2019年, 第59卷, 第11期　
刊出日期：2019-11-15

  

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土木工程
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  基于危险系数的施工工人不安全行为评估

  郭红领, 张知田, 郁润

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 873-879. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.030

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  施工现场不安全行为的管控措施呈现静态、局部、标准化等特征，较难适用于动态变化的各类现场不安全行为的管控，因此有必要建立更好的方法来评估施工现场不安全行为，从而有针对性地采取管控措施。该文提出了基于危险系数的施工现场工人不安全行为评估方法，即依据"事故-场景"对不安全行为进行逐层分类后，采用不安全行为发生的频繁程度、不安全行为引起各类事故的可能性以及各类事故后果的严重程度来构建不安全行为的危险系数，以对工人的不安全行为进行持续评估，并根据评估结果对行为进行危险程度分级与管控资源配置。实际案例应用表明：该评估方法能够提高不安全行为管控的有效性与针对性，进而提高施工现场的安全水平。
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  二手房价格离散程度与住房信息搜寻行为关系

  张红, 于璐僮, 李林峻, 李维娜

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 880-886. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.26.029

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  二手房市场存在明显的价格离散现象和大量的信息搜寻行为，对二者间关系的研究有助于探索二手房市场的规律。首先对二手房市场内价格离散程度、信息搜寻次数、信息搜寻成本之间的关系进行理论分析并提出相应待检验假设，然后设计并实施二手房市场搜寻实验，利用实验数据实现对假设的检验。研究表明：提高二手房市场价格离散程度将导致买家信息搜寻次数增加；买家增加信息搜寻次数能引起二手房市场价格离散度的降低；信息搜寻成本下降将推动二手房买家信息搜寻次数增加。建议通过降低信息搜寻成本来引导二手房市场价格离散程度下降，以提高二手房市场的成熟度。
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  Allan方差方法分析环形激光陀螺仪噪声的性能评估

  黎奇, 白征东, 赵思浩, 戴东凯, 邢海峰

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 887-894. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.009

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  为验证Allan方差方法用于不同状态下不同类型陀螺仪噪声分析的适用性，该文系统总结了Allan方差方法用于分析室温（~25℃）下静态环形激光陀螺仪噪声的方法，对该陀螺仪常见的5个主要噪声项以外的其他噪声项作了补充说明。对中国自主生产的某型号环形激光陀螺仪和目前使用较广泛的MPU 9250微系统惯性测量单元中的陀螺仪分别进行静态和动态下的多次实验与对比分析，结果表明：在对陀螺仪噪声特性充分了解的前提下，Allan方差方法可以对静态下不同类型陀螺仪的若干主要噪声项进行建模与概算，以满足全球导航卫星系统/惯性导航系统（GNSS/INS）的组合系统中Kalman滤波器参数设置的需要。若干实验分析结论对《IEEE单轴干涉式光纤陀螺仪试验程序和格式指南的标准规范》中经典Allan方差方法作了补充解释。通过对比Allan方差及相关常用数据分析方法，概述了其一般适用性。Allan方差方法可以为改进精密仪器的设计与制造、提高惯性产品实际使用精度等提供依据。
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  定位测姿系统室外三维动态检定场的几何设计

  黎奇, 白征东, 黎琼, 吴斐, 陈波波, 辛浩浩, 程宇航

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 895-901. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.026

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  为检测多传感器组合定位测姿系统的整体精度水平，需建立定位测姿系统室外三维动态检定场，并完善多传感器组合系统的整体精度检定方法。该文提出了定位测姿系统动态检定的基本方法，设计了室外三维动态检定场的几何模型，分析了检定场几何模型的设计指标。使用中国自主研发的某型号高精度多传感器组合定位测姿系统在检定场进行了实际检测，并与检定场静态、动态标定结果进行了对比，结果表明：该系统检测结果与检定场设计参数一致，在使用经典方差和Allan方差等方法对测距、横向、垂向等误差进行统计分析后，能较为准确地反映出该定位测姿系统整体短期精度水平。该检定技术既可作为定位测姿系统整体精度检定的一种手段，还能为行业制定相关仪器检定规范提供方案。
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  长期荷载和氯盐环境耦合作用对钢筋混凝土梁挠度的影响

  何世钦, 曹泽阳, 刘伟杰, 李鹏飞

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 902-909. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.26.022

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  准确预测侵蚀环境下在役钢筋混凝土梁的长期变形规律是保障其结构长期性能与耐久性能的重要方面。通过不同荷载水平与氯盐腐蚀环境耦合作用下钢筋混凝土梁的长期变形试验，研究了腐蚀环境下梁长期挠度增长的规律，采用ACI209R预测模型分析梁试件的长期挠度，并与试验结果进行对比。结果表明：在荷载-氯盐腐蚀环境下，试验梁的挠度持续增长。初期增长较快，10 d后增长速率变慢，150 d后进一步变缓，300 d后由于腐蚀程度增大，挠度发展又出现增长加快趋势，耦合作用效果明显。荷载水平对腐蚀环境下混凝土构件的挠度变形影响明显，干湿交替环境使挠度发展出现波动趋势。由于ACI209R预测模型未考虑钢筋锈蚀的影响，其计算结果并不能与试验结果完全吻合。
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  地震作用下含软弱层锚固岩质边坡界面剪切作用

  言志信, 李亚鹏, 龙哲, 翟聚云, 靳飞飞

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 910-916. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.26.011

