江苏大学学报(自然科学版)杂志

江苏大学学报(自然科学版)杂志2019年第1期

• 基于DSP平台的实时视觉车辆检测方法

  王海1,李诚1,蔡英凤2,陈龙2,何友国2

  针对现有嵌入式平台车辆检测算法实时性不足的缺点,从算法耗时的根本原因出发,提出了基于多范围ROI的车辆检测方法.该方法对传统Adaboost算法进行了改进,以多尺度范围窗口遍历多层感兴趣区域以减少对整幅图像及对单一ROI遍历的次数.利用VS软件对算法优化前后的结果进行了仿真对比分析.在底层移植上采用静态分配内存替代动态内存分配,并利用DMA代替内存库函数的方式完成了算法的嵌入式移植.结果表明:本算法在检测准确性及实时性上均有较好效果,本方法在保证车辆检测准确率的同时能有效提升检测速度,在输入图像大小为720×480 像素时,达到13～15帧?s-1的处理速度,满足了车辆实时检测的要求.

• 轨道交通十字换乘车站缓冲区域的优化设计

  董哲伟,徐永能

  由于地铁客流不断增加,换乘站作为地铁线路的枢纽,拥堵现象十分严重,其中十字换乘站拥堵最为严重.针对这类车站拥堵问题,提出了设立缓冲区域来缓解拥堵的方法.以Anylogic软件进行仿真,获得十字通道内产生拥堵的客流规律.通过建立缓冲区域模型,利用正交分析法得到客流缓冲面积公式.建立系统到达模型,利用客流密度和理论到达人数为评价指标,以南京大行宫地铁站为实例进行了优化验证.结果表明:只需设立很小的缓冲区域便可以极大缓解十字换乘通道的拥堵现象,让大行宫地铁站通行能力提高近30％.

• 基于能耗和成本的纯电动汽车传动系统参数匹配

  邱立琦1,王良模1,邹小俊2,宋伟2,叶进2

  为获得纯电动汽车动力传动系统合理的设计方案,对纯电动商用车匹配单级减速器、2挡变速器或3挡变速器的能耗和成本进行了分析研究.基于电动机效率自主生成法建立了备选电动机数据库,以经济性为目标对数据库中每一电动机适用的传动系速比进行优化,建立了动力传动系统成本模型,并对系统总成本进行预估.结果表明:对于大部分电动机,匹配2挡变速器较单级减速器系统平均能耗可降低2％～10％、平均成本可降低1％～4％,而匹配3挡变速器较2挡能耗降低比例小于4％、成本降低幅度小,甚至出现成本增加情况.因此,基于能耗和成本平衡角度,将2挡传动系统定为该车型最合理的设计方案,并从效率最优角度匹配获得该纯电动商用车动力传动系统的参数.

• 基于智慧公交平台的公交政策性亏损补贴测算

  罗清玉,宋金鸽,吴文静

  针对政府对常规公交政策性亏损和经营性亏损测算范围划分不明确,测算指标数据不精准,造成部分公交企业入不敷出、公交服务质量下降等问题,在修正原有的常规公交企业标准成本的基础上,采用标准成本代替运营成本、结合新能源公交补贴等公交优先政策,明确划分补贴范围,建立以客流量、票价类型和公交车辆类型为基础变量的公交政策性亏损补贴综合测算模型.避免传统企业和部门统计数据的误差,充分利用智慧公交管理平台,挖掘实时数据进行模型参数标定.结果表明:基于智慧公交数据的政策性亏损补贴测算方法可避免政策性亏损与公交企业自身经营性亏损的混淆,解决由于政府补贴不合理而造成的常规公交企业运营质量下降等问题.

• 公交进站换道行为对车头时距的影响

  刘悦棋1,向红艳2,陈城辉1

  公交车进站换道行为属于城市道路上的常发性、强制性换道行为.为了探寻因其导致的公交站上游交通组织状态混乱的影响因素,定性分析了公交车进站换道行为的过程,并且借助实际调查数据,定量分析换道耗时、换道次数、离站路程、穿越车道数和交通量这5个因素与车头时距的关系.基于主成分分析法,建立了车头时距与上述5个因素的多元线性回归模型,模型检验效果良好,效果优于经验回归模型.结果表明:公交进站换道对车头时距的影响过程,第1主成分主要反映换道耗时,而换道次数不满足主成分要求,对车头时距影响相对不明显;除了离站路程与车头时距成反比,其余4个因素与车头时距均成正比,即在高峰时期,公交车进站换道位置离站越远,较少的换道耗时、换道次数、穿越车道数或交通量都有助于改善公交站上游车辆交通状况.

