道路环形交叉口机动车冲突风险区识别模型研究

为定量识别城市非信控环形交叉口区域内的机动车冲突风险易发生点,降低环形交叉口的事故发生率,本文构建针对非信控环形交叉口机动车冲突风险识别模型。首先,利用无人机采集高精度、连续的多车辆轨迹视频,结合Kinovea视频运动分析软件实现运行车辆状态识别与跟踪,并记录车辆每一帧的运动数据;其次,基于交通冲突识别指标TTC(Time to Collision),提出适应环形交叉口道路线形特征的车辆TTC计算方法,并使用累计频率法确定严重、一般和轻微冲突的阈值分别为1.2,2.8,4.4 s;最后,通过绘制高峰和平峰交通冲突空间异步图,并结合交通冲突数和严重冲突率,对环形交叉口的36个子区段进行交通冲突风险等级评定。研究结果显示:在高峰时段,某一子区段的平均交通冲突发生次数约为15次,严重冲突率为17.45%;在平峰时段,某一子区段的平均交通冲突发生次数约为8次,严重冲突率为8.28%。重度风险区域在高峰时段占比达到50%,而在平峰时段为8.33%,这些重度风险区域主要集中在交织区段。因此,环形交叉口在高峰时段且位于交织区段的情况更易发生交通事故。本文研究成果有助于交通管理部门了解环形交叉口在不同时段和区段上的交通冲突情况和特征,以便采取相应的预警和管理措施。

提高微腔孤子光频梳泵浦能量转换效率技术研究进展

分析了孤子微梳泵浦能量转换效率低的原因,介绍了目前已提出的几种提高孤子微梳泵浦光能量转换效率的技术方案,包括激发孤子晶体光梳利用多孤子结构、正常-反常色散双腔耦合泵浦光循环存储结构、微腔-光纤/波导环泵浦光反馈耦合干涉结构、主-副微环腔耦合超模谐振峰劈裂结构等,并分析了这些方案的优缺点。在此基础上,给出了本课题组对反馈耦合腔的优化设计,仿真模拟结果显示,单孤子微梳的泵浦光转换效率可超过25%。最后,对孤子微梳的低能耗产生方案作出总结和展望,为微腔孤子光频梳泵浦能量转换效率提高技术的发展与应用提供理论参考。

铝酸盐体系中氧化时间对碳化硅颗粒增强铝基复合材料微弧氧化膜层的影响

[目的]探究氧化时间对碳化硅颗粒增强铝基(SiC_(p)/Al)复合材料微弧氧化膜层的影响。[方法]选用铝酸盐体系作为电解液,对SiC_(p)/Al复合材料进行微弧氧化处理,分析氧化时间对膜层组织结构、物相、厚度、粗糙度、结合力、电绝缘性及耐蚀性的影响。[结果]随着氧化时间延长,膜层逐渐变得连续均匀,厚度增加。若氧化时间过长,膜层会出现层叠现象,形成大尺寸微孔及裂纹,且生长速率越来越低。膜层结合力随氧化时间延长先增大后减小,在60 min时最大,达到39.85 N。氧化时间为10 min时,膜层的电绝缘性及耐蚀性最优,100 V和500 V电压下的绝缘电阻分别达到3.11×10^(12)Ω和1.41×10^(12)Ω,腐蚀电位为-0.6298 V,腐蚀电流密度为1.332×10^(-7)A/cm^(2)。[结论]SiC_(p)/Al复合材料表面微弧氧化膜层的连续性、均匀性及生长速率均与氧化时间有关。需选择合适的氧化时间,才能制备出连续、均匀且综合性能优异的膜层。

时间投影室原理及其应用

时间投影室是一种广泛应用于大型物理实验的粒子鉴别探测器,它通过粒子径迹产生电离电子的漂移时间和漂移方向的投影位置确定径迹三维坐标,具备较好的能量分辨和很高的位置分辨能力。自时间投影室被发明以来,已广泛应用于国外的大科学实验装置上,在对撞机和固定靶实验等方面均发挥了很大的作用。虽然国内的科研机构在早期对时间投影室进行过一些初步研究,但由于技术的限制并没有展开过很多应用。近十年间,伴随着锦屏地下实验室的PandaX-Ⅲ实验的开展、东莞中国散裂中子源等一批科研装置的落地、环形正负电子对撞机的概念设计完成,时间投影室作为主径迹探测器在这些实验中承担了很大一部分工作,并已进行了更多的研发和使用。现阶段有必要对时间投影室在国内外的具体应用与发展进行梳理,本文先梳理出时间投影室的发展历史、工作原理和现状以及时间投影室上核心读出探测器的发展,然后介绍时间投影室在国外大科学实验装置上的应用和最新进展,最后给出时间投影室在国内科研项目上的应用。以此为时间投影室下一步的研发与应用奠定基础。

