- 杨海马;肖啸天;刘瑾;李筠;张大伟;廖宏锴;
提出了一种基于退化模型的超分辨率重建方法，旨在解决航空精密零件图像采集过程中因失焦模糊导致的图像质量下降问题。首先，设计了一种真实的图像退化模型，模型包括失焦模糊、下采样和噪声等多种因素，通过扩展退化空间来模拟实际应用中的多样化退化情况。基于该模型生成合成数据，训练了超分辨率重建模型，以提高精密零件失焦图像的质量。为了提取图像特征，提出了一种新的基于Swin Transformer的图像超分辨率网络，堆叠了多个残差Swin Transformer通道注意力(residual swin transformer channel attention, RST-CA)模块，为每两个Swin Transformer模块引入通道注意力模块。实验结果表明，在恢复航空精密零件失焦图像细节方面优于传统的退化模型，特别是在零件纹理和微圆孔细节的重建上，显示出明显的清晰度提升。在客观评价指标上，相较于传统退化模型与经典超分方法(如EDSR、SRGAN、SwinIR等),该方法在PSNR和SSIM指标上平均提升约3.2 dB与0.05,尤其在微小孔结构的细节恢复方面表现更为优越。该研究为航空精密零件的失焦恢复和超分辨率重建提供了一种有效的技术路径，具有较大的应用前景和工业应用价值。
2025年03期 v.44;No.230 1-8+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K] [引用频次：0 ] |[下载次数：62 ] |[阅读次数：0 ] - 方焘;欧阳沛琦;余少华;方文苑;朱晓杰;夏良利;
随着城市地下空间的大规模开发，大量基坑工程与邻近地下建、构筑物等越来越近，使得大多数基坑围护结构背后均存在有限土体情况。目前有限土体情况下基坑工程的研究主要集中于土压力方面，而针对变形方面的研究却相对较少。故基于自制的模型试验箱开展了有限土体基坑开挖模型试验，研究了有限土体侧及半无限土体侧围护桩桩身水平位移变形及坑外地表沉降的变化规律。然后基于HSS土体本构模型建立了有限土体基坑开挖的Plaxis 3D数值分析模型，并通过模型试验结果对其进行对比，验证了HSS土体本构模型在分析有限土体基坑开挖引起的变形影响方面的可行性以及有效性。并在此基础上，开展了一系列的参数分析，研究了土体宽度、开挖深度、支撑截面尺寸、土体内摩擦角及围护桩的桩长对有限土体基坑开挖引起的变形响应的影响，对有限土体基坑的设计及施工具有一定的指导作用。
2025年03期 v.44;No.230 9-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K] [引用频次：0 ] |[下载次数：48 ] |[阅读次数：0 ] - 张家玮;许耀蓉;黄玮;刘生纬;刘廷滨;谭靖琛;
为研究硫酸盐侵蚀环境对麻刀黏土灰浆青砖砌体抗剪性能的影响，以实际砖质文物建筑灰缝中的盐浓度为试验背景，通过半浸泡-干湿循环试验，模拟硫酸盐的毛细迁移路线，研究了青砖砌体的抗剪性能、破坏形态和荷载-位移曲线。结果表明：随着循环次数的增加，青砖和灰缝边缘处分别出现片状和块状的剥落现象；硫酸盐环境下青砖砌体的抗剪强度呈现出先增加后降低的趋势，抗剪强度在循环9次时达到最大值，在循环15次时抗剪强度降低到最小值0.032 MPa,相较于去离子水组下降了33.33%;青砖砌体试件破坏均表现为脆性破坏，粘结界面破坏形态主要表现为界面粘结滑移破坏和灰浆破坏。循环前后试件微观结构揭示了硫酸盐在循环前期的积累使得试件孔隙闭塞，可以提升麻刀黏土灰浆青砖砌体的抗剪性能；在循环后期会对试件孔隙造成破坏，导致其抗剪性能有所下降。
2025年03期 v.44;No.230 20-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K] [引用频次：0 ] |[下载次数：36 ] |[阅读次数：0 ] - 火久元;杨继广;穆聪;张耀南;康建芳;敏玉芳;
