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期刊信息/Journal information
同济大学学报（自然科学版）
同济大学
同济大学学报（自然科学版）

同济大学

李杰

月刊

0253-374X

zrxb@tongji.edu.cn

021-65982344

200092

上海四平路1239号

同济大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Tongji University(Natural Science)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>> 《同济大学学报（自然科学版）》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊，主要刊登国内外土木建筑、交通运输、环境、海洋、测量、材料、机电、计算机、通信等学科的创新研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一，并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。 本刊2002年入选“中国期刊方阵双百期刊”；2003年荣获“第二届国家期刊奖百种重点科技期刊”；2004年荣获“教育部优秀科技期刊一等奖”；2005年荣获“第三届国家期刊奖百种重点科技期刊”；2006年被评为“首届中国高校精品科技期刊”；2007年入选“第六届中国百种杰出学术期刊”；2008年被评为“第二届中国高校精品科技期刊”，入选“2008年中国300种精品科技期刊”；2009年荣获“第四届华东地区优秀期刊奖”；2010年被评为“第三届中国高校精品科技期刊”，入选“2010年中国百种杰出学术期刊”；2011年入选“2011年中国百种杰出学术期刊”，入选“2011年中国300种精品科技期刊”。 《同济大学学报（自然科学版）》诚邀国内外新老作者积极向本刊投稿，诚邀国内外专家学者为本刊审稿，诚邀国内外新老读者浏览阅读本刊，诚邀关心本刊的各界人士积极为本刊提出创新发展建议。
正式出版
收录年代

    道路交通与生活场景诱发下驾驶人情绪的脑认知响应差异

    李文博喻文珑吴盈章李承谋...
    829-837页
    查看更多>>摘要：为了探究道路交通场景和生活场景下驾驶人情绪脑认知响应差异，邀请10名被试分别在2种场景下完成情绪诱导实验。从离散情绪和连续情绪2个维度分析2种场景下前额与外额含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度的差异，进而推断脑区的激活程度。结果表明，道路交通场景相较于生活场景，愤怒与惊讶情绪下前额与外额的激活程度更强，快乐情绪下前额与外额的激活程度更低，恐惧情绪下仅在前额发现了显著差异，且激活程度更低;道路交通场景相较于生活场景，愤怒、恐惧、惊讶3种情绪前额与外额的脑功能连接强度更高，快乐与悲伤2种情绪下前额与外额的脑功能连接强度更低。

    汽车智能座舱驾驶人情绪道路交通场景脑区激活

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    考虑人机信任匹配的人机协同控制策略

    孙剑阳友康岳李圣飒韩嘉懿...
    838-845,855页
    查看更多>>摘要：人机互信水平是影响人机协同系统表现的关键因素之一。提出了一种考虑人机信任匹配的主从博弈协同控制策略。建立评估驾驶人和机器相互信任程度的方法，在此基础上根据人机信任匹配程度进行协同驾驶中的权重分配;采用模型预测控制框架并结合主从博弈进行最优化求解，得出最优的协同控制策略;通过驾驶人在环实验，验证了所提出的协同控制策略的有效性。结果表明，对于不同信任匹配程度的驾驶人，所提出的策略使得驾驶人路径跟踪精度平均提高了70。91％，驾驶负担平均降低了44。03％。所提出的策略能提升车辆的驾驶表现，减轻驾驶人操作负担。

    人机协同控制人机信任匹配权重分配主从博弈

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    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

    黄春喜谢炜垠黄奇浩朱言...
    846-855页
    查看更多>>摘要：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。

    交通安全辅助驾驶系统重型卡车驾驶员驾驶疲劳

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    基于主客观数据的汽车人机交互界面表面触觉反馈方法

    沈传亮岳玉冰叶瑞章胡宏宇...
    856-863页
    查看更多>>摘要：针对汽车用户界面虚拟按钮缺乏触觉反馈或触觉反馈感受单一的问题，采集3种真实物理按钮(切换开关、自锁按钮、复位按钮)数据并提取按钮特征，基于手指按压力大小分段实现了不同的振动反馈。提出一种重现按钮顺应性的触觉渲染方法，根据用户主观感受，验证了其相比于顺应性错觉方法在顺应性、用户愉悦性等方面的提升。进行触觉反馈匹配实验，实验者根据触觉感受将3种虚拟按钮与物理按钮类型进行匹配，准确率高达94。33％，验证了提出的虚拟按钮振动触觉反馈对不同物理按钮独特感知特性恢复的有效性，用户可以在无视觉需求的情况下辨别操纵的虚拟按钮类型和状态。

    汽车用户界面触觉表面触觉反馈虚拟按钮振动渲染顺应性错觉

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    智能汽车变道盲区影像对驾驶员认知负荷与安全性的影响

    岳李圣飒潘昱蓉孙剑朱奕昕...
    864-874,885页
    查看更多>>摘要：智能汽车变道盲区影像在为驾驶员提供更多环境信息的同时也可能增加驾驶员的认知负荷。针对这一问题，提出改进AttenD算法，建立认知负荷与驾驶员注视点分布的关系模型，对3种智能汽车品牌车辆开展实车路测实验，分析多种外部条件下驾驶员与不同变道盲区影像交互过程中注视特征、驾驶行为特征以及认知负荷的差异。结果表明，增大盲区影像面积、提高盲区影像面积占中控屏面积的比例、减少扫视路径冗余能降低变道过程中的认知负荷。

