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基于图神经网络与元学习的小样本关系推理模型
1
作者 刘文杰 陈亮 任智杰 《计算机工程》 北大核心 2025年第5期124-132,共9页
知识图谱关系推理旨在推理实体间缺失的链接,当前知识图谱关系推理模型在小样本关系推理上表现不佳,且难以对训练集中未出现的实体进行关系推理。针对以上问题,提出一种基于图神经网络(GNN)与损失权重元学习的知识图谱小样本关系归纳推... 知识图谱关系推理旨在推理实体间缺失的链接,当前知识图谱关系推理模型在小样本关系推理上表现不佳,且难以对训练集中未出现的实体进行关系推理。针对以上问题,提出一种基于图神经网络(GNN)与损失权重元学习的知识图谱小样本关系归纳推理模型。模型利用图神经网络学习目标实体间的子图模式,从而泛化到新实体的关系推理。通过路径掩码策略降低模型对特定子图模式的依赖,捕捉数据中的关键特征和模式,从而提高模型归纳推理泛化能力。基于元学习方法引入分布均衡的元数据集来学习一个自适应损失函数,调整不同样本的损失权重,使模型更关注难以预测的小样本关系,从而提高模型对小样本关系预测的准确度。最后,在归纳链接预测基准数据集FB15k-237和NELL-995中过滤掉没有子图的三元组,并进行链接预测和三元组分类任务,同时对测试集中属于小样本关系的三元组进行评价。实验结果表明,所提模型在归纳推理基准数据集上具有较好的表现,并且在7个小样本数据集上的性能比目前最优的模型平均提升1%左右。 展开更多
关键词 知识图谱 图神经网络 小样本关系预测 路径掩码 损失权重元学习
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煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采技术研究进展、关键科学问题与展望 被引量：1
2
作者 杨科 张寨男 +5 位作者 华心祝 刘文杰 吕鑫 池小楼 王长城 李彩青 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期944-964,共21页
煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采技术是指导深部高瓦斯松软低渗煤层瓦斯高效抽采的关键手段。据此提出煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采工程全生命周期开发思路,包括前期科学规划、中期工程施工和后期安全管理3个阶段。梳理了煤... 煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采技术是指导深部高瓦斯松软低渗煤层瓦斯高效抽采的关键手段。据此提出煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采工程全生命周期开发思路,包括前期科学规划、中期工程施工和后期安全管理3个阶段。梳理了煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采全生命周期开发研究进展,构建了煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采关键科学问题的总体研究框架,并概述了其未来发展方向。结果表明:煤层顶板水平井分段压裂裂缝扩展受地质因素、施工参数和物性参数等影响变得极其复杂,综合评价裂缝扩展多因素影响下的主次关系,揭示多因素影响下的煤层顶板压裂裂缝扩展机理是亟待解决的问题。探寻应力、水、温度与煤体因素耦合对煤层瓦斯吸附、解吸与运移的促进与抑制作用的临界关系,建立多因素临界指标下的煤层瓦斯吸附与解吸最优模型,是实现煤层瓦斯高效排采的关键。目前,煤层顶板压裂遗留水在污染水源、抑制瓦斯排采和危险性聚集方面的研究不足,且缺乏“中国化”的管理经验和技术支撑。以煤层顶板压裂工程全生命周期开发思路为导向,分析了其高耗水性、压裂液选择及潜在污染、支撑剂合理选择、空气污染和地震风险等人文环境问题,提出了与之相对应的政策法规制定思路。实现复杂环境中多裂缝竞争扩展实时精准监测,揭示多因素影响下煤层顶板分段压裂与跨界面裂缝扩展机理,构建煤层顶板水平井分段压裂裂缝扩展有效影响半径评价模型,探究三向应力与煤体结构双重异性条件下水气运移规律,实现煤层顶板水平井压裂水气聚合潜在危险区超前探测,建立煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采效果的精细化评价模型是目前亟待解决的关键科学问题。最后对煤层顶板水平井分段压裂卸压瓦斯排采技术的精准化、协调化、智能化、综合化和示范化发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 顶板水平井 全生命周期 卸压效果 水气运移 潜在危险区 排采效果
