重庆理工大学学报（自然科学）

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扩展卡尔曼滤波与遗传算法结合的车辆状态估计

易鑫，陈勇

2022 (12): 1-8.

摘要 ( 185 )

PDF(1691KB) ( 272 )

针对汽车状态估计过程中噪声的统计特性难以确定的特性，提出一种遗传算法与扩展卡尔曼滤波相结合的车辆状态观测器，对车辆状态进行估计。以车辆非线性动力学模型为基础，使用扩展卡尔曼滤波对车辆的横摆角速度、质心侧偏角和纵向速度等状态参数进行估计的同时，结合在遗传算法中构建的适应度函数，实现对噪声自适应寻优，降低噪声的影响。利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与Ｃａｒｓｉｍ仿真软件对所提方法进行验证，并与扩展卡尔曼滤波算法进行对比。结果表明：与扩展卡尔曼滤波相比，该改进的算法有效提高了对横摆角速度、质心侧偏角以及纵向速度估计的精确度，给车辆提供准确的状态信息的同时，利于保障车辆的稳定性。

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车辆纵向跟车舒适性模型预测控制算法研究

徐哲，胡趁义，龙永文

2022 (12): 9-17.

摘要 ( 157 )

PDF(3199KB) ( 278 )

在纵向跟车过程中，由于目标车辆的行驶状态不断变化，使自车也在不断变化，这样会导致自车的乘员出现不舒适的情况。因此，针对纵向跟车舒适性问题，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中基于模型预测控制理论搭建了纵向跟车仿真模型。通过模型预测控制计算目标车辆的期望加速度，然后根据加速度、车辆自身信息计算出车辆４个轮的扭矩，通过ＣａｒＳｉｍ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真对模型进行验证。仿真结果表明：两车的车间距误差为零，并且满足安全距离的要求，同时自车能够跟随前车的车速，且相对车速为零，而自车的加速度变化率又较稳定，能较好地实现纵向跟车并且满足舒适性的要求

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一体化铸铝防撞梁的多目标可靠性优化设计

李书华，吴宗扬，吴钇陶

2022 (12): 18-25.

摘要 ( 77 )

PDF(1618KB) ( 117 )

为了提高一体化铸铝防撞梁的耐撞性，建立了防撞梁的正碰仿真模型，基于最优超拉丁方试验设计搭建响应面模型来近似模拟碰撞过程。以防撞梁的厚度为设计变量，采用非支配解排序遗传算法对防撞梁的峰值碰撞力、最大纵向位移、比吸能和质量进行确定性优化设计，并择优选取一个解作为确定性优化解。在此基础上，考虑到材料以及加工制造等不确定性因素，对确定性优化解的质量水平进行分析和优化。结果表明：比吸能提高了１３．４４％，质量减轻了２０．５７％，最大纵向位移的质量水平和可靠度分别由０．６３σ和４７．４３％提高到了６．０６σ和９９．９９％，峰值碰撞力的质量水平和可靠度分别由１．１２σ和７４．００％提高到了６．０２σ和１００００％，多目标可靠性优化方法在满足设计要求的同时可以提高优化效率和安全性。

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摩托车非共面与共面振动的多目标优化

黄泽好，童勇

2022 (12): 26-32.

摘要 ( 72 )

PDF(2676KB) ( 87 )

建立某摩托车人－车－路系统动力学仿真模型并进行根轨迹分析，发现其在中低速范围内非共面振动摆振模态存在负模态阻尼而表现为不稳定，从而影响摩托车操控稳定和行驶安全。为改善非共面振动稳定性，同时降低影响驾乘舒适性的共面振动。应用灵敏度分析选择悬架优化参数，结合多目标遗传优化和熵权优劣解距离决策法确定悬架参数最佳设计值。结果表明：悬架参数优化后的摩托车在６０ｋｍ／ｈ直线行驶时的非共面振动摆振模态和迂回摆动模态均实现稳定，且共面振动的垂向和俯仰振动加速度均方根值较优化前降低了１５．７％和８４％，并且在其余车速工况下也具有较好的优化效果。

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汽车悬架参数实测载荷谱识别方法

邹喜红，陈袁莉，袁冬梅

2022 (12): 33-40.

摘要 ( 148 )

PDF(2155KB) ( 204 )

为准确获取悬架参数，提出基于实际行驶载荷谱的某汽车悬架系统参数识别方法。结合悬架振动系统动力学，组建了车速、振动加速度、悬架位移等载荷谱同步采集系统，采集并分析了某试验场典型路面匀速行驶载荷谱。结合１／４悬架系统模型和最小二乘法，提出了递推最小二乘法悬架系统参数识别方法，并进行了验证，识别误差在１％之内。在此基础上，结合采集和分析后的实际行驶载荷谱，以异响路采集数据对悬架参数进行了识别，以综合路采集数据进行了验证。验证结果表明：仿真与实测的簧上加速度均方根值相对误差均在８％以内，仿真与实测的簧下加速度均方根值相对误差均在５％以内，参数识别结果准确度高，为车辆悬架系统参数的识别提出了一种行之有效的新思路。

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粒子群优化线控转向变角传动比模糊控制器设计

陈哲明，钟诚，李环宇

2022 (12): 41-49.

