新疆及邻区现今GNSS变形特征与地震关系研究

基于GNSS观测数据,采用球面最小二乘配置方法计算了新疆及邻区的应变率张量特征,在统计分析研究区域应变率分布以及1900—2022年M≥6.0地震分布之间的关系的基础上,研究了GNSS应变率特征对强震地点的指示意义。通过构建三维弹性块体模型反演得到的区内主要断裂的运动变形特征,结合震源机制解结果,对比分析了断裂运动变形特征与不同区域强震类型之间的关系。结果表明:天山西段—帕米尔地区、阿尔金断裂带邻近地区呈现第二应变率高值特征,其中帕米尔构造结附近高值特性最明显;最大剪应变率方向在南天山西段—帕米尔地区主要为NE-NEE向,反映了该区以倾滑变形为主的特征。研究区域的M≥6.0地震主要分布在应变率高值区及其边缘,特别是帕米尔构造结东部地区的强震集中非常明显。区内断裂运动性质具有明显的分类特征,除整体以挤压运动为主外,NE走向断裂带以左旋走滑运动为主,NW走向的断裂以右旋走滑运动为主。NE走向的柯坪、迈丹和那拉提断裂带与NW走向的克孜勒陶、塔拉斯—费尔干纳断裂带汇集的南天山西段和帕米尔西构造结东部地区强震密集分布,强震的震源机制类型与断层运动方式较为一致。

基于改进YOLOv5s的轻量级绝缘子缺失检测

针对现有绝缘子缺失检测模型计算复杂度高和小目标难以检测等问题,提出一种基于改进的YOLOv5s轻量级检测模型。首先,移除主干网络中的C3模块来减少模型的参数量。其次,在多尺度特征融合网络中引入卷积块注意力机制来提高复杂背景下模型的特征提取能力。同时,采用加权双向特征金字塔网络结构对特征进行双向跨尺度加权融合,提升网络在遮挡物、相似目标干扰下目标的检测性能。最后,选用SIoU损失函数提升网络的收敛速度和检测精度。实验结果表明,所提模型的平均精准率为96.8%,浮点运算数为2.8 GFLOPS,而原始YOLOv5s在保证97.4%的平均精准率下的浮点运算数为16.3 GFLOPS。相较于原始模型,所提模型对小目标、遮挡目标以及模糊等场景有着较强的鲁棒性,且在保证近似检测精度的同时极大减少了计算量。

FBC模型的伪随机性和超伪随机性

FBC分组密码算法是入选2018年全国密码算法设计大赛第2轮的10个分组密码算法之一.FBC主要采用四分支两路Feistel结构设计,是一个实现效率高的轻量级分组密码算法.将FBC算法抽象为FBC模型,并研究该模型的伪随机性和超伪随机性,在FBC轮函数都是相互独立的随机函数的条件下,给出能够与随机置换不可区分所需的最少轮数.结论表明,在选择明文攻击条件下,4轮FBC与随机置换不可区分,因而具有伪随机性;在自适应性选择明密文攻击条件下,5轮FBC与随机置换不可区分,因而具有超伪随机性.

基于机器视觉的垃圾分类算法研究与应用

垃圾分类识别算法是目前研究的热点问题,本文通过引入色块追踪模块Lab颜色模型对YOLOv3算法进行优化,利用优化后的算法搭建训练模型。并针对目前垃圾类别利用网络爬虫爬取日常生活中常见的垃圾图像并进行分类,形成数据集。其次通过优化的YOLOv3算法对处理好的数据集进行模型训练,将训练后的模型进行模型检测。最后通过实际测试,优化后的YOLOv3算法识别的平均准确率达到了94.33%,与原始算法相比,优化后的算法在稳定性和准确度上都有了明显的改善。

