• 2019年第51卷第9期文章目次
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    • 地下工程锚固结构腐蚀耐久性研究进展

      2019, 51(9):1-13. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201904099

      摘要 (1175) HTML (307) PDF 3.83 M (880) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解地下工程锚固结构的腐蚀影响因素及其作用机制,提高地下空间永久支护结构的耐久性和长期稳定性,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了当前国内外在地下工程锚固结构腐蚀耐久性方面的研究进展和成果. 指出了地下锚固结构腐蚀耐久性研究的必要性和紧迫性,简述了锚固结构应力腐蚀开裂机理及应力腐蚀评价方法,归纳总结了地下锚固结构腐蚀影响因素,论述了各影响因素的研究现状与作用机制,介绍了时效性分析和可靠性评估在锚固结构耐久性研究方面的应用. 最后基于以上分析,对地下锚固结构腐蚀耐久性问题的发展趋势进行了多方面的展望,指出静态分析向动态分析转变、定性研究与定量研究相结合、单因素分析向多因素分析发展、宏观研究向微观研究深入、确定性分析向概率和随机性分析进化,是推动地下工程锚固结构腐蚀耐久性发展的重要研究方向.

    • 大跨钢斜拉桥实测结构温度场分析

      2019, 51(9):14-21. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201809196

      摘要 (1359) HTML (218) PDF 5.15 M (1085) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握大型钢斜拉桥的温度分布特点以及确定结构温度效应分析的作用形式,以南京长江三桥温度监测数据为基础,研究大跨钢斜拉桥温度场的特点. 首先介绍温度传感器的布置形式,然后分析构件温度随时间的变化规律及考虑太阳辐射条件下其与大气温度的相关关系,随后研究钢箱梁竖向、横向以及索塔的温度梯度特征,最后利用广义帕累托分布模型对100 a重现期的温度作用极值进行预测. 研究结果表明:钢箱梁温度与大气温度线性相关,且斜率参数随辐射强度的增强而增大;钢箱梁竖向温差的最大值出现在夏季,其分布形式与BS 5400的规定较为接近;钢箱梁顶板横向温差最大值出现在冬季,其温度分布为多折线形式;塔柱的最大温差出现在冬季,数值为9.94 ℃;除了钢箱梁竖向温度梯度,其他温度作用极值估计的结果均大于规范的规定. 南京长江三桥温度场的分析结果为钢箱梁斜拉桥温度效应分析提供了依据,同时也为桥梁设计规范修编和养护管理提供数据支撑.

    • 结合灰聚簇与Fisher变换的城市快速路交通状态判别

      2019, 51(9):22-28. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201805083

      摘要 (1048) HTML (97) PDF 2.10 M (1009) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高少数据下的城市快速路交通流状态类型判别精度,提出一种结合灰聚簇与Fisher变换(GC-Fisher)的组合方法. 选择交通量Q、速度v、占有率O作为基础参数,首先经灰聚簇理论将基础参数数据聚簇为4类,其次对分类后的数据构建训练集,训练GC-Fisher模型,获取每一种交通流状态类型的Fisher变换方式及判别函数,最后选择结合K均值与多分类支持向量机(K-SVM)的组合方法进行比较. 结果表明:在数据量较少条件下对交通流状态类型进行判别,GC-Fisher模型判别率为92%,优于K-SVM模型的判别率69%,GC-Fisher组合方法在少数据下能够更好地提高交通流状态类型的判别效果.

    • 固定时间收敛的空空导弹直接力/气动力复合控制

      2019, 51(9):29-34. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201708061

      摘要 (1287) HTML (219) PDF 1.38 M (741) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对带有直接力/气动力复合控制系统的空空导弹控制律设计问题,提出了一种基于固定时间收敛的滑模控制理论和动态控制分配技术的复合控制策略. 首先,根据导弹纵向运动模型设计一种固定时间收敛的滑模控制器,获得建立导弹过载所需要的虚拟控制力矩,并实现过载跟踪误差在指定时间内收敛;其次采用动态控制分配技术将期望控制力矩分别映射到气动力和直接力装置;然后,通过李雅普诺夫理论证明了系统是固定时间收敛的,可以快速收敛到平衡点;最后通过数字仿真验证了所设计复合控制策略的有效性和可实现性.

