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基于机器学习的糖尿病视网膜病变分级研究

基于机器学习的糖尿病视网膜病变分级研究

作者：马文俊哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

糖尿病视网膜眼底病变作为糖尿病的严重并发症之一,患者日趋年轻化。因此,糖网病的筛查预防工作变得尤为重要。医生诊断主要依赖其临床经验,而传统的研究方法是在大量分析糖网眼底病变的主要生理特征基础上,设计特征,通过采集患者眼底... 详细信息

糖尿病视网膜眼底病变作为糖尿病的严重并发症之一,患者日趋年轻化。因此,糖网病的筛查预防工作变得尤为重要。医生诊断主要依赖其临床经验,而传统的研究方法是在大量分析糖网眼底病变的主要生理特征基础上,设计特征,通过采集患者眼底图像数据,提取这些潜在特征,辅以机器学习分类方法进行特征判断,如SVM,RandomTree等。这些手段费时耗力、代价高,其细微特征前期不易觉察,待其较明显时再治疗就显得不够及时,迫切需要新的方法。深度学习具有强大的非线性表达能力,通过一些简单的非线性模型把原始数据进行更高层次的表达。卷积神经网络(CNN)作为深度学习中重要的一种,在模式分类领域有着广泛的应用。针对上述研究中的困难和问题,利用卷积神经网络在糖尿病视网膜病变眼底图像处理领域进行研究,主要研究内容如下:(1)结合糖尿病视网膜病变在眼底图像中生理病症的主要特点,提出眼底图像特征提取方法,使用边缘检测、数学形态学等方法,血管结构提取、渗出区域检测等,提取眼底图像关键特征并进行空间配准。弱化原始各图像间差异,在此基础上进行图像融合使主要特征得到一定强化。(2)提出糖尿病视网膜病变眼底图像卷积神经网络模型DrNet,对眼底图像进行分类。基于CAFFE深度学习框架,利用Fine Tuning思想对DrNet进行预训练、训练和优化,实验证明该模型在糖尿病视网膜病变眼底图像分级研究上有较好的效果。

关键词：机器学习糖尿病视网膜眼底病变 CNN CAFFE

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双柱悬索拉线塔立柱风振响应及风振系数研究

双柱悬索拉线塔立柱风振响应及风振系数研究

作者：马文俊重庆大学

学位级别：硕士

我国的直流输电线路塔型多数采用的还是直立式塔,这种塔形的塔身质量较塔线整体占比较大,经济效益不是很好。反观许多外国国家已经大量采用双柱悬索拉线塔投入到输电线路中,这一塔型的优势在于其重量相较于直立塔要轻30%至50%,但占地面... 详细信息

