湖北省科技新馆结构设计

湖北省科技新馆为大跨度、大悬挑的复杂高层结构。利用4个电梯井筒布置了由矩形钢管混凝土柱+钢支撑(钢板墙)组成的4个筒体巨柱,巨柱支撑着由4榀斜拉长悬臂跨层钢桁架组成的巨梁,形成新型大跨巨型钢框架结构体系。4个筒体巨柱内采用BRB+摇摆耗能墙的新型联合减震方案以减小地震作用;4榀巨梁内设置斜拉索以减小大悬挑区域的竖向变形;中庭沉浸影院采用新型的“上挂下支”的双曲面网壳结构体系,采用了内衬圆钢管的相贯焊节点保证网壳节点的刚性连接。进行了BRB+摇摆耗能墙大震下的减震分析、桁架与柱连接复杂铸钢节点的有限元分析及节点试验、3层和4层大悬挑角部的舒适度分析及人致振动实测及长悬臂结构的低周往复荷载试验。结果表明:湖北省科技新馆结构体系布置合理,各部分满足设计要求。

平面KK型矩形钢管节点静力试验研究

依托某主题广场月牙形艺廊单层网壳钢屋架结构,选取其最不利受力节点,设计了中心插板节点和毂节点两种KK型矩形钢管节点,分别对其足尺模型进行静载试验,测试分析模型节点区域的应变及应力分布规律,对比分析支管端部的位移变化。结果表明:1)设计荷载水平下,两个节点均满足受力要求;毂节点和中心插板节点的最大试验荷载约为等效设计荷载的2.85倍和3.25倍,节点安全储备较高;2)在最大试验荷载作用下,两个节点支管根部与中心构件相贯焊缝附近部分均不同程度地屈服,毂节点圆筒内加劲肋焊缝局部出现开裂;3)相同荷载作用下,中心插板节点相应位置应力应变水平相对较低,故中心插板节点的承载强度较高;4)由试验荷载-位移曲线分析得出毂节点的各肢平均位移比中心插板节点约大13.3%,表明中心插板节点弹性刚度较大。

基于Sarsa算法的城轨列车节能控制策略研究

针对城市轨道交通节能运行问题,提出一种基于Sarsa强化学习算法的城轨列车节能控制策略,实现了城轨列车在自动驾驶状态下,面对不同路况,执行减少能源消耗驾驶策略的同时兼顾准时性和舒适性。根据线路条件将列车状态进行离散化处理,将连续的驾驶过程分为若干个子区间进行分段求解。结合区间限速、初始状态、终末状态等限制条件,基于能耗及运行时间分别构造适当的奖励函数。同时,用当前状态下可达的最大速度与最小速度对可选速度集合进行限制,缩小探索空间,加快算法收敛。最后,通过对北京铁路亦庄线小红门站至肖村站的实例进行仿真。实验结果表明,与传统的动态规划方法相比,Sarsa算法在满足舒适性和准时性要求的情况下节能9.32%。相比于强化学习中的Q学习算法,在速度的选取过程中,超速次数也有明显下降。仿真结果证明Sarsa算法具有更好的节能效果和安全性。在算法参数不变的情况下,调整限速条件,与传统动态规划算法进行二次对比,依旧节能4.21%,验证了算法的鲁棒性。

武汉协和医院质子医学中心结构设计及关键问题

武汉协和医院质子医学中心的建设对结构专业设计提出了特殊要求。详细介绍了项目概况、设计条件,阐述了基础与地下室以及上部结构的设计要点,包括桩基选型、结构分缝、结构方案、大跨等特殊部位处理方法等。针对质子区结构设计,重点论述了沉降控制、振动控制、辐射防护、吊装孔设计等关键问题。设计时通过合理设置结构缝、优化桩基础设计、采用大厚度墙板和重密度混凝土、设计特殊预制梁等措施,较好地解决了上述问题;并运用环境调研、数值模拟、现场实测等方法,取得了良好的效果;结构设计能够满足质子医院的建筑功能需求和特殊工艺要求。

