2022年, 第41卷, 第05期　
刊出日期：2022-10-15

  

• 全选
  |

• Select
  基于弹性梯度下降模型的神经网络遥感水深反演

  赵向涛, 阳凡林, 宿殿鹏, 王贤昆, 郭亚栋, 李劭禹

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 1-10+20. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对传统BP神经网络水深反演耗时较多，且由于学习率和动量参数的设置使权值更新存在模糊自适应的问题，提出一种基于弹性梯度下降模型的BP神经网络水深反演算法。弹性梯度下降模型直接改变权重更新值的大小，消除学习率和动量参数的影响，减少计算参数，能快速获取最优的模型权值。为评估算法的有效性，利用中国南海甘泉岛实测数据进行验证。结果表明：该算法可以较为准确、有效地反演水深信息，反演精度和效率均优于传统算法(RMSE由1.159 m降到0.863 m,MAE由0.856 m降到0.649 m,模型训练所耗时间由52 s降到18 s),在0～15 m水深段的RMSE低于1 m,反演效果较好，且在不同水深区间均取得良好的改进结果，具有一定的鲁棒性。
• Select
  无人机载LiDAR测深系统进行海岸带测绘的可行性分析

  宿殿鹏, 阳凡林, 陈亮, 王仕强, 陈雨, 陈涛

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 11-20. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  如何快速获取高精度、全覆盖的海岸带浅水地形数据一直是海洋测绘的难点之一。无人机载LiDAR测深是一种有效的海岸带水陆地形一体化测量技术，利用RIEGL VQ-840-G ALB系统在山东青岛海域开展了无人机载LiDAR测深实验。基于获得的青岛实测ALB数据，从海底点密度、最浅探测深度、最大探测深度、测深精度四个方面定量分析无人机载LiDAR测深系统的测量性能，并进一步分析了无人机载LiDAR测深系统对海岸带测绘的可行性。实验结果表明，该无人机载LiDAR测深青岛实验的水深点密度达603个/m²,最浅探测深度仅0.16 m,最大探测深度（基于平均海面）达6.14 m;通过与船载单波束测深数据和陆上RTK数据对比，水下测深精度为17.6 cm,陆上高程精度为5.2 cm,能够满足海岸带测绘的要求，相关成果可以为我国无人机载LiDAR测深技术研究与应用提供参考。
• Select
  顾及地形复杂度因子权重的多波束点云抽稀算法

  陈嘉阳, 卜宪海, 陈殿称, 云天宇, 阳凡林

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 21-29. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  多波束测深数据具有海量性与冗余性的特点，在实际应用中有必要进行简化处理。现有抽稀算法大多基于单一特征参数实现，其结果往往存在地形细节丢失、地形真实性欠佳等问题，为此提出一种顾及地形复杂度因子权重的多波束点云抽稀算法。该算法首先筛选地形起伏度、坡度和粗糙度作为评价因子，然后采用改进CRITIC综合评价法构建地形复杂度指标，基于该指标实现了点云的初步抽稀；最后通过自适应格网保留局部特征点，进一步改善抽稀质量。实验表明：与传统算法相比，该算法的抽稀结果在多级简化率条件下均具有更低的均方根误差(RMSE),有效提升了简化后的地形精度，能够保留更多的地形细节特征。
• Select
  岩-煤组合体试样变形场与能量演化特征试验研究

  孔凯, 尹大伟, 张虎, 朱海峰, 李法鑫, 孙德全, 张士川, 王沉

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 30-39. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用数字散斑应变测量系统进行灰岩-煤组合体试样单轴压缩变形破坏演化试验，分析组合体试样变形局部化带和能量演化特征，揭示其渐进破坏机制。组合体试样变形局部化带演化主要与其内部原生裂纹起裂、扩展有关，变形局部化带首先出现在原生裂纹区域，沿最大主应力方向发育扩展，煤样内变形局部化带发育扩展相对较快，变形局部化带交汇、贯通导致组合体试样整体破坏失稳。变形局部化带位移错动量演化主要经历微变化、线性缓慢增长、非线性加速增长3个阶段，与轴向应力变化基本相对应，峰后变形局部化带快速扩展贯通，位移错动量非线性加速增长。外界输入能量主要被煤样变形破坏所消耗，煤样首先发生渐进破坏而释放能量，交界面处灰岩、煤样由协同变形转为非协同变形；煤样破坏诱发灰岩回弹变形并释放弹性能，部分弹性能作用于煤样而加剧其破坏，煤样发生拉-剪混合破坏；煤样内裂纹扩展传播至灰岩内，并与灰岩内裂纹贯通，导致其拉伸破坏。
• Select
  多因素耦合诱发孤立煤体冲击地压机理研究

