优秀毕业设计（论文）

1、优秀毕业设计（论文）

（1）优秀硕士毕业设计（论文）

表4-1  中心近年指导优秀硕士毕业设计（论文）一览表

（2）优秀本科生毕业设计（论文）

表7-1  中心近年指导优秀本科生毕业设计（论文）一览表

2、优秀毕业设计（论文）展示

（1）苏州轨道交通1号线乘客满意度评价体系研究

城市轨道交通学院 09运管 沈玮薇  指导老师：肖为周

论文简介：

轨道交通逐步成为城市客运交通系统的大动脉。因为轨道交通是公共服务行业，必须努力实现乘客满意，因此要建立一套科学、系统的乘客满意度评价体系，对轨道交通乘客满意度进行评价。本文借鉴美国顾客满意度指数（ACSI）模型，构建了轨道交通的乘客满意度指数模型，从乘客期望、感知质量、感知价值、乘客满意度、乘客抱怨和乘客忠诚6个方面建立了三级指标评价体系，确定了指标计算方法和满意度评价标准，并采用SmartPLS2.0软件中的偏最小二乘法（PLS）对模型进行估计。通过对轨道交通乘客的满意度调查，对轨道交通乘客满意度进行评价，并深入分析每个指标之间相互影响，找出服务中的薄弱环节，最后以苏州轨道交通一号线为例，进行实证分析，并提出具体的改进意见。

轨道交通乘客满意度指数模型包含6个潜变量（Latent Variable,LV）。由于潜变量不可直接测量，所以需设置可用于直接测量的显变量（Manifest Variable,MV）。感知质量是乘客对轨道交通服务质量的一种全面判断，将对感知质量影响较大的因素归纳为导向指引、整洁舒适等9个因素，同时将这9个因素作为反映感知质量的显变量。

本文以经常乘坐苏州轨道交通一号线的乘客为调查对象，

调查问卷分4部分，筛选与甄别、乘客背景信息、乘客乘车信息、满意度调查。其中满意度调查是问卷的主体部分，依据乘客满意度指数模型，针对各二级指标设计问题模块，其逻辑顺序与模型保持一致。具体问题的设计和措词，以模型中的三级指标为基本的逻辑框架。采用封闭式问题，答案采用10级量表。

利用SmartPLS2.0软件的PLS Algorithm进行模型估计，选用路径权重法（Path Weighting Scheme）估计，路径系数的估计结果如图所示。

图  乘客满意度指数模型路径系数图

对测量模型预测能力的检验，除“是否对轨道交通投诉过”指标的载荷系数小于0.7外，其他指标载荷系数均大于0.7，且整体乘客抱怨指标的平均载荷系数大于0.7，因次，将“是否对轨道交通投诉过”这一显变量保留在“乘客抱怨”这一潜变量中。共同因子均大于0.5，可认为潜变量对各自显变量的反映效果较好。平均方差提取率均大于0.5，表示模型中的每个潜变量都能够解释其所反映的显变量方差总和的50%以上。

对模型进行Bootstrap检验，除乘客期望对满意度和感知价值的T值较小外，其他均满足在0.1置信水平下显著，且总体平均T值满足要求。

感知质量9个二级指标的平均满意度得分为82.58，处于平均分以上的指标共5个，而其他二级指标得分均在平均分以下，其中便民设施的得分在80分以下，与平均水平相差较大，需要引起足够重视。

图  感知质量二级指标的满意度得分

满意度重要性矩阵是由指标权重作为横坐标，满意度得分作为纵坐标，表示各指标之间重要性与满意度得分的矩阵，根据平均权重和满意度得分将矩阵划分为4个区域：竞争优势区、重点改进区、次需改进区和锦上添花区。通过分析各级指标落在满意度重要性矩阵中的位置，从而确定苏州轨道交通运营公司提升服务的方向。

根据感知质量的二级指标平均权重和满意度得分绘制感知质量二级指标满意度重要性矩阵，如图3所示。

图  感知质量二级指标满意度重要性矩阵

总的来说，苏州轨道交通需要重点关注的感知质量方面的指标为：便民设施、设备设施、信息宣传、快捷便利。

苏州轨道交通一号线乘客满意度指数为74.70，满意程度一般，这就要求相关部门不断听取来自乘客的意见和建议，发现问题，及时改进，从而提升服务质量，进一步提高乘客满意度。