中国大陆强震发生前地震活动增强统计特征分析

依据《中国震例》(1966—2017年)对1966年以来中国大陆东部M_(S)>6.0、西部M_(S)>7.0强震前地震活动增强的异常现象特征进行了系统的梳理,并试图总结不同活动构造地块周缘强震前地震活动增强的异常时空演化特征。结果显示:①我国大陆大震前普遍存在地震活动增强现象,33个震例中有21个震例存在震前地震活动增强异常,占比达64%;②西部地区大多数震例的地震活动增强空间范围表现为中间尺度或构造尺度,且主震震级越大,越有可能出现大范围的地震活动增强;③西部地区出现中强地震活动增强的概率高于东部地区,前兆地震活动增强的平均震级较大,发生大震(M>7.0)的概率增大;④西部地区地震活动增强的时间尺度与震级成正比,而东部地区随着震级增大,更可能出现中期到中短期的地震活动增强异常;⑤多数西部地区震例在震前出现不同时间尺度的地震活动增强叠加的现象;⑥川滇菱形地块的强震前均出现了中长期尺度的地震条带交会现象、不同空间尺度的地震空区以及中短期尺度的中小震活动增强现象,并且对大震地点有较好的指示意义。巴颜喀拉东边界与北、西及南边界大震前存在显著的不同地震活动增强特征,震前未出现中强地震围空的现象。

基于可爆性分区方法的露天矿炸药单耗预测模型

露天矿山爆破作业要求矿岩爆破块度均匀,对岩体可爆性进行评价与应用是优化爆破设计、改善爆破效果的重要依据。在总结分析岩体可爆性主要影响因素的基础上,对司家营铁矿15个爆区矿岩物理力学参数和节理裂隙参数进行了聚类分析和相关分析。结果表明:可以采用抗拉强度、岩石密度、岩体完整性系数和平均节理间距4个指标对岩体可爆性进行评价;同时用蚁群算法优化BP神经网络对评价指标进行赋权,提出了基于加权聚类分析的露天矿岩体可爆性分区方法;然后结合钻孔信息与地质模型,使用距离幂次反比法插值得到矿岩可爆性分区块体模型;利用多元回归分析方法,建立了基于可爆性分区指标的炸药单耗预测数学模型,可为后续类似工况爆区矿岩爆破设计提供参考,对优化爆破设计工作具有指导意义。

煤矿采动稳定区煤层气开发区块经济评价技术

针对我国煤矿采动稳定区煤层气开发区块评价技术缺乏,难以有效指导经济开发应用这一问题,基于煤层气开发效果与综合效益,分析了采动稳定区煤层气开发区块评价关键参数,构建了考虑技术进步等动态影响因素的煤层气开发区块经济评价指标体系,采用层次分析方法获得了各单项指标的相对权重,并提出了开发区块最大隶属原则经济评价方法。应用试验表明,该经济评价方法可为煤矿采动稳定区煤层气开发决策提供可靠指导。

游荡型辫状河沉积特征及沉积相模式

针对冀东油田高104 5区块馆陶组辫状河模式认识不清、砂体预测不准的问题,开展砂质辫状河河型分类研究。首先,根据区域地质背景、古气候、岩石粒度、层理构造、相序、溢岸、落淤层发育情况以及砂体形态等指标确定研究区为游荡型辫状河。随后,以Miall构型要素分析理论为指导,建立了辫流带、单一辫流带内河道和心滩边界识别标志,实现了研究区游荡型辫状河结构解剖,确定研究区单一辫流带宽度平均1 400.00 m,单一辫流带内心滩平均长度为414.47 m,宽度平均为158.86 m,河道宽度平均53.18 m。心滩长宽比集中在2.0~4.0,心滩宽度与辫状河道宽度比为2.2,为宽坝窄河道辫状河沉积模式。最后采用沉积数值模拟的方法,建立了研究区游荡型辫状河沉积相模式,可为油田开发提供指导。

高铁隧道片状掉块气动行为及对行车安全影响

高铁隧道衬砌病害日益恶化,衬砌掉块问题愈发严重,对列车运行安全危害极大。为探究隧道内行车时衬砌掉块脱落对行车安全性的影响,建立大气-隧道-衬砌掉块-列车三维数值模型,对列车运行条件下衬砌掉块的气动行为进行分析,研究片状衬砌掉块初始下落位置对行车安全性的影响。研究结果表明,不同剥落位置片状掉块沿隧道纵向位移均为负值;拱顶掉块沿隧道纵向位移平均为侧边墙掉块的1.45倍,上侧边墙掉块横向运动位移为拱顶掉块的2~3倍;拱顶掉块随着距隧道中线距离的增大受流场结构影响越显著,初始加速度峰值越大;拱顶剥落的衬砌掉块可能与列车直接相碰,上侧边墙剥落的衬砌掉块可能与车身侧面相碰或者被卷入到轮轨内,下侧边墙剥落的衬砌掉块远离车身运动,对行车安全无影响。研究结果对今后高速铁路隧道衬砌病害防治具有参考意义。

