基于LiDAR点云的船载砂石体积自动测算系统

针对现有船舶运输砂石体积计算主要依赖人工方式称重和纸质运单流转、精度不高且效率很低的难题，采用基于八叉树的点云精简和聚类分析进行复杂环境下船舶点云的自动识别和提取；采用基于改进SK-4PCS （semantic-keypoint-based 4-points congruent sets）的粗配准和基于Point-to-Plane ICP （iterative closest point）的精配准进行空载和满载两期点云由粗到精的高效配准，设计实现了一种利用LiDAR （light detection and ranging）点云数据进行船载砂石自动测算的系统. 采集了江西南昌赣江运砂船数据进行实验验证，从扫描到出结果一艘船的砂石体积自动测算时间少于2 min，同船多次测算结果最大相对误差小于1.00%，砂石体积与实际真值相比的最大误差小于2.00%，满足实际业务需求.      

Two degree of freedom flow-induced vibration of cylindrical structures in marine environments: frequency ratio effects

The flow-induced vibration of a cylindrical structure is a very common problem in marine environments such as undersea pipelines, offshore risers, and cables. In this study, the vortex-induced vibration (VIV) of an elastically mounted cylinder at a low Reynolds number is simulated by a transient coupled fluid–structure interaction numerical model. Considering VIV with low damping ratio, the response, hydrodynamic forces, and vortex shedding modes of the cylinder is systematically analyzed and summed up the universal rule under different frequency ratios. On the basis of the analysis, we find that the frequency ratio α is a very important parameter. It decides the locked-in, beat, and phase-switch phenomena of the cylinder, meanwhile, it also influence the vortex mode of the cylinder. The trajectory of the two degrees of freedom (2 DOF) case at different natural frequency ratios is discussed, with most trajectories having a “figure of 8” shape and a few having a “crescent” shape. A fast Fourier transformation technique is used to obtain the frequency characteristics of the vibration of the cylindrical structure. Using the 2 DOF cylinder model in place of the 1 DOF model presents several advantages in simulating the nonlinear characteristics of cylindrical structures, including the capacity to model the crosswise vibration generated by in-line vibration.     

Optimal concession contracts for landlord port authorities with different pursuing goals

This paper investigates how landlord port authorities should offer concession contracts to their terminal operators under two different goals, by building a two-stage game for each goal. If maximizing the weighted sum of fee revenues and throughout benefits is port authorities’ goal, then the optimal concession contract can be any of the two-part tariff, the unit-fee, and the fixed-fee contracts. Accordingly, our special cases include previous works assuming that port authorities maximize either fee revenues or throughput benefits. By contrast, if maximizing the social welfare is the goal, then we find that subsidizing terminal operators, instead of charging them, is port authorities’ best choice. This result is not yet discovered in the literature.     

无轴轮缘推进器电机与水力部件耦合优化设计研究

针对目前无轴推进器电机与水力部件设计时多未考虑两者耦合的问题,本文提出两者耦合的优化设计方法.采用多参数非线性优化方法,基于电机和导管螺旋桨设计理论公式,并考虑无轴推进器电机转子的直径等同于螺旋桨内径加上叶梢间隙,以及螺旋桨输出转矩加上间隙的摩擦转矩值作为电机输入转矩的关系,建立了一种新型优化设计模型,通过优化方法进行迭代分析,利用5.5 kW无轴推进器进行方法验证.研究结果表明,所提出的优化方法有效地考虑了无轴推进器电机与水力部件的耦合关系,可对推进器效率进行综合优化.     

