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基于多模态参数的高速公路驾驶人压力负荷检测方法研究

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西南交通大学学报 2024年

作者：何杰叶云涛徐扬张长健秦鹏程东南大学交通学院

本文提出了一种基于多模态参数的高速公路驾驶人压力负荷实时检测方法。该方法利用计算机视觉模型Deeplabv3从行车视频中提取场景元素语义信息来表征驾驶环境，并与车辆动力学参数和道路线形参数融合，构建多模态参数特征集，借助机器... 详细信息

本文提出了一种基于多模态参数的高速公路驾驶人压力负荷实时检测方法。该方法利用计算机视觉模型Deeplabv3从行车视频中提取场景元素语义信息来表征驾驶环境，并与车辆动力学参数和道路线形参数融合，构建多模态参数特征集，借助机器学习算法实现压力负荷检测。为验证方法的有效性，研究于金丽温高速公路开展实车实验采集驾驶人眼动、心率数据、车辆动力学参数、道路线形参数和驾驶场景视频。利用眼动、心率数据标定压力等级，选择随机森林、支持向量机、XGBoost和LightGBM四种算法建立压力负荷检测模型，并用SHAP值法进行影响因素分析。结果表明，LightGBM模型性能最优，其宏平均和加权平均F1值分别达到91.99%和93.25%，说明所提出的方法能够实现准确的压力负荷检测。此外，影响因素分析发现，当出现轮胎回正力矩、垂向力、纵向力标准差超过0.0163N·m、0.237kN、0.229kN，路段曲率半径平均值小于317米，路段缓和曲线比平均值低于0.0296，天空占比变化率、景观占比、货车占比超过5.89%、14.85%、6.37%时，驾驶人处于高压力状态的概率较高。由于所需数据易于获取，所提出的方法具有较高的应用可行性，可为高速公路安全性、舒适性评价提供参考，同时为高速公路的景观、线形设计以及车辆驾驶人警示系统设计提供理论支持。

关键词：高速公路驾驶人压力负荷实时检测集成算法语义分割

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寒武纪海洋碳循环新模型

中国科学：地球科学 2024年第6期54卷 1786-1805页

作者：王华建张水昌王晓梅苏劲叶云涛柳宇柯中国石油勘探开发研究院油气地球化学重点实验室北京100083 北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

经典碳循环模型认为,富12C的有机碳大量埋藏导致碳同位素(δ13C)正漂移,有机碳大量氧化则导致δ13C负漂移.然而,寒武系纽芬兰统BACE(BAsal Cambrian Carbon isotope Excursion)事件有着全球性的δ13C负漂移和大规模有机碳埋藏,芙蓉统SPI... 详细信息

经典碳循环模型认为,富12C的有机碳大量埋藏导致碳同位素(δ13C)正漂移,有机碳大量氧化则导致δ13C负漂移.然而,寒武系纽芬兰统BACE(BAsal Cambrian Carbon isotope Excursion)事件有着全球性的δ13C负漂移和大规模有机碳埋藏,芙蓉统SPICE(Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion)事件则有着全球性的δ13C正漂移和相对匮乏的有机碳埋藏,均表现为碳同位素异常与有机碳埋藏的失耦特征.通过分析塔里木盆地塔东2井钻井剖面的寒武纪碳循环和古海洋环境演化记录,本研究提出了包括海洋溶解有机碳(DOC)的寒武纪海洋碳循环模型,并取得如下认识:(1)寒武纪海洋依然有着巨大的海洋DOC储库,储库容量受大洋环流和古海洋环境调控,对海洋碳循环有着重要影响;(2)寒武纪早期的海洋DOC储库氧化导致了BACE事件和寒武系油气系统的“亚洲现象”, DOC储库扩容导致SPICE期间在缺乏有机碳埋藏时形成全球性δ13C正漂移;(3)塔里木盆地东部坳陷深水沉积环境有可能发育芙蓉统富有机质黑色页岩,对应于SPICE时期的有机碳埋藏,是潜在的超深层油气勘探领域.未来有必要针对海洋DOC储库的形成机制、储量规模及影响因素、资源环境效应三个方面继续开展研究,并有望在地球系统科学和油气资源勘查领域取得新突破.

