基于数字孪生的分段建造可视化系统设计

针对船舶分段生产过程中存在的数据直观性差、关键信息共享程度低,分段位置不明确等问题,综合考虑分段工艺流向、堆场资源等情况,等比例搭建船舶分段建造产线孪生模型;构建孪生数据驱动的分段建造管理体系和数据存储管理方法,为分段建造监控提供数据基础;应用建模软件和虚拟仿真软件,提供动态数据查询与决策依据的可视化平台,为船舶产品建造和管理中各类信息的集成化应用提供支持。

鄂尔多斯活动地块及边界带1∶50万地震构造图编制

地震构造图是综合反映特定地区地震构造环境和地震活动水平的基础性图件,鄂尔多斯活动地块及边界带1∶50万地震构造图是国家重点研发计划“鄂尔多斯活动地块边界带动力学模型与强震危险性研究”项目的一个专题成果。该图以鄂尔多斯活动地块及边界带为编图范围,参照地震行业有关地震构造图编制标准和数据库标准,在系统收集和整理区域地理信息、地质、活动构造、地震、地球物理等资料的基础上,开展高分辨卫星影像解译,吸收项目最新研究成果,建设了编图所需的基础数据库;通过资料矢量化、地层界线修改、断层修改、图面修饰、图件复核等环节,编制成鄂尔多斯活动地块及边界带1∶50万地震构造图。该图反映了由银川盆地—贺兰山、弧形构造束、渭河盆地、山西地堑系、河套盆地等活动构造单元组成的鄂尔多斯活动地块边界带,以及相邻地块有关地震构造的最新资料,完善了鄂尔多斯地块及边界带活动构造几何学和运动学图像,建成了区域地震构造基础数据库。

单节段椎旁神经阻滞在老年患者腹股沟疝修补术中的应用

目的探讨单节段椎旁神经阻滞(pavavertebral nerve block,PVNB)在老年患者腹股沟疝修补术中应用的安全性和可行性。方法回顾性分析2016年1月~2022年12月58例老年患者接受开放式无张力腹股沟疝修补术的临床资料,依据麻醉方式分为2组:单节段PVNB组(P组)和单次蛛网膜下腔阻滞组(S组),每组29例。P组在超声联合外周神经刺激器或单纯外周神经刺激器引导下行L1单节段PVNB,给予0.4%罗哌卡因20 ml。S组在L3/4棘突间隙进行穿刺,给予0.5%布比卡因10 mg。记录患者麻醉前(T_(0))、手术切皮时(T_(1))、疝囊剥离时(T_(2))和关切口时(T_(3))患者的平均动脉压和心率,麻醉阻滞平面、麻醉效果、芬太尼补救率、局麻药毒性反应、外周神经损伤、尿潴留、谵妄和恶心呕吐的发生情况,随访患者的麻醉满意度。结果58例均顺利完成手术。2组患者麻醉阻滞平面差异有显著性(Z=-4.144,P=0.000),芬太尼补救率、麻醉效果和麻醉满意度差异均无统计学意义(χ^(2)=0.269,P=0.604;Z=-1.430,P=0.153;Z=-1.395,P=0.163)。2组患者不同时点的平均动脉压和心率变化差异无统计学意义(F=0.002,P=0.960;F=0.260,P=0.612)。P组患者尿潴留发生率显著低于S组(0.0%vs.24.1%,Fisher精确检验,P=0.010)。2组患者谵妄和恶心呕吐发生率差异无统计学意义(P>0.05)。所有患者围术期均未发生局麻药毒性反应和外周神经损伤。结论单节段PVNB可以为接受腹股沟疝修补术的老年患者提供完善的麻醉与镇痛,有助于维持术中血流动力学状态的稳定,并降低术后不良反应的发生风险。