    • 感应不均匀介质的琼斯矩阵

      2019, 51(9):35-42. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201804052

      摘要 (1127) HTML (133) PDF 2.08 M (995) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确刻画感应不均匀介质的琼斯矩阵,对琼斯矩阵中的元素参量展开研究,采用级联微元琼斯矩阵的数学方法,并通过酉变换手段来推演琼斯矩阵的物理参量. 理论研究表明:截面感应角沿光程分布的不均匀是介质琼斯矩阵非对角元素复数化的原因;感应不均匀介质的琼斯矩阵可由介质相移差、介质感应角和介质不均匀角3个物理参量来完整刻画,且3个物理参量都是相应截面感应张量分量的积分,其中,介质不均匀角能够本质刻画介质的感应不均匀程度. 感应不均匀磁光介质的物理实验表明:感应不均匀介质琼斯矩阵的非对角元素是实部和虚部兼有的复数. 琼斯矩阵的物理参量仿真实验表明此理论推导具有一定的正确性. 感应不均匀介质琼斯矩阵解析式囊括各种光学效应,具有普遍性;统辖各种均匀、不均匀情况,具有一般性. 其中,均匀介质的琼斯矩阵是特例.

    • W波段毫米波晴空大气传输特性

      2019, 51(9):43-48. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201806035

      摘要 (1816) HTML (331) PDF 3.28 M (719) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察晴空大气对毫米波信号的衰减作用,基于大气分子吸收光谱参数数据库hitran2008,分析大气中对毫米波有吸收贡献的主要气体,采用Gross动力线型对分子谱线在远翼区的吸收进行精细建模计算,以逐线气体辐射计算方法计算水汽、氧气、臭氧等6种主要吸收气体的物性参数以及吸收光谱,分析均匀路径、非均匀路径大气对毫米波的衰减作用,并将逐线计算方法与Liebe模型方法的计算结果进行比对,结果表明二者符合较好. 此外,将理论计算数据与94 GHz测试系统的测量数据进行对比,最大相对偏差为3.7%,进而验证模型的正确性. 结果表明:在75~110 GHz毫米波段,水汽、氧气对毫米波信号衰减强烈,占总气体衰减的95%以上,毫米波信号在20 km左右高度水平传输时,需要考虑臭氧对信号的衰减作用,甲烷、一氧化碳、一氧化二氮对信号的衰减可忽略不计. 研究结果可为毫米波雷达参数设计等工程应用提供参考.

    • 航班运行系统仿真建模分析

      2019, 51(9):49-55. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201803050

      摘要 (1701) HTML (287) PDF 3.03 M (680) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究航班计划的运行效率及其在突发扰动下的鲁棒性,将计算机仿真技术应用于航空运输系统,结合分类与航班过站时间的Logistic分布拟合等,通过模拟飞机起飞/降落、滑入/滑出、过站保障和航段飞行等运行过程,建立了含有118个国内主要机场的航班运行仿真模型,在Flexsim平台上实现了大型航空公司航班计划运行仿真. 此模型可以模拟正常和流控等不正常情况下的航班运行,并输出延误时间、正常率、飞机利用率、缓冲时隙等评估指标. 案例分析结果表明:模型较准确地模拟了航空公司航班的实际运行情况. 在正常情况下,对输出指标分析可以确定航班计划中导致延误的重点环节;在流控情况下,可以发现航班延误的范围呈扩散趋势,传播方向沿航班串向下,且延误时间逐渐减少,受直接影响航班过站时间大幅增加,受牵连影响航班过站时间减少.

