华北理工大学学报(自然科学版)

矿业、冶金

  • 岭估计在似大地水准面精化中的应用

    杨燕燕;王晓红;

    精化似大地水准面在测绘工作中具有重要意义,然而常用的多项式曲面拟合方法由于法方程系数矩阵存在严重的病态,可能会导致拟合结果不可靠。为解决此类问题,以唐山市华北理工大学GPS水准网实测数据为例,采用岭估计的方法对校园内大地水准面进行精化,并与传统二次多项式、三次多项式拟合方法进行比较。研究结果表明,采用岭估计的方法可得到较高的拟合精度。

    2021年04期 v.43;No.162 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 776K]
  • 基于PIE的国土空间规划双评价系统设计与实现

    任永强;李婷;崔一霖;杨光;李世强;曹许悦;孙咏琦;梁嘉熙;

    针对当前我国正处于工业化和城市化高速发展时期,人口持续增长和城市化进程不断加快,资源紧缺、环境污染、生态系统退化等问题不断制约着国土安全和经济社会可持续发展的现状,提出将GIS技术运用在资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价中,进而构建一个集地区单项或综合指标评价、分析功能于一体的辅助分析系统。该系统结合PIE SDK进行设计,构建了11项国土资源环境承载力单项评价模型以及2项国土空间开发适宜性集成评价模型。结果表明,该评价模型可根据用户所添加数据,一键生成地区的各项评价结果,为相关用户提供方便,也为优化国土空间格局、划定"三区三线"等工作提供参考。

    2021年04期 v.43;No.162 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K]
  • 迁安市滦河中下游西侧矿区地下水水质评价

    孟双双;李玉凤;

    为了更加准确地了解研究区的水文地质概况,分别采用单因子分析法和内梅罗污染指数法对迁安市滦河中下游西侧矿区地下水水质进行对比评价。结果表明:利用内梅罗污染指数法所得到的评价结果能够更加详细地将研究区地下水进行划分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类,所得水质评价结果更佳。采用单因子分析法可以更加明确看出影响较大的重金属评价指标为铁、锰、铅。影响最为严重的非金属评价指标为硝酸盐、氨氮、氟化物,且氟化物为有毒物质。

    2021年04期 v.43;No.162 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1233K]

建筑、环境

  • 基于熵权的北京机场旅客吞吐量战略预测

    肖淑敏;李印凤;刘妍煊;闫晨玉;傅航;

    以2010~2019年北京地区民航旅客吞吐量数据为基础,根据数据特点,构建了以多元线性回归、时间序列趋势外推和灰色GM(1,1)模型为基础预测模型,以熵权法确定权重的旅客吞吐量预测模型。针对北京两场旅客数据,对单一模型和组合预测模型的准确性和有效性进行了分析,并对北京两场2030年的旅客吞吐量进行了战略预测,针对"一市两场"模式下的资源优化分配问题提出了建议措施。研究结果表明:熵权法修订后的结果在一定程度上增强了评估结果的客观性。

    2021年04期 v.43;No.162 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K]
  • 铁尾矿砂钢筋混凝土梁抗弯性能研究

    郭博宇;王兴国;

    利用普通钢筋混凝土梁受弯公式和数值模拟的方法计算混凝土梁抗弯承载力,并与铁尾矿砂钢筋混凝土试验分析的梁抗弯承载力进行对比。结果表明:采用数值模拟的方法和普通钢筋混凝土梁受弯公式计算的方法,计算所得铁尾矿砂混凝土梁抗弯承载力是合理的;铁尾矿砂混凝土强度对梁抗弯承载力影响不大,且铁尾矿砂混凝土适筋梁抗弯承载力随梁配筋率的增加而增大;铁尾矿砂混凝土梁与普通混凝土梁抵抗弯矩的能力大致相同。

    2021年04期 v.43;No.162 25-31+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2062K]
  • 镀铜钢纤维轻骨料混凝土的力学性能试验

    梁雄雄;亢晋军;陈晶;耿连恒;尤志国;