基于地球物理数据融合的大兴安岭中段东缘地壳结构研究

位于中亚造山带东段的兴安地块和松辽锡林浩特地块被晚古生代贺根山-黑河缝合带分开。随后,大兴安岭与松辽盆地被中新生代嫩江-八里罕断裂分开。在大兴安岭中段,这两构造带的位置及板块拼合时间尚不明确。为研究大兴安岭中段东缘重要构造断裂、构造单元及结晶基底属性特征,在扎兰屯-阿荣旗地区采集处理一条长60 km的重力、磁法和大地电磁数据,重新处理了1:20万扎兰屯幅、阿荣旗幅区域布格重力异常数据。通过多种地球物理数据融合,解译了7条重要断裂,其中庞家街断裂和红星断裂是控制贺根山-黑河缝合带的深大断裂。北西向阿伦河断裂为深大断裂,至少切割到中地壳。发现了两个中地壳低阻带,其中C2异常解释为贺根山-黑河缝合带。通过1:25万阿荣旗幅地质填图资料,证实了地球物理数据融合的推断结果,为大兴安岭中段东缘构造带演化研究提供了重要支撑。

外侧弓状韧带上腰方肌与腹横肌平面阻滞对腹腔镜肝脏部分切除术后镇痛效果的研究

目的观察超声引导下外侧弓状韧带上前路腰方肌阻滞(QLB-LSAL)与腹横肌平面阻滞(TAPB)对腹腔镜肝脏部分切除术(LPH)后镇痛与恢复质量的影响。方法选择择期行LPH患者58例,采用随机数字表法将患者分为弓状韧带组和腹横平面组,每组29例。弓状韧带组在术前进行双侧QLB-LSAL,腹横平面组在术前进行双侧肋缘下TAPB,2组均每侧给予0.33%的罗哌卡因20 mL,术后均使用自控静脉镇痛(PCIA)。记录2组患者术后2、4、6、12、24和48 h静息和运动数字评价量表(NRS)评分,术前1 d、术后1和3 d进行15项恢复质量量表(QoR-15)评分,围手术期麻醉药物用量,PCIA按压次数,48 h补救镇痛药使用例数,术后恶心呕吐(PONV)发生率及术后首次下床时间。结果与腹横平面组相比,弓状韧带组术后2、4、6、12、24和48 h运动NRS评分,术后2、4、6、12和24 h静息NRS评分降低(P<0.05),术后1 d和3 d QoR-15评分增加(P<0.05),弓状韧带组患者围手术期瑞芬太尼和舒芬太尼用量、术后48 h使用补救镇痛药物比例、镇痛泵按压次数、PONV发生率及术后首次下床时间降低(P<0.05)。结论QLB-LSAL阻滞对LPH术后镇痛效果和恢复质量优于TABP阻滞。

不同镇痛方法用于髋部或股骨干骨折患者椎管内麻醉摆放体位时镇痛效果的网状Meta分析

目的采用网状Meta分析系统评价不同镇痛方法用于髋部或股骨干骨折患者椎管内麻醉摆放体位时的镇痛效果。方法计算机检索PubMed、Cochrane Library、Web of Science、EMbase、中国生物医学文献数据库(CBM)、中国知网、维普、万方,检索时间为建库至2022年8月,纳入髋部或股骨干骨折患者摆放体位和椎管内麻醉时实施镇痛的随机对照研究。由两名研究员独立进行文献筛选、资料提取和偏倚风险评价,采用Stata 17.0和RevMan 5.3软件进行统计分析。结果共纳入28篇文献,患者1773例。累计排序概率曲线下面积(SUCRA)显示,降低摆放体位时VAS疼痛评分PENG阻滞(94.4%)效果最佳,其次是FIB联合IVA(83.8%)和FIB(71.1%);降低椎管内麻醉时VAS疼痛评分PENG阻滞(98.2%)效果最佳,其次是FIB(71.1%)和FNB(55.6%);缩短椎管内麻醉操作时间PENG阻滞(84.1%)效果最佳,其次是FNB(70.7%)和FIB(68.5%);升高体位摆放质量评分PENG阻滞(99.1%)效果最佳,其次是FIB(73.1%)和FNB(52.9%)。结论神经阻滞或神经阻滞联合IVA可降低髋部或股骨干骨折患者体位摆放和椎管内麻醉时VAS疼痛评分、缩短麻醉操作时间和升高体位摆放质量评分。PENG阻滞对髋部或股骨干骨折患者摆放体位和椎管内麻醉时实施镇痛的效果最佳。