• SIFT与多区域决策融合的车辆行为分析方法

  施佺1,2,孙兵1,惠人杰2,孙玲1,王晗2

  在大交通流与多运动轨迹相互交错、遮挡的复杂路况中,为了对车辆行为进行有效分析,提出了一种基于SIFT特征点和多区域决策模型的车辆违章行为分析方法.该方法首先利用2帧视频图像之间SIFT特征点的匹配结果获取视频图像中各车辆的运动矢量,进而提取其中有效的行为特征;然后根据不同车道区域的客观行车规章要求,建立车辆正常行车／违章行车的多区域决策模型;最后根据决策模型完成车辆违章行为的定性分析,给出行为结果.结果表明:提出的车辆违章行为分析方法检测准确率高、误检率低且实现简单,能够满足复杂交通路口的交通监控等实际应用环境的需求.

• HiperLAN／2信道中信标的自适应调制方法

  江晓明1,童欣1,江浩斌2,李康飞1

  针对交通领域中的行车安全问题,研究了车联网中的预防式安全应用,分析了传统调制编码方法下信标的数据传输成功率和传输时延这2个指标的分布.结合车联网安全应用的需求,提出了基于信道估计的信标自适应调制方法.建立了采用HiperLAN／2信道模型的车联网信标收发系统,该系统通过测量与估计各个子载波的实时衰落量,采用自适应的分配调制编码方法.对比了传统调制和新型调制方法在该系统中的通信指标.分析了信标数据包格式对新型调制方法的影响.结果表明:新型调制方法下PDR和时延均有所改善,该方法能适应常用格式数据包,提升了信标数据的实时交互质量,适应性强,能满足IoV中预防式安全的需求.

• 来流参数对DOC性能的影响试验

  孟忠伟1,2,晋兆祥1,方嘉2

  基于柴油机台架,通过改变来流温度或者空速,探索来流参数对DOC性能的影响规律.试验结果表明:升高来流温度,压降呈线性增长,且空速越高,增长率越大;发动机正常运行时,DOC温升特性不明显,出口温度变化受到空速和来流温度的影响;排气管喷油时,DOC燃油起燃特性受来流温度的影响,要达到相同DOC出口温度,来流温度越高,THC泄漏量越少;DOC能够显著降低CO和THC的排放,且转化效率都随着来流温度升高而先增加再趋于平缓;DOC将NO氧化为NO2能力较强,NOx中NO2的体积分数随着来流温度升高先增加后减小,的最大值在DOC中出现在350 ℃附近.

• 柴油机不同负荷下排气颗粒作用力与形态分析

  孙旭1,2,何仁1

  采用原子力显微镜与高分辨透射电镜,分析了单缸柴油机3 600 r?min-1不同负荷(50％,75％和100％)下排气颗粒的力学参数和形态特征.测量结果表明:在相同转速下,随着负荷的增大,颗粒物的吸引力Fat增大,分别为1.31,1.64和2.28 nN;颗粒的黏附力Fad和黏附能垒Wad升高,Fad分别为3.46,4.15和4.71 nN,Wad为1.45×10-16,1.81×10-16 和2.11×10-16 J,这表明,颗粒间的黏附性增强,颗粒间能量势垒增大,颗粒团聚更为稳定,同时,随着负荷的增大,颗粒逐渐由枝状演变为聚集状,团聚程度增强,颗粒呈山峰状堆积,颗粒致密度、团簇大小均增大;颗粒间作用力的变化与颗粒形态的影响关系较为明显,主要表现为吸引力、黏附力、黏附能垒的增大,将促进颗粒的团聚,增强团聚颗粒的致密程度.

• 电动汽车电池管理系统通信故障定位分析及其改进

  朱浩1,2,杜勇志1,2,文明1,2,尹会春1,2,赵丹3

  针对新能源样车在装车测试过程中因电磁干扰引起通信异常的问题,对数据传输信号进行测量以及对电动机驱动系统工作原理进行研究.利用傅里叶表达式分析逆变器工作在三相负载平衡与不平衡状态下产生的谐波信号.测量和分析结果表明:逆变器在负载不平衡情况下高速开关动作产生的二次谐波、高次谐波通过电压采样线耦合至采集芯片内核电源处,造成差分信号驱动异常,破坏通信链路信号完整性,从而导致通信故障;最后通过优化滤波器和完善屏蔽层等改进措施,抑制干扰信号对传输链路的影响,确保通信正常进行.

