模拟航天器睡眠舱色彩环境对乘员情绪的影响研究

目的 研究不同情绪刺激下睡眠舱色彩环境对乘员情绪的影响规律。方法 对30名受试者(男15人、女15人)分别进行了中性、负性2种VR情绪影片的情绪诱发,之后在VR环境中进行模拟睡眠舱色彩环境体验,完成主观情绪评价,同时采集受试者在色彩环境中体验时的20通道脑电信号;对主观情绪评价进行方差分析,并对脑电信号进行预处理,分析α、β频带的脑电信号能量。结果 主观情绪评价显示,在色彩环境舒适度上,不同色彩环境(冷色、暖色、无彩色)呈现显著性差异(P=0.000<0.05);在情绪缓解度上,不同色彩环境(冷色、暖色、无彩色)呈现显著性差异(P=0.000<0.05)。脑电信号显示,冷色环境下额叶区和顶叶区的α波左右脑叶平均功率比值最低,而暖色环境最高;冷色环境下颞叶区的β波左右脑叶平均功率比值最低,而暖色环境最高。结论 在狭小、密闭的模拟航天器睡眠舱环境下,色彩环境对于受试者的情绪调节作用在生理状态和心理感受上都能得到显现,并且其主观感受和客观生理数据分析结果在一定程度上能够达到拟合。其中蓝色环境、绿色环境、白色环境主客观值表征的情绪状态最好,更能有效改善和形成良好的情绪状态。最后经模拟航天器睡眠舱色彩设计实践,验证了航天器睡眠舱色彩设计优化策略的可行性及可靠性。     

空间站卫生间人机仿真评估与实践

目的 对空间站卫生间的人机关系进行分析,评价其人机工效,为空间站卫生间人机工程评价、设计优化提供理论方法和技术支持。方法 以DELMIA软件为分析工具,在对空间站卫生间环境建模后,导入航天飞行乘员人体尺寸模型,构建人机仿真虚拟场景。将空间站卫生间如厕过程分解,调整人体模型的如厕姿态及舒适角度范围,对空间站卫生间可达可视域进行判别,开展空间站卫生间如厕姿态舒适性仿真分析与评价。结果 仿真结果显示虚拟航天成员如厕各阶段姿态可达性、可视性、舒适性均满足人机工程学需求。结论 该空间站卫生间能为航天乘员提供一个舒适的如厕环境,其总体结构与布局符合人机工程学设计原则。     

基于多任务学习的风速实时预测方法

准确的秒级风速实时预测能够提高风电机组的运行状况和控制品质,为电网做出最优调度决策提供辅助信息。目前风速实时预测时间分辨率通常为分钟级,且在小数据集的情况下模型泛化能力弱。文章以时间分辨率为5 s的风速序列为研究对象,提出了基于多任务学习的风速实时预测方法。该方法结合了变分模态分解方法和长短期记忆神经网络。首先,通过变分模态将风速序列分解为一系列信号;然后,建立多任务学习的共享层,使用长短期记忆神经网络提取各分解信号中的共享参数,深度挖掘分享子序列预测任务间的信息;最后,建立多任务学习的特定任务层,借助多个LSTM并行预测分解后的风速子序列,并将多个预测结果叠加得到风速实时预测结果。算例结果表明:所提多任务学习模型在10步、5步预测中的均方根误差总体均值分别为0.80 m/s和0.71 m/s,与经过变分模态分解和未经过变分模态分解的单任务模型预测相比,所提模型均方根误差总体均值在10步预测中分别降低了35.5%和39.8%,在5步预测中分别降低了24.5%和45.8%。