铁路周界入侵目标多尺度特征感知算法

准确识别侵入周界范围内的人和大型牲畜是铁路周界入侵视频智能分析技术的重点内容,对保障铁路安全运营具有重要意义。基于现有目标检测算法难以处理铁路监控场景中入侵目标呈现显著尺度变化的状况,提出一种多输入双输出神经网络(Multiple Input Double Output Network,MIDO-Net)和基于自适应特征加权融合的目标多尺度特征感知算法。首先,通过MIDO-Net多层级联的多输入和双输出网络结构,提取图像目标更丰富的多尺度特征信息;其次,依据骨干网络多阶段的特点,先将多级特征上采样至统一分辨率,再利用注意力模块和自适应参数对多级特征进行加权;然后,将特征输入到检测头中完成铁路周界入侵的识别;最后,通过视觉目标类别(Visual Object Classes,VOC)公共数据集和制作的多场景、多尺度铁路异物侵限数据集,对算法进行验证。结果表明:提出的多尺度特征感知算法在VOC公共数据集中的检测精确率达83.3%,在多场景、多尺度铁路异物侵限数据集中的检测精确率达91.1%,平均召回率达56.2%,均优于当前广泛使用的各种特征提取骨干网络;算法检测速率为45帧·s^(-1),优于同类型的骨干网络,且能满足铁路场景的行人实时监测需求。

Kevlar29纱线动态拉伸力学性能与本构方程

为了能够清晰地表征芳纶纱线在不同应变率下的力学行为,进行了Kevlar29纱线的准静态和动态拉伸试验,结合分离式霍普金森拉杆理论和运动目标追踪法,获得了Kevlar29纱线在不同应变率下的应力-应变曲线,分析了纱线动态拉伸的变形与断裂过程,揭示了Kevlar29纱线力学性能的应变率效应;通过最小二乘法拟合得到了基于纱线应变率效应的黏弹性本构方程,分析了三元件和五元件本构模型的差异及适用性。结果表明:随着应变率升高,Kevlar29纱线的断裂应变减小,拉伸强度和韧性先增大后减小,拉伸模量先增大后趋于稳定;五元件黏弹性本构模型能够较好地表征纱线力学性能的应变率效应。

紫铜爆炸成型弹丸等效弹丸侵彻规律研究

为了探究一种以紫铜作为药型罩材料的周向多线性爆炸成型弹丸侵彻毁伤规律,用25 mm口径火炮发射一种长径比为1∶5的紫铜EFP等效弹丸,分别从紫铜弹丸1000~1700 m/s的着靶速度和0°~70°的着靶角度两方面研究了其对Q235钢的侵彻毁伤规律,建立了紫铜杆式弹丸侵彻Q235钢靶的仿真模型,拟合出了实验所用紫铜的Johnson-Cook本构模型参数及断裂失效参数,并且利用侵彻试验结果对仿真模型的准确性进行验证。研究结果表明:该拉伸试验得到的Johnson-Cook本构模型参数及断裂失效参数能够较为准确地描述紫铜在侵彻过程中的断裂失效行为;在800~2000 m/s时,紫铜EFP模拟弹丸侵彻深度随侵彻速度的增加呈线性增加;弹丸着靶角为40°时,弹丸偏转角达到最大6.35°,弹丸着靶角在10°~30°之间时,弹丸侵彻深度能达到最大。该研究可为周向多线性紫铜爆炸成型弹丸战斗部的威力设计提供参考。

长寿命张紧器系统材料研究现状及发展

本文从构成发动机前端附件张紧器系统的主要材料——压铸类材料、注塑类材料和弹簧类材料现状出发,分析了影响张紧器系统寿命的关键因素,提出了张紧器长寿命关键技术——整体结构设计、阻尼机构设计、防尘和防水设计,并对国内外张紧器系统磨损研究现状进行了总结,以及对未来研究方向做了展望。

家用净水器对饮用水中微塑料净化效率的研究

通过搭建微塑料净化效率试验装置,采用微塑料显色、红外光谱表征的定性方法以及颗粒计数的定量方法,探究了不同家用净水器对饮用水中不同粒径微塑料的去除效能。结果表明,微滤净水器(PP棉芯)、超滤净水器以及反渗透净水器对13μm以上的塑料微粒都具有良好的去除效能,去除率> 99.9%;前置过滤器的去除效能取决于其过滤精度,当微塑料粒径小于前置过滤器的滤网孔径时,过滤效果较差,去除率只有3.7%。微塑料颗粒对水的pH值和电导率值基本没有影响,但对水的浑浊度有较大影响。