  胡昌硕, 李东, 周法乐, 王永, 王维斌, 张修峰, 王存文, 陈洋, 董春雨, 于海峰, 文志杰

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 40-50. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究孤立煤体在采空区侧向支承应力、超前支承应力、断层切割形成的地堑结构等因素的耦合作用下诱发冲击地压事故的发生机理，采用现场实测、数值模拟等手段，分析了孤立煤体从形成到发生冲击地压事故期间的应力、塑性区演化过程。研究发现：2305S工作面受相邻采空区侧向支承应力作用，影响范围约210 m,应力峰值55.81 MPa; 2305S工作面推采至105 m时超前工作面45 m处应力峰值约为52.23 MPa;工作面推采至250 m时，在工作面前方41 m处应力值达70.96 MPa,应力集中系数达2.90;工作面推采至250 m时“见方”效应显现强烈，使孤立煤体区域应力集中程度加剧；同时2304S工作面采空区也使得楔形地堑区岩层沿高倾角断层面滑移，挤压孤立煤体区域，造成工作面断层三角区煤体应力进一步集中，从而诱发冲击地压。
• Select
  基于响应面法的膏体充填面顶板下沉多因素分析

  孙国庆, 宁建国, 杜明浩, 闫汝瑜, 张智

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 51-59. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于响应面法试验设计及数据分析，利用有限差分软件UDEC模拟了不同充填体刚度、顶煤刚度、支架刚度、充填体强度下膏体充填工作面顶板下沉规律，分析了单因素及多因素交互作用下对膏体充填工作面顶板稳定性的影响及其原因。研究结果表明，膏体充填工作面顶板覆岩运动受单因素的影响程度大小依次为：顶煤刚度>充填体刚度>充填体强度>支架刚度；通过调节人为因素(充填体强度、充填体刚度、支架刚度)可以有效减少自然因素(顶煤刚度)对膏体充填工作面顶板下沉量的影响。研究得到了顶板下沉量与各因素之间的二次多项回归方程，可为控制特定开采地质条件下膏体充填工作面顶板下沉、选择合适充填体刚度与支架刚度提供一定的参考。
• Select
  含瓦斯煤岩流变规律及三维本构模型研究

  王波, 黄子康, 胡仕宇, 王灵, 杨沛基, 陆长亮

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 60-67. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了深入研究含瓦斯煤岩的蠕变本构模型，利用自主研发的RRTS-Ⅳ型岩石流变扰动效应试验机和含瓦斯煤岩流变扰动效应渗流试验装置进行含瓦斯煤岩三轴流变试验，得出含瓦斯煤岩的蠕变规律。基于有效应力原理和流动法则建立了含瓦斯煤岩三维蠕变本构方程，利用MATLAB对得出的蠕变方程进行拟合，拟合曲线与试验曲线吻合程度较高，验证了所建方程的合理性。通过建立的含瓦斯煤岩三维蠕变本构方程推断出含瓦斯煤岩存在极限变形量，结合试验过程可知，当含瓦斯煤岩的变形量达到该值时，应变速率会在短时间内急剧增大，导致煤岩发生破坏。
• Select
  马来腈修饰的钡离子荧光传感器

  孔春燕, 赵宏睿, 胡凯丽, 崔雪娇, 刘世楷, 王广银, 王芳, 陈玉婷

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 68-74. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过荧光发射光谱测试探讨了对氰基苯-马来腈希夫碱对不同金属离子的选择识别性能。系统的光学性质研究得知：在乙腈水溶液中，对氰基苯-马来腈希夫碱与Ba²⁺以1∶1的化学计量比络合后，其在435 nm位置最大荧光发射强度增加了1.92倍，并伴随19 nm红移到454 nm,表明该化合物对Ba²⁺具有明显的荧光检测信号响应，最低检测限为4.2μM;金属离子及酸性环境干扰实验显示对氰基苯-马来腈希夫碱具有良好的抗干扰性能。结果表明，对氰基苯-马来腈希夫碱可灵敏检测中性和酸性环境中Ba²⁺的潜能。在实际样品中的应用表明，对氰基苯-马来腈希夫碱能有效地检测实际水样中的Ba²⁺。
• Select
  硬段调控对PPG-MDI型阻尼聚氨酯力学和热稳定性能的影响

  董光超, 赵丽芬, 田秀娟

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 75-81. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用二甲苯二异氰酸酯(MDI)、聚丙二醇(PPG)、二甲硫基甲苯二胺等为原料制备硬段质量分数分别为20%、30%、40%和50%的聚氨酯(PU)样品，利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究其结构组成和微相分离，热重分析(TGA)和差式扫描量热仪(DSC)分析其热性能和结晶性能，动态力学分析(DMA)研究样品的力学性能和阻尼因子(tan δ)。结果表明：PPG与MDI合成的PU并未产生结晶，硬段含量的增加会提高PU的微相分离程度和拉伸强度，但阻尼因子明显降低。其中PU-50的拉伸强度达到17.27 MPa,约为PU-20的26倍。而PU-20的阻尼因子峰值达到1.01左右，硬段含量对聚氨酯的力学性能和阻尼性能均存在较大影响。
• Select
  基于特征学习的双路径红外-可见光行人重识别算法

