2020年第43卷第9期文章目次

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  • 1  一次泵变流量系统部分负荷特性实验
    秦汉,李楠,邓凯,陶辰阳
    2020, 43(9):1-8. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.001
    [摘要](736) [HTML](809) [PDF 795.85 K](873)
    摘要:
    搭建了变流量空调系统实验台,对一次泵变流量空调系统在定干管压差控制策略下部分负荷工况的运行特性进行了实验。结果表明:随着负荷率的降低,冷水机组COP先升高后降低,且在60%负荷率时COP最高;水泵综合效率始终降低;冷水机组输入功率与水泵输入功率呈现出不同的变化趋势——水泵输入功率始终降低,而冷水机组输入功率先降低后升高,导致27.2%负荷率下冷水机组和水泵的总输入功率高于45.1%负荷率下的总输入功率;水泵的变频运行不满足相似定律,推导出水泵输入功率与流量的关系方程,得出其输入功率与定压差阻力和机房侧阻力所占比重以及水泵综合效率有关,实验中水泵的输入功率近似与流量的二次幂成正比。
    2  基于BIM技术的室内照明仿真模拟软件计算精度解析
    吴雨婷,于娟,王爱英,王立雄,尹榆珺
    2020, 43(9):9-23. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.002
    [摘要](786) [HTML](715) [PDF 11.91 M](804)
    摘要:
    建筑照明专业参与BIM (building information modeling)技术的同平台作业还处于起步阶段。DIALux evo 8.2和ElumTools 2019.07是目前仅有的参与BIM技术的室内照明仿真模拟软件。采用CIE (Commission Internationale de i'Eclairage)发布的CIE 171:2006—test cases to assess the accuracy of lighting computer programs的5.2至5.8测试用例,通过验证这2款软件的计算精度,分析得出软件性能的优缺点。结果表明:在计算点光源直接照度、面光源直接照度以及光通量守恒性能这3个方面,2款软件均具有较高精度;计算大面积漫反射、遇遮挡和不同反射率这3种情况的间接照度时,DIALux evo 8.2计算精度优于ElumTools 2019.07;计算小面积漫反射的间接照度精度时,ElumTools 2019.07计算精度优于DIALux evo 8.2;计算定向透射性能时,这2款软件精度均比较低。进一步分析得出:核心算法是产生误差的主要原因,2款软件信息交换均存在一定缺陷。因此,采用光子映射算法,创建建筑与照明全信息交换接口将成为未来基于BIM技术的室内照明仿真模拟软件的研发方向。
    3  信息物理融合下的建筑施工现场碳排放实时监测系统
    刘贵文,杨浩,傅晏,毛超,徐鹏鹏,洪竞科,李凯健
    2020, 43(9):24-31. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.003
    [摘要](1186) [HTML](1365) [PDF 1019.81 K](941)
    摘要:
    随着全球变暖现象加剧,控制建筑业碳排放成为了重要研究课题,建筑施工现场碳排放的计算与监测问题成为重点。为了有效解决这一问题,梳理了现有碳排放计算方法,总结了各类方法的特点,提出了基于信息物理系统(CPS)技术的施工现场碳排放实时监测系统框架;针对施工现场碳排放计算边界及计算逻辑进行了定义,并从硬件系统与软件系统两部分实现了碳排放实时监测系统的开发。最后,通过无线传感器、服务器、数据库以及客户端的有效耦合,实现了对建筑施工现场的碳排放进行实时监测和数据分析。
    4  高强变肋钢筋与混凝土间粘结锚固性能梁式试验
    王毅红,赵小琴,姚圣法,刘喜
    2020, 43(9):32-40. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.004
    [摘要](517) [HTML](539) [PDF 6.46 M](932)
    摘要:
    为研究横肋间距增大对630 MPa级高强钢筋与混凝土间的粘结锚固性能的影响,文中采用梁式粘结试验方法,对42根标准外形钢筋和横肋间距增大钢筋与混凝土的粘结锚固性能进行试验,对比分析了混凝土保护层厚度、钢筋直径、锚固长度等因素对两类钢筋与混凝土粘结锚固性能的影响。结果表明:横肋间距增大的630 MPa级高强钢筋与混凝土的粘结强度不低于标准外形高强钢筋,两类钢筋与混凝土的粘结强度随混凝土强度、钢筋直径、锚固长度变化规律基本一致。横肋间距增大对630 MPa钢筋与混凝土的粘结锚固性能无显著影响。
    5  基于句法依存卷积神经网络的句子相似度计算
    铉静,吴琼,魏从悦,伍星
    2020, 43(9):41-53. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.005