新型冠状病毒肺炎患者和医务人员的心理社会危机干预

目的:方舱医院是一种能够为新型冠状病毒肺炎轻症患者提供大规模医疗隔离和治疗的可选择方式。由于各种原因,收治入方舱医院的患者反映出较高的心理困扰,医务人员也是如此。本研究旨在介绍一种在武汉武昌方舱医院实施的多方面的心理社会危机干预模型。方法:对武汉武昌方舱医院内200名患者和240名医务人员提供心理社会危机干预模型,包括患者志愿者和有组织的同伴支持、以当事人为中心的文化敏感性支持护理、及时提供有关新型冠状病毒肺炎及其并发症的科学信息、非精神卫生医务人员的心理健康知识获取、团体活动、咨询和教育、心理干预的虚拟化、咨询和联络。使用7项广泛性焦虑障碍量表、2项患者健康问卷、基于精神疾病诊断与统计手册的创伤后应激障碍初级筛查问卷对方舱医院内38名患者和49名医务人员进行干预前评估。48名医务人员完成干预后反馈。结果:心理社会危机干预模型由10名精神卫生专业人员实施,得到方舱医院的患者和医护人员的广泛认可。在干预前,38名患者中焦虑占15.8%,应激占55.3%,抑郁占15.8%;49名医务人员中焦虑占16.3%,应激占26.5%,抑郁占22.4%。48名医务人员完成干预后反馈,认为比较实用占62.5%,非常实用占37.5%;对于缓解自身焦虑与失眠比较有帮助占37.5%,非常有帮助占27.1%;对于识别患者的焦虑与失眠比较有帮助占37.5%,非常有帮助占29.2%;对于处理患者的焦虑与失眠比较有帮助占35.4%,非常有帮助占37.5%。结论:该干预模型是可行且可接受的,并有积极的效果。未来该模式可应用于更大人群和不同环境中。

PELE侵彻金属靶破碎效应的相似分析

为了研究横向效应增强型侵彻体(penetrator with enhanced lateral effects,PELE)侵彻金属靶板破碎效应的相似规律,选取PELE的壳体破碎长度和靶后破片散布半径作为衡量PELE破碎效应的两个物理参量,基于量纲理论对PELE破碎效应问题进行相似分析,应用AUTODYN软件开展了4组相似模型数值模拟,并进行了两组相似模型验证试验。研究结果表明:通过相似理论分析,确定了PELE破碎效应满足严格的几何相似律。在800~2000 m/s撞击速度范围内,归一化处理的壳体破碎长度和靶后破片散布半径数值模拟结果及试验结果与几何尺寸无关,仅随撞击速度的提升呈线性增长,从而证明了PELE侵彻金属靶的破碎效应满足几何相似律。

12.7 mm穿燃弹侵彻603装甲钢行为研究

通过弹道枪开展12.7 mm穿燃弹以不同速度垂直侵彻603装甲钢半无限厚靶板的弹道试验,并结合数值仿真计算对侵彻深度、侵彻阻力等进行研究。结果表明:侵彻过程中弹芯为主要侵彻元,表现为刚性侵彻,背甲对侵彻深度的影响可忽略。不同着靶速度的弹芯侵彻阻力随位移的变化规律基本一致,可分为弹芯飞行摩擦阻力阶段、弹芯头部进入靶板阶段、弹芯头部完全进入靶板阶段。通过刚性弹侵彻半无限厚靶板,结合空腔膨胀理论模型对尖卵形弹头进行等效简化,建立了尖卵形刚性弹芯侵彻深度预测公式。根据量纲分析拟合得到了无量纲侵彻深度和无量纲动能的关系式。

钨丝/锆基非晶复合材料研究进展

钨丝/锆基非晶复合材料作为近20年新出现的穿甲工程材料,是一种极有可能替代具有放射性危害的贫铀合金和穿甲威力稍差的钨合金的新兴材料。自从钨丝/锆基非晶复合材料被制备出来以后,各学者先后对材料中钨丝和锆基非晶合金之间的界面接触强度、钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的参数、环境温度、应变率、仿真计算以及穿甲应用等方面进行了研究。研究表明,制备过程中保温温度,钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的排布方式、体积分数、直径,环境温度,应变率等因素都能对钨丝/锆基非晶复合材料的性能产生影响;随着计算机技术的发展,钨丝/锆基非晶复合材料的有限元仿真计算已经从等效模型发展到准细观建模,能够模拟其动静态压缩过程、侵彻过程,仿真结果和试验结果基本吻合;在应用方面,试验研究验证了钨丝/锆基非晶复合材料弹芯在侵彻过程中的"自锐"性能。文章概述了钨丝/锆基非晶复合材料在上述领域的研究进展并展望了该材料的发展方向。

