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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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    轨道站点公共交通导向的开发综合指数对周边建筑停车配建指标的影响

    汤祥尹超英何鹏单天赐...
    3861-3868页
    查看更多>>摘要：围绕轨道站公共交通导向的开发(transit-oriented development,TOD)是支撑城市低碳交通发展,降低小汽车出行依赖的重要举措.目前,国内多个城市对轨道站点周边建筑停车配建指标进行了均质化数值的折减,对轨道站点能级差异、距离差异等要素对停车需求影响研究相对较少.在传统的轨道站点"节点-场所"模型基础上,引入"联系"维度评价以系统刻画出行者从轨道交通站点到达周边建筑的交通衔接转换过程的影响,从节点、场所、联系3个维度构建了轨道交通站TOD综合指数量化模型,以反映不同的轨道站点类别、交通衔接条件、出行距离对停车需求变化的影响,并提出轨道站点TOD综合指数对周边建筑停车配建指标影响计算方法.最后,以南京市停车配建指标修订研究为例,通过对城市不同分区及不同类别轨道站点TOD综合指数测算,提出了轨道站点周边建筑的停车配建指标折减数值的计算方法.

    轨道站点停车TOD综合指数配建指标

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    融合RepVGG的YOLOv5交通标志识别算法

    郭华玲刘佳帅郑宾殷云华...
    3869-3875页
    查看更多>>摘要：实现自动驾驶的安全性需要准确检测交通标志.针对传统方法在交通标志检测方面存在准确度不高的问题,提出一种融合RepVGG模块的改进YOLOv5的交通标志识别算法.首先通过将RepVGG模块替换原算法中的部分CBS模块,增强了特征提取能力.并在特征融合模块引入通道注意力模块(channel block attention module,CBAM),强化检测模型的抗干扰能力.最后,在网络训练过程中,使用高效交并比(efficient-IoU,EIoU)损失函数实现对目标更精确的定位,提高算法的检测精度与迭代速度.实验结果表明,改进后的YOLOv5算法迭代速度更快,在CCTSDB交通标志数据集上,其相较于原YOLOv5算法的准确率、召回率和平均准确率分别提升了 4.99％、3.62％、1.73％,能够更好地应用到实践当中.

    深度学习YOLOv5RepVGG注意力机制EIoU交通标志识别

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    航空发动机进口帽罩结/防冰特性试验研究

    陈竹兵周澎录龚欢王泽宇...
    3876-3881页
    查看更多>>摘要：航空发动机进口帽罩作为发动机重要的进口部件,防冰能力关乎发动机性能甚至影响飞行安全.为了研究航空发动机进口帽罩防冰性能,通过冰风洞对进口帽罩进行结/防冰试验,得到了进口帽罩表面结冰状况随热气流量、来流温度、来流风速的影响规律.试验结果表明:进口帽罩防冰能力从尖锥头部到帽罩后端逐渐增强;帽罩防冰能力随热气流量增加而提升;帽罩表面冰型随来流温度、来流风速变化而发生改变;帽罩表面结冰区域随风速增加而扩大.研究成果可以为进口帽罩防冰系统设计和验证提供重要指导.

    航空发动机进口帽罩冰风洞结冰防冰

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    基于注意力Seq2Seq模型的终端区航空器航迹预测

    卢婷婷刘博李纯柱
    3882-3895页
    查看更多>>摘要：为充分挖掘机场终端区航空器航迹时间依赖性,解决中长期、多步长航迹预测精度不稳定的问题,引入注意力机制(attention mechanism)和教师监督(teacher forcing)中的指数衰减(exponential decay)采样方法,提出了 一种基于序列到序列框架的机场终端区航迹预测模型(Seq2Seq-attention mechanism-exponential decay,SAE).序列到序列框架实现了多步长预测,注意力机制提高解码器预测精度,指数衰减采样方法加速了训练阶段模型收敛,在一定程度上提高了模型的泛化性.最后,为了验证提出方法的有效性,利用天津终端区28架次、90 d ADS-B航迹数据构建原始数据集,以平均绝对误差(mean squared er-ror,MAE)和均方根误差(root mean squared error,RMSE)作为模型性能评价指标,进行了航迹预测实验,实验结果表明:高度、经度和纬度在序列到序列框架中的循环神经网络分别采用LSTM、GRU和LSTM可以获得最好预测性能;以4种预测长度1、3、5和10 min进行建模,与基线模型中预测性能最好的结果比较,所提出方法在验证集上的高度、经度和纬度指标表现最优,10 min预测窗口下的平均绝对误差分别降低了 66.30％、54.62％和36.59％,均方根误差分别降低了 65.45％、38.16％和20.57％,同时,上述4种预测时长下所提出方法预测结果的均值和方差最小,表明随着预测时长的增加,模型预测结果的稳定性最好.此外,引入的注意力机制与指数衰减采样方法对有效捕捉航迹时间依赖性、提高模型泛化性均具有积极的贡献.