我国的直流输电线路塔型多数采用的还是直立式塔,这种塔形的塔身质量较塔线整体占比较大,经济效益不是很好。反观许多外国国家已经大量采用双柱悬索拉线塔投入到输电线路中,这一塔型的优势在于其重量相较于直立塔要轻30%至50%,但占地面积却比直立塔要更大。随着我国大力开发西电东输等电网项目,有很多线路会经过荒漠戈壁等地区,这使得双柱悬索拉线塔的经济优势明显。双柱悬索拉线塔主要由两部分组成,分别为拉线悬索体系及两根格构式立柱。目前有关双柱悬索拉线塔立柱结构风致响应研究较少,仅有的研究多限于拉线的张力合理取值等方面,而立柱在脉动风作用下的响应研究和分析是悬索拉线塔风效应分析的关键。本文基于风洞试验、时域分析及频域分析,对双柱悬索拉线塔立柱进行了以下几方面的研究工作:（1）基于双柱悬索拉线塔的塔线体系气动弹性模型风洞试验,研究了双柱悬索拉线塔在B类地貌紊流场下的0°以及90°风向角脉动风作用下的结构双立柱的位移、加速度、基底反力等风致响应。（2）建立了拉线塔的实际塔线体系的ANSYS有限元模型,对双柱悬索拉线塔进行了时域分析,研究了模型在脉动风下的风振响应以及随着拉线预拉力变化的结构响应,并将分析结果与试验结果进行了对比,验证了的建模的正确性。（3）为了方便拉线塔的频域分析计算,提出了双柱悬索拉线塔的模型简化思路,将有限元模型简化为双立柱塔线体系模型、双立柱无导线模型以及单立柱无导线模型,通过模态分析以及时程分析验证简化模型的正确性。并通过结果表明,论文提出的四种模型均可较好地与试验结果吻合。（4）基于提出并验证可行的简化单立柱模型,提出了风振系数的频域分析方法。根据结构动力学中立柱的动力方程求解推导出双柱悬索拉线塔立柱的振型及频率方程。同时基于频域法计算了拉线塔立柱的脉动响应以及不同拉力对立柱侧弯响应的影响,并将其结果与时域分析结果进行了对比分析。（5）通过参数拟合得到了在不同端部弹簧刚度下的立柱无量纲振型公式,将得到的振型分别基于惯性力法、《建筑结构荷载规范》（GB500009-2012）（后文统称《规范2012》）推导出了适用于双柱悬索拉线塔的风振系数公式,并给出了相关参数取值表供拉线塔抗风设计参考。（6）基于Holmes提出的静力等效风荷载法分析了该方法中的三种荷载分量沿塔身高度变化趋势。并通过该方法求解了拉线塔的风振系数,将风振系数代入有限元模型进行时程分析进行了响应验算。结果表明,本文提出的方法可以准确评估双柱悬索拉线塔立柱结构的风效应,可以用于双柱悬索拉线塔立柱结构设计。

关键词：双柱悬索拉线塔脉动风风致响应风振系数

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维/织物表面改性及阻燃性能研究

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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维/织物表面改性及阻燃性能研究

作者：马文俊北京化工大学

学位级别：硕士

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维／织物因为具有良好的自润滑性、低的吸水性、不粘性,以及优异的耐磨性、拉伸性能、耐冲击性能、耐化学药品性等,在化工、农业、建筑、纺织以及军事、警用、等领域都得到了广泛的应用,但是作为聚烯烃类聚合... 详细信息