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高校科教融合的多维检视及其纾解 被引量：2
3
作者 刘文杰 《内蒙古社会科学》 北大核心 2025年第2期190-197,共8页
从西方引入的“教学与科研相统一”的思想及其不断周延的大学功用概念,使高校科教融合意涵从基于传统大学职能的科教融合延展到基于现代大学功能的科教融合,再过渡到基于当代大学效用的科教融合,构成了职能—微观、功能—中观、效用—... 从西方引入的“教学与科研相统一”的思想及其不断周延的大学功用概念,使高校科教融合意涵从基于传统大学职能的科教融合延展到基于现代大学功能的科教融合,再过渡到基于当代大学效用的科教融合,构成了职能—微观、功能—中观、效用—宏观三个“视角—层次”。基于此,全面检视我国高校科教融合的发展困境,可归纳为协同育人层面高校教学与科研呈现“冲突”或“矛盾”、机构整合层面高校与科研机构的“协同性”不足、资源统筹层面教育事业与科技事业的“整合性”欠缺三个方面。面向未来,在人才培养方面从关注“科研的育人性”向更加关注“教学的学术性”,在组织机构方面从关注“机构合并融入”向更加关注“混合平台创设”,在资源配置方面从关注“部门统筹协调”向更加关注“创新策源能力”转换,将成为我国高校科教融合的纾解之策。 展开更多
关键词 科技自立自强 科教融合 高校 科研机构
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双关键层协同破断作用下采场覆岩力链传递规律与强矿压防控研究
4
作者 杨科 吴向辉 +1 位作者 刘文杰 郭鹏慧 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第4期229-242,共14页
针对双关键层条件下厚煤层开采中强矿压显现规律不清、来压步距预测困难及防控效果不佳等问题,以淮南矿区某矿11223工作面为工程背景,采用离散元数值模拟、理论分析和现场实践相结合的方法,系统研究了双关键层协同破断的覆岩运移规律与... 针对双关键层条件下厚煤层开采中强矿压显现规律不清、来压步距预测困难及防控效果不佳等问题,以淮南矿区某矿11223工作面为工程背景,采用离散元数值模拟、理论分析和现场实践相结合的方法,系统研究了双关键层协同破断的覆岩运移规律与力链动态传递机制,建立了双关键层破断支架–围岩采动承载模型。研究结果表明:①低位关键层Ⅰ受采动扰动直接作用,周期性破断步距平均25 m,形成“悬臂梁–台阶岩梁”复合结构,诱发小周期来压;高位关键层Ⅱ因应力传递滞后效应,破断步距达40 m,破断角73°,其失稳引发动能跃迁幅度达初始值的4.2倍,导致超前支承应力峰值突增至48 MPa,超出支架额定工作阻力28%,为大周期强矿压主要原因。②双关键层破断通过力链网络重构主导应力场演化,关键层Ⅰ破断形成局部“压力拱”结构,关键层Ⅱ破断则引发非对称拉压交替模式,促使应力场经历“局部卸载—区域转移—整体重构”三阶段演化。③基于动态载荷叠加机制,提出顶板深孔预裂爆破弱化方案,现场应用后周期来压步距由25 m降至16 m,支架动载系数由1.5降至1.3,顶板载荷峰值降低46.7%。研究结果为深部多关键层矿井强矿压防控提供了理论支撑与工程实践参考。 展开更多
关键词 强矿压防控 双关键层 力链传递 液压支架 预裂爆破
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煤矿未采区地面水平井全周期施工效果相互作用机制及开发建议
5
作者 张寨男 杨科 +5 位作者 华心祝 叶春辉 叶敏 刘文杰 池小楼 吕鑫 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期356-369,共14页
