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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于车速平稳过渡的高速公路出口限速方案

    徐婷胡闪闪陈亦新芮飞...
    386-396页
    查看更多>>摘要：研究能够满足出口车速平稳过渡的逐级限速方案,对出口区域车辆平稳运行及安全提升有重要意义.利用无人机采集高速公路出口车辆运行参数,分析出口车辆运行特征,考虑驾驶员对相邻限速标志的认知反应,构建了连续限速标志设置间距计算模型,建立了高速公路出口不同级别的限速方案,利用驾驶模拟试验对设计的不同限速方案进行分析及评价.模型的计算结果显示,二级限速方案中,限速值为60-40 km/h的限速标志间距为160 m;三级限速方案中,限速值为80-60-40 km/h的限速标志间距分别为300 m和80 m,限速值为90-60-40 km/h的限速标志间距分别为300 m和85 m;四级限速方案中,限速值为100-80-60-40 km/h的限速标志间距分别为295、160、80 m.利用驾驶模拟器对模型结果进行验证,试验结果表明:随着限速级数增加,车辆离散幅度显著降低,表明逐级限速方案对出口车辆运行速度有明显管控效果;逐级限速方案的平均减速度指标小于1.3 m/s2,均在驾驶舒适性阈值内;四级限速方案可使在分流鼻端车速标准差、平均减速度、分流鼻运行速度V85分别控制在5.23 km/h、0.52 m/s2、54 km/h左右,极大满足了车速平稳过渡要求.可见,借助模型定量优化的逐级限速方案可以显著提高出口车速过渡的平稳性和安全性.

    交通安全高速公路出口逐级限速方案连续限速标志间距计算模型

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    公交站点区域行人与非机动车交互行为建模与仿真

    魏中华马厚强王铭乾黄文佳...
    397-407页
    查看更多>>摘要：为研究公交站点区域行人和非机动车的冲突行为,在元胞自动机模型的基础上,首先,考虑激进型行人和混合非机动车流,通过行人穿越决策规则和非机动车避让规则耦合行人运动模型和非机动车运动模型,采用双向行人Blue模型模拟进出站行人的运动行为,采用改进的NaSch模型模拟非机动车的运动行为,建立公交站点区域行人与非机动车交互模型.然后,在北京市西单商场公交站B站台开展观测实验,微观层面展现行人和非机动车之间的交互作用,分析在不同流量构成下二者冲突演化规律以及进出站行人到达率、非机动车到达率对延误和冲突数的影响.研究结果表明,非机动车堵塞多发生在非机动车与行人刚开始的交互处,并向来车方向延伸.与进出站行人到达率相比,行人和非机动车延误受非机动车到达率影响更显著;在进出站行人比例为0.5时,行人和非机动车延误达到峰值;进站行人比例为1时,行人和非机动车延误比出站行人比例为1时延误小;在行人到达率一定时,冲突数随着非机动车达到率的增大而增加,当行人到达率较小时,冲突数呈缓慢地增长趋势,随着行人到达率的增大,冲突数增长率呈现先增大后减小的趋势.

    公交站点区域混合交通流元胞自动机交通流特征

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    GPS数据驱动的车辆跟驰行为建模与分析

    李轶群石家继陈淼申薇...
    408-415页
    查看更多>>摘要：为研究道路交通流特性,基于车载高精度GPS跟驰试验数据进行车辆跟驰建模研究,结合深度学习理论和数据驱动方法,构建了基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的长短期记忆(long short term memory,LSTM)车辆跟驰模型.首先,清洗和平滑车辆轨迹数据,并对驾驶特征行为参数及相关关系进行研究,如加速度、车头时距以及速度与跟驰距离特性关系等.在此基础上,制定跟驰状态筛选规则;其次,构建考虑时间序列的PSO-LSTM模型,识别跟驰数据样本集,将当前时刻的前车速度、车头间距和上一时刻的车头时距作为模型输入,预测当前时刻的跟驰车速度;接着,选用25辆车跟驰试验的高精度GPS数据验证PSO-LSTM模型性能;最后,为验证该模型的优越性,选用传统机器学习支持向量回归(support vector regres-sion,SVR)模型以及深度学习LSTM模型作为对比.结果表明,基于粒子群优化的长短期记忆模型预测精度高达0.993,整体预测效果高于SVR模型和LSTM模型,其中预测误差指标平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)较SVR和LSTM分别降低了 60.02％和1.52％.PSO算法进行超参数优化后的PSO-LSTM模型能更好地模拟车辆的跟驰行为.

