辅助驾驶系统对重型卡车驾驶员长途驾驶中疲劳程度的影响

乘用车领域的过往研究发现,相较于手动驾驶使用辅助驾驶系统的驾驶员会更容易出现疲劳,因此有必要探究辅助驾驶系统对重型卡车驾驶员长途驾驶疲劳程度的影响。基于超过120 h的自然驾驶实验,采用多项生心理指标（如心率、心率变异性等）对比了重型卡车驾驶员手动驾驶车辆时和在辅助驾驶系统帮助下驾驶车辆时的疲劳程度。辅助驾驶情况下驾驶员平均心率、呼吸频率、呼吸深度以及瞳孔直径均高于手动驾驶情况下,辅助驾驶情况下驾驶员连续二次心跳（RR）间隔均方根、低高频比例、眨眼频率、眨眼时长以及眼睑闭合百分比（PERCLOS）均低于手动驾驶情况下。当驾驶员处于手动驾驶情况时,驾驶时间每增加2 h,反应时间会增加0.032 s;当驾驶员处于辅助驾驶情况时,反应时间不随驾驶时间发生显著变化。重型卡车驾驶员在辅助驾驶系统帮助下驾驶车辆时的疲劳程度低于手动驾驶,本研究可以为辅助驾驶系统在重型卡车中的安全应用提供理论支持。     

温度和湿度对P-CNT自感知混凝土压敏性的影响

为研究温度与湿度对自感知混凝土(SSC)感知性能的影响,通过低温等离子体改性处理技术对碳纳米管(CNT)进行官能团嫁接,使其在水性体系下获得较好的分散性,并将改性后的CNT(P-CNT)加入混凝土中制备P-CNT/SSC传感器,通过改变含水率与温度条件研究P-CNT/SSC传感器的极化效应与循环加载下的自感知性能。试验结果表明:过高或过低的含水率均不利于SSC的感知性能,其中变化最为明显的是饱水状态下的P-CNT/SSC传感器,其应力敏感系数下降89.8%,并且压敏曲线极不稳定;在变温试验中,P-CNT/SSC传感器的电阻率与温度之间呈现负相关性,高温和低温下的应力敏感系数相较于常温组试件,分别下降了约35.66%和44.53%,并且压敏曲线整体出现了上移或下滑的趋势;P-CNT/SSC传感器在工程应用中的最佳测试环境为常温、自然含水率。     

高地应力水平岩层隧道滞后型岩爆时空倾向性机制分析

浙江杭温水平岩层隧道内滞后型岩爆频发,但目前对于其孕育机理和时空倾向性研究不足。故采用有限差分软件,通过地应力测试和统计现场岩爆资料的方法,研究分析滞后型岩爆时空特征机制。结果表明:(1)滞后型岩爆具有明显的时空倾向性特征。近70%的滞后型岩爆时间上发生在该区开挖6～30 d,空间上滞后于掌子面30～100 m之间;且多发生中等岩爆,岩爆等级及可能性随时空变化呈现倒“V”形趋势。(2)硬岩在高地应力环境中具有明显的延性与时效变形特征;在卸荷条件下,应力释放率的逐渐增加是诱发滞后型岩爆的最主要因素。(3)开挖一定距离后,隧道周边不同位置处都出现应变能突变,且保持较高的应变能密度,易发生等级较高的岩爆。上述结果为以后预测滞后型岩爆和施加相应支护措施提供了依据。     