关键词：碳同位素有机碳 BACE SPICE 溶解有机碳气候变化黑色页岩

考虑交通行为特性的高速公路交通冲突预测模型研究

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考虑交通行为特性的高速公路交通冲突预测模型研究

作者：叶云涛长安大学

学位级别：硕士

驾驶人作为高速公路运行系统中的主体,不同的交通行为特性对交通安全产生的影响存在较大差异,因此分析高速公路交通行为特性对运行风险的影响在提高高速公路运行安全性方面具有重要意义。本文以高速公路交通行为特性为主线,分析驾驶人... 详细信息

驾驶人作为高速公路运行系统中的主体,不同的交通行为特性对交通安全产生的影响存在较大差异,因此分析高速公路交通行为特性对运行风险的影响在提高高速公路运行安全性方面具有重要意义。本文以高速公路交通行为特性为主线,分析驾驶人特征与交通行为特性的内在联系,基于交通冲突理论建立交通冲突预测模型和运行风险分析模型,从交通流运行和交通行为特性角度提出改善措施。从宏观和微观层面分析研究高速公路的交通行为特性。微观层面上围绕驾驶人交通行为特性设计科学合理的问卷量表,采集研究路段的驾驶人量表数据。通过信效度检验后,采用主成分分析法降维提取得到激进驾驶倾向、过失驾驶倾向和不良交通行为态度三个维度。采用方差分析和最小显著性差异法分析得出驾驶人性别、年龄和驾龄与交通行为特性的内在联系。宏观层面上采集8个研究路段的交通流数据,通过理论分析确定交通行为引发交通冲突的过程,根据冲突角度划分为追尾冲突和侧向冲突,结合数据特点分别确定TTC指标和扩展TTC指标为追尾冲突和侧向冲突判定指标,采集得到研究路段的交通冲突数据。基于事故金字塔理论和研究路段的交通冲突数据建立高速公路交通冲突预测模型。选用非参数检验的方法对交通冲突数据进行假设检验,检验表明交通冲突服从负二项分布。根据数据特点及共线性检验结果初步筛取12个建模自变量,采用随机效应负二项模型和随机森林算法建立高速公路交通冲突预测模型,通过10折交叉验证进行模型对比。以交通冲突为高速公路运行风险水平的反映指标,通过K-means聚类法划分高速公路运行风险等级,并以多元Logistic模型建立高速公路运行风险分析模型研究高速公路运行风险的影响因素。基于交通冲突预测模型和运行风险分析模型运行的结果,从交通流运行特征和交通行为特性角度提出高速公路运行风险改善措施。研究结果揭示了高速公路交通行为特性与驾驶人特征之间的内在联系,建立的交通冲突预测模型和运行风险分析模型为高速公路交通安全分析提供了新方法和新思路,为高速公路运行控制方案和安全保障措施的实施提供一定的参考。

关键词：高速公路交通安全交通行为交通冲突预测模型运行风险分析

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矿井瞬变电磁法波场变换与数据处理方法研究

煤炭学报 2013年第9期38卷 1646-1650页

作者：程久龙邱浩叶云涛闫国才周健程丰波张珊珊中国矿业大学北京煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院北京100013

矿井瞬变电磁法探测电性界面分层的准确性关系到探测地质效果。探讨了瞬变电磁波场变换理论,提出了矿井瞬变电磁波场变换算法,对实际矿井瞬变电磁数据进行了波场变换,提出了波场变换数据处理及成像方法,实现瞬变电磁剖面到拟地震剖面的... 详细信息

矿井瞬变电磁法探测电性界面分层的准确性关系到探测地质效果。探讨了瞬变电磁波场变换理论,提出了矿井瞬变电磁波场变换算法,对实际矿井瞬变电磁数据进行了波场变换,提出了波场变换数据处理及成像方法,实现瞬变电磁剖面到拟地震剖面的转换,达到对电性界面的准确划分。结合矿井顶板岩层富水性探测的工程实例对矿井瞬变电磁波场变换及其数据处理方法的实用性和有效性进行了验证,取得了较好的地质效果。研究表明:矿井瞬变电磁波场变换及数据处理方法能够提取瞬变电磁数据中所包含的电性界面信息,解决矿井瞬变电磁法探测在准确确定电性界面方面的不足,突出弱异常进而提高分辨率。