浅海海底浅层微小目标体高精度探测技术研究

浅海海底浅层微小目标体一般体积小、埋深较浅,且由于其材料制作上的特殊性,目前应用水声探测方法达不到较好的探测效果。本文从地声数值模拟角度出发,研究如何通过多道地震这一地声探测手段来实现对海底浅层微小目标体的高精度探测。首先,基于波动理论的高阶交错网格有限差分法实现对于微小目标体的正演模拟,探索不同激发主频、不同海底形态、不同掩埋深度情况下浅海微小目标体的地声传播响应特征,总结微小目标体在不同条件下的地声传播规律;其次,通过成像精度更高的逆时偏移技术,实现对于微小目标体的位置、形态的高精度成像。不同浅海微小目标体模型的试算结果表明,采用多道地震的地声探测手段,能够实现对于浅海微小目标体的高精度探测,探测的微小目标体成像位置准确、形态表征良好。

基于COMSOL的7075铝合金微弧氧化时间及正向电压对氧化膜层的影响

研究了微弧氧化时间及正向电压对7075铝合金膜层厚度以及生长趋势的影响。以7075铝合金为研究对象,在多物理场仿真软件COMSOL Mutiphysics的帮助下建立铝合金成膜过程中的物理模型,基于有限元的方法求解出了微弧氧化成膜过程中的膜层厚度变化。仿真得到特定时间或者特定电压下的膜层厚度分布图,根据仿真结果绘制了电压-膜层厚度曲线、时间-膜层厚度曲线。由仿真结果可以看出:当正向电压分别为350、400、450 V时,膜层的最大厚度分别为38.804、50.150、61.496μm;当微弧氧化时间分别为15、25、35、45 min时,膜层的最大厚度分别为25.075、41.792、58.508、75.225μm,且膜层厚度均呈现由中间向两侧逐渐减小的现象。根据仿真结果可以得出以下结论:随着正向电压的升高,膜层厚度增大;随着氧化时间的增加,膜层的厚度也增加。在膜层厚度分布上,越靠近阴极的位置膜层越厚,远离阴极的位置膜层比较薄,且不同参数下膜层的最厚点与最薄点出现的位置不变。

复合微多普勒信号的时频谐波分析方法

在对复合微动目标的雷达回波进行时频分析时,存在时频曲线能量难以聚焦等问题,影响目标微多普勒特征提取和分析。对此,提出了时频谐波条纹的概念以及相应时频变换方法。基于复合微动包含中心运动分量和高频运动分量的假设,首先利用样条函数拟合中心分量频率曲线,构造时频变换核函数。然后,通过参数化时频变换将时域的复合微多普勒信号转化为时频平面上的谐波条纹。所提方法相比短时傅里叶变换和伪魏格纳分布等经典方法,能够明显改善复合微动目标雷达回波时频变换的能量聚集性与杂散抑制效果,仿真验证了所提方法的有效性和对低信噪比条件的适应性。

成人学习者微学习意蕴、问题与促进策略研究

微学习是一种基于移动技术的新型数字化学习方式,具有课程模块化、对象开放化、时空泛在化、方式交互化和媒介便捷化等基本特征,在丰富学习者学习内容与手段、增强学习者学习效能、缓解学习者工学矛盾等方面具有积极作用。在成人学习者微学习活动中,针对微学习意识不强、微课程供给不足、微学习深度不够、微学习素养较低等问题,应采取提升微学习自觉、加强微课程供给、做好微学习支持服务、提高微学习能力等策略,保障学习者微学习质量。

基于改进EMD和ARMA的MEMS陀螺仪随机误差补偿方法

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)陀螺仪的随机误差限制了其测量精度。为了降低MEMS陀螺仪的随机误差,提出一种基于改进的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和优化的自回归滑动平均(Autoregressive Moving Average,ARMA)模型的方法。该方法在传统EMD的基础上,结合Hausdorff距离和累积标准化模态均值以提取信号中的噪声和趋势项,对剩余信号进行ARMA建模和滤波。采用沙猫群优化算法优化建模的定阶过程,采用改进的自适应滤波补偿随机误差。试验结果表明:相较于传统EMD和传统ARMA方法,新方法在静态试验中得到的均方根误差分别降低52.5%和34.4%,在动态试验中得到的均方根误差分别降低50%和32.35%;新方法有效抑制了随机误差,提升了MEMS陀螺仪的使用精度。

