扰动诱发高应力岩石动力响应及岩爆灾变机制

为揭示深部矿山岩爆发生机制,以硬质红砂岩为研究对象,利用岩石动静组合加载试验系统开展了无轴向静压及4个轴压条件下的不同入射能冲击试验,获得了纯动载及动静组合加载下岩样的力学行为与破坏特征。结果表明:试样最终形态分为完整、轴向劈裂、表面剥离、即时型粉碎和滞后型粉碎五类,其中,表面剥离和滞后型粉碎两类破坏模式表现出“岩爆”特征,即Ⅰ型应力−应变曲线、峰后释放能量、岩石自身静应变储能驱动碎片弹射、明显压剪破坏面;根据碎片弹射与动力加载的相对时间,进一步将表面剥离与滞后型粉碎破坏分别对应深地工程中的“即时型”和“滞后型”岩爆;动力扰动是岩爆的关键诱发因素,触发岩爆的临界扰动能随轴压比升高而逐渐降低。

基于重构误差和极端模式识别的综合能源系统短期负荷预测

综合能源系统的运行场景存在极端模式,且含有异常数据,亟剧增加了综合能源负荷预测的难度。该文提出基于极端模式识别和误差重构的综合能源系统极端模式短期负荷预测方法,通过极端模式的识别,异常数据的检测,提高综合能源负荷预测的精度。首先,基于最小累积距离的综合能源负荷数据聚类,识别系统的极端模式;然后,利用深度学习模型的残差和聚类误差进行误差重构,检测异常数据;最后,采用改进的Stacking集成学习方法,进行极端模式的综合能源负荷预测。将所提方法应用于典型的综合能源系统,并与已有方法比较,实验结果表明,所提方法能够很好地解决极端模式的综合能源系统短期负荷预测问题。

2023年2次肃北5级及以上地震的PI和LURR特征回溯性研究

2023年10月24日和12月1日在甘肃省肃北县分别发生M_(S)5.5和M_(S)5.0地震,震中位于祁连山地震带西段,采用图像信息(PI)和加卸载响应比(LURR)探查2次地震孕育过程中应力状态和震后地震活动趋势,为分析祁连山地震带地震活动趋势提供参考。结果显示:①PI热点计算结果显示,肃北地区存在显著的背景应力异常,其幅度指示该区域在未来1年存在发生6级左右地震的可能;②LURR的时空演化特征进一步显示,2023年3月起LURR时序曲线呈显著上升异常变化,且异常空间分布持续向震源区迁移,表明在中短期内有发生强震的可能;③2次地震发生后,震源区LURR异常的时空特征仍呈现持续发展状态,尚未恢复到小于1的正常水平。因此,仍需关注祁连山地震带西段发生6级左右地震的可能。

基于改进时间卷积网络的微电网超短期负荷预测

为了提高微电网中用电负荷超短期预测的准确性,对时间卷积网络进行特征增强和注意力增强改进,将时间卷积网络中的一维因果膨胀卷积替换为二维卷积,同时利用时间模式注意力机制对时间卷积网络的隐藏层加权处理,提取负荷的多维特征,挖掘序列中存在的潜藏联系。根据改进的方法建立预测模型并进行对比实验以验证方法的有效性,能够对用电负荷的不确定性进行有效的处理,拓宽特征向量的维度,有效捕捉负荷序列中与时间有关的特征,提高用电负荷的预测精度。

NFV场景下基于协议和目的端口的负载均衡策略

网络功能虚拟化(NFV)技术为网络安全设施的灵活性和可扩展性提供了创新解决方案。以Snort作为研究核心,深入分析其快速模式匹配器的实现机制,并基于此提出了一种创新的负载均衡策略。该策略通过优化流量处理机制,以较小的内存占用实现高效的流量检测,显著减少了硬件资源需求。通过实验验证,该策略在NFV环境中相较于传统五元组哈希策略实现了超过50%的性能提升。