  朱松豪, 吕址函, 宋杰

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 82-90. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  由于拍摄视角、行人姿态的变化以及不同的相机光谱造成的额外跨模态差异，RGB图像和红外图像之间存在着明显的差异，提取有效的模态共享特征是红外-可见光行人重识别中的难点。本研究提出一种双路径学习算法来识别特征，利用改进的BNNeck模块来提取RGB和红外图像的特征信息，改善算法的识别性能。该算法首先将注意力机制引入双路径特征学习网络，获取RGB图像在空间维度和通道维度上的特征信息，实现红外特征信息匹配；然后，将BNNeck模块引入至跨模态行人重识别算法，减少模态特征信息差异，加快算法收敛速度；最后，在异质中心损失函数和交叉熵损失函数的基础上，引入跨模态下行人身份损失函数，提高行人识别的准确性。SYSU-MM01和RegDB数据集的实验结果表明，相对于目前大多数已有算法，所提算法具有更好的泛化能力和鲁棒性，Rank-1/mAP分别达到59.39%/85.44%和57.81%/73.19%,比最新算法分别提高2.43%/2.86%和2.44%/1.19%。
• Select
  属性网络表示学习研究综述

  刘欣, 赵中英, 李智恒, 李超

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 91-101. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  属性网络表示学习旨在最大限度保留原始网络特征的同时，利用网络中丰富的结构与属性信息学习节点或边的向量表示，从而将拓扑空间的网络转化到欧式空间，这有利于后续网络分析任务的高效执行，因此受到国内外学者的广泛关注，成为近年来的研究热点。本研究对属性网络表示学习的代表性方法进行对比研究，首先按照网络的时序性、网络元素的多样性对已有工作进行分类，然后分别阐述了同构属性网络、异构属性网络、动态属性网络的表示学习方法，并对已有方法的核心技术、数据集、评测任务等进行对比研究，最后总结探讨未来可能的研究方向与挑战，旨在为属性网络表示学习的相关研究提供新的思路。
• Select
  台背回填段再生水稳铣刨料沉降特性及力学响应

  赵全满, 刘建树, 李皓, 胡文军, 卢晓锦, 周浩

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 102-109. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为分析再生水稳铣刨料用于台背回填时的路用性能，采用数值计算与现场监测相结合的方法，对比分析再生水稳铣刨料、风积砂及常规路基土台背回填材料的沉降特性、力学响应及发展规律。结果表明：在回填料与常规路基搭接处，填筑再生水稳铣刨料比风积砂与常规路基土沉降量分别减少了17.6%和29.4%;水平位移比常规路基土和风积砂分别减小50.0%和25.0%,路基更加稳定；竖向应力比常规路基土减小17.3%,降低了新旧路基搭接段失稳的风险；现场沉降监测结果与数值计算结果基本一致，数值计算精度可靠。可见，再生水稳铣刨料用于台背回填时可有效减少路桥过渡段差异沉降、水平位移及竖向应力，整体性较好，具有良好的应用价值。
• Select
  有轨电车电子机械制动系统设计

  骆凯, 杨磊, 吕艳宗, 高琳焜, 崔雷, 苗峰

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 110-117. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为应对轨道车辆制动系统向全电气化、智能化发展的新需求，对电子机械制动技术在轨道车辆上的应用展开研究。针对有轨电车车型构建了基于电子机械制动的整车制动系统架构，并完成电子机械制动系统样机的设计生产。提出基于卡尔曼滤波的融合力闭环控制方法，并通过搭建的综合性能试验台，对电子机械制动系统的功能和性能进行了地面试验。结果表明，系统能够自动精确补偿磨损间隙，具有快速响应能力、良好的稳态控制精度以及多机一致性。
• Select
  基于GM(1,1)模型的齿轮故障识别预测研究

  赵红斌, 夏蒙健, 张强, 顾颉颖, 张佳瑶

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2022, 41(05): 118-128. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.05.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对齿轮故障诊断问题，提出一种基于灰色预测模型(GM(1,1))的齿轮故障识别预测方法。根据齿轮磨损情况将齿轮故障定义为4种状态：正常齿轮状态、齿根裂纹故障状态、齿面磨损故障状态和断齿故障状态。通过搭建齿轮故障诊断实验台，利用振动传感器采集齿轮工作过程中处于不同磨损状态时的振动加速度信号样本，利用小波降噪、小波分解重构等方法重构特征信号，得到去噪后的信号图像，进而提取振动加速度信号特征数值，并基于GM(1,1)建立齿轮故障识别预测模型。研究表明，该模型预测数值与真实值误差均值在0.56%～0.67%,相对误差均方根值在0.33%～0.43%,其中齿根裂纹状态时相对误差均值为0.67%,相对误差均方根为0.33%;断齿故障状态时相对误差均值为0.67%,相对误差均方根为0.39%;齿面磨损故障时相对误差均值为0.56%,相对误差均方根为0.43%。表明模型预测精度较高，可用于齿轮故障预测研究，为齿轮故障诊断提供了一种新的研究方法及理论依据。