由于无线传感器网络(WSN)通信频率和通信协议的开放性，以及WSN安全协议设计的轻量级特性，WSN安全问题面临挑战。基于徒步旅行优化算法(HOA)与模糊推理系统(FIS)提出了一种WSN安全成簇路由算法(HFSC),在延长WSN网络寿命的同时兼具一定的安全性。HFSC算法将簇头选举定义为多目标优化问题，提出基于非支配排序的多目标徒步旅行优化算法(NSHOA),通过综合考虑节点的多个自身性能状态指标求解候选簇头集，然后引入节点信任度指标使用FIS抉择最终簇头。MATLAB仿真结果表明，HFSC算法在保证安全成簇的同时，平均能耗比HiTSeC、ICITS和NSMMA算法分别降低了55.9%、39.2%和8.2%,网络生存周期分别延长了42%、35%和13%。
2025年03期 v.44;No.230 29-38+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 697K] [引用频次：0 ] |[下载次数：104 ] |[阅读次数：0 ] - 邹蔚;余熙然;
在全球化背景下，新质生产力成为推动城市高质量发展的关键因素。在分析2023年9座GDP超两万亿、17座GDP超万亿城市GDP发展、人口变动以及从业人员结构的基础上，重点关注广州、重庆、苏州、杭州、武汉、南京、宁波、长沙和合肥等9座城市。通过构建23个指标的新制造、新服务、新业态、综合指标的城市新质生产力评价指标体系，采用熵权法对9座城市2013-2022年的面板数据进行量化分析。评价结果显示：新质生产力水平与城市发展存在正相关关系，各城市的发展差异也从不同角度影响新质生产力水平。提出强化科研投入创新、加强专业人才培养、扩大市场准入范围以及完善相关政策法规等对策建议。在一定程度上丰富了新质生产力水平测度理论，进一步促进新质生产力在城市高质量发展中持续发挥作用。
2025年03期 v.44;No.230 39-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K] [引用频次：0 ] |[下载次数：81 ] |[阅读次数：0 ] - 马昌喜;刘奕奕;赵红星;麻存瑞;
为应对城市交通中机动车尾气排放与交叉口延误的双重挑战，对低排放背景下交叉口信号控制优化的理论与方法进行了研究。在研究问题方面，对机动车尾气排放模型(如COPERT、IVE)及交叉口延误模型的特性进行了深入分析，重点关注其优化目标。研究发现，COPERT和IVE模型在模拟我国污染状况时具有较高准确性，适用于低排放背景下的排放预测。在建模方法方面，研究从点控、线控和面控三个层次展开，涵盖双层规划模型、微观排放模型和跟驰模型。在求解算法方面，遗传算法、人工鱼群算法、模拟退火算法等启发式方法被广泛应用，而深度强化学习算法及其改进算法在动态优化中展现出显著优势，优化效率提升约15%～30%。基于现有研究，提出未来研究需结合司机驾驶行为与“排放-效率”的博弈关系，优化算法高效性并缩短模型计算时长，同时关注新能源汽车、无人驾驶及智能网联技术的综合应用，推动“人-车-路-环境”协同发展，为城市交通系统的绿色低碳转型提供理论支持和技术保障。
2025年03期 v.44;No.230 51-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K] [引用频次：0 ] |[下载次数：74 ] |[阅读次数：0 ] - 李险峰;张风;张惠;
以破碎球拆楼机为工程模型，分析其工作原理，将其工作进程的最后一段等效为一个弹簧刚性杆模型。对等效模型进行动力学分析，推导出含有周期时变系数的Mathieu方程并研究其中的参数共振问题。应用摄动法给出在双参激励频率平面上，方程的稳态周期解过渡到不稳定周期解的临界动力学产生的机制。详细讨论了不同关联参数下过渡曲线的近似解析表达式，给出了系统由稳定到不稳定转迁的临界曲线的仿真结果。继而利用谐波平衡法求解出稳定边界，得到弹簧上的小物块在垂直方向上的振荡频率与单摆摆动的角频率之间的比率。建立了Hill无穷行列式给出不同比率值下的稳定性图，以此确定在双参数平面上发生参数共振的区域。最后利用相图和时间序列图数值验证了方法的有效性与正确性。