下垫面变化及雨型对珠海机场片区内涝影响研究

在极端气候和城市化影响下,城市暴雨内涝问题日益严重。为有效解决弱水力梯度珠海机场片区的内涝问题,提高机场运行安全,研究基于InfoWorks ICM模型对机场片区下垫面变化及不同雨型暴雨下的管网排水能力、地表淹没情况及内涝风险等级进行分析,以期评估现有改造工程的内涝防治效果,并探究机场在不同重现期不同雨型暴雨条件下的适应能力,从而为未来的防治策略提供科学依据。研究结果显示,模型模拟水深与实测积水深度的偏差约为10%,验证了该模型在分析区域内涝特征上的可靠性。机场工程改造后,研究区域的内涝风险显著降低,不同风险等级的区域面积大幅减少,应对不同雨型的能力显著增强。特别是在百年一遇的降雨事件中,工程改造显著优化了管网性能,未满管段的比例增至58.08%,超负荷管段的比例从49%降至16.33%,从而使研究区内涝面积缩小88%、积水深度超50 cm的区域面积缩小85%。此外,当雨峰与潮位峰值同时出现时,随着降雨重现期的增加,尤其是5至50年一遇降雨事件,内涝风险随雨峰位置后移增大。机场工程改造提高了对中心型和延后型雨型的适应性,减少了有压管段的占比,显示出改造工程在提升机场抵御极端降雨事件能力方面的有效性。尽管如此,研究区内仍存在局部低洼地带和内涝风险,需持续关注并推进内涝点的整治工作。

水力耦合下煤样声发射分形−渗透率模型及试验研究

煤样轴向应力加载-水压渗流作用下裂隙(孔隙)发展直接影响煤样试件的力学指标与渗流特性,文中通过理论解析与力学试验方法,分析了煤样试件裂隙(孔隙)主导下渗透率与声发射分形维数、振铃计数响应关系,建立了水力耦合作用下煤样声发射分形-渗透率模型,开展了不同围压(2~5 MPa,Δpw(渗透压)/p'c(围压)=0.75)下水力耦合煤样渗流试验,分析了不同围压(水压)下煤样试件的力学行为、声发射规律与渗流特征,探讨了不同围压下煤样试件的强度提升特点与破坏形态-声发射定位关系,验证了水力耦合下煤样试件的声发射分形-渗透率模型合理性。结果表明:煤样试件渗流试验中裂隙(孔隙)变化与声发射振铃具有一致性,裂隙(孔隙)扩展与声发射分形维数、渗透率密切相关,声发射分形、渗透率可用体积应变表征,基于声发射分形的水力耦合下煤样试件的声发射分形-渗透率模型可采用2段式数学模型解析;煤样渗流全应力-应变过程中渗透率表现为短时减少—长时缓慢增加—急速增加—小幅回落过程,振铃计数呈快速增加—减少—增加—减少波浪型发展,渗透率最小值滞后体积应变压缩与膨胀临界点,最小渗透率变化在0.124×10^(-17)~1.250×10^(-17)m^(2);随着围压(2~5 MPa)增加,煤样峰值偏应力、峰值轴向应变与峰值体积应变均呈增大趋势,线性特征显著,煤样峰值渗透率滞后峰值强度呈减小趋势,减幅达到93.34%,最大声发射振铃计数(对应峰值强度位置)表现为增加趋势;水力耦合下煤样试件有效黏聚力和有效内摩擦角分别提高到6.5116 MPa与36.56º,随着围压(2~5 MPa)增加,煤样试件的声发射信息由单斜面向不规整斜面过渡,主控破裂面角度由小角度向高角度转变,失稳由单块体剪切变为多块体压缩形态,试件破裂可采用声发射定位振铃计数表达;煤样试件声发射分形-体积应变、渗透率与体积应变、分形与渗透率3个试验曲线与理论曲线较为吻合,围压2~5 MPa试件压缩阶段相关性分别在0.882~0.999、0.950~0.998与0.849~0.997,围压2~5 MPa试件膨胀阶段相关性0.937~0.996、0.891~0.998与0.873~0.966。

苗绣纹样搜索中草图和文本检索的认知负荷对比研究

目的为了探究一种更高效的苗绣纹样检索方式,通过对手绘草图检索及文本检索过程中的认知负荷来进行对比研究。方法首先通过构建认知负荷信息检索过程模型,对5个认知阶段的平均认知负荷及所需时间进行实验对比;其次通过眼动指标(持续注视时间、眼球扫视振幅、眼球直径)及NASA-TLX评估对两种检索过程的认知负荷进行分析;最后基于眼动追踪得到可视化眼动数据(热点图、注视轨迹)验证是否符合检索任务需求。结论基于手绘草图的图形检索方式更适合于苗绣纹样检索,通过主、客观融合对比实验验证了草图检索的高效性,同时也验证了眼动追踪和NASA_TLX具有相关性,能更有效地进行认知负荷测量。

基于SDP信息融合的用电特征分析及负荷识别方法研究

针对多标签负荷识别信息缺失的问题,提出了基于对称点图案分解法(symmetrized dot pattern,SDP)信息融合的用电负荷特征分析及智能识别方法。针对模态混叠和残余辅助噪声问题,使用互补集合经验模态分解(complementary ensemble mode decomposition,CEEMD)分解提取电流的周期信号,提高了信号分解的鲁棒性并减小了重构误差;针对特征提取的信息缺失问题提出了基于SDP的负荷融合特性分析方法,提高了特征信息的完备性。在此基础上,提出SDP-YOLOv5的负荷识别方法,建立了SDP-YOLOv5的负荷智能识别模型。通过实验研究显示,该方法的负荷识别精度达到了98%,保证了非侵入式负荷监测水平。

