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当期目录

    2021年, 第35卷, 第12期 刊出日期:2022-01-19 上一期   
    车辆工程
    考虑附着系数的商用车EPS控制策略
    李耀华,范吉康,何 杰,南友飞,冯乾隆
    2021 (12):  1-9. 
    摘要 ( 138 )   PDF(2680KB) ( 214 )  
    为了解决低附着路面上传统电动助力转向(electricpowersteering,EPS)控制策略 导致驾驶员路感下降的问题,分析了不同附着系数路面下转向阻力矩变化,针对商用车设计了 考虑附着系数的 EPS控制策略,提出基于不同附着系数路面上的阻力矩变化情况的 EPS控制 策略和基于模糊控制电流补偿的 EPS控制策略。通过建立 TruckSim/Simulink联合仿真模型, 对 2种控制策略进行了转向轻便性评价试验及中心转向区路感评价试验。仿真结果表明:提出 的 2种 EPS控制策略均能在保证转向轻便性的同时,提高低附着路面上的行驶安全性及驾驶员 的路感。
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    混合动力城郊物流车模糊逻辑能量管理策略研究
    侯振宁,王 铁,陈东东,乔天佑,李国兴
    2021 (12):  10-17. 
    摘要 ( 125 )   PDF(3496KB) ( 180 )  
    以大运新奥普利轻型卡车为目标车型,在保证动力性的前提下,设计了一款单轴并 联式混合动力城郊物流车。基于 Matlab/Simulink软件搭建了整车模型,制定了逻辑门控制策略 进行转矩分配,为提高燃油经济性,制定了模糊逻辑控制策略,基于 NEDC工况通过仿真与台架 试验验证了模型与策略的可信性。基于 CHTCLT工况进行了仿真分析。结果表明:该模糊逻 辑控制策略在满足动力性的前提下,与逻辑门控制策略相比,电池 SOC的变化更为平缓,百公 里燃油消耗量下降,燃油经济性提高。
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    IPSO-EKF融合算法的SOC估算研究
    叶丽华1,王海钰1,施烨2,薛定邦1,李 杰1,施爱平3
    2021 (12):  18-27. 
    摘要 ( 139 )   PDF(4922KB) ( 221 )  
    利用扩展卡尔曼滤波算法对磷酸铁锂电池进行 SOC估算时,系统噪声和观测噪声 的噪声协方差矩阵多为随机给出,无法对噪声问题进行针对性的优化。基于上述问题,提出了 一种基于 IPSOEKF的融合算法,在动态工况下优化噪声协方差矩阵,提高 SOC估算精度。试 验和仿真结果表明:相对于 EKF算法,所提出的 IPSOEKF算法在准确性和适应范围上有更好 的表现;收敛速度较快,在 5次左右的迭代过程中迅速收敛到全局最优位置,并且在随后的迭代 过程中,最佳适应度值趋向于稳定;通过 RMSE和 MAPE值评价算法的可靠性,在 DST、UDDS及 NEDC工况下,RMSE值分别为0.2244、0.1980和0.3684,MAPE值分别为0.6050、0.6680和 0.7067。此外,还提供了通过噪声寻优提高 SOC估算精度的思路。
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    重力热管锂电池散热性能实验与数值研究
    王 超1,赵 津2,赖坤城1,刘 照1,张 航1
    2021 (12):  28-37. 
    摘要 ( 126 )   PDF(4432KB) ( 273 )  
    针对现有电池热管理系统主动散热方式能耗大,以及锂电池在高倍率放电、高温环 境下温度敏感等问题,设计了一种重力热管电动汽车锂电池散热装置。搭建动力电池检测设备 实验平台,撰写变环境温度和变放电倍率下锂电池恒流放电实验步骤,研究单体电池热特性和 重力热管散热装置的散热性能。同时建立 NTGK单体电池三维电化学模型和散热装置三维传 热模型,通过实验验证数值模拟原理的正确性和精准性。结果表明:重力热管电池散热装置具 有良好的散热效果,40℃环境温度下 3C放电,电池温度保持在 50℃以内,实验中 5根重力热 管最大温差仅为 1.2℃,实验数据和仿真结果误差在 10%以内,趋势一致性良好。
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    挤压工况下方形锂电池模组等效建模及参数反求
    徐峰祥1,田浩东1,段利斌2,杨智辉3,4,石 磊3,4,吴 闯2
    2021 (12):  38-46. 
    摘要 ( 203 )   PDF(2910KB) ( 365 )  
    针对动力电池在受到机械挤压工况下可能发生热失控安全性问题,提出方形锂离 子动力电池模组的半均质化与均质化建模方法。采用蜂窝铝的电池内芯材料对精细化电池模 组进行简化,以模组相关参数为设计变量,结合参数反求的方法,建立了 2种等效模组模型,对 挤压工况下不同电池模组的力学响应进行数值分析。仿真结果表明:结合参数反求的方法,建 立最优的电池模组等效模型基本能够表征精细化电池模组在挤压冲击条件下的力学响应行为。 为方形三元锂电池模组在机械挤压载荷作用下的力学响应及电池模组的等效建模研究提供了 参考,对进行电池模组简化建模和最优参数设计工作具有参考意义。
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    不同温度与驾驶工况下车用锂电池SOC估算
    杨 超,何 锋,王文亮
    2021 (12):  47-54. 