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  针对地震作用下全长黏结锚杆锚固岩质边坡锚杆-砂浆界面上和砂浆-岩体界面上，即两锚固界面上的剪切作用，利用FLAC^3D软件分别采用实体单元和接触面单元建立含软弱层锚固顺层岩质边坡数值模型，探究了水平向简谐波作用下两锚固界面上的剪切作用和锚杆轴力分布以及它们的演化规律。结果表明：采用实体单元和接触面单元相结合的建模方式可行，锚固界面剪切作用和脱黏破坏均可得到很好的体现和反映，两锚固界面上的剪应力和锚杆轴力的分布不均匀，软弱层处剪应力为零而轴力最大；随地震动持续输入，两锚固界面剪应力和锚杆轴力呈递增之势，锚固界面发生脱黏破坏并向锚杆两端发展，远离中性点的锚固界面得以调用，峰值剪应力向锚杆两端转移。揭示了地震作用下含软弱层锚固顺层岩质边坡破坏机理，对岩土锚固的研究和设计施工均具有重要意义。
自动化
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  服务系统中冷启动服务协作关系挖掘与预测

  郝予实, 范玉顺

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 917-924. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.022

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  Web服务系统中大量无使用记录的服务和不断发布的新创建服务被称为冷启动服务。为了帮助服务组合开发者了解冷启动服务的特性，提高冷启动服务的关注率与使用率，从而增强服务系统的元素多样性和系统鲁棒性，该文提出了一种冷启动服务协作关系挖掘与预测方法。该方法利用服务描述重构和功能主题分析为每个服务建立功能属性向量。对非冷启动服务，基于其历史协作关系和功能属性向量为其建立协作属性向量。通过对冷启动服务功能属性向量与非冷启动服务协作属性向量进行相似性比较，实现冷启动服务组合协作关系预测。真实数据集上的实验结果证明该方法在预测效果上显著强于当前最优方法。
  
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  模型驱动的武器装备系统效能评估方法

  魏海龙, 李清, 黄诗晟, 徐支勇, 蒲宇狄, 杨少波

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 925-933. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.21.023

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  现代武器装备系统具有造价高、层级多等特点，其效能评估存在着评估成本高、层间效能影响关系模糊等难点。该文在基于模型的系统工程（model-based systems engineering，MBSE）方法论的基础上，构造了模型驱动的系统效能评估方法，将系统建模引入效能评估，通过模型的分析和仿真，支持效能数据的获取与计算。与传统方法相比，该方法实施成本低、针对性强，显著提高了系统设计优化和开发决策的效率。该方法与系统设计之间结合紧密，适用于武器装备系统发展建设的全生命周期各个阶段，并且可实现不同粒度系统层级的精细化效能评估。以舰艇损管系统（damage control system，DCS）为例，验证了该方法的有效性。
经济管理
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  西部大开发政策对中国经济的影响——基于Bayes动态隐变量模型的中国地区经济联动性研究

  刘淳, 张健

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 934-939. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.25.002

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  为了考察全国性整体经济波动和地区性的经济波动对各地经济发展的不同贡献，该文基于中国地区化经济发展不平衡的现状，将Bayes动态隐变量模型引入中国宏观经济的研究。通过从可观测到的宏观经济变量中识别出隐含经济变量，该文将中国宏观经济的整体波动分解为3个部分：全国因子、地区因子和各经济变量独有的波动项。通过对中国经济在1980-2015年的变动历史的分析，发现地区的产出和投资主要受全国因子波动的影响，而地区消费的波动主要受地区因子的影响。另外，通过对中国"西部大开发"战略实施前后经济变动的分析，发现该战略提高了全国因子对西部地区的影响，特别是对投资影响最大。
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  财政分权及财政压力冲击下的地方政府收支行为

  张原, 吴斌珍

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 940-952. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.035

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  该文利用2002年中国所得税收入分享改革这一政策变化来考察财政分权及其带来的财政压力如何影响地方政府财政收支行为，测算外生所得税分享政策造成的地市级政府的收入损失，使用双重差分法分析财政压力下地市级政府财政收支结构的变化。研究发现：财政压力增大时，地市级政府可以通过多种收入政策工具的调整来勉强维持本级财力及一般公共预算支出的增长；收入支出的结构会发生变化，收入损失越大，地市级政府非所得税税收收入的征税力度及基金收入征税力度提高越多；同时，财政支出上倾向增加基建支出。
工程力学
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  基于几何指标的边界元法单元积分精度评估和修正

  黄君豪, 陈永强

  清华大学学报（自然科学版）. 2019, 59(11): 953-960. https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.012

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  该文提出基于几何指标来评估边界元法单元积分精度并对其进行修正来改善求解精度的方法。奇异性几何指标定义为源点到被积单元的最短距离与单元长度的比值。对于离散后的边界元法网格，利用求积误差上界公式得到各单元奇异性几何指标与积分精度的关系，通过该网格节点几何信息估算出全部单元的积分精度。通过矩阵的误差传递公式估算代数方程组求解结果的最大相对误差，将其作为全局精度指标。若该指标大于指定值，说明存在局部单元积分精度不足而影响结果精度的情况，必须对单元积分精度进行修正和提高。提出采用sinh变换法对精度不满足要求的单元积分进行修正。数值结果表明：该方法可以仅基于网格的几何信息，在不改变原计算流程和几乎不增加计算量的条件下，保证边界元法整体刚度矩阵系数精度和最终求解精度，且易于数值实施。