基于眼动生理测量的高原工程机械显示交互认知负荷研究

目的探究工程机械驾驶员在平原和高原地区进行显示交互操作的认知负荷,并基于认知负荷对工程机械显示交互装置的不同功能模块进行评价,提出改进建议。方法设计并实施作业地区(高原和平原)×任务类型(4种功能模块)双因子混合实验,15名平原驾驶员和12名高原驾驶员分别在平原和高原工地进行了实车实验,采用眼动仪测量指标为注视点持续时间、瞳孔直径、瞳孔直径变化率及操作完成时间。结果方差分析的结果表明,作业地区和任务类型均会对眼动指标和操作时间产生显著性影响。高原的总操作时间为235.77±81.14 s,平原为170.62±28.72 s,平原与高原的瞳孔直径差值为-0.198(P<0.05),瞳孔直径变化率差值为-0.010(P<0.05)。结论高原环境会增加工程机械驾驶员进行显示交互操作的认知负荷。装载机显示屏的电机和电池模块的认知负荷较高,且在高原环境中这一影响更为显著,对此提出了通过简化、抽象化设计等方式进行改进的建议。

不同负荷结构急性抗阻训练对神经肌肉表现的影响

目的:比较具有丰富抗阻训练经验的男性在高负荷量抗阻训练(high volume resistance training, HVRT)与高负荷强度抗阻训练(high intensity resistance training, HIRT)2种负荷结构下进行急性抗阻训练过程中的神经肌肉疲劳特征,以及训练后的急性神经肌肉反应和神经肌肉功能变化。方法:采用随机交叉研究设计,招募15名具有丰富抗阻训练经验的男性受试者,随机先后完成一次HVRT(6组×8~12次×70%1RM深蹲,组间间歇1 min)与HIRT(6组×3~5次×90%1RM深蹲,组间间歇3 min),在训练前后进行反向跳、最大等长伸膝测试、肌骨超声测试和血乳酸测试,同时记录训练过程中受试者的动作速度以及下肢优势侧股外侧肌的表面肌电信号。结果:HVRT过程中的平均速度和股外侧肌平均功率频率下降量均显著大于HIRT(P<0.05)。HVRT后血乳酸浓度、股外侧肌厚度和横截面积的增加量均显著大于HIRT(P<0.05)。HVRT后反向跳反应力量指数和最大等长伸膝力矩的下降量均大于HIRT,但仅反应力量指数的下降量具有统计学差异(P<0.05)。结论:相较于HIRT,HVRT能够引起更大程度的神经肌肉疲劳,同时对于发展肌肉围度也更加有效。

面向城市结构形态的地图认知负荷差异眼动试验研究

在空间认知领域,随着技术的进步,地图出现了三维地图、影像地图、虚拟地图等新的形式,同时带来了地图认知适用性不清、认知负荷差异缺乏量化的问题。本文针对面向城市结构形态认知问题,以二维地图、三维地图、影像地图、航拍地图图片为例,采用问卷调查、眼动试验和量表分析相结合的方法,研究不同类型地图的认知作用,同时关注其中的性别差异。结果显示,地图类型与性别两个变量均对地图认知负荷产生一定影响,组间差异显著;二维地图适用性较好,男性认知负荷与认知效果高于女性。