    摘要 ( 122 )   PDF(3674KB) ( 397 )  
    针对单一卡尔曼滤波(KF)在估算荷电状态(SOC)时忽略了温度、SOC以及驾驶工 况对电池参数的影响,且存在收敛性差、误差大等问题,提出了一种扩展卡尔曼滤波(EKF)自 适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)联合算法。基于电池的外特性机理建立了 2阶 RC等效电路模 型,在 OCVSOCT函数映射关系下,利用 EKF算法实时预测电池参数,并联立 AUKF算法实现 SOC的估算。通过在不同温度与驾驶工况下的电池实验数据验证,EKFAUKF联合算法能够实 现电池参数和 SOC的实时在线估计,同时兼顾了鲁棒性强、收敛性好以及估算精度高等特点, 其估算结果明显优于单一的 AUKF算法。
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    轮毂电机电动汽车扭力梁悬架匹配设计及平顺性优化分析
    高兆桥1,杨 坤1,2,王 杰1,李守好1,陈 玉1,刘庆新3
    2021 (12):  55-62. 
    摘要 ( 100 )   PDF(1863KB) ( 228 )  
    电动汽车采用轮毂电机驱动的方案后,非簧载质量增加会导致整车平顺性变差。 针对这一问题,对扭力梁悬架进行参数匹配设计,并选取 3种极限工况校核扭力梁悬架的强度, 计算了实际路面情况下扭力梁悬架的疲劳寿命。基于 Matlab/Simulink搭建 1/4车辆动力学模 型,以车身加速度、悬架动挠度和相对动载 3个指标均方根和的最小值为优化目标,采用粒子群 算法优化悬架参数,并通过仿真对整车平顺性进行验证。结果表明:优化后的车身加速度均方 根值减小了 0.0785m/s2,车身加速度功率谱密度的低频共振幅值减小了 0.09m2/s3,提出的基 于目标函数的粒子群算法能够改善整车平顺性,为轮毂电机电动汽车的扭力梁悬架系统参数优 化设计提供了参考。
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    电动轮汽车对置布置磁流变减振器控制研究
    刘晋霞a,b,王 凯b,耿 乐b
    2021 (12):  63-69. 
    摘要 ( 106 )   PDF(1690KB) ( 29 )  
    针对对置布置磁流变减振器的电动轮悬架,根据当前道路情况,取常见高速沥青路 面的百公里加速、100km/h匀速和郊区混凝土路面的 60km/h匀速 3种路面激励,建立了 1/4 车辆模型,展开减振器的控制研究。设计了模糊及变论域模糊控制器对簧载质量速度及其与非 簧载质量的相对速度、磁流变减振器的库伦阻尼力进行控制和仿真。结果表明:变论域模糊控 制与模糊控制相比,百公里加速、100km/h匀速和 60km/h匀速路面激励下车身加速度分别下 降了 7.0%、15.2%、23.7%,轮胎动载荷分别下降了 28.3%、31.2%、36.5%,悬架动行程有一 定恶化但其最大波动范围小于7mm,对平顺性影响不明显。
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    基于电机动态模型的电动汽车高速斜齿轮动载荷计算及寿命预测
    郭 都1,陈 星2,尹燕莉1,韩 森1
    2021 (12):  70-76. 
    摘要 ( 157 )   PDF(2497KB) ( 267 )  
    与传统燃油汽车相比,电动汽车传动系统及其零部件通常在高频、强冲击、超长周 次的动态载荷作用下运行,更易导致变速器齿轮发生接触疲劳破坏。为了准确计算电动汽车高 速斜齿轮实际工况下的动态载荷,预测其使用寿命,以某定传动比变速器电动汽车为研究对象, 建立车用永磁同步电机的矢量控制模型,基于瞬时道路工况对模型进行仿真,得到循环工况下 驱动电机的动态转矩输出,并对实验结果进行验证;基于赫兹接触理论,以电机的动态转矩作为 变速器驱动转矩,计算得到循环工况下高速斜齿轮接触疲劳危险位置的应力谱,并进行循环计 数,获取了循环工况下高速斜齿轮接触应力幅值均值 -频次关系。根据修正的 P-S-N曲线 及疲劳累积损伤理论,预测电动汽车变速器高速斜齿轮接触疲劳寿命,为电动汽车变速器齿轮 动态疲劳寿命预测提供了理论方法。
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    盘式永磁同步电机电磁结构设计与散热研究
    刘 凡1,邓 涛2,3,华旭彬1
    2021 (12):  77-84. 