为探究煤矿未采区地面水平井不同层位压裂效果差异,揭示瓦斯治理全周期各阶段工程施工效果的相互作用机制,结合朱集东矿ZJ2−1与ZJ2−2井施工现状,从压裂施工规模、压裂施工曲线和测压降数据角度,分析各段及各层位压裂效果的差异,并与微... 为探究煤矿未采区地面水平井不同层位压裂效果差异,揭示瓦斯治理全周期各阶段工程施工效果的相互作用机制,结合朱集东矿ZJ2−1与ZJ2−2井施工现状,从压裂施工规模、压裂施工曲线和测压降数据角度,分析各段及各层位压裂效果的差异,并与微地震监测结果对比验证;分析钻井、压裂效果对气水产出效果的影响及停产诱因,揭示地面水平井钻井、压裂与排采工程全周期之间的相互作用机制,提出煤矿未采区地面水平井瓦斯治理过程面临的关键问题及建议。结果表明:ZJ2−2井较ZJ2−1井与ZJ2−1井的煤层较顶、底板压裂的裂缝打开效果好,而微地震结果显示顶底板压裂较煤层压裂效果好,这是由于压裂效果好不但需要裂缝均匀打开,还需要确保裂缝持久性高。钻井效果体现在钻井轨迹与井筒稳定2个方面,钻井轨迹不仅会直接影响井筒稳定,还会影响压裂效果,压裂施工会降低井筒稳定,而井筒稳定是保障排采工程顺利进行的基础。井筒稳定性受钻井层位、压裂施工、储层岩层与长期浸水等因素的影响均不可忽视,压裂效果好只是排采效果好的必要条件,排采效果的好坏很大程度上还受井筒稳定性与排采制度精细化程度的影响。两口井排采阶段均可划分为返排、上产、稳产、停产和再产气5个阶段,ZJ2−1井的返排率较大且大于1,说明存在邻近水源的侵入,导致压裂效果较好的ZJ2−1井的产气效果较差。最后,从地面水平井瓦斯治理技术优选、钻井轨迹精准控制、井筒稳定性控制、排采制度优化和水赋存环境探测等角度总结了煤矿未采区地面水平井瓦斯治理过程中存在的关键问题,并给出相应的开发建议,以期为煤矿未采区地面水平井瓦斯治理提供思路。 展开更多
关键词 煤矿未采区 地面水平井 钻井轨迹 分段压裂效果 气水产出 相互作用机制
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不同林型橡胶林土壤水分入渗特征及影响因子
6
作者 马关媛 蒋小金 +3 位作者 刘佳庆 刘文杰 陈春峰 张瑞 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期57-65,72,共10页
[目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子,为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶-益智复合林(AR)、橡胶-可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合和评... [目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子,为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶-益智复合林(AR)、橡胶-可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合和评价。[结果]纵观0-100 cm土壤剖面,SR容重最大,孔隙度、田间持水量和饱和持水量最小;SR初始入渗速率(0.03 cm/min)、平均入渗速率(0.009 cm/min)、稳定入渗速率(0.005 cm/min)均显著低于橡胶复合林;通过拟合发现Horton模型对胶农复合林入渗过程拟合较好且拟合参数具有物理意义;除非毛管孔隙度外,土壤物理性质与初始入渗速率有极显著相关关系(p<0.01),与总累积入渗量、稳定入渗速率有显著相关关系(p<0.05),但与平均入渗速率无显著相关性(p>0.05),而稳渗前累积入渗量受土壤持水性能的影响显著(p<0.01)。[结论]结合田间入渗过程,采用初始入渗速率、稳定入渗速率和稳渗前累积入渗量来评估不同林型橡胶林土壤水分入渗和储存性能;SR土壤持水能力、渗透性均低于橡胶复合林,其中RC土壤持水能力最好,RT土壤入渗性能最好,因此间作茶树和可可对改善土壤结构及水文特性有重要作用。 展开更多
关键词 土壤水分入渗 物理性质 入渗速率 拟合模型
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ECG-QGAN:基于量子生成对抗网络的心电图生成式信息系统
7
作者 瞿治国 陈韦龙 +2 位作者 孙乐 刘文杰 张彦春 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第7期1622-1638,共17页
