2025, 48(2):1-9. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2025.01.001
摘要:设备组合弹道精度评估是测量设备布站设计和设备组合弹道选优方案制定的重要基础。设备组合弹道精度评估通常采用基于误差传播原理的弹道精度评估算法,求解弹道分量关于测元的雅克比矩阵是该算法的核心。然而,对于复杂的弹道方程很难求得雅克比矩阵的解析式。为了解决复杂弹道方程的雅克比矩阵求解难题,提出基于样条数值微分的设备组合弹道精度评估算法,通过构造弹道分量数值队列,进行基于样条插值的数值微分计算出弹道分量关于测元的雅克比矩阵,计算得到设备组合弹道理论精度。最后,通过与单台设备定位方程的理论雅克比矩阵和弹道精度进行对比,验证基于数值微分的设备组合弹道精度评估算法的有效性和实用性。
2025, 48(2):10-21. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2025.02.002
摘要:在机器学习技术逐渐渗透到各个领域的背景下,软件开发流程中的软件测试非常重要,面对在软件缺陷预测过程中出现的类别不平衡和准确性问题,提出一种基于监督学习的解决方案,采用样本平衡技术,结合合成少数类过采样技术(synthetic minority over-sampling technique,SMOTE)与编辑最近邻(edited nearest neighbor,ENN)算法,对局部加权学习(local weight learning,LWL)、J48、C4.8、随机森林、贝叶斯网络(Bayes net,BN)、多层前馈神经网络(multilayer feedforward neural network,MFNN)、支持向量机(supported vector machine,SVM)以及朴素贝叶斯(naive Bayes key,NB-K)等多种算法进行测试。这些算法被应用于NASA数据库的3个不同数据集(KK1, KK3, PK2),并对其效果进行详细比较分析。研究结果显示,结合了SMOTE和ENN的随机森林模型在处理类别不平衡问题方面展现出高效且避免过拟合的优势,为解决软件缺陷预测中的类别不平衡提供了一种有效的解决方案。
2025, 48(2):22-34. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2025.02.003
摘要:多智能体信息融合(multi-agent information fusion,MAIF)系统主要面向多个智能体之间的信息融合、调节、交流和矛盾处理。研究针对数据高度冲突条件下的D-S证据理论失效问题,提出一种将重构的基本概率分配和信念熵相结合的多智能体系统冲突数据融合方法。该方法使用重构的基本概率分配和信念熵修正证据的可靠性,获得更合理的证据,使用Dempster组合规则将证据进行融合得到结果,在2个实验中均得到了超过90%的置信度。实验表明了该方法的有效性,提高了MAIF系统辨识过程的精度。
2025, 48(2):35-49. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2025.02.004
摘要:在长期监测过程中,由于传感器设备故障、供能中断、网络传输问题等诸多因素,导致结构健康监测系统采集的数据存在不完整性。针对这一问题,结合集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)与双向长短期记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)在时序处理方面的优势,提出一种基于EEMD-BiLSTM的结构监测缺失数据重构方法。该方法利用EEMD自适应分解监测时序数据为1组代表不同时间尺度的本征模态分量(intrinsic mode function,IMF),使非线性、非平稳序的时序信号平稳化。然后,将IMF分量输入到BiLSTM网络中进行缺失数据重构,提高BiLSTM预测精度。针对6层框架结构缩尺模型和Benchmark有限元仿真模型进行分析,试验结果表明,相比EEMD-LSTM、BiLSTM、LSTM主流方法,提出的EEMD-BiLSTM具有最高预测精度,在5%、10%、15%缺失数据情况下,其R2指标保持在0.8以上。因此,采用EEMD方法对非稳态结构加速响应数据进行预处理,可有效提高BiLSTM的预测精度,对于结构监测缺失数据问题,提供更具适应性的方法。
2025, 48(2):50-61. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2025.02.005
摘要:针对当前去雾算法效率不高、细节恢复较差等问题,提出一种改进多尺度AOD-Net(all in one dehazing network)的去雾算法。通过增加注意力机制、调整网络结构和改变损失函数这3方面的改进,增强网络的特征提取和恢复能力。模型的第1层增加空间金字塔注意力 (spatial pyramid attention,SPA)机制,使网络在特征提取过程中避免冗余信息。将网络改成拉普拉斯金字塔型结构,使模型能够提取不同尺度的特征,保留特征图的高频信息。使用多尺度结构相似性 (multi-scale structural similarity,MS-SSIM)+L1损失函数替换原有的损失函数,提高模型保留结构的能力。实验结果表明,本方法去雾效果更好,细节更丰富。在定性可视化评价方面,去雾图像效果优于原网络。在定量评估层面,与原网络相比PSNR值提升了2.55 dB,SSIM值提升了0.04,IE熵值增加了0.18,这些数值指标充分验证了本算法的出色去雾效果和稳定性。