    摘要 ( 260 )   PDF(3596KB) ( 678 )  
    传统混合动力车用电机存在转矩密度小、效率低、散热不良等问题。为此,设计一 款车用双定子单转子盘式永磁同步电机及其冷却散热结构。首先,设计双定子单转子盘式永磁 同步电机的电磁结构及尺寸参数;基于 AnsysMaxwell软件,建立其三维模型并进行瞬态电磁仿 真,将仿真值与设计值进行对比分析;最后设计其冷却散热结构,进行热建模和温度场仿真分 析。结果表明:额定工况运行时,额定转矩为 358N·m,额定转速为 1600r/min,额定输出功率 为 60kW,满足电机电磁性能设计要求;电机的最高温度为 133.8℃,不会造成永磁体发生不可 逆退磁和绕组绝缘层的损坏,冷却结构符合设计要求。
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    弯道下车辆自动紧急制动系统分层控制研究
    张森林a,邓国红b,徐 泽a,欧 健a
    2021 (12):  85-93. 
    摘要 ( 160 )   PDF(2907KB) ( 78 )  
    针对汽车弯道紧急制动避撞问题,提出了一种双层控制方法。上层控制器设计了 弯道紧急制动策略,基于两车实际相对距离计算出增强型剩余碰撞时间模型,利用该模型确定 制动阈值以及制动减速度;下层控制器为车辆逆动力学模型和车辆验证模型,通过 PID控制器 调节来提高验证模型的准确性,并基于模糊控制理论设计了横向稳定控制器;最后参照中国新 车评价协会测试办法进行仿真验证,研究表明:自车在 55km/h时,制动结束后两车相对距离在 1.5m左右,带有稳定性控制车辆的质心侧偏角始终处于安全范围内,该策略能够实现弯道下 车辆紧急制动。
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    “异种材料焊接”专栏
    电子封装异质材料连接研究进展
    甘贵生1,江兆琪1,陈仕琦1,许乾柱1,刘 聪1, 黄 天1,唐羽丰1,杨栋华1,许惠斌1,徐向涛2
    2021 (12):  94-106. 
    摘要 ( 139 )   PDF(3847KB) ( 639 )  
    随着摩尔定律趋于失效,3D封装和大功率器件的普及,具有较强散热能力的陶瓷 基板、硅基板必将加速推广,由此引发更多的异质材料互连问题。综述了电子封装领域常用金 属与金属,陶瓷与金属等异材互连研究进展,指出实现免热沉陶瓷与金属直接低温封接迫在眉 睫,焊料添加更多的贵金属及稀有活性金属、焊料尺寸从传统块状或大尺寸颗粒向具有较强活 性的纳米线或纳米颗粒转变,封装技术从传统的回流焊、压焊向飞秒激光、激光局部加热等大功 率密度、局部热源及复合热源方向转变,封装可靠性从传统的热老化、热循环、热冲击向极端温 度、极端温度梯度、快速温度转换和多场协同作用下的可靠性方向转变。
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    焊接电流对铝/钢电弧熔钎焊接头组织及性能的影响
    谭 攀1,韩世伟2,蒋 晓2,许惠斌1
    2021 (12):  107-112. 
    摘要 ( 138 )   PDF(2877KB) ( 223 )  
    在不同焊接电流条件下采用 Zn-15%Al焊丝成功获得 5052铝合金/Q235低碳钢 电弧熔钎焊对接接头,采用扫描电镜(SEM)、剪切试验和 X射线衍射仪(XRD)对接头组织和力 学性能进行了研究。结果表明:焊接电流越大,焊缝填充金属的流动性越好,更易在母材上润湿 铺展,形成良好的焊缝成形;随焊接电流 80A增加到 100A,金属间化合物(IMC)层的厚度由 13.4μm逐渐增加到 22.9μm,产生的界面 IMC组织结构为 Fe4Al13、Fe2Al5 相;Zn元素固溶至 IMC内部并形成的 Fe2Al5 -Znx和 Fe4Al13 -Znx相,可能有助于提高接头界面的塑韧性和抗裂 能力。接头的平均剪切强度随焊接电流的增加,呈现先增加后降低的趋势,在焊接电流 90A条 件下,达到最高 99.8MPa。
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    镀Ni对铝/超高强钢惯性摩擦焊接头性能的影响
    张广川1,刘世英2,吴 玮1,3,蒋启明1, 邓展鹰1,殷相杰1,杨宏睿1,黄宏1,李坤航1
    2021 (12):  113-118. 
