2021年, 第40卷, 第03期　
刊出日期：2021-06-15

  

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  经纬仪测量系统的铅垂基准尺综合定向方法

  刘尚国, 赵少良, 景冬

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 1-8. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.001

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  针对狭长或受限空间内经纬仪测量系统的定向测量难题,提出一种基于铅垂基准尺的综合定向方法。首先分析铅垂基准尺综合定向的理想模型与计算原理,获取定向参数的初始值。然后建立观测方程与基准尺条件方程,依附有限制条件的间接平差模型,实现综合定向参数的精确求解。经实验测试,所提出的铅垂基准尺综合定向方法简便易行,仅需观测3个位置的铅垂基准尺,10 m范围内的定向参数求解偏差优于0.05 mm,三维坐标解算偏差优于0.03 mm,准确度与Leica Axyz的光束法平差算法水平相当。
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  一种GNSS广播星历轨道实时改正方法

  刘路, 郭金运, 周茂盛, 刘新, 纪兵

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 9-17. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.002

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  在最终及快速精密星历时延较长的前提下,提出利用广播星历及对应的超快速精密星历(观测部分)构建轨道误差序列,建立一种基于奇异谱分析(SSA)的全球卫星导航系统(GNSS)广播星历轨道实时改正方法,其目的是通过实时改正广播星历轨道,提高当前广播星历轨道的精度。以GPS卫星广播星历及其对应的超快速精密星历为例,对该方法的可行性进行了实验分析,结果表明:不同卫星、不同轨道方向的改善比是不同的;整体上看,径向、切向、法向轨道出现正改善比的卫星数占总卫星数的比率分别为86.7%、90%、93.3%。实验结果表明本方法可以用来实时改正广播星历的轨道。
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  一种改进的病态测距方程非线性估计的正则化数值迭代法

  张建霞, 曲国庆, 席换, 王晖

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 18-25. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.003

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  传统非线性正则化数值迭代法能够解决病态测距定位方程,但该方法常假设3个方向具有相同的病态程度,将正则化约束作用于所有的方向,加剧了问题的复杂性并影响解的收敛效率。因此,针对已知点和未知点近似共面引起的病态问题,提出一种改进的非线性正则化数值迭代法。该方法将正则化约束仅作用于病态方向即Z方向,对态性良好的方向不进行约束,解决了测距定位方程的病态问题,也提高了传统非线性正则化数值迭代方法的收敛效率。该计算方法采用协方差迹最小准则来确定正则化参数。实验表明:该方法能够提高非线性最小二乘线性化方法的求解精度,收敛效率明显优于传统非线性正则化迭代法。
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  FRACOD模拟裂纹扩展液-力耦合模块的研发及工程应用

  沈宝堂, 柴顺杰, 张士川, 陈兵

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 26-34. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.004

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  核废料储存、地热开发等岩体施工过程中经常遇到液-力耦合(H-M)问题,给安全施工带来了巨大挑战。开展液-力耦合相关模拟问题的研究对岩体工程领域发展具有一定的现实指导意义与参考价值。FRACOD软件中的H-M耦合采用位移不连续法计算裂隙的变形和张度、用立方定律等方法依次对相邻裂隙单元之间流量、水压进行计算,再通过力学部分及液体流动部分的动态时步迭代循环,进而获得最终岩体破裂状态。为进一步验证FRACOD中液-力耦合模块的模拟效果,以地热开发中水力压裂及节理岩体中裂纹传播过程为例进行分析。模拟结果表明,在高应力环境中,天然裂隙岩体在水压及原岩应力共同作用下发生了明显的剪切滑移,受裂纹剪切的影响天然裂隙的水力孔径增加了80%,裂隙内部流体流动明显增强;在液-力耦合作用下,液体驱动的裂纹与岩石节理贯通且贯通后的节理继续向最大主应力方向扩展,模型结果直观地展现了耦合裂纹的起裂、扩展和贯通全过程以及应力场、声发射等物理场信息的分布规律。FRACOD中液-力耦合模块的开发,可成为研究岩体液-力耦合问题的工具,进而为岩体工程领域提供一种新的模拟方法和手段。
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  软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究

  王志, 尹延春, 赵同彬, 马静敏, 武文宾

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 35-43. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.005