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维／织物因为具有良好的自润滑性、低的吸水性、不粘性,以及优异的耐磨性、拉伸性能、耐冲击性能、耐化学药品性等,在化工、农业、建筑、纺织以及军事、警用、等领域都得到了广泛的应用,但是作为聚烯烃类聚合物,UHMWPE的阻燃性能比较差,极限氧指数(LOI)只有17.5%,这大大限制了它的应用和发展,而且在燃烧过程中发热量和生烟量大,还产生熔滴现象,从而造成二次火灾危害。因此对UHMWPE纤维／织物进行阻燃改性具有十分重要的意义。本论文主要采用浸轧焙烘法、表面涂层法和微波接枝改性法对UHMWPE纤维进行改性,前两种改性方法均是通过物理吸附方法进行改性,而微波接枝是将含有特定功能的单体通过化学键接枝到UHMWPE纤维表面上,以改善其燃烧性能,达到持久改性效果,从而克服物理浸轧阻燃工艺、表面涂层改性工艺耐水洗性能较差的弊端。本论文主要工作如下：第一部分主要研究三种阻燃体系对UHMWPE纤维进行浸轧阻燃改性,并对三种阻燃体系(难溶阻燃体系,易溶阻燃体系、以及多元复配阻燃体系)的阻燃效果进行了对比分析,最终选取易溶阻燃体系中的间苯二酚(二苯基磷酸酯)RDP对UHMWPE纤维进行阻燃改性试验,并最后细化出最优的阻燃配方。研究了RDP的浓度、浸泡的时间及轧车的压力对UHMWPE纤维增重率的影响。结果显示当RDP浓度为20 wt%、浸泡时间为60+40min、轧车压力为0.1 MPa时,改性效果最佳。采用衰减全反射-红外光谱(ATR-FTIR)及扫描电镜(SEM)对纤维表面进行微观结构表征,结果表明通过浸轧改性后,RDP成功吸附在了纤维表面;分别采用热重分析(TGA)和对比燃烧法对改性前后的UHMWPE纤维的热稳定性以及燃烧性能进行了表征,结果表明浸轧改性后,纤维的阻燃性能得到了明显的改善,纤维的点火时间延长,具有自熄性并且在燃烧过程中不产生熔滴,同时随着RDP浓度的增加,增重率增加,同时纤维的拉伸强度提升,但是断裂伸长率略有下降。第二部分采用涂层改性的方法将丙烯酰胺(AM)-硫脲水凝胶体系吸附到UHMWPE织物表面以提高UHMWPE织物的阻燃性能。衰减全反射-红外光谱(ATR-FTIR)及扫描电镜(SEM)分析表明涂层改性后阻燃凝胶体系成功吸附在织物表面;热重分析(TGA)表明,涂层改性提高了织物的热稳定性,采用极限氧指数仪(LOI)、垂直燃烧仪(UL-94)和锥型量热(Cone Calorimeter)对燃烧性能进行了表征。涂层后织物的LOI由17.1%上升至22.3%,熔滴和续燃时间降低,同时损毁长度由全部损毁下降至32mm,另外点燃时间从10s延长至17s,PHRR由324 kW/m2降低为220 kW/m2,其阻燃性能随凝胶中硫脲组分比例的增加而增加。但是硫脲组分超过1：1配比时不能形成凝胶体系,同时,随着硫脲组分的增加,改性织物的力学性能下降,但是改性织物的力学性能优于未改性织物。第三部分首次对UHMWPE的纤维进行了微波接枝改性。表面接枝单体为丙烯酰胺(AM),引发剂为过硫酸钾(KPS)实验探索出的最佳的反应条件为：先将UHMWPE纤维在0.3wt.%的KPS引发剂中微波辐射(400W)预反应30 min,然后转移至单体蒸馏水溶液(最佳浓度为20 wt.%)中,75℃条件下进行表面接枝反应30 min。采用ATR-FTIR、SEM对接枝后织物的结构进行了分析,采用TGA和对比燃烧法对改性前后纤维的热稳定性和燃烧性能进行了表征,结果表明微波改性后纤维的燃烧残炭率由13.48%提升到22.56%,熔融滴落现象显著减少,当接枝率为20.40%时,纤维的断裂力值最大。

关键词： UHMWPE纤维/织物浸轧改性表面涂层改性微波接枝阻燃性能

DprE1酶抑制剂的设计、合成及生物活性测定

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DprE1酶抑制剂的设计、合成及生物活性测定

作者：马文俊北京化工大学

学位级别：硕士

结核病（tuberculosis,TB）是全球死亡的十大疾病之一。在治疗结核病和研究开发全新的抗结核药物的过程中,面临的最大挑战是结核菌的耐药性。论文选择耐药菌的癸异戊烯磷酰基β-D-2’-差向异构酶（DprE1酶）作为靶点。参考已有的药物及... 详细信息

结核病（tuberculosis,TB）是全球死亡的十大疾病之一。在治疗结核病和研究开发全新的抗结核药物的过程中,面临的最大挑战是结核菌的耐药性。论文选择耐药菌的癸异戊烯磷酰基β-D-2’-差向异构酶（DprE1酶）作为靶点。参考已有的药物及其构效关系,通过药效团分析,运用计算机辅助药物设计,以实验室前期得到的苯并噻吩甲酰胺类化合物K22作为先导化合物进行结构改造,设计了不同结构类型的苯并噻吩甲酰胺和苯并噻吩甲酸酯类化合物,同时将苯并噻吩7位的氯原子替换为硝基。本论文共合成了 29个化合物,目标化合物15个,对目标化合物进行了生物活性测定,实验结果显示,化合物Zl、Z10活性较好。论文对该类化合物的初步构效关系进行了讨论:对于苯并噻吩甲酰胺类化合物,苯胺间位和对位取代氯原子时活性较好,对位取代基为烃基时,随着烃链的增长,化合物活性下降,将苯环替换成吡啶环,氮原子的位点对活性影响较大。

