基于多尺度区域网格的公路车辆自动检测识别

提出距离相关的变N值区域采样目标检测方法和距离无关的自相关目标识别方法用于检测识别特定公路段行驶的车辆.特点是不用对摄像机进行标定,使用方便,算法简单,运算速度快,识别距离远.用不同的N值对不同距离处公路宽度进行水平等分并且在车辆目标位置形成区域采样网格.由于模型图像采样网格密度也由N值决定,利用网格上的点集自相关方法将实际序列图像中不同大小目标区域与同一模型进行匹配.     

基于自适应耦合模型的运动目标跟踪方法

在跟踪目标快速运动和外形显著变化的任务中,现有跟踪方法经常存在目标跟踪丢失、误差较大等问题.为此本文提出一种新的跟踪方法,该方法采用的是基于改进码本模型的背景相减法检测运动目标,对检测出的目标构建耦合模型进行实时跟踪.另外,本文还讨论了模型中参数改变对跟踪失败次数的影响.实验结果表明：该方法在处理目标上述情景下的跟踪效果比较理想,并且一定范围内的参数改变对该方法的稳定性影响不大.     

信息化条件下CDM交通分布模型修正与验证

为了研究信息化条件下交通出行分布规律,以基于最大熵理论的目的地竞争力分布模型 （CDM） 为研究对象,从出行者对目的地选择行为这一微观角度出发,引入目的地强迫度和信息 强迫度两个参量,对CDM进行修正。通过建立无信息和有信息两种假设情景,以弹性出行和非 弹性出行两种出行目的为分类,分析出行者对不同类型出行目的地的选择过程,建立最大熵优化 模型,通过求解引入新参量后的多目标优化问题,建立CDM交通分布修正模型并进行参数估 计。利用南京市居民出行调查数据对CDM修正模型进行验证,并与传统的双约束模型进行对 比,结果显示CDM修正模型拟合误差在2%以内,精度较高。改进后的CDM修正模型不仅能够 减小拟合误差,而且能够体现出行目的地的选择行为对交通分布的影响程度,在信息化条件下能 够很好地模拟居民出行分布规律。     

基于多尺度区域网格的公路车辆自动检测识别

提出距离相关的变N值区域采样目标检测方法和距离无关的自相关目标识别方法用于检测识别特定公路段行驶的车辆．特点是不用对摄像机进行标定，使用方便，算法简单，运算速度快，识别距离远．用不同的N值对不同距离处公路宽度进行水平等分并且在车辆目标位置形成区域采样网格．由于模型图像采样网格密度也由N值决定，利用网格上的点集自相关方法将实际序列图像中不同大小目标区域与同一模型进行匹配．     

基于气泡模型的自由曲面网格生成和调控

为了在自由曲面上生成形状规整、大小可控的三角形网格,提出一种基于气泡运动模型的网格自动生成方法. 将适量的网格点布置在离散化的曲面上,并模拟为弹性气泡. 引入气泡间的相互作用力和曲面对气泡的吸附力,得到各气泡的运动控制方程. 采用数值方法近似求解气泡系统的平衡状态. 将平衡后的气泡中心用曲面Delaunay法连接成曲面上的三角形网格. 在气泡模型中,通过相对半径函数控制各气泡的相对大小,进而实现对网格大小的调控. 通过在相对半径函数中考虑气泡中心到特定点或线的距离、参考线或曲面的曲率等因素的影响,生成网格大小与曲面特征相适应的三角形网格. 6个算例结果表明,该方法生成的网格形状规整、疏密有致,其形状质量指标都高于0.97;该方法为网格结构的设计提供了参考.      

基于改进主动轮廓模型的钢轨表面缺陷分割

针对钢轨表面图像灰度分布不均匀、目标缺陷轮廓边缘模糊的问题,提出了以C-V模型和LBF模型为基础的主动轮廓模型分割算法.首先,结合C-V模型和LBF模型建立最小化能量泛函模型,并对模型进行凸优化处理;然后,通过对局部子块进行卷积得到演化曲线内外局部灰度均值;最后,采用Split Bregman迭代算法进行模型求解,解决了C-V模型和LBF模型收敛速度慢、对初始轮廓位置敏感和容易陷入局部最小等问题.使用该模型对含有掉块、钢轨接缝或裂纹缺陷三类常见的钢轨表面图像进行分割,仿真实验结果表明,该模型在初始轮廓位置的选择及分割性能上明显优于单一的C-V模型和LBF模型.     