    摘要 ( 141 )   PDF(2906KB) ( 174 )  
    在辅助加热惯性摩擦焊接技术的基础上,研究了 Ni镀层对铝 -钢异种金属惯性摩 擦焊接头性能的影响。分别对接头微观形貌、界面化合物组成及分布形态、硬度以及接头抗拉 强度进行了检测分析。试验结果表明:Ni镀层的加入会使接头界面变得平直,促使接头界面形 成分布更均匀、更厚、塑韧性更好的 AlNi金属间化合物层,提高接头的连接强度;同时 Ni层的 加入能够减小钢侧向铝侧传导的能量,减小铝侧的热影响区,阻隔 Al、Fe元素的相互扩散,防止 界面形成 AlFe脆性金属间化合物。
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    “机器博弈”专栏
    一种非遗藏族久棋项目计算机博弈智能体的评估方法
    张小川,刘 溜,陈 龙,涂 飞
    2021 (12):  119-126. 
    摘要 ( 148 )   PDF(2025KB) ( 273 )  
    提出计算机博弈五大构成要素并基于分层递进思想设计了博弈智能体的分层结 构,以久棋为案例,构建了久棋博弈智能体的知识库,重点提出了规则库、开局库的构造方法。 针对藏族久棋规则的特殊性,面向久棋特有的 3个阶段,基于量化思想,建立了分段评估体系。 最后,以此方法开发久棋博弈程序,参加了全国计算机博弈大赛并获得好成绩,验证了方法的可 行性和有效性。
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    一种大众麻将计算机博弈的胡牌方法研究
    彭丽蓉1,2,赵海璐1,甘春晏1,刘 洁1,陈俊宇1
    2021 (12):  127-133. 
    摘要 ( 358 )   PDF(1687KB) ( 519 )  
    麻将博弈游戏作为非完美信息博弈中的典型项目,与德州扑克、桥牌等其他非完美 信息博弈游戏相比,最大的不同是玩家游戏顺序时常被打乱而产生较大不确定性,导致博弈策 略设计及局面评估困难。针对大众麻将游戏规则,构造了一种快速胡牌方法。为此,首先分析 麻将的大众规则;其次,基于各种牌型和持有牌点数,提出一种胡牌距离概念,以最短胡牌距离 为标准,作为玩家的决策依据;最后,依据已知公开的出牌和玩家手上牌张信息,融合先验知识 后,进一步计算每种出牌行为的期望胜率,从而获得出牌行为评估值,作为玩家的决策依据。实 验结果表明:利用维持最短胡牌距离为核心的快速胡牌方法,在有限牌对局数下,比如在中国计 算机博弈锦标赛中此局数设定为 10000局,依据设计的智能体,能取得 46.85%以上的牌局胜 利,该值远高于仅仅使用纯粹经验方法的数值。
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    基于数据库和经验分析的桥牌混合策略打牌模型
    沈阳航空航天大学 a.计算机学院;b.工程训练中心
    2021 (12):  134-139. 
    摘要 ( 121 )   PDF(1958KB) ( 178 )  
    基于桥牌博弈模型现状,分别从 3个方面提出模型优化思路,得到最终的混合策略 打牌模型:对于叫牌,采用更为适合计算机理解的精确叫牌体系,运用数据库对于精确叫牌体系 造成的代码冗余问题,进行二次优化;对于打牌,在开局阶段根据经验制定不同打牌方位的出牌 策略,采用经验分析与明手求解策略混合模式,通过数学分析,发现 2种模式交换的分割线,从 而实现混合模式打牌策略;对于评估函数,通过提高细化度,使其更精确地描述牌局现状。最 后,通过对比实验,验证了优化后的桥牌打牌模型的综合能力有所提升。
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    一种棋类计算机博弈强化学习智能体的决策依据解释方法
    刘 贺,张小川,刁志东,王 森
    2021 (12):  140-146. 
    摘要 ( 170 )   PDF(2362KB) ( 205 )  
    提出一种针对棋类智能体,基于显著图的解释方法,用来解释棋类智能体的决策依 据。该解释方法将智能体面对的棋局状态分为落子区域和空白区域,从特征与最终决策的相关 性和重要性两方面对棋局落子区域特征进行显著性分析,同时从博弈行为角度出发,分析棋局 空白区域特征对于智能体决策的显著性,将两区域的特征显著性进行合并输出,从而较为全面 地评估整个棋局特征的显著性。针对基于强化学习的围棋智能体和国际象棋智能体,使用该方 法对智能体的决策进行解释性输出,实验结果表明:可以全面地解释智能体的决策依据,验证了 该方法的有效性。
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    一种生成残局数据库的倒推算法
    梅 险a,陈泳吉b,何 哲a,潘子翔b,陈姝含a,周 霖a
    2021 (12):  147-154. 