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  针对深部煤矿巷道应力复杂、软弱围岩变形较大的问题,提出一种端部扩孔锚固方法,通过理论模型及数值计算,分析了端部扩孔锚固界面应力分布、脱锚长度扩展及端面挤压应力分布;研究了不同锚固方式巷道围岩变形、应力集中特征。结果表明:相比于常规锚固,界面剪应力在拉拔端附近先增大后减小,且在扩孔起点处附近也存在一个峰值,整体分布形态上呈现双峰值特征;在相同拉拔荷载下,扩孔锚固脱锚长度明显减小;扩锚端面可提供一定挤压抗力,沿扩锚端面径向向外逐渐降低,随扩孔直径增大,挤压抗力明显上升;扩孔锚固巷道顶板变形量比常规锚固降低了36%,巷帮应力集中系数降低了37%;在保证相同巷道稳定性控制效果前提下,扩孔锚固排距可按1.3倍进行布置,有效降低了锚固施工量。
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  水沙流作用下粗糙度对圆柱体结构受力特性及冲蚀的影响

  乔智威, 刘壮, 张宪堂, 张惠尧, 李泽熹, 李丹

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 44-49. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.006

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  基于Fluent软件建立三维模型,采用SST k-ω湍流模型,对含沙量在0.05、0.5和5 kg/m³,柱体表面粗糙度在0、0.1%D、0.3%D、0.5%D、0.8%D和1%D时单圆柱绕流的柱体的受力特性及冲蚀进行数值模拟,研究了不同含沙量水流作用下,粗糙度对圆柱的平均阻力系数、升力系数及冲蚀率的影响。结果表明:在同一含沙量的水流作用下,柱体的升力系数在粗糙度为0.5%D时达到最大值;当柱体表面粗糙度相同时,平均阻力系数受水沙流含沙量的影响较小,升力系数受含沙量的影响较大;在不同含沙量的水沙流作用下,圆柱体结构的壁面冲蚀率在粗糙度为0.3%D时达到最大值。
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  咸水环境下泥水盾构泥浆配比试验研究

  刘鹏, 赵程

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 50-57. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.007

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  在水下盾构掘进过程中出现带压开舱检修情况时,如何在高渗透性地层形成质量较好的泥膜从而保证开挖面稳定,是保障工程安全与进度的重要前提。以青岛地铁跨海段隧道掘进工程为依托,自主设计试验装置开展咸水泥浆配比及渗透成膜试验,并设置淡水泥浆作为对照组。采用控制变量法和析因分析法研究膨润土、羧甲基纤维素（CMC）、碳酸钠等不同制浆材料引起的泥浆相对密度和黏度变化对泥浆滤水量的影响。试验结果表明:在咸水泥浆中,随着膨润土含量的增加,泥浆相对密度变大,可以显著降低泥膜的滤水量,增加CMC含量可以提高泥浆黏度从而更易成膜,对本工程咸水环境高渗透性砂土地层而言,采用相对密度为1.18～1.23 g/cm³、黏度25～30 s的配制方案,可取得良好的成膜效果。
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  一种考虑兴趣偏好的Top-k众包开发者推荐方法

  于旭, 何亚东, 梁宏涛, 江峰, 杜军威

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 58-70. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.008

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  随着云开发技术的不断发展,以众包软件平台为代表的在线开发者社区成为软件工程领域一个新的研究热点。如何为平台中的任务发布者及时、准确地推荐开发者是具有现实意义的重要问题。本研究提出一种考虑兴趣偏好的Top-k众包开发者推荐方法,改变传统Top-k推荐列表的生成模式,有针对性地为任务推荐符合条件的开发者。首先结合平台丰富的异构信息提取任务特征,考虑兴趣感知特征和评分数据构建开发者初始推荐列表,挖掘列表内开发者多个维度特征,并利用加权融合策略生成开发者综合能力特征;随后通过开发者列表分类器,完成任务与开发者列表的分类匹配,生成候选开发者推荐列表;最后基于候选列表内开发者的相似情况,为任务推荐匹配度最高的开发者列表。此外,提出两种冷启动解决方案,有效缓解推荐时面临的开发者冷启动问题。为了评估整个模型的性能,从ZhuBaJie平台和TopCoder平台爬取数据进行了实验,结果表明,本方法在准确率和覆盖率等多个评价指标上都取得了较好的结果。
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  基于主题感知的跨模态序列到序列生成模型

  张旭, 王旭强, 田雨婷, 杨青, 孟洁

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 71-79. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.009