    设计12组外掺镀铜钢纤维轻骨料混凝土试块进行抗压强度及抗折强度试验,研究外掺多尺度镀铜钢纤维和不同轻骨料替代率对混凝土力学性能的影响。试验结果表明:随着替代率的增加,6mm镀铜钢纤维混凝土的抗压强度和抗折强度下降最为明显;17mm镀铜钢纤维和替代率为50%的轻骨料抗压强度最佳,17mm镀铜钢纤维和替代率为30%的轻骨料抗折强度最佳。对镀铜钢纤维轻骨料混凝土研究具有一定的参考价值。

    2021年04期 v.43;No.162 32-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
  • 基于SNA的房地产开发企业利益相关者研究

    李杨;段东凝;马锡媛;

    基于社会网络分析(SNA)构建房地产项目利益相关者的社会网络模型,从网络密度、中心度以及结构洞3个方面分析网络中利益相关者之间的关系。以房地产开发企业为主体,运用凝聚子群分析法对其利益相关者进行分类,根据分类结果提出加强房地产开发企业与其他相关方协同合作的对策和建议。

    2021年04期 v.43;No.162 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K]

机械、电子

  • 平面五杆机构的谐波-多目标遗传优化方法

    王洪涛;李占贤;

    平面并联连杆机构设计中,基于谐波特征参数的特点,提出了平面并联五杆机构的谐波特征多目标遗传优化方法。基于谐波特征参数,利用平面五杆机构参数设计的通用公式,得到平面并联五杆机构基于工作空间的解析解,并将此解析解用于生成NSGA-Ⅱ遗传优化算法的初代个体。将主动关节扭矩、主动臂转角、机构惯量作为优化目标,构建机构的多目标遗传优化模型,并根据并联机构的特点,对遗传算法中的遗传算子加入偏好性,提高了算法效率。

    2021年04期 v.43;No.162 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K]
  • 基于改进PSO-BFO算法的WSN节点覆盖优化

    龚瑞昆;邓朋浩;

    无线传感器网络在工业、农业领域的应用已经十分普及,但受地理位置等环境因素的影响,使其具有局限性,且传感器节点随机部署导致的网络覆盖率低下等问题,造成资源浪费。为了提高网络覆盖率,提出一种基于改进PSO-BFO(粒子群与细菌觅食混合算法)的WSN节点覆盖优化方法。引入自适应参数到PSO(粒子群算法)的惯性权重系数,并引入指数函数到BFO(细菌觅食算法)的游动步长,构造PSO-BFO更新函数,采用MATLAB编写算法进行仿真实验,与BFO算法和WOA(鲸鱼优化算法)分别进行对比,并采用测试函数进行收敛性测试。实验结果表明,与BFO算法以及WOA算法相比,收敛速度更快,区域覆盖更加均匀,网络覆盖率明显提高。

    2021年04期 v.43;No.162 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2148K]
  • 无模型自适应控制在仿真化工厂的应用

    曾凯;钱俊磊;徐越;刘博;安江伟;

    复杂工业化中大部分的被控对象都具有非线性的特点,不易建立模型。数据驱动控制可以解决这一难题,数据驱动最大的优点是不需要知道被控系统精准的模型,根据输入输出的数据来进行模型的辨识与优化。对数据驱动的无模型自适应控制(Model Free Adaptive Control,MFAC)进行了系统研究,通过PCS7编程,使用SMPT1000仿真平台结合MATLAB仿真验证此方法的优越性。并与传统的PID控制进行对比。研究结果表明:MFAC控制较传统PID控制,系统的动态性能指标更好。

    2021年04期 v.43;No.162 60-66+126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2658K]
  • 基于最优组合赋权的云模型岩爆预测

    刘晓悦;季红瑜;

    针对岩爆预测过程中多因素综合影响的特点,采用多维云模型岩爆倾向性预测方法,并采用最优组合赋权计算组合权重,计算综合隶属度判定岩爆等级。采用15组国内外典型岩爆实例数据,验证所建模型的可靠性和有效性,并与灰色评估模型、模糊综合评判进行对比。结果表明:基于最优组合赋权的权重计算方法所获得的综合权重更具客观合理性,其多维云模型综合性更强,更能反映岩爆预测过程的不确定性,有利于提高岩爆预测的准确性。

    2021年04期 v.43;No.162 67-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2084K]