一种基于卫星导航的列车初始定位方法研究

在西北环境恶劣地区,线路区间往往较少设置实体应答器,列车在区间重启时需要长距离低速运行.经过实体应答器后才能确定列车位置。针对该问题.本文提出一种基于卫星导航系统和车载电子地图的列车初始定位方法。该方法利用轨道约束算法和概率学方法,设计满足铁路安全标准要求的列车初始定位方法。     

基于分级节点的高速铁路货运动车组开行研究

“八纵八横”高速铁路网货运节点可以利用聚类分析法,依据货运总量、GDP、人口、社会消费品零售总额、快递业务量、线路连接数、城市类别和节点类别等指标划分为4个等级。基于灰色系统预测模型,预测2025年高速铁路货运量,构建数学模型计算保本货运量。依据节点划分、货运量预测、保本货运量结果,计算各等级节点中盈利OD所占的比例,结合日均OD量,分析各等级节点间开办高速铁路货运的可行性。研究表明,在一级节点之间可以开行高速铁路货运动车组专列,在二级节点之间可以开行客货联挂动车组,三、四级节点可以采用捎带运输的方式。     

PID在汽车防抱死系统中的仿真应用

本文通过数学建模建立了车辆动力学模型、滑移率模型、制动系统模型、轮胎模型、PID控制器等主要模型,然后建立了基于二轮车辆无ABS系统仿真模型、有PID控制器仿真模型,接着分别在高附着系数路面、低附着系数路面和对接路面上进行仿真试验。将三种不同车辆系统的制动时间、制动距离以及车轮是否抱死等性能参数进行对比分析,结果表明无ABS系统的车辆无论在哪种路况下制动,车轮均很快抱死,且制动时间最长,制动距离最大;有PID控制器的车辆可以使车轮滑移率在较短的时间内稳定在最佳滑移率处,避免了车轮抱死,制动距离与制动时间相比无ABS车辆都有明显改善。     

GSM-R中跨SGSN更新时源SGSN域名解析数据的智能生成方案设计

源SGSN域名解析数据是GSM-R网络编号方案数据中重要的需跨局制作的一类数据。由RAI编码构造生成,在跨SGSN路由区更新时,存储于DNS中,以解析源SGSN的IP地址。全路400多条G网线路,错综复杂的基站引用关系,导致数据复杂多样。针对该情况,利用聚类分析和关联规则分析算法,研究源SGSN解析数据的智能生成方案,提高数据的全面性、准确性,从而有效保障GSM-R分组域应用业务的正常运转。     

行人微观仿真中的运动模型与行为模型——STEPS与NOMAD模型对比

为了解各类行人仿真模型的性能差异和适用范围,以选取适当模型进行交通枢纽行人仿真,对两种典型行人仿真模型进行研究。依据模型对行人行为描述的复杂程度,将行人仿真模型分为运动模型、部分行为模型、行为模型3类,并分别介绍了各自的特点。选取典型的运动模型软件STEPS和行为模型软件NOMAD,详细探讨其采用的数学模型,并通过4个仿真实例对比分析这两种模型的特点。分析结果得出两种模型在宏观与微观层面的异同点以及存在的问题。     

快速老化小鼠的学习记忆缺陷及其生化机制

目的用快速老化小鼠(SAMP8)模拟老年痴呆,观察其学习记忆能力,并探讨其学习记忆能力下降的可能机制。方法采用10月龄SAMP8,并用同龄抗快速老化小鼠(SAMR1)作为正常对照。用水迷路检测近记忆以及空间学习记忆能力。用生物化学方法检测大脑皮层线粒体膜电位和ATP酶活力,观察线粒体功能;检测皮层和海马胆碱乙酰基转移酶(ChAT)和乙酰胆碱酯酶(AChE)的活力,观察中枢胆碱能神经功能;检测血清超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量,观察其全身性氧化应激状况。结果与SAMR1相比,SAMP8出现明显的衰老体征,其近记忆和空间学习记忆能力明显减弱,具有衰老和痴呆特征;皮层线粒体膜电位和ATP酶活力显著降低,海马ChAT活力显著下降,AChE活力显著升高,血清SOD活力稍有增高。结论SAMP8可以很好地模拟老年痴呆,其机制包括大脑皮层线粒体功能降低、海马胆碱能神经功能下降以及氧化应激等。