Flash阵列无效块管理

Flash阵列在当今数据存储领域占据着重要地位,提高Flash阵列可靠性的关键在于提出合理的坏块管理方法。针对固有坏块,提出基于整合块的坏块管理方法和基于EEPROM查找表的坏块管理方法。对于在使用过程中出现的突发坏块,提出基于页跳过和页替换的突发坏块管理方法。经过实验分析表明坏块管理方法提高了NAND Flash数据存储的可靠性,在保证存储速度的情况下对NAND Flash存储空间得到最大化利用。

复杂结构内爆炸冲击波传播的大规模计算方法研究

为研究爆炸冲击波在矿井巷道等复杂地下密闭空间内的传播过程及衰减规律,提出了一种基于数据流的分块续算方法.该方法解决了计算资源的大量浪费问题,实现了大尺寸复杂地下密闭空间内冲击波传播的大规模、高效率、高精度数值模拟.方形坑道内爆过程的数值结果与实验结果基本一致,证明了该计算方法的准确性.标准模型算例全尺寸计算与分块续算数值模拟结果的误差在0.33%以内,且续算方法在给定算例下相比普通全尺寸计算节约了88.68%的计算核时,证明该方法不仅能保证计算过程的准确性,而且还极大地提高了计算效率.同时,对一个包含长方体型工房和圆柱形分叉泄压洞的大尺寸复杂结构内的爆炸问题进行了数值模拟,结果表明:冲击波超压在泄压洞内是以波动衰减的趋势逐渐减小的,且其衰减速度比在自由场的小;T型分流时管道间采用直角交汇或缩小管道直径在一定程度上有利于冲击波超压的衰减.数值模拟结果表明,基于数据流的分块续算方法可用于地下空间等大尺度复杂结构防爆抗爆设计的理论指导.

髋关节囊周围神经阻滞与髂筋膜间隙阻滞对老年股骨粗隆间骨折患者镇痛效果的对比研究

目的 探讨髋关节囊周围神经(pericapsular nerve group, PENG)阻滞与髂筋膜间隙阻滞(fascia iliaca compartment block, FICB)对老年股骨粗隆间骨折(intertrochanteric femur fracture, IFF)患者股骨近端防旋髓内钉(proximal femoral nail anti-rotation, PFNA)内固定术的镇痛效果。方法 选取2022年1—12月首都医科大学附属北京积水潭医院老年IFF患者60例,随机分为P组和F组,每组各30例。P组采用PENG阻滞,F组采用FICB。两组患者均接受椎管内麻醉进行手术,术后均给予患者静脉自控镇痛(patient controlled intravenous analgesia, PCIA)。比较两组患者不同时点(T1,神经阻滞前;T2,神经阻滞后30 min;T3,术后6 h;T4,术后24 h;T5,术后48 h)静息和运动时的视觉模拟评分(visual analogue score, VAS)、术后补救镇痛率、镇痛满意度评分、住院时间、PCIA按压次数及不良反应发生率。结果 60例患者中,男23例,女37例,年龄65~85岁,平均(70.6±6.0)岁。两组T2~T5时点静息和运动时VAS均低于T1时点,差异均有统计学意义(P <0.05);两组静息和运动时所有时点VAS、术后补救镇痛率、镇痛满意度评分、住院时间、PCIA按压次数及不良反应发生率的比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 PENG阻滞与FICB均可缓解老年IFF患者PFNA内固定术的镇痛,且镇痛效果相当。

多媒体数据自适应多尺度分块压缩仿真研究

在多媒体图像数据压缩过程中,为了减小数据体积,通常需要牺牲图像的一些细节和精度,这会导致部分信息的丢失。为了提高压缩效果,以多媒体图像为例,提出一种面向多媒体数据的分块无损压缩算法。通过四叉树算法对多媒体图像展开分块处理,通过结合边缘特征和方向特征的多尺度小波变换算法获取多媒体图像每层子带图像块的自适应采样率,基于纹理块和平坦块的自适应多尺度分块压缩感知方法完成多媒体图像数据的分块无损压缩。实验结果表明,所提算法的压缩效果更好,不仅能够实现数据有效压缩,而且不会损失图像信息,且压缩时间较短,整体应用效果更好。