基于眼动数据分析交通环境要素对驾驶员视觉负荷的影响

研究旨在通过提出1种基于眼动数据得到的负荷评价指标—眼动离散程度,确定不同视觉负荷下眼动离散程度的划分阈值,并利用该指标探究交通环境要素对人工驾驶员视觉负荷影响的程度排序,进而为交通设计提供参考。研究方法为分析DADA2000数据集,利用语义分割算法与眼动特征识别算法,建立眼动离散程度变化机制模型,并将事故前3s眼动点集中区域与语义分割得到的要素进行匹配,进而得到不同视觉负荷下眼动离散程度的划分阈值和交通环境要素对驾驶员视觉负荷的影响程度排序。研究结果发现,在不同道路条件下,驾驶员的眼动离散程度和视觉负荷水平会有所变化,但事故前较短时间内眼动离散程度会降低至原来的1/3,眼动点也会集中在碰撞物或事故主要责任要素上,可通过机器学习算法对各交通环境要素影响的重要程度进行排序。分析研究结果可得到结论:利用眼动离散程度区分驾驶员视觉负荷是否过大的方法具有可行性,并可进一步用于事故防范与预测;驾驶员视觉负荷主要来源的前3位要素是自行车参与者、路侧标志杆、路面状况,影响重要度分别达到0.395、0.137、0.124。

有载分接开关绝缘油中金属颗粒运动规律及其对介电性能的影响

高压有载分接开关油室金属微粒放电引发的缺陷超一半以上严重影响长期运行可靠性。研究了有载分接开关断开过程中绝缘油中金属颗粒的运动规律及其对绝缘油介电性能的影响,可为有载分接开关绝缘状态诊断和油隙绝缘裕度设计提供理论基础。首先分别给出了流体场、金属颗粒动力学以及电场的理论分析,并阐述了三者的耦合关系;同时建立有载分接开关触头二维简化仿真模型,得到了流体场中涡流的分布、金属颗粒的运动规律以及带电金属颗粒的运动轨迹;仿真结果表明开关运动过程中,开关间隙中心处颗粒浓度最高,且会形成“小桥”。通过混合物的介电常数和电导率模型计算了金属颗粒浓度分布变化对绝缘油介电性能的影响,提出了按浓度分区计算再并联的方法,提高了介电参数计算的准确性。

不同加载方式下沥青混合料的压实过程与集料运动特性研究

为探究不同加载方式下沥青混合料的压实过程与集料运动特性,利用智能骨料进行静态压实和旋转压实试验测试;同时采用三维激光扫描设备以及图像处理技术构建具有真实形态特征的粗集料,建立沥青混合料压实过程的离散元模型,并借助智能骨料测试结果对模型进行准确性验证;最后,分析了沥青混合料内部集料运动和接触状况。结果表明,均匀增长的竖向压实载荷无法有效地使颗粒沿水平方向运动,在持续性的竖向载荷以及周期性的揉搓作用下,颗粒水平方向上的迁移和旋转能力得到激发,最终实现材料的致密化;在均匀增长的竖向压实载荷下,试件骨料-骨料间接触力较大,周期性的揉搓作用减轻了试件高压实阻力的形成,使其在后期获得更好的压实效果;靠近载荷作用区域的颗粒所受的运动更加激烈,主动压实区的颗粒运动活跃度大于被动压实区,而边缘区域的颗粒运动变异系数较高。

面向时空轨迹流的共同运动模式分布式挖掘算法

从轨迹流中挖掘共同运动模式指在同一时间内发现具有相同运动行为的移动对象群体,在交通物流、疫情防控等方面具有重要意义。然而,现有研究面对大规模轨迹流数据难以做到快速响应。因此,本文首先提出了基于滑动窗口的分布式时空轨迹流共同运动模式挖掘算法,使用滑动窗口计算模型代替快照计算模型,利用增量式更新代替重新计算,使算法更适用于无界且快速到达的轨迹流数据,在效率和有效性方面呈现更好的性能。其次,针对分布式流处理系统中由于负载不均导致性能下降问题,提出了自适应多级动态数据分发策略,该策略能够适应轨迹流数据的动态变化,实时监测系统负载情况并根据负载不均的程度做出适当调整。最后,基于分布式流处理平台Flink实现了上述功能,并通过真实数据集的实验证明本文提出的算法比基准方法具有更快的响应速度和更低的延迟。