基于自适应参数估计的微动时频表征重构方法

针对数据缺失条件下的目标微动回波时频表征重构问题,提出了一种基于自适应参数估计的微动时频表征重构方法。首先,将缺失的微动时频表征重构问题建模为基于L_P范数最小化的稀疏重构问题,其次,引入哈达玛积参数将L_P范数最小化稀疏重构问题转化为多个L_2范数联合最小化问题,并采用迭代吉洪诺夫正则化求解,同时在每次迭代过程中根据重构结果自适应估计正则化参数,最后,采用除偏处理减小了重构时频表征的振幅衰减。与传统微动回波时频表征重构方法相比,所提方法避免了需要人工设置正则化参数不足的问题,并且重构的时频表征更加完整。仿真实验和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性和稳健性。

基于半波相消的旋转叶片微动回波时频分析

在雷达探测场景中常见旋转引起的微多普勒效应,产生的微动特征与目标的几何和运动参数相关。文中从微动回波的线积分模型出发,基于半波相消的角度对旋转叶片微动回波时频特征形成机理进行了全面分析。首先在远场条件下,基于半波相消分析了旋转微动瞬时频率的形成机理,解释了其旋转微动时频特征的双端效应。进一步地,将半波相消分析扩展至近场条件,解释了近场条件下时频图双端区和镜面散射区凸显的效应。对于远场和近场条件,该文均给出了时频结果的定量解析计算方法。从图像形状和能量变化的角度对近、远场的时频特征进行分析,讨论了不同条件和参数对时频特征形状和细节的影响,基于半波相消分析将近场和远场分析统一起来,同时将线积分模型和局部散射模型联系起来。仿真实验验证了所提分析方法的正确性。

基于材料种类的视角下SAP内养护水泥的基本性能研究

为了研究SAP种类对水泥性能的影响,将3种类型(B、C、D)SAP分别与P·S32.5级水泥和P·O42.5级水泥耦合作用,从宏观和微观两个角度对水泥的基本性能进行分析。结果表明:B类SAP优于C类和D类SAP;B类SAP能够提高水泥的胶砂抗折强度,降低抗压强度;C类和D类SAP均使得水泥胶砂强度降低。掺入SAP能够增加两种水泥的标准稠度用水量并延长初凝和终凝时间。SAP内养护作用能够在水泥浆体内部形成“储水释水库”,从而改善水泥的基本性能,为后续的工程应用提供理论依据。

基于时变增益的微电网分布式预定时间经济调度算法

针对微电网的经济调度问题,本文提出了一种基于时变增益的预定时间分布式优化算法。不同于传统渐进/指数收敛算法,本文提出的算法能保证发电单元输出功率在给定时间内收敛于最优值。同时,该给定时间可由设计者根据任务需要提前设定,且不受系统初始条件及系统控制参数影响。利用凸优化理论、李雅普诺夫稳定性理论,综合分析了算法的预定时间收敛性能。最后,通过数值仿真案例验证了算法的有效性。

多线切割保公差工艺对烧结钕铁硼永磁体表面质量的影响

采用多线切割保公差工艺切割烧结钕铁硼永磁体,利用SJ-410粗糙度仪、JMS-6010LA型扫描电子显微镜对微观形貌及表面粗糙度R_(a)进行表征。结果表明:随着进给速度增高和线速度的降低,金刚石磨粒压入深度减小,微观形貌由深犁沟、凹坑、破损变为浅犁沟、浅凹坑和破碎,材料去除机理由塑性去除变为塑性变形。粗糙度R_(a)随着进给速度和线速度的增高而减小;进给速度和线速度对法向载荷呈相反作用,在不同工艺参数下的材料去除方式中,塑性变形和塑性去除占据主导作用,进给速度10 mm/h和线速度1190 m/min的粗糙度最低,表面质量最优。切割时间只与进给速度有关,线弓随着进给速度增加,随线速度降低。

工业类小微企业发展的时代机遇、现状与趋势

通过问卷调查和相关文献的综合分析,研究工业类小微企业发展的时代机遇、现状与趋势。调研数据分析发现工业类小微企业的发展存在诸多困难与挑战,面临着生产经营压力、成本增加、资金紧张等问题,此外工业类小微企业的发展与政府相关政策具有一定相关性。工业类小微企业是我国经济中的重要组成部分,对经济发展起着至关重要的作用。对此,研究在我国高质量发展和“十四五”规划发展背景下,工业类小微企业所面临的优越政策条件和未来发展趋势,以便为政府制定更有针对性的支持政策和为企业提供有效的发展建议。