    • 互质阵列下基于重叠有效孔径的DOA估计算法

      2019, 51(9):56-61. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201807082

      摘要 (1203) HTML (217) PDF 1.75 M (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决互质阵列下DOA(Direction of Arrival)估计算法因使用空间平滑预处理而带来的阵列有效孔径损失、分辨率降低等问题,提出了一种矩阵重叠预处理方法. 该方法通过分割空间平滑协方差矩阵,利用其子矩阵具有相同信号子空间的特性,将子矩阵进行重叠处理,扩展协方差矩阵行数,进而增大有效孔径. 仿真实验结果表明:所提方法可以提高DOA估计的分辨率,低快拍下的估计精确度也有所提高. 同时,本文将U-ESPRIT(Unitary Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Techniques)算法应用在互质阵列上,通过使用矩阵重叠预处理并结合U-ESPRIT算法,取得了较传统方法更为准确的DOA估计效果.

    • PFWD冲击荷载的影响深度及参数配置

      2019, 51(9):62-67. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201803080

      摘要 (1172) HTML (295) PDF 1.91 M (724) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究PFWD冲击荷载对道路结构层的影响深度,提出合理的PFWD检测试验参数配置,首先分析PFWD最大荷载的影响参数,提出应力余量θ作为应力衰减量的指标,根据刚性承载板下弹性半空间体应力解,建立单层结构应力衰减与深度和板半径的关系;然后,建立刚性承载板下双层结构的有限元模型,研究层厚、板半径、结构层模量和泊松比对应力深度衰减的影响,建立了应力余量θ与模量比(E1/E0)和层厚(H1/δ)的关系;最后,按应力衰减至绝对水平定义了影响深度. 研究结果表明:锤重、落高和承载板半径等参数影响PFWD最大荷载;单层结构中应力衰减量只取决于深度与板半径比值;随着上层模量增大,应力加速衰减;随着下层模量增大,应力衰减延缓;上下层模量比E1/E0对双层结构应力衰减有影响;泊松比几乎不影响应力衰减;不同PFWD配置下(锤重、承载板)有不同的影响深度,结合理论分析结果和工程实际,按照被检测层与下承层的模量比(E1/E0)提出了合理的参数配置.

    • 柔性间隔发车下城轨网络换乘协同优化

      2019, 51(9):68-73. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201804099

      摘要 (1200) HTML (157) PDF 1.10 M (786) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高城市轨道交通网络时刻表和客流需求的匹配性,采用柔性间隔发车策略以提高协同性能. 以等间隔发车模式下列车发车相位确定发车基准点,并容许列车发车时刻在基准点附近可柔性调整一定范围,以最大化网络总换乘协同乘客数为目标构建了基于柔性发车间隔的时刻表协同优化模型;考虑优化模型中存在大量0、1变量,模型求解困难,以各线路的列车发车相位以及各列车发车时刻的柔性偏移量为染色体设计了遗传算法来生成优化解. 案例研究结果表明:遗传算法求解性能好,在等间隔发车时引入10%柔性,实现换乘协同乘客数提高11.85%. 该方法可快速生成网络换乘协同时刻表方案,提高换乘节点效率,能满足大规模网络的求解需求.

    • 车辆对行人速度障碍自主避碰的驾驶方法

      2019, 51(9):74-80. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201804180

      摘要 (1907) HTML (223) PDF 2.09 M (860) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对过街行人与智能车辆之间运动协调中的安全避碰问题,设计一种CVIS环境下的基于行人避碰的车辆驾驶控制器. 结合速度障碍法的基本原理提出车辆对过街行人的避碰规则,在此基础上搭建模型预测控制框架,提出车辆对行人的自主避碰算法. 综合考虑车辆驾驶的操作约束,以最小化车速变化及满足驾驶员操作舒服性要求为控制目标,在车辆对行人避碰的前提下优化车辆的驾驶策略. 分别设置车辆直行避碰与允许换道避碰两种控制场景,在MATLAB环境下对车辆驾驶控制效果进行仿真实验. 结果表明:车辆对不同情况的过街行人,能够通过加速或减速进行避碰;通过与七次多项式换道轨迹进行对比,自主避碰驾驶的安全性更高.