虚拟地理环境的智能交互研究进展及其耦合联动方案

虚拟地理环境是表示和模拟真实世界的有效工具,如何建立环境到人的刺激评估交互过程是需要考虑的问题.目前多维度、多模式地理环境可视化系统的交互和反馈方式比较割裂,整体认知耦合性仍存在不足.总结虚拟地理环境智能交互研究现状,并对二、三维地理环境联动耦合认知进行研究.提出使用3D打印技术、电子地图技术、二维条形码技术和图像识别技术等构建二、三维耦合模型,探索系统自适应匹配联动耦合认知方案;在模型中采用以眼动控制交互技术为主,辅以语音、手势等自然交互方式,优化资源分配和认知效果,提升地理信息传输和认知交互效率;然后,对虚实地理空间多通道认知负荷进行分析,通过眼动参数指标量化监控、分析和优化认知负荷,提出基于注视点渲染的认知效能优化理论模型,提升交互体验.

基于眼动特征的信号交叉口老年人等待过街精神负荷分析

为适应我国老龄化社会的到来,对比年轻人,分析了老年人在信号交叉口面对不同过街场景时精神负荷情况。选取重庆市南岸区内3个交叉口8张不同的图片作为实验场景的刺激物,并利用眼动仪采集被试的眼动数据。通过因子分析,以注视、眨眼和瞳孔直径作为典型指标,量化行人等待过街时的精神负荷。结果表明:老年人精神负荷最大为场景2(1.38);两类行人的精神负荷相对差值最大的为场景4,老年人高于年轻人55.02%;部分老年人更容易受到信号灯和路桩的影响;老年人对场景4中的黄色台阶和深色缓坡投入更多注意力(16.59%);老年人对场景2中的灰色路桩注视时间百分比为20.44%,对场景8中的蓝白色路桩注视时间百分比为27.01%,说明醒目的路桩可以显著提升老年人对远处安全设施的注意力。研究成果可为提升老年人过街的安全性设置提供一定的参考。

功能性动作筛查(FMS):争议、局限及拓展

运用文献资料法、逻辑分析法等研究法,对功能性动作筛查(FMS)进行系统梳理与客观评价,从相关争议总结功能性动作筛查存在的功能局限,并针对性进行优化与拓展。研究认为,功能性动作筛查的争议集中于是否能预测运动损伤,与竞技表现是否相关以及信效度问题等。在实践中,思维不能禁锢于FMS就是7个基础动作的筛查,也不应局限于仅用7个动作就衡量运动员的基本动作能力;引起争议的原因是FMS自身存在功能局限:无叠加负荷,无法反映特定负荷下的稳定与灵活;惟稳定支撑,无法体现非稳定动作的对称与平衡;不满足专项,无法契合专项技能表现的核心诉求。在竞技体育中应用FMS应考虑筛查动作叠加多维负荷,以期拓展筛查深层弱势;动作进阶非稳支撑以期拓展筛查动态平衡;动作契合专项技术以期拓展筛查深入专项,促进运动员从功能到体能、从基础到专项的衔接,进而使FMS更加契合竞技体育评估的诉求。

鞋式能量收集器的研究现状及发展趋势

收集足部运动所产生的各种机械能并转换为电能的鞋式能量收集器,在可穿戴式微型传感器中具有巨大的应用前景,受到了国内外研究人员的广泛关注。文章系统调研了国内外鞋式能量收集器的研究进展。根据足部运动产生的不同的激励,将鞋式能量收集器分为直接加载型和惯性激励型两大类。重点分析了这两类能量收集器的结构、工作原理及其优缺点,并总结了鞋式能量收集器的发展趋势。

