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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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    基于呼吸疲劳节点的驾驶员疲劳状态判别

    朱靖龙刘强李波陈泽平...
    6927-6934页
    查看更多>>摘要：为了提高呼吸信号判别驾驶疲劳的准确率,通过模拟驾驶试验探究呼吸信号与驾驶员疲劳状态的关系,提出呼吸疲劳节点的概念,并基于呼吸疲劳节点判别驾驶员的疲劳状态.首先,通过模拟驾驶试验采集驾驶员的呼吸信号,采用Karolinska嗜睡量表(Karolinska sleepiness scale,KSS)对疲劳程度进行主观自评量化.其次,把单位时间内眼睛闭合百分比(percentage of eyelid closure over the pupil over time,PERCLOS)作为参考,与主观自评反馈结合,对驾驶员呼吸疲劳节点进行标定.最后,基于呼吸疲劳节点利用随机树算法(random tree,RT)获得轻/重度呼吸疲劳变化节点的判别模型.结果表明:该模型能更加及时、准确地判别出驾驶员的疲劳状态;基于随机树算法获得的筛选条件对轻度呼吸疲劳变化节点识别的准确性要高于重度呼吸疲劳变化节点;轻/重度呼吸疲劳变化节点的平均识别误差分别为3.50 min和3.66 min,预测准确率分别为92.09％和92.03％.

    驾驶疲劳呼吸信号呼吸疲劳节点随机树算法(RT)疲劳状态判别

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    3 UPU-UP并联平台可操作性与工作空间分析

    范昆龙王生海仇伟晗牛安琪...
    6935-6942页
    查看更多>>摘要：6支链并联平台存在着复杂的位置约束,并且当控制算法失效时对机械结构容易造成损坏,因此,针对一种3UPU-UP并联平台对其进行运动学可操作性与工作空间分析.首先通过矢量法与运动学的分析,得出了 3UPU-UP并联平台运动学模型,以此为基础,首次将串联机械臂可操作度的评价指标与3UPU-UP并联平台的机构结构特性相结合,对3UPU-UP并联平台的可操作度进行了计算、分析和可视化处理;并将蒙特卡洛法与正运动学相结合对并联平台的工作空间进行了计算、分析和可视化处理.能够更加直观、完整表述并联平台的可操作度和工作空间 研究成果为3UPU-UP并联平台的设计提供了理论依据并证实其理论上的可行性.

    并联平台运动学可操作性蒙特卡洛法工作空间

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    飞行汽车混动系统动力电池和增程器的协调控制

    张钰锋李京阳宝音贺西
    6943-6950页
    查看更多>>摘要：城市空中交通(urban air mobility,UAM),是近期解决当前地面交通拥堵困境的有效方法.因此,研究飞行汽车典型飞行任务剖面下的动力系统工作特性至关重要.由于电池能量密度的限制以及纯电动飞行汽车的里程限制,因此使用油电混合作为飞行汽车的动力系统更为合理.总结垂直起降飞行汽车(vertical takeoff and landing,VTOL)任务剖面下混动系统运行性能的相关研究.基于MATLAB Simulink,提出一种混合动力的协调方法,其中同时考虑两种操作模式.根据实际操作条件,预设垂直起降和平飞两种工况下不同的操作模式.在此基础上,研究作为主要电源的增程器调节功率流和提高增程器工作效率的电池协调.直流母线电压由DC/DC转换器调节,有利于电池组的整体寿命,实现了充电和放电状态期间的功率共享.仿真结果表明:可以很好地控制直流母线电压,并且增程器和电池之间的功率共享遵循设计.

    飞行汽车多源混动系统功率分配

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    考虑风向概率特征的航班时刻优化方法

    王莉莉郭微萌
    6951-6962页
    查看更多>>摘要：在航班时刻表进行实际运行过程中,风向的变化对航班到达终端区共用航路点的时间造成影响,进而造成航路点的容量过载或容量浪费.因此,根据风向的统计概率对航班时刻进行调整,目的是制定在一定程度上能减少共用航路点的容量过载或容量浪费的航班时刻表.根据风向对离场航班跑道分配的影响提出基准风向的概念,并基于航季中各月份在过去5年间的机场基准风向概率预测了下一年各月的机场基准风向概率,并根据各月的基准风向概率特征进行聚类.在聚类结果的基础上,以风向变化对航路点流量的影响程度为目标函数,建立考虑风向概率特征的航班时刻优化模型,并将ε-约束法与改进粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)结合提出e-约束(e-constraint method)-PSO组合算法实现多目标模型的求解,以北京终端区的离场航班为研究对象进行验证.结果表明:相比初始航班时刻表,共用航路点小时流量的最大值减少了 12％,在不同基准风向时的共用航路点流量方差分别降低49％和56％;相比线性加权求和的方法,该方法可以实现共用航路点的溢出航班总量减少70％.结果表明:在考虑风向概率特征的条件下,该模型可以在一定程度上使共用航路点的流量更均衡,减少出现共用航路点容量过载或容量浪费的现象,减轻航路点流量受风向影响的程度.