• 高速公路振动减速标线参数优化设计

  姚明,陈浩杰,温鹏景,缪佳宇,陈士安

  为减缓汽车通过高速公路振动减速标线时悬架的振动,构建了汽车悬架模型与振动减速标线车速耦合激励模型.以车辆悬架由减速标线激励产生的垂直方向加速度均方根值为评价指标,采用Simulink对车辆以一定速度通过减速标线时的振动激励特性进行了仿真分析.选取镇江市某快速道路长下坡路段的减速标线进行优化前后的对比试验.结果表明,当给定限速值为80 km?h-1,减速标线宽度为1.0 m时,小型汽车速度下降率为14.3％;保持其他参数不变,减速标线宽度为1.4 m时,速度下降率达到21.4％,同时行驶车辆悬架产生共振现象.参数优化后的振动减速标线明显改善限速效果并提高了驾乘人员的行车舒适性.

• 一种基于RRT技术的面向对象软件测试方法

  陈锦富,奚家祥,于敏杰,黄如兵,包骐豪

  针对目前面向对象软件的测试方法较少且效率不高的问题,提出将基于ART(adaptive random testing)思想的限制性随机测试RRT(restricted random testing)应用到面向对象程序中的方法.分析了面向对象软件测试用例的结构,提出了测试用例包含动态部分和静态部分.确定测试用例之间的距离为动态部分和静态部分的距离和,并分别给出了这2个距离的计算公式.设计了基于RRT的测试原型系统,该原型系统主要的功能模块有类图录入模块、测试用例距离度量模块、基于RRT测试用例生成模块、结果分析模块.通过试验对比了文中方法与随机测试方法.结果表明,文中提出面向对象的RRT方法在发现第1个程序错误的测试中比随机测试方法减少了约50％的测试用例数量,且在发现测试用例的质量上也几乎与随机测试相同.文中提出的测试用例度量机制能够有效地对面向对象软件中的测试用例进行区分,基于RRT的测试原型系统也能自动化地生成测试用例并自动测试从而大大提高了面向对象软件测试的效率.

• 加料机单、双头螺旋对颗粒群接触力的影响

  石云飞1,张西良1,徐云峰2,卢成轩1,史玉坤1

  为研究螺旋加料机不连续加料过程中颗粒群的运动特性及变化规律,研究了单、双头螺旋对颗粒群接触力的影响.以1.5 mm直径小米颗粒为研究对象,基于Hertz-Mindlin颗粒无滑动接触模型,对颗粒之间接触力以及颗粒群与螺旋加料料管内壁接触力进行分析,建立了具有分料装置的螺旋加料模型;采用EDEM离散元软件,以间歇转动60°的方式对小米颗粒不连续加料过程进行数值仿真,得到了颗粒间接触力和颗粒群对螺旋加料料管内壁正向和切向压力的分布,比较了240 r?min-1转速下单、双头螺旋输送中颗粒群接触力分布特点.结果表明:单头螺旋输送物料时,颗粒之间比较紧实,但颗粒在内壁接触处易翻滚;双头螺旋输送物料时,颗粒在内壁接触处不易翻滚,更易随轴作轴向运动,颗粒群的一致性更稳定.

• Fe3O4@SiO2@SDS的制备及其在氟喹诺酮检测中的应用

  梁国熙1,何雨声1,王丽2

  制备了磁性混合半胶束固相萃取吸附剂,并结合高效液相色谱法,分析检测了环境水体中的痕量氟喹诺酮类抗生素(FQs).考察了 用量、SDS用量、pH值、乙腈中醋酸量等因素对萃取效果的影响.结果表明,在优化的试验条件下,100 mL水样中加入30 mg 和100 mg SDS可以实现6种FQs(左氧氟沙星、环丙沙星、洛美沙星、恩诺沙星、加替沙星和司帕沙星)的快速吸附,吸附效率分别为87％,82％,80％,97％,85％,84％,富集倍数达到40～77.结合高效液相色谱法检测,方法检出限为0.1 ng?mL-1,可以实现痕量分析,并成功地应用于实际水样分析,回收率为87％～120％.可见,Fe3O4@SiO2@SDS混合半胶束固相萃取吸附剂具有萃取效率高、操作简单、绿色环保等优点,是一种有效的样品前处理技术.

• 路面激励相干函数对车桥系统随机振动响应的影响

  桂水荣,方愚,陈水生

  采用虚拟激励法建立多点输入相干激励车桥耦合随机振动模型,研究路面不平顺相干函数对车桥耦合系统振动响应的影响.将三轴自卸汽车离散为三维九自由度弹簧-质量-阻尼体系,桥梁离散为板-壳实体单元,考虑路面输入激励的相干性,研究Naryanan相干函数、Dieter相干函数和Zhang相干函数对车桥耦合系统振动响应及频谱特性的影响.研究结果表明:不同的相干函数对位移均方根和加速度均方差的影响效果不同;相干函数仅影响共振能量大小,不改变路面激励与车桥耦合系统的共振频率;研究车桥耦合随机振动响应时,路面激励相干函数对桥梁振动响应的影响可不计,但对车辆振动响应的影响不可忽略.