    摘要 ( 101 )   PDF(1466KB) ( 154 )  
    通过研究爱恩斯坦棋的一种倒推算法,实现爱恩斯坦棋局面胜率的可推导化,借助 倒推算法对爱恩斯坦棋局面胜率进行相关计算,解决如何建立爱恩斯坦棋残局库的问题。为了 方便胜率的计算,将已走胜率作为胜率生成的目标,提出将若干个已知胜率且复杂度低的局面 进行倒推收敛,从而得到复杂度高的局面计算方法,证明了“任一局面都可由若干个已胜局面通 过倒推收敛的方法,计算出误差仅受数据类型的精度影响的准确胜率”的理论,并在此理论基础 上设计出能够按局面复杂度来逐个标记各个不存在的局面,计算所有需要的存在局面,生成各 个局面胜率的倒推算法。最后在数据储存量有限的情况下,构造出部分数据的储存替代方法, 尽可能降低所需数据的存储量,使倒推算法在能够计算出残局库的条件下,可以配合其他局面 评估算法提升其程序的获胜概率。
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    电气·电子
    一种EMD和DEBPNN组合优化的短时交通流预测方法
    吴玲玲,尹莉莉,任其亮
    2021 (12):  155-163. 
    摘要 ( 141 )   PDF(2612KB) ( 182 )  
    针对短时交通流非线性的特点以及 BP神经网络(BPNN)在进行短时交通流预测 时易陷入局部极小值的缺点,提出一种基于经验模态分解(EMD)和差分进化算法优化 BP神经 网络(DEBPNN)的短时交通流预测方法。利用 EMD算法将交通时序数据中不同模态的分量 逐级分解出来,生成一系列不同尺度的本征模态函数(IMF)和残余量,去除一定噪声影响;借助 DEBPNN算法进行短时交通流预测,并采用美国加利福尼亚州高速公路交通流数据,对该方法 进行验证和预测精度测试。实验结果表明:采用 EMD分解后的交通流预测结果更为精确,相比 其他预测方法,其预测结果的 MAE值分别提升了 50.07%、49.36%、18.68%;MSE值分别提升 了 52.46%、47.84%、12.37%;MAPE值分别提升了 52.11%、51.08%、35.09%;MSPE值分别 提升了 56.36%、52.59%、43.53%。
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    三相Vienna整流器中点电位自平衡离散脉宽调制策略
    肖蕙蕙1,2,陈 岚1,郭 强1,2,向文凯1,苏新柱1
    2021 (12):  164-172. 
    摘要 ( 81 )   PDF(4748KB) ( 223 )  
    高压或高开关频率场合,三电平 Vienna整流器采用七段式空间矢量脉宽调制 (SVPWM)可控制中点电位平衡,但开关损耗大,而传统离散脉宽调制(DPWM)虽能降低开关损 耗,却不具备中点电位调节能力。为此,针对三相三电平类 Vienna拓扑,提出一种中点电位自 平衡 DPWM策略。该策略通过箝位指定相电压来降低开关损耗,利用 2种冗余箝位模式切换 实现中点电位平衡。根据 Vienna整流器主电路原理,基于开关函数描述矢量空间形成过程;以 部分小扇区为例详细阐述冗余箝位模式及其矢量序列确定方法,并推导基本矢量作用时间;分 析 2种模式对中点电位的影响,给出中点电位平衡算法。仿真和实验结果表明,所提调制策略 能降低开关损耗,兼顾中点电位平衡。
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    柔性石墨烯薄膜压力传感器力敏特性仿真计算
    江天炎1,张 程2,曾 帅1,毕茂强1,陈 曦1
    2021 (12):  173-179. 
    摘要 ( 111 )   PDF(2722KB) ( 285 )  
    基于鼓泡试验原理及 Beams球壳模型,建立石墨烯矩形薄膜载荷 -最大形变及载 荷 -最大应变的数学模型,得到了载荷与最大应变和最大形变的数学关系;通过有限元分析软 件,建立石墨烯矩形薄膜力学分析的有限元模型,求解不同模型尺寸下的载荷 -最大形变及载 荷 -最大应变关系。对比有限元仿真解与 Beams模型解,发现二者的平均相对误差在 5%以 下,验证了模型的准确性。同时对石墨烯矩形薄膜进行了模态分析,得到其前六阶固有频率与 振型,并讨论了不同厚度石墨烯矩形薄膜的固有频率,可为设计制造石墨烯压力敏感器件提供 参考。
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    一种结合时间序列分解的短期电力组合预测方法
    赵建文,张 成,陈佳丽
    2021 (12):  180-188. 
    摘要 ( 208 )   PDF(2743KB) ( 191 )  
    短期电力负荷具有整体周期性和局部非线性的特点,单一模型预测精度不高。为 此,提出一种基于改进的奇异谱分析(ISSA)方法的组合预测模型。首先从奇异谱分析(SSA)的 轨迹矩阵构建、主成分选取等步骤改进传统 SSA,以便更好分离实际负荷中的趋势序列分量和 随机序列分量;随后分别通过多元线性回归(MLR)和长短期记忆(LSTM)神经网络方法对分离 出的趋势负荷和随机负荷进行预测;最后叠加两部分预测值得到最终预测结果。ISSAMLR LSTM(ISML)组合预测模型能很好地刻画实际负荷变化趋势和进行精准预测。实验结果表明: 相较于单一的 LSTM、MLR和组合 EEMDMLRLSTM等预测模型,ISML组合预测模型能够有效 地提高短期电力负荷的预测精度。
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    基于格拉姆角场和改进残差网络的低压配电台区户变关系识别方法
    白 勇1,熊隽迪1,杨 渝2,肖 睿2
    2021 (12):  189-197. 
