Electrical and Electronic Engineering

Publication date: May 2026 Source: Optical Fiber Technology, Volume 98 Author(s): Ruchi Srivastava, Yatindra Nath Singh Publication date: May 2026Source: Optical Fiber Technology, Volume 98Author(s): Ruchi Srivastava, Yatindra Nath Singh Read More

Publication date: May 2026 Source: Optical Fiber Technology, Volume 98 Author(s): Yuewen Yin, Xiangqian Liu, Zhenshan Zhang, Hongze Xu Publication date: May 2026Source: Optical Fiber Technology, Volume 98Author(s): Yuewen Yin, Xiangqian Liu, Zhenshan Zhang, Hongze Xu Read More

Publication date: May 2026 Source: Optical Fiber Technology, Volume 98 Author(s): Wenfeng Luo, Tingting Zhang, Xiaohui Li, Shuyuan Lv, Yerou Wang, Yumeng Cao Publication date: May 2026Source: Optical Fiber Technology, Volume 98Author(s): Wenfeng Luo, Tingting Zhang, Xiaohui Li, Shuyuan Lv, Yerou Wang, Yumeng Cao Read More

Publication date: April 2026 Source: Optics and Lasers in Engineering, Volume 199 Author(s): Jinye Miao, Yingjie Shi, Fuyao Cai, Yi Wei, Lingfeng Liu, Lianfa Bai, Enlai Guo, Jing Han ​Publication date: April 2026Source: Optics and Lasers in Engineering, Volume 199Author(s): Jinye Miao, Yingjie Shi, Fuyao Cai, Yi Wei, Lingfeng Liu, Lianfa Bai, Enlai Guo, Jing

Publication date: May 2026 Source: Optical Fiber Technology, Volume 98 Author(s): Ling Chen, Minghong Wang, Liqiang Zhang, Zhen Tian, Fan Zhang, Qiang Wu Publication date: May 2026Source: Optical Fiber Technology, Volume 98Author(s): Ling Chen, Minghong Wang, Liqiang Zhang, Zhen Tian, Fan Zhang, Qiang Wu Read More

Publication date: May 2026 Source: Optical Fiber Technology, Volume 98 Author(s): Vasily Koltashev, Andrei Pushkin, Maxim Sukhanov, Aleksander Velmuzhov, Sergei Sverchkov, Boris Galagan, Boris Denker, Mikhail Frolov, Fedor Potemkin, Victor Plotnichenko Publication date: May 2026Source: Optical Fiber Technology, Volume 98Author(s): Vasily Koltashev, Andrei Pushkin, Maxim Sukhanov, Aleksander Velmuzhov, Sergei Sverchkov, Boris Galagan, Boris Denker, Mikhail

Graphene composite phase change materials (PCMs) show great application potential in solar energy conversion and storage due to their strong light absorption and high thermal conductivity. To further enhance the photothermal conversion and leakage prevention performance of graphene composite PCMs. This article adopts a “point-surface” modification strategy. , Nanocopper particles are doped into polyvinyl alcohol