改进卷积注意力机制的轻量级检测无人机目标模型

利用深度学习中特征提取的优势,提出一种改进算法,结合改进的卷积注意力模块,将YOLOv5模型骨干网络替换为改进的MobileNetv2轻量化网络,形成I-YOLOv5算法,旨在提高检测精确度和小目标、多目标的检测能力,同时保持实时性.为构建数据集,通过网络搜索和自主录制无人机视频的方式,用Label Img工具完成标注.结果表明,I-YOLOv5算法在检测精度上有显著提升,对小目标和多目标的检测效果更优秀,在视频检测方面表现出色,具有较好的实时性能.通过模型结构优化,使检测模型的大小减少为原来的18.6%,检测速度提升120%.I-YOLOv5算法的平均精度均值达到97.8%.

基于GPS数据分析巴颜喀拉块体边界强震活动特征

基于巴颜喀拉块体边界大地震序列,运用多弹簧滑块系统理论分析未来各边界断裂发生强震的可能时间;基于1991—2016年中国大陆GPS水平速度场数据,采用均匀弹性块体模型计算了巴颜喀拉块体各边界断裂带的长期活动特征,并以此作为参考背景,计算了1999—2007、2009—2013、2013—2015、2015—2017、2017—2020年各边界断裂带的活动性质及时空演化特征,同时结合1995年以来发生在各边界断裂带上的M≥7.0地震震源机制解综合分析强震活动与块体运动的关系。结果表明:1995年以来发生在块体各边界断裂带上的M≥7.0地震震源机制与块体边界的运动特征一致,这一系列地震可能是由巴颜喀拉块体向E—SE向运动增强所致。综合块体边界大震序列与块体相对运动结果认为,未来十年,甘孜—玉树断裂、龙门山断裂南段、东昆仑断裂带东段存在发生M≥7.0地震的可能。

应力波作用下隧洞顶板围岩块体失稳滑动解析理论研究

由于地质结构和开挖面的影响,隧洞围岩通常被切割成不同形状和尺寸的块体.其中,一些关键块体在开挖卸载后仍然保持稳定,但当受到应力波(如爆破振动和地震等)的干扰时可能会失去稳定性并滑动.基于应力波传播理论推导了隧洞围岩顶板矩形关键块体动力失稳滑动解析模型,在计算块体滑动位移过程中,考虑了块体间节理的不同闭合-张开模式,并采用线弹性模型和库仑滑移模型来描述节理的法向和切向行为.通过UDEC数值模型验证了解析模型的有效性和可靠性.随后,基于解析模型探讨了可能影响块体失稳滑动的参数.研究结果表明:在应力波作用下,隧洞围岩块体间节理面会闭合-张开,在张开过程中节理面的摩擦力会逐渐降低,甚至为零,块体间节理面的超低摩擦和无摩擦阶段对块体滑动位移的影响最大;当应力波垂直作用于围岩块体结构面且强度足以诱使节理面张开时,影响块体滑动位移较大的参数是节理面初始法向应力、应力波振幅、频率和块体岩性,单周期正弦应力波下块体滑动位移的变化在0.659~1.502 mm之间;其次为节理初始法向刚度、块体尺寸,块体滑动位移的变化在0.15~0.168 mm之间.

基于LCA的扭王字块物化阶段碳排放核算及减排措施

扭王字块作为量大面广的护堤结构,其碳排放的量化计算对于节能减排具有重要意义。基于LCA理论,将扭王字块物化阶段划分为原材料生产、原材料运输、构件制作、构件转运和现场施工5个阶段,采用碳排放系数法构建扭王字块物化阶段的碳排放测算模型,并以某大型护堤工程为例,演示计量扭王字块物化阶段碳排放的具体流程。结果表明:扭王字块物化阶段的碳排放主要来自原材料生产和运输;通过对比砂石材料不同运距和运输方式的碳排放量,得出就近取材和长距离采用铁路或水路运输可有效降低碳排放;对比公路运输不同燃料车辆的碳排放,汽油车和LNG车的碳排放低于柴油车。