2025年03期 v.44;No.230 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K] [引用频次：0 ] |[下载次数：28 ] |[阅读次数：0 ] - 石慧荣;宋世龙;孙伟;左存胜;
传统的压电振动能量采集器只能在较窄的谐振频段收集振动能量，为了拓展压电振动能量采集器的高效能量采集频带，将磁耦合结构引入E型悬臂双梁压电振动能量采集器，利用能量法和分析力学方法建立了压电悬臂双梁振动能量采集器的非线性动力学模型，分析了加速度激励、磁铁质量、磁铁间距对压电悬臂双梁能量采集器动态特性和电能输出特性的影响规律。通过与非磁耦合线性系统的比较表明，磁耦合力能够使系统产生双稳态非线性振动，可有效拓展能量采集带宽并提高输出电压，在适当的磁铁间距下，采集器的频带宽度拓展了近4倍，使系统较线性结构具有更高的能量采集效率；同时适当的加速度激励能触发悬臂梁势阱间的跃迁运动，从而实现较大电压输出；并且在特定的外部激励下，降低端部质量比能使采集器在更宽的频带上采集能量。
2025年03期 v.44;No.230 70-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K] [引用频次：0 ] |[下载次数：65 ] |[阅读次数：0 ] - 田亚平;卢杭;孟佳东;刘梦青;
为研究7自由度直齿锥轮传动系统的混沌运动的控制问题，采用集中质量法建立齿轮系统的动力学模型，采用Runge-Kutta法数值求解获得了参数区间内的周期运动向混沌运动转迁规律。针对特定参数区域的混沌运动，以系统Poincaré截面上点的欧式距离作为输入，系统的可控参数的扰动量作为模糊神经网络的输出，构建模糊神经网络控制器。为解决粒子群算法容易陷入局部最优、收敛性差等问题，提出参数自适应和基于动态重心迁移的自适应Lévy飞行改进机制协同的粒子群算法，实现了模糊神经网络控制器的参数优化和快速收敛，从而避免了控制器参数的盲目性。数值仿真表明，该控制策略使相轨迹稳定至周期运动，该法为锥齿轮传动系统的非线性振动控制提供了具有普适性的方案。
2025年03期 v.44;No.230 80-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K] [引用频次：0 ] |[下载次数：81 ] |[阅读次数：0 ] - 赵艳平;姜子运;
为了保证燃煤电厂SCR系统入口氮氧化物(NOx)预测精度、降低预测时间，提出了一种基于粒子群优化(PSO)梯度提升决策树(GBDT)超参数的软测量模型。首先，综合模型预测精度和运行时间设计了目标函数；其次，利用皮尔逊相关系数法从初始参量中选择5个重要的特征作为模型输入，对降维后的数据进行标准化处理，将其切分为训练数据集和测试数据集；再次，构建了GBDT软测量模型，并利用目标函数对模型参数进行优化；最后，为了降低模型优化时间使用PSO算法优化模型超参数，实现了SCR入口NOx浓度软测量。仿真结果表明PSO-GBDT模型的泛化误差平均值小于5%,且相对GBDT模型来说具有结构简单、运行时间少的优点。
2025年03期 v.44;No.230 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 429K] [引用频次：0 ] |[下载次数：72 ] |[阅读次数：0 ] - 王少锋;刘雅蕾;龚国涛;钱海斌;
车轮损伤严重影响地铁列车轮对的服役寿命，为分析地铁不同客流量的列车对车轮损伤的影响规律，以地铁B型车为研究对象，建立车辆轨道系统动力学模型并计算全局接触参数，采用Archard磨耗模型仿真分析车轮磨耗特征，采用Kik-Piotrowski模型模拟轮轨接触，在UM RCF of Rails模块分析不同客流荷载下滚动接触疲劳的变化规律。结果表明车轮磨耗和滚动接触疲劳受客流荷载的影响，客流荷载越大，磨耗和滚动接触疲劳值也随之增大；C型曲线下，客流荷载对1、4位车轮轮缘和踏面磨耗速率影响都要大于2、3位车轮；直线上车轮磨耗速率受客流荷载影响呈现由慢到快随后变缓的趋势；客流荷载的变化不会使车轮疲劳损伤区域发生变化且直线车轮损伤范围比曲线车轮要大。该结论为后期地铁列车车轮维修提供了理论基础。