装配式建筑结构顶升逆作法原理与技术发展

顶升逆作法综合了顶升和逆作法两种技术的不同特性,是一种在邻近地面对建筑逐层建造并逐层顶升的新型建造工艺。通过对顶升各阶段的原理分析,结合强时变结构特点,对顶升点选择等关键技术进行研究,分析了竖向顶升位移不同步工况下的结构受力机理,厘清了装配式建筑结构顶升逆作法的受力特点,梳理了现有的相关配套技术,指出了目前装配式建筑结构顶升逆作法待解决的技术难题。针对新型建造工艺的强时变特征,提出了结合数字孪生和人工智能两种技术进行智能调控的发展趋势,构建了面向减碳优化的综合目标函数,并通过算例证明合理的顶升方案对减少建造阶段构件内力的作用。结果表明:依托装配式建筑结构顶升逆作法原理,采用机械化施工取代人工作业、大重量顶升替换高空吊运,减少设备的层间转运和材料的竖向运输,能够在提高施工建造效率的同时,将工艺流程控制在临近地面的有效高度范围内,有望降低环境影响、减少碳排放、提高建筑结构在未来服役末期的资源化可行性,助力建筑业绿色低碳发展。

基于TRIZ理论的多工位柔性压曲机设计

针对压曲机单点单次压制曲块质量不稳定、提浆效果差等问题,采用TRIZ理论对压曲机进行总体方案创新设计。利用分割、多维化原理设计多工位压曲装置,包括落料、预压整形、3次捶打和脱模输出等6个工位,平均产量为500块/h。采用复制、动态化、改变参数、近似化原理设计锤头装置,每个模盒均对应包含8个可独立捶打的柔性锤头装置,实现24次/周期的多点、多频次柔性捶打。运用SolidWorks进行设备虚拟建模,通过样机验证方案。试验结果表明,设备压制的曲块含水率约为12%,曲块表面提浆效果面积比约为82%,曲皮厚度约为0.96 cm,曲块中间松、四周紧,断面整洁。研究为压曲机的创新设计提供新的思路。

深部煤储层孔裂隙结构对煤层气赋存的影响-以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例

深部煤储层孔隙–裂缝结构对深部煤层气资源潜力评价和勘探开发具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县区块DJ57井本溪组5个煤岩样品为研究对象,在煤岩煤质参数测试的基础上,采用气体吸附法、高压压汞法和微米CT扫描等测试手段,对深部煤储层中的纳米级孔隙-微米级裂缝进行多尺度定量表征,综合评价不同尺度的孔裂隙结构特征。再结合渗透率和甲烷等温吸附试验,探讨了微观孔裂隙对深部煤储层中煤层气的赋存和渗流的影响。研究结果表明:基于多种孔隙表征方法对深部煤储层孔裂隙进行多尺度定量表征,其孔裂隙体积分布类型主要以“U”型为主,呈现出微孔与微裂缝并存双峰态,主要集中在0.3~1.5 nm和>100μm的范围内。其中,微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)、宏孔(50 nm~10μm)和微裂缝(>10μm)体积平均分别占总孔裂隙体积的80.18%,6.70%,1.65%和11.47%。随着微孔发育而吸附气量呈增大的趋势,微孔可以提供大量吸附点位,为深部煤层气的吸附和赋存提供场所。随着微裂缝发育而游离气量呈增大的趋势,微裂缝可以提供大量储集空间,为深部煤层气的富集提供空间条件。此外,微裂缝在三维空间中相互连通,形成网状结构,连通性强。随着微裂缝越发育,煤储层渗透率越大,微裂缝增强了煤层气的渗流能力。纳米级孔隙和微米级裂隙发育特征分别控制着深部煤层气吸附能力和开发潜力。