    航空运输工程航班时刻航班时刻表粒子群优化算法(PSO)共用航路点

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    高频交流电晕等离子体降解农用地膜的特性研究

    冷雪健金福宝马山刚陈科元...
    6963-6972页
    查看更多>>摘要：地膜的使用为农业发展带来了极大的便利,但大量的残膜同时也造成了极为严重的白色污染,而目前针对残膜的降解处理研究又极为缺乏.低温等离子体降解技术作为一种高效、绿色的污染物处理方法,可以通过在反应空间生成大量高能电子和活性物质对污染物进行降解.首先采用高频交流针板电晕放电结构,针对电极结构进行优化设计,提高反应空间内的电场强度的电子密度.然后通过电晕等离子体降解技术对地膜进行处理,最后对比了不同的放电功率、空气湿度、针膜间距、放电间距对地膜降解的影响效果.结果表明:针尖的形状和针针之间的距离会对电子密度和电场强度造成不同程度的影响,当针尖斜率为3.33,针针间距为12 mm时,电子密度和电场强度最大,分别为1.55 ×1013 m-3和1.2×106 V/m;放电功率的增大会导致空间内能量密度的提高,从而提高空间内高能电子和活性物质的产生效率,提高地膜的降解效率,当输入功率为64 W时降解效率最高达到0.96％,但能量效率会随着输入功率的升高先增大后减小,当输入功率为56 W达到最佳能量效率为34.29 μg/(W-h);空气湿度的增加不仅会导致放电形态发生变化出现稳定的微放电,也会提升活性物质的产生效率,当空气湿度达到70％RH时,地膜降解效率提升1.04倍;地膜与针尖之间的距离也会导致稳定的微放电产生,将降解效率由0.43％提升至1.02％;此外,针板电极的间距也会对降解效率产生影响,当放电间距为15 mm时可以达到最佳的等离子体的辐射范围和辐射强度,使降解效率和能量效率均达到最大,与仿真条件一致,分别为2.3％和68.18 μg/(W-h).

    等离子体结构优化地膜降解电晕放电降解效率

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    南方典型稻田土壤-水稻系统环境质量评价

    林小兵陈国钧周利军黄尚书...
    6973-6979页
    查看更多>>摘要：为研究南方典型区域稻田土壤-水稻系统中重金属含量,采集江西省进贤县、金溪县、渝水区、高安市、安福县和兴国县6个水稻主产区典型田块土壤、水稻和灌溉水,重点分析土壤和水稻铅、镉、砷和汞含量及其土壤养分,并采用单因子污染指数和内梅罗综合指数对土壤-水稻系统中重金属含量进行评价.结果表明:研究区稻田土壤pH、有机质、总氮、总磷、总钾、碱解氮、有效磷和速效钾总均值分别为 5.48、32.99 g/kg、2.06 g/kg、0.54 g/kg、16.04 g/kg、156.71 mg/kg、14.00 mg/kg 和 94.98 mg/kg.研究区土壤铅、镉、砷和汞含量总均值分别为35.46、0.18、7.21、0.17 mg/kg,单因子污染指数均小于1,内梅罗综合污染指数为0.56,土壤环境质量等级为清洁;但渝水土壤镉含量为0.37 mg/kg,超过限量标准(0.30 mg/kg),土壤环境质量属于警戒状态.研究区糙米铅、镉、砷和汞的含量总均值分别为0.06、0.17、0.24、0.008 6 mg/kg,单因子污染指数均小于1,内梅罗综合污染指数均值为0.77,糙米环境质量等级为警戒限;但兴国和渝水糙米镉含量分别为0.22、0.35mg/kg,均超过限量标准(0.20 mg/kg),环境质量等级分别为警戒限和轻度污染.相关性表明,糙米镉与土壤镉和铅呈显著正相关,而与土壤砷呈显著负相关;糙米砷与土壤砷和有效磷呈显著正相关.总之,重金属镉是调查区域水稻安全性最主要的潜在污染元素,需重点关注兴国和渝水两地水稻食品安全.

    稻田土壤养分重金属环境质量评价

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    不良气象微环境下桥塔横梁覆冰灾害过程模拟

    周鑫隆孟鸿儒肖衡林宁新辉...
    6980-6988页
    查看更多>>摘要：冬季桥塔横梁坠冰是威胁桥梁交通安全的重大隐患之一,系统分析不良气象微环境下横梁覆冰灾害过程机制,是保证桥梁交通安全的迫切需求.依托FLUENT与FENSAP-ICE软件建立桥塔横梁覆冰数值仿真模型,探讨风速、液态水含量和环境温度等微气象参数对桥塔横梁覆冰灾害演化过程的影响规律.结果表明:所提出的数值仿真方法在明冰及霜冰条件下均具有较高的可行性与准确性;对武汉长江二桥桥塔横梁结冰数值模拟发现,覆冰区域集中分布于横梁迎风侧前缘及上下边缘,整体呈现出"U"形分布特征,是横梁防冰、除冰的重点区域;不良气象微环境是影响横梁结冰形态、分布及覆冰量的重要因素,覆冰形状受风速、液态含水量影响较大,受温度影响较小.

    桥塔横梁气象微环境积冰覆冰量桥梁安全

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    公交车司乘冲突引发事故循环影响研究

    王婷贺飞赵璇葛欣月...
    6989-6997页
    查看更多>>摘要：为有效提升公交车行驶的安全性,降低事故的发生率,明确司机与乘客(以下简称司乘)冲突对公交车事故发生的影响作用,通过系统动力学因果关系回路对事故发生的因果关系进行分析,探究引发事故的相关因素及事故发展与演变过程,并借助微分博弈从微观角度对比分析冲突中止与持续进行对事故发生的不同影响.结果表明:司乘双方均可成为事故的引发者,但司机可引发事故的因素较乘客多,更易导致事故的发生;司乘一方产生不满情绪后,这种情绪既会对自身也会对另一方的情绪与行为产生影响;一定时间内若司乘冲突停止,会降低事故风险,若持续进行,这种情绪与行为会在两者间形成循环性的影响,使双方的情绪反应程度循环累加,导致冲突升级最终引发事故.

    公交车司乘冲突循环影响微分博弈交通事故

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    《科学技术与工程》(旬刊)征稿

    《科学技术与工程》编辑部
    6998页
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