摘要 ( 115 )

PDF(2886KB) ( 128 )

为了提高汽车低速时的转向轻便性与高速时的转向稳定性，设计了一种线控转向变角传动比粒子群模糊控制器。采用线控转向系统可变传动比的特性，利用模糊控制将方向盘转角和车速进行模糊处理，输出精确的传动比，同时根据粒子群算法思想，提出一种粒子群算法优化模糊控制算法。设计仿真控制器，将模糊控制与粒子群算法相结合，通过低速和高速的双移线仿真工况，以及角阶跃仿真工况进行联合仿真控制系统研究。结果表明：粒子群优化模糊控制所设计的变角传动比相比于定传动比和未优化的模糊控制器，能够更好地实现汽车低速转向灵敏和高速转向的稳定性，减轻了驾驶员的疲劳程度，提高了汽车的操纵稳定性和行驶安全性。

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交通车辆换道行为预测方法

李振，陈学文

2022 (12): 50-57.

摘要 ( 114 )

PDF(2319KB) ( 181 )

为了准确预测高级驾驶辅助系统目标车辆换道行为，提出一种换道概率累积分布函数的车辆换道行为预测方法。对传感器采集的大量车辆换道与道路保持数据进行统计分析，针对换道行为的２种实时特征信号和４种阈值信号，拟合出计算换道概率的累积分布函数。针对实时特征信号与阈值特征信号所表达的不同概率，构建了正常换道与复杂换道等１６种驾驶场景，根据实际驾驶环境进行了概率权重系数分配，最终确定目标车左、右换道行为概率。基于交通车辆实际驾驶数据，针对目标车正常换道场景、压线换道场景以及不连续换道等复杂场景，验证了车辆换道行为概率累积分布函数预测方法的有效性。结果表明，该方法能够准确预测车辆实际驾驶环境下的换道意图，实时性与鲁棒性好，适合于实车应用。

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车辆底盘试验载荷谱编制技术研究与应用

金红杰，臧利国，李瑶薇

2022 (12): 58-70.

摘要 ( 96 )

PDF(5680KB) ( 226 )

针对车辆底盘试验载荷谱编制问题，为将大量无序的数据转化编制成直接应用于工程的分析数据，采集某型车辆可靠性试验载荷谱，研究载荷谱编制方法，开发载荷谱数据库。文章构建了集力、加速度、位移等多种参数的载荷谱采集系统，利用实测数据形成完整的载荷谱数据预处理、编辑、编制流程，为载荷谱编辑提供有效、精简的数据。采用统计计数、工况合成以及外推等编制方法，实现载荷谱编制技术软化。通过以上技术所得出的应力幅值、循环次数、损伤等结果，可直接应用于工程设计和分析，此研究成果可为载荷谱工程应用提供技术支撑

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无人地面车辆电液助力转向系统动态响应性能

黄伦明，杨华，麻玉川

2022 (12): 71-79.

摘要 ( 93 )

PDF(3122KB) ( 128 )

无人地面车辆转向力矩大小和避障动态响应时间，影响着车辆的动力性、安全性以及作战效能。相比电动助力和线控转向系统，电液助力转向系统由于在动力转向方面的突出优势而被广泛应用于车辆转向系统。电液助力转向在直线行驶工况下更容易实现车辆的主动避障和偏离回正，在越障工况下更容易保障车辆的机动性与灵活性。基于传统车辆，选用Ｍｏｂｉｌ ｅｙｅ单目摄像头采集道路信息，利用样条曲线方法拟合得到车辆行驶轨迹，通过模型计算车辆转向所需的动态响应时间。无人地面车辆转向系统采用分层控制的方法，顶层指令层通过车道偏离预警算法和多点预瞄路径跟随算法，判断是否需要预警，底层执行层接收控制指令完成助力模式与主动回正模式的切换。基于Ｔｒｕｃｋｓｉｍ仿真平台，建立了无人地面车辆电液助力转向系统仿真模型，并搭建了原理样机硬件在环实验平台，仿真与实验研究结果表明：与传统转向系统相比，电液助力转向系统在转向力矩和车辆偏离回正方面具有优势，且能保证车辆具有良好的转向机动性和抗干扰性。

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基于强化学习的四足机器人牵引运动控制研究

秦建军，孟圆，曹钰

2022 (12): 80-91.

