大数据科学的认知和数学基础引论

 大数据不仅在科学、工程与计算智能中有着广泛的应用，而且在人类感知、估计、量化、记忆和推理的认知机制中发挥着基础性作用。通过对大数据科学理论的基础研究，提出一组大数据系统的一般原理和分析方法。为了从形式上解释大数据的起源和本质，探讨大数据的认知基础及其数学模型，严格地引出了根植于科学、工程和社会各个领域的大数据的一般模式。研究发现大数据不再是传统实域上的纯数，而是一个前所未有的新型数学结构，称为递归类型化超结构（RTHS）。这一大数据系统的基本拓扑特性揭示了大数据工程的复杂性及其操作与处理的全新认知、理论挑战，以及可选解决方案。     

工程实践中的体系与系统

 介绍了国际上通行的体系概念，通过实例阐述了常见的体系类型，从多个维度描述了系统与体系的区别，根据实践总结，提出体系与系统的核心界定准则，并结合工程实践进行了详细描述。     

交叠车站与区间隧道列车振动对环境的影响

以北京地铁5号线崇文门车站下穿既有地铁2号线区间隧道为背景,研究了上下交叠地铁区间隧道与车站在列车同时通过时,其振动对周围环境的影响.根据5号线崇文门车站与2号线区间隧道的空间相对位置,建立了三维弹塑性有限元模型;采用车辆-轨道耦合动力学模型,得到作用于道床底部的列车动载;根据各种可能的列车荷载组合,分别研究了15种动载组合情况下地表振动的规律.     

高速公路路面小修保养费用影响因素量化分析

为提高高速公路路面小修保养费用决策水平,采用阶层回归分析方法,进行小修保养费用影响因素量化研究.通过定性分析将影响因素界定为地区因素、通车年限、特大桥梁比例、长与特长隧道比例和交通因素,其中交通因素分为5种情况;通过对变量进行预处理,基于16条高速公路的历史数据进行量化研究.结果表明,在控制地区变量的条件下,各区组对模型的整体解释力均较显著,其中通车年限的增量解释力和在各区组的统计意义最为显著;同等条件下特大桥比例的标准化回归系数(β系数)远大于长与特长隧道比例的β系数,AADT(annual average daily traffic)和重车流量区组的β系数较其他交通因素区组的数值大.因此,路面资产小修保养费用受到地区因素、通车年限、大于1 000 m的桥梁比例、AADT和重车流量的影响.     

允许两辆车驶入的避险车道设置

针对允许两辆车驶入的避险车道(TER),将先后驶入制动床的两辆车的停驶位置抽象为相互独立事件,建立了两辆车均能成功驶入避险车道的概率模型.基于仿真数据的研究结果表明:主线为直线时两辆车成功驶入避险车道的概率高于主线为平曲线时;即使主线为直线,制动床宽度为车辆宽度的5倍,两辆车均能成功驶入制动床的概率也不超过15%,这说明仅通过拓宽制动床宽度而不设置满足长度要求的引道,仍不能保证第二辆车成功驶入制动床.     

基于元胞自动机的绿色驾驶行为特征仿真

绿色驾驶是可以使驾驶人在驾驶过程中节油减排的一系列驾驶措施。为了研究绿色驾驶的行为特征,建立了多车道元胞自动机模型进行仿真,并以北京北三环某路段作为仿真场景对模型进行标定和验证。利用该仿真模型,研究纵向驾驶行为和横向驾驶行为对交通运行、能源消耗以及尾气排放产生的影响。构建了绿色驾驶行为判别标准,并通过预测得到绿色驾驶行为特征。研究发现,缓慢加速、保持车速稳定、将车速保持在合理区间以及保持较大的安全间距是符合中国道路特性的绿色驾驶行为。     

基于变权重和D-S证据理论的桥梁安全评估

桥梁结构的安全评估受环境侵蚀、材料老化、外部荷载等多源因素的影响,采用单一指标评价桥梁的安全性容易产生误判.因此,提出一种基于信息融合的多因素桥梁安全评估方法.该方法首先确定每种因素的变化区间,通过多工况数值计算提取典型的力学指标,利用信息熵和模糊层次分析法确定指标的变权重及单指标的等级划分原则并转化为基本概率指派函数.采用Dempster组合规则确定融合后的安全等级,从而建立桥梁的安全评估先验数据库.将该方法应用于预应力连续梁桥的安全评估中,结果表明该评估方法客观、合理,具有一定的工程实用性.     

循环荷载作用下沥青混合料的黏弹塑性损伤本构模型

为较好描述损伤状态下沥青混合料的黏弹塑性应力-应变关系、明确动态循环荷载对其损伤本构关系的影响,利用经典黏弹塑性流变理论,在Burgers黏弹性模型上串联一个黏塑性元件,并根据损伤力学应变等效原理,建立了一个能体现动态循环荷载作用特点及能考虑加载频率影响的沥青混合料黏弹塑性损伤本构模型.同时进行间接拉伸疲劳试验,研究加载频率、环境温度、应力水平、沥青用量及沥青种类对混合料应力-应变关系的影响,并标定模型参数、验证模型的有效性.结果表明:所建模型不仅能较好描述沥青混合料在动态循环荷载作用下的损伤本构关系,还能体现加载频率、环境温度及荷载水平等因素对应力-应变关系的影响;模型参数意义明确、规律性强,值得进一步研究和推广.     

基于感性工学的电商网站产品设计效果评价

为了给互联网电子商务网站感性工学产品设计提供客观有效的评价手段,基于AB评价体系,设计AB测试实验来评价产品设计效果。确定产品设计目标与产品设计要素,通过互联网技术对访问用户进行随机分流,一组用户看到原版本,一组用户看到改进的版本,收集用户行为数据,进行数据统计与分析,得到评价结论。相比传统评价方法,用户在不知情的情况下参与测试,产品原版本和改进版本同时在线,受外部各种客观因素影响一致,对比得到的评价结论更加精确可信。结合电商APP与酒店预订APP的产品设计方案验证了该评价方案的有效性和可行性。该方法对互联网电子商务网站感性设计与设计评价具有一定的参考意义。     

纤维混凝土及其在防护工程中的应用

未来战场环境对防护工程的建设提出了更高的要求,建筑材料是影响防护工程综合防护能力的重要因素,作为防护工程建设的主要材料——传统的硅酸盐混凝土材料,存在着脆性大、抗拉强度低、抗冲击能力差、易开裂、功能单一等不足,难以适应实际战场环境对防护工程的建设要求。纤维混凝土以其良好的性能在民用建筑工程以及防护工程领域得到了广泛的应用。介绍了纤维混凝土的发展历史、分类以及性能,重点以防护工程为应用背景阐述了纤维混凝土的力学性能、耐久性能、吸波性能以及耐高温性能等研究现状,分析了其发展动态,旨在为防护工程新材料的研究及应用提供参考。