    [摘要](758) [HTML](399) [PDF 2.73 M](756)
    摘要:
    句子相似度计算是自然语言处理的一项基础任务,其准确性直接影响机器翻译、问题回答等下游任务的性能。传统机器学习方法主要依靠词形、词序及结构等浅层特征计算句子相似度,而深度学习方法能够融入深层语义特征,从而取得了更好效果。深度学习方法如卷积神经网络在提取文本特征时存在提取句子语义特征较浅、长距离依赖信息不足的缺点。因此设计了DCNN (dependency convolutional neural network)模型,该模型利用词语之间的依存关系来解决该不足。DCNN模型首先通过依存句法分析得到句子中词语之间的依存关系,而后根据与当前词存在一跳或者两跳关系的词语形成二元和三元的词语组合,再将这两部分信息作为原句信息的补充,输入到卷积神经网络中,以此来获取词语之间长距离依赖信息。实验结果表明,加入依存句法信息得到的长距离依赖能有效提升模型性能。在MSRP (microsoft research paraphrase corpus)数据集上,模型准确度和F1值分别为80.33%和85.91,在SICK (sentences involving compositional knowledge)数据集上模型的皮尔森相关系数能达到87.5,在MSRvid (microsoft video paraphrase corpus)数据集上模型的皮尔森相关系数能达到92.2。
    6  一种基于系统行为序列特征的Android恶意代码检测方法
    杨吉云,陈钢,鄢然,吕建斌
    2020, 43(9):54-63. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.006
    [摘要](389) [HTML](842) [PDF 701.61 K](708)
    摘要:
    基于行为特征建立机器学习模型是目前Android恶意代码检测的主要方法,但这类方法的特征集中各行为特征相互独立,而行为特征间的顺序关系是反映恶意行为的重要因素。为了进一步提高检测准确率,提出了一种基于系统行为序列特征的Android恶意代码检测方法。该方法提取了程序运行发生的敏感API调用、文件访问、数据传输等系统活动的行为序列,基于马尔科夫链模型将系统行为序列转换为状态转移序列并生成了状态转移概率矩阵,将状态转移概率矩阵和状态发生频率作为特征集对SAEs模型进行了学习和训练,最后利用训练后的SAEs实现了对Android恶意代码的检测。实验结果证明,提出的方法在准确率、精度、召回率等指标上优于典型的恶意代码检测方法。
    7  一种实时移除MEMS陀螺仪噪声的精准航姿技术
    何昊晨,张丹红
    2020, 43(9):64-72. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.007
    [摘要](563) [HTML](477) [PDF 1.70 M](650)
    摘要:
    MEMS-IMU包括三轴陀螺仪和三轴加速度计,陀螺仪的噪声导致MEMS-IMU的航姿不精确,并由此导致外部加速度呈现较大的误差。针对该问题,提出一种实时移除陀螺仪噪声的技术:方向余弦矩阵的第3列和陀螺仪的偏置同时设为状态向量,用于在线获取陀螺仪的噪声;加速度计的外部加速度和测量噪声均被设为测量余量,以便于在任意运动轨迹时能测量重力向量。陀螺仪和加速度计的测量结果通过卡尔曼滤波器融合,前者估算状态向量,后者校准状态向量的误差。通过比较MEMS-IMU在任意伪静态时的航姿和外部加速度验证本技术的可行性,实验结果表明俯仰角、横滚角、航向角和外部加速度的最大误差分别为0.5°、0.2°、2°和0.2 m/s2,该结果远好于仅用陀螺仪的航姿误差和外部加速度误差。
    8  基于最小费用流模型的不正常航班恢复问题研究
    李炎隆,卜鹏,余菲,张岳,张昕
    2020, 43(9):73-80. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.008
    [摘要](499) [HTML](832) [PDF 1.01 M](671)
    摘要:
    突发事件会导致航班计划无法按原计划执行,给航空公司及旅客带来巨大损失。而航班恢复问题的难点除了相关因素的复杂性,主要的体现在恢复方案的即时性。因此,为了提出快速有效的航班恢复方案,以降低损失,笔者通过时空网络技术对不正常航班的恢复问题进行描述,实现了对航班在空间和时间上的追踪。基于最小费用流模型,建立了以最小总延误时间为目标函数的整数规划模型,模型同时考虑了航班延误,飞机置换及航班取消的调度策略,并提出采用Floyd-Warshall算法对建立的模型进行求解。最后,通过算例对模型及算法进行验证。研究结果表明:针对突发状况,建立的模型及算法可提出合理的航班恢复方案,证明了模型及算法的可行性及有效性。建立的模型具有普适性,对不正常航班恢复问题的研究具有借鉴意义。
    9  基于网络划分的SDN分布式控制器部署
    王坤,吕光宏,胥林,杨晗
    2020, 43(9):81-92. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.009