摘要 ( 206 )

PDF(5287KB) ( 225 )

针对四足机器人在拖拽运动控制中高度依赖于动力学模型精确度的问题，提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度算法（ｔｗｉｎｄｅｌａｙｅｄｄｅｅｐｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃｐｏｌｉｃｙｇｒａｄｉｅｎｔ，ＴＤ３）的四足机器人拖拽运动的控制方法。通过分析四足机器人拖拽模型，建立其拖拽运动的训练环境；采用ＴＤ３算法搭建四足机器人拖拽运动控制模型，通过ＭＡＴＬＡＢＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＲ２０２２的运动仿真，验证该控制器的可行性，并对实验数据进行对比分析。结果表明：在无拖拽且缺少先验知识条件下，采用该控制策略达到稳态的时间比采用深度确定性策略梯度算法（ｄｅｅｐｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃｐｏｌｉ ｃｙｇｒａｄｉｅｎｔ，ＤＤＰＧ）的控制策略所用训练周期缩短了２／３；在加载０．４ｋｇ拖拽重物的条件下，该控制策略下的四足机器人平均速度下降幅度较小，各关节扭矩平稳顺滑，姿态角在可控范围内。

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联合知识图谱与改进高斯混合模型的电力用户聚类方法

吉涛，何轶，朱韵攸

2022 (12): 92-101.

摘要 ( 123 )

PDF(2432KB) ( 95 )

：随着电力用户数据复杂程度不断增大，为了改善人工处理海量复杂文本数据的低效方式，以及解决现有聚类方法存在的寻优能力差、紧凑性不足的问题，提出一种联合知识图谱（ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｇｒａｐｈ，ＫＧ）与改进高斯混合模型的聚类方法，利用ＫＧ将复杂的文本拆解成相关的知识元结构，并利用知识库对所需内容进行提取，规范高斯混合聚类模型所需要的输入数据，通过期望最大化（ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＥＭ）迭代出良好的聚类结果，进而挖掘大量用户数据中的潜在信息。案例分析表明：与ＫＭｅａｎｓ和层次聚类等典型聚类方法相比，所提方法具有更好的聚类结果、分类效果和全局寻优性能，验证了所提方法的可行性和有效性。

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智能节目辅助主持机器人系统与推荐算法

王素芳，吴晨，陈志成

2022 (12): 102-109.

摘要 ( 137 )

PDF(2134KB) ( 107 )

针对电视台的创业投资节目，设计并实现了人工智能虚拟辅助主持机器人系统，包括整体系统设计、知识库设计、机器人交互控制系统实现。基于项目领域、投资金额、现场关注度等多维度计算分析建立了“智能投顾模型”，实现了智能数据分析和为创业者推荐合理投资人的功能，推荐采纳率高。综合应用语音识别、人脸识别、自然语言处理等技术，实现了节目主持的互动功能，保证了节目主持的一致性与流畅性，实际应用效果好，促进了人工智能机器人在电视媒体中的应用。

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藏族久棋的一种两阶段计算机博弈算法

李霞丽，陈彦东，杨子熠

2022 (12): 110-120.

摘要 ( 184 )

PDF(1637KB) ( 245 )

为了进一步提升布局的质量以提升藏族久棋博弈智能体程序棋力，提出了藏族久棋的一种两阶段计算机博弈算法，为藏族久棋的布局阶段设计了基于卷积神经网络和蒙特卡洛树搜索的自对弈算法，通过卷积神经网络指导蒙特卡洛树进行搜索，训练出最优模型并生成质量更高的着法；为战斗阶段设计了基于领域知识的ＡｌｐｈａＢｅｔａ剪枝算法。通过设计分阶段算法的方式将深度强化学习与领域知识相结合，试图解决藏族久棋博弈算法研究棋谱数据匮乏、博弈智能体的棋力水平较低等问题。实验结果表明：基于两阶段算法的博弈智能体程序与全局使用ＡｌｐｈａＢｅｔａ剪枝算法的博弈程序、人类一段棋手进行对弈，分别取得了６５％、６０％的胜率。基于两阶段算法的博弈智能体程序在一定程度上具备了“学习”和“思考”的能力，棋力得到了提升。

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“拱猪”游戏的深度蒙特卡洛博弈算法

吴立成，吴启飞，钟宏鸣

2022 (12): 121-128.

摘要 ( 146 )

PDF(2219KB) ( 202 )

针对现有的“拱猪”卷积模型计算复杂且高度依赖专家知识的问题，提出一种应用于“拱猪”博弈游戏的深度神经网络和蒙特卡洛方法相结合的深度蒙特卡洛算法。采用自对弈的方式进行模拟和评估，使用深度Ｑ网络代替Ｑ表完成Ｑ值的更新，高效地对“拱猪”策略进行探索和利用；采用分布式并行计算的方法提高训练效率，较于传统的蒙特卡洛方法可有效地解决高方差问题。在具有一个ＧＰＵ的单台服务器上训练２４ｈ后，所构建的智能代理与“拱猪”卷积模型对弈了１００００局。实验结果表明：智能代理胜率可达７８．３％，平均每局可获得６７分，对具体示例进行分析，进一步验证了该算法的有效性以及智能代理的良好性能

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一种结合策略价值网络的五子棋自博弈方法研究

刘溜，张小川，彭丽蓉

2022 (12): 129-135.