    • GA-LSTM模型在高速公路交通流预测中的应用

      2019, 51(9):81-87. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201806085

      摘要 (1285) HTML (746) PDF 3.31 M (825) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高高速公路交通流预测精度,为高速公路管理部门动态控制诱导提供有效支撑,以实时交通流预测误差最小为目标,通过对高速公路数据的清洗和归一处理,分为4个不同时间间隔的数据集,按比例划分为训练数据集和测试数据集. 采用遗传算法(GA)对数据时间窗步长、长短期记忆(LSTM)神经网络的隐藏层数、训练次数、dropout进行优化调参,分析4种参数对模型寻优影响,GA-LSTM模型在keras中以Tensorflow为后台进行训练拟合. 结果表明:GA-LSTM模型寻优速度快,同传统预测算法中的SVM、KNN、BP和LSTM神经网络相比较,GA-LSTM对数据预测均方误差和均方根误差最小,模型表现出更好的预测性能.

    • 沥青混凝土均匀性数字图像评价方法

      2019, 51(9):88-95. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201807157

      摘要 (933) HTML (205) PDF 8.27 M (1368) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实时、连续、定量评价沥青混凝土均匀性,以安徽省济祁高速砀山段为试验段,运用数字图像处理技术、统计学方法和单幅图像恢复物体表面形状原理对沥青混凝土摊铺状态和压实状态分别建立了基于四边静矩变异性和构造深度变异性的沥青混凝土均匀性数字图像评价方法及标准. 以静矩变异系数和构造深度变异系数作为指标,评价沥青混凝土数字图像均匀性. 为获取沥青混凝土表面准确的图像信息,规范了数字图像采集和预处理过程,并推荐了图像采集的光照强度和拍摄高度. 研究结果表明:沥青混凝土均匀性数字图像评价方法切实可行、便捷高效,结果定量客观,较好地反映了沥青混凝土施工质量的均匀性. 沥青混凝土摊铺均匀时,静矩变异系数区间范围为(0,1.5%];AC-13和AC-25沥青混凝土压实均匀时,数字构造深度变异系数区间范围分别为(0,4.0%]和(0,8.0%]. 以16等分图像面积区域作为沥青混凝土压实图像划分最优方法,拟合得到不同等分方式数字构造深度变异系数之间相关性方程,且相关性显著.

    • 一种轻量级梯度提升机的交通模式识别

      2019, 51(9):96-102. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201805161

      摘要 (1233) HTML (163) PDF 2.27 M (1022) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究居民出行轨迹的不同交通方式,基于已知出行交通方式的GPS轨迹信息,构建基于轻量级梯度提升机(LightGBM)的分类模型,对居民出行GPS轨迹进行交通方式分类. 首先提取轨迹的各种基础特征,并进一步结合公交网络地理信息引入Fréchet距离进行特征提取,之后对特征进行归一化处理并基于决策树模型对特征进行筛选,最后对筛选后的特征进行模型训练与预测,并通过五折交叉验证方式获取了稳定的预测结果. 结果表明:公交网络地理特征能够对模型预测精度进行有效提高,提出的GPS轨迹交通方式识别方法可达90%左右的精确度,优于各种机器学习分类模型.

    • 拥堵路网交通流均衡分配模型

      2019, 51(9):103-109. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201804030

      摘要 (1068) HTML (425) PDF 545.00 K (926) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服利用传统静态交通流分配模型分析拥堵道路网络交通流分配问题的不足,研究交通拥堵状态下静态拥堵交通流均衡分配模型. 首先,基于拥堵路段上交通流特征,分析拥堵路段阻抗函数特点,包括满足拥堵路段上流量随车辆数增加而减少的特征;其次,分析拥堵状态下用户疏解路径选择行为,提出道路网静态拥堵交通流分配的用户均衡与系统最优原理;再次,构建道路网静态拥堵交通流用户均衡与系统最优分配模型,并证明模型与用户均衡原理的等价性、模型解的唯一性;最后,给出求解用户均衡模型的迭代加权求解算法. 通过算例与传统静态交通流分配进行对比分析,结果表明:拥堵用户均衡分配模型与拥堵系统最优分配模型可以合理描述拥堵用户均衡原理与系统最优均衡原理,且拥堵用户均衡分配模型可以合理描述路网处于全拥堵状态下各路段实际通过流量. 拥堵交通流分配模型可应用于由拥堵蔓延导致的局部全拥堵区域,可作为半拥堵静态交通流分配的核心部分之一.