壳体刻槽PELE冲击破碎数值模拟

为研究刻槽参数对横向效应侵彻弹丸(PELE)冲击破碎的影响规律,采用光滑粒子流体动力学方法,利用Johnson-Cook本构模型,引入最大主应力失效和随机失效准则,建立数值模拟模型,对PELE壳体的冲击破碎过程进行模拟,并试验验证了数值模拟模型的有效性。利用均匀设计方法确定刻槽数量、刻槽角度、刻槽深度的因素水平表和数值模拟方案,分析壳体的破碎情况。研究结果表明:该文采用的数值模拟模型能够有效模拟PELE的壳体破碎情况,壳体刻槽PELE侵彻贯穿靶板过程中,壳体的纵向断裂和破碎基本沿着刻槽位置开始,壳体破碎产生的碎片多为长条状。壳体破碎程度随刻槽数量的变化呈抛物线趋势变化,随刻槽角度的增大而减小,与刻槽数量、刻槽深度的乘积正相关。该文采用的数值模拟模型和研究方法可用于研究固体材料的冲击破碎。

分层结构PELE侵彻多层间隔靶横向效应实验研究

为了研究不同弹丸结构和壳体材料对PELE横向效应的影响,通过实验方法,对比研究了常规结构、轴向分层结构和径向分层结构PELE(壳体材料均为钨合金)对多层间隔金属靶的毁伤效果。研究结果表明:轴向和径向分层结构PELE产生的破片数量较常规结构PELE分别提高了5.3%和84.2%,且其对第2层靶板的开孔尺寸分别提升了23%和16%,但是它们无法对后续靶板继续形成高效毁伤;故此,将分层结构PELE的壳体材料换成钨丝/锆基非晶复合材料,做进一步实验研究。实验结果发现:钨丝/锆基非晶复合材料的分层结构PELE对第2层靶板的开孔尺寸下降约10%,但是,对第3层、第4层靶板的破坏尺寸提升分别约90%~140%和25%~30%。结果表明:钨丝/锆基非晶复合材料与分层结构PELE相结合,可提升对多层间隔靶板的高效毁伤。

高速铁路周界快速识别算法研究

快速获取铁路周界的准确位置是高速铁路周界入侵视频智能分析技术的基础,对于高速铁路安全运营具有重要意义。为了实现各种线路场景的周界自动快速精确识别,提出基于多尺度信息融合的铁路周界识别深度神经网络模型LDNet,该模型不依赖传统目标检测算法所使用的大量预设锚框,直接利用不同尺度特征图上铁轨、护栏的特征点拟合得到精确的周界,计算量少并可适用于各种铁路场景。为进一步提高模型的实时性,提出基于特征相似度的深度神经网络裁剪准则,将网络尺寸从114.29 MB压缩至2.99 MB,压缩后网络精度几乎无损失,但单张图片计算耗时降低61.5%。通过多场景铁路视频图像进行验证,该算法识别精度达到96.37%,明显优于现有的其他算法,并且计算耗时最短。

利用空间异质性的遥感分类结果精度评价方法

鉴于遥感影像分类结果具有空间异质性特征,直接应用现有的抽样方法对其进行精度评价存在样本信息冗余度高和评价过程耗时长等局限性,提出了一种利用空间异质性的遥感影像分类结果抽样精度评价方法。该方法包括:1)利用景观聚集度指数量化遥感影像的空间异质性,实现研究区域的空间区划;2)根据聚集度指数设定各区划空间的权重系数,选择用于精度评价的样本点;3)与参考数据比较,实现分类结果的精度评价。以城镇遥感影像分类结果的精度评价为例,将该方法与简单随机抽样、分层抽样和基于灰度共生矩阵的系统抽样方法进行对比。结果表明,该方法降低了精度评价样本点的信息冗余,提高了样本点的代表性,较适合于精度要求高的遥感影像分类结果精度评价。

陕西省黄河流域生态保护和高质量发展路径研究

推动黄河流域生态保护和高质量发展,具有重要的历史意义和战略意义。在“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念指导下对陕西省生态保护和高质量发展进行研究。首先,对陕西省内黄河流域现状和界定和划分作了分析。其次,基于跨区域国家战略政策福利和“共同抓好大保护、协同推进大治理”思路,比较流域相邻区域情况,运用SWOT分析陕西省区位条件。最后,针对存在问题包括水土流失、水资源短缺、交通基础设施网络短板、黄河文化弘扬不够等,提出相应政策建议。