摘要 ( 154 )

PDF(2335KB) ( 189 )

针对传统蒙特卡洛树搜索算法存在“难以在节点的探索和利用之间做出平衡；难以聚焦重要搜索分支”等问题，提出使用策略价值网络完成棋局评估与落子着法生成，将策略价值网络与蒙特卡洛树搜索相结合。策略价值网络指导搜索树的展开，搜索结果用以持续更新网络参数，形成一种自博弈方法，在多轮自博弈中实现算法的迭代优化。实验表明：相较于各种经典搜索算法，所提算法在平均落子时间上降低了约９５％，平均对局胜率达到８０％以上。

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Ｑ学习实现亚马逊棋评估函数自调参

邱虹坤，王浩宇，王亚杰

2022 (12): 136-141.

摘要 ( 119 )

PDF(1459KB) ( 117 )

在亚马逊棋评估函数模型中进行参数调试，主要由人工依靠经验反复实验来实现，效率较低且无法保证精度。针对人工调参效率低下、精确度不足的问题，可借助机器学习的方法来弥补。采用强化学习中Ｑ学习的思路，构造一种具有自学习能力的网络结构，利用计算机自身反复模拟对局与迭代，实现评估函数调参工作的自动化。实验结果表明：当训练达１００００次时，模型各结点Ｑ值会趋于收敛，说明此时程序可以做出稳定合理的调参操作；在博弈实战中，模型调参后的程序也表现出了较强的棋力。

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引入合作竞争关系的桥牌叫牌数据库构建

邱虹坤, 郑晓东, 王亚杰

2022 (12): 142-147.

摘要 ( 94 )

PDF(1421KB) ( 111 )

传统的叫牌数据大多是对于自然叫牌法或精确叫牌法的存储，着重考虑扩充规则，较少考虑到牌手与牌手之间的相互配合。结合数据库智能化的思想，构建了增加竞争与合作标识的叫牌数据库。使其能够描述桥牌比赛中存在的合作竞争关系。此外，通过引入模糊数学中模糊集合的概念，使得牌局中的同一叫品信息可以表达多重含义。给予桥牌ＡＩ在计算上的支持，使得ＡＩ可以更多地将重心放在算法部分，部分忽略叫牌中复杂的叫牌体系。

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牌型预测与蒙特卡洛模拟结合的麻将博弈策略

李淑琴，冯浩东

2022 (12): 148-154.

摘要 ( 303 )

PDF(1383KB) ( 413 )

针对麻将博弈中状态空间巨大和隐藏信息过多等难点，提出利用局面信息缩减未知状态空间，并通过动态划分游戏状态提升牌型预测准确率的方法。根据麻将领域知识将对手玩家的弃牌信息转换为可利用信息，预测对手玩家持有某一牌型的概率，使用这一概率约束蒙特卡洛模拟的范围，得到对手手牌及需求牌的概率分布。通过对比试验表明：局面信息利用方法和动态游戏划分方法是有效的，不仅可以降低出牌的点炮风险，还可以获得更高的得分，实现了通过缩减未知状态空间提升麻将博弈水平的目的

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竞技二打一中玩家叫牌风格划分方法

赵煜霖，沈强望，李淑琴

2022 (12): 155-161.

摘要 ( 113 )

PDF(2544KB) ( 149 )

由于玩家在对局中会有不同的博弈风格，针对竞技二打一中玩家叫牌风格划分的问题，提出了通过计算玩家叫牌和基准叫牌之间差异的统计学方法，设计了融合叫牌情况和玩家手牌及强力牌特征的基准叫牌模型来给出基准叫牌。实验结果表明：该方法中的基准叫牌模型能够在测试集上准确率达到９４％以上，在玩家的叫牌风格实验中达到了预期的划分效果，在一定程度上验证了玩家博弈风格划分的可行性。

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一种多重优先经验回放的麻将游戏数据利用方法

李淑琴，李奕

2022 (12): 162-169.

摘要 ( 166 )

PDF(1817KB) ( 217 )

针对大众麻将ＡＩ训练时经验回放机制中样本均匀采样导致训练缓慢的问题，提出了一种多重优先经验回放算法，即从时序差分误差、局面复杂程度、动作即时奖励３个维度对经验样本进行优先级标记，每次采样时优先级高的样本高概率被抽取来更新神经网络。为了验证算法的有效性，构建了大众麻将自博弈平台进行相应的实验验证。实验结果表明：相比随机经验回放方法，新方法将麻将ＡＩ的训练速度提升了２２．５％。

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二打一游戏拆牌算法研究

乔秀明，黄文杰，李淑琴

2022 (12): 170-176.