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  结构化数据和非结构化文本被视为两种不同的模态。数据到文本生成是自然语言生成领域中一个重要的跨模态任务,该任务的目标是对于给定的结构化数据,生成一段文本用以描述结构化数据中包含的关键信息。近年的研究工作通常关注于描述性文本的生成,虽然取得了一定的研究进展,但仅能做到信息的传递而不能带来任何增益。为解决这一问题,本研究数据到分析性文本的生成,并针对该任务提出一个基于主题感知的跨模态序列到序列模型。该模型在编码器-解码器结构的基础上,引入数据表的主题信息以保证生成文本与数据表之间的主题一致性,提高生成文本的质量。为验证模型的性能,提出两个真实数据集,并与其他6个模型进行对比实验,结果表明,提出的模型取得了最好的性能。
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  一种基于主题模型与迁移学习的文本分类方法

  包翔, 汪满容, 刘桂锋

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 80-88. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.010

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  为了消除传统机器学习中分类方法的限制,提出一种基于主题模型与迁移学习的文本分类方法。将文本集合成由共同主题和特定主题所联合起来的混合模型;然后,通过这两类主题相关性推断出不同领域之间主题的映射关系;最后,融合共同主题以及映射后的特定主题形成一个新的特征空间,并在此特征空间中完成文本的分类。实验结果表明,相较于其他分类方法,本方法在国外的20newsgroups数据以及自建的中国专利数据集上能更加高效准确地预测未标记文本的类别,为文本挖掘领域相关方向的研究提供新的视角。
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  一类四阶弹性梁方程正解的存在唯一性

  韦孝东, 白占兵

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 89-95. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.011

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  研究了一类四阶两点边值问题正解的存在唯一性。首先通过Laplace变换求出相应的Green函数G(t,s)并讨论了相关性质;然后,通过将方程右边简化为算子方程的方法,利用几个经典的不动点定理得到了该问题正解的存在唯一性;最后,给出了迭代方法和一个数值例子。本研究求解Green函数的方法更加直观易懂,且迭代方法更易实现。
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  基于频率响应特性的汽车操纵稳定性分析

  张丽霞, 郑超艺, 潘福全, 张文彩, 刘家琪

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 96-104+115. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.012

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  为了研究汽车操纵稳定性的影响机理,基于MATLAB/Simulink软件,建立了横摆角速度和质心侧偏角的频率响应模型,对模型进行稳定性、动态响应和准确性分析。基于横摆角速度和质心侧偏角的频率响应函数,对操纵稳定性的影响因素进行仿真分析。仿真结果表明:随着纵向车速和载荷的减小,操纵稳定性有所提高;在低频段较高的前轮侧偏刚度和较低的后轮侧偏刚度,在中高频段较低的前轮侧偏刚度和较高的后轮侧偏刚度,有利于改善汽车的操纵稳定性。探究各种因素对操纵稳定性的影响,为汽车的开发和设计提供参考。
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  车载自组织网络中AODV协议研究进展

  吕文红, 屈衍玺, 徐锋, 刘琦, 郭银景

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 105-115. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.013

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  车载自组织网络(VANET)中频繁变化的拓扑结构以及严格的实时性和可靠性要求给路由协议的设计提出了新的要求。为得出更适用于VANET的路由协议,分类阐述了主动路由协议和按需路由协议两类路由协议,并且从多方面比较目的节点序列距离矢量路由(DSDV)协议和源驱动路由(AODV)协议的性能。结果表明,AODV协议更适用于VANET环境。针对AODV协议存在的路由不稳定、传输延迟高和广播风暴问题(BSP),分类综述了常见的改进措施:对于路由不稳定问题,从借助车辆网络信息的路由选择和借助RSU的路由发现两个方面来改进;对于延迟问题,从单独改进路由搜寻过程和与其他协议相结合改进路由搜寻过程两个方面改进;对于BSP,通过控制RREQ转发和将车辆分簇来改进。最后,从路由稳定性、传输延迟和BSP三方面展望未来的研究方向。
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  V2V环境下基于改进OV模型的交叉口通行效率分析

  徐伟, 梁文丽, 刘海青

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2021, 40(03): 116-122. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.014

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  在V2V环境下,驾驶员可以直接获取邻接车辆的运动状态和交叉口的信号时长,利用和前车之间的车头间距与安全距离差对车辆进行预加速控制,对驾驶行为产生积极影响。本研究基于V2V环境考虑驾驶员反应提前时间的改进OV模型,选取交叉口排队消散效率和直行车道的通行能力作为分析信号交叉口通行效率的指标,研究了考虑驾驶员反应提前时间的改进OV模型对信号交叉口通行效率的影响。仿真结果表明,相比传统OV模型和考虑驾驶员反应延迟时间的OV模型,基于V2V环境改进的OV模型在交叉口处能获得更高的消散效率和直行车道的通行能力,极大提高了交叉口的通行效率。