    • 曲线地段直线电机轮轨列车动力学响应

      2019, 51(9):110-116. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201808095

      摘要 (1217) HTML (152) PDF 3.50 M (825) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究直线电机轮轨列车行驶于曲线段线路上时,铁路线路条件对列车动力响应的影响规律,以便为修改线路设计规范提供理论依据. 建立直线电机轮轨交通列车线路动力学模型,模型中直线电机所受垂向电磁力大小随列车牵引速度和电机气隙的变化而时刻改变. 仿真模拟并分析垂向电磁力、车速、曲线半径、超高、轨道不平顺对系统动力响应的影响. 结果表明:轨道垂向不平顺和高车速对气隙影响显著;列车通过小半径曲线段时,垂向电磁力对脱轨系数和轮重减载率的消减作用显著;脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、车体横向加速度、车体横向位移这5类动力响应的最大值,同时受车速、曲线半径、超高影响显著. 基于5类动力响应最大值的拟合公式,可对车速、曲线半径、超高取值范围进行合理匹配,并确定曲线地段的合理车辆限界.

    • 沥青路面拥包三维指标计算方法

      2019, 51(9):117-124. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201807060

      摘要 (983) HTML (226) PDF 2.48 M (725) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面、准确评价沥青路面拥包严重程度,实现三维指标的自动计算,利用室内三维激光检测设备获取高精度、高密度的拥包模型激光点云数据,采用Lowess算法进行数据预处理,再利用RANSAC算法获取拥包下底面轮廓数据,基于HARR矩阵建立拥包三维模型. 在此基础上,利用高差法和微元逼近法分别计算了拥包的最大高度、下底面积、隆起体积与行车方向最大坡度等三维指标;对比轻、重两个严重等级的拥包三维指标计算结果,研究激光线纵向间距对指标计算误差的影响规律. 结果表明:当激光线纵向间距为0.5 mm时,拥包最大高度、下底面积、隆起体积和行车方向最大坡度的相对误差分别不超过3.28%、2.17%、3.76%和1.97%;随着激光线纵向间距逐渐增大至10 mm,拥包三维重构模型产生部分缺失,导致拥包三维指标相对误差逐渐增大;当间距为5 mm时,三维指标计算最大相对误差分别为3.49%、4.65%和7.11%和7.27%;当间距为10 mm时,隆起体积和行车方向最大坡度的相对误差均超过10%;建议采用三维激光技术对拥包进行检测时,纵向间距设置不大于5 mm,以保证拥包三维指标计算结果准确性. 三维指标计算方法可评价拥包严重程度,评估行车安全风险.

    • 考虑冲击限制和响应下列车参考速度仿真模型

      2019, 51(9):125-129. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201808069

      摘要 (1334) HTML (125) PDF 1.61 M (759) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升地铁列车参考速度仿真模型的可靠性,对列车运行速度计算的影响因素进行分析,在常规列车参考速度仿真模型基础上建立一种改进模型. 常规参考速度仿真模型通常将列车响应加速度直接等效为给列车的指令加速度,在改进模型中综合考虑了该过程中地铁列车牵引/制动系统对指令加速度的冲击率约束处理和响应加速度的动态实现过程. 应用该模型对哈尔滨地铁列车的参考速度进行了仿真分析,并将常规模型、改进模型的计算结果与实测数据进行对比. 结果表明:与常规模型相比,通过改进模型获得的参考速度计算结果与实测数据具有更高的吻合度. 列车参考速度是自动驾驶系统跟踪控制的基本参数,在常规模型基础上考虑指令加速度冲击限制和响应过程可提高计算精度.