摘要 ( 134 )

PDF(1665KB) ( 247 )

为模拟人类玩家在二打一打牌过程中的拆牌规律，提出了基于深度神经网络的拆牌训练，采用基于深度学习的序列标注方法，使用大量经过标注的实战数据，采用ＢＩＬＳＴＭ－ＣＲＦ网络构建手牌拆牌识别网络，实现了对二打一初始手牌的拆牌目标。实验结果表明：该模型在原始数据中产生了良好的训练效果，在测试集上的准确率达到８９．１６％，在与传统的手牌拆分方法进行比较后印证了该方法的可靠性，为进一步对二打一初始手牌的难度评估提供了保障，也为其他非完全信息牌类博弈的手牌拆分方法提供了借鉴。

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ＣａＯ取代量对ＭｇＯＡｌ２Ｏ３ＳｉＯ２玻璃结构和性能的影响

樊振华，谢卫东，韩利雄

2022 (12): 177-183.

摘要 ( 138 )

PDF(2576KB) ( 200 )

采用传统的熔融淬冷法制备ＭｇＯＡｌ２Ｏ３ＳｉＯ２玻璃，研究了ＣａＯ取代ＭｇＯ对玻璃结构和性能的影响。研究结果表明：适量的氧化钙代替氧化镁后，会出现混合碱土效应，玻璃网络中的桥氧含量达到最大值，提高了玻璃网络结构的稳定性。随着ＣａＯ的取代，密度、介电常数线性增大，弹性模量线性减小。但热稳定性和热膨胀系数均表现出混合碱土效应。热稳定性参数Ｓ呈现先增加后降低的趋势，热膨胀系数则表现出明显的非线性变化。当ＣａＯ含量为５％时，玻璃表现出最好的综合性能，其热稳定参数Ｓ、热膨胀系数、弹性模量、介电常数分别为３７．６Ｋ、３．４４×１０－６／Ｋ、９４ＧＰａ、５．６。研究结果对５Ｇ时代印刷电路板用玻璃纤维的性能控制具有指导意义。

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含氟复合偶联剂对聚四氟乙烯基微波复合介质基板性能的影响

张立欣，武聪，韩伏龙

2022 (12): 184-189.

摘要 ( 113 )

PDF(1653KB) ( 205 )

氟基偶联剂能够显著改善陶瓷粉和聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）树脂间的浸润性，使有机／无机界面结合更紧密。基于此，研究了复合偶联剂中含氟硅烷偶联剂含量对ＰＴＦＥ基微波复合材料的微观结构、致密度、吸水率、铜箔剥离强度和介电性能的影响。结果表明，复合偶联剂中氟基偶联剂增加能够显著提高复合介质基板的致密性和介电常数，降低吸水率和剥离强度。当氟基偶联剂含量为０．２％时，复合介质基板综合性能达到最佳，其介电常数和介质损耗分别为１０．３０和０．００１６，吸水率低至０．０４２％，剥离强度为１．３０Ｎ／ｍｍ。

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超低介ＰＴＦＥ基介质基板配方设计及基板性能

武聪，李强，张立欣

2022 (12): 190-195.

摘要 ( 77 )

PDF(3412KB) ( 142 )

针对超低介ＰＴＦＥ基介质基板配方工艺不稳定、基板介电常数高等问题，提出不同直径、不同铝硅原子比和不同填加比例空心球对基板介电性能等因素的影响探究方案。对不同直径和不同球壳厚度空心球对介电常数的影响进行了模拟，基于模拟结果进行了ＰＴＦＥ基空心球复合介质基板的制备，并对相关性能进行测试。实验结果显示：当空心球直径为８０μｍ、球壳厚度为２．５μｍ、铝硅原子比为２∶１、填加比例为３５％时，制备的基板介电常数为２．０，介质损耗为０．００２７，Ｚ轴热膨胀系数为３８．８×１０－６／℃，吸水率为０．０２５％，为性能优良的超低介ＰＴＦＥ基复合介质基板材料。

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聚苯乙烯／六方氮化硼／氧化铝微波复合基板的制备与性能研究

田星宇，彭海益，王晓龙

2022 (12): 196-201.

摘要 ( 103 )

PDF(3427KB) ( 119 )

针对六方氮化硼（ｈＢＮ）在聚苯乙烯（ＰＳ）中定向分布难且高填充比例下分散不均匀的问题，提出了湿法分散后再热压成型的方法；以ｈＢＮ和Ａｌ２Ｏ３组成复合填料，制备了一系列ＰＳ基微波复合基板，解决了ｈＢＮ的定向排列和复合填料均匀分布的难题。研究结果表明：采用该方法制备的基板样品在复合填料体积填充比例达到６０％时均具有高度致密、均匀分散的显微结构；随着复合填料中ｈＢＮ比例的增加，基板样品的密度、热膨胀系数、介电常数和介电损耗均逐渐降低，面内热导率显著增加。当ｈＢＮ和Ａｌ２Ｏ３的体积比为１１∶１时，复合基板具有优异的综合性能：面内热导率高达１３Ｗ／（ｍ·Ｋ），热膨胀系数为１５×１０－６／Ｋ，介电常数为４３，介电损耗为１．４４×１０－３（＠１０ＧＨｚ），在５Ｇ／６Ｇ通讯领域具有良好的应用前景。

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ＧＡＡＣＯ算法优化ＢＰ神经网络的重型车排放预测

闻增佳，谭建伟，王怀宇

2022 (12): 202-209.