感知质量对乘客满意度的影响最大，结合满意度重要性矩阵和受访者对苏州轨道交通一号线的改进意见，归纳出八点改进意见：导向指引详细化；乘车环境舒适化、洁净化；轨道交通的快捷、便利化；保障人员安全、设备稳定；票价合理化、票种多样化；提高工作人员素质，增强服务意识；加大宣传力度；改进、增设便民设施。

（2）基于声发射技术的设备零件故障检测方法研究

城市轨道交通学院 2010级 电气工程与自动化 姓名：吴楠 指导老师：朱忠奎

论文简介：

以设备零件中的滚动轴承为对象，从声发射技术入手，开展滚动轴承故障诊断方法的研究。在江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目（机械故障诊断先进技术及系统开发，项目编号：ZBZZ-030）支持下，主要开展了下述研究工作。

对实际故障数据进行测量与采集，通过搭建实验软硬件系统、设计故障实验系统，测量并采集各种工况下的故障声发射实验数据。

研究结果表明，短时RMS方法与小波变换均可以应用与声发射故障检测中，两种方法从不同的分析角度均可以成功提取出故障特征频率。论文提出了短时RMS方法，同时也探讨了两种方法的特点，短时RMS提取的特征频率更为准确，而小波包-包络方法程序运算效率更高。

主要研究设备零件中滚动轴承正常状态下以及内、外圈故障状态下声发射信号特征获取方法。运用能量计数方法初步判定是否故障，然后分别运用短时RMS方法及小波包-包络方法提取故障特征频率，最后对两种方法适用性及特点进行比较。

（3）基于ZigBee的智能交通监测系统设计与实现

城市轨道交通学院 10通信工程 王卿      指导教师：郑建颖

论文简介：

为解决交通拥堵问题，本文设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的智能交通系统，实现车辆的监测。通过现场实验，采集和分析实际车辆信号，设计了单车道车辆检测算法和同向双车道车辆检测算法。实测结果表明，该系统可以达到较好的检测效果。

交通堵塞问题日益严峻，严重制约着汽车制造业及附属产业的发展，并且对城市的污染进一步加重，使居民的生活满意度下降。如何实现交通智能化，提升交通效率，是当前迫切需要研究的问题。

车辆监测系统是智能交通系统的重要组成部分，就目前而言，执行车辆监测的技术主要为地感线圈和视频图像处理。但是，地感线圈的安装和维护代价巨大，需破坏路面、阻断交通；视频图像处理系统易受险恶天气影响。

无线传感器网络在智能交通的应用中表现出众多优势：准确率高、实时性强、安装和维护方便、成本低。同时，无线传感器网络具有灵活性、多功能、无需布线等传统技术不具备的能力。这些因素推动了无线传感器网络在智能交通领域的发展。

图    系统硬件架构

（4）信号瞬态成分稀疏表示方法及其机械故障特征提取应用研究

城市轨道交通学院  樊薇 15届测试计量技术及仪器硕士      

指导教师：朱忠奎

论文简介：

机械、运载、能源、冶金、石化、国防等国民经济行业中的关键机械设备的运行状况直接关系着国民经济的正常运作与健康稳定地发展。机械设备中的核心零部件由于长期处于疲劳、高温等恶劣环境，会不可避免的发生失效。对这些关键零部件实施故障特征提取，对判断零部件故障形式，保证设备安全可靠地以最优状态运行，避免重大事故的发生，具有重要的意义。

在国家自然科学基金项目“稀疏框架下信号瞬态成分提取及其机械故障预示研究”（项目批准号：51375322）资助下，本论文以旋转机械设备关键零部件滚动轴承和齿轮的故障特征提取为检测目标，研究并提出了一种新的故障特征提取方法——基于稀疏表示的瞬态特征提取方法，并针对与其相关的问题进行了理论研究和应用研究。