• 基于改进帝国竞争算法的大跨斜拉桥成桥索力优化

  王俊海1,刘来君1,任翔2

  为了确定大跨斜拉桥成桥索力,综合考虑成桥状态大跨斜拉桥的受力和变形特点,建立大跨斜拉桥成桥索力优化的数学模型.从计算精度和收敛速度两方面对帝国竞争算法进行改进,提出一种改进的帝国竞争算法.采用改进的帝国竞争算法,结合罚函数技术和有限元法求解索力优化模型,实现了斜拉桥成桥索力的改进帝国竞争算法优化计算.最后,采用提出的索力优化方法对某大跨斜拉桥进行索力优化研究.研究结果表明:提出的索力优化方法具有很好的全局搜索能力,能够有效地解决高维多变量的大跨度斜拉桥成桥索力的优化问题;采用该方法进行斜拉桥索力优化,可考虑各种非线性效应,从而可获得更合理的成桥状态.

• 基于盐冻性能的高寒地区桥梁混凝土优化设计及机理分析

  郭寅川,陈志晖,申爱琴,李鹏

  为探索改善高寒地区桥梁混凝土盐冻性能的可行性措施,设计正交试验,重点研究水胶比、用水量和引气量等因素对桥梁主塔C50混凝土、桥面板C40混凝土及大体积承台C30混凝土盐冻损伤规律,并提出高寒地区桥梁混凝土配合比设计参考值;借助SEM和压汞微观测试手段对桥梁混凝土进行微观分析.结果表明:桥梁混凝土盐冻性能显著性影响因素为用水量和引气量;用水量由156 kg?m-3减至144 kg?m-3,桥面板C40混凝土剥蚀量降幅为13.0％,300次冻融后抗弯拉强度损失率仅为20％;引气量控制在4.5％～5.0％时,300次冻融循环后,主塔C50混凝土的动弹模量相对值在87％以上,混凝土内部微裂缝较少,过渡区结构致密度较高,孔径分布最佳,宏观上表现为盐冻性能的提高.

• 胶粉／SBS复合改性沥青性能评价及改性机理

  刘勇1,顾兴宇1,李志刚1,武宝军2

  采用高速剪切法制备了复合改性沥青,其中胶粉掺量分别为7％,10％,13％和16％.通过沥青三大指标及弯曲梁流变试验发现:复合改性沥青的高温稳定性及抗高温变形能力优于单一的SBS改性沥青,但是其低温性能未得到改善.动态剪切流变试验结果表明:复合改性沥青的黏弹性力学性能也得到一定的提升.同时,借助荧光显微镜、红外光谱仪等微观手段对改性机理进行研究,结果证明:胶粉在改性过程中发生物理溶胀反应,由颗粒状变成网状;在改性过程中没有新的官能团产生,但是红外光谱特征峰的峰值发生变化,表示反应过程有化学键打开,在高温与高速剪切条件下,与胶粉发生枝接反应.结合宏观与微观试验,胶粉的合适掺量为10％～13％.

• 厂拌热再生改性沥青混合料的动态黏弹特性

  王杰,曾蔚,张艳鸽,秦永春,黄颂昌

  为研究再生改性沥青混合料的动态黏弹特性,进行了沥青混合料性能试验(AMPT),分析了试验温度和荷载频率对再生混合料动态模量和相位角的影响规律,以及旧料掺量、再生剂和老化的作用效应,建立了动态模量主曲线.结果表明:随温度升高,不同荷载频率内,再生混合料动态模量趋于一致,而相位角呈不同的变化趋势,旧料掺量大于70％,相位角峰值消失;高温下再生混合料黏性表现充分,动态模量受加载频率影响较小;中低温时再生混合料相位角随荷载频率增大而减小,温度较高时先增大后减小,峰值及其对应的荷载频率小于新拌混合料,且随旧料掺量增加进一步减小;较宽频域内,再生混合料与新拌混合料动态模量趋于一致,与旧料掺量、再生剂及老化无关.

• 木质素改性沥青的红外光谱分析

  吴文娟1,2,3,金永灿1,吴建涛4,张燕3

  以制浆工段的副产物木质素为改性材料,采用高速剪切工艺,将木质素与基质沥青共混,制备木质素改性沥青;基于红外光谱法,对改性沥青的共混机理及老化性能进行了分析.结果表明:与基质沥青相比,木质素改性沥青的高温性能和温敏性能有所改善;通过对木质素与沥青的共混物、分离组分和离析组分的红外光谱分析,发现木质素与沥青混合过程中没有新的官能团生成,属于物理共混;通过对结构中羰基和亚砜基的定量分析,发现沥青经木质素改性后具有一定的抗氧化作用,能延缓老化进程.