    摘要 ( 163 )   PDF(2323KB) ( 259 )  
    低压配电台区户变关系信息是电力网络的基础性档案,准确识别低压配电台区户 变关系对于电网企业尤为重要。采用一维序列分类神经网络进行台区户变关系识别时,存在序 列易丢失时间依赖性、识别准确率低、准确率不稳定的问题,为此,提出一种基于格拉姆角场和 改进残差神经网络的户变关系识别方法,以用户电压数据为基础,首先采用格拉姆角场方法将 一维电压数据序列转换为特征矩阵,将矩阵元素对应于图像灰度采用伪彩色处理形成二维特征 图谱;然后采用引入空间注意力模块进行改进的残差神经网络分类特征图谱以识别台区户变关 系,采用格拉姆角场和伪彩色处理生成特征图谱,同时保留序列时间依赖性并使用空间注意力 模块突出台区电压特征图谱差异,提高户变关系的识别准确率和稳定性。经实验验证,所建立 的户变关系识别(CTRI)模型中台区用户识别平均准确率为 98.52%,相较于一维卷积神经网络 (1DCNN)和二维卷积神经网络(2DCNN)的平均识别准确率分别提升 18.26%和 10.1%。
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    “环境催化”专栏
    二维层状纳米材料MXenes的制备方法及其在光催化领域中的应用
    常 春a,b,黄心悦a,王 琼a,b
    2021 (12):  198-209. 
    摘要 ( 373 )   PDF(4777KB) ( 405 )  
    MXenes材料作为一种二维层状过渡金属碳/氮化物,具有对称的层状结构、高效的 吸附催化性能、较宽的光吸收范围、优良的力学和磁学性能,在环境与能源领域具有潜在应用价 值。基于此,对 MXenes的理化性质、制备方法、MXenes和 MXenes基复合材料的应用进行综 述,着重介绍其在光催化降解有机污染物、光催化析氢、光催化 CO2 还原、光催化固氮合成氨以 及光催化杀菌等领域的应用,并展望今后的研究方向。
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    光催化与微藻耦合快速去除水中铬离子
    罗宏扬1,袁吉林1,钟兰兰1,向文浩1,肖川宝1, 贺媛媛1,常海星2,钟年丙1,3
    2021 (12):  210-218. 
    摘要 ( 169 )   PDF(3513KB) ( 145 )  
    为快速去除液相中的总铬(Cr(Ⅵ)及 Cr(Ⅲ)),构建了一种新型光催化与微藻耦 合系统。该系统由固定化 N掺杂 TiO2、小球藻、核孔膜和紫外 -可见 LED光源构成。研究发 现:单独光催化能将 Cr(Ⅵ)还原为 Cr(Ⅲ),但无法对 Cr(Ⅲ)进行去除,导致液相总铬保持恒 定。单独微藻能将 Cr(Ⅵ)还原为 Cr(Ⅲ),但微藻还原 Cr(Ⅵ)的速率低,去除液相中总铬的量 受微藻生物量及 Cr(Ⅵ)浓度的影响。光催化与微藻耦合系统中微藻细胞产生的有机物通过核 孔膜,传递至光催化剂表面,消耗催化剂表面产生的空穴和·OH,抑制载流子复合,促进光催化 快速将高浓度 Cr(Ⅵ)还原为 Cr(Ⅲ),减弱 Cr(Ⅵ)对微藻细胞的高毒胁迫并减少 Cr(Ⅵ)在微 藻细胞表面对 Cr(Ⅲ)的竞争吸附,提高藻细胞对 Cr(Ⅵ)的还原率及总铬去除率,实现铬的快 速去除。
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    药学·生物工程
    现代仪器分析在人参皂苷检测中的应用
    胥秀英,赵 莎,李 游,刘华琼
    2021 (12):  219-226. 
    摘要 ( 116 )   PDF(1205KB) ( 201 )  
    人参皂苷是人参中重要的生物活性成分,临床上主要用于炎症、肿瘤及癌症的治疗或 辅助治疗等。根据现代中药制剂质量要求,需要对药材或制剂中的人参皂苷进行定性、定量测定, 以及对皂苷类化合物进行结构鉴定,对人参皂苷与蛋白质之间的相互作用机理等进行分析研究。 综述了近年来现代仪器分析在人参皂苷检测中的应用,并对人参皂苷分析检测的发展方向作出了 展望。
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    藁本内酯抗药物诱导的斑马鱼血栓的作用研究
    唐惠兰,李姗姗,袁佩灵,江 焱,唐娇娇,林翰文,胡 光
    2021 (12):  227-233. 