条块关系:理解中国府际关系的一个核心概念

条块结构是我国政府组织体系的基本构成,条块关系是对中国府际关系的形象化、概念化和学理化表达,是当今中国公共管理实践和理论研究的热点问题。条块关系的演变发展与国家体制的建构及其改革同频共振,在推进国家治理体系与治理能力现代化的过程中,条块关系必将继续成为政府改革和公共治理的重要议题,清晰界定条块关系的内涵,系统梳理条块关系的主要争论,深化对条块关系的规律性认识,重要且迫切。从中国公共管理自主知识体系建构的视角解读中国特色条块关系,既要基于中国国家制度建设和政府改革实践的历史与现实,也要上升到公共管理研究的普遍性理论关怀。条块关系或将成为中国公共管理实践和研究贡献于公共管理普遍理论发展的重要内容。

基于YOLOv5s−FSW模型的选煤厂煤矸检测研究

针对现有煤矸检测模型存在的特征提取不充分、参数量大、检测精度低且实时性差等问题,提出了一种基于YOLOv5s−FSW模型的选煤厂煤矸检测方法。该模型在YOLOv5s的基础上进行改进,首先将主干网络的C3模块替换为FasterNet Block结构,通过降低模型的参数量和计算量提高检测速度;然后,在颈部网络引入无参型SimAM注意力机制,增强模型对复杂环境下重要目标的关注,进一步提高模型的特征提取能力;最后,在输出端用Wise−IoU替换CIoU边界框损失函数,使模型聚焦普通质量锚框,提高收敛速度和边框的检测精度。消融实验结果表明:与YOLOv5s模型相比,YOLOv5s−FSW模型的平均精度均值(mAP)提高了1.9%,模型权重减少了0.6 MiB,参数量减少了4.7%,检测速度提高了19.3%。对比实验结果表明:YOLOv5s−FSW模型的mAP达95.8%,较YOLOv5s−CBC,YOLOv5s−ASA,YOLOv5s−SDE模型分别提高了1.1%,1.5%和1.2%,较YOLOv5m,YOLOv6s模型分别提高了0.3%,0.6%;检测速度达36.4帧/s,较YOLOv5s−CBC,YOLOv5s−ASA模型分别提高了28.2%和20.5%,较YOLOv5m,YOLOv6s,YOLOv7模型分别提高了16.3%,15.2%,45.0%。热力图可视化实验结果表明:YOLOv5s−FSW模型对煤矸目标特征区域更加敏感且关注度更高。检测实验结果表明:在环境昏暗、图像模糊、目标相互遮挡的复杂场景下,YOLOv5s−FSW模型对煤矸目标检测的置信度得分高于YOLOv5s模型,且有效避免了误检和漏检现象的发生。

华南中生代陆内成矿作用

陆内成矿机制是全球性科学难题。华南陆块中生代成矿大爆发,成矿作用远离活动大陆边缘,形成西部金锑铅锌低温成矿省和东部钨锡多金属高温成矿省,是研究陆内成矿的理想场所。因为空间上的分离,两个成矿省长期被认为是互为独立的体系。研究发现,西部低温成矿(230~200 Ma、160~130 Ma)与东部高温成矿时代一致并显示类似的地球化学指纹,印支期陆内造山和燕山期软流圈上涌是其共有成矿驱动机制,两个成矿省是具有成因联系的整体,共同构成面状展布的巨型多金属陆内成矿区;成矿后华南从西向东剥蚀程度的增强控制了目前近地表矿西部低温、东部高温的空间分布格局,低温成矿省东部区域的深部可能存在高温钨锡多金属矿床。在此基础上,建立了定位于陆内岩石圈先存薄弱区、陆壳供给矿源、高低温矿并重、成矿面状展布从而明显区别于板块边缘成矿机制的华南陆内成矿新理论。