港口岸电系统冲击性负荷功率柔性控制方法

为解决港口岸电系统中负荷功率存在较强冲击性问题,提出一种基于储能电池的负荷功率柔性控制方法,在实现功率实时平抑和无功动态补偿的基础上,降低系统网侧线损、提升储能电池循环寿命及应对极端工况的能力。首先,介绍负荷功率柔性控制系统(load power flexible control system,LPFCS)的拓扑结构及控制方式;其次,依据负荷功率和电池荷电状态来划分负荷工况,进而以负荷功率波动的平抑、防止电池过充过放以及提升储能系统应对极端工况的能力为原则,将LPFCS的工作模式分为空闲、填谷、削峰以及限幅4种模式;然后,建立系统网侧线损优化模型,求解模型得出功率补偿值的取值区间,并基于该区间确定不同工况下LPFCS的功率补偿值。最后,基于长江某岸电系统实测负荷数据,对LPFCS的工作性能进行仿真和实验验证。结果表明:LPFCS的补偿响应时间小于0.3 s,负荷功率波动抑制率达到90%,系统网侧线损率下降17.2%。

基于集群辨识和卷积神经网络-双向长短期记忆-时序模式注意力机制的区域级短期负荷预测

为了解决区域级短期电力负荷预测时输入特征过多和负荷时序性较强的问题,提出一种基于集群辨识和卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)-双向长短期记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)-时序模式注意力机制(temporal pattern attention,TPA)的预测方法。首先,将用电模式和天气作为影响因素,基于二阶聚类算法对区域内的负荷节点进行集群辨识,再从每个集群中挑选代表特征作为深度学习模型的输入,这样既能减少输入特征维度,降低计算复杂度,又能综合考虑预测区域的整体特征,提升预测精度。然后,针对区域电力负荷时序性的特点,用CNN-BiLSTM-TPA模型完成训练和预测,该模型能提取输入数据的双向信息生成隐状态矩阵,并对隐状态矩阵的重要特征加权,从多时间步上捕获双向时序信息用于预测。最后,在美国加利福尼亚州实例上分析验证了所提方法的有效性。

基于LightGBM-GA-Seq2Seq的照明负荷预测研究

照明负荷是建筑能耗的重要组成部分,在提高照明品质和降低照明能耗的双重要求下,照明负荷预测的关键性逐渐凸显。随着信息技术的发展,负荷数据采集平台日益完善,负荷数据规模不断扩大,同时也伴随着数据复杂化。为了进一步精确预测照明负荷,分析与获取负荷的行为模式愈发重要,基于此提出一种集成学习照明负荷预测方法。通过K-means和Light Gradient Boosting Machine(LightGBM)算法对预测日的模式标签进行分析与获取,并与照明负荷以及气候特征一起作为Sequenceto Sequence(Seq2Seq)模型的输入以预测照明负荷。通过分析实际案例,本研究所提出方法相较于未采用行为模式标签的传统方法,显著改善了归一化均方根误差(NRMSE)和决定系数(R2)两项性能指标,分别提升了18%和8%,验证了该方法在照明负荷预测领域具备可行性与优越性。

周期性载荷作用下油池形态试验观察

为了模拟轴承滚动体进入和离开接触区载荷中润滑剂的流动分布形态,采用往复结构实现球-盘接触点处载荷周期性变化,利用光干涉润滑油膜测量技术观察周期性载荷作用下接触区外围油池形态随供油量、速度和加载周期的变化规律。结果表明:低速下油池处于封闭态,载荷的增加将使量纲一入口距离和侧油池宽度减小,表明供油条件变差;速度升高后,载荷增加和加载周期减小将导致尾部油池过早破裂,载荷减小过程中将发生尾部油池合并的现象;速度较高时油池将呈现为分离态,接触区为完全乏油状态,滚道重叠作用将对润滑剂的回填和润滑状态起到一定的增强作用。