圆销车钩自由转角与车体参数匹配性的研究

为了明确圆销车钩自由转角与车体主要结构参数的匹配关系,采用理论分析与动态仿真相结合的方法,研究了曲线通过及直线承压工况下,机车车体主要结构参数与车钩转角的关系.结合缓冲器的非线性迟滞特性并采用控制系统仿真方法,建立了圆销钩缓系统的对中钩肩模型,该模型能够较好体现钩肩回复力的实时性;采用内插样条函数进行拟合,根据工程图纸对车钩钩头轮廓曲线进行数据离散,反演得到钩头轮廓曲面,并建立了一对连挂钩头间的曲面/曲面接触模型,进一步考虑了连挂钩头间的相互作用,能够准确模拟连挂钩头间的相对运动;通过对不同自由转角条件下机车的受力情况进行分析,得出了车钩自由转角设计推荐公式,并通过动力学仿真对其进行了验证.研究与仿真结果表明,受轨道曲率变化的影响,车钩实际转角比静态计算结果要偏大0.5~1.0,钩头间的相对转动可对车钩转角进行补偿,以顺利实现机车曲线通过;车钩自由摆角与车体结构要有较好的匹配,以保证机车承压时的运行安全性,同时建议该型机车钩缓系统自由转角设计值应小于8,这与推荐公式的计算结果有较好的一致性.      

基于车载连续序列图像的道路曲率计算方法

提出一种基于车载连续序列图像的道路曲率计算方法.算法首先利用车载视 觉系统进行内外参数标定实现对路面车道线的三维重建,利用三维重建误差模型对重建 的数据点进行误差估计,并对数据点进行选弃.对序列图像中路面车道线重建出来的曲线 采用ICP 算法进行曲线匹配,并将匹配后的曲线映射到统一的参考坐标系中.最后利用匹 配曲线上的数据点进行圆周拟合,计算道路曲率.实验中利用真实的车载连续序列图像对 算法进行验证.针对曲率半径分别为96 m和430 m两段不同程度的弯道,利用本文算法计 算对应道路的曲率半径.结果表明,本文算法能够精确地计算出不同弯道的道路曲率,特 别是针对平缓弯道的曲率计算,比基于单幅图像的曲率计算方法更加准确与稳定.     

跨座式单轨弓网耦合主动控制研究

单轨列车高速行进中,弓头往往会发生较大振动冲击刚性接触网,降低弓网受流质量与寿命,为此提出一种改善弓网关系的主动控制方法.在此基础上,首先分别建立了单轨弓网耦合的线性二自由度动力学模型,以及无刷直流电机的双闭环控制驱动模型;然后结合分数阶PID控制算法,完成了整个主动控制系统的建模;最后对比分析了列车不同时速下受电弓被动控制和主动控制接触力的响应以及弓头的抬升量,并分析了主动控制的响应速度.研究结果表明:该主动控制方法的响应速度能够完全满足高速状态下弓网关系的调节要求,且能够明显降低接触力波动,缓解弓网碰撞,减少弓网磨损,提高其使用寿命.     

基于自适应尺度LE的轮廓编组算法

在图嵌入框架下，以编组线索的聚类来实现轮廓编组的方法，不仅可以有效地将局部特征和全局特征结合起来，而且更加符合人类视觉感知以流形存在的特点．本文在分析相似度矩阵对样本结构表示意义的基础上，提出了一种基于自适应尺度LaplacianEigenmap的轮廓编组算法．该算法能够根据编组线索多维特征的不同局部统计特性，自适应地改变相似度计算模型中的尺度因子，使相似度矩阵更准确地反映编组线索数据集的结构特性．在此基础上通过降维实现编组元的聚类，从而得到轮廓编组的结果．实验证明，该算法对于局部统计特性差异较大的编组线索有着良好的适应性，尤其对于有遮挡的感知目标，表现出比图分割方法更为优越的性能．     

