- 张国远;杨兴烁;雷宇旭;于啸波;
为了快速评估隧道冻结全生长过程中周围环境变化特点，提出时间序列分析模型双向长短时记忆网络(BiLSTM)对冻结过程中的土体的温度场、位移场、孔隙水压力和土压力进行预测。以广州地铁3号线为原型开展室内物理模型试验，将结果的前20%作为训练数据集，后续80%的结果作为测试数据集，对BiLSTM的四组不同的超参数组合进行预测结果对比，得出BiLSTM＿n64h2的效果最佳，它的测试集的R~2为0.926,RMSE为10.238,MAE为4.87,MAPE为28。通过ABAQUS数值模拟与BiLSTM的对比可发现，BiLSTM拥有更好的预测精度与速度，而ABAQUS由于局限于多个假设会出现较多的误差。
2025年02期 v.32;No.146 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 4101K] [下载次数：85 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：39 ] - 张自光;张成;李小鹏;
张弦梁拉索的张拉过程直接决定了结构最终的几何位形，为研究张弦梁原位张拉各阶段结构性能和预应力之间的影响规律，以海南陵水体育馆张弦梁钢屋盖项目为依托，运用仿真软件建立张弦梁原位张拉三维模型，并采用非线性的计算方式，对不同张拉施工阶段下张弦梁的变形和内力进行全过程分析。结果表明：张拉初始阶段张弦梁在脱离支撑胎架前，支撑点两侧均出现下挠，随着预应力的增大，张弦梁跨中区域及支撑左侧的竖向位移逐渐减小，支撑右侧的竖向位移逐渐增大；张拉后期阶段，张弦梁跨中区域起拱明显，同时预应力的增大导致张弦梁构件的各项内力逐渐增加，其中两侧张拉端的弯矩明显增大，下弦拉索的索力控制难度也同样变大。
2025年02期 v.32;No.146 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 4639K] [下载次数：51 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：20 ] - 顾广娟;张有为;靳春森;蒋亚龙;
通过设置在混凝土中掺入5种不同长度的玄武岩纤维(0,6,12,18 mm, BF-H),每组变量设置3个尺寸相同的试块(100 mm×100 mm×400 mm),共计15块进行抗折强度试验，以获得不同长度下的玄武岩纤维混凝土的抗折强度。实验结果表明：随着玄武岩纤维长度的增加，玄武岩纤维混凝土的抗折性能得到了显著提高，并且在长度为12 mm时抗折强度达到最大值。然而，当玄武岩纤维长度达到18 mm时，抗折强度反而出现了降低的情况，并且不同长度的玄武岩纤维混掺时，其抗折强度比玄武岩纤维长度为12 mm时更高。
2025年02期 v.32;No.146 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2669K] [下载次数：95 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 陈瑞云;唐俊;许志;李敬兆;
针对目前基于深度学习神经网络的人员、车辆检测模型内存需求大、识别速度慢、在矿山复杂环境中检测精度低等问题，提出了一种基于轻量化YOLOv8的副井区域人员、车辆实时检测方法。首先，结合轻量级网络EfficientViT优化YOLOv8主干网络，大幅降低模型内存需求，提升网络推理速度；其次，在Head前融合CBAM注意力机制，增强网络对重要信息的关注度，提高矿井人员、车辆的检测精度。实验结果表明，所提模型在线检测精度为96.9%,检测速度为52 FPS,有效实现了副井区域人员、车辆的实时精准检测，保障了副井无人化智能操车系统顺利实施。
2025年02期 v.32;No.146 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 4197K] [下载次数：78 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：24 ] - 金鑫;李敬兆;刘泽朝;
为了解决X射线在钢丝绳芯输送带检测中存在电离辐射，且断裂故障尺度变化大，导致检测人员安全和现有模型精度较低等问题，提出基于太赫兹技术的钢丝绳芯输送带断裂检测方法。首先使用太赫兹波对钢丝绳芯输送带进行扫描成像，并通过直方图均衡化和伽马矫正对扫描后的图像进行增强处理，然后由改进的YOLOv7模型进行检测。YOLOv7的改进直接影响最终的检测结果，改进的YOLOv7融合了EMA注意力机制，同时引入CoordConv模块，并使用Soft-NMS替换传统的非极大值抑制三个方面。实验结果表明，与常见的Faster R-CNN、SSD、YOLOv5等目标检测算法相比，改进后的YOLOv7模型在基于太赫兹扫描的钢丝绳芯输送带断裂图像上检测精度达到了93.1%,其检测精度更高，综合效果更好。
2025年02期 v.32;No.146 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 8673K] [下载次数：67 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 蒋端;彭龑;
针对目前基于深度学习的森林火灾检测算法参数量和计算量较大，难以在终端部署等问题，提出一种基于YOLOv8n改进的轻量化森林火灾检测模型。在模型的Backbone端和Neck端使用轻量级的C2f＿faster模块代替原模型中的C2f模块，降低模型的参数量和内存占用大小；在模型的Neck端引入DySample进行上采样，在不增加计算负担的同时保证检测精度。实验结果表明，改进后的算法mAP@0.5值达到92%,相较于YOLOv8,新算法的参数量减少约22.7%,GFLOPs减少约21%,Size减少约22.2%,为森林火灾检测的轻量化研究提供理论参考。