关键词：矿井瞬变电磁法波场变换数据处理拟地震处理电性界面

中元古代海洋生物碳泵:有机质来源、降解与富集

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科学通报 2022年第15期67卷 1624-1643页

作者：张水昌王华建王晓梅叶云涛中国石油勘探开发研究院油气地球化学重点实验室北京100083 北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

碳循环是生命改造地球的最主要途径.海洋是地球上最大的活跃碳库,其储碳-释碳的异常波动对地球表层系统演化具有革命性影响.然而,中元古代无机碳同位素的相对稳定表明,地球碳循环达到了一个相对平衡的状态.因此,研究中元古代海洋中由微... 详细信息

碳循环是生命改造地球的最主要途径.海洋是地球上最大的活跃碳库,其储碳-释碳的异常波动对地球表层系统演化具有革命性影响.然而,中元古代无机碳同位素的相对稳定表明,地球碳循环达到了一个相对平衡的状态.因此,研究中元古代海洋中由微生物主导的碳循环对于我们认识地球宜居演化具有重要意义.本文从有机质来源、降解与富集等方面论证了中元古代海洋生物碳泵的主要地球化学过程,提出初始有机质来自以蓝细菌为主的多源生物,有机质降解有反硝化细菌、铁还原菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等多种微生物参与.以中元古界下马岭组为例,定量分析了受初级生产水平和水体氧化还原程度控制的微生物降解作用及降解程度,估算14亿年前的海洋惰性可溶碳库增储可能达1000×10;~2500×10;t,仅燕辽盆地埋藏的有机碳就达6000×10;t.最后,本文讨论了磷、铁供给对海洋碳循环的重要控制作用,提出未来开展高精度沉积地球化学解析和多元素循环精细建模研究的必要性.

关键词：微生物生物泵初级生产力有机质降解营养元素下马岭组

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱实现黄铁矿中多元素原位成像

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分析化学 2016年第11期44卷 1665-1670页

作者：王华建张水昌叶云涛王晓梅周文喜苏劲中国石油天然气股份有限公司油气地球化学重点实验室中国石油勘探开发研究院北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室贵州大学资源与环境工程学院

采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)建立了单粒黄铁矿的多元素原位成像方法。在1 mm×1 mm的扫描区域内,获得有效计数点信息约5万个,总分析时间仅为1.5 h。结果表明,此粒黄铁矿表面Fe、S元素的信号强度分布均匀,Fe/S比值数... 详细信息

采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)建立了单粒黄铁矿的多元素原位成像方法。在1 mm×1 mm的扫描区域内,获得有效计数点信息约5万个,总分析时间仅为1.5 h。结果表明,此粒黄铁矿表面Fe、S元素的信号强度分布均匀,Fe/S比值数据集中,相对标准偏差仅为11.6%,这表明黄铁矿均质性较好,也表明本分析方法的稳定性较高。相对于围岩,黄铁矿表面的微量元素表现出的富集或亏损特征,可能与黄铁矿形成时的氧化还原环境和后期的次生改造作用有关。本方法将有助于LA-ICP-MS在单颗粒矿物分析中的推广应用,可为古环境、烃源岩和流体成藏等研究提供更直接、更准确的可视化实验数据。

关键词：激光剥蚀电感耦合等离子体质谱黄铁矿微量元素原位成像

最小含氧带和硫化环境控制14亿年前有机质生烃能力

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科学通报 2021年第23期66卷 3005-3017页

作者：王晓梅张水昌何坤王华建米敬奎苏劲叶云涛中国石油勘探开发研究院中国石油集团公司油气地球化学重点实验室北京100083

显生宙沉积有机质富集和生烃潜力受控于初级生产力和保存环境,但元古宙以原核生物为主的广泛厌氧环境对烃源岩发育的控制作用并不清楚.中国华北燕辽盆地中元古界下马岭组发育一套厚达250 m的富有机质烃源岩,主要形成于硫化厌氧和最小含... 详细信息

