基于点云数据的道路变形类病害自动化检测方法

拥包、沉陷等路面变形是常见的病害类型,但传统基于二维图像的判断方法无法获取深度信息,线性激光扫描的方法精度较高但是单次扫描范围有限,难以短时获取全局状况,导致大尺度变形类病害识别困难.利用车载移动激光雷达系统获取三维点云数据,解决了变形类病害检测的难点,并可提取其三维特征.实测数据验证了方法的可靠性和有效性,可实现拥包...     

Insights into plastic deformation mechanisms of austenitic steels by coupling generalized stacking fault energy and semi-discrete variational Peierls-Nabarro model

The generalized stacking fault energy (GSFE) is a key parameter to determine the plastic deformation mechanisms of austenitic steels. However, the underlying physics why the GSFE can affect the plastic deformation behaviors remains unclear. In this paper, the plastic deformation mechanisms of austenitic steels with different carbon (C) additions were investigated by coupling the GSFE with the semi-discrete variational Peierls-Nabarro (P–N) model. The internal mechanisms behind the P–N stress and plastic deformation were explained at atomic scale. It is found that the positions and contents of C atoms affect the GSFE of austenite, and thus regulate plastic deformation behaviors of austenitic steels by influencing dislocation core structure. As exemplified that with 4 ​at.%C in austenite, the intrinsic stacking fault energy increases from −433 to −264 mJ/m², and the stacking fault width increases to 6.62b from 4.72b of FCC-Fe with b being the Burgers vector. This corresponds to the plastic deformation mechanism dominated by the ε martensitic transformation with the lattice changing from FCC to HCP. With increasing C contents to 8 ​at.%, the intrinsic stacking fault energy of austenite increases to −9.01 mJ/m², while the stacking fault width decreases to 6.03b. The plastic deformation tends to proceed via the mechanical twinning mode. The present investigation establishes a solid foundation for clarifying the plastic deformation mechanisms of austenitic steels from the perspective of the dislocation core structure.     

黄海南部海域的极值波高推算

以黄海南部海域1979—2018年SWAN模型模拟的海浪后报数据为原始数据集，采用自动化法在原始数据集中提取独立的非热带气旋样本进行极值波高推算研究。选择年N大值法提取极值样本，匹配广义极值分布模型进行拟合，通过分析模型的拟合效果和外推有效波高的不确定性确定合理的N值范围，并采用阈值法的稳定阈值范围进行了验证。利用这种方法推算得到了黄海南部海域50、100、150、200 a重现期的极值波高，可为黄海南部海域海洋、海岸工程的设计施工提供参考。     

基于主动红外入侵探测的在室人数测试方法

在室人数与建筑用能系统紧密相关，实时在室人数的监测是建筑用能行为方向的热点问题之一。红外传感是现有研究方法中应用较广泛的方法，其测试精度与安装高度、人员通过速度及人员体型等因素有关，选取主动红外入侵探测器，依据建筑室内人员活动情况，研究了安装高度、通过速度及人员体型对在室人数测试精度的影响。研究结果表明，考虑各种人员体型及通过速度时，测试精度随安装高度的降低先升高后降低。通过速度越慢，测试精度越高，当v≥1.4 m/s时，测试精度低于60%；当1.0 m/s≤v<1.4 m/s时，测试精度为70%～81%；当v<1.0 m/s时，测试精度高于95%，当v<0.8 m/s时，测试精度达到100%等。被测人员的身高和体重指数（BMI）均与测试精度呈强正线性相关。通过不同工况分析，提出了应用于实际场景的综合精度估算方法。     

基于空间结构的杉木枝下高可视化模拟研究

【目的】定量研究林分空间结构对杉木枝下高的影响,构建基于空间结构的枝下高模型,结合杉木生长模型,应用三维可视化技术,实现杉木枝下高可视化模拟。【方法】利用湖南省黄丰桥国有林场6块杉木人工林临时样地的调查数据,选择5个常用枝下高基础模型,分析水平空间结构参数(P_H)、垂直空间结构参数(P_V)和空间结构单元平均距离(d_DIS)及其组合对枝下高的影响,构建综合指标较好且变量少的枝下高模型。基于林分三维模型实时生成方法,建立一种枝干可控的杉木三维模型;结合单木胸径连年生长量模型、树高-曲线模型和冠幅面积估计模型,模拟林木的生长状态。【结果】Logistic模型综合指标较好且模型参数可解释,可选为基础模型;3个空间结构参数中垂直空间结构影响较为显著,将P_V加入到Logistic模型中,改善了枝下高模型的拟合效果,决定系数(R²)从0.717提升到0.741,估计值的标准差从1.407 m减小到1.321 m,并使各项模型检验误差指标有所减小;构建的杉木三维模型可以动态调节枝干,实现了杉木枝下高模拟。【结论】构建的枝下高模型可以应用于林木年龄和部分林分信息未知的杉木林中,体现了林木间的相互竞争影响;结合枝干可控的杉木三维模型,模拟杉木生长过程,形象直观地表现了杉木枝下高的变化,为进一步研究林分生长动态可视化模拟和森林经营可视化模拟提供支持。     

平原河道桥墩阻水比与壅水特性关系

针对平原地区河道桥墩壅水问题,采用数值模拟方法,以阻水比α为控制参数,按照产生机制和影响范围的不同,从墩前冲高和桥前壅高两方面考虑桥墩壅水效应。墩前冲高的影响范围由河道断面水位壅高变异系数确定,在高阻水比(α7%)情况下,其影响范围相对集中在桥墩附近;对于桥前壅高,以防洪工程中起重要作用的断面平均壅高为表征变量,分析无量纲的相对壅高βyg及最大壅高点距桥墩的相对距离λyg与阻水比之间的关系。结果表明:在高阻水比时,最大壅高位置出现在墩前4~5倍墩宽处,且阻水比的增加会导致桥前最大壅高迅速增大和壅水影响范围的持续扩大;阻水比7%是平原河道桥前水位壅高特性的重要分界点,故大中型桥梁工程的阻水比以不大于7%为宜。     

基于Copula函数的黄海波高周期联合统计分析

为研究黄海中部海域波浪的年极值波高与年极值周期联合分布,基于黄海海域3个位置点1999—2018年SWAN后报波浪数据,采用5种单变量分布拟合年极值波高和年极值周期,通过拟合优度评价得到各位置点年极值波高和年极值周期的最优单变量分布,利用Copula函数理论建立了年极值波高和年极值周期联合分布函数,并与单变量分布波高和周期设计值进行了对比分析。结果表明:黄海中部海域波高周期联合分布可能存在区域性特征；波高周期联合分布得到的波高、周期设计值较同设计频率下的单变量分布设计值高；相同波高和周期设计频率下,单变量重现期最大,条件重现期次之,联合重现期最小。