：为修复干旱半干旱区岩质边坡的生态系统,获得生态护坡基材的优化配比,以一种新型生态基材为研究对象,以黏结剂、木纤维、保水剂为3个因素,各取3个水平,开展多指标多因素正交试验探索各因素和水平对基材性能的影响规律.结果表明:黏结剂可以有效提升基材的强度和水稳性能,与适量水分作用可以发挥最优效能.随其掺量的增加,抗剪强度表现为先增加后减小,渗透系数和崩解量均表现为减小;施用较少剂量的保水剂即可对基材的渗透、持水性能产生较大的影响,有效提高基材固持自然降水的能力;木纤维与黏结剂的相互作用,可以促进其对基材的加筋补强和改善土壤构型效能的发挥,增强基材的抗冲抗剪性能.除渗透系数随木纤维掺量的增加而增加外,其他指标均呈先增大后减小的趋势.由极差分析可得,各因素对基材性能的影响程度表现为黏结剂＞木纤维＞保水剂,获得基材的最优配比为黏结剂3％,木纤维4％,保水剂0.1％,最优含水率为16％.

    生态基材生态护坡防护特性正交实验配比优选

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    工业固废-水泥协同固化工程弃土配比优选

    余静俞峰陈鑫厉帅康...
    2168-2176页
    查看更多>>摘要：为了推进工业固废资源化,同时有效提高工程弃土的利用率.选用高炉矿渣、钢渣、磷石膏3种常见的工业固废协同水泥,复配聚羧酸减水剂,对工程弃土进行固化处理.通过D-最优混料试验,确定固化剂的最优配合比为高炉矿渣∶钢渣∶磷石膏∶水泥∶聚羧酸=59.9∶5∶20∶15∶0.1,在该配方下固化土的7 d无侧限抗压强度达到了 5 583 kPa.利用X射线衍射(dif-fraction of X-rays,XRD)试验和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验对新型固化剂固化土的微观结构进行分析,结果发现固化土中生成大量的丝状物、针状物和絮状物,使孔隙减小,土体结构更加紧密.该研究成果不仅可为工业固废和工程弃土资源化处理提供参考,同时也为工程弃土二次利用提供一定的理论指导,具有较好的工程适用性.

    工业固废工程弃土固化剂D-最优混料设计微观结构

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