2025年03期 v.44;No.230 96-102+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 592K] [引用频次：0 ] |[下载次数：39 ] |[阅读次数：0 ] - 徐立新;赵哲;司嘉辉;汪奕华;邢增瑞;姜长军;
普通碱激发矿渣复合材料(AASC)通过浆料浇筑成型，内部存在许多大的气孔，并且有明显的裂纹，所以存在脆性大、强度低和容易断裂等问题。为了克服这些缺点，以矿渣为基体，硅酸钠为碱激发剂，铜纤维为增强体，用热压成型方法，制备了碱激发矿渣复合材料，通过XRD、SEM、抗压、抗弯强度、冲击韧性试验，以及孔隙率等测试方法，研究了铜纤维对热压成型碱激发矿渣复合材料(HP-AASC)力学性能的影响。结果表明：热压成型所制试样相较于浇筑成型试样各项力学性能均有所改善。在碱激发剂并且热压作用下，矿渣粉在原位发生水化反应，样品内部更加致密；当矿渣∶碱激发剂为3∶1,铜纤维含量7%时样品力学性能最好，抗压抗弯强度为149.72 MPa、27.07 MPa,冲击强度为0.44 J/cm~2,孔隙率小于5%;铜纤维对碱激发复合材料具有明显的增强增韧作用。
2025年03期 v.44;No.230 103-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K] [引用频次：0 ] |[下载次数：49 ] |[阅读次数：0 ] - 刘智勇;张国慧;冯宁;陈晓慧;
多晶硅还原炉是生产多晶硅的反应器。为了提高多晶硅产量、降低能耗，依赖TCS-H_2体系下化学气相沉积过程中发生的气相与表面化学反应机理，展开进气速度和进出口面积比对72对棒多晶硅还原炉硅沉积速率及能耗影响的数值模拟。结果表明：硅沉积速率随着进气速度的增加而提高，且进气速度的增大有助于提升沉积均匀性，平均硅沉积速率基本维持在0.001 4～0.001 5 kg/(m~2·s)。进出口面积比对硅沉积速率的影响较小，在其值为0.6时，平均沉积速率达到最大值0.001 495 kg/(m~2·s)。在炉体内壁面发射率ε=0.55下，进气速度较低时，外圈硅棒与壁面的辐射换热占主导地位，故外侧硅棒能耗较大；进气速度较高时，硅棒与炉内气流的换热增强，使得湍流度高的硅棒能耗较大。在ε=0.25时，总能耗随着进出气面积比的增大略微减小，在进出口面积比为1.4时总能耗达到最低。
2025年03期 v.44;No.230 110-120+160页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K] [引用频次：0 ] |[下载次数：19 ] |[阅读次数：0 ] - 李文霞;刘林忠;李玉;李卓;
为合理解决低碳物流运输网络系统中的配送中心选址及货物分配问题，首先，通过模糊变量及正态分布描述货物供需的不确定性，并采用综合油耗模型量化运输配送过程中的碳排放，提出覆盖集聚指数以反映物流配送中心物理位置分布的均衡性，进而构建不确定环境下多目标低碳物流配送中心选址优化模型；其次，考虑NSGA-Ⅱ算法在求解该类问题时求解精度较低和Pareto前沿分布不均匀的缺点，利用混沌Tent映射改善初始解在解空间分布的均匀性，并引入免疫选择算子以提高算法搜索能力，提出非支配排序免疫算法；最后，通过虚拟算例验证了模型和算法的有效性，研究结果表明：构建的模型可对决策者在不同的背景下选择合理的选址方案提供参考，提出的算法在求解该类问题中表现出较好的性能。