    摘要 ( 124 )   PDF(2026KB) ( 222 )  
    目的 旨在采用苯肼(phenylhydrazine,PH)和盐酸肾上腺素(adrenalinehydrochlo ride,AH)诱导稳定的斑马鱼血栓模型,并研究藁本内酯(ligustilide,LIG)的抗血栓作用。方法 采用正交实验设计方法优化 PH及 AH诱导斑马鱼血栓模型建立的条件,包括诱导剂浓度、诱导 时间、染色时间、鱼龄 4个方面;将斑马鱼随机分为空白对照组、诱导剂组(PH/AH处理)、阳性 对照组(PH/AH+阿司匹林处理)和给药组(PH/AH+20/40/60μmol/LLIG)进行给药处理。 对于实验结果的判断,主要通过在进行给药处理后,用邻联茴香胺染色,并用 ImageProPlus6.0 计算尾部染色面积的方法,定量分析血栓形成情况。结果 苯肼的最优诱导条件为浓度 0.75 μmol/L,诱导时间 24h,染色时间 35min,诱导时鱼龄 2dpf(dayspostfertilization);盐酸肾上腺 素的最优诱导条件为浓度 15μmol/L,诱导时间 16h,染色时间 30min,诱导时鱼龄 4dpf。LIG 对斑马鱼血栓形成有一定的抑制作用,最佳浓度在 20~40μmol/L范围时,可以从尾静脉处观 察、检测到血栓生成显著减少。结论 LIG在斑马鱼体内具有一定的抗血栓作用,最佳浓度为 20 ~40μmol/L。
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    异柠檬酸脱氢酶1(IDH1)抑制剂的三维定量构效关系和分子对接研究
    赵学敏,郭红梅,余 娜,赵 镜,付 乐,全纹萱,舒 茂
    2021 (12):  234-242. 
    摘要 ( 108 )   PDF(2283KB) ( 202 )  
    异柠檬酸脱氢酶 1(IDH1)已经成为恶性血液疾病和各种实体瘤及神经胶质瘤的重 要作用靶点。为了设计新的活性较高 1DH1抑制剂,对现有的化合物做了一系列研究工作,包 括分子对接及三维定量构效关系研究(3DQSAR)。针对 38个喹啉酮类 IDH1小分子抑制剂, 运用 CoMFA和 CoMSIA研究了该类化合物分子结构与抑制活性的关系,同时对这类化合物进 行分子对接并观察小分子与 1DH1蛋白的结合效果。研究发现:CoMFA模型(Q2 =0754,R2 = 0.946)和 CoMSIA模型(Q2=O.545,R2 =0.955)是可靠的,且具有一定的预测能力,该类化合 物与蛋白结合主要通过氢键相互作用。根据以上信息设计了 8个新化合物,所设计的新化合物 活性较高,可为以后开发高效 IDH1抑制剂提供理论参考。
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    数学·统计学
    西部陆海新通道沿线省份物流效率的时空演进及影响因素——基于沿线省份面板数据的实证分析
    王景敏1,2,崔利刚1
    2021 (12):  243-255. 
    摘要 ( 112 )   PDF(2120KB) ( 180 )  
    构建西部陆海新通道沿线省份物流资源要素投入产出和物流效率影响因素指标体 系,利用 DEABCC模型、Malmquist指数和面板 Tobit回归模型,以 2015—2020年沿线省份面板 数据为基础,从时间、空间 2个维度测算分析了沿线省份物流效率情况及其动态演进,并识别出 影响物流效率的重要因素。结果表明:① 西部陆海新通道区域物流综合技术效率总体呈递增 状态,得益于物流纯技术效率和规模效率的不断改进;但省份间不均衡,达到物流综合技术效率 有效的仅有内蒙古、广西、海南 3省,物流规模效率有效的也仅有内蒙古、广西、海南 3省,物流 纯技术效率有效的有内蒙古、广西、海南、四川、西藏、宁夏 6省。② 西部陆海新通道区域物流 全要素生产率增长率总体呈上升趋势,主要得益于物流技术创新及应用的持续改善;但省份间 存在差异,物流全要素生产率增长率大于 1的有海南、重庆、四川、云南、陕西、青海、新疆 7省; 物流技术进步指数大于 1的有海南、重庆、西藏、青海、新疆 5省;物流纯技术效率变动指数小于 1的省份为贵州和青海;物流规模效率变动指数最低的是西藏(0.866)、最高的是云南(1.058)。 ③ 西部陆海新通道沿线省份物流效率的影响因素主要有物流基础设施密度、信息化水平、经济 发展密度、对外开放程度,物流产业集聚程度和人力资本水平等因素对西部陆海新通道沿线省 份物流效率无显著影响。基于此,应加快推动西部陆海新通道沿线省份物流一体化均衡发展, 加大包括管理和信息在内的物流技术、设施设备投入,加快物流行业企业的提质升级,注重物流 产业的要素集聚和开放型经济的“点、线、面”布局,进一步优化人才政策、激发创新活力。
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    VOCs协同防控中多利益主体行为博弈与演化仿真分析
    陆秋琴,曹瑞钰,黄光球
    2021 (12):  256-268. 