Image series segmentation and improved MC algorithm

A semiautomatic segmentation method based on active contour is proposed for computed tomography （CT） image series. First, to get initial contour, one image slice was segmented exactly by C-V method based on Mumford-Shah model. Next, the computer will segment the nearby slice automatically using the snake model one by one. During segmenting of image slices, former slice boundary, as next slice initial contour, may cross over next slice real boundary and never return to right position. To avoid contour skipping over, the distance variance between two slices is evaluated by an threshold, which decides whether to initiate again. Moreover, a new improved marching cubes （MC） algorithm based on 2D images series segmentation boundary is given for 3D image reconstruction. Compared with the standard method, the proposed algorithm reduces detecting time and needs less storing memory. The effectiveness and capabilities of the algorithm were illustrated by ,experimental results.     

考虑非线性累积损伤的大跨多荷载桥梁的疲劳可靠度评估

针对大跨多荷载桥梁疲劳损伤累积非线性过程中的大量不确定性,对火车、汽车与风荷载作用下的大跨悬索桥,利用连续损伤模型提出了一个疲劳可靠度评估方法.首先,在连续损伤模型基础上,对模型参数进行分析;然后,根据工程应用的需要,适当简化疲劳模型,在连续损伤模型中引入合适的随机变量,定义疲劳可靠度分析的极限状态函数,假定多种未来可能的交通荷载和荷载增长模式,利用蒙特卡洛方法产生随机变量并计算失效概率;最后以香港青马大桥为例,讨论了该桥在不同荷载状况下使用120年后的疲劳失效概率.研究发现:若保持当前的交通状态,桥梁可保持良好状况,但未来交通荷载的快速增长会导致结构提前失效.      

y+值对MIRA模型气动参数计算精度的影响

为研究量纲为1的参数y+值对车辆气动参数计算精度的影响, 以阶梯背MIRA模型为基础, 在保证模型网格数量与质量相近的情况下调整近壁网格尺寸, 构建不同y+值的流场仿真模型; 考虑到不同的湍流模型对车辆外流场仿真的y+值具有不同的适用范围, 选取SST κ-ω和LES两种常用的湍流模型对阶梯背MIRA模型外流场进行稳态和非稳态仿真分析; 将气动参数仿真结果与试验结果进行对比分析, 得出合适的y+值取值范围; 结合仿真速度云图和车身表面受力曲线分析了边界层首层网格厚度对仿真精度的影响; 建立了方背MIRA模型在2种湍流模型下的外流场仿真模型, 进行不同流速下气动参数的计算, 从而对y+值取值范围进行验证。研究结果表明: 针对车辆外流场数值仿真, 采用SST κ-ω模型时对应的合适平均y+值取值范围为20~50, 而采用LES模型时对应的合适平均y+值取值范围为5~10;当边界层首层近壁网格厚度过大时, 数值仿真无法准确捕捉边界层中速度梯度的变化, 造成边界层流场流动信息丢失, 而当边界层首层近壁网格厚度过小时, 边界层网格会严重畸变, 2种情况下气动参数计算误差都超过5%, 从而影响车辆外流场数值仿真精度; 根据所获得的y+值取值范围, 方背MIRA模型计算的气动参数误差小于5%, 说明了2种湍流模型平均y+值取值范围的正确性。      

基于移动荷载作用下的结构响应及小波分析的桥梁损伤诊断

用扭转弹簧模拟裂缝损伤,推导了移动荷载作用下裂缝损伤梁的动力响应.通过对损伤梁在移动荷载作用下的位移响应参数进行小波变换,用小波系数灰度图和小波系数模极大值轨迹图识别损伤位置,用可以评价信号奇异性特征的Lipschitz指数评价损伤程度,考察了不同损伤程度、多损伤位置和测点位置,荷载速度和荷载大小及噪声等因素的影响.数值计算表明该方法具有很好的识别效果.     