据统计,我国心血管疾病患病人数约达3.3亿,每年因为心血管疾病死亡的人数占总死亡人数的40%.在这种背景下,心脏病辅助诊断系统的发展显得尤为重要,但其开发受限于缺乏不含患者隐私信息和由医疗专家标注的大量心电图(electrocardiogram,E... 据统计,我国心血管疾病患病人数约达3.3亿,每年因为心血管疾病死亡的人数占总死亡人数的40%.在这种背景下,心脏病辅助诊断系统的发展显得尤为重要,但其开发受限于缺乏不含患者隐私信息和由医疗专家标注的大量心电图(electrocardiogram,ECG)临床数据.作为一门新兴学科,量子计算可通过利用量子叠加和纠缠特性,能够探索更大、更复杂的状态空间,进而有利于生成同临床数据一样的高质量和多样化的ECG数据.为此,提出了一种基于量子生成对抗网络(QGAN)的ECG生成式信息系统,简称ECG-QGAN.其中QGAN由量子双向门控循环单元(quantum bidirectional gated recurrent unit,QBiGRU)和量子卷积神经网络(quantum convolutional neural network,QCNN)组成.该系统利用量子的纠缠特性提高生成能力,以生成与现有临床数据一致的ECG数据,从而可以保留心脏病患者的心跳特征.该系统的生成器和判别器分别采用QBiGRU和QCNN,并应用了基于矩阵乘积状态(matrix product state,MPS)和树形张量网络(tree tensor network,TTN)所设计的变分量子电路(variational quantum circuit,VQC),可以使该系统在较少的量子资源下更高效地捕捉ECG数据信息,生成合格的ECG数据.此外,该系统应用了量子Dropout技术,以避免训练过程中出现过拟合问题.最后,实验结果表明,与其他生成ECG数据的模型相比,ECG-QGAN生成的ECG数据具有更高的平均分类准确率.同时它在量子位数量和电路深度方面对当前噪声较大的中尺度量子(noise intermediate scale quantum,NISQ)计算机是友好的. 展开更多
关键词 生成式信息系统 心电图 量子生成对抗网络 量子双向门控循环单元 量子卷积神经网络
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中国十大水资源区的植被时空演变特征及其对极端气候的响应敏感性
8
作者 周海燕 林积泉 +3 位作者 刘文杰 孙仲益 詹华思 章杰 《热带生物学报》 2025年第1期43-57,共15页
以中国十大一级水资源区为核心研究区域,收集整理1960—2020年全国443个站点逐日气温(最高、最低、平均气温)和降水数据集及1982—2015年逐月/逐年GIMMS-NDVI数据;以量化27个极端气候指数和表征植被生长状况。运用趋势分析、地统计分析... 以中国十大一级水资源区为核心研究区域,收集整理1960—2020年全国443个站点逐日气温(最高、最低、平均气温)和降水数据集及1982—2015年逐月/逐年GIMMS-NDVI数据;以量化27个极端气候指数和表征植被生长状况。运用趋势分析、地统计分析等方法,明晰区域间极端气候变化趋势和植被响应敏感性差异,得到以下主要结论:(1)1982—2015年整个研究区植被NDVI呈显著增加趋势,除松花江流域外,其余水资源区均呈增加趋势,其中黄淮海地区的增加趋势最明显;(2)极端高温指数多呈升高趋势,极端降水指数在研究区东部和中部呈上升趋势,在东北部呈下降趋势;(3)极端气温对NDVI的影响强于极端降水,不同水资源区对NDVI影响最大的极端气温指数不同,其中在松花江流域和辽河流域影响最大的指数为最高气温(TMAXmean),在西北诸河、黄河流域和东南诸河影响最大的指数为暖夜日数(TN90P),在海河流域、淮河流域、长江流域和珠江流域影响最大的指数为最低气温(TMINmean),在西南诸河影响最大的指数为日最低温度的极高值(TNx);(4)各水资源区NDVI对极端气候存在明显的滞后性,滞后时间多为1~3个月,其中西南和东南地区植被对极端气候具有2~3个月的响应时间。 展开更多
关键词 水资源区 极端气温和极端降水 NDVI 响应研究
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一种构建参数化量子线路的区块环拓扑结构 被引量：1
9
作者 刘文杰 吴青山 +1 位作者 查颖 王海彬 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2726-2736,共11页