数理科学、计算机

  • 基于支持向量回归的房价数据分析

    卢超猛;马泽众;韩阳;郭小强;

    支持向量机自提出以来,就在数据挖掘、模式识别、人工智能等领域引发了广泛关注。因其严谨的数学基础以及良好的特性,被应用到各个领域中去。其中支持向量回归是基于支持向量机的一个回归预测算法,其应用也极为广泛。本文针对目前应用于房价预测领域的其他机器学习算法诸如普通线性回归、贝叶斯岭回归等算法,无法解决房价数据的多维性、复杂性等难题。系统的研究了支持向量回归算法以及房价数据的特点,选择了公开的房价数据集,通过数据预处理后,将支持向量回归算法应用到房价的预测中。以期为SVR的研究提供更多的方向,为房价预测研究提供更多的思路。

    2021年04期 v.43;No.162 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2031K]
  • 二层规划求解的精确罚函数蚁群优化算法

    冯力静;陈丽芳;刘洋;

    二层规划问题带有约束条件,求解难度较大,针对此问题提出一种基于精确罚函数的改进蚁群优化算法。首先,设计一种新的精确罚函数处理约束条件,避免了经典罚函数不可微、不光滑的问题;其次,采用改进的蚁群优化算法进行上下层组合求解;再次,编程仿真验证算法的有效性;最后,将其应用于实际价格控制二层规划问题决策中。研究结果表明,基于新的精确罚函数的蚁群优化算法,计算结果更加科学合理,为二层规划、多层规划问题求解提供了一种新的研究思路。

    2021年04期 v.43;No.162 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K]
  • 可拉伸的ARAP++曲面参数化算法

    王钊;邵春芳;孔闪闪;宿婧;张洁琳;

    为了能够得到有效的三角网格参数化结果,基于ARAP方法提出了一种可拉伸的曲面参数化方法。该方法可针对高曲率的三角网格进行处理,消除重叠,从而得到可拉伸的平面和球面参数化结果。它建立在平面ARAP++方法的局部优化和全局求解的框架下,通过调整Jacobian矩阵奇异值的拉伸算子,来控制参数化的角度面积和拉伸扭曲。利用数值实验将该方法与其它方法的3种扭曲度量和运行时间进行对比,将平面和球面参数化方法都应用到模型的纹理映射中。研究结果表明,该算法可以通过平面上的Jacobian矩阵直接推广到球面参数化,便捷高效,应用灵活,可取得很好的视觉效果。

    2021年04期 v.43;No.162 89-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 3072K]

生物、海洋

  • 重复序列对植物基因组大小进化的影响

    李新玉;王希胤;

    植物界的基因组大小表现出了惊人的多样性,植物基因组大小主要与重复序列尤其是LTR反转录转座子的扩增与删除有关。近年来,新一代测序技术的发展使植物复杂基因组的重复序列分析变得更加容易。然而,这些高度重复的序列在细胞和发育过程中的作用仍有很大的潜力等待挖掘。该研究重点对重复序列对植物基因组大小的影响进行论述,并对植物基因组大小的研究现状、重复序列的分类以及当前基因组大小研究存在的问题进行了说明与讨论。研究结果表明:反转录转座子的含量与基因组大小正相关,反转座子对基因组大小的进化具有重要意义。

    2021年04期 v.43;No.162 98-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1965K]

医工融合

  • 基于CT和MRI的多模态医学图像配准算法

    常锦才;张笑林;武伟娜;苏照;王雨暄;王嘉祺;

    针对多模态医学图像配准算法,从底层概念上升到算法和应用,对图像配准工作进行了详尽的综述,简要概述了配准的框架和分类标准,从配准环节对算法进行阐述和改进。简介了3DSlicer软件,给出了用于图像配准的几个重要模块,并完成了CT-MRI的多模态图像配准。研究结果表明,利用3DSlicer软件中的多个模块配合,可以较快地实现不同参数下的配准实验,针对CT和MRI图像的实验,对临床具有重要意义。

    2021年04期 v.43;No.162 108-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 3209K]
  • "新冠肺炎"疫情防控下图书馆空调环境卫生现状调查及预防对策

    龚凯;杨美媛;