新型社会救助的制度逻辑与立法建议

20世纪90年代,城乡居民最低生活保障制度的推行拉开了中国新型社会救助体系重构的序幕,灾害救助和扶贫开发领域的发展不断完善着新型社会救助体系的内容。而针对残疾人、流浪乞讨人员、孤儿和困难老人等特殊群体的特殊救助以及教育、医疗、住房、就业等领域的专项救助,已经成为中国特色社会保障制度的重要组成部分。中国新型社会救助网络格局的实践进程是与近年来中国经济与社会的快速发展相适应的,该制度结构有其内在逻辑性,不仅需要理论上的诠释和归纳,也需要从立法层面予以规范和巩固。

欧VI柴油机SCR混合器数值模拟与优化

为了提升发动机选择性催化还原(SCR)系统的低温性能,本文采用计算流体动力学(CFD)方法对某欧VI柴油机SCR混合器进行仿真模拟及结构优化,并借助台架试验进行了发动机排放测试。结果表明,混合器经最佳方案优化后,SCR系统的NOx转化率明显提升,冷态WHTC工况下NOx排放量和NH3平均泄漏量分别为0.191 g/(kW·h)、0.8 ppm,WHSC工况下NOx排放量和NH3平均泄漏量分别为0.175 g/(kW·h)、0.1 ppm,满足欧VI排放标准,且在低温低空速下运转时,混合器中未出现明显沉积物。

隧道表面图像多目标智能识别算法研究

隧道表面病害已经成为轨道交通基础设施巡检的重要任务之一,人工巡检方法耗时长、强度高,需要智能化、自动化的目标检测与病害识别算法研究。提出一种隧道多目标分类方法和智能识别理论模型,对采集的隧道表面图像进行精细化标注并建立数据集,采用基于语义分割的理论模型对隧道图像目标进行智能分类识别。考虑隧道纹理的特殊性,本研究对算法中模型结构进行改进优化,实现隧道多种目标的智能化检测。试验中,通过测试集和隧道正线图像进行对比试验,其中隧道典型病害裂缝的检测率为94.2%,渗漏水的检测率为96.9%,验证了模型和算法的有效性。

一种弹芯用聚碳酸酯的动态力学性能研究及本构关系

为了研究一种弹芯用聚碳酸酯材料在冲击作用下的动态力学响应,利用材料试验机和SHPB装置对该材料在不同应变率条件下动静态压缩性能进行测试分析,获得了该聚碳酸酯材料不同应变率下的应力应变曲线,试验结果表明:聚碳酸酯材料的压缩过程呈现明显的黏弹性现象,其动静态屈服强度和模量随着应变率的增加而变大,塑性阶段表现为应变软化与应变硬化相互作用的结果,且不同应变率下塑性阶段的应力应变曲线切向模量近似相等;基于试验结果建立了描述聚碳酸酯材料大变形力学行为的黏弹塑性本构模型,并得到了该材料的本构方程。对比分析显示,该模型可以较准确地描述聚碳酸酯材料动静态压缩行为。

异型截面长杆弹侵彻半无限厚金属靶板实验研究

为了研究截面形状对长杆弹侵彻半无限金属靶板的最终侵彻深度的影响规律,开展了截面形状为圆形、三角形、正方形、十字形的等截面积的长杆弹侵彻半无限厚靶板的实验研究。实验分为两组,分别为长径比为8、弹芯材料为93钨合金的长杆弹侵彻装甲钢靶板实验以及长径比为15、弹芯材料为45钢的长杆弹垂直侵彻45钢靶板实验。实验后得到不同截面形状、不同长径比、不同弹靶材料的长杆弹在不同着靶速度下的侵彻深度。结果表明:三种异型截面长杆弹的侵彻能力均高于相同工况下的圆形截面长杆弹,且其中十字形截面长杆弹侵彻能力最优,正方形截面次之。通过对实验结果的宏观分析,得到三种异型截面长杆弹的截面形状对长杆弹侵彻半无限靶板侵彻威力的影响规律以及侵彻机理的宏观表现。

整形器对SHPB入射波形影响规律的定量研究

波形整形器是实现分离式霍普金森压杆(SHPB)实验恒应变率加载的重要手段之一,为研究整形器对入射波形的影响规律,本文以紫铜、黄铜、铝等软材料为研究对象,在37 mm霍普金森压杆(SHPB)设备上开展了整形器直径和厚度、撞击杆速度、长度等因素对入射波形状影响规律的实验研究,并结合数值模拟仿真研究与量纲分析,给出了入射波T1和T2拐点的量纲一应力、量纲一时间的定量表达式,T1拐点的量纲一应力σ/σ*与量纲一参数Y/σ*,(d/Db)2和h/Lb分别呈线性关系;T2拐点的量纲一时间t/t与量纲一参数h/Lb、Y/σ都是呈线性关系的.