摘要 ( 108 )

PDF(1722KB) ( 134 )

为了减少实际行驶排放试验（ｒｅａｌｄｒｉｖｉｎｇｅｍｉｓｓｉｏｎ，ＲＤＥ）受到驾驶行为、车型等干扰的情况，降低试验耗时和测试成本，基于ＢＰ神经网络建立了重型车的排放预测模型，引入遗传算法（ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＧＡ）和蚁群算法（ａｎｔｃｏｌｏｎｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＡＣＯ）进行优化。使用便携式排放测试系统（ｐｏｒｔａｂｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ＰＥＭＳ）对某重型车进行ＲＤＥ试验，并将试验数据划分为训练集、测试集、验证集，通过Ｂ型关联度算法提取数据主要成分用于训练与预测。结果表明：瞬时排放水平上，ＮＯｘ预测结果与样本数据的皮尔逊相关系数为０．９６８６，线性高

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沉积不同碳载量ＤＰＦ对柴油机颗粒物数量排放特征影响

王浩浩，肖有强，薛振涛

2022 (12): 210-215.

摘要 ( 71 )

PDF(2106KB) ( 91 )

为研究沉积在ＤＰＦ孔道内碳载量对柴油机颗粒物数量排放的影响，将车载ＰＥＭＳ路谱在台架复现，分析了４种碳载量下颗粒物数量排放因子、瞬时排放特征。结果表明：ＤＰＦ的ＰＮ排放随着碳载量的升高而升高；在新鲜ＤＰＦ情况下，ＰＮ瞬时排放较高部分集中于市区工况且持续时间较短，而在含有碳载量ＤＰＦ情况下，ＰＮ瞬时排放较高部分集中于高速工况且持续时间较长；在高速工况下，随着ＤＰＦ孔道内碳载量的不断积累，ＰＮ瞬时排放与碳载量呈现一定的正相关性。此外，ＤＰＦ内部孔道的变化情况直接与颗粒物数量排放特征相关。

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柴油车ＳＣＲ装置实际使用过程劣化机理研究

朱自如，黄鹏，王素梅

2022 (12): 216-222.

摘要 ( 90 )

PDF(1746KB) ( 105 )

以柴油车实际使用失效的ＳＣＲ装置为研究对象，采用氨气程序升温脱附（ＮＨ３－ＴＰＤ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）、比表面积测试（ＢＥＴ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线荧光光谱（ＸＲＦ）测试对其进行宏观性能评价和微观结构表征试验，分析研究劣化件结构参数变化，研究ＳＣＲ装置的失活机理。结果表明：ＳＣＲ装置劣化可归结于热老化和硫中毒。热老化会使催化剂骨架坍塌，颗粒团聚，降低比表面积，使孤立态活性Ｃｕ２＋会转化为低活性的ＣｕＯ物种，减少其表面的Ｂｒｎｓｔｅｄ酸性位点数量。硫中毒导致硫元素燃烧生成的硫酸盐覆盖在催化剂表面，堵塞孔道，减少表面活性位点，降低ＳＣＲ装置的低温活性。

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增压重型柴油机米勒循环应用的潜力研究

王菁，班智博，赵茗卓

2022 (12): 223-230.

摘要 ( 221 )

PDF(4942KB) ( 112 )

米勒循环具有提高发动机热效率、降低ＮＯｘ排放等优势，但同时也减少了缸内新鲜空气总质量，从而对燃烧过程产生不利影响。因此，通过试验研究，探索了柴油机在不同进气压力下从低负荷到高负荷区域应用米勒循环的应用潜力。通过计算总液体燃料消耗量（包括燃油消耗量和氮氧化物后处理系统中估算的尿素消耗量），对发动机总体运行效率进行综合分析。在装有高压共轨燃油喷射系统和可变气门驱动系统的单缸重型柴油机上进行指示平均压力分别为０．６、１．２和１．７ＭＰａ三个工况的试验。结果表明，采用通过进气门晚关角的米勒循环技术，有效地降低了压缩冲程终了时的缸内气体压力和温度，从而降低了燃烧温度峰值，有助于降低氮氧化物的排放水平。同时，排气温度也明显高于非米勒循环时发动机排气温度。特别是在低负荷０．６ＭＰａ的ＩＭＥＰ下，排气温度提高了约８０℃，能显著提高ＮＯｘ后处理转化效率。

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功率超声对燃烧工质活性与反应路径的调控特性

张世伟，刘亚亭，李磊

2022 (12): 231-239.