Active Contours and Mumford-Shah Segmentation Based on Level Sets

IntroductionThe basic idea in active contour models orsnakes is to evolve a curve,subject to constraintsfrom a given image,in order to detect objects inthat image.For instance,starting with a curvearound the object to be detected,the curve movestoward its interior normal and has to stop on theboundary of the object.LetΩ be a bounded open subset of R2 ,with Ω its boundary. Let u0 ∶Ω→ R be a given image,and C( s)∶ [0 ,1 ]→ R2 be a parameterized curve. Inthe classical snakes and active…     

孤立波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性

近海流线型箱梁主梁距水面较低时,气动特性极易受到极端波浪边界的干扰.为研究极端波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性,以孤立波浪模拟极端波浪,基于FLUENT软件,采用铺层网格技术建立了模拟运动孤立波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性的数值模型;利用所建立并验证的数值模型研究了不同参数下运动孤立波浪边界对流线型箱梁气动特性（静气动力系数、涡量场以及平均压力系数和脉动压力系数分布）的干扰.分析结果表明：不同孤立波浪边界运动速度干扰下流线型箱梁气动特性明显区别于无波浪工况;随波浪边界运动,迎风角处剪切层方向相比于梁底转折角处（8°风攻角）及梁顶转折角处（-8°风攻角）剪切层方向变化明显;在运动孤立波浪边界干扰下,箱梁抖振响应会随风攻角幅值增大呈增大趋势.     

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协同时隙再分配是以利益为中心的自私理性个体间的分布式协作问题,具有高度的动态性和不确定性,再分配的目标是在追求个体自身利益最大化的基础上,实现群体目标.本文分析了DCCEA（分布式协同多目标进化算法）的特性及原理,确定了其在时隙再分配问题中的可用性,并在此基础上构建了基于时隙再分配的分布式协同多目标进化算法模型.仿真实验结果表明,模型在提高总交换效用的同时,增强了航空公司外部交换的自主性,同时分配效率也得到了进一步提高,增强了分配时效性,由此更为有效地解决了分布式动态环境下的CDM GDP（地面延误程序）时隙再次分配问题.     

Free-Surface Wave Interaction with a Very Large Floating Structure

The free-surface wave interaction with a pontoon-type very large floating structure（VLFS） is analyzed by utilizing a modal expansion method. The modal expansion method consists of separating the hydrodynamic analysis and the dynamic response analysis of the structure. In the dynamic response analysis of the structure,the deflection of the structure with various edge conditions is decomposed into vibration modes that can be arbitrarily chosen. Free-free beam model, pinned-free beam model and fixed-free beam model are three different types of edge conditions considered in this study. For each of these beam models, the detailed mathematical formulations for calculating the corresponding eigenvalues and eigenmodes have been given, and the mathematical formulations corresponding to the beam models of pinned-free beam and fixed-free beam are novel. For the hydrodynamic analysis of the structure, the boundary value problem（BVP） equations in terms of plate modes have been established, and the BVP equations corresponding to the beam models of pinned-free beam and fixedfree beam are also novel. When these BVP equations are solved numerically, the structure deflections and the wave reflection and transmission coefficients can be obtained. These calculation results point out some findings valuable for engineering design.     

混凝土板梁的有限条法简化分析

桥梁结构在各种荷载作用下产生的内力和弯矩影响着桥梁的性能．桥梁弯曲、扭转和挠度等过大时会导致结构的破坏,这在结构设计阶段就应加以分析．本文提出一种有限条简化分析方法。可以较好地分析桥梁的挠度、弯曲和扭转变形．通过对一座简支板梁桥模型的分析,与现行有限元方法的分析结果进行了比较．结果表明,本方法能够较好地处理边界条件,只需要很少的输入工作就可以得到正确的分析结果,从而为结构．Y-程师提供了一种用于分析板梁桥在交通荷栽作用下行为的有效工具．     

Calculation of strain amplification matrix for strain invariant failure theory based on representative volume element models with periodical boundary condition

Strain invariant failure theory (SIFT) is a micro-mechanics-based failure theory for multi-scale failure analysis of composite materials originally proposed by Gosse and Christensen. In this paper, the approach for obtaining strain amplification matrix which is a key step for the execution of SIFT is improved by adopting representative volume element (RVE) finite element models considering periodical boundary condition, based on which more actual deformation mode is reflected. The deformation modes and strain data at the characteristic points of the centroid cell of multi-cell RVE model are analyzed and taken as a reference. It can be concluded that more reasonable deformation mode and relationship between the micro-mechanical and macro-mechanical strain states are obtained by employing the new model. Finally, numerical examples are provided to illustrate the determination of strain amplification factors within the RVEs considering periodical boundary condition at the characteristic points.