    智能汽车变道盲区影像认知负荷变道安全AttenD算法

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    风险场景驱动的次任务驾驶行为对接管绩效的影响

    郭柏苍雒国凤金立生石业玮...
    875-885页
    查看更多>>摘要：以高风险场景元素参数为控制权切换条件，探究次任务对驾驶人接管绩效的影响。从NGSIM数据集中提取旁车切入高风险场景作为控制权切换条件，使用皮尔逊相关性检验分析不同接管绩效指标间的相关性，利用单因素方差分析比较不同次任务资源占用模式与可中断性对接管绩效指标的影响。结果表明，接管时间与接管过程的横纵向操纵能力、安全性、接管效率相互耦合。增加视觉占用会增大0。26 s的接管反应时间并破坏车辆纵向稳定性与接管效率，增加听觉占用会增大0。45 s的接管反应时间并降低接管效率，增加认知占用会减小0。23 s的接管反应时间并提升接管安全性，增加操作占用会增大0。21 s的接管反应时间并增大接管过程的最大横向加速度，次任务可中断性会减小0。23 s的接管反应时间，但对接管后续车辆控制相关的指标无显著影响。

    车辆工程人机共驾接管绩效次任务驾驶风险场景次任务可中断性

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    偏转风场下高层建筑设计风速的风向折减因子

    贺斌全涌顾明
    886-892页
    查看更多>>摘要：提出了超高层建筑设计风荷载估算过程中考虑风场偏转影响的强风风速风向折减因子修正方法。在风洞中模拟了一个方形截面超高层建筑刚性模型。在偏转风场和无偏风场工况下，根据提出的修正方法计算了北京地区和南京地区高层建筑设计风速的风向折减因子，分析了风场偏转对高层建筑气动力风向折减效应的影响。结果表明，偏转风场会使建筑风压存在偏移现象，最不利风压出现的风向角与无偏风场下不同，而在考虑风向折减效应的风荷载估算方法中，如果忽略风场偏转的影响就可能导致超高层建筑风荷载的低估，使得结构设计偏于危险，提出的修正方法能够有效解决这一问题。

    超高层建筑风荷载风向折减Ekman螺线偏转风场风洞试验

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    砂土场地桥梁群桩基础延性抗震性能分析

    王靖程叶爱君王晓伟
    893-901页
    查看更多>>摘要：采用严格的增量动力分析(IDA)方法对砂土场地桥梁群桩基础的延性性能开展了系统研究。基于砂土中单墩-群桩基础体系振动台试验验证了数值模拟方法;以实际工程为背景，考虑与结构、土体相关的9个参数，建立了一系列分析模型;将7条实际地震记录作为输入，进行了系统的增量动力分析。基于计算结果，对地震下桥梁群桩基础的损伤破坏过程进行了验证，提出了表征群桩基础延性性能的位移、转角、强度3个指标，并揭示了各性能指标随结构、土体参数的变化规律。结果表明，群桩基础在易修复状态下的平均位移延性系数为2。52，平均水平承载力为首次屈服状态的1。41倍;极限状态下平均位移延性系数为3。62，平均水平承载力为首次屈服状态的1。47倍，延性性能可观且稳定;承台转动引起的桥墩漂移率最大不超过0。7％，不控制抗震设计。

    群桩基础延性性能增量动力分析位移延性水平承载力承台转角

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    碳纤维增强复合材料黏结型锚固体系弯拉性能试验研究

    贾丽君张文超徐利平
    902-910页
    查看更多>>摘要：为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能，对设计的锚固体系试件进行了 10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载-应变关系。结果表明，锚固体系的弯拉承载力折减量系数随CFRP筋弯曲半径的增大而减小，CFRP筋直径越大试件承载力折减量系数越大，并且CFRP筋横向约束有利于弯拉极限承载力的提高。此外，CFRP筋荷载-应变曲线的非线性变化是试件失效前的典型特征。弯曲半径和CFRP筋直径的比值与锚固效率系数为线性关系，比值在2。4‰以下时试件的弯拉锚固效率系数小于80％，试件呈不均匀断裂和剪切的破坏形式。

    碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系弯拉试验承载力折减量系数横向约束锚固效率破坏形式

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    岩石化学风化力学特性的宏微观定量关联

    周志豪王华宁蒋明镜
    911-919页
    查看更多>>摘要：为了分析化学风化对岩石力学性能的影响机制，采用密集排列的颗粒集合体模拟岩石材料，将与化学风化时间相关的质量损失率引入颗粒刚度和胶结模型。基于均匀化方法和格构模型，推导获得了风化岩石弹性阶段应力-应变关系和强度准则以及宏观弹性和强度参数与微观参数(颗粒接触响应特性、风化损伤参数等)的定量关联，并探究了化学风化及其时效性对岩石力学性能的影响规律。结果表明，随着质量损失率的增大以及反应时间的增加，风化岩石的刚度和强度均呈负指数减小;当环境pH值较低时，岩石的峰值黏聚力和峰值内摩擦角随着反应时间的增大均显著降低;当环境pH值较高时，开始阶段岩石的峰值黏聚力显著降低，而峰值内摩擦角变化不大，峰值内摩擦角的显著降低需要更长的风化时间。

    岩石化学风化宏微观时效效应

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