随州公共活动中心结构设计

随州公共活动中心是体型复杂的多馆合一式综合性城市公共建筑,具有平面单向超长、质量分布明显不对称、大跨度、大悬挑、顶板大开洞等特点。在对该结构体系进行了重难点分析的基础上,采用现浇预应力钢筋混凝土框架+屈曲约束支撑的减震结构体系,利用屈曲约束支撑解决平面单向超长造成的扭转,同时使结构形成多道抗震防线;大跨度楼盖采用预应力密肋楼盖控制结构高度;针对顶板大开洞的嵌固端问题提出了具体的加强措施。提出了针对该类结构的BRB布置及减震参数设计,通过有限元数值仿真分析论证了BRB的减震效果。针对超限情况提出了抗震性能目标及抗震措施。

局部阴影下基于GWO-P&O混合算法的光伏最大功率点跟踪

针对局部遮阴环境下传统灰狼优化(Gray wolf optimization,GWO)算法在跟踪最大功率点时P-U特性曲线出现多峰值、后期收敛速度慢、稳态精度低等问题,结合灰狼优化算法和扰动观察法(Perturbation and observation,P&O)各自的优势,提出了基于GWO-P&O的混合优化最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,MPPT)算法。首先,采用灰狼优化算法逐渐向光伏的全局最大功率点靠近。其次,在灰狼优化算法收敛后期引入P&O法,既保持了灰狼优化算法较高的稳态精度,又能以较快速度寻找到局部最大功率点。最后,在不同环境工况下,将所提出的GWO-P&O方法与传统GWO算法进行对比。结果表明,改进的GWO-P&O算法在保证良好稳态性能的同时,一定程度上提高了GWO算法后期跟踪最大功率时的收敛速度。

环境风下高铁双弓-网系统动态受流特性研究

为了研究环境风对高速铁路双弓-网系统动态受流性能的影响,首先,以位于我国西部大风区的兰新高铁为研究对象,基于模态分析法建立双弓-网耦合系统模型;其次,运用空气动力学理论推导作用于接触网线索上的环境风载荷;然后,考虑横风向空气阻尼的影响,探究空气阻尼作用下双弓受流特性;最后,采用4阶自回归(autoregression,简称AR)模型建立接触网沿线脉动风场,着重分析风速和风攻角对双弓受流的影响。结果表明:横风向空气阻尼对双弓受流产生的影响较小;脉动风下风速越大则风向越趋于垂向,双弓受流性能更易恶化;后弓受流性能相较前弓对风速和风攻角的变化更加敏感。双弓-网系统风振响应分析可为优化风环境下弓网受流质量和接触网防风参数设计提供参考。

城轨列车深度强化学习节能优化控制方法

为提高城轨列车自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)的控制性能,针对城轨ATO目标速度曲线追踪控制方法中工况切换频繁、牵引能耗高等问题,以列车准点、精准停车和能耗为优化目标,设计了一种以时间冗余(Time Redundancy,TR)规划参考系统为主动约束的列车深度强化学习DQN控制方法。建立了城轨列车动力学模型和多目标优化适应度函数;定义了TR规划参考系统约束下的DQN列车控制器,并对控制器中的动作空间和奖励函数进行设置;最后规定了列车控制器神经网络更新方法,利用随机梯度下降算法更新Q网络参数。结果表明:加入以TR时间规划参考系统为约束的TR-DQN算法提高了DQN迭代收敛速度以及迭代训练过程中的稳定性;TR-DQN动态调整列车运行策略的控制方法相比传统目标速度曲线追踪PID算法能耗降低12.32%,列车站间工况切换频率较低;针对设置的3种不同站间规划时间,列车牵引能耗依次降低7.5%和6.4%,列车站间工况动态切换频率和牵引能耗随行程规划时间增大而降低。