    跟驰模型车辆跟驰行为预测数据驱动机器学习粒子群算法

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    智能化信息系统对飞行员视觉搜索特性的影响

    谭维王文青汪磊张之洋...
    416-423页
    查看更多>>摘要：为探究飞行员使用智能化信息系统的视觉搜索特性,设计以信息系统等级(交互系统和电子手册)为 自变量、以视觉搜索特性(视觉搜索特征和绩效水平)为因变量的对比实验,记录20名航线飞行员在模拟机实验场景中所关注的各人机交互界面的眼动数据,通过统计分析、构建视觉搜索绩效评估模型,反映飞行员视觉搜索特征及绩效水平.结果表明:两组飞行员的注视总持续时间、注视总持续时间占比、注视次数等视觉搜索特征存在显著差异,且随着信息系统智能化等级的提高,飞行员在单发失效和襟翼卡阻故障场景中的视觉搜索绩效水平有效提高.由此,验证了信息系统智能化程度的提高在复杂场景下能对飞行员的工作绩效产生正效应,可为驾驶舱人机交互界面的设计、优化及迭代提供理论参考,保证飞行安全.

    智能化信息系统视觉搜索人机交互眼动数据飞行安全

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    湿滑状态下飞机轮胎与道面摩擦特性试验

    崔艳雨赵琦陈媛媛杨天祎...
    424-430页
    查看更多>>摘要：湿滑道面会造成飞机制动性能下降,影响起降安全.通过搭建污染跑道摩擦特性测试装置,根据飞机在湿滑道面滑跑的实际情况,对飞机轮胎在不同水膜厚度、速度、载荷条件下运行的接触力、滑移距离进行研究,分析了湿滑条件下道面摩擦特性与影响因素间的关系.实验结果表明:水膜厚度对道面摩擦特性影响显著,水膜厚度为13 mm时,轮胎与道面之间的接触应力变化明显,滑移距离大幅度增加.随着速度的增加,轮胎与道面之间的接触应力呈线性增加趋势,过高的速度会增加滑水风险.轮胎载荷的增加会减少湿滑道面上的滑移距离,在一定程度上提高飞机轮胎的载荷,能有效改善湿滑道面上的摩擦特性.

    飞机轮胎湿滑跑道滑水摩擦特性接触应力

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    响应面法研究水体中溶解性组分对双酚A光解的复合影响

    韩雪韩瑶刘军时天昊...
    431-438页
    查看更多>>摘要：在紫外光照射条件下,以双酚A(bisphenol A,BPA)为模型化合物,采用响应面法(response surface methodology,RSM)研究水环境中代表性可溶组分腐殖酸(humic acid,HA)、Fe3+、NO3-和Cl-对BPA光解的复合影响.结果表明,HA、Fe3+是影响BPA光降解的显著因素,其次是NO3-和Cl-.HA、NO3-和Cl-对BPA的光解起抑制作用,而Fe3+为促进作用(P＜0.05).这些代表性可溶性组分共存于水体中时表现出交互作用.作为显著性因素,Fe3+分别与Cl-或HA复合时抑制BPA的光解,HA-C1-以及HA-NO3-共存时则表现为促进作用.作为非显著性因素,NO3-和Fe3+以及NO3-和Cl-之间显示出拮抗作用.自由基猝灭实验证明,作为最重要的影响因素,HA对BPA光解的影响主要是通过其激发三重态进行的.利用天然水样得到的模型预测值和实验值之间显示较好的一致性,表明该模型可用于估算BPA在所用天然水样中的光解,但也有一定的局限性.

    双酚A光解溶解性组分复合效应

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    豆腐渣堆肥过程中的多维光谱解析与建模

    苏云李卫华
    439-446页
    查看更多>>摘要：以豆腐渣为底物进行混合好氧堆肥,采用三维荧光光谱(3-D excitation-emission fluorescence spectra,3D-EEMs)分析了堆肥产物淋溶上清液水溶性有机物(dissolved organic matter,DOM)的组成,运用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infra-red spectrometer,FTIR)技术解析了堆肥样品中官能团信息.利用三维荧光结合平行因子法研究了堆肥过程中DOM的动态变化过程,分析得出两种组分即可见区类色氨酸(Ex/Em=285 nm/350 nm)与类腐殖酸(Ex/Em=335 nm/415 nm),其中,E为激发波长,Em为发射波长.随着堆肥的不断进行,可见区类色氨酸荧光强度逐渐下降,类腐殖酸荧光强度逐渐上升,表明堆肥进入腐熟阶段.FTIR分析表明堆肥过程中多糖类小分子物质逐渐减少,而腐殖酸类大分子物质逐渐增加.进一步运用近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIRS)和区间偏最小二乘法等化学计量学方法构建了堆肥过程有机质含量分析预测模型,结果表明,优化选择区间5 831.95～6 086.52 cm-1可以建立稳健的有机质定量分析模型,堆肥有机质实测值与近红外预测值的相关系数(R)为 0.986 1、交叉验证均方差(root mean square error of cross validation,RMSECV)为 0.824 7、偏差(Bias)为 0.005,表明堆肥有机质含量与近红外光谱具有较好的相关性.

    豆腐渣堆肥三维荧光光谱傅里叶红外光谱近红外光谱

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