2025年03期 v.44;No.230 121-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K] [引用频次：0 ] |[下载次数：195 ] |[阅读次数：0 ] - 周福成;张元海;
单箱双室箱梁因其两个空腔的复杂结构，与单室箱梁存在显著差异。即便在对称荷载作用下，双室箱梁仍会产生正对称畸变效应。为精确解析该效应对横向内力的影响，在单箱单室箱梁框架分析法的基础上进行了拓展，针对顶板承受关于中腹板对称荷载的情况，充分考虑了双室箱梁的结构特性，提出了一种新的框架横向内力分析方法，并构建了相应的等代计算模型与基本计算公式。通过实际工程算例，并与有限元法进行对比，验证了该计算方法的可靠性与准确性。进一步探讨了腹板俯角和中腹板厚度两个参数对横向内力的影响。分析结果表明，该计算方法与有限元法所得结果分布规律一致，且具有较高的精度。正对称畸变效应引起的横向内力不容忽视，依靠传统的初等力学框架计算方法无法准确反映其影响。在正对称荷载作用下，相较于顶板宽度相等的斜腹板双室箱梁，矩形双室箱梁在顶板与边腹板交汇处的横向内力达到峰值，而在其他计算点则呈现较小值。中腹板厚度的变化对最终的横向内力分布影响不大。
2025年03期 v.44;No.230 132-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K] [引用频次：0 ] |[下载次数：23 ] |[阅读次数：0 ] - 郭宏飞;张永忠;闫浩文;杨树文;别强;
城市复杂环境中地物类型的多样性增加了城市植被遥感影像高精度提取的难度，但是深度学习理论的提出和方法的应用，给遥感影像植被信息提取带来了全新的视野。针对传统的U-Net神经网络模型对空间上下文信息利用不充分的问题，对其进行了改进，在模型中加入注意力机制以减少复杂背景的干扰，同时加入多尺度空洞空间金字塔池化结构(ASPP),以更好地结合上下文信息，在卷积模块加入残差连接有效缓解了多次卷积带来的梯度消失、信息损失等问题。基于ISPRS(Potsdam)数据集，进行实验以及精度评估，结果表明，改进后U-Net模型相比传统U-Net模型的准确率、交并比、F1分数、Kappa系数分别得到提升，改进后的U-Net模型能够以更高的精度从高分辨率遥感影像中进行像素级城市植被分割。
2025年03期 v.44;No.230 139-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 495K] [引用频次：0 ] |[下载次数：99 ] |[阅读次数：0 ] - 赵园园;石磊;梁俊逸;
本文针对高速列车比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation, PID)控制器运行过程中无法自适应调节参数的问题，提出基于改进自适应遗传算法(improved adaptive genetic algorithm, IAGA)-PID算法的高速列车分布式协同复合控制器。首先，将高速列车视为多智能体模型进行考虑并考虑其信息耦合，构建贴合实际运行过程中高速列车模型；其次，利用列车间的速度和位移信息设计IAGA-PID控制器，考虑列车间的所需距离应根据速度适当调整的需求，对人工势场法进行了创新性的应用，此外还充分考虑了列车在运行过程中可能遇到的不确定扰动所带来的影响，设计了滑模观测器来对扰动进行反馈与补偿。最后，以高速列车实际线路参数进行仿真研究，通过不同PID整定方法和有无观测器的对比实验显示，本文所提出的控制方法在速度跟踪控制方面具有明显的优势，能使所有列车快速、精确跟踪目标曲线，同时相邻列车间能保持安全追踪间隔，且对列车复杂的运行环境有较好的适应性。
2025年03期 v.44;No.230 147-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K] [引用频次：0 ] |[下载次数：109 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据