2025, 48(2):62-73. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2024.253
摘要:隧道衬砌结构开裂是隧道养护工作中需重点防治的病害,隧道智慧管养的发展急需可推广应用的隧道衬砌结构裂缝病害定量评价方法。引入裂缝图像自动识别技术,融合乘积标度法和规范要求建立了单裂缝病害和衬砌结构区间段多裂缝病害量化评价指标体系,提出了指标阈值确定方法。单裂缝病害诊断方法以衬砌裂缝的长度、宽度作为主要评价指标,深度、方向和发展性作为辅助评价指标;多裂缝病害诊断方法以衬砌裂缝的长度、宽度作为主要评价指标,深度、方向、发展性和分布密度作为辅助评价指标。指标阈值确定既考虑了均匀分布函数概率分布特性,又结合了隧道结构受力安全性特点,并对评价方法的分值进行了系统的无量纲标准化处理,编制了可推广应用的软件。案例分析显示本方法基本科学合理,为实现隧道开裂病害智能识别和养护方案自动决策提供了新途径。
2025, 48(2):74-85. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2024.252
摘要:针对制约热激活类墙体注热效率提升的低品位热量集中堆积问题,提出了一种内部设有特定孔道并用于填充热扩散性填料的模块化热激活墙体(modular thermo-activated wall, MTAW)。建立了MTAW动态传热模型,基于寒冷地区冬季气象条件对比分析了MTAW与2种参考墙体性能差异,探讨了填料腔倾角(θ值)、填料腔几何尺寸(
2025, 48(2):86-101. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2024.259
摘要:为了提升中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)短柱的轴压性能,提出并设计了薄壁方套方中空夹层多腔钢管混凝土(multi-cavity concrete-filled double-skin tubular,MCFDST)短柱,对其轴压力学性能进行了试验研究。试验试件包括15个方套方MCFDST短柱试件和3个方套方CFDST短柱试件。以混凝土抗压强度、外钢管宽厚比、空心率和是否设置拉肋为参数,通过分析试件的变形、荷载-位移曲线、破坏现象和延性系数,探究了各参数对试件的极限承载力、失效模式和延性的影响。试验结果显示:混凝土抗压强度从58 MPa提升至90 MPa,试件承载力提升46%,延性系数最高降低74%;外钢管宽厚比从39降低到29,试件承载力提升12.5%,延性系数明显增大;空心率从0.31增大到0.38,试件承载力提升了1.3%,延性系数仅提升1%;增设拉肋使构件承载力提升14.2%,延性系数最高提升282%。其次,利用试验数据验证了数值建模方法的有效性和模型的正确性,并开展了大量有限元参数分析,讨论了现行规范对该短柱轴压承载力的适用性,发现日本规范AIJ的预测公式可以精确估计MCFDST短柱轴压承载力。
2025, 48(2):102-109. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2024.267
摘要:基于铜渣基铁系草酸盐水泥具有快凝、早强等特性,在高温窑炉修补和核废物固化等领域具有潜在的应用前景。在前期铜渣基铁系草酸盐水泥基础性能研究的基础上,系统考察了其在150~1 000 ℃热处理条件下性能、物相及结构的演变。结果表明,自然养护28 d时,铜渣基铁系草酸盐水泥抗压强度达55.1 MPa,其物相主要由反应新生成的FeC2O4·2H2O和未完全反应的铁橄榄石相Fe2SiO4组成。经不同温度热处理后,力学性能及结构发生规律性变化。当热处理温度高于250 ℃时,生成的胶凝相物质FeC2O4·2H2O开始热分解,材料结构发生破坏,力学性能下降,至1 000 ℃时,抗压强度趋于稳定,约为15 MPa。由此可见,铜渣基铁系草酸盐水泥在高温下仍可保持较高的力学性能,具有较好的热稳定性。
2025, 48(2):110-122. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2024.256
摘要:锌粉单耗高和净化除镉渣中镉含量低是硫酸锌溶液锌粉置换除镉存在的共性难题,其核心原因是锌粉被产物层包裹降低其反应活性。基于此提出了机械活化强化硫酸锌溶液两级锌粉逆流置换除镉新方法,一级添加较低系数的锌粉产出高镉品位的净化渣,二级添加较高系数的锌粉,以控制硫酸锌溶液中镉达到溶液净化质量要求。研究结果表明,在总锌粉添加系数为1.02、反应温度60 ℃、反应时间60 min的条件下,当一级锌粉添加系数为0.9,二级锌粉添加系数为1.2时,一级净化后液中镉质量浓度由反应前的1 530 mg/L降低至60~70 mg/L,一级净化产出的镉渣中镉含量富集至81.54%,锌含量小于10%;二级净化后液中镉质量浓度降低至2~5 mg/L,净化渣中的镉含量为16.09%,锌含量为56.04%。一级净化渣主要物相为单质镉,二级净化渣的主要物相是未反应的锌和部分单质镉。与传统一次净化工艺相比,通过流体的剪应力和机械活化作用,破坏了锌粉表面的包裹层,消除了锌粉表面的包裹现象,提高了锌粉利用效率,降低了锌粉消耗,提高了净化渣中的镉含量。