在变分量子算法中,参数化量子线路拓扑结构的选择对算法性能具有重要意义.目前已有的拓扑结构存在一些问题,如全连接拓扑结构所需量子门数量较多,环型拓扑结构的表达能力与纠缠能力略有欠缺.为了解决以上问题,本文提出了一种新型的区块... 在变分量子算法中,参数化量子线路拓扑结构的选择对算法性能具有重要意义.目前已有的拓扑结构存在一些问题,如全连接拓扑结构所需量子门数量较多,环型拓扑结构的表达能力与纠缠能力略有欠缺.为了解决以上问题,本文提出了一种新型的区块环(Block-Ring,BR)拓扑结构,在保障良好性能的同时减少参数规模(即量子门数量),降低线路复杂度.在BR拓扑中,n个量子比特被等分为多个区块,每个区块包含m个量子比特,区块内部所有量子比特两两连接,区块之间采用环型结构进行连接.为了构造BR拓扑结构的参数化量子线路,设计了一种多层线路生成算法,可自动生成由单量子比特门Rx、Rz和双量子比特门CRx或CRz构成的量子线路.IBM Q模拟实验表明,相较于环型拓扑结构,无论单层、双层以及三层BR拓扑结构的表达能力和纠缠能力均有不同程度的提升;相较于拥有最高表达能力与纠缠能力的全连接拓扑结构,BR拓扑结构呈现接近的性能指标,且线路复杂度显著降低,即参数数量与双量子比特门数量均从O(n^(2))降低为O(mn),线路深度从O(n^(2))降低为O(n/m+m^(2)). 展开更多
关键词 参数化量子线路 线路拓扑结构 区块环拓扑 表达能力 纠缠能力 线路复杂度
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k阶采样和图注意力网络的知识图谱表示模型 被引量：1
10
作者 刘文杰 姚俊飞 陈亮 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第2期113-120,共8页
知识图谱表示(KGE)旨在将知识图谱中的实体和关系映射到低维度向量空间而获得其向量表示。现有的KGE模型只考虑一阶近邻,这影响了知识图谱中推理和预测任务的准确性。为了解决这一问题,提出了一种基于k阶采样算法和图注意力网络的KGE模... 知识图谱表示(KGE)旨在将知识图谱中的实体和关系映射到低维度向量空间而获得其向量表示。现有的KGE模型只考虑一阶近邻,这影响了知识图谱中推理和预测任务的准确性。为了解决这一问题,提出了一种基于k阶采样算法和图注意力网络的KGE模型。k阶采样算法通过聚集剪枝子图中的k阶邻域来获取中心实体的邻居特征。引入图注意力网络来学习中心实体邻居的注意力值,通过邻居特征加权和得到新的实体向量表示。利用ConvKB作为解码器来分析三元组的全局表示特征。在WN18RR、FB15k-237、NELL-995、Kinship数据集上的评价实验表明,该模型在链接预测任务上的性能明显优于最新的模型。此外,还讨论了阶数k和采样系数b的改变对模型命中率的影响。 展开更多
关键词 知识图谱表示 k阶采样算法 图注意力网络 剪枝子图 链接预测
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堇青石负载CuCo整体式催化剂的制备及其催化氧化甲苯性能
11
作者 刘文杰 张义 +2 位作者 孟杰 刘经伟 姚超 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期707-712,共6页
以堇青石蜂窝陶瓷为载体,采用浸渍法制备了CuCo整体式催化剂,通过XRD、SEM、XPS和H2-TPR等手段对催化剂进行了表征,考察了Cu^(2+)与Co^(2+)的质量比(Cu/Co质量比)、活性组分负载量、煅烧温度对其催化氧化甲苯性能的影响。结果表明:部分C... 以堇青石蜂窝陶瓷为载体,采用浸渍法制备了CuCo整体式催化剂,通过XRD、SEM、XPS和H2-TPR等手段对催化剂进行了表征,考察了Cu^(2+)与Co^(2+)的质量比(Cu/Co质量比)、活性组分负载量、煅烧温度对其催化氧化甲苯性能的影响。结果表明:部分Cu^(2+)取代Co^(2+)进入Co3O4形成Cu_(0.27)Co_(2.73)o_(4)尖晶石;整体式催化剂的最佳制备条件为Cu/Co质量比2∶1、活性组分负载量15%(w)、煅烧温度500℃;在空速为10000 h^(-1)、甲苯质量浓度为2000 mg/m^(3)的条件下,整体式催化剂催化氧化甲苯转化50%和90%时的温度分别为252℃和289℃。 展开更多
关键词 甲苯 催化氧化 浸渍法 整体式催化剂
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一种基于验证的量子私有集合计算协议
12
作者 刘文杰 杨奇 +1 位作者 李文博 李子贤 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期330-339,共10页
私有集合计算是安全多方计算的重要组成部分,可以在不暴露合法参与者私有信息的情况下解决参与者之间的某些集合计算问题(如交集、并集)。然而现有的量子私有集合计算协议基本上没有考虑验证性,参与者无法确定计算结果是否正确。针对此... 私有集合计算是安全多方计算的重要组成部分,可以在不暴露合法参与者私有信息的情况下解决参与者之间的某些集合计算问题(如交集、并集)。然而现有的量子私有集合计算协议基本上没有考虑验证性,参与者无法确定计算结果是否正确。针对此问题,提出了一种基于验证的量子私有集合计算协议。此外,该协议还能够可选择地求解私有交集或并集问题。性能分析中通过实例证明了该协议的正确性与可验证性,并通过外部攻击和参与者攻击证明了协议的安全性。 展开更多