应用于时间投影室的光刻一体化微结构探测器性能研究

时间投影室(Time Projection Chamber,TPC)可以同时测量时间和位置信息,光刻一体化微结构探测器作为其读出探测器具有抗干扰性强、均匀性好、透过率高的特性。为了寻找探测器最佳的工作条件,使用55Fe豁免源测试了实验室研制的流气型光刻一体化微结构探测器在不同Ar和CO_(2)比例下的增益、能量分辨率以及在最优气体比例下的均匀性。根据测试结果,探测器在85%Ar和15%CO_(2)混合气体下增益达到最大,超过104,增益均匀性为3.26%,达到目前国际上光刻微结构探测器同等水平。对雪崩区厚度分别为100μm、160μm和220μm的3种光刻一体化微结构探测器增益及其均匀性进行比较,雪崩区厚度为160μm的探测器是更优的选择。研制了密闭型微结构探测器,通过测试证明,可以在常温常压下正常工作21天以上。闭气模式下探测器的增益与温度呈负相关,与流气模式下相反,两种模式下的能量分辨在短期内都不受小范围温度变化影响。

雷达鸟类目标微多普勒贝叶斯增强算法

针对传统恒虚警率(constant false-alarm rate,CFAR)方法难以探测鸟类目标的问题,提出一种基于时频(time-frequency,TF)域鸟类目标微多普勒贝叶斯增强算法。首先,以鸟类目标扑翼模型为基础,建立雷达回波信号及微多普勒模型。其次,考虑短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT),对回波信号进行时频分析。针对STFT加窗操作影响分辨率及其对杂波敏感的问题,引入广义高斯分布对先验自适应建模,在贝叶斯推理方式下实现时频域微多普勒特征增强。考虑到目标非多普勒特征非平滑,后验分布计算困难,提出用近端未调整朗之万算法(proximal unadjusted Langevin algorithm,P-ULA)进行高效求解。仿真及实测实验数据表明,所提算法不仅能够有效抑制背景噪声,而且可以在一定程度上保留微多普勒特征的连续性。

中国大陆时变重力观测:技术探索、挑战与应用展望

近年来,陆地高精度时变重力观测技术迅猛发展,除了以量子重力仪为代表的绝对重力装备不断实用化,中国大陆重力观测网络的布局也日趋完善。目前,中国大陆主要活动构造区已经建成优于百km尺度分辨率能力的μGal级时变重力场观测网络。本文从中国大陆时变重力观测技术方法的角度,首先介绍陆地时变重力观测系统、仪器分类以及中国大陆高精度重力观测系统的建设发展、存在问题及优化建议;其次,介绍时变重力技术方法与模型产品以及应用进展;最后,围绕中国大陆时变重力数据产品和应用中的问题,提出面向中国地震科学实验场和深地科学问题的下一代陆地重力观测系统设计布局设想。作为国家地球物理监测网络的重要组成部分,陆地时变重力观测能够提供高精度的时变重力模型产品,为深入探索地壳深部动力学机制、地球物理导航和国防建设提供重要的数据支撑。

基于机械分离法的再生粗集料的路用性能

为研究废旧沥青路面材料(reclaimed asphalt pavement,RAP)的机械法油石分离技术,分析再生粗集料的性能,采用洛杉矶磨耗仪对RAP进行磨耗作为再生粗集料,采用磨耗率和分离率评价分离效果,测定不同旋转次数下RAP的磨耗率和分离率随球料质量比的变化,确定最佳工艺参数,采用荧光显微镜观察再生粗集料的微观空隙状态;将再生粗集料、同源普通石灰岩粗集料、抽提的粗集料分别与细集料拌制稀浆混合料应用于微表处中,研究不同材料对微表处性能的影响。结果表明:油石分离的最佳工艺参数为磨耗仪旋转900次,磨料用小球与RAP的质量比为1.0;再生粗集料表面仍残留沥青,填充于开口空隙中;与其他2种粗集料相比,再生粗集料制备的微表处混合料的可拌和时间延长,配伍性及抗水害性能明显提升,油石比下降,可有效节省乳化沥青。再生粗集料可作为微表处中的新集料使用,性能优越,施工成本降低。

添加剂SiO_(2)和CaCO_(3)对M型锶铁氧体结构及磁性能的影响

采用固相法制备M型锶铁氧体,研究了球磨时间与添加剂含量对M型锶铁氧体微观形貌、晶体结构、磁性能的影响。实验结果显示,随着球磨时间的增加,样品的磁性能呈先增后减的趋势。在球磨时间为16 h时,样品展现出最佳的磁性能,其M_(r)=66.35 A·m^(2)/kg,H c=140.9 KA/m,(BH)_(max)=28.88 kJ/m^(3)。此外,在添加剂含量上的研究同样发现,样品的磁性能呈现先增加后减小的趋势。具体而言,当添加剂为CaCO 3时,最佳的添加量为1%(质量分数),此时(BH)_(max)=29.36 kJ/m^(3),而当添加剂为SiO 2时,最佳添加量为0.2%(质量分数),此时(BH)_(max)=34.63 kJ/m^(3),H c=337.0 KA/m,M r=65.01 A·m^(2)/kg。实验结果表明通过调节球磨时间和添加剂含量可以改善锶铁氧体的孔隙率,进而提高该材料的磁性能。