探究即刻负荷对下颌后牙区单牙非游离端缺失后缺牙间隙的影响

目的:探究常规种植即刻负荷,对下颌后牙区单牙非游离端缺失后三维间隙的影响。方法:选择40例接受下颌后牙区非游离端单牙种植治疗的患者纳入研究。试验组(n=20)行常规种植即刻负荷治疗,对照组(n=20)行常规种植常规负荷治疗。分别于术后当天与术后3个月采集患者的口内光学扫描数据,再依次运用三维配准与偏差分析算法对术区邻牙以及对颌牙的三维位置改变量进行分析,并对其平均偏差(AVG)与均方根值(RMS)进行记录。结果:试验组术区近中邻牙近、远中向变化量的AVG和RMS分别为(20.83±9.07)μm、 25.66±10.82,均小于对照组AVG为(106.38±38.41)μm、RMS为118.74±42.18,且差异具有统计学意义(P<0.05);试验组术区远中邻牙近、远中向变化量的AVG和RMS分别为(12.03±8.01)μm、14.59±8.95,均小于对照组AVG为(113.63±42.79)μm、RMS为127.39±45.93,且差异具有统计学意义(P<0.05);试验组术区对颌牙垂直向变化量的AVG和RMS分别为(19.66±8.59)μm、23.97±9.93,均小于对照组术AVG为(61.38±18.29)μm、RMS为70.54±21.42,且差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:相较于常规负荷治疗,下颌后牙区单牙非游离端缺失后的即刻负荷治疗能够对缺牙间隙进行有效地维持。

南山煤矿大倾角煤层群开采覆岩移动破坏规律

为了掌握南山煤矿大倾角煤层群开采时基本顶破断规律、下部煤层开采覆岩移动破坏规律及其对上覆煤层的影响,理论计算了基本顶破断步距,采用理论计算、数值模拟和相似模拟实验研究了下部B4煤层开采覆岩破坏规律及其对上覆B8煤层的影响。研究表明,将弹性双向板简化为固支梁和悬臂梁计算B4工作面基本顶初次断裂步距为46.4 m,周期破断步距为18.9 m,与相似模拟实验结果相近;B4煤层覆岩破坏范围受倾角影响呈现不对称特性,工作面上端部覆岩破坏高度明显大于下端部;B4煤层开采会影响B8煤层,但影响程度不同,在最小层间距时影响最大,此时B8煤层工作面上端部区域会处于B4煤层覆岩裂隙带上部;B4煤层回采时采场来压强度属于明显—强烈,动载系数为1.28~1.53。

对不同运动负荷方案下的心率及RPE效度研究

目的:分析男子在不同运动负荷方案下,Borg的公式"HR=RPEx10(心率=主观感觉运动负荷等级×10)"估算出的心率是否可靠,验证RPE值是否与心率表现出高度相关,为提高RPE(主观感觉运动负荷评估表)评价的有效性与客观性提供一定依据。方法:测定7名在校体育学院男生的最大耗氧量,自行车递增负荷运动以及恒定负荷运动中各等级负荷末1 min心率、耗氧量、呼吸频率和RPE值等指标。结果:在递增负荷运动中,受试对象评定RPE等级的估算心率其特点呈现低负荷及中、高负荷时偏低,最大负荷时偏高的特点,并且,中、高负荷及最大负荷运动时RPE估算心率值与实测心率值有显著差异(P>0.05)。在恒定负荷运动中,受试对象的RPE估算心率值呈现整体偏低的特点。RPE与心率、呼吸频率,呼吸商、摄氧量等几项指标相关系数远远低于文献记录的相关系数0.80～0.90,且呼吸频率与RPE值的相关性高于心率。结论:公式"HR=RPEx10"得出的估算心率值,在男子进行递增负荷运动时可能不够准确,而在恒定负荷运动中估算效果更佳。在采用不同评价方式评价RPE时,估算心率与实际心率之差值幅度随评价时间延长而递增。呼吸频率与心率相比,在反映RPE指标时可能更敏感,在评价RPE值时效度可能更高。

分离式被动防护网整治山体危石应用研究

研究目的:传统被动防护系统上下支撑绳与钢柱采用绑扎连接,结构形式、系统受力不尽合理,冲击力传导性能差,落石冲击时应力集力,钢柱容易发生弯曲变形,使防护效果大打折扣。分离式被动防护网,克服了传统被动防护网的缺点,在山体危石防护上得到良好的应用。研究结论:计算和试验结果表明,分离式被动防护网通过上下支撑绳与钢柱的特殊连接设计,使整片护网与钢柱分离,系统各构件受力更加均衡合理,在拦截落石时,钢丝绳可以自由滑动,减少应力集中,使钢柱受力减小,冲击力传导性更好,既提高了系统的防护能力,保证了防护效果,也节约了防护造价,减少了后期维护,确保了行车安全。研究成果可应用于铁路边坡防护工程。

