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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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    基于改进YOLOv5的高速公路隧道车辆和人员检测

    彭红星袁畅柯威曳梁敏君...
    2453-2461页
    查看更多>>摘要：针对高速公路隧道内光线昏暗、图像受灯光影响及远距离小目标检测困难等问题,提出了一种改进的YOLOv5高速公路隧道车辆和人员检测算法.首先,使用高斯混合聚类来获得更加匹配数据集目标的一组锚框,提高了模型的检测精度;其次,在特征融合部分引入内容感知重组特征(content-aware ReAssembly of FEatures,CARAFE)上采样算子,扩大感受野,降低上采样过程特征细节损失;最后,通过向网络中插入坐标注意力(coordinate attention,CA),进一步增强模型对图像各位置特征的提取能力.为验证算法的有效性,在浙江温丽高速公路隧道数据集上进行实验,结果表明:所提算法的平均检测精度(mean average precision,mAP)达到了 95.7％,较原模型提升3.8％,对于远距离小目标和受严重灯光影响的目标能够实现更加精准检测,为复杂环境下高速公路隧道内车辆和人员检测提供了一种有效的解决方案.

    目标检测隧道小目标高斯混合聚类carafe注意力

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    不同温度条件下天然胶乳海绵热氧老化行为

    何森黄冬梅陈晨张雪键...
    2462-2468页
    查看更多>>摘要：为了分析温度对胶乳海绵在热氧老化过程中形貌与内部结构变化的影响,胶乳海绵老化后的形貌与结构变化直接影响其产品使用价值,其老化行为与温度密切相关.本文研究不局限于力学性能,通过测量70 ℃与120 ℃温度条件下胶乳海绵的白度指数、黄度指数、交联密度、压陷硬度的变化,分析了不同温度条件下材料热氧老化行为的规律.实验结果表明,120 ℃条件下黄度指数于86 h达到峰值,孔结构消失,表面生成残渣粉末,交联密度先升后降,同时压陷硬度短时间内急剧上升;70 ℃条件下材料白度指数缓慢下降,其余指标均呈缓升趋势,且孔结构完整保留.可见120 ℃条件下胶乳海绵形貌和结构在老化过程中的变化过程和最终形态与相对低温条件下存在明显差异,其产品价值因热氧老化行为极快丧失,80NR胶乳海绵抗热氧老化能力有待提高.

    胶乳海绵热氧老化交联密度压陷硬度黄度指数

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    基于Python的房屋安全健康监测数据处理与预测分析

    孙振林柳飞陶水忠杨晓辉...
    2469-2479页
    查看更多>>摘要：房屋安全问题愈发受到重视,对于老旧房屋的 自动化健康监测十分必要.在此背景下,优化自动化监测数据的预处理流程,使用Python丰富的"库"资源构建预处理程序.程序使用灰色关联法对数据进行可信度评估筛选数据,利用箱形图筛选异常数据,并对异常数据和缺失数据进行插补替换,最后使用卡尔曼滤波平滑数据以降低数据离散度;自动化监测设备因自身特点易受到周围环境的影响,为此提出了一种利用人工监测数据校核自动化监测数据的数据比对方法,以保证自动化监测数据的准确性和可靠度;最后使用拟合曲线实现变形监测数据的短期预测,预测精度达到0.1％,有效预测时间约10 d,最终的结果满足程序设计需求.

    数据预处理与校核自动化监测短期预测老旧房屋Python

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    考虑叠合面滑移的新型拼缝叠合板受力性能的有限元分析

    刘敬敏张志豪秦康杨岩岩...
    2480-2488页
    查看更多>>摘要：为了优化双向受力钢筋桁架混凝土叠合板的拼缝构造方案,提高叠合板拼缝处的受力性能,设计了一种新型口袋式拼缝形式的叠合板.由于新旧混凝土叠合面容易发生相对滑移,从而影响板的整体承载力,因此利用有限元法研究其受力性能时考虑了叠合面滑移.通过对现浇板、密拼式叠合板和新型口袋式叠合板的数值分析,研究拼缝构造形式、现浇层厚度和附加钢筋对叠合板受力性能的影响.研究结果表明:新型口袋式拼缝形式可以使叠合板具有较好的承载能力,并保证了预制层和现浇层混凝土之间力的有效传递;增加现浇层混凝土厚度能够有效提高叠合板的承载力;附加钢筋配筋率对叠合板承载力影响也尤为明显,叠合板承载力在一定范围内随附加钢筋的配筋率的增加而提高.

    混凝土叠合板口袋式拼缝叠合面滑移拼缝构造受力性能

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    基础环式风机基础周期荷载损伤特征分析

    桂鑫保叶祖洋熊宇轩
    2489-2494页
    查看更多>>摘要：基础环式风机基础的损伤累积破坏影响风力机系统的安全运行.针对基础环式风机运行过程中基础混凝土损伤问题,以内蒙古某49.5MW风电场为例,利用ABAQUS有限元软件建立风机基础混凝土损伤模型,对比分析了静力荷载工况与周期性荷载工况下基础混凝土损伤变化规律.结果表明:静力荷载工况下,基础主要产生拉伸损伤,受压性能稳定,钢筋骨架未达到极限状态;相较于静力荷载,在周期性荷载作用下,拉伸损伤区域增大3倍,竖向扩展增加3倍,压缩损伤面积扩展2倍,位移量增加1.6倍,钢筋应力增大0.5倍,有助于解释周期性荷载作用下基础的损伤行为.