关键词： DprE1酶抑制剂设计合成生物活性测定构效关系

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基于L298N生物传感器温控系统的设计

基于L298N生物传感器温控系统的设计

作者：马文俊北京化工大学

学位级别：硕士

生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶... 详细信息

生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。这种方法可以用于液体折射率的测量。折射率测量广泛运用于环境探测以及生物制药中,快速以及微小容量测量成为测量折射率待解决的问题。以此衍生的方法主要包括干涉法,波导法以及散射法。这些方法可以实现微量溶液探测并且具有较高的探测极限,但是他们各自存在缺点。无论使用哪种方法,稳定的温控系统是测量中所必须的。本文在后向散射的基础上,提出了后向散射干涉法(MIBD)测量液体折射率,主要对MIBD中使用的温控系统做详细的阐述。在MIBD系统中使用的温控系统主要包括：温度传感器及获取温度差信号电路,TEC(半导体制冷器)及其驱动电路,单片机控制电路,实时软件测量以及机械结构设计。本文从半导体材料以及光学测量基础上,解释了TEC制冷原理,详细阐述了温控电路并介绍了MIBD系统测量原理,本系统以铂电阻Pt100作为温度传感器,用运算放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。在20℃到40℃之间将温度精度控制在±0.1℃,并完成了在该理论基础上搭建起来的MIBD系统,用以测量液体折射率。

关键词： MIBD 温控系统 TEC L298N 单片机数据采集卡

社会工作介入孤残儿童社会融入能力提升的研究——以临夏州M儿童福利院为例

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社会工作介入孤残儿童社会融入能力提升的研究——以临夏州M儿童...

作者：马文俊陕西师范大学

学位级别：硕士

孤残儿童作为一个特殊群体生活在福利院,在他们的生活中缺失的不仅仅是对家庭的观念,更多的是缺乏对自我的认知,他们往往对于未来生活表现出的是一种迷茫的状态。由于福利院孤残儿童一般都是以集体的方式生活,而这种集中养育的模式很难... 详细信息

孤残儿童作为一个特殊群体生活在福利院,在他们的生活中缺失的不仅仅是对家庭的观念,更多的是缺乏对自我的认知,他们往往对于未来生活表现出的是一种迷茫的状态。由于福利院孤残儿童一般都是以集体的方式生活,而这种集中养育的模式很难满足孤残儿童的个性化需求。作为社会成员当中的一员,孤残儿童也有自己的潜能和成长的需求,也渴望通过提升自身能力来获得幸福感和存在感。但是,福利院孤残儿童在其成长过程中,由于生活环境较为封闭,再加上从小缺乏亲情的陪伴,未能满足其基本的需求,这对孤残儿童在健全人格发展方面造成了很大的困扰。如果在儿童时期未能满足其基本的需求,将会导致其在长在长大后出现诸多困境,如在与其他人互动交往时,表面友好但情感距离大,过低的评价自己,鉴于此,社会工作介入孤残儿童帮助其提升社会融入能力的实务干预研究很有必要。本研究在增能理论、社会支持理论和人在情境中理论的指导下,结合心理社会治疗模式,以提升孤残儿童社会融入能力为主线,其中,本文中所指的社会融入能力具体指孤残儿童的人际交往能力、情绪管理能力和心理感受能力。本文以国家深度贫困地区“三区三州”之一的临夏州M儿童福利院为例,在该福利院通过与孤残儿童深入接触,了解真实需求的基础上,设计并实施了以个案工作和小组工作为主要介入手段的社会工作实务干预研究。首先,通过对临夏州M儿童福利院孤残儿童的参与式观察和深入访谈了解其基本的状况,与此同时,与M福利院的工作人员进行访谈,进一步确定其存在的问题及需求;其次,在了解确定需求的基础上设计并制定合理的个案辅导和小组活动的实务干预计划,并按照制定计划开展相应的社会工作实务干预活动。在实务进行中,根据干预的效果和存在的不足及时调整和改善干预方案。最后,对实务干预效果进行评估,反思存在的问题和不足,并提出针对性的建议。实务干预效果证明,个案辅导和小组活动两种方法的结合能有效提升福利院孤残儿童的社会融入能力,对服务对象产生了一定的影响。基于对实务干预研究过程的梳理,笔者对实务干预过程中所遇到的问题及方法技巧运用的不足之处进行了反思,并对值得借鉴的干预技巧和实务经验进行了总结。实务干预过程中个案辅导主要围绕提升服务对象在人际交往、情绪管理和心理感受三个维度上的能力为目标。其中以“沟通与交流”、“支持与陪伴”、“疏导与宣泄”、“认知与接纳”、“自信与成长”为主题共进行了前后五个阶段的个案辅导服务。通过面对面、一对一的个案辅导服务,使服务对象加深了对自我的认知,获得了自信心,激发了自身潜能。小组活动也主要围绕增强服务对象在人际交往、情绪管理和心理感受三个维度上的能力为主,开展了以“缘来在一起”、“携手共成长”、“我们是一家”、“我们都一样”、“人生不设限”为主题的五次小组活动。通过参与式的小组互动活动,进一步巩固和提升了服务对象的社会融入能力。

关键词：孤残儿童社会融入能力人际交往情绪管理心理感受

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水电站安全事故应急响应群决策模型研究

水电站安全事故应急响应群决策模型研究

作者：马文俊三峡大学

学位级别：硕士

水电站一般远离城市,多位于山高水深、江水湍急的狭窄地带,同时受到洪水和地质地形等因素的影响,应急指挥调动、资源保障等方面都十分困难,其应急响应过程是一个复杂的系统,要进行科学及时的应急决策对于决策群体的能力要求很高。应急... 详细信息

水电站一般远离城市,多位于山高水深、江水湍急的狭窄地带,同时受到洪水和地质地形等因素的影响,应急指挥调动、资源保障等方面都十分困难,其应急响应过程是一个复杂的系统,要进行科学及时的应急决策对于决策群体的能力要求很高。应急决策作为安全事故应急救援工作重要的一环,对于提高应急管理水平与建立健全应急决策支持系统具有重要研究价值,同时及时有效的进行应急决策也是控制和减弱事故后果的关键。本论文立足水电站安全事故,进行突发事故状态下的应急响应群决策问题研究,旨在建立高效准确的应急决策模型。论文总共分为三个部分:水电站安全事故应急能力评价指标体系研究、水电站安全事故应急静态群决策模型研究和水电站安全事故应急多阶段群决策模型研究。首先,综合考虑其它公共安全领域的应急指标选取和水电站安全事故自身的特点,进行应急能力评价指标的初步筛选。并考虑到应急决策的时效性,通过基于直觉模糊信息的DEMATEL法模型对32个二级指标进行进一步的筛选,确立水电站安全事故应急能力评价指标体系。然后,综合考虑专家经验判断的不确定性和指标的模糊性,提出基于IAHP-直觉模糊集理论的应急静态群决策模型。进一步的,在静态群决策的基础上引入时间因素,通过区间直觉模糊理论和非线性规划思想构建了基于区间直觉模糊信息的多阶段应急群决策模型,并采用摄动法对决策模型进行敏感性分析,验证决策模型的稳定性和可靠性程度。最后,运用设计的应急静态群决策模型和应急多阶段群决策模型进行分析,并根据不同的事故对于应急评价指标进行了进一步的阐释,为决策者提供一定的参考,实例结果表明理论方法和模型均具有很好的工程实用性和有效性。通过建立水电站安全事故应急能力评价指标体系,并在此基础上构建并完善应急响应群决策模型,对成功应对安全事故具有很好的积极作用,有利于应急响应行动和抗灾救灾工作的顺利展开,控制和减弱事故后果,为应急决策提供一定的理论支撑。

关键词：水电站应急群决策评价指标体系直觉模糊理论不确定性

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车轮动态载荷冲击过程建模研究

车轮动态载荷冲击过程建模研究

作者：马文俊吉林大学

学位级别：硕士

汽车车身和底盘结构优化设计中主要的边界输入是车轮动态载荷。汽车在不平路面上行驶时，轮胎受到地面的冲击作用，地面冲击作用力经过轮胎胎体的弹性滤波和几何滤波效应传递至轮轴。现有的用于不平路面仿真的轮胎包络模型，以等效路形... 详细信息

汽车车身和底盘结构优化设计中主要的边界输入是车轮动态载荷。汽车在不平路面上行驶时，轮胎受到地面的冲击作用，地面冲击作用力经过轮胎胎体的弹性滤波和几何滤波效应传递至轮轴。现有的用于不平路面仿真的轮胎包络模型，以等效路形作为轮胎模型的输入，需要根据仿真路径提前预处理，且多为单点接触;其它的轮胎模型多为基于结构建模，如FTire轮胎模型没有考虑胎面受到的冲击接触力。因此，建立更为准确的包络效应，且描述轮胎与地面之间的冲击接触过程，是车轮动态载荷冲击过程模拟的关键。本文围绕车轮动态载荷冲击过程建模这一要点，在广泛调研轮胎与路面接触模型的基础上，将探索的重点集中于实现纵向包络效应的车轮模型的建立，主要包含以下三个方面：首先，探索将物理碰撞模型引入轮胎的冲击接触过程，通过建立胎面冲击模型，精确描述地面接触力;其次，为了更为准确地模拟轮胎的包络效应，通过将胎体离散，建立周向柔性环轮胎模型;最后，研究了多点接触探测算法，通过接触点检测模型，确定接触点的位置以及胎面接触力矢量方向。基于上述的背景和问题，本论文的主要研究内容如下： 1、物理碰撞接触模型研究。结合前期调研情况，本文探索将物理碰撞接触模型引入胎面力的求解，研究比较恢复系数法、解析式法及有限元法三种不同接触力求解方法。恢复系数法将冲击接触过程认为是瞬间完成，冲击接触力为无穷大，只能表达接触前后速度的变化;解析式法利用两物体之间的表面接触刚度计算冲击接触力;有限元法将两个接触物体接触表面划分为网格和节点，利用检测模型检测节点和网格接触情况，并对所有的接触力求和。有限元法是当前研究碰撞接触的成熟方法，但计算量大不能保证实时性的问题。基于此本文拟采用解析式法计算胎面冲击接触力。 2、冲击接触点检测算法研究。接触过程中涉及到另一个重要的研究问题是确定接触力作用点位置以及力的矢量方向，即冲击接触点的位置及方向检测。本文中使用射线探针的方法进行碰撞接触检测，在轮心处发射射线，通过计算射线与路面的交点确定接触点的位置及路面法向量。从而实现胎体多点接触，确定轮胎接触印迹。 3、建立多印迹块柔性胎体轮胎模型。本文重点考虑轮胎对路面的纵向包络效应，因而将胎体沿圆周方向离散成多个质量单元，并建立胎体质量单元的动力学模型。胎体质量单元之间采用径向弹簧阻尼描述胎体内部剪切效应;胎体质量单元与轮辋之间通过气压相互作用，利用气体压力的变化描述胎体的弹性滤波效应;每个接地胎体质量单元依据静动摩擦模型计算地面纵向摩擦力，当印迹块与地面有相对滑移速度时，依据摩擦模型计算地面对印迹块的纵向作用力，且路面摩擦系数考虑印迹滑移速度影响;当印迹块与地面没有相对速度时，依据印迹块受到的纵向主动力确定地面作用力，综合接地印迹块纵向受力及径向受力表达轮轴受到的动态载荷。最终建立胎体径向动力学，实时计算柔性胎体的变形，进而表达轮胎对路面的包络效应，通过探测接触路面法向量确定胎面接触力的方向，对轮胎滚过典型不平路面胎面受到的地面接触力仿真计算，并与单点接触模型进行了对比验证，实现了轮胎纵向包络效应。