基于参数化建模方法的复合式盾构机刀盘力学性能分析与结构优化

刀盘是盾构机的核心部件之一,合理的刀盘结构设计是安全高效掘进的基础。为了快速高效建立刀盘有限元模型并分析其力学性能,采用基于APDL（ANSYS parametric design language）命令流开发的参数化建模方法,建立了某型号复合式盾构机刀盘的数字模型。对刀盘施加极限工况下的推力和扭矩,通过静力学分析得到了刀盘的应力分布和变形分布,确定了最大应力和最大变形位置,校核了刀盘的静强度和静刚度。进一步以刀盘总质量为优化目标,以刀盘强度和刚度为约束条件建立了基于参数化建模的刀盘结构优化方法,提出了刀盘结构优化流程。通过参数敏感性分析确定了刀盘优化参数,探究相关参数对刀盘强度和刚度的影响。对复合式盾构机刀盘的关键参数进行优化。结果表明：优化后刀盘的最大应力降低了12%,最大变形降低了20%,质量减轻了119 kg。因此,基于参数化建模的优化方法可以提供刀盘的强度与刚度,并同时降低刀盘质量。研究成果可为后续多目标刀盘结构优化提供参考。     

概化峡谷地形风场特性风洞试验

为研究峡谷地形的风场特性,首先对比了4类规范对峡谷地形风压或风速修正的规定;其次,以某V形对称坡度概化峡谷地形为研究对象,通过风洞试验,研究了其横断面方向和沿峡谷走向地形风速分布规律,并讨论了风向角对于峡谷地形风速分布的影响。结果表明：国外规范对峡谷地形风速修正规定较少,国内规范规定的峡谷风速修正系数在1.07~1.22之间;0°风向角下,风速地形修正系数沿峡谷中轴线基本对称;在测试高度范围内,沿峡谷走向加速区逐渐缩小,减速区逐渐变大,风速地形修正系数极大值逐渐减小,其极值均出现在“H1ZX”横断面,数值分别为1.34 5和0.45 6;0°和15°风向角下,沿峡谷走向,风速地形修正系数分别呈“旋涡状”和“山丘状”,减速区位置也不相同;谷底位置处的风速加速效应很有限,仅在峡谷风速入口位置附近存在加速效应,且风速修正系数值最大值小于规范规定最大值1.22。     

基于形状记忆合金丝的柔性康复手套设计

针对康复手套穿戴舒适度低、整体结构复杂等问题,研究一种基于形状记忆合金丝驱动的柔性可穿戴康复手套.根据人手生物结构和运动范围分析,设计贴合人手的可穿戴康复手套,并对形状记忆合金驱动器的收缩性能进行动力学和热力学分析.搭建康复手套试验平台,进行连续被动和镜像康复训练试验,结果表明基于形状记忆合金的柔性康复手套可实现手部伸展拉伸等康复训练,验证了该康复手套设计的有效性.     

基于SCMA的无人机中继辅助上行通信方案

为提高蜂窝通信系统的上行总吞吐量,在满足用户服务质量需求的前提下,提出了一种基于稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)的无人机中继辅助上行通信方案,通过部署无人机增强网络覆盖,并利用SCMA提高系统传输性能。根据用户的分布和概率视距传输模型,通过交替优化码本、功率和无人机坐标,确定无人机的3维部署位置;进行资源优化后,根据信道状态信息,对子载波进行配对并迭代码本、功率,以获得优化的码本和功率分配方案。仿真结果表明,提出的方案能够有效提高上行吞吐量,并满足用户的服务质量需求。     

基于本地收益最大化的命名网内计算部署机制

命名网内计算(named in-network computing, NINC)是一种基于命名数据网络架构、在网络设备处提供泛在计算服务的新兴计算方案。如何有效在单个路由器上部署多个NINC服务,仍有待探索。针对这一问题,提出了本地部署收益与本地服务收益的概念,前者表征NINC服务本地部署后降低转发流量所获得的CPU资源节约量,后者表征所部署的NINC服务每消耗单位CPU资源所获得的流量处理能力。在此基础上,设计了一种基于本地收益最大化的NINC部署机制。该机制中,路由器周期性预评估拟部署NINC服务的本地部署收益与本地服务收益,进而将部署问题转化为一个背包问题,求解出优化的NINC服务部署方案。仿真结果表明,相较于基于流行度的机制,该机制能够有效提高网内计算流量处理能力,在网内计算服务所需数据量均匀分布的一般性场景下,单个路由器可获得约20%~27%的处理能力提升。     

