东北大学学报（自然科学版）

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一种高精度低复杂度的改进Root-MUSIC算法

佘黎煌，刘平凡，张石，许方晗

2022, 43 (4): 457-463. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.001

摘要 ( 1138 )

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PDF(581KB) ( 641 )

针对目前多数低复杂度Root-MUSIC算法的精度损失问题，研究并提出了一种具备精度补偿能力的低复杂度Root-MUSIC算法.该算法依据有限快拍数得到的近似数据观测矩阵首行重构具有Toeplitz形态的自相关矩阵，使重构的自相关矩阵具备Hermitian性;对重构的自相关矩阵特征值分解后获得噪声子空间，并将噪声子空间翻转拆分，重构新的求根多项式，进而通过求根方法得到DOA估计值.本文算法通过Toeplitz矩阵重构及求根多项式降阶，不但有效提高了改进Root-MUSIC算法的DOA估计精度，同时改进算法的时间复杂度不高于前人算法;在不同的入射信源及采样快拍数下，本文算法表现出更强的鲁棒性和稳定性.

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混合exactly-one约束的模型计数研究

韩淑婷，赖永，刘杰

2022, 43 (4): 463-469. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.002

摘要 ( 455 )

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PDF(567KB) ( 176 )

模型计数是求给定命题公式的模型数，是人工智能领域的一个基本问题.在贝叶斯网络、有界模型检测、精确集合覆盖等众多实际问题中，存在许多exactly-one约束.常见的处理方法是将exactly-one约束编码为CNF公式，再调用模型计数器求解.这种方法扩大了命题公式的规模，容易导致求解时间过长.本文分别提出从CNF公式中还原exactly-one约束的ECR算法和处理exactly-one约束的ECP算法.ECR算法能明显提高C2D编译器的求解效率.基于最新的模型计数器ExactMC，本文改进了能识别和单独处理exactly-one约束的模型计数器ECMC.实验结果表明，ECMC的时间效率相比ExactMC有显著提高.

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基于自适应感知金字塔网络的图像去雨

杨爱萍，王朝臣，王建，张腾飞

2022, 43 (4): 470-479. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.003

摘要 ( 508 )

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PDF(4949KB) ( 208 )

基于深度学习的单幅图像去雨已经取得了较大进展，但现有方法去雨后的图像仍然存在细节丢失、密集雨纹去除不彻底等问题.为此，本文提出一种基于自适应感知金字塔网络的单幅图像去雨方法，能够在有效去除密集雨纹的同时对细节进行修正，显著改善去雨图像的视觉质量.首先，基于小波变换构建多尺度金字塔网络，在各尺度子网络之间进行递进式连接，实现雨纹迭代提取和去除;各尺度子网络内部以自适应雨纹感知模块为核心，设计对称跳跃连接将提取到的浅层特征反馈至深层，实现浅层特征的有效复用.其中，所设计的自适应雨纹感知模块通过非局部感知运算和共享扩张卷积扩大感受野，可有效感知雨纹特征，并融入注意力机制实现雨纹的自适应去除.为了更好地约束网络训练和去除不同尺度的雨纹，设计了一种多尺度损失函数，由粗及细逐步完成雨纹去除，可有效防止伪影现象.在合成和真实数据集上的大量实验表明，本文方法优于现有的主流方法，能够在去雨的同时较好地保持图像细节，视觉效果理想.

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云制造模式下分布式资源共享激励机制研究

陈瀚宁，胡永青，苏卫星，孙琳程

2022, 43 (4): 480-488. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.004

摘要 ( 530 )

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PDF(1343KB) ( 203 )

针对云制造模式下分布式企业间迫切需要开展大规模开放式协作及资源共享的需求，结合演化博弈理论，建立分布式环境下资源共享激励机制，分析了不同情况下资源共享的演化博弈趋势.通过理论分析及仿真实验可知:资源可共享总量、资源共享水平、资源利用能力、协同收益系数、评价收益系数、共享激励系数及投机惩罚系数对资源共享起促进作用，共享成本系数起阻碍作用，直接收益系数无影响，协同收益分配系数与资源共享演化稳定状态呈倒U型关系.本文研究内容为促进分布式资源共享，加速未来云制造模式下产业创新研发提供借鉴意义.