2025年02期 v.32;No.146 32-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2118K] [下载次数：204 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 孔宸;胡海霞;向岑阳;
针对智能辅助驾驶在环境感知中对交通道路标识线实时检测问题，提出了一种轻量高效的LE-YOLOv8道路标识线检测算法。该算法应用高效“幽灵”卷积EGConv来代替传统卷积部分，通过简洁的线性运算生成更多特征映射，增大感受野；利用重参数化动态卷积DyConv重构C2f模块，使网络增加参数量的同时保持较低的FLOPs;颈部使用跨尺度融合模块CCFM,以增强模型对于尺度变化的适应性和对小尺度目标的检测能力；结合轻量级的自注意力检测头Head＿SA,来获取全局特征信息，最大限度地提高检测效率；利用边界框回归损失函数Focaler-IoU,通过线性映射来重构IoU损失，解决现有边界框回归不足问题。改进后的LE-YOLOv8算法计算量、参数量、权重大小仅有3.3 G、1.1 M、2.4 M,相对于YOLOv8n基础算法分别减少了59.8%、65.6%、61.3%;FPS达到220帧/s,提升了39%;mAP值达到90.1%,较于基础算法提升0.2个百分点。
2025年02期 v.32;No.146 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 7237K] [下载次数：82 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 刘伟东;周华平;
由于遥感图像目标检测中尺度变换以及小目标特征信息丢失等问题的存在，导致现有模型检测精度不佳。为解决上述问题，以YOLOv8为基线网络进行改进，提出了一种基于多尺度特征聚合的遥感图像目标检测算法。首先，引入LSK(Large Selective Kernel)构建LSKC2f模块，通过LSKC2f自适应地调整感受野大小，帮助模型充分提取多尺度目标的特征信息；然后，设计一个全局特征聚合(Global Feature Aggregation)模块，将浅层特征图与多个不同尺度的深层特征图进行融合并输出，提升小目标检测精度。实验结果表明：相较于基线网络，改进的新算法在具有挑战性的公共数据集DIOR上的检测精度提升了1.4%达到了73%,证明了本算法的有效性。
2025年02期 v.32;No.146 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 9880K] [下载次数：76 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 朱宗玖;冯晓彤;
为了提高PM2.5浓度的预测精度，提出了一种新的预测模型。首先使用改进的自适应噪声完全经验模态分解对复杂的PM2.5时间序列进行分解，提取出多尺度的本征模态函数；接着利用卷积神经网络捕捉并提取序列中的关键特征，从而增强表征能力；然后将提取的特征输入到双向长短期记忆网络中进行预测。为了进一步提升模型的性能，采用改进的蜣螂算法对模型进行优化训练。实验结果表明，与传统的单一预测模型相比，所提出的模型在预测性能上有显著提升：预测拟合度提高了17.35%,均方根误差降至0.46μg/m~3,有效实现了空气质量的精准预测。
2025年02期 v.32;No.146 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 4557K] [下载次数：88 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 王宏斌;何严飞;
手势识别技术通过解析人类手势，将其转换成具有实际意义的操作指令。设计了一套基于手势识别的手势密码锁系统，采用STM32F103作为数据处理与模块控制芯片，通过PAJ7620U2手势传感器进行手部姿态数据采集，并将识别结果在OLED上显示，采集的数据可以控制门禁解锁，并利用键盘在后台进行密码修改等操作。经过PCB设计与控制程序编写，通过各模块的联合测试，手势密码锁能按既定功能框架稳定运行，具有较高的可靠性。研究具有用推广意义，为基于生物识别的解锁方式提供了可行的解决新方案。
2025年02期 v.32;No.146 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 4210K] [下载次数：855 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 李保坤;赵伟;李琳;陶珍钰;
提出了一种利用附加弹簧的组合平面机构获得多稳态特性的通用方法。在平面闭环机构存在的情况下，利用机构奇异性进行多稳态设计。不同于传统的对闭环机构奇点避免的研究，首先确定机构能够出现奇异点的条件，分析机构奇异点对应的势能状态，从而方便地确定稳定位置的个数(最多4个);利用虚功原理建立组合机构的动静态模型，分析几何参数和弹簧刚度对机构稳态数目的影响。结果表明机构出现多稳态性能时其中某段具有趋于接近恒力的特性，为设计出具有多稳态特性的恒力机构提供参考。