海岸带城市蓝绿空间碳汇基础设施网络分析——以广西北部湾为例

为探讨蓝绿基础设施(Blue-Green Infrastructure,BGI)碳汇服务功能有益于指引城市碳中和目标建设,本研究以广西北部湾海岸带城市为例,运用形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)法、连通性分析法以及电路理论,构建蓝绿基础设施碳汇网络,讨论对应的固碳增汇对策。结果表明：2020年研究区蓝绿空间碳汇总量为735 524.09 tC·a^-1,其中绿色空间碳汇总量为588 680.06 tC·a^-1,蓝色空间碳汇总量为146 844.03 tC·a^-1,单位面积碳汇量“蓝”高于“绿”;共提取63个碳汇源地斑块,20个核心源地斑块,绿色空间核心源地总面积为6 814.31 km²,蓝色空间为899.05 km²,核心源地主要分布在东西两侧及南部沿海地带;共提取出24条生态廊道,绿廊共长122.21 km,蓝廊为52.75 km,呈环状分布,中南部地区分布较密,连通性强。本研究结果可为“碳达峰与碳中和”(简称“双碳”)背景下海岸带城市的保护与可持续发展提供建设思路。     

基于抗炎和促红细胞生成作用的九味补血口服液改善血虚证小鼠造血功能的机制研究

为探讨九味补血口服液改善血虚证小鼠造血功能的作用及机制,采用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS)技术鉴定九味补血口服液中的化学成分;利用蛋白互作和网络分析手段筛选九味补血口服液治疗贫血的关键网络靶点,并对关键网络靶点进行基因本体(GO)分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;同时采用分子对接技术将潜在活性成分与关键网络靶点对接,评估活性分子与靶点的结合能力。在动物实验中,采用环磷酰胺建立小鼠血虚模型,设立对照组和模型组,复方阿胶浆口服液组(30 mL/kg)及九味补血口服液高、中、低剂量组(10.0、5.0、2.5 mL/kg),每天灌胃给药1次,连续32 d。检测全血中红细胞(RBC)、血红蛋白(HGB)和红细胞压积(HCT)水平,并利用qRT-PCR法和免疫印迹法对关键靶点及通路在血虚证小鼠肾脏的表达进行验证。结果显示,在91种鉴定的九味补血口服液化学成分中,满足口服生物利用度(OB)≥30%和药物相似性(DL)≥0.18的条件,且具有相应靶点的潜在活性成分共计15个。分析九味补血口服液成分-血虚疾病靶点网络,获得九味补血口服液治疗贫血的关键靶点15个,主要富集于核因子-κB (NF-κB)信号通路(NF-κB signaling pathway)、代谢通路(Metabolic pathway)、缺氧诱导因子-1(HIF-1)信号通路(HIF-1 signaling pathway)、Toll样受体信号(Toll-like receptor signaling pathway)通路等。分子对接结果显示,甘草苷、橙皮素与Toll样受体4(TLR4)具有强烈的结合能力。动物实验结果显示,与对照组相比,血虚证小鼠RBC、HGB和HCT水平明显降低,TLR4/NF-κB p65介导的炎性信号增强,缺氧诱导因子-1α (HIF-1α)/促红细胞生成素(Erythropoietin,EPO)介导的促红细胞生成信号受抑制(P<0.05或P<0.01)。与模型组相比,九味补血口服液各剂量组可显著升高血虚证小鼠RBC、HGB和HCT水平,不同程度地逆转TLR4、NF-κB p65变化,并上调HIF-1α、EPO mRNA或蛋白的表达水平(P<0.05或P<0.01)。因此,九味补血口服液可以改善血虚证小鼠的贫血状态,其机制可能与促进肾脏中HIF-1α/EPO介导的促红细胞生成作用、减少TLR4/NF-κB p65介导的肾脏炎症反应相关。