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关键词： 全断面隧道掘进机   刀盘   掘进过程   接触   有限元模型  

摘要： 从岩土单元网格划分和接触对搜索过程两方面入手,提出一种高效的盾构刀盘掘进过程数值模拟算法。引入六结点三棱柱单元,该单元边长比接近于1,且每一个面上的内角近似相等,相比于传统六面体单元,计算效率更高,据此建立一种高效的岩土有限元模型,并通过圆柱体单轴压缩数值模拟实验验证了模型的可靠性和高效性。根据盾构刀盘的掘进行为特点,直接得到可能发生接触的岩土网格结点,相比于传统的全局搜索,更加省时,优化了接触对搜索过程,从而提出了一种新颖高效的搜索算法,并通过自编软件开展单刀破岩过程数值模拟,验证了搜索算法的可靠性和高效性。基于自编软件和上述两种策略,使用单核CPU实现了实际工程中使用的复合盾构刀盘掘进全过程的直接数值模拟,得到了掘进后的岩土掌子面形貌和刀盘刀具的法向力载荷时程曲线及分布规律,并通过与商业软件仿真结果和文献得到的刀盘刀具法向力均值对比验证了自编软件的可靠性。

关键词： EKF   卫星导航   民航货运   PDOP   BDS  

摘要： 近年来,非线性滤波算法的进步推动了民航货运定位系统的技术革新,然而,这些系统仍面临训练速度慢、精度损失和无法高效处理大规模数据的问题。RTK定位精度的表现受模式影响,GPS定位误差在各方向均保持在2.2~3.4,相对稳定。研究引入扩展卡尔曼滤波算法,实测数据分析结果显示,E方向的定位误差最小,约为2.2,而N方向的误差较大,范围为2.5~4。结果强调了北斗系统与全球定位系统各自的系统特性差异,BDS/GPS的联合定位方法能显著优化PDOP值,有效解决了由于卫星几何构型差异或可见卫星数量不足引发的问题。

关键词： 激光雷达   去噪   自适应噪声完备集合经验模态分解   小波阈值函数  

摘要： 针对激光雷达远距离探测时回波信号背景噪声大问题,将自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、去趋势波动分析(detrended fluctuation analysis,DFA)和新型小波变换相结合,提出一种激光雷达去噪算法。首先,激光雷达回波信号通过CEEMDAN进行分解,获得多个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)。其次,引入DFA算法计算各IMF分量与原始回波信号的标度指数,自适应地将IMF分量划分为信息主导分量和噪声主导分量。再次,采用新型小波变换对噪声主导分量进行去噪处理。最后,将信息主导分量和去噪后的噪声主导分量进行信号合并重建。激光雷达仿真信号在-10 dB的去噪结果表明,与改进的CEEMDAN结合小波软硬阈值相比,所提算法的均方根误差分别降低了52.13%和96.49%,信噪比分别提高了3.9323 dB和3.7542 dB。实测信号的去噪结果也表明,所提算法在低信噪比条件下稳健性好且去噪性能更佳。

关键词： 页岩   地层压力   斑马优化算法   支持向量回归机   机器学习   测井曲线   长7段   三叠系   陇东地区  

摘要： 针对陇东地区三叠系延长组7段(长7段)页岩孔隙结构复杂、非均质性强、地层压力预测精度较低等问题,提出了一种基于斑马算法优化支持向量回归机(ZOA-SVR)模型预测地层压力的方法,并在实际钻井中进行了应用,将预测结果与基于机器算法的模型和常规地层压力预测方法结果进行了对比。研究结果表明:①ZOA-SVR模型以实测地层压力数据为目标变量,优选与陇东地区长7段页岩地层压力数据关联度达到0.70以上的深度、声波时差、密度、补偿中子、自然伽马、深侧向电阻率、泥质含量等7个参数作为输入特征参数,设置训练样本数为40,交叉验证折数为5,初始化斑马种群数量为10,最大迭代次数为70,对惩罚因子和核参数进行优化并建模,参数优化后拟合优度指标R2达到0.942,模型预测的地层压力数据在训练集和测试集上的绝对误差均低于1 MPa,预测测试集地层压力数据与实测压力数据的平均相对误差为2.42%。②ZOA-SVR模型在研究区长7段地层压力预测中优势明显,比基于粒子群优化算法、灰狼算法和蚁群算法的模型具有更好的参数调节及优化能力,R2分别提高了0.209,0.327,0.142;比等效深度法、Eaton法、有效应力法预测的地层压力精度更高,相对误差分别降低了32.53%,15.31%,5.91%。③ZOA-SVR模型在实际钻井中的应用结果显示,研究区长7段地层压力在垂向上分布较稳定,泥页岩段的地层压力高于砂岩段,地层压力系数主要为0.80~0.90,整体上属于异常低压环境,与实际地层情况相符。

