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2013年东南大学学生科技节创新成果亮点纷呈

2013-06-04 18:45  来源:中国广播网我要评论 

    中广网南京6月4日消息(记者景明 通讯员许启彬)在东南大学建校111周年之际,2013年东南大学学生科技节闭幕式暨东南大学第十六届大学生课外学术科技作品竞赛部分获奖作品展示于6月4日在四牌楼校区举行。24件作品在146件参赛作品中脱颖而出获奖,其中的十多项代表作品在现场展示,用于交通观测的初级无人机、可移动式立体停车设施、能用于吸附工业废水、海上泄油的石墨烯海绵……各式作品创新性十足,可谓亮点纷呈。

    其中获得特等奖的“航模辅助道路交通目标坐标轨迹提取技术”及系统软硬件开发”令人瞩目。该项目的完成者是以东南大学交通学院大三本科生刘善文为负责人的学生团队。交通信息采集是智能交通系统的一个重要组成部分,他们针对交通信息采集尤其是道路交通目标坐标和轨迹等信息的获取仍存在着获取难度大、成本高、精度低等诸多难题,开发应用高稳定性电动固定翼航空模型,集成相机、飞控模块、图像传输系统、地面站等技术设备为初级无人机,使其具备自主航空交通观测的能力,同时基于 MFC 以及 OpenCV 平台开发交通目标坐标与轨迹提取软件,用于提取图片中车辆的道路坐标信息,可获得交通流中特定车辆的运动坐标与行车轨迹等微观信息。

    航模在人工辅助下完成起飞,之后在 GPS 的引导及飞控模块的控制下,自主飞行至目标交通观测区域。地面站系统通过无线图传模块及航模云台上的摄像机实时监控航模的飞行状态。飞抵目标区域后,航模根据任务的需要进行直线、盘旋或扫描飞行,搭载的摄像机实时拍摄目标区域交通状况。拍摄的视频通过无线图传模块实时传给地面站并将高清视频存储于机载存储设备。飞行过程中地面站可通过数字传输模块及遥控控制模块实时控制航模的飞行状态。任务完成后航模将在飞行控制系统的指引下自动返航。提取航拍所获的视频信息后,利用软件对其进行分析处理,获得交通目标坐标及轨迹。

    经过软硬件的协调设计和整体系统误差分析,航模的飞行高度范围在 100—1000m,巡航速度在 50km/h 左右,最大飞行速度 80km/h,有效滞空时间长达一小时,最大航程能达到 50km,翼展 1.68m,,飞行器总重为 2.5kg,有效载荷 1kg。飞行的抗风能力为 5 级,图像最大传输距离为 3000m,数传、遥控器的传输距离为 2000m。航空观测半径为 2000m,精度为0.001h(h 为飞行高度),系统成本 15000 元。飞行系统配有高度智能化的飞行控制器及数据传输系统,可完全脱离人工操作自动飞行,节省大量成本,并可有效避免人为及环境因素的干扰。

    该技术成果已在《南京市五塘广场南侧华宏地块交通影响评价项目》以及《南京交运汽车综合性能检测有限公司交通影响分析》中进行应用,结果表明整个系统运行稳定,准确获取了项目研究目标周边道路的交通流量、交通流速度和密度等数据,取得显著的经济效益。该技术成果可为各类交通分析如跟驰换道模型的标定、驾驶员行为特性分析等提供可靠的数据基础,为缓解国内交通压力,解决交通顽症提供依据。东南大学交通学院过秀成教授认为,目前,国内外尚无具备上述完整功能的系统,作品的技术水平先进,适用于城市道路、高速公路、一般公路、山区道路等多种交通环境,在交通观测以及交通管理与控制领域具有良好的推广应用前景。目前,该技术成果已获得三项发明专利、一项软件著作权。

    交通学院交通工程 09 级本科生丁珣昊团队针对城市日益加剧“停车难”问题,面向短期停车需求设计了可移动式立体停车设施。他们基于模块化的设计理念,采用可伸缩泊位模块设计技术,同时考虑车库结构安全,通过稳定性分析对各构件截面形式、尺寸与节点连接设计。最后合理地规划车库功能区域、交通组织方案,实现车辆快速停放和存取的目标。在方案实现过程中,从“停车库模块伸缩结构设计”、“停车库选材及稳定性构件设计”、“车辆停放交通管理设计”三个方面分别进行关键技术研究,并通过对各种不利停车方式下结构整体受力性能的计算分析与验证,确保设计的合理性和可靠性,使车库具有实际的使用价值,未来在地铁站周围甚至在亚青会、青奥会等重大活动现场满足停车需求。

    设计采用 3层钢结构形式,单车泊位占地面积少,仅为传统停车场的 1/3左右,泊位占地面积少。采用螺旋坡道自力行走的形式,驾驶员使用时自由度高,无需排队。两种交通组织方案灵活变化,车辆存取速度快。车库主要使用钢构件,相较于水泥混凝土的传统停车场,初始造价仅为其一半左右。此外,由于无需机械起降设备,无需电力耗费,故与机械立体车库相比,单次使用成本低、消耗少,折旧率低,后期维护费用也较少。相比于其他立体车库,使用周期长且费用低,达到较高的经济效益。

    电子学院博士研究生毕恒昌团队借助自组装成形及冷冻干燥技术相结合的方法,开发出具有高比表面积及超疏水特性的石墨烯海绵高效吸附材料,该材料吸附能力高,经权威部门的技术鉴定,最高可达其自重 300倍;能够多次循环利用(>10次),对吸附物质的脱附率高于 99%;且制备方法简单,其形状可控,易于大尺寸制备,产品对环境无二次污染。该材料能很好地吸附绝大部分的油类和有机溶剂,在实验室中已证实了其对油类(原油、93#、97#汽油、0#柴油、机油、十二烷、癸烷、辛烷、庚烷、己烷、泵油、煤油、蓖麻油、豆油)和有机溶剂(丙酮、乙醇、甲醇、四氢呋喃、二甲基亚砜、乙苯、二氯苯、硝基苯、甲苯、氯仿)都有着很高的吸附率。可用于处理大型石化、厂矿企业的有机废水以及泄漏到公共水域的有毒有害溶剂及油类等。目前市场上还没有兼顾高吸附效率、快速油水分离处理、高循环利用率、易于回收利用泄漏品、无二次污染等优点的吸附剂产品问世,而本材料极好地填补了这一市场空白。

    历时3个月的2013年东南大学学生科技节由校团委、研究生院、教务处等主办、校研究生会、校学生科协承办,以“创新点缀人生,科技放飞梦想”为主题,按照科技讲座、科技活动、学术交流及竞赛评比四大板块举办了336场学术科技子活动,打造了包括苏鲁高校大学生程序设计大赛、南京地区研究生通信年会、Thinking Ahead创新挑战赛、结构创新竞赛、全国生物科学与医学纳米技术博士生学术论坛、“我的梦,中国梦”主题英语演讲比赛、在宁高校大学生论坛、嵌入式系统设计竞赛等一批品牌活动。

    东南大学党委副书记兼副校长刘波介绍说,东南大学历来高度重视培养具有创新精神和创造能力的高素质人才,始终将加强大学生科技创新工作作为加快推进学校建设国际知名高水平研究型大学工作的重要组成部分,并为学生提供了广阔的创新实践平台和丰富的科研锻炼机会。学生科技节作为学校培养学生创新精神和创造能力的重要载体,是学校探索创新人才培养的重要途径之一,对于不断增强学生勇于探索的创新精神和善于革新的创造能力具有不可替代的重要作用。

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编辑:金扬

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