    摘要 ( 95 )   PDF(2888KB) ( 197 )  
    参与主体之间的利益均衡是实现 VOCs有效防控的关键因素,为了理清政府、企业 和社会公众在 VOCs防控中的复杂利益关系,在不完全信息对称有限理性假设条件下,从动态 视角出发,基于演化博弈理论构建博弈收益树,并运用复制动态方程分析各主体在利益驱动下 的博弈策略选择机理,从而对各主体在博弈过程中的利益和行为决策做出演化分析,并通过系 统动力学构建 SD模型进行仿真说明。结果显示:在有限理性假设下,当政府、企业及社会公众 的积极防控总收益大于消极防控的总收益或成本时,各主体会积极有所作为,并且政府资助、企 业受罚、社会公众反向监督等行为对实施 VOCs防控有促进作用。从而为有效推动 VOCs防控, 实现系统性与可持续性发展,达到共赢局面奠定基础。
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    基于EMD-LSTM模型的股指收盘价预测
    刘 铭,单玉莹
    2021 (12):  269-276. 
    摘要 ( 225 )   PDF(2879KB) ( 444 )  
    股指是投资者用来规避股市风险的工具,为了对金融股指进行有效预测,采用了一 种基于经验模态分解(EMD)和长短期记忆网络(LSTM)模型的组合预测方法,对股指进行统计 性描述,发现中国 3个股指的波动具有明显区别,就这一特征对数据进行建模。建立传统时间 序列模型及机器学习模型共 7种模型,经对比研究发现:EMDLSTM模型在预测沪深 300股指 收盘价和深证成指收盘价上具有较好的效果,预测上证指数收盘价时 LSTM模型具有较好的效 果,从而分析出数据波动大小对于模型的预测效果有一定的影响,可以根据数据波动性来选择 适合的股指预测模型。
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    求解高维复杂函数的两类新型蝗虫优化算法
    王 倩,李风军
    2021 (12):  277-283. 
    摘要 ( 122 )   PDF(1825KB) ( 195 )  
    针对蝗虫优化算法(GOA)在求解高维复杂函数的全局最优值时收敛精度不高、收 敛速度较慢的问题,给出两类基于非线性权重的新型蝗虫优化算法(NGOA)。NGOA1主要改 进了位置更新公式中的线性自适应参数,并将其作为当前最优位置的权重,以利于平衡算法的 探索与开发能力。NGOA2是在 NGOA1的基础上,给出精英蝗虫位置更新策略。该方法提高了 算法的收敛速度,且具有理想的收敛精度。9个基准函数的测试结果表明:NGOA1、NGOA2的 寻优性能远胜于 GOA、基于曲线自适应的蝗虫优化算法(CAGOA)。NGOA2能够收敛到多个测 试函数的全局最优值,是求解高维复杂函数的有效工具。
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    按比例输入的结核病模型的动力学研究
    李淑萍,刘花芳
    2021 (12):  284-291. 
    摘要 ( 101 )   PDF(2309KB) ( 150 )  
    研究了一个按比例输入的结核病传播动力学模型。首先,利用下一代矩阵法得到 了基本再生数 R0;其次,运用 LaSalle不变集原理和 Lyapunov函数的方法,证明了当 R0 <1时, 无病平衡点 P0全局渐近稳定,当 R0>1时,惟一的正平衡点 P全局渐近稳定,并应用最优控制 理论,得到了最优控制解的存在唯一性及其表达形式;最后,通过数值模拟验证了上述理论结 果,并应用拉丁平方抽样和偏序相关系数(PRCC)的方法进行了敏感性分析。
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    多主体干预下的三分意见群体网络舆情传播模型研究
    张 静1,王筱莉1,3,4,赵来军2,刘 璐1,王美华1
    2021 (12):  292-305. 
    摘要 ( 127 )   PDF(8176KB) ( 76 )  
    新媒体的迅速发展使舆情传播从口口相传转变为随机性裂变式的网络传播,政府 如何做好舆情防控成为学者积极探讨的问题。在考虑媒体和政府干预的基础上,结合实际情况 加入意见领袖对网络舆情传播的影响,将舆情传播者划分为支持者、中立者和反对者 3类,构建 多主体干预下的三分意见群体网络舆情传播模型,利用下一代矩阵法求其基本再生数,使用 Matlab对舆情传播模型进行仿真模拟,并结合真实案例对模型中意见领袖的影响进一步分析和 验证。意见领袖对舆情传播过程起重要作用,同时政府干预及干预时间对意见领袖的干预效果 有重要影响。
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