    • 城市道路机非冲突分析与自行车道宽度计算方法

      2019, 51(9):130-136. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201809132

      摘要 (1191) HTML (213) PDF 2.11 M (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给自行车道设计提供参考依据,通过开展城市道路路侧自行车与机动车冲突调查,分析给出了路侧自行车数量对机非冲突的影响规律,采用回归分析方法分别构建了主、次干路及支路单车道路侧自行车数量与机非冲突次数的关系模型. 基于机非冲突与事故数量的关系,分别以周和月均事故一次作为阈值,将机非冲突划分为轻微冲突、一般冲突与严重冲突. 基于所建理论模型,结合机非冲突等级划分,给出城市道路自行车道宽度计算方法,并进行实例分析. 研究结果表明:随着单车道路侧自行车数量的增加,自行车与邻近车道机动车的冲突次数随之增长,主干路、支路满足二次函数关系,次干路满足幂函数关系;建议在机非冲突次数达到严重等级时拓宽自行车道,以增加自行车道数量,降低单车道自行车数量,从而减少机非冲突次数,保障自行车行车安全.

    • 沥青混合料玻璃态转变温度的外部影响因素

      2019, 51(9):137-143. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201708124

      摘要 (1116) HTML (252) PDF 1.91 M (781) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究环境因素、交通水平等外部条件对沥青混合料玻璃态转变温度的影响,研究选取升温速率、荷载频率、应变水平3个试验因素,采用DMA方法在不同试验水平下对沥青混合料试件进行温度扫描试验. 利用Boltzmann模型拟合得到材料的玻璃态转变温度,通过对试验结果的统计分析,确定影响玻璃态转变温度的主要因素,并建立了多因素影响下的玻璃态转变温度预测模型. 结果表明:采用Boltzmann模型能够准确有效地确定材料玻璃态转变温度;升温速率、荷载频率对沥青混合料的玻璃态转变温度有显著影响,玻璃态转变温度随着升温速率、荷载频率的增大而升高,玻璃态转变温度与升温速率、荷载频率的对数值存在良好的线性关系;处于弯拉受力模式下的沥青混合料,其玻璃态转变温度在线粘弹性区域内并无明显的应变依赖性.

    • 摊铺沥青路面集料均匀性数字图像评价方法

      2019, 51(9):144-148. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201805137

      摘要 (1168) HTML (201) PDF 2.38 M (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在沥青路面摊铺阶段对混合料均匀性进行实时评价,实时反馈、指导施工,减少离析现象,运用数字图像处理技术,通过对摊铺沥青混合料图像进行灰度化、滤波、图像二值化等图像预处理,并通过图像集料颗粒面积比验证预处理准确性;以图像中9.5 mm以上颗粒静矩标准差评价摊铺沥青混合料数字图像均匀性,通过计算施工现场采集的1 085张摊铺沥青混合料图像静矩标准差进行试验验证并提出数字图像摊铺沥青混合料均匀性评价指标. 结果表明:数字图像处理技术预处理得到的图像中颗粒面积比值与按实际混合料配合比计算的面积比基本相符;通过min-max标准化后静矩标准差的值与对应图像进行对比分析,提出了均匀性评价指标,为摊铺沥青混合料离析检测提供一种新方法.

    • 路面路标高精度地图构建与多尺度车辆定位

      2019, 51(9):149-156. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201806013

      摘要 (1634) HTML (147) PDF 6.80 M (841) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高智能车定位精度,提出一种利用路面标志构建高精度地图的方法,并在制作的地图基础上提出多尺度车辆定位算法. 以路面路标为核心构建高精度视觉地图,地图中每个路标均包含路标视觉特征、几何结构信息,以及其在参考坐标系的精确的位置关系. 在定位过程中,首先通过GPS粗匹配计算车辆位置在地图中的位置范围;然后匹配地图中的视觉特征实现路标级定位;最后通过地图中的路标的几何结构信息与参考位置关系实现车辆位置的精确计算,从而实现基于路面路标高精度地图的车辆多尺度定位. 针对某大学校园约3.4 km的道路路面标志(包括路面直行箭头、右转箭头、井盖等)进行高精度地图构建,并以之为基础实现车辆定位. 定位实验结果表明:算法平均定位误差为12.5 cm,最大定位误差为23.3 cm. 定位采取先制图后定位以及多尺度匹配的策略为高精度智能车定位建议了一种新的方法.