关键词 量子通信 私有集合计算 交集 并集 可验证
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重载悬挂式罐车设计及转向架构架结构优化
13
作者 蒋咏志 王东 +2 位作者 刘文杰 龚锐 邬平波 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期1-6,共6页
悬挂式单轨列车在客运领域已形成了成熟的技术体系,但在货运尤其是重载运输研究方面仍存在显著空白;现有悬挂式运输列车多限于地面和地下的低速轻载场景,空中运输潜能尚未充分释放。针对重载运输需求,围绕转向架、油罐悬吊装置、油罐和... 悬挂式单轨列车在客运领域已形成了成熟的技术体系,但在货运尤其是重载运输研究方面仍存在显著空白;现有悬挂式运输列车多限于地面和地下的低速轻载场景,空中运输潜能尚未充分释放。针对重载运输需求,围绕转向架、油罐悬吊装置、油罐和牵引系统对重载悬挂式罐车进行了重新设计。转向架作为重载悬挂式罐车的关键承载和运行部件,其强度直接关系到车辆的运行安全性,不仅要承受来自车体和货物的全部重量,还要应对复杂的运行环境(如曲线行驶、坡道行驶以及可能的冲击和振动),转向架设计必须确保在各种工况下都能保持足够的强度和刚度,以避免结构失效和确保运输的连续性;通过构建多工况强度分析模型(静止/直线/曲线/上坡),验证了转向架具有较高的安全裕度,且有进一步优化的空间;并据此进行以质量减轻为目标的拓扑优化,实现了构架减重22.08%的目标。 展开更多
关键词 车辆工程 重载悬挂式罐车 转向架 强度分析 结构优化
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煤岩瓦斯复合动力灾害监测预警与防控技术研究进展 被引量：6
14
作者 杨科 李彩青 +1 位作者 刘文杰 张寨男 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期18-32,共15页
煤岩瓦斯复合动力灾害是深部煤炭开采的重大安全隐患,探明其致灾机理、发展监测预警及防控技术是防治关键。提出了煤岩瓦斯复合动力灾害防治“四面体”理论,即分别从灾害分类、灾害机理、灾害预警、灾害防控4个层面概述煤岩瓦斯复合动... 煤岩瓦斯复合动力灾害是深部煤炭开采的重大安全隐患,探明其致灾机理、发展监测预警及防控技术是防治关键。提出了煤岩瓦斯复合动力灾害防治“四面体”理论,即分别从灾害分类、灾害机理、灾害预警、灾害防控4个层面概述煤岩瓦斯复合动力灾害研究进展。总结了以能量释放主体、初始瓦斯压力、载荷条件为主的复合动力灾害类型划分依据;梳理了理论分析尺度和实验室尺度下的复合动力灾害机理研究进展,发现应力路径、微裂纹动态演化和煤岩赋存地质因素临界指标是致灾机理研究的关键;概述了以前期灾害前兆信息判识、中期灾害前兆信息采集、后期灾害一体化监测预警为主线的复合动力灾害监测预警技术研究进展;揭示了复合动力灾害消能减灾一体化防控技术和多尺度分源防控关键技术科学内涵。在此基础上针对两淮矿区灾害特点,提出了深部强动载条件下复合动力灾害智能判识与预警方法和分区协同防控方法。基于当前研究进展,提出了煤岩瓦斯复合动力灾害研究亟待解决的问题,助力实现深部煤炭安全、精准、高效开采。 展开更多
关键词 煤岩瓦斯复合动力灾害 灾害分类 致灾机理 监测预警 灾害防控
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循环冲击荷载作用下煤岩组合体力学响应和能量耗散特征研究 被引量：1
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作者 杨科 郑诗章 +4 位作者 刘文杰 许日杰 张寨男 刘帅 池小楼 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期150-161,共12页