    航空运输航迹预测终端区序列到序列框架注意力机制

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    考虑机场、航空公司与空管需求的机场群离场航班时刻优化

    张兆宁刘泽铧
    3896-3903页
    查看更多>>摘要：随着中国航空流量的不断增加,机场群内航班延误时间长、延误架次多、机场时刻紧张等问题逐渐暴露,这些问题主要是航班时刻设置不合理所导致.为解决这些问题,需要对机场群内航班时刻进行优化.通过从机场、航空公司、空管3个角度综合考虑,分别以延误时间、航空公司航班时刻调整总方差、管制员总调整量作为优化目标,建立了机场群航班时刻优化模型,并使用权重线性递减的粒子群优化算法实现对模型的求解.以京津冀机场群为例进行分析,使用MATLAB对模型进行寻优.结果表明优化后机场群内总延误时间由77 580 min减少至46 260 min,航空公司航班时刻调整总方差由447.076减少至63.141,管制员总调整量由467次减少至253次,3个目标均得到了优化.可见该模型权衡了机场、航空公司与空管之间的公平性,为机场群航班时刻的优化提供了理论参考.

    航空运输机场群航班时刻优化权重线性递减粒子群算法

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    基于融合系统方法的飞机复杂系统安全性分析

    李耀华温迪
    3904-3911页
    查看更多>>摘要：面对日益复杂的飞机系统,传统的安全性分析方法对复杂系统间的不安全交互行为和危险源的识别能力不足.为有效评价持续适航阶段的飞机系统安全性,提出了 一种融合系统理论过程分析(system theory process analysis,STPA)和动态故障树(dynamic fault tree,DFT)的改进的STPA安全性分析方法和评价模型.模型采用STPA识别出不安全控制行为和致因因素,并将其与动态故障树分析方法相融合,以事故致因理论优化致因分析方法,计算得出不安全控制行为发生概率并确定系统潜在危险的关键致因因素.以飞机起落架系统为例进行分析验证,结果表明,改进后的STPA分析方法可以准确地对系统危险进行识别和分析,为持续适航阶段的安全性分析提供支持.

    飞机复杂系统安全性分析系统理论过程分析(STPA)动态故障树(DFT)飞机起落架系统

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    基于改进尖点突变级数法的高温环境下人体生理状态综合评价

    郑国忠李康岳旭辉卫常青...
    3912-3922页
    查看更多>>摘要：热应激会降低工作效率并导致热相关疾病.为了量化高温环境下环卫工人的热应激水平,建立一个生理状态安全评价指标(physiological state safety evaluation index,PSEI).首先,引入尖点突变理论分析不同热环境下人体生理状态变化趋势.其次,基于信息熵和变权理论计算生理指标的权重,并利用尖点突变级数法建立人体生理状态评价体系.最后,提出新评价指标PSEI以量化生理状态安全水平,并在此基础上确定PSEI的安全等级.结果表明:在不同环境条件和生理状态下,生理指标的权重是变化的;平均皮肤温度、耳膜温度、收缩压和心率的权重范围分别为0.09～0.64、0.08～0.41、0.07～0.74和0.06～0.33;PSEI的安全等级为:非常安全(0.948,1]、相对安全(0.886,0.948]、中等(0.798,0.886]、相对危险(0.649,0.798]和非常危险[0,0.649].PSEI可为高温环境下环卫工人提供实时的生理状态安全评估和健康预警.

    热应激高温环境生理状态突变级数法安全水平

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    流程生产风险防控的功能安全完整性

    张建荣张伟张充赵挺生...
    3923-3929页
    查看更多>>摘要：为提升流程生产安全管理水平,降低事故发生概率,提出了生产过程中风险防控的功能安全完整性分析方法,并结合钢铁连铸场景进行验证.首先评估流程生产中主要事故类型的危险程度和确定其可接受频率标准;运用保护层分析法计算作业现场高危险性事故发生的真实概率,通过与可接受频率比较,判断是否需要新增防护措施;运用蒙特卡洛-马尔可夫模型验证新增防护措施的功能安全完整性等级.以大冶特钢炼钢转炉厂连铸作业区为例,结果表明:研究区内存在熔融物爆炸、火灾和中毒窒息3类高危险性事故隐患,且熔融物爆炸事故的人员伤亡后果为不可接受,需新增功能安全完整性等级为2级的防护措施;设计了防爆炸保护系统,其失效概率为4.37 × 10-3,满足功能安全完整性等级要求.

    功能安全钢铁连铸安全完整性等级保护层分析马尔可夫

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    曳引电梯部件故障相关性分析

    张盼盼张林鍹陈飞邱朝洁...
    3930-3938页
    查看更多>>摘要：针对电梯部件之间的故障影响,提出将决策试验与评价实验室法和解释结构模型结合建立电梯部件故障层次结构模型,并改进直接影响矩阵的确定方式.首先从多方面获取电梯部件故障关联评价,其次使用熵权法确定评价的权重并计算直接影响矩阵,最后使用建立的电梯部件故障相关模型得到电梯部件故障因果关系和故障传递规则.结果表明:电动机、制动器、限速器为强原因部件,曳引钢丝绳、轿厢以及导向系统的部件为强结果部件;电梯部件故障关联规则体现为同层级或跨层级传递.通过分析部件故障机理,所提方法得到的部件故障传递规则与电梯系统实际运行情况相符.

    曳引电梯故障关联熵权法决策试验与评价实验室法解释结构模型

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