    • 粗集料纹理粗糙度表征的高差相关函数方法

      2019, 51(9):157-164. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201805163

      摘要 (1237) HTML (154) PDF 2.85 M (1290) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面描述粗集料的粗糙程度,引入高差相关函数进行粗集料表面纹理多参数表征. 首先借助触针轮廓仪获取集料表面纹理轮廓曲线,消除数据误差. 然后,计算粗集料高差相关函数,对函数进行分段拟合,计算表面纹理曲线的自相似特征参数(D,ξ,ξSymbol^A@)作为评价指标,分析粗集料表面纹理的粗糙程度. 结果表明:粗集料表面纹理在一定范围内具有两段变维特性,微观纹理和宏观纹理的尺度界线为100~200 μm;不同集料表面宏观纹理分形维数D1均在1.3左右,微观纹理分形维数D2均在1.05左右,分形维数对粗糙度不敏感;水平截止波长ξ和幅度期望值ξSymbol^A@分别反映了粗集料表面微凸体的水平波长期望值和垂直幅度期望值,水平截止波长ξ反映最大微凸体的大小,其中白云岩和闪长岩较小,晶体结构较大的花岗岩较大. 幅度期望值ξSymbol^A@从大到小依次为闪长岩、黄砂岩、花岗岩1、辉绿岩、花岗岩2、白云岩,符合实际情况,幅度期望值ξSymbol^A@可定量描述集料整体的粗糙程度. 自相似特征参数可全面描述粗集料表面纹理的粗糙程度.

    • 多源非平衡交通检测数据的异常识别方法

      2019, 51(9):165-170. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201803092

      摘要 (1725) HTML (150) PDF 2.18 M (1325) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证交通检测数据的准确性并服务于实时的交通状态判别和预测,交通大数据采用多种检测源数据协同处理并利用机器学习的方法进行异常识别. 异常检测数据的识别主要基于机器学习中AdaBoost方法实现. 在算法的训练过程中,为消除单一检测源数据的离群现象,训练数据选取同一路段上多种检测源提供的数据集. 在算法的决策过程中,通过代价敏感方法的优势来改进AdaBoost的决策. 实验结果表明:基于非均衡特性改进的AdaBoost模型迫使分类器更加关注了待识别的异常样本,增强了AdaBoost决策过程中训练决策树规则的代表性,提高了异常类样本的分类准确率. 高速公路实例检测数据集验证了改进算法与相关经典算法的检测准确度、误检率、误警率等指标,其中改进模型与原模型相比,准确率提高了5.547%,误检率减低了6.792%. 多种算法的ROC曲线对比表明改进的AdaBoost方法筛选交通检测样本的可靠度更高,可有效调整由非平衡数据导致的分类误差.

    • 二甲醚/乙烷混合气低温着火延迟特性

      2019, 51(9):171-177. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201807004

      摘要 (907) HTML (258) PDF 2.08 M (1298) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究二甲醚/乙烷混合气在低温下的着火延迟特性,在快速压缩机实验台架上测量了二甲醚/乙烷混合气在上止点温度627~912 K,上止点压力16~30 bar,当量比0.5~1和乙烷掺混比0~70 %条件下的着火延迟期. 同时,基于CHEMKIN-PRO软件进行了同等工况条件下的模拟计算. 实验与模拟结果表明:二甲醚/乙烷混合气总着火延迟期呈现明显的负温度系数(NTC)现象,且在较低的上止点压力下NTC现象更加明显. 上止点压力和当量比的增加使得第一阶段和总着火延迟期均呈现缩短趋势,尤其在NTC区间. 乙烷的添加显著抑制了着火,混合气的第一阶段和总着火延迟期显著延长. 化学动力学分析表明,乙烷竞争主要由二甲醚低温着火过程主导产生的OH自由基进而抑制二甲醚的低温氧化,而自身的着火过程得到促进甚至呈现两阶段特性. 但是随着乙烷掺混比的增加,整体混合气的低温着火过程仍受到抑制,放热率和活性自由基累积量降低,因此着火延迟期延长.