<br/><p>&lt;p&lt;盾构工法广泛用于公路、铁路及水利等国家重大隧道工程，同时，也逐步用于煤矿巷道掘进。在盾构施工过程中，必须采用地球物理超前探测技术来防控隐伏含水构造的突水风险。然而，在盾构机完全占据隧道空间的情况下，并没有进行常规瞬变电磁超前探测所必需的施工空间。针对这一技术难题，提出盾构隧道地−隧瞬变电磁随掘超前探测方法，即在地面布设电性源，在盾构机壳体上搭载8个电极，组成多分量观测阵列，协同观测围岩中的瞬态电场。建立了电性源地面−隧道瞬变电磁随掘超前探测地球物理模型，采用非结构四面体网格有限单元法对电性源地下瞬变电场时空分布进行了数值模拟，结果表明：电性源与隧道掘进方向垂直，中点偏离隧道轴向一定距离布设时，能够获取3个方向的瞬态电场，且在隧道周围观测到低阻异常体引起的异常响应；&lt;italic&lt;x&lt;/italic&lt;方向电场对低阻异常体的空间位置变化较敏感，通过6个电场分量异常响应特征组合对低阻异常体位置定性解释；&lt;italic&lt;y&lt;/italic&lt;方向和&lt;italic&lt;z&lt;/italic&lt;方向电场对低阻异常体与工作面之间的距离变化较敏感，通过电场幅值变化对远距离的低阻异常体进行探测。以5%的幅值差异为阈值，对于尺寸为50 m×50 m×10 m、与围岩电阻率比为1∶100的低阻异常体探测距离可以达到60 m。研究成果为盾构隧道掘探一体化的实现提供了新的技术途径，为地−隧瞬变电磁随掘超前探测技术提供理论依据，目前尚未建立处理解释方法系统，未来将进行盾构机强金属体干扰校正与地下全区视电阻率公式推导研究。&lt;/p&lt;</p> <br/>煤炭学报. 2025 50(12): 5240-5252. ​<br/><p>&lt;p&lt;盾构工法广泛用于公路、铁路及水利等国家重大隧道工程，同时，也逐步用于煤矿巷道掘进。在盾构施工过程中，必须采用地球物理超前探测技术来防控隐伏含水构造的突水风险。然而，在盾构机完全占据隧道空间的情况下，并没有进行常规瞬变电磁超前探测所必需的施工空间。针对这一技术难题，提出盾构隧道地−隧瞬变电磁随掘超前探测方法，即在地面布设电性源，在盾构机壳体上搭载8个电极，组成多分量观测阵列，协同观测围岩中的瞬态电场。建立了电性源地面−隧道瞬变电磁随掘超前探测地球物理模型，采用非结构四面体网格有限单元法对电性源地下瞬变电场时空分布进行了数值模拟，结果表明：电性源与隧道掘进方向垂直，中点偏离隧道轴向一定距离布设时，能够获取3个方向的瞬态电场，且在隧道周围观测到低阻异常体引起的异常响应；&lt;italic&lt;x&lt;/italic&lt;方向电场对低阻异常体的空间位置变化较敏感，通过6个电场分量异常响应特征组合对低阻异常体位置定性解释；&lt;italic&lt;y&lt;/italic&lt;方向和&lt;italic&lt;z&lt;/italic&lt;方向电场对低阻异常体与工作面之间的距离变化较敏感，通过电场幅值变化对远距离的低阻异常体进行探测。以5%的幅值差异为阈值，对于尺寸为50 m×50 m×10 m、与围岩电阻率比为1∶100的低阻异常体探测距离可以达到60 m。研究成果为盾构隧道掘探一体化的实现提供了新的技术途径，为地−隧瞬变电磁随掘超前探测技术提供理论依据，目前尚未建立处理解释方法系统，未来将进行盾构机强金属体干扰校正与地下全区视电阻率公式推导研究。&lt;/p&lt;</p> <br/>煤炭学报. 2025 50(12): 5240-5252. Read More