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融合粒子群与双边长短窗能量差的心电P波检测

徐礼胜，苏宇剑，谭浚宜，方喜冬

2022, 43 (4): 488-495. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.005

摘要 ( 419 )

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PDF(1082KB) ( 96 )

心电P波蕴含了人体丰富的生理、病理信息，但P波幅值较小、形态多变，检测十分困难.本文提出一种双边长短窗能量差法来检测多形态P波边界，并使用粒子群算法优化其参数.从LUE数据库和QT数据库中分别选取4363个和1936个心电节拍，其中70%作为训练集，30%作为测试集，并与基于动态规划的参数混合高斯拟合法和无相位平稳小波变换法对比，正向与负向P波的结果误差明显小于上述两种方法，该算法可检测出双向P波，同时还具有一定抗噪能力.

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基于YOLOV3改进的虹膜定位算法

于哲舟，刘岩，刘元宁

2022, 43 (4): 496-501. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.006

摘要 ( 462 )

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PDF(1119KB) ( 376 )

针对传统虹膜定位算法定位不准确的问题，利用改进的YOLOV3虹膜定位模型对虹膜定位的准确率加以提高，使其更好应用于生产实践.使用Densenet-121模型作为特征提取模块，并在此基础上通过复制骨干网络得到辅助网络的方式使其更有利于检测小目标，用Non-local注意力机制增强图片获取特征语义信息.采用基于DarkNet-53的YOLOV3模型、Daugman模型及Wilde模型进行对比实验.实验结果表明:本文的实验模型在虹膜定位中的准确率高达97.1%，与其他虹膜定位模型相比具有明显优势.

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高碳镀锌钢丝组织差异性精细表征研究

支卫军，姚赞，姜周华

2022, 43 (4): 501-508. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.007

摘要 ( 480 )

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PDF(4864KB) ( 162 )

实验表征并对比分析了国内外不同厂商钢丝的精细组织.结果表明:国产钢丝在夹杂物尺寸分布、镀锌层厚度、索氏体片层间距、渗碳体形态、位错密度等方面均与进口钢丝存在一定差距，即进口钢丝中当量直径＜5μm的夹杂物所占比例高达90.6%，而国产仅分别为85.4%和88.0%;国产钢丝镀锌层中Zn-Fe合金层更厚，镀层更疏松;国产钢丝的索氏体片层间距更大，分布更分散.渗碳体溶解更加严重，颗粒状、短棒状的渗碳体颗粒数量和分布明显增多;国产钢丝的位错密度是进口钢丝位错密度的10倍.上述在微观组织上的差异导致国产钢丝的性能较差、质量不稳定.

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镀锡板无铬钝化液喷射特性数值模拟

李树贤，牛文勇，黄钰迪，李建平

2022, 43 (4): 509-516. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.008

摘要 ( 399 )

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PDF(2677KB) ( 107 )

通过计算流体力学软件数值模拟和物理实验相结合的方式，研究了喷涂时喷盘的转速、间距、喷盘与带钢之间的距离及喷盘数量对粒度分布和雾化效果的影响.研究表明:喷盘转速越高，雾化出的液滴速度越快，液滴直径越小，雾化效果越好，选取喷盘转速为6000r/min;喷盘与带钢之间的距离为100mm时，带钢宽度范围内液滴粒度分布效果最佳;喷盘之间的间距变化时，液滴干涉区域和液滴之间的碰撞随之变化，间距80mm效果最佳.采用获得的参数制得的无铬钝化产品优于原钝化产品，表明了参数选取的合理性.

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NdFeB磁体的Dy热扩渗过程及其矫顽力提高机制

刘富刚，赵东，向令，裴文利

2022, 43 (4): 517-523. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.009

摘要 ( 576 )

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PDF(2627KB) ( 164 )

采用回收料制备的商业35M磁体作为研究对象，使用自制新型DyF₃涂料对磁体进行热扩渗处理.研究表明:新型涂料具有速干、附着力好、涂覆均匀的特点，有效改善了热扩渗工艺的稳定性;该磁体经过920℃×10h的热扩渗处理，获得了良好的综合磁性能，磁体矫顽力提高到1710.2kA/m，增幅为37.9%.微观结构分析揭示了Dy元素的扩渗过程和磁体矫顽力提高机理.Dy元素沿晶界扩渗，在主相晶粒周围形成了各向异性场更高(Nd， Dy)₂Fe₁₄B的富Dy壳层，使晶界富Nd相变得更加连续、清晰，导致磁体矫顽力大幅增加.