面向时空轨迹流的共同运动模式分布式挖掘算法

从轨迹流中挖掘共同运动模式指在同一时间内发现具有相同运动行为的移动对象群体,在交通物流、疫情防控等方面具有重要意义。然而,现有研究面对大规模轨迹流数据难以做到快速响应。因此,本文首先提出了基于滑动窗口的分布式时空轨迹流共同运动模式挖掘算法,使用滑动窗口计算模型代替快照计算模型,利用增量式更新代替重新计算,使算法更适用于无界且快速到达的轨迹流数据,在效率和有效性方面呈现更好的性能。其次,针对分布式流处理系统中由于负载不均导致性能下降问题,提出了自适应多级动态数据分发策略,该策略能够适应轨迹流数据的动态变化,实时监测系统负载情况并根据负载不均的程度做出适当调整。最后,基于分布式流处理平台Flink实现了上述功能,并通过真实数据集的实验证明本文提出的算法比基准方法具有更快的响应速度和更低的延迟。

周期规律增强的多视角短期电力负荷预测

短期电力负荷预测对电力系统的可靠运行具有重要意义。现有方法存在如下问题:缺乏对特征之间依赖关系的挖掘;忽略了电力负荷变化的周期性规律。为此,提出一种周期规律增强的多视角短期电力负荷预测网络(EPISODE)方法。EPISODE方法主要包括2个核心组件:多视角特征学习组件和周期规律增强的电力负荷预测组件。前者旨在有效提取电力负荷数据中的静态特征与时序特征,以得到增强的特征表示;后者则是对电力负荷数据进行一般性时序挖掘和周期性时序挖掘,从而得到全面的电力负荷历史数据表征。基于后期融合的方式,实现短期电力负荷预测。在真实公开的电力负荷预测数据集上进行了大量实验。实验结果证明了所提方法相比现有基准方法的先进性。

长江下游生态岛农村生活污水排放规律

为了明确长江下游地区农村生活污水排放规律,对长江入海口崇明生态岛A镇的农村地区展开了污水排放调研。结果表明:A镇户均常住人口为1.55人/户,人均用水量为79.5 L/(人·d),平均折污系数为0.76。农村生活污水中黑水排放量小、污染物浓度高,人均黑水水量占排水量的29.90%。农村生活污水时排水量、污染物浓度波动较大,7:00—8:00污染物浓度较高,在20:00排水水量达到全天的最大值。全年人均日排水量变化较大、日负荷变化较小,在国庆节、春节等节日人均排水量、负荷较大。研究结果对于长江下游生态岛农村生活污水治理的模式选择、装备研制、提标及资源化模式的探索具有重要意义。

初期荷载作用下环氧沥青混合料损伤分析

采用劈裂试验和三点弯曲疲劳试验,研究环氧沥青混合料强度发展规律,分析在初期荷载作用下环氧沥青混凝土疲劳性能的影响。结果表明:环氧沥青混合料的强度增长速度在初期较慢,随着养生时间的延续,强度增长速率不断提高,当强度达到一定的值之后,强度增长变慢,最后强度不再显著增长;环氧沥青混合料初期养生时间越短,强度越小,在相同的荷载作用次数下,疲劳寿命越小,损伤程度越大;机场环氧沥青混凝土道面合适的交通开放时间可选为施工后6 h。研究成果为环氧沥青混合料的进一步应用提供参考。

胎面花纹对轿车轮胎室内性能的影响

以205/55R1691V轿车轮胎为研究对象,通过在原胎面花纹的基础上增加横向沟槽设计并进行钢片雕刻,研究胎面花纹对轮胎外缘尺寸、静负荷性能、滚动阻力和室内噪声的影响。结果表明:胎面花纹变化对轮胎的外缘尺寸没有影响,对轮胎的静负荷性能、滚动阻力和室内噪声有较大影响;与原花纹轮胎相比,增加横向沟槽花纹轮胎的接地面积和滚动阻力增大,室内噪声降低。

单钢板-混凝土组合板承载性能分析

为研究单钢板-混凝土组合板在公路桥梁中的应用,提出一种新的钢板与混凝土板组合形式。通过对其进行仿真模拟结合静力试验,研究其裂缝发展模式和破坏形态,分析该模式组合板受弯承载性能。试验结果表明:试件破坏模式为弯剪混合破坏,在试验过程中,试件截面纵向应变沿组合板高度上基本符合平截面假定,在破坏前有明显的变形特征,且承载性能较好。可见该形式的组合板基本能满足使用需求,对实际工程组合板的选型有一定的参考意义。

交通荷载作用下黄土地基土压力分布规律研究

为研究交通荷载作用下黄土地基土压力分布规律,基于某埋地管道项目现场试验,采用重载卡车以不同载重及低速工况下测得地基竖向和横向的动土压力。研究表明:在车辆荷载作用下竖向土压力随深度减小,且越深影响程度越小;动土压力沿竖向传递的能力大于沿横向传递的能力;轴载产生的动应力峰值随着地基深度的增加逐渐减小且具有滞后性。车辆在低速10km/h~30km/h区间内,速度对地基的动力效应影响不太显著。