为探究循环冲击下煤岩组合体的力学响应与能量耗散特征,采用分离式霍普金森压杆试验系统,设计开展5种不同冲击速度的煤岩组合体循环冲击压缩试验,对比分析不同冲击速度下组合体动态应力应变关系、能量耗散特性和破坏特征。研究结果表明... 为探究循环冲击下煤岩组合体的力学响应与能量耗散特征,采用分离式霍普金森压杆试验系统,设计开展5种不同冲击速度的煤岩组合体循环冲击压缩试验,对比分析不同冲击速度下组合体动态应力应变关系、能量耗散特性和破坏特征。研究结果表明:循环冲击下煤岩组合体存在明显的临界效应,冲击速度低于临界速度时动态抗压强度在冲击前期迅速降低,峰值应变变化率随冲击速度增加而降低;循环冲击下试件总吸收能和分形维数逐渐增大,在临界速度时达到峰值,超过临界速度后两者皆降低;冲击速度超过临界速度后,总吸收能相同时循环冲击条件下煤岩体破坏程度高于单次冲击;当煤岩强度比为1∶2时,随着总吸收能的增加,岩体从积聚和传递能量作用转向于加剧组合体破坏;冲击作用下组合体呈张拉劈裂破坏,低速条件下宏观裂纹萌发主要发生在远离胶结面的煤体端面,随着冲击速度增大远离胶结面岩体一侧亦有裂纹出现,根据失稳发生区域组合体破坏类型分为煤体失稳型和组合体失稳型,循环冲击下均发生组合体失稳型破坏。研究结果为软弱岩层动压巷道与采场围岩稳定性控制提供基础研究。 展开更多
关键词 循环冲击 煤岩组合体 动力学特性 能量耗散 分形维数 裂纹扩展
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冲击载荷下煤样动力学响应特性与损伤本构模型
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作者 杨科 许日杰 +2 位作者 刘帅 刘文杰 张杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期139-148,共10页
为研究深部煤体动载响应规律,采用分离式霍普金森压杆试验系统对信湖矿煤样开展了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究结果表明:冲击载荷下煤样动态抗压强度强度具有明显的应变率效应,且随着应变率增大,应变硬化现象愈发明显;煤样反射... 为研究深部煤体动载响应规律,采用分离式霍普金森压杆试验系统对信湖矿煤样开展了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究结果表明:冲击载荷下煤样动态抗压强度强度具有明显的应变率效应,且随着应变率增大,应变硬化现象愈发明显;煤样反射能、透射能、吸收能、耗能密度与应变率呈一次函数关系,耗能占比与应变率呈指数型函数关系,且均保持正相关。基于经典朱-王-唐模型、Weibull分布、Drucker-Prager准则,建立了考虑煤样损伤与黏滞性特征的动态统计损伤本构模型,并对本构模型的准确性与普适性进行了验证。该模型能够较好地描述煤样冲击动态力学行为,为动载影响下深地煤炭安全开采提供了基础研究。 展开更多
关键词 煤 应变率 朱-王-唐模型 动态损伤本构模型 分离式霍普金森压杆
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基于多任务学习的遥感影像语义分割和高度估计
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作者 刘文杰 吴晓宁 +2 位作者 董福安 李瑞欣 罗锋 《指挥与控制学报》 北大核心 2025年第3期303-311,共9页
遥感影像三维场景理解可以解耦为语义分割和高度估计两个像素级任务。针对现有方法大多独立研究这两个任务,忽略其潜在关联并未能充分利用互补信息以提升多任务性能的问题,本文提出了一种统一的多任务学习网络,用于从单目遥感影像联合... 遥感影像三维场景理解可以解耦为语义分割和高度估计两个像素级任务。针对现有方法大多独立研究这两个任务,忽略其潜在关联并未能充分利用互补信息以提升多任务性能的问题,本文提出了一种统一的多任务学习网络,用于从单目遥感影像联合实现这两个任务。具体包含:一个共享的主干网络负责提取多任务所需的特征信息;上下文重组模块负责将高层语义信息按照对象模式大小进行自学习重组,以获得更丰富的特征表示;跨任务门控交互模块通过执行任务间的特征交互,可以有效地缓解由相似的频谱特征引起的语义歧义;多任务解码器用于输出最终的分割映射和高度估计结果。算法在ISPRS Vaihingen测试集上获得了优越的性能,语义分割任务达到91.16%的整体精度和82.88%的平均交并比,高度估计任务取得0.261相对误差与1.283均方根误差。显著提升了多任务性能,使地物要素边界保持更完整,高度回归结果更平滑。 展开更多
关键词 遥感影像 多任务学习 语义分割 高度估计 跨任务交互
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低浓度条件下含能颗粒对固液混合燃料燃爆特性的影响