    • 负载型光催化膜特征及氟伐他汀降解性能分析

      2019, 51(9):178-185. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201808047

      摘要 (1033) HTML (172) PDF 4.35 M (1115) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服传统悬浮型光催化技术因催化剂分离困难而导致的水体二次污染问题,通过悬浮过滤方式将ZnIn2S4负载在超滤膜表面得到光催化膜. 利用扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射图谱分析(XRD)对其进行表征并分析其超滤性能. 以氟伐他汀为目标污染物,采用功率500 W,光强230 W/m2的长弧氙灯为光源,考察不同负载量光催化膜在光照条件下对氟伐他汀的降解率. 结果表明,随着ZnIn2S4负载量增加,光催化膜对紫外光和可见光的响应逐渐增强,表面Zn、In、S元素特征峰响应逐渐增强,ZnIn2S4六方相型特征衍射峰逐渐增大,膜表面形成了均匀的光催化功能层,膜面亲水性增强,纯水通量衰减得到缓解,对氟伐他汀的降解率明显提高. 但是过量ZnIn2S4会在膜面发生堆叠团聚,降低催化剂利用率,进而影响催化效率. 负载量为0.2 g的光催化膜表面ZnIn2S4光催化层均匀,能有效利用光源能量,催化活性高,节省物料,在光照条件下对氟伐他汀的降解率可高达94.75%,长期运行下具有良好的光催化稳定性.

    • 强震作用下饱和粉细砂液化振动台试验

      2019, 51(9):186-192. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201810154

      摘要 (1278) HTML (243) PDF 4.40 M (720) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对强震区饱和粉细砂液化问题,依托海南铺前大桥实体工程,基于振动台模型试验,选用叠层剪切式模型箱,模拟自由场在地震作用下的振动反应,分析0.15g~0.80g地震动强度下不同深度饱和细粉砂孔压比的变化规律,探讨饱和粉细砂的液化判别方法. 结果表明:饱和粉细砂超静孔隙水压力、孔压比的增长滞后于地震动应力,且粉细砂深度越深,滞后时间越长,上覆土层厚度对于饱和粉细砂的抗液化性能有重要影响;深度为5 cm、60 cm和110 cm的饱和粉细砂,当地震动强度分别≥0.15g、0.20g和0.25g时发生液化,此时孔压比稳定值均≥0.8,提出以0.8作为饱和粉细砂液化的临界孔压比;对比讨论现有常用方法的液化判定结果,提出一种以饱和粉细砂深度、地震动强度和孔压比为判据的饱和粉细砂液化判别新方法,可为铺前大桥基础的合理设计与施工提供科学依据,也可为类似工程提供技术支持.

    • 危险货物道路运输车辆出行链活动类型识别

      2019, 51(9):193-200. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201811079

      摘要 (1590) HTML (93) PDF 1.58 M (1263) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对危险货物运输(危货)车辆出行链上停留节点活动类型的识别问题,提出基于高斯混合模型-隐马尔科夫模型(GMM-HMM)的活动类型识别方法. 对车辆GPS数据构建基于决策树的车辆起停检测模型,提取出行链活动节点,并通过D-OPTICS算法对活动节点聚类得到活动热区;根据活动节点的个体特征、所在出行链的亲属特征和所处热区的群体特征进行多尺度特征体系构建,通过因子分析进行降维处理;利用GMM-HMM构建危货车辆活动类型识别模型,通过Baum-Welch算法进行参数估计,并使用Viterbi算法解码隐藏状态得到出行链各活动节点的类型识别结果. 在小规模实际活动数据集上直接验证所提方法的正确性,还结合活动节点的POI类别,间接评估所提方法对大规模GPS数据的车辆活动类型识别效果. 实验结果表明:在9种活动类型识别任务中,基于GMM-HMM的出行链活动类型识别方法的活动识别率超过80%. 识别结果可用于分析活动行为模式,及时发现异常活动,为危险品运输监管提供有效的决策支持.

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