摘要 ( 64 )

PDF(5187KB) ( 73 )

提出一种将功率声源物理嵌入汽油机燃烧室的多场耦合燃烧数值模拟方法，利用功率超声馈入策略研究了缸内极端环境下工质活性与燃烧反应路径精细化调控特性。基于台架试验数据校正原机三维数值模型，通过在燃烧室嵌入功率声源面特征，构建出声场与燃烧场耦合的多场数值模型，并利用动网格实现将频率２０ｋＨｚ振幅３０μｍ功率超声馈入汽油机缸内工作循环。通过对比分析４种超声馈入方案和无超声馈入方案的缸内燃烧数据，得出在压缩和点火燃烧阶段超声馈入燃烧室的Ｓ２方案对工质湍动能影响最为显著，其缸压峰值相比原机提升０．１ＭＰａ，且各方案缸压曲线在０°ＣＡＴＤＣ（ｔｏｐｄｅａｄｃｅｎｔｅｒ，ＴＤＣ）～３０°ＣＡＡＴＤＣ（ａｆｔｅｒｔｏｐｄｅａｄｃｅｎｔｅｒ，ＡＴＤＣ）出现明显分离。研究表明，合理利用功率超声馈入燃烧场能促进燃料氧化与燃烧进程，并加速ＯＨ自由基生成速率。在汽油机缸内瞬变极端燃烧环境下，低于１０ｍｓ的功率超声馈入已能对燃料活性及反应路径产生显著量化调控作用。

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考虑权重与证据融合的零星购置设备配置状态评估

刘博，贺雨晴，谢车轮

2022 (12): 240-247.

摘要 ( 85 )

PDF(1184KB) ( 98 )

针对电力企业在零星购置项目中存在的配置标准不明确、管理体系不完善等问题，开展关于零星购置设备配置状态评估的研究。根据相关规程并结合专家经验建立了零星购置项目的指标体系；通过结合改进层次分析法和熵值法的综合赋权法求解零星购置项目的指标权重；提出了基于集对分析与证据理论的零星购置项目状态评估方法，并通过实际算例验证了新评估方法的有效性。结果表明：分别使用综合赋权法、改进层次分析法以及熵值法时，得到的不确定度为０．００５７、０．０１４３和０．０１２３。基于综合赋权法的状态评估方法在综合考虑主客观因素和动态考虑指标权重的优势下，能够更准确地评估零星购置项目配置的合理性。

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安全级ＤＣＳ机柜抗震性能时程分析及试验研究

代俊安，魏新宇，王东伟

2022 (12): 248-258.

摘要 ( 34 )

PDF(4531KB) ( 119 )

对核安全级数字控制系统的机柜在地震作用下的响应特性进行仿真分析和试验研究。响应谱分析结果表明，机柜的最大Ｍｉｓｅｓ应力为１５１．７ＭＰａ，小于结构材料的最大屈服极限，机柜具有良好的抗震性能。时程分析结果表明，随着机柜高度的增加，结构振动强度逐渐增大，且机柜在横向上的振动信号放大最为明显，因此，抑制机柜的横向运动是改善结构抗震性能的关键。地震试验分析很好地验证了：随着高度增大，机柜在横向上的振动信号放大最为显著。地震试验后，机柜整体结构无变形和破裂，各连接件无松动和脱落，被试机柜地震试验通过。进一步地，对机柜在不同位置的振动信号进行时频分析，结果表明，柜顶处的振动强度明显强于机柜重心处，且机柜振动的演变存在多频且时变的特性，在振动初期，振动强度持续增大，多频振动现象出现；在振动后期，随着阻尼对能量的耗散，振动趋于稳定，结构在某些特定的频率处存在明显能量集中的现象。进一步地，利用Ｐｙｔｈｏｎ语言对机柜底部地震反作用力进行提取与分析，为后续预埋件选型提供参考。仿真分析结果和抗震试验的顺利通过，为机柜的后续深入研究提供了参考依据。

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新型电力系统火电综合价值分析与评估

董军，彭诗程，包阿茹汗

2022 (12): 259-268.

摘要 ( 96 )

PDF(1368KB) ( 133 )

针对火电在新型电力系统中综合价值评价研究的不足，从经济性价值、稳定性价值、灵活性价值和环保性价值４个方面，对新型电力系统中的火电综合价值进行了分析。采用熵权ＴＯＰＳＩＳ灰色关联度方法，构建火电综合价值评价指标体系。通过对我国西北某省６个火电企业的实证分析，以及与相关评价方法的对比，验证了评价模型的科学性。对各火电企业的评价结果进行分析与讨论。为新型电力系统建设过程中火电转型路径提供科学参考，助力我国双碳目标顺利实现。

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ＴＢＭ滚刀刃形对刀－岩接触损伤行为影响机理研究

勾斌，段文军，莫继良

2022 (12): 269-280.