分析故障机理是开展故障特征提取的前提，在阐述了滚动轴承和齿轮故障失效形式的基础上，本论文分析了滚动轴承和齿轮在发生局部故障时振动信号的特点；阐述了信号稀疏表示理论及其关键步骤，保证了进行信号特征稀疏表示的理论基础；揭示了故障振动信号具有“瞬态性”和“稀疏性”的本质特征，引入了稀疏表示对故障振动信号进行特征提取，并提出了稀疏表示策略。

过完备表示字典的构造是进行信号稀疏表示的关键问题之一。恒定转速工况下，针对关键零部件滚动轴承、齿轮在发生局部故障时其振动信号的特点，本论文提出了适应信号特征的过完备小波字典的构造方法。利用相关滤波法计算最优匹配小波原子，并提出了利用时间参数平移构造过完备小波字典的方法，保证了表示字典与信号的相似度。

稀疏表示模型中目标函数的求解是进行信号稀疏表示的另一个关键问题。针对目标函数中数据保真项的优化，本论文提出了优化目标函数数据保真项的瞬态成分稀疏表示方法。通过数值仿真实验验证了本文所提方法的有效性，并研究了所提方法中拉格朗日乘子和惩罚因子对稀疏表示结果的影响，分析了稀疏表示解的存在性与唯一性。对实际采集的滚动轴承和齿轮在发生局部故障时的振动信号进行了应用研究，验证了本文所提方法对滚动轴承和齿轮故障特征提取的有效性和适用性。

针对目标函数中惩罚项的优化，本论文提出了优化目标函数惩罚项的瞬态成分稀疏表示方法。设计了一般形式的二次严格凸函数，为优化算法的实现提供了保证。通过数值仿真验证了所提方法的有效性和优越性，探讨了不同信噪比下该方法稀疏表示瞬态成分的能力。对实际采集的滚动轴承和齿轮在发生局部故障时的振动信号进行了应用研究，验证了本文所提方法对滚动轴承和齿轮故障特征提取的有效性和适用性。

本论文基于稀疏表示理论对故障振动信号特征提取进行研究，确定了两种旋转机械设备关键零部件在局部故障下的特征提取的稀疏表示方法，对旋转机械故障特征提取与故障诊断有一定的理论和实用意义。

（5）图像轮廓的特征描述及其单目标识别方法研究

城市轨道交通学院 胡大盟 16届测试计量技术及仪器硕士

指导教师：朱忠奎

论文简介：

近些年来，计算机信息交互逐渐从简单的文字信息交互转换为通过识别图像信息的交互。在计算机视觉高速发展的时代，越来越多的公司将图像识别技术成果转化为实际产品，应用到日常生活、工业应用和军事活动中。图像识别方法可根据图像的特征分为基于图像纹理、图像颜色、图像轮廓等识别方法。认知心理学专家认为，人类视觉对目标的轮廓特征比颜色和纹理等特征更敏感，识别的鲁棒性和稳定性更高，因此基于图像轮廓的目标识别是图像识别研究的热点。本论文以图像的轮廓为识别特征，研究了轮廓保边去噪的预处理方法，轮廓特征简化和描述方法，以及轮廓匹配方法，全文主要研究内容如下：

研究了自然图像的平滑预处理及其在图像轮廓保边去噪中的应用。首先定义了像素的强度和梯度函数以控制平滑图像与原图像的结构差异，构造平滑目标函数。采用变量分裂法对目标函数进行优化，得到最终平滑模型。最后利用交替最小化方法求解该模型，获得平滑图像。对平滑后的自然图像，进行边缘提取，能够获得较好的图像边缘，验证了算法在轮廓提取中的预处理作用。

研究了改进离散曲线演化的轮廓简化算法。为了使得轮廓描述和匹配的复杂度降低，增强轮廓特征对边界噪声的鲁棒性，同时兼顾轮廓的识别特征，提出一种基于离散曲线演化的轮廓简化及识别算法。首先定义了控制演化的阈值函数，改进离散曲线演化算法。利用改进的离散曲线演化算法对轮廓进行特征演化提取，获得具有重要视觉部件的轮廓，将原来上千个特征点减少到几百个，简化了轮廓描述的复杂度。