显生宙沉积有机质富集和生烃潜力受控于初级生产力和保存环境,但元古宙以原核生物为主的广泛厌氧环境对烃源岩发育的控制作用并不清楚.中国华北燕辽盆地中元古界下马岭组发育一套厚达250 m的富有机质烃源岩,主要形成于硫化厌氧和最小含氧带(oxygen minimum zone,OMZ)水体环境,沉积时限约为1400~1360 Ma.选择有代表性的两类黑色页岩样品开展了黄金管热模拟实验,结果表明,14亿年前富有机质页岩的生油气潜力与显生宙优质烃源岩相当,且明显受控于沉积时的海洋水体环境;硫化厌氧环境的沉积有机质,虽丰度略低(TOC 5%),但生油能力明显高于OMZ环境下的沉积有机质(TOC达12%);两类沉积环境有机质的生烷烃气能力却相反.这说明,厌氧环境不但有利于有机质富集,同时保存了对生油更加有效的富氢脂肪结构;尽管OMZ海洋初级生产力很高,在底层水有氧环境下也能够沉积高丰度的有机碳,但氧化作用使其生油潜力明显降低.研究证实,中元古代海洋环境的动态演化对沉积有机质的母源构成、生烃潜力和产物组成具有重要影响,为深入了解并探索中新元古界的烃源岩发育机制和油气资源潜力提供了一个重要窗口.

关键词：烃源岩原核生物厌氧环境有氧环境生油气潜力降解作用

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有机络合萃取分离盐酸-醋酸废液的工艺研究

武汉理工大学学报 2018年第12期 8-12页

作者：刘晓芳叶云涛杨超张光旭武汉理工大学化学化工与生命科学学院

以磷酸三丁酯为络合剂、正辛醇为稀释剂,采用有机络合萃取的方法从含有8%左右醋酸的盐酸溶液中分离出醋酸。考察盐酸浓度、萃取时间、萃取剂的体积比例组成、萃取温度、水油相体积比和醋酸浓度等因素对萃取效率的影响。研究结果表明,当... 详细信息

以磷酸三丁酯为络合剂、正辛醇为稀释剂,采用有机络合萃取的方法从含有8%左右醋酸的盐酸溶液中分离出醋酸。考察盐酸浓度、萃取时间、萃取剂的体积比例组成、萃取温度、水油相体积比和醋酸浓度等因素对萃取效率的影响。研究结果表明,当温度为25℃,萃取时间为10 min,水油体积相比为1∶1,萃取剂组成(V(磷酸三丁酯)∶V(正辛醇))为7∶3时,萃取效果最佳,相平衡分配系数为1.2。萃取液再生处理后,萃取效果可达到83%。

关键词：醋酸-盐酸废液络合萃取磷酸三丁酯正辛醇

水热法制备Mg/Sn/W复合氧化物催化剂及其性能评价

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石油化工 2019年第12期48卷 1212-1218页

作者：汪义超陈亚春张光旭叶云涛武汉理工大学化学化工与生命科学学院

采用水热法制备了Mg/Sn/W催化剂,利用N2吸附-脱附、XRD、FTIR、SEM等手段对制备的催化剂进行表征,考察了不同种类的分散剂和分散剂含量对催化剂活性的影响,探究了共沉淀法和水热法制备的催化剂在使用过程中W的流失情况。实验结果表明,... 详细信息

采用水热法制备了Mg/Sn/W催化剂,利用N2吸附-脱附、XRD、FTIR、SEM等手段对制备的催化剂进行表征,考察了不同种类的分散剂和分散剂含量对催化剂活性的影响,探究了共沉淀法和水热法制备的催化剂在使用过程中W的流失情况。实验结果表明,以聚乙二醇和三乙醇胺为混合分散剂制备的催化剂拥有更大的比表面积和更小的孔径,提高了催化剂的活性;当混合分散剂的含量为7.5 g/L、钨酸质量浓度为6 g/L时,催化剂的活性最大,环己酮转化率达66.23%,ε-己内酯选择性达89.56%;与共沉淀法制备Mg/Sn/W催化剂相比,水热法制备的Mg/Sn/W催化剂合成ε-己内酯的活性更高,可以有效解决活性组分W的流失问题,也能在一定程度上保持催化剂活性。

关键词：水热法催化剂分散剂 ε-己内酯