神府区块深部煤层气高效开发技术研究

【目的】深部煤层气是保障国家油气安全、实现碳达峰碳中和目标的重要接替资源之一,具有广阔的开发前景。但在不同地质条件下,深部煤层气开发技术的通用性较差,在某些区块成功应用的技术不能直接推广到其他区块。目前,新区块前期勘探开发时井型、井网部署还存在一定的盲目性。因此,需要研发针对神府区块深部煤层气高效开发的储层工程改造适配性技术。【方法】首先,以鄂尔多斯盆地神府区块79口生产井实际数据为基础,从产能、经济性2个方面对直井和水平井两种井型的开发效果进行比较;其次,以神府地区深部煤层地质条件为输入参数,对深部煤层水平井的合理井长进行模拟分析;最后,通过地质气藏、钻完井、工程和经济评价等多专业结合,以单位面积经济效益为优化目标,得出神府区块深部煤层气高效开发的储层工程改造具体工艺参数。【结果和结论】结果表明:神府区块深部煤层气高效开发的适合井型为水平井;可实现效益最大化时的水平井长度范围为800~1500 m;开发的最优井距为300 m、簇间距为15~20 m、半缝长为120 m,对应的压裂总液量应为(1.8~2.4)万m^(3),总砂量(0.25~0.35)万m^(3)。在上述研究的基础上,以“段内多簇+缩短簇间距+高排量大规模注入+变黏滑溜水造缝携砂+高强度加砂+全尺度裂缝支撑+等孔径限流射孔+造复杂缝网”为核心,建立了一套适合神府区块深部煤层储层改造工艺,实现了现阶段神府区块深部煤层气的高效开发,为现阶段国内其他盆地深部煤层气资源开发提供借鉴。

GPR图像的数据集构建及其DRDU-Net去噪算法

为了解决生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)在生成探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)图像时存在训练不稳定的问题,提出利用带有梯度惩罚的Wasserstein距离生成对抗网络(WGAN-GP)生成GPR图像,并结合时域有限差分法和实地采集图像提出了一种构建GPR图像数据集的方法.相较于原始GAN与Wasserstein GAN等方法,WGAN-GP具有更好的稳定性,而且生成的GPR图像更接近真实图像.在此基础之上,将密集残差块和U-Net相结合提出了一种适合于GPR图像的密集残差去噪U-Net方法.该方法利用U-Net中编码-解码结构提高了GPR图像的去噪性能;同时,密集残差块的引入加强了GPR图像的特征复用,且使U-Net训练更加稳定.最后,利用仿真实验验证了所提去噪方法的性能,并与三维块匹配(BM3D)和U-Net方法进行了对比.结果表明:所提方法与BM3D以及U-Net去噪方法相比,具有更好的去噪效果.当σ等于20时,在模拟和实测数据上取平均值,其峰值信噪比分别提升了约6.5 dB和2.4 dB;结构相似性分别提升了约0.09和0.04.

考虑结构面震动劣化效应的岩质边坡块体动力稳定性评价

为解决岩质边坡块体在地震作用下的动力稳定性评价问题,基于结构面的循环剪切数值试验研究结构面的震动劣化效应,从而构建结构面震动劣化数学模型;结合坐标投影原理提出考虑结构面强度震动劣化效应的块体动力稳定性系数计算方法;基于数值分析法研究地震波波动特性对岩质边坡块体稳定性的影响,并进一步基于突变理论提出位移动力响应放大系数突变判据,最后形成一套以块体动力稳定性系数时程曲线和位移动力响应放大系数共同评价块体动力稳定性的评价体系,拓展地震作用下块体动力稳定性评价新思路。研究表明,结构面震动劣化效应不仅受循环剪切幅值、循环剪切次数及相对运动速度影响,还与起伏角度密切相关;通过算例证实了考虑结构面震动劣化的块体动力稳定性系数计算方法的准确性,所提出的以块体动力稳定性系数时程曲线和位移动力响应放大系数的共同评价体系更加安全可靠,将促进块体动力稳定性理论的发展,对边坡地质灾害的防治具有重要的科学意义和应用价值。

生物建造体系与展望

人类在地球上繁衍生息,建设了无数用于生存的栖息地。从远古时代用来遮风挡雨的简易建筑物,到如今的大厦林立、高铁纵横,土木工程建造技术经历了多个时代的更迭。随着全球气候变化和生态环境问题日益严峻,传统工程建造中高耗能、高排放、高污染及废弃材料难分解的问题阻碍了双碳发展战略的实施和工程建造技术的进步,土木工程建造技术转型迫在眉睫。基于土木工程建造技术发展现状和技术转型需求,提出生物建造的概念,并阐述了生物建造的内涵,构建了生物建造体系,围绕微生物建造、植物建造、动物建造和仿生建造4个类别,从生物建造理论、技术、材料、装备、检验检测和工程案例等方面进行了详细阐述,并展望了生物建造的发展前景。