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电渣重熔过程钢中氧含量预测及控制

黄雪驰，李宝宽，段怡如，刘中秋

2022, 43 (4): 524-534. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.010

摘要 ( 569 )

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PDF(2624KB) ( 228 )

为降低电渣钢锭中的总w_○O，建立了预测界面传质速率的同步反应热-动力学模型，对电渣重熔过程的氧传递行为与电磁-流动-传热-传质进行耦合分析，并提出钢液中w_○O的控制方法.结果表明，随重熔过程的进行，熔渣中w_○FeO和钢液中w_○O均升高，呈现重熔前期“脱氧”、后期“增氧”的现象，渣池-电极端部和渣池-金属熔滴界面是w_○O升高的主要位置.当电流为1200~1800A时，熔炼相同长度电极时的钢液中w_○O从82.4×10^-6降低到70.6×10^-6;采用惰性气体保护，使钢液中w_○O从78.7×10^-6降低到15.3×10^-6;使用70% CaF₂+30% Al₂O₃渣系控制钢液中w_○O的效果最佳，低w_{○Al▲2O▲3}的渣系有利于降低钢液中w_○O.

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TiC涂层微磨具磨削表面质量影响因素

温雪龙，李佳育，李欣妍

2022, 43 (4): 534-540. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.011

摘要 ( 431 )

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PDF(2785KB) ( 124 )

对钠钙玻璃进行磨削实验，研究了磨削参数对加工后钠钙玻璃表面粗糙度和形貌的影响.探讨了不同涂层微磨具磨削后已加工表面形貌和不同冷却条件下表面的粗糙度.实验结果表明:随磨削速度的增加，磨削深度和进给速度减小，已加工表面粗糙度减小，表面形貌更光滑、质量更好.在不同冷却条件下，湿磨已加工表面粗糙度值更低，表面质量更好.相同粒度的CBN微磨具和金刚石微磨具相比，金刚石涂层微磨具加工表面质量更好，更适宜对玻璃等硬脆材料进行磨削加工.

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服役结构超前载荷实时预测方法的研究

杨博文，霍军周，张伟，张占葛

2022, 43 (4): 541-550. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.0012

摘要 ( 473 )

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PDF(4383KB) ( 138 )

为保证关键结构疲劳寿命的实时监测，以动态随机载荷为监测条件，准确预测超前载荷谱对实际工程分析十分重要.针对服役设备难以实时监测并准确反应载荷真实规律等问题，提出一种基于数值分析的概率密度预测方法，结合机器学习BP神经网络智能算法建立预测模型.应变传感器采集随机载荷进行预处理得到随机载荷谱，利用蒙特卡洛法分析模型载荷波形走势及波动范围的预测精度.结果表明:超前预测载荷谱的核密度拟合曲线与真实数值相似性较大，为大型复杂服役结构件的超前载荷监测提供了理论支持与实际工程应用.

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矿井提升机多层缠绕卷筒的振动特性

葛建兵，龚宪生，彭霞，刘劲军

2022, 43 (4): 551-559. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.013

摘要 ( 356 )

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PDF(1857KB) ( 71 )

为揭示多层缠绕卷筒的振动特性及矿井提升系统相关参数对其动力学响应的影响，以矿井提升机实验台的双折线卷筒为研究对象，利用变质量完整力学系统Lagrange方程建立圈间过渡激励下质量慢变卷筒的含耦合项振动方程.对所建模型进行了数值分析和实验验证.结果表明:推导出的方程较好地反映了卷筒的振动特性;卷筒两个方向的加速度幅值略有差异，卷筒两方向的振动加速度幅值都存在波动，且具有同步性;讨论了卷筒转速、卷筒非对称角、卷筒折线区圆心角、钢丝绳直径、密度等系统参数对卷筒振动加速度幅值的影响规律.研究成果有利于优化卷筒结构，对系统安全运行具有一定参考价值.

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基于组合岩层结构失稳特征的地表沉陷扩展机理

于健洋，荆洪迪，柳小波，单川

2022, 43 (4): 559-566. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.014

摘要 ( 467 )

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PDF(1395KB) ( 92 )

将采场上覆岩层划分成若干组合岩层结构，通过组合岩结构失稳特征解析地表沉陷扩展机理.分析了组合岩层结构梁体和支撑体的破坏时序与地表沉陷扩展之间的内在联系，认为组合岩层结构后部支撑体破坏滑入采空区是造成地表沉陷扩展的根本原因.提出了组合岩层结构垮落至地表沉陷过程的量化方法，以煤岩体塑性软化及损伤为理论指导，推导了结构后部支撑体破坏宽度的计算公式.结合岩层垮落三带分布及岩体破坏膨胀规律可知组合岩层结构垮落扩展次数.根据沉陷扩展机理及量化公式对铁法晓楠矿SW4102和SW4103工作面进行工程实例计算.