    风机基础周期性荷载损伤ABAQUS

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    强度比对类复合岩样冲击破碎特征的影响

    温森黄睿智孔庆梅李胜...
    2495-2502页
    查看更多>>摘要：为了保证复合地层中施工效率及工程安全,揭示动荷载作用下复合岩层的力学特征,通过分离式霍普金森压杆对三种不同强度比的类复合岩样进行动态巴西劈裂试验,基于破碎分形理论,探究强度比、应变率、入射角对类复合岩样的破碎程度及能耗特性的影响.试验结果表明:层理面倾角对类复合岩样破碎形态有较大影响,当应变率为146.36 s-1时,沿层理面加载试样易发生劈裂拉伸破坏,且强度比越低试样破坏所需吸收的能量越少;当入射角为0°时,类复合岩样分形维数随着强度比的增大而增大,但当入射角为90°时强度比为1.5的复合岩样分形维数最大;类复合岩样吸收的能量主要用于裂纹扩展,单位体积内试样吸收的能量越大,试样越破碎,即类复合岩样分形维数与能耗密度呈正相关.

    分离式霍普金森压杆类复合岩样强度比分形维数能耗密度

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    卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素分析

    王子琪梁斌王国辉李磊...
    2503-2511页
    查看更多>>摘要：依托洛阳市周山大道下穿开元大道项目,对卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素进行研究.采用MI-DAS GTS NX建立二维有限元模型,对比不同条件下支护结构侧向位移、弯矩和轴力,探讨深基坑旁偏压荷载位置、大小、分布宽度及基坑开挖深度对基坑支护体系变形的作用,得出桩身随条件变化方程式及相关系数.结果表明:当堆载达到60 kPa,左侧桩体位移变幅为56.80％,右侧桩体位移小于左侧且向远离基坑方向移动,坑边荷载≥105 kPa时桩体变形将达到本项目规定预警值;堆载与坑边距离的大小和围护桩侧移量呈极高相关,基坑至堆载距离大于1.5倍设计开挖深度时,支护结构受力变形趋于稳定;基坑开挖深度达到1.8倍设计开挖深度时,基坑灌注桩受到荷载分布宽度影响几近于零.工程实测值与模拟计算值对比分析,验证了本文方法的准确性,可为偏压深基坑工程提供借鉴.

    卵石地层深基坑偏压堆载支护体系力学特性现场监测有限元

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    超高性能混凝土中热处理钢纤维在氯离子环境下的腐蚀试验

    雷真杨洋张翔陈敬男...
    2512-2520页
    查看更多>>摘要：钢纤维是超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)的主要增强材料,为进一步提高钢纤维的耐腐蚀性,推进UHPC在腐蚀环境中的使用,从增强钢纤维的耐腐蚀性出发,对钢纤维在150、300、450和600 ℃ 4种不同温度下进行热处理,并用作原材料制作超高性能混凝土.将UHPC、钢纤维(含对照组)置于3.5％氯离子溶液中浸泡100 d,采用电化学方法和微观形貌分析法对钢纤维的耐腐蚀性进行分析.结果表明,随着热处理温度的升高,改性钢纤维的耐腐蚀性逐渐增强,钢纤维经过600℃热处理后氧化皮最耐腐蚀,表面形貌最致密,但耐腐蚀性能下降程度在所有热处理温度中最大;改性钢纤维浸泡后,原材料钢纤维表面锈层未出现明显腐蚀产物FeOOH的标准形态;在150、300、450 ℃热处理温度下具有双相结构,随着热处理温度的升高,α-FeOOH减少,γ-FeOOH增多;在600 ℃热处理温度下,钢纤维的锈层除了生成α-FeOOH和γ-FeOOH之外,还生成了促进腐蚀的β-FeOOH.

    热处理钢纤维电化学耐蚀性微观表征

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    考虑订单优先级带时间窗的多车型开放式车辆路径问题研究

    高子健初良勇
    2521-2529页
    查看更多>>摘要：针对物流运输中具有优先级的配送订单情况以及新能源车辆、燃油车辆混合配送的车辆路径优化问题,考虑车辆可行驶区域限制、车辆载重量、客户送货时间需求、新能源车辆充电约束,构建以碳排放成本、货运成本和时间窗惩罚成本总和最小的 目标函数.根据订单优先配送特征设计带有优先策略的粒子群算法求解问题,并基于条件采用适应性算例进行实验,验证算法对考虑优先级订单序列带有时间窗的多车型开放式车辆路径问题的有效性.

    城市交通车辆路径优化优先级订单优先策略粒子群算法

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    基于结构模型的调度员工作负荷优化研究

    高扬李晓宇刘敬辉李涵秋...
    2530-2539页
    查看更多>>摘要：在高铁铁路非正常行车的应急场景下,调度人员需要迅速、正确地针对突发事件进行应急处置的操作,对列车的安全运营起着决定性的作用.以高铁调度员在应急处置时认知决策过程为研究对象,利用实验室仿真实验平台,面向非正常行车的应急场景,设计了认知决策机理模型的结构及对应测量模型的数据采集方法.基于信息处理模型,结合知觉负载理论和情景意识概念,增添脑力负荷元素,建立面向高铁调度员的认知决策机理模型.针对脑力负荷的评估,设计并采用了 一种联合优化的粒子群算法,对基于多源生理信号的支持向量回归模型的训练过程进行优化,综合运用信号处理理论及数学方法提取数据特征.对结构方程模型进行拟合,研究脑力负荷与注意力和工作记忆之间的关系,对后期调度员工作负荷及适岗能力优化更具实用价值.

    高速铁路脑力负荷预测回归算法

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