富硫型水库沉积物AVS和SEM空间分布特征及重金属风险评价

随着湖库外源性污染的有效控制,沉积物污染特征成为影响湖库水环境质量的关键因素。本文以富硫型水库——汤河水库为研究对象,分析探讨水库沉积物的理化性质、重金属总量、酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同步提取重金属(simultaneously extracted metals,SEM)的空间分布特征,采用沉积物基准法(sediment quality guidelines,SQGs)和AVS与SEM关系法对重金属可能诱发的生态风险和毒性效应进行评估。结果表明:汤河水库沉积物中AVS含量在0.03~51.75μmol/g之间,并呈现坝前深水区>东支流库区>西支流库区的空间分布特征。根据Pearson相关性分析可知,汤河水库沉积物AVS含量与间隙水中SO^(2-)_(4)浓度、沉积物烧失量(LOI)含量呈显著正相关,与沉积物间隙水中NO^(-)_(3)浓度和沉积物pH呈现显著负相关。间隙水中SO^(2-)_(4)浓度和沉积物LOI含量是控制AVS产量的重要因素。水库沉积物中ΣSEM变化范围为0.52~2.75μmol/g,呈现出东支流库区>坝前深水区>西支流库区的分布规律。水库沉积物中ΣSEM/AVS和ΣSEM-AVS的变化范围分别为0.06~22.73和-49.18~2.44μmol/g,显示出水库坝前深水区表层0~10 cm沉积物不具有生态风险,而东、西支流库区沉积物中的SEM因为不能完全被AVS所固定而存在潜在生态风险。就单一重金属而言,汤河水库坝前深水区和东西支流中部区域沉积物Ni、Cu、Pb和Zn含量均介于临界效应含量(threshold effects level,TEL)值和可能效应含量(probable effect level,PEL)值之间,可产生低级风险毒性效应,但Ni的毒性效应风险接近中级,今后应予以重点关注。富硫型水库沉积物中容易出现高含量AVS,沉积物间隙水中SO^(2-)_(4)和NO^(-)_(3)的浓度是决定沉积物AVS净产量的重要因素。流域内重金属土壤背景值以及工业、采矿产业排放的废水类型直接影响着诱发生态风险的重金属种类。

基于测量阻抗动态轨迹的大型调相机失磁保护

大型调相机失磁故障严重影响设备本体安全以及电网稳定,现有基于静态阈值的低电压与无功反向判据可靠性与选择性不足。文中提出一种可反映调相机运行状态的机端测量阻抗全局动态轨迹智能识别的失磁保护原理,从运动学角度建立能够准确反映失磁与其他工况下测量阻抗轨迹的特征量时间序列,基于统计学提取解释性强的特征量。利用自适应权重的全局与局部核函数组合训练多核支持向量机(multiple kernel learning support vector machine,MKL-SVM),在保证模型学习能力的同时增强其泛化能力;提出基于分类核空间距离的两阶段识别策略,可在保证可靠性的前提下提高保护速动性。基于PSCAD仿真平台搭建调相机接入电网模型进行验证,结果表明所提失磁保护方案无须采集转子侧电气量,识别准确,面对新能源接入和未知扰动时仍具有优良的适用性。

腕关节镜辅助复位手术与传统切开复位内固定术对桡骨远端关节面塌陷骨折功能改善的前瞻性随机对照观察

目的比较腕关节镜辅助复位手术与传统切开复位内固定术治疗桡骨远端关节面塌陷骨折的关节面复位情况及不同时期功能恢复情况。方法选取2022年11月至2023年12月深圳市第二人民医院足踝外科手外科收治的桡骨远端关节面塌陷患者34例,以简单随机法分为腕关节镜辅助复位组与传统切开复位组,每组17例。对腕关节镜辅助复位组行关节镜辅助切开复位内固定术,对传统切开复位组行传统切开复位内固定术。对两组患者的关节面复位情况,手术时长,术后2周、6周、12周腕关节旋转屈伸、尺桡偏活动范围、握力及腕关节患者自行评估量表(PRWE)评分进行统计,对手术并发症情况进行对比。采用SPSS 26.0软件对数据进行统计学分析;P<0.05为差异有统计学意义。结果与传统切开复位组相比,腕关节镜辅助复位组的手术时长较长,术后冠状位及矢状位相邻骨块最大位移较小,术后12周腕关节旋转活动范围患侧占健侧百分比显著提高,差异均有统计学意义(P<0.05)。腕关节镜辅助组术后2周、6周腕关节旋转活动范围,握力及腕关节PRWE,术后各时间节点腕关节屈伸、尺桡偏活动范围与传统切开复位组相比差异均无统计学意义(P>0.05)。结论关节镜辅助手术对于桡骨远端关节面塌陷骨折的复位情况较传统切开复位手术效果更好,且关节镜辅助复位桡骨远端骨折对于改善患者术后12周的腕关节旋转活动范围有更好的效果。