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急倾斜薄矿脉夹制作用下中深孔爆破模拟与参数优化

安龙，张家华，李元辉，韩琳

2022, 43 (4): 567-574. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.015

摘要 ( 471 )

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PDF(8143KB) ( 218 )

以内蒙古某金矿急倾斜薄矿脉中深孔开采为工程背景，采用经验类比、数值计算和现场试验等手段开展研究.分析了不同爆破参数下薄矿脉中深孔爆破围岩裂纹演化规律，得到了爆破孔网参数与爆破超欠挖百分比、爆破裂纹密度及围岩质点振动速度等指标之间的关系.结果表明:当孔间距为1.2~ 1.4m时，爆破超欠挖面积趋于零;当抵抗线为0.8~1.0m时，爆破块度较均匀;最优中深孔爆破参数为抵抗线1.0m，孔间距1.2m.现场中深孔爆破试验验证了本文的研究结果.

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预制压型钢板混凝土组合板和钢梁连接及其有限元分析

王连广，蒙玉琪，王梓晴

2022, 43 (4): 575-581. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.016

摘要 ( 589 )

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PDF(1713KB) ( 171 )

为了满足预制组合板和钢梁连接节点的承载和变形要求，提出了一种新型的压型钢板混凝土组合板和钢梁整体预制的法兰板-螺栓连接节点.使用ABAQUS分别建立了现浇、预制节点模型，对比了两者在同等条件下的受力性能，并分析了栓钉数、组合板的厚度和长度、螺栓数和法兰板厚度对预制节点模型受力性能的影响.结果表明:预制节点的受力性能与现浇节点相似，设计预制节点时应采用96个栓钉、8个螺栓，以及200mm厚、5.1~6.6m长的组合板及10mm厚的法兰板.

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煤与瓦斯突出多因素影响规律与能量判据实验研究

王伟，王汉鹏，张冰，徐飞

2022, 43 (4): 582-590. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.017

摘要 ( 381 )

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PDF(3649KB) ( 214 )

为分析煤与瓦斯突出多因素耦合影响规律，开展了多组不同条件下含瓦斯煤快速揭露致突模拟试验.将模拟试验结果与突出能量模型相结合，计算突出潜能与突出耗能的定量关系，分析得出突出临界瓦斯压力与煤体强度呈正相关，与轴向应力呈负相关，验证了能量判据对突出激发的必要性.选取煤体弹性能、瓦斯膨胀能、煤体强度及密度等参数建立了两个综合考虑多影响因素的无量纲参数，进而拟合得出发生剧烈突出的能量判据公式.结果表明:瓦斯压力及轴向应力越大，煤体强度越小，突出危险性越高;各因素对煤与瓦斯突出危险性的影响重要程度排序为:瓦斯压力＞煤体强度＞轴向应力.

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双角色主体间的私人闲置车位和需求者匹配模型

姜艳萍，宋新潮，邵欣然

2022, 43 (4): 591-599. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.018

摘要 ( 383 )

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共享经济的兴起为解决城市“停车难”提供了思路.针对既在目的地附近有车位需求，又拟将自有车位共享出去的这类双角色主体间的私人闲置车位和需求者匹配问题进行了研究.根据匹配主体的可接受价格、时间窗和最大允许步行距离，分别计算其作为私人闲置车位供应者和需求者的区域热度优先级;构建了以平台收益最大、主体匹配数量最大和主体优先级最高为目标的多目标优化模型.通过改进的NSGA-II算法对该多目标优化模型求解，确定了私人闲置车位和需求者的匹配方案，并通过算例说明了所提方法的可行性.本文研究结果对开展私人闲置车位与需求者匹配问题的研究提供了参考.

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基于EEMD模型的我国跨境并购宏观经济动因分析

肖明，郭颖，祝佳慧

2022, 43 (4): 599-608. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.04.019

摘要 ( 376 )

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PDF(1533KB) ( 138 )

以2008~2018我国A股上市公司实施的跨境并购交易为样本，运用EEMD模型从短期和长期两个时间尺度考察了宏观经济环境与跨境并购的关系.结果表明:近些年，我国宏观经济的持续高速发展是引发跨境并购长期波动的主要原因，国内经济政策不确定性上升也会对其产生促进作用;股票市场的短期波动和经济政策调整是驱动跨境并购短期波动的重要因素;无论长、短期，经济预期都对跨境并购波动起反向抑制作用.当国内股票市场指数居于高位、未来经济预期变差或经济政策不确定性上升时，我国企业越有可能进行跨境并购.

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