摘要 ( 63 )

PDF(6435KB) ( 144 )

使用颗粒流离散元有限差分混合模型对全断面隧道掘进机（ＴＢＭ）盘形滚刀破岩过程进行了数值仿真研究，针对工程实际中最常用的２种刃形的ＴＢＭ滚刀，即平顶滚刀和圆顶滚刀，探究了滚刀截面形状（即刃形）对刀岩接触损伤行为产生影响的机理和规律。结果表明：所采用模型对可能发生损伤破坏的岩石区域使用颗粒流离散元法建模，而远离滚刀岩石接触区的岩体使用基于连续介质力学的有限差分模型建模，可以在不影响计算精度的前提下有效地降低滚刀破岩仿真耗时。圆顶滚刀与岩石之间的接触区域和应力集中范围较小，使得在相同的切削深度下，圆顶滚刀所需的切削力更低；但圆顶滚刀裂纹扩展能力相对较弱，导致产生的岩石碎片体积有所减小。基于切削力和破岩体积两个参数计算了比能，发现圆顶滚刀的比能较低，表明形成单位体积的岩石碎片时，圆顶滚刀所需的能量更少。开展缩比滚刀破岩实验对仿真结果进行了定性证明。关于滚刀刃形对其破岩性能影响机理的研究可为ＴＢＭ滚刀的研发和使用提供实际指导。

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偏钛酸水解工艺参数建模分析与优化

曾小义，梅其政，刘星

2022 (12): 281-288.

摘要 ( 137 )

PDF(2989KB) ( 87 )

研究钛液水解工艺对影响水解产物偏钛酸性能的平均粒径和生产效率的三因素两目标耦合效应，以期确保偏钛酸性能并最大化生产效率。通过中心响应面法建立水解温度、初始钛液浓度、钛液Ｆ值对平均粒径与水解率的耦合数学模型，通过方差分析及失真分析，验证了所建立的数学模型的适用性。水解温度对平均粒径的影响较为明显，且平均粒径与水解温度成负相关。而对水解率影响最大的是水解温度，水解温度的提高会使水解率先快速增加，后缓慢增加；其次是初始钛液浓度，钛液浓度的增大使水解率减小。以平均粒径２．００μｍ、水解率最高为耦合优化目标，获得模型预测值与实验值的误差分别为３％、１．２６％，再次验证了该模型的适用性。该研究成果可为工业生产钛液水解获得偏钛酸的工艺预测优化与调控提供理论支撑。

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制动条件下高速列车轮轨动态响应特性分析

王进，石艳青，于贺春

2022 (12): 289-296.

摘要 ( 78 )

PDF(5225KB) ( 182 )

为探究制动条件下高速列车轮轨动态响应，利用Ａｂａｑｕｓ和Ｓｉｍｐａｃｋ建立了考虑钢轨柔性变形的车辆轨道空间耦合动力学模型。基于多体动力学理论，该模型考虑了车体、构架、轮对、轴箱等车辆系统关键部件的６个自由度，并通过轮轨垂向与切向作用关系，实现车辆与轨道系统的动态耦合。通过与试验结果对比，验证了模型的有效性。基于此，分析了柔性轨道和制动工况对轮轨作用及轴箱振动的影响。结果表明，相比于刚性轨道，柔性轨道上的轮轨垂向接触力和纵向蠕滑力均明显更大，且轴箱振动更为剧烈。随着制动力矩的增加，第一轮对的垂向接触力增大而第二轮对的垂向接触力减小。随着车辆速度等级的增加，轮轨垂向接触力、纵向蠕滑力和车轮磨耗系数均增大；此外，相比垂向接触力，制动力矩对轮轨纵向蠕滑力和车轮磨耗系数的影响更为显著。

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分布式光伏推广的多主体演化博弈与仿真研究

陈志远，王铁骊

2022 (12): 297-304.

摘要 ( 83 )

PDF(2736KB) ( 137 )

以政府、投资企业和业主为主体，考虑各主体的策略对分布式光伏电站建设和运营效率的影响，构建多主体演化博弈模型，据此进行演化稳定策略分析和数值仿真，然后研究初始意愿、政府补贴、税收成本和效率系数对各主体策略选择的影响。研究表明：提高初始意愿能够促进投资企业选择积极策略；政府补贴和惩罚性税收能够促进投资企业和业主选择积极策略；政府的策略选择不受效率系数的影响。最后提出相应的促进分布式光伏推广的对策建议。关键词：分布式光伏；演化博弈；数值仿真；演化稳定策略

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带有启发式因子的死锁模型检测算法

王焱，吴涛，杨斐

2022 (12): 305-312.

摘要 ( 80 )

PDF(1190KB) ( 114 )

提出了一种基于差分进化算法的模型检测算法，用以解决模型检测中的死锁检测问题。模型检测方法通过抽象出一个系统的模型和定义关于该系统的具体规范，模型检测器就可以自动验证系统是否满足规范。由于一般的显式模型检测器是采用确定性算法来完成检测的（如深度优先搜索），因此在对状态空间较大的系统进行检测时，模型检测的效率较低，甚至不能完成检测。为了缓解这种问题，提出了一种基于差分进化算法的启发式模型检测算法。同时基于原有算法框架扩展了基于路径的编码、模拟退火、关键参数自适应等操作用于提高算法表现。结果表明，该算法可以在较少的时间内找到含有死锁状态的反例路径，并且与确定性算法和２种不确定性算法（粒子群算法，遗传算法）比较，在状态搜索方面与生成反例长度方面均有更好的表现。

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