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作者 刘文杰 李小东 +2 位作者 亢澎霖 曹卫国 王晶禹 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第17期7165-7172,共8页
为了研究含能颗粒在固液混合燃料燃爆反应中的影响机制,使用20 L球形云雾燃爆特性试验系统,对不同质量分数含能物质的固液燃料-空气分散体系的燃爆特性进行研究。在低浓度条件下,试验测量得到爆炸压力、最大压力上升速率、反应时间及不... 为了研究含能颗粒在固液混合燃料燃爆反应中的影响机制,使用20 L球形云雾燃爆特性试验系统,对不同质量分数含能物质的固液燃料-空气分散体系的燃爆特性进行研究。在低浓度条件下,试验测量得到爆炸压力、最大压力上升速率、反应时间及不同燃料爆炸下限,根据固液分散微粒结合方式,分析含能颗粒对固液混合燃料燃爆特性的影响。结果表明:在环三亚甲基三硝胺(1,3,5-trinitroperhy-dro-1,3,5-triazine,RDX)/铝粉混合燃料体系中,爆炸压力和最大压力上升速率随RDX质量分数的增加先增大后减小,最大值分别为1 516.17 kPa和1 16.17 kPa/ms;针对RDX/铝粉/硝基甲烷混合燃料体系,RDX的加入导致爆炸压力不断减小,降幅达到427.99 kPa,当RDX质量分数低时,RDX对混合燃料燃烧爆炸起抑制作用。同时发现混合燃料反应时间变化规律与最大压力上升速率变化规律完全相反。 展开更多
关键词 含能颗粒 质量分数 爆炸压力 爆炸下限 燃烧持续时间
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防垢反相破乳剂在聚合物驱采出液处理中的应用
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作者 刘文杰 吴迪 +3 位作者 薛强 乔福璐 古文革 李颖慧 《现代化工》 北大核心 2025年第6期224-229,共6页
通过高效反相破乳剂和水质稳定剂的复合研制了集反相破乳、防垢、抑制新生矿物颗粒生成功能于一体的防垢反相破乳剂FSP-2101。实验在大庆油田聚中312转油污水站掺水炉进水中以11~16 mg/L加药量,替代现场在用的反相破乳剂、阻垢剂和絮凝... 通过高效反相破乳剂和水质稳定剂的复合研制了集反相破乳、防垢、抑制新生矿物颗粒生成功能于一体的防垢反相破乳剂FSP-2101。实验在大庆油田聚中312转油污水站掺水炉进水中以11~16 mg/L加药量,替代现场在用的反相破乳剂、阻垢剂和絮凝剂,在综合药剂处理费用持平的情况下,显著改善了该站聚合物驱采出液的油水分离效果,油岗外输水含油量和悬浮固体含量分别从实验前的257 mg/L和20 mg/L降低至33 mg/L和11 mg/L,达到了水岗滤前水的水质控制指标;水岗沉降工艺出水含油量和悬浮固体含量分别从实验前的28 mg/L和13 mg/L降低到10 mg/L和10 mg/L,达到20 mg/L的含聚合物采出水回注高渗透率油藏含油量和悬浮固体含量控制指标。此外,水岗进水水质的改善还使采出水处理过程中的污油泥产生量降低了87%。 展开更多
关键词 防垢剂 反相破乳剂 聚合物驱 采出液 采出水
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柴油/醇氢双燃料发动机燃烧特性试验研究
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作者 王忠俊 安志林 +1 位作者 游伏兵 刘文杰 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第19期61-65,共5页
在不改变Z6170发动机结构和参数的基础上,搭建一套基于尾气余热在线重整制氢的甲醇和重整气进气歧管喷射系统,并开展了柴油/醇氢双燃料发动机的燃烧特性研究。试验结果表明,柴油/甲醇双燃料模式下,随着替代率增加,燃烧持续期(CA10-90)... 在不改变Z6170发动机结构和参数的基础上,搭建一套基于尾气余热在线重整制氢的甲醇和重整气进气歧管喷射系统,并开展了柴油/醇氢双燃料发动机的燃烧特性研究。试验结果表明,柴油/甲醇双燃料模式下,随着替代率增加,燃烧持续期(CA10-90)逐渐减少,着火延迟期逐渐增长,燃烧重心(CA50)表现出先提前后滞后的特性。柴油/醇氢双燃料模式下,在同替代率时相比于甲醇模式,着火延迟期缩短,燃烧持续期反而延长。研究结果为柴油/醇氢双燃料发动机的性能进一步优化提供了试验支持。 展开更多
关键词 柴油/醇氢双燃料 燃烧特性 替代率
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