2025年02期 v.32;No.146 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 3860K] [下载次数：34 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 张飞;万安平;
针对齿轮箱故障诊断中存在的单一传感器数据有限、可靠性低和泛化能力不足等问题，提出一种结合域适应残差网络与多通道融合的方法。首先，采用粒子群算法对变分模态分解(VMD)进行参数寻优；其次，对齿轮箱多通道原始数据进行VMD分解，进行初步特征提取，并引入注意力机制对各个通道的特征进行加权；然后，利用改进的残差网络进行深度特征提取来增强模型对数据的表征能力；最后，采用最大均值差异(MMD)和交叉熵分类损失作为优化目标，使用softmax分类器输出故障类别的预测概率，通过微调目标域模型，实现了齿轮箱在多工况下的样本分类任务。与加权多通道融合深度迁移学习算法相比，在4种不同工况下的诊断精度分别提高了3.38%、4.17%、3.13%和1.25%。
2025年02期 v.32;No.146 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2956K] [下载次数：66 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 齐潘;张军;
针对国内老龄化问题的严重性及现有家庭机器人移动机构存在的结构复杂、变速缓慢、转向能力差等问题，设计了一款可在室内灵活移动的家庭助老服务机器人。运用SolidWorks软件建立了该机器人的三维模型，计算了差速驱动机器人的正逆运动学方程，借助ADAMS软件实现了移动机构虚拟样机的仿真模拟，获取了相关曲线数据。通过理论计算与仿真模拟的相互验证，证明了家庭助老服务机器人模型的准确性和可靠性，为未来机器人在设计与开发方面提供理论支持和实践参考。
2025年02期 v.32;No.146 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2840K] [下载次数：178 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 朱有地;李晶;李万敏;刘小斌;李彦晶;
为提高电动汽车(EV)能源效率和安全性，针对电动汽车电液复合制动再生系统进行深入分析。利用电动机再生制动功能和传统液压制动系统，使电液复合制动再生系统能够在提高制动性能的同时，优化能量回收效率。实验和仿真结果表明，系统在稳定工作中，能显著提高制动效率，为电动汽车的制动技术进步提供了理论与实证基础。
2025年02期 v.32;No.146 84-87+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 3727K] [下载次数：150 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 马塞北;孙伦业;韩小棒;
为解决电解液的成分、含量、温度等因素会影响导电率与金属表面钝化机理，从而影响加工金属的表面质量的问题。通过改变Na_2SO_4和NaCl溶液的浓度和温度，对GH4169表面腐蚀规律进行研究。采用动电位极化测试与电化学阻抗谱分析GH4169电化学溶解特性，并使用三维形貌仪对实验工件表面进行扫描，观察表面变化规律。结果表明：两者的腐蚀效率随溶液浓度和温度的增加而增加，但GH4169高温合金在NaCl溶液腐蚀效率高，表面质量差，在Na_2SO_4溶液中腐蚀效率低，表面质量好，在NaCl溶液中腐蚀速率受浓度影响更大，但在Na_2SO_4溶液中则受温度影响更大。
2025年02期 v.32;No.146 88-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 3979K] [下载次数：52 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 张云飞;武力兵;
针对具有执行器故障、外部扰动以及参数不确定性的线性多智能体系统，研究其在有向通信网络下的鲁棒H_∞一致性控制问题，提出一种基于事件触发机制的容错控制方案。首先，利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术，并结合鲁棒H_∞控制理论，给出了系统实现一致性并满足期望H_∞性能的充分条件；同时，得到了可靠控制器的设计方法，有效地补偿了执行器故障对系统的影响；进一步，结合引入的指数项和新定义的测量误差来优化事件触发机制，在避免数据冗余的同时提高了计算和通信资源的利用效率，并证明了系统不存在Zeno现象；最后，通过仿真实例验证了所提方案的有效性。
2025年02期 v.32;No.146 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 319K] [下载次数：61 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 李涛;陈笛;唐树安;
借助于调和对数Bloch函数，定义单位圆上的一个新的度量并得到度量的一些基本刻画，从而给出调和对数Bloch空间的一个几何刻画，利用这个结果，证明由调和对数Bloch函数的范数定义的泛函是下半连续的。
2025年02期 v.32;No.146 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K] [下载次数：22 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ]