Repeatability study of replicate crash tests: A signal analysis approach

Objective: To provide an objective basis on which to evaluate the repeatability of vehicle crash test methods, a recently developed signal analysis method was used to evaluate correlation of sensor time history data between replicate vehicle crash tests. The goal of this study was to evaluate the repeatability of rollover crash tests performed with the Dynamic Rollover Test System (DRoTS) relative to other vehicle crash test methods.

Methods: Test data from DRoTS tests, deceleration rollover sled (DRS) tests, frontal crash tests, frontal offset crash tests, small overlap crash tests, small overlap impact (SOI) crash tests, and oblique crash tests were obtained from the literature and publicly available databases (the NHTSA vehicle database and the Insurance Institute for Highway Safety TechData) to examine crash test repeatability.

Results: Signal analysis of the DRoTS tests showed that force and deformation time histories had good to excellent repeatability, whereas vehicle kinematics showed only fair repeatability due to the vehicle mounting method for one pair of tests and slightly dissimilar mass properties (2.2%) in a second pair of tests. Relative to the DRS, the DRoTS tests showed very similar or higher levels of repeatability in nearly all vehicle kinematic data signals with the exception of global X′ (road direction of travel) velocity and displacement due to the functionality of the DRoTS fixture. Based on the average overall scoring metric of the dominant acceleration, DRoTS was found to be as repeatable as all other crash tests analyzed. Vertical force measures showed good repeatability and were on par with frontal crash barrier forces. Dynamic deformation measures showed good to excellent repeatability as opposed to poor repeatability seen in SOI and oblique deformation measures.

Conclusions: Using the signal analysis method as outlined in this article, the DRoTS was shown to have the same or better repeatability of crash test methods used in government regulatory and consumer evaluation test protocols.     

基于无人机多光谱影像和OPT-MPP算法的水质参数反演

无人机多光谱遥感可用于监测多个水质参数,如悬浮物、浊度、总磷和叶绿素等,建立稳定和准确的水质参数反演模型是开展这一工作的前提.matching pixel-by-pixel(MPP)算法是一种针对无人机影像高分辨率特点的反演算法,但其存在运算量过大和过拟合的问题,基于此,提出optimize-MPP(OPT-MPP)算法,以克服运算量过大和过拟合的问题.本研究以浙江省杭州市青山湖作为研究区域,采集45个样本,分别构建悬浮物浓度(SS)与浊度(TU)的OPT-MPP算法反演模型.结果表明,最佳悬浮物反演模型的决定系数R~2达到0.787 0,综合误差为0.130 8;最佳浊度反演模型的决定系数R~2达到0.804 3,综合误差为0.150 3.最后利用分别建立的两个参数的最优模型,实现青山湖各实验区域的水质参数空间分布信息的反演.     

黄河流域五大灌区沿河耕地土壤肥力评价与改良措施

为了提高黄河流域农业可持续性,保障区域粮食安全,本文以宁夏（NX）、河套（HT）、汾河（FG）、关中（GZ）、华北平原（HB）五大引黄灌区耕层土壤为研究对象,测定其养分含量并进行土壤肥力评价。结果表明：五大灌区土壤pH均高于8.0,土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均值分别为16.43 g?kg^?1、0.96 g?kg^?1、79.71 mg?kg^?1、0.76 g?kg^?1、30.60 mg?kg^?1、16.85 g?kg^?1、228.73 mg?kg^?1,对应养分级别为四级、四级、四级、三级、二级、三级、一级;土壤微量元素有效态铁、锰、铜、锌含量均值为6.21 mg?kg^?1、5.94 mg?kg^?1、1.05 mg?kg^?1、5.10 mg?kg^?1,对应养分级别为三级、四级、一级、一级。黄河流域五大灌区沿河耕地土壤综合肥力指数由大到小的顺序为：NX＞FG＞HB＞HT＞GZ。各灌区应增加农田有机质,调整氮磷钾肥施加比例,重视微量元素供给,从而实现灌区种植的可持续发展。     

基于车载诊断系统的轻型乘用车实际道路油耗特征分析

近年来的一系列研究表明,轻型车实际道路油耗与型式认证油耗间的差异在不断增大,之前的实际道路油耗研究大多基于用户上报数据或车载排放测试系统(PEMS).车载诊断系统(OBD)是一种监测发动机及排放控制系统实时工作状态的仪器.本研究通过OBD解码器采集瞬时发动机进气量计算机动车瞬态油耗并通过2辆轻型汽油车的实验室台架测试证明该方法具有很好的准确性(差异在±5%以内).本研究进一步在北京选取了7辆轻型汽油车,利用OBD解码器开展实际道路油耗测试,并研究运行工况及车辆载重对其实际道路油耗的影响.实际道路结果显示测试车辆在典型工况下的油耗比型式认证油耗高23.1%~46.4%,平均差异为29.2%.通过微观运行模态方法将实际道路油耗修正到法规测试循环(NEDC工况)的交通特征下,道路油耗仍然比型式认证油耗高18.7%±7.1%.研究表明,平均速度与实际道路油耗具有很强的相关性.实际道路油耗在30 km·h-1以下时会随速度降低而显著上升.此外,研究还发现如果车辆载重增加260 kg,实际道路油耗将上升6.2%±2.2%.     

基于大数据分析和IVE模型的杭州市机动车污染物排放变化特征研究

以杭州市全市域为研究对象,基于机动车排放管理数据库和IVE模型本地化后计算出市区、城区、城郊和郊区4类区域及快速路、主干路和次干路3类道路的各类机动车排放清单,利用Arc GIS及杭州市路网信息建立了1 km×1 km网格化空间分布,分析了机动车污染物排放特征.结果显示,杭州市机动车各污染物NO_x、CO、PM_(2.5)和VOCs的年排放量分别为4.9×10~4、12.5×10~4、0.2×10~4、2.1×10~4t.各种车型中,中重型货车对NO_x和PM_(2.5)的贡献均最大,分别为45.8%和36.3%,其次为大中型客车、公交客运,小微型客车对CO和VOCs的排放贡献最大,分别为69.3%和51.1%.机动车各污染物排放强度均呈现由城市中心向城市边缘递减的趋势,高排放区域集中在城中心及城南和城北区域,同时各污染物排放量日变化特征明显,均出现弱双峰现象.     

黄河兰州段水体中有色溶解性有机质组成、空间分布特征及来源分析

利用紫外-可见吸收光谱、激发发射矩阵荧光光谱(EEMs)并结合平行因子分析(PARAFAC),分析黄河兰州段水体有色溶解有机质(CDOM)的组成、空间分布以及来源.结果表明,黄河兰州段水体CDOM可能是由芳香性结构的小分子组成,解析出的4个组分中,类蛋白质(1个组分)含量最多,占总荧光强度的51.06%,类腐殖质(2个组分)次之,占36.74%,非类腐殖质(1个组分)最少,占12.20%,类蛋白质组分和类腐殖质组分来源不同.CDOM属于"类蛋白质-类腐殖质"复合主导型,以生物来源的类蛋白质为主.从上游到下游河段,CDOM的空间分布格局大体有一个先降低再升高再降低的过程,其趋势主要受到类蛋白质含量变化的影响.类蛋白质的含量受到了居民/商业污水排放、河岸及水上餐饮、娱乐设施、船舶运输以及少量工业企业废水排放等各种高强度人为活动干扰.黄河流经兰州市受到了一定的内源污染,建议对黄河兰州段水体进行内源污染的控制.     

黄河源区水库二氧化碳逸出暖季变化规律及影响因素分析——以刘家峡水库为例

河流上修建水库改变了自然状态下的水流运动,而且深刻影响着物质传输和交换过程.本文以黄河源区12级梯级水库群末端的刘家峡水库为例,在2016年4、8月和2017年5月进行了3次野外试验,采用Li-7000静态箱法监测了刘家峡水库入库前、库中和出库河道内的二氧化碳分压(p(CO2))、二氧化碳逸出量(F(CO2)),并测定了相关水化学因素,包括pH、溶解氧(DO)和水温(T),综合分析了水库碳逸出的暖季时空变化规律及其影响因素.结果表明:在河流流向上,刘家峡水库库区内的p(CO2)和F(CO2)(601.6μatm和85 g·m-2·a-1,以C计,下同)均低于入库前水体(670μatm和328 g·m-2·a-1)和出库后水体(680.5μatm和372 g·m-2·a-1),水体的pH变化范围为7.90~8.80,DO变化范围为102%~145%;垂向上,pH为7.81~8.65,DO为82%~140%,从水面至水库库底p(CO2)的变化范围为617~1087μatm,p(CO2)、pH和DO均随水深增加而降低,且8月变化强于4月和5月;水温在垂向上存在明显的分层现象,温度范围为5~25℃.库区内的光合作用降低了水体溶解CO2的含量,出库水体由于水流波动较大,F(CO2)明显增加,8月水体的F(CO2)均低于5月,可能是由于水库中的热分层现象更加显著,进一步促进了浮游植物的生长,对溶解性CO2的利用增加.通过对世界范围内不同纬度和海拔高度的水库F(CO2)的统计发现,刘家峡水库的F(CO2)在温带地区水库的F(CO2)中呈较低水平,其高海拔的地理位置及梯级水库的拦截作用是重要原因.本研究可为高寒高海拔地区水库的F(CO2)评估和全球水库碳排放评价提供依据.     

电动汽车普及对江苏冬季大气污染影响的数值模拟

为研究电动汽车普及对空气质量的影响,首先利用机动车排放计算模型MOBILE估算了在电动汽车替代50%小型载客车情景下江苏省的大气污染物排放量,并利用中尺度气象-化学模式(WRF-Chem)模拟和分析了电动车替代前后冬季污染物浓度的变化特征.结果表明,如果用电动汽车替代小型载客车,江苏省13个地级市的CO、NO_x、VOC排放量都有所降低,减排量从地区来看,苏南苏中苏北.电动汽车替代将会造成江苏地区由交通排放引起的CO浓度降低20%～35%,氮氧化物浓度降低10%～30%,减排效果总体上苏南地区好于苏中和苏北地区.交通排放对于SO_2、一次PM_(2.5)和PM_(10)的贡献小,也可能是因为清单低估了交通源对它们的贡献,因此,减排效果不明显.受NO_x影响,交通减排增加了O_3浓度.     

京津冀地区黄标车政策的总量减排效益评估

为评估黄标车提前淘汰补贴和禁行政策的实施效果,并对这两种政策进行比较,在梳理京津冀地区相关政策措施的基础上,采用排放因子法评估其总量减排效益.结果表明:(1)京津冀地区黄标车淘汰政策有较好的减排效益,政策实施以来CO、HC、NO_x、PM_(2.5)、PM_(10)累计减排量分别为500.32、39.79、31.82、0.96、1.06万t.(2)黄标车政策减排效益最突出的污染物为CO、HC、NO_x,为大气污染总量减排作出较大贡献.(3)小型载客与轻型载货汽油车是CO与HC的减排主体,重型载货柴油车是NO_x和颗粒物的主要减排贡献车型.(4)京津冀13个城市,道路密集的城区减排更明显.北京市、天津市、石家庄市CO、HC减排较其他城市更显著,天津市、石家庄市、唐山市、邯郸市NO_x和颗粒物减排更显著.(5)提前淘汰补贴和禁行两个政策相比,前者减排效益具有时间延续性,在政策实施后几年效益仍较明显;后者在政策实施前期减排效益明显,随时间而衰减.各地在制定黄标车与老旧机动车政策时,建议前期加强禁行政策、后期加强淘汰补贴政策执行力度.