<br/><p>&lt;p&lt;面向煤矿智能化开采中煤岩界面识别的需求，针对多噪声、实时与动态场景下专家解释在效率与一致性方面的局限，构建了一种融合随机森林(Random Forest，RF)、粒子群优化(Particle Swarm Optimization，PSO)与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory，LSTM)的探地雷达(Ground Penetrating Radar，GPR)煤岩界面智能识别方法。以山西阳泉新景矿15219工作面的钻孔柱状图为参照，采用有限时域差分法建立砂岩−煤层−泥岩的3层倾斜界面正演模型，模拟结果为特征的分析和筛选提供了无噪声的基础数据。对每道信号中的1 024个采样点提取18项时频域特征，利用RF算法，以贡献度大于总值的60%为阈值筛选出8个关键特征：一阶差分、原始信号振幅、希尔伯特包络、小波系数均值、中心频率、信号均值、低频能量与频谱带宽，并采用Z-score标准化消除量纲影响。在此基础上，采用粒子群优化算法对LSTM及作为对比的RNN和SVM模型进行超参数自动寻优，获得LSTM模型的最优参数：单元数128，初始学习率3.3×10&lt;sup&lt;−3&lt;/sup&lt;，Dropout率0.394。针对不同模型特性，其中LSTM与RNN的模型输入为[样本数, 1 024时间步, 8特征]的张量形式组织数据，以确保模型可以学习到电磁波在介质中传播的动力学特征与相位连续性，SVM则使用对应的二维特征矩阵。最终在15219工作面低位抽采巷实测的GPR数据上开展试验。结果显示：在相同测试集上RNN模型的定量评价指标要优于LSTM模型，针对这种“反差”情况，对LSTM模型的预测结果进行分析，其预测的煤层顶界面中，呈现出连续性中断、剧烈起伏等与原始标签不符的异常区域，恰好对应工区内地质勘探资料所揭示的陷落柱和巷道地面积水区等地质构造影响范围。分析其机理在于，LSTM独特的门控机制使其在学习时可以从信号的局部与整体特征、细节与结构的信息中提取到蕴藏的深层次信息，结果更贴近实际矿区的地质情况，具有突破依赖人工标签的能力。相比之下，RNN仅能拟合训练标签，SVM难以处理高维时序特征而识别结果零散。综合结果表明，LSTM模型在探地雷达的时序数据特征解析方面具有独特的优势，不仅能学习给定标签信息，胜任识别煤岩界面的任务，更能深入挖掘GPR数据中隐含的物理规律，更加全面地识别出人工解释时难以察觉的，由地质构造引起的微弱的信号差异。&lt;/p&lt;</p> <br/>煤炭学报. 2025 50(12): 5253-5267. ​<br/><p>&lt;p&lt;面向煤矿智能化开采中煤岩界面识别的需求，针对多噪声、实时与动态场景下专家解释在效率与一致性方面的局限，构建了一种融合随机森林(Random Forest，RF)、粒子群优化(Particle Swarm Optimization，PSO)与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory，LSTM)的探地雷达(Ground Penetrating Radar，GPR)煤岩界面智能识别方法。以山西阳泉新景矿15219工作面的钻孔柱状图为参照，采用有限时域差分法建立砂岩−煤层−泥岩的3层倾斜界面正演模型，模拟结果为特征的分析和筛选提供了无噪声的基础数据。对每道信号中的1 024个采样点提取18项时频域特征，利用RF算法，以贡献度大于总值的60%为阈值筛选出8个关键特征：一阶差分、原始信号振幅、希尔伯特包络、小波系数均值、中心频率、信号均值、低频能量与频谱带宽，并采用Z-score标准化消除量纲影响。在此基础上，采用粒子群优化算法对LSTM及作为对比的RNN和SVM模型进行超参数自动寻优，获得LSTM模型的最优参数：单元数128，初始学习率3.3×10&lt;sup&lt;−3&lt;/sup&lt;，Dropout率0.394。针对不同模型特性，其中LSTM与RNN的模型输入为[样本数, 1 024时间步, 8特征]的张量形式组织数据，以确保模型可以学习到电磁波在介质中传播的动力学特征与相位连续性，SVM则使用对应的二维特征矩阵。最终在15219工作面低位抽采巷实测的GPR数据上开展试验。结果显示：在相同测试集上RNN模型的定量评价指标要优于LSTM模型，针对这种“反差”情况，对LSTM模型的预测结果进行分析，其预测的煤层顶界面中，呈现出连续性中断、剧烈起伏等与原始标签不符的异常区域，恰好对应工区内地质勘探资料所揭示的陷落柱和巷道地面积水区等地质构造影响范围。分析其机理在于，LSTM独特的门控机制使其在学习时可以从信号的局部与整体特征、细节与结构的信息中提取到蕴藏的深层次信息，结果更贴近实际矿区的地质情况，具有突破依赖人工标签的能力。相比之下，RNN仅能拟合训练标签，SVM难以处理高维时序特征而识别结果零散。综合结果表明，LSTM模型在探地雷达的时序数据特征解析方面具有独特的优势，不仅能学习给定标签信息，胜任识别煤岩界面的任务，更能深入挖掘GPR数据中隐含的物理规律，更加全面地识别出人工解释时难以察觉的，由地质构造引起的微弱的信号差异。&lt;/p&lt;</p> <br/>煤炭学报. 2025 50(12): 5253-5267. Read More