    在对图书馆建筑空调系统的基础上,对图书馆建筑环境进行深入分析,剖析新型冠状病毒肺炎疫情期间图书馆建筑空调系统暴露出来的问题和缺陷,为图书馆建筑在重大公共卫生事件期间提出相应的预防措施和应对策略。

    2021年04期 v.43;No.162 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2352K]

安全与应急管理

  • 基于非线性自回归模型的矿井粉尘浓度预测

    周旭;王艺博;朱毅;秦思佳;

    为预测矿井开采时所产生粉尘的浓度与时间关系,保障井下人员身安全。采用时间序列与神经网络相结合的外因输入非线性自回归模型(NARX模型)来对粉尘的浓度进行预测,该模型主要用于处理时序型数据,能够通过给不同时段的输入之间建立联系,避免传统模型预测时面对的影响因素多、数据收集困难等问题,并与时间序列模型、神经网络模型进行比较。结果表明,外因输入非线性自回归模型对粉尘浓度预测具有较好的性能,预测函数的误差低至3.8%,均化误差仅有2.2,平稳R方也达到了0.9以上。

    2021年04期 v.43;No.162 127-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2254K]
  • 不同风速下采空区火源温度分布规律数值模拟

    沈亚楠;张嘉勇;武建国;冯培云;沈逸飞;

    为了研究风速对于采空区自燃火灾的影响,根据数值模拟分析采空区"三带"的分布范围,确定不同风速下自燃带位置,明确其对采空区火源温度演化的影响,分析不同风速下采空区火源温度分布规律和温度测点的最佳布置参数。结果表明:唐山矿3185工作面处峰值温度与进风速度为负相关,在距进风侧1/3的温度平衡点处呈非线性中心对称分布;进风侧温度呈现先迅速升高再缓慢降低的趋势,温度峰值位置随进风速的增加,向采空区深处移动,且呈正相关增长。设计在采空区距进风侧1/2倾斜长度内,每10m预埋温度传感器,之后将间距设置为20m,在进风侧间隔10m均匀布置,此研究方法可推广至其他矿井,全面监测采空区温度情况。

    2021年04期 v.43;No.162 134-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2651K]
  • 基于GIS的溃坝洪水模拟

    高眯眯;张永彬;

    当发生洪水灾害时由于水库大坝设计和施工存在一定的安全问题,可能会出现溃坝决堤的情况,从而造成不可估量的损失,因此溃坝洪水模拟就显得尤为重要。使用GIS技术中的ArcGIS for Engine 10.2和VS2010进行开发,构建基于GIS的溃坝洪水模拟,以数据处理、数据管理、洪水模拟、数据分析、查询、动态推演与预警为六大模块,结合元胞自动机模型,采用虚拟的原型系统,支持溃坝发生和溃坝洪水推演过程可视化模拟。研究结果表明,该项成果对水文学研究人员和防洪减灾相关业务部门工作具有指导意义和应用价值。

    2021年04期 v.43;No.162 141-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 3253K]

  • 现代冶金技术教育部重点实验室

    <正>现代冶金技术实验室是我省唯一具有培养覆盖整个冶金工程学科的从学士到博士学位能力的重点实验室,拥有冶金工程工学博士学位授权一级学科,冶金工程、材料科学与工程和动力工程及工程热物理3个工学硕士学位授权一级学科以及材料与化工、能源动力2个专业型硕士学位授权点。其中钢铁冶金、材料加工工程为省级重点学科。研究方向:资源综合利用与原料优化、炼铁新技术与理论、品种钢及其纯净化理论与工艺、

    2021年04期 v.43;No.162 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1201K]
  • 河北省矿业开发与安全技术重点实验室

    <正>河北省矿业开发与安全技术重点实验室由华北理工大学、中煤科工集团唐山研究院、开滦(集团)有限责任公司共同建设。实验室拥有矿业工程博士学位授权一级学科,矿业工程、安全科学与工程、大地测量学与测量工程、地质工程四个工学硕士学位授权学科,以及矿业工程、安全工程、测绘工程、地质工程四个工程硕士授权领域,其中矿业工程为省级重点学科。实验室与河北钢铁集团矿业有限公司、首钢矿业公司建有研究所。

    2021年04期 v.43;No.162 149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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