关节镜和传统开放手术治疗跖筋膜炎合并跟骨骨刺的短期疗效比较

目的 比较关节镜微创手术治疗和传统开放手术治疗跖筋膜炎合并跟骨骨刺的短期疗效。方法 回顾性纳入2015年6月至2019年6月我院收治的非手术治疗无效的跖筋膜炎合并跟骨骨刺患者37例,根据手术方式分为关节镜组和开放手术组。比较两组的手术时间、住院时间、负重时间、术后并发症发生情况、美国足踝外科协会踝与后足(AOFAS-AH)评分和术后1、3、6个月的疼痛视觉模拟量表(VAS)。结果 与开放手术组相比,关节镜组手术时间更长,住院时间、开始负重时间短(P <0.05)。关节镜组APFAS-AH评分、术后1、3、6个月VAS评分优于开放手术组(P <0.05)。关节镜组和开放手术组并发症发生情况差异无统计学意义(P> 0.05)。结论 两种治疗方式均能安全、有效改善顽固性跖筋膜炎症状。与开放手术相比,关节镜手术短期主客观功能改善更明显,疼痛减轻更快。

强风自然灾害致突发事件下高速列车动态调度方法

针对强风自然灾害致突发事件发生时高速列车调度问题,该文以晚点列车在各站到发时刻与原时刻表误差之和为目标函数,建立以速度、时间和变量取值等为约束条件的高速列车非线性动态调度模型,提出采用非线性收敛因子及自适应权重改进的鲸鱼优化算法(NAWOA)实现对目标函数的求解。以国内某铁路区段部分站点及运行的高速列车等数据为例,对模型的有效性进行检验。仿真结果表明:所提改进算法与传统鲸鱼优化算法、粒子群算法和遗传算法相比,对目标函数求解精度分别提升了16%,14%和36%,不但能够有效实现列车遭遇强风致突发事件时的动态调度,而且算法收敛速度较快,使得列车运行快速恢复正常,从而有效降低强风灾害致突发事件造成的列车大面积延误影响,提升高速列车的运行效率。

紧急弹射时G值载荷及头盔对颈部损伤的影响

文中研究了飞行员在紧急弹射时不同G值载荷和头盔特性对颈部损伤的潜在风险。结合刚体和有限元模型建立了正常人体的头颈模型,并通过设置飞行员弹射时的边界条件以及不同加速度载荷,模拟飞行员弹射时佩戴不同头盔的运动历程。结果显示:高G载荷导致颈部稳定性降低且椎间盘应力随之增大,颈部损伤标准(neck injury criterion,NIC)损伤随载荷的增大而增大。头盔质量的增加导致颈部载荷增大,椎间盘C4-C5节段,佩戴轻型头盔比无头盔时椎间盘应力增大30.84%,佩戴重型头盔比佩戴轻型头盔时增大40.91%,所以重型头盔对颈部损伤的风险高于轻型头盔。韧带所受的拉力与头盔质量的增大成正比,并且头盔重心后移可能增大韧带拉伤的风险。

钢铁行业高炉煤气精脱硫技术应用现状和未来趋势研究

高炉炼铁处于长流程钢铁冶炼生产工艺中的关键环节,高炉煤气是炼铁过程副产的重要二次能源,通常在高炉热风炉、轧钢加热炉和自备电厂煤气发电等生产工序进行燃烧利用。高炉煤气精脱硫技术的工程应用作为钢铁行业进行源头减排的典型实施方案具有非常重要的意义,国家与地方相关部门对于高炉煤气脱硫技术的应用也明确提出了最新要求。结合高炉煤气组分复杂、工况波动的特征和硫组分形态不同、有机硫为主的含硫特点以及不同脱硫技术的主要特点,重点分析了针对煤气中硫化氢的脱除方法、羰基硫的脱除方法以及硫化氢和羰基硫的一体化脱除方法,并通过对近年来钢铁行业高炉煤气精脱硫技术的工程应用现状调研,进一步对高炉煤气精脱硫技术后续的研发方向和工程应用等方面提出了几点建议。