<br/><p>&lt;p&lt;槽波地震勘探技术因为具有分辨率高、探测距离远等特点，在煤矿井下地球物理勘探中已得到广泛应用。该技术可探测断层位置、走向等，但无法实现断层断距的定量探测。为实现断层断距的定量判识，首先，从理论推导与数值模拟的角度，分析不同断距的断层对Love槽波频散特征及能量分配模式的影响，解析能量分配的影响因素；然后，通过定量计算Love波振幅分布曲线、频散曲线，并与理论数据对比分析，提出等效反射系数(反射槽波能量与反射透射槽波总能量之比)这一敏感参数，导出断层断距与等效反射系数随波长的变化率之间的定量关系，并通过数值模拟法分析槽波数据定量关系式的适应范围；最后，通过实测槽波数据试验，验证等效反射系数断距定量方法的有效性。结果表明：数值模型的验证发现，断距大于1 m时，等效反射系数具有良好的探测精度；断距小于1 m时，由于能量拾取及计算中的误差，探测精度有所下降；实测数据发现，等效反射系数除了受到断层断距的影响外，还受到断层倾角等因素的影响，应用定量关系式预测的断层断距与实际揭露的断层断距绝对误差为0.58 m，相对误差为12.9%。实测数据预测断距与揭露断距基本相符，验证了该方法的有效性。该方法可为工作面安全高效生产及后续采煤工作面精准地质建模等提供技术支撑，但该方法在应用时受到断层倾角和观测系统的限制，在断层倾角较大和难以接收透射槽波的情况下精度会进一步下降，下一步将研究断层倾角探测并降低该方法对观测系统的依赖性。&lt;/p&lt;</p> <br/>煤炭学报. 2025 50(12): 5205-5214. ​<br/><p>&lt;p&lt;槽波地震勘探技术因为具有分辨率高、探测距离远等特点，在煤矿井下地球物理勘探中已得到广泛应用。该技术可探测断层位置、走向等，但无法实现断层断距的定量探测。为实现断层断距的定量判识，首先，从理论推导与数值模拟的角度，分析不同断距的断层对Love槽波频散特征及能量分配模式的影响，解析能量分配的影响因素；然后，通过定量计算Love波振幅分布曲线、频散曲线，并与理论数据对比分析，提出等效反射系数(反射槽波能量与反射透射槽波总能量之比)这一敏感参数，导出断层断距与等效反射系数随波长的变化率之间的定量关系，并通过数值模拟法分析槽波数据定量关系式的适应范围；最后，通过实测槽波数据试验，验证等效反射系数断距定量方法的有效性。结果表明：数值模型的验证发现，断距大于1 m时，等效反射系数具有良好的探测精度；断距小于1 m时，由于能量拾取及计算中的误差，探测精度有所下降；实测数据发现，等效反射系数除了受到断层断距的影响外，还受到断层倾角等因素的影响，应用定量关系式预测的断层断距与实际揭露的断层断距绝对误差为0.58 m，相对误差为12.9%。实测数据预测断距与揭露断距基本相符，验证了该方法的有效性。该方法可为工作面安全高效生产及后续采煤工作面精准地质建模等提供技术支撑，但该方法在应用时受到断层倾角和观测系统的限制，在断层倾角较大和难以接收透射槽波的情况下精度会进一步下降，下一步将研究断层倾角探测并降低该方法对观测系统的依赖性。&lt;/p&lt;</p> <br/>煤炭学报. 2025 50(12): 5205-5214. Read More