关键词： 算法风险   算法治理   文献述评   未来展望   科技向善  

摘要： 在全球化新形势和世界政治经济新变局背景下,算法已经日益成为经济社会发展的重要支点,随着ChatGPT的横空出世,算法应用越来越多地支配着人类的生活,算法黑箱、算法操控、算法共谋、算法偏见、算法歧视等风险也随之而来,这些风险严重影响社会稳定乃至国家安全。而对国内外算法风险研究的系统梳理能够对全球算法风险的形势进行研判,进而为应对全球算法风险治理难题提供中国智慧与构想。文章通过系统梳理国内外主要数据库915条核心文献,构建基于“研究领域—研究主题—治理工具—治理措施”的算法风险研究框架,并分析算法风险具有学科的交叉性、复杂的交织性、突出的人为性、泛化的不确定性等特征,最后从加强情报学学科对算法风险的研究、加强对人工智能算法可解释性的研究、加强具有实际推广价值的算法风险实证研究、加强算法应用向善和算法服务从善的研究、加强对全球算法风险治理中国智慧与构想的研究5个方面对算法风险难点问题进行展望。

关键词： 园区综合能源系统(CIES)   优化调度   近端策略优化(PPO)算法   阶梯式碳交易机制   惩罚系数   碳排放  

摘要： 阶梯式碳交易机制以及优化调度模型求解算法是进行园区综合能源系统(community integrated energy system,CIES)优化调度的重要因素,现有文献对这两个因素的考虑不够全面。为此,文中在考虑阶梯式碳交易机制的基础上,提出采用近端策略优化(proximal policy optimization,PPO)算法求解CIES低碳优化调度问题。该方法基于低碳优化调度模型搭建强化学习交互环境,利用设备状态参数及运行参数定义智能体的状态、动作空间及奖励函数,再通过离线训练获取可生成最优策略的智能体。算例分析结果表明,采用PPO算法得到的CIES低碳优化调度方法能够充分发挥阶梯式碳交易机制减少碳排放量和提高能源利用率方面的优势。

关键词： 低成本终端   差分定位   四分位   抗差   自适应滤波  

摘要： 针对目前低成本终端硬件质量较差,使得采集的数据受观测噪声、多路径效应、粗差等影响,导致质量较差且不稳定,利用常规算法难以实现高精度定位目的的问题,提出一种符合低成本终端特性的四分位法抗差自适应卡尔曼滤波方法:改进抗差自适应滤波模型,无须对新息向量进行标准化,通过采用四分位法动态确定阈值的方法建立抗差模型并求取方差膨胀因子;然后根据抗差权函数调整观测值的权重,剔除粗差并改善其定位精度。实验结果表明,小米8终端在静态实时伪距差分(RTD)模式下东(E)、北(N)、天(U)方向精度分别提升46.2%、51.9%和50.2%;在静态实时动态差分(RTK)模式下E、N、U方向精度分别提升38.5%、33.3%和57.5%;在行人动态RTK模式下E、N、U方向精度分别提升56.6%、45.9%、44.9%;T5终端在车载动态RTK模式下E、N、U方向精度在1 m以内,定位精度提升明显。

关键词： 共生种群   水产养殖   有限时间稳定   最优捕获   Pontryagin极大值原理  

摘要： 针对共生种群在有限时间内的最优捕获问题,通过讨论共生种群的有限时间稳定性,并利用Pontryagin极大值原理及Hamilton函数方法,给出共生种群的最优捕获策略.首先,基于养殖过程的数据信息对共生生物生长过程建立非线性模型,并在保证生态环境平衡的条件下,深入分析共生生长过程和共生系统的有限时间稳定性,给出了严格的证明过程;其次,应用基于Lyapunov方法的Pontryagin极大值原理推导出一种最优采收方法,并得到了最优采收解的一般算法;最后,用仿真对比实验结果证明该算法的有效性.

关键词： 灰狼算法   建模分析   负荷特性   多源微网   负荷平衡控制  

摘要： 为有效均衡电网馈线的用电高峰和低谷,增强多源微电网的供电稳定性,设计基于灰狼算法的多源微网负荷平衡控制方法。对多源微网建模,通过燃气轮机模型、蓄电池模型、余热锅炉模型、制冷机模型和换热装置模型分析多源微网运行的负荷特性。根据可控负荷动态和频率动态构建负荷平衡控制,采用灰狼算法获取最优解,实现多源微网负荷平衡控制。实验结果表明,所提方法的电压、电流不平衡度低、负序环流抑制效果好,在多源微网中具有良好的负荷平衡控制效果。