基于约束DT的大规模动态地形的构建

大规模地形场景模型复杂、数据量大,动态实时构建效率低。论文研究了大规模地形的动态构建问题,提出了一种基于约束DT进行地形动态实时构网的方法。该方法将大规模的地形分割成若干小的地形块,将地形块的四个顶点添加到地形数据集中,对每个地形块单独构网,从而实现大规模地形三角网的快速构建。针对地形的动态变化,采用添加扩展约束的方式仅对扩展约束内部动态变化的地形进行重新构网,提高了地形三角网动态更新的效率。在进行地形纹理贴图时,对地形块进行分块处理,建立纹理数据与地形子块内三角网的映射关系实现纹理贴图,提高了渲染效率。实验结果表明,地形分块动态建模提高了地形动态变化后构网和绘制的效率。

膨润土砌体墙受压性能及其本构模型的构建

我国高放地质处置库“三步走”战略稳步推进,研究缓冲/回填材料砌体结构力学性能及其破坏特性,可为缓冲/回填材料砌体结构的设计,以及砌块的地面堆砌储存提供基础数据。本文采用合适的压制路径将高庙子钠基膨润土粉末压制成砌块,并采用干砌方法堆砌成砌体墙,设计并进行了砌块单元间界面性能试验和轴心抗压试验,得到了砌块单元间界面剪切强度与剪切位移关系,分析了砌体墙应力-应变曲线和破坏形态。试验结果表明,砌体墙变形破坏经历特性变形、局部裂纹扩展、竖向裂纹贯通、失稳破坏和残余变形几个阶段。砌体墙的第一条裂隙出现在单个砌块单元内部,反映了砌块单元的压制质量是控制砌体墙工程性能的重要影响因素之一。基于试验数据,通过对比分析施楚贤、朱伯龙、TURNSEK和HODGKINSON及仲继清的本构关系发现,在峰前上升曲线段采用试验数据对仲继清模型参数进行修正,获得的理论应力-应变曲线与试验曲线较为吻合。

领结征髂筋膜阻滞的髋关节置换术中舒芬太尼不同剂量预测模型的效果

目的比较行超声引导下领结征髂筋膜阻滞的老年髋关节置换术中舒芬太尼不同剂量预测模型的效果。方法选择2018年6月至2022年6月于本院行超声引导下领结征髂筋膜阻滞的老年髋关节置换术患者90例为研究对象。采用一元线性回归方程模型(ALR)、多元线性回归方程模型(MLR)或人工神经网络模型(DBN)确定舒芬太尼剂量,患者按单盲法随机分为ALR组、MLR组和DBN组,每组30例。比较各组患者镇痛效果、血流动力学指标、炎症因子水平、手术指标。采用Kaplan-Meier法分析各组患者术后2周髋部感染发生情况。结果各组患者性别、年龄、体质量、美国麻醉医师协会分级和合并症情况比较差异均无统计学意义(P>0.05)。DBN组患者术后24 h的Harris评分、感觉阻滞持续时间高/长于ALR组,术后24 h疼痛数字评分量表(NRS)、手术开始时和手术开始后30 min的平均动脉压(MAP)及心率(HR)、术后24 h白细胞介素-17(IL-17)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平、感觉阻滞起效时间、患者自控镇痛(PCA)按压次数低/早/少于ALR组,术后24 h的改良警觉/镇静评分(OAA/S)显著低于ALR组和MLR组,差异均有统计学意义(P<0.05)。MLR组患者术后24 h的Harris评分、感觉阻滞持续时间高/长于ALR组,术后12 h的改良OAA/S评分、手术开始后30 min的MAP、术后24 h IL-17和TNF-α水平、感觉阻滞起效时间、PCA按压次数低/长/少于ALR组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Kaplan-Meier分析结果显示,各组患者术后2周髋部感染发生率比较差异有统计学意义(P<0.05);ALR组和DBN组患者术后2周髋部感染发生率比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论在领结征髂筋膜阻滞老年髋关节置换术中使用MLR和DBN计算舒芬太尼剂量的有效性优于ALR,且DBN优势更明显。

电力线信道中极化码译码算法的改进

脉冲噪声是影响电力线通信性能的最主要因素。为了提升极化码在电力线信道的性能,文章提出了分段循环冗余校验码辅助串行抵消列表比特翻转(segmented CRC aid SCL-bit flip,SCA-SCL-BF)译码算法,并在加性高斯白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道和电力线信道下进行了仿真。在构造关键集合时引入Rate1子块,避免了全集搜索的复杂度;根据关键集合中比特的位置进行分段,每段翻转一比特,可以实现多比特翻转。仿真结果表明,SCA-SCL-BF算法的性能相较于公开文献中性能在信噪比(signal-to-noiseratios,SNR)大于0dB时有显著提升。该算法对于提升电力线传输性能有重要意义。

基于坐封受力模型的暂堵球封堵效果影响因素与参数优化

暂堵球在射孔孔眼及压裂裂缝中的坐封状态影响其封堵稳定性,暂堵球封堵效果决定暂堵转向压裂技术的成败。通过建立暂堵球坐封受力计算模型,研究了压裂液排量、密度、暂堵球及孔眼参数对暂堵球坐封受力状态及其封堵效率的影响,实验模拟了不同射孔参数、压裂排量及暂堵球/压裂液性能对封堵效果的影响。结果表明:暂堵球受拖拽力、脱离力及持球力随压裂液排量的增加而增大,暂堵球更易坐封;压裂液及暂堵球密度对暂堵球坐封封堵效率影响不大;暂堵球粒径大于孔眼直径时,暂堵球坐封封堵效率随粒径增加而增大,当暂堵球直径小于孔眼直径时,暂堵球不容易坐封;射孔孔眼数增加影响暂堵球坐封封堵效率。实验评价暂堵球最佳直径为9.0 mm,最佳泵送排量大于4.0 m^(3)/min时,有助于提高暂堵球坐封成功率,增强暂堵压裂设计的可靠性。

高含水复杂断块油藏单层系边外注水开发模式

复杂断块油藏在开发后期面临综合含水率高、地层能量不足、剩余油分布复杂、井网适应性差等问题。以济阳坳陷沾化凹陷中部垦71断块油藏为例,基于水驱油藏的油包水和水包油2种油水分布状态,利用理论模型推导和数值模拟方法,开展了单层系边外注水开发模式研究。结果表明:从采液端和注水端的受力分析可获得单层系开发的合理注水量、合理采液量和合理注采井距,单层系开发的合理注水压差、合理注水量、合理采液量是影响其剩余油饱和度、含水饱和度的关键因素,对油层合理地层压力水平及剩余油二次富集起主要控制作用。通过加大注采井距至油水边界外围,以2.9倍含油条带宽度为合理注采井距的临界值,采用短注长静置的非对称周期注采方式,建立单层系边外注水开发模式,有利于保持单层系的压力系统稳定和提高剩余油波及率,从而提高原油采收率。矿场实践表明,采用单层系边外注水开发模式后,垦71断块油藏日产油量提高至254 t/d,含水率控制在93.7%,采收率提高至31.53%,采油速率提高4.9%,显示出良好的增产效果。单层系边外注水开发模式解决了高含水复杂断块油藏开发中的剩余油分布分散、水驱波及率低和井网适应性差等难题,可为复杂断块油藏开发提供指导和借鉴。

基于多种交易方式的省间省内现货市场双层出清模型

新能源比例不断提升,省间消纳需求不断增加,构建满足全局资源优化运行的省间市场是促进市场效率提升的关键。文中基于多种块交易及小时交易的时间耦合关系,建立了省间省内两级现货市场出清模型。首先,构建了包含普通小时交易、灵活小时交易、常规块交易、可移动式块交易和扩展链接式块交易多种交易方式的混合整数线性规划模型。其次,为解决省间市场主体较多、块交易时间耦合复杂带来的出清难度大的问题,提出了基于省内出清结果的参与省间市场主体的筛选机制,进一步实现基于各省筛选出主体的省间市场出清,通过融合省间、省内出清结果形成最终中标结果。最后,通过多区域互联的IEEE RTS-96系统算例验证该模型的合理性及其作用效果。结果表明,相较于各省单独出清,省间省内两级市场出清提升了整体社会福利。所提方法在提高求解效率的同时,尽量逼近省间整体出清的全局最优解,实现了社会福利最大化。