碱金属对铈钨复合氧化物SCR脱硝催化剂性能影响

选择性催化还原(SCR)法是目前公认的脱硝效率最高、最为成熟的脱硝技术,其中催化剂是该技术的核心所在。铈钨复合氧化物是一种非钒SCR催化剂,为了使得该催化剂能够长期保持高效且稳定的脱硝活性,对其中毒机理进行深入研究,具有非常重要的意义。采用共沉淀法制备了CeWO_(x)复合氧化物脱硝催化剂,考察了碱金属种类(Na_(2)O和K_(2)O)对催化活性的影响,利用N_(2)-BET、XR D、NH_(3)-TPD和H_(2)-TPR对催化剂中毒原因进行了分析。活性评价结果表明:碱金属毒化后催化剂脱硝活性受到明显抑制,K_(2)O引起的失活程度要远大于Na_(2)O,在150~400℃的反应温度范围内,质量分数1%K_(2)O中毒的CeWO_(x)相比新鲜催化剂NO_(x)转化率下降了52%~84%。N_(2)-BET结果表明:碱金属沉积会导致催化剂的比表面积降低;XRD结果表明:碱金属的引入导致催化剂上CeO_(2)的晶粒尺寸增大;NH_(3)-TPD和H_(2)-TPR结果表明:碱金属的表面掺杂会导致催化剂的表面酸性和氧化还原性能会受到明显抑制。

基于VMD-APSO的风电场混合储能系统容量优化配置

针对风电波动性、间歇性和难预测等严重冲击电网安全运行问题,提出一种利用变分模态分解(VMD)和自适应权重粒子群算法(APSO)获得风电场混合储能系统容量优化配置方法。首先,基于典型日风电输出功率,利用低通滤波法得到满足标准的目标并网功率并获得储能系统参考功率。然后,将其通过VMD分解为高、低频功率,由超级电容器和蓄电池承担。最后,考虑储能充放电功率与荷电状态(SOC)等约束,建立以系统年综合成本最小为目标的容量优化配置模型,采用APSO算法求解并分析最优分界点和对应的储能配置方案。算例结果表明所提方法可有效平抑风电波动,降低储能容量,提高系统供电可靠性与经济性。

“人工智能+”背景下高职计算机专业人才培养改革研究

随着人工智能的飞速发展,高职教育人才培养模式亟需创新升级。文章分析了人工智能给高职教育带来的机遇与挑战,剖析了现有人才培养模式中存在的突出问题,提出了在“人工智能+”背景下高职计算机专业人才培养模式创新的总体路径,包括重构面向人工智能时代的培养目标体系、优化融入人工智能理论知识的课程体系设置、采用信息化智能化手段改革教学模式、加强实践教学环节建设以及全面提升师资队伍综合素质。同时,文章探讨了创新实践的具体路径,提出了加强校企深度合作、构建智能化教学资源平台、建设人工智能实训基地以及健全质量监控评价体系等建议。

基于深度学习的烟叶虫害智能检测系统设计

随着农业科技的进步,传统的虫害监测方法已经无法满足现代农业的需求。为了提高烟叶生产效率和质量,文章设计并实现了一种基于深度学习的烟叶虫害智能检测系统。该系统采用了先进的YOLOv7目标检测模型,同时集成了数据采集、深度学习训练、虫害检测等功能,能够快速准确地识别烟叶上的虫害,有助于提前介入查杀,保护烟叶质量。测试结果表明,该系统在实时监测和准确性方面表现优异,提升了虫害管理的效率。

MMC变流器的无差拍电流预测控制器研究与设计

为了提高模块化多电平变流器MMC(modular multilevel converter)的稳定性与动态性能,实现环流抑制,提出基于交流电流和环流双目标调节的无差拍控制。通过MMC单相等效电路的动态方程,设计MMC交流电流分量以及环流分量的无差拍电流预测控制器,并针对实际控制存在的时延问题进行理论分析提出改进措施。通过搭建无差拍控制下模块化多电平变流器的十电平Simulink仿真模型,验证控制策略的有效性。结果表明:通过无差拍控制可以显著提高模块化多电平变流器的稳态和动态性能,且达到环流抑制和均压的目的。