关键词：轮胎模型包络冲击载荷物理碰撞模型接触点检测

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山地城市对外交通通道规划方法

山地城市对外交通通道规划方法

作者：马文俊重庆交通大学

学位级别：硕士

山体是山地城市居民赖以生存的自然天堑,每一座山地城市都会与各式各样的山体相伴。山地城市的对外发展需经历“沿水系一跨水系一依山—越山”四个阶段,其中,想要彻底的与外部空间取得联系,山地城市必须突破山体,实现越山发展。对外交... 详细信息

山体是山地城市居民赖以生存的自然天堑,每一座山地城市都会与各式各样的山体相伴。山地城市的对外发展需经历“沿水系一跨水系一依山—越山”四个阶段,其中,想要彻底的与外部空间取得联系,山地城市必须突破山体,实现越山发展。对外交通通道规划建设是山地城市实现对外交通发展的必要条件,山地城市由于其具有独特的地形条件和地貌特征,对外交通出行量相对聚集,对外交通通道经常成为山地城市交通运行网络的拥堵地带,严重影响山地城市路网的综合运行水平,制约山地城市的进一步发展。对外交通通道规划是山地城市实现对外交通发展的首要任务,对外交通通道的科学规划对山地城市的对外交通发展具有极为重要的意义。当下,相关专家学者针对城市对外交通通道的规划方法进行过深入研究,各有千秋,各具特色,也都取得了一定的成效。然而,现在既有的规划方法大多具有普遍适用性,暂无针对山地城市相关的研究方法,因此,研究山地城市对外交通通道规划方法也具有重要的理论意义。论文从交通通道的基础理念和相关规划理论出发,阐述了交通通道的基本概念、特征、类型以及结构层次分析等相关理论;并对既有的对外交通通道规划的需求预测、路径规划、优化配置等理论进行了分析总结;重点研究了山地城市的对外发展演进过程,并详细分析了山地城市各种对外交通通道形式;并以中国大陆最大的山地城市重庆市为例,研究了山地城市实现对外交通发展的条件,并着重分析了山地城市的交通运行特征;分析了常规交通通道需求预测方法及其局限性,提出了采用神经网络非线性时间序列法来建立模型进行山地城市对外交通通道年出行需求总量,该方法具有较高的准确度;以效用理论为基础,利用MNL模型进行规划通道内运输方式分担率的预测;提出应用了节点重要度联合交通区位线法进行山地城市对外交通通道路径规划,并结合各级别既有交通规划对初步规划方案进行优化完善;以多目标理论和最大效用理论为基础,提出了两种山地城市对外交通通道优化配置模型,并使用粒子群优化算法进行求解;论文最后以重庆市主城区为实例,利用神经网络非线性时间序列法重庆市预测年交通出行总量进行预测;利用节点重要度联合交通区位线对重庆市对外交通通道路径走向进行规划;选取成渝通道使用研究的优化配置模型进行实例验证。

关键词：山地城市对外交通通道需求预测路径规划优化配置