堆载下土体侧移及对邻桩作用的有限元分析

在分析堆载作用下土体侧向位移的基础上 ,采用有限元法对无桩条件下的自由场土体侧向位移以及设置桩基后的桩土相互作用进行了数值分析 ,讨论了土体弹性模量和泊松比对土体和桩基侧向变形的影响 .结果表明 ,邻近堆载的自由场土体侧向变形可近似为上部软土的抛物线形和下部硬土的倒三角分布模式 ,采用不同的土体本构模型 (弹性或弹塑性 ) ,桩基的变形规律随弹性模量。

沙波运动与推移质输沙率

基于沙波运动,通过理论分析水沙运动的动力学因素,合理概化水沙运动模式,综合分析水流运动过程中所受到的力,利用沙波迎流面水体的动量方程,从理论上研究沙波波高随水流运动变化的数学表达,并将其与推移质输沙率联系起来,建立一个推移质输沙率与相对水流强度的数学关系式.计算分析表明,公式所能描述的规律与室内外资料相符,能较好地反映推移质输沙率与相对水流强度间的正向变化的全过程,具有理论和实用价值.

爆炸荷载下岩石破坏的数值流形方法模拟

为了更好地利用数值流形方法对动力学问题进行分析,在对原数值流形方法中的动力学问题求解思想进行分析的基础上,采用动力有限元方法中的Newmark法对该算法进行了改进。改进后的数值流形方法与原来相比具有三个明显的优势:(1)当选择合适的参数后,该方法能够保证解的无条件收敛;(2)可以采用比原算法大得多的时间步长;(3)充分考虑了动力学问题中的阻尼效应。最后通过一个算例说明了改进后的数值流形方法能够很好地模拟岩石在冲击载荷作用下破坏的全过程,克服了有限元法不能模拟岩石破坏后块体运动情况的不足。

脊柱离体运动加载方法研究进展

离体脊柱生物力学测试研究对于理解和掌握脊柱的功能、损伤、退行性变以及脊柱植入物的影响均有重要的意义。脊柱生物力学的研究包括对脊柱的加载方法及脊柱运动状态的描述两个方面,脊柱的加载方法主要经历了从逐级加载到连续加载的过程。本文针对脊柱生物力学研究现状,分析国内外相关文献资料,总结了现有脊柱离体运动加载研究方法并对其进行了综述,为今后脊柱运动加载研究提供一定的参考和帮助。

乒乓球运动员对发球旋转的认知加工特征

目的:探讨不同水平女子乒乓球运动员对发球旋转认知加工的特征。方法:研究对象为国际健将级和二级乒乓球运动员。采用录像视频时间阻断的方法对被试进行测试和评价。结果:国际健将运动员发球旋转判断的准确性好于二级运动员,反应时间慢于二级运动员。信息量影响运动员旋转方式的判断。不同水平运动员的视觉搜索方式存在差异。结论:在速度—准确率的权衡上,国际健将级运动员发球旋转判断偏重于准确性。运动员旋转方式的判断准确性不均衡,运动员对转球和侧上旋判断优于对不转和侧下旋的判断。信息量影响运动员旋转方式判断的准确性。在触球瞬间和球到发球方球台时运动员对侧下旋的判断最好。当球落至发球方球台时运动员对旋转的判断准确性由高到低依次是转球、侧下旋、不转球的判断。在视觉搜索方式和行为反应的关系上,国际健将组运动员表现为注视频率低,眼跳距离短,准确性高,反应时慢的特征;二级组运动员呈现为注视频率高,眼跳距离长,准确性低,反应时快的特征。