    [摘要](557) [HTML](492) [PDF 1.04 M](705)
    摘要:
    针对大规模SDN (software defined networking)网络中分布式控制器部署问题,以优化网络弹性和可靠性为目标,提出两阶段控制器部署算法(TSCP,two-stage controller placement):利用节点相似度划分控制域,使得控制域内设备之间的连通性强、连接紧密,增强控制域的网络弹性;选择控制路径平均失效率最小的控制器集合作为控制器部署,提高网络可靠性。通过约束控制域的规模和设备(交换机或控制器)之间传播时延,使控制域的交换机个数均衡,控制器的部署合理。通过定义性能指标,实验对比GCP算法、K*-means算法,结果表明TSCP算法可以优化控制域的规模,均衡控制域的交换机个数,减少控制器个数,网络弹性和可靠性均表现较好。
    10  基于深度学习的含未知复合故障多传感器信号故障诊断
    邢砾文,姚文凯,黄莹
    2020, 43(9):93-100. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.010
    [摘要](727) [HTML](1322) [PDF 1.62 M](928)
    摘要:
    深度学习在故障诊断领域的应用已比较成熟,其中卷积神经网络(CNN,convolution neural networks)和长短时记忆网络(LSTM,long short-term memory networks)就是典型模型之一。CNN作为一种常用的多传感器信号故障诊断方法,能够获得较好的诊断效果,却无法实现未知复合故障的诊断,为解决这个问题,提出CNN-LSTM-FCM (fuzzy C-means)模型。LSTM对具有前后联系的时间信号更敏感,利用这个特点将LSTM与CNN相结合,实现未知信号的诊断,并通过概率分类输出实现了复合故障的解耦,CNN-LSTM-FCM模型本身优化参数设计,进一步提高了诊断精度。使用化学过程故障测量数据进行实验,结果表明CNN-LSTM-FCM模型诊断准确率可达到97.15%,优于CNN模型和LSTM模型,具有较高的应用价值。
    11  考虑超固结比与泊松效应的荷载传递模型
    欧明喜,戴志峰,陈颖辉,丁祖德
    2020, 43(9):101-108. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.223
    [摘要](431) [HTML](752) [PDF 1.44 M](636)
    摘要:
    为了分析超固结状态及泊松效应对砂土管桩界面剪切特性的影响,在传统双曲线荷载传递模型的基础上,采用考虑超固结比的侧向土压力系数,计入由泊松效应引起的侧向土压力增加值,建立能同时考虑砂土超固结比及管桩泊松效应的界面荷载传递模型,对其可靠性进行验证。通过算例对极限摩阻力影响因素进行分析,结果表明:超固结比从1.0增大到3.0,抗压桩和抗拔桩极限摩阻力近似呈线性增大,抗压桩提高约83.6%,抗拔桩提高约92.9%;泊松比从0.1增大到0.3,抗压桩极限摩阻力呈线性增大,提高约3.5%;抗拔桩极限摩阻力呈线性减小,降低约3.6%;桩土模量比从300增大到1 500,抗压桩极限摩阻力降低约7.6%;抗拔桩极限摩阻力提高约9.6%。
    12  武汉二七商务区地下水动态模拟及最高水位预测
    袁广坤
    2020, 43(9):109-117. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.09.012
    [摘要](519) [HTML](780) [PDF 3.23 M](663)
    摘要:
    采用FEFLOW数值模拟软件对武汉汉口片区地下水动态变化进行数值模拟,利用区域模型为二七商务区提供边界条件,从而构建商务区地下水动态变化精细化模型。通过模拟计算得到商务区东面长江抗洪墙一带承压含水层可能出现的最高地下水位为27.5 m,由东向西地下水位呈逐渐降低趋势,在商务区内达到22.0~25.9 m。研究成果可为该地区抗浮设计提供合理的抗浮设防水位,为准确计算地下水浮力提供参考依据。
    13  混合果蝇算法及其在组合优化中的应用
    李彦苍,韩沐轩
    2020, 43(9):118-130. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2020.226
    [摘要](457) [HTML](1029) [PDF 2.83 M](642)
    摘要:
    为改善基本果蝇算法易陷入局部最优及早熟的缺陷,利用一种改进的果蝇算法来进行优化,利用免疫算法自我-非自我的抗原识别机制及免疫系统学习记忆遗忘的知识处理机制提高算法的搜索能力及算法精度。改进算法将在果蝇算法执行后期引入免疫反应,通过产生不同抗体来增强种群多样性,跳出局部最优。通过数值仿真及实际案例的对比结果表明,改进算法的寻优表现更加良好,为算法优化提供一种有效可行的方法和思路。

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