研究了基于同底三角形面积轮廓描述的目标识别算法。有效的轮廓描述方法对于图像目标识别具有重要意义，为此提出了一种基于同底三角形面积的轮廓描述方法。

该方法首先定义每个轮廓点的同底三角形面积描述子，并对该描述子进行局部平滑，使其更加鲁棒。然后采用加权L1 度量方法计算两个目标所有轮廓点描述子之间的距离，获得匹配代价矩阵。最后利用DP 算法计算匹配代价矩阵的相似度，实现匹配识别。在MPEG-7、Kimia 以及铰接形状数据库上测试表明，该方法对变形目标具有良好的鲁棒性，且检索精度较高。

研究了用于遮挡目标匹配的弦角特征描述方法。为了实现部分遮挡目标的精确匹配，同时兼顾匹配算法的检索率和运算效率，提出一种基于轮廓弦角特征的描述算法。

该算法首先构造每个轮廓采样点的弦角特征描述子。然后采用L1 度量方法计算两个轮廓点的弦描述子之间的距离，获得匹配代价矩阵。最后利用积分图算法计算匹配代价矩阵的相似度，实现部分遮挡目标的识别。在MPEG-7 和Kimia216 形状数据库上的测试分析表明，该算法对部分遮挡目标具有良好的鲁棒性，且提高了运算效率，部分匹配的检索率达到83.63%，结果优于现有部分遮挡目标匹配算法。

将本文研究的理论方法应用于实际自然图像的显著目标检测中，验证该理论成果的可行性。识别算法步骤如下：对自然图像进行平滑，去除背景噪声，再对平滑后的图像进行二值化并分割出目标；接着对二值图进行轮廓坐标提取并进行简化，获得目标轮廓；对轮廓进行特征描述，获得描述符，并与模板库进行匹配，最终得到识别结果。在自然图像上的识别结果验证了本文提出的方法的有效性和适用性。

（6）声场与金属中微结构的相互作用

城市轨道交通学院 孙莉 16届测试计量技术及仪器硕士

指导教师：毛凌锋

论文简介：

超声检测和声学超材料在工业社会中的广泛应用，对超声与材料结构之间关系的研究提出了更高的要求。本文基于时域有限差分法（FDTD）建立了含有不同微结构的二维铝板模型，系统研究了声学超材料中微结构对超声波传播特性的影响。

文章从理论上研究了超声反射波的慢波效应、脉冲展宽效应与声学超材料中微结构界面层之间的关系。研究结果表明，慢波效应和脉冲展宽效应都随着微结构中散射体厚度的增加逐渐达到饱和状态。从超声波的角度来看，在声学超材料中存在一个有效微结构界面层厚度，它决定了慢波效应和脉冲展宽效应的程度。当微结构厚度为1.89λ时，可得到最佳慢波效应，此时声波大约慢了0.08个入射波周期。当微结构厚度为2.69λ时，脉冲展宽效应最明显，脉冲展宽大约0.13个周期。文中还提出了一种测量声学超材料中散射体圆心距以及散射体直径的新方法，该方法主要是基于检测从微结构反射回来的回波的幅值（amp）。计算结果表明，该方法适用于散射体圆心距小于测量声波波长的4倍的情况，因为当散射体之间的间距大于4倍波长时，散射体之间的耦合效应基本可以忽略。因此，通过选择合适的测量声波频率，该方法总能有效地测量出散射体的圆心距。同时，扫频方法检测下，散射体的直径等于amp曲线峰值处对应的声源波长的一半。这就意味着，该方法可以用于测量散射体的直径大小。

对亚波长尺寸的散射体组成的微结构进行研究，无论是单个还是多个散射体单元，其反射与透射波形均具有丰富的时域信息，通过对比分析可以从波形的变化趋势判断铝板中是否存在微结构，以及在声源传播的中心线上是否有微结构的存在。再具体一点还可以得出微结构是由单个散射体还是多个散射体组成。这些时域波形包含了大量可研究信息，后续更为全面系统的分析将会给超声无损检测提供相应的理论指导。