重庆理工大学学报（自然科学）

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车辆质点系交通流参数描述及仿真分析

储江伟, 韩媛媛, 李红

2023 (3): 1-11.

摘要 ( 161 )

PDF(5065KB) ( 207 )

基于车辆质点系表征交通流状态，并以瞬时特定路段区域内车辆质点系质心参数为基础表达交通流参数。设定３种交通流量变化趋势和２种路段车辆类型构成，应用仿真分析方法，对比分析车辆质点系质心参数表达的交通流参数与传统参数在时空状态上的异同。结果表明：基于质心参数所表征的交通流速度ｖｃ与区间平均速度珋ｖｓ趋势相同，且质心速度ｖｃ更能实时反映交通流速度的时空同步变化特征，同时能反映车辆质量特征（即惯性特征）及分布特征对交通流态势的影响，而区间平均速度珋ｖｓ有时间滞后性；对比２种方法表征的交通流密度参数，其空间分布状态基本一致；传统的交通流流量参数的时变过程，相对于质心参数所表征的交通流流量具有时间滞后性。

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融合ＦＣＭ-ＲＢＦ的短时交通拥堵状态预测模型

张生瑞, 连江南, 焦帅阳

2023 (3): 12-21.

摘要 ( 225 )

PDF(3866KB) ( 196 )

针对高速公路常发性拥堵路段，提出一种融合模糊Ｃ均值聚类算法和径向基函数神经网络的短时交通拥堵状态预测模型。模型基于ＦＣＭ聚类算法获取历史交通流的拥堵状态标签以及不同交通状态的聚类中心；基于ＲＢＦ神经网络算法实现短时交通流参数预测。将ＲＢＦ神经网络预测得到的短时交通流参数代入ＦＣＭ聚类结果中，得到短时交通拥堵状态标签。通过交通流参数与交通状态的隐含关系，搭建出融合模型的基本计算架构。结果表明：ＦＣＭ聚类算法训练后的分类结果更加稳定有效；ＲＢＦ神经网络比对照方法具有更高的预测精度，预测相对误差基本低于１．２％；建立的ＦＣＭＲＢＦ模型对短时交通拥堵状态预测的分类正确率达到９５％，预测结果准确可靠。

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非机动车交通流量对交叉口骑行者视觉行为影响

王心悦, 潘义勇, 陆妍琳

2023 (3): 22-29.

摘要 ( 83 )

PDF(2147KB) ( 136 )

为研究非机动车交通流量对交叉口骑行者视觉行为的影响，应用眼动仪实地开展不同交通流量条件下的视觉追踪试验，获取电动自行车骑行者在交叉口的眼动时间、注视次数、瞳孔变化、注视点位置等数据，对比分析骑行者的眼动特性、视觉负荷、注视转移概率及注视平稳概率。结果表明：骑行者在交叉口的注视时间、注视次数、扫视次数随着非机动车流量的增加而增多；将骑行者按非机动车流量分为２组，高峰组骑行者视负荷程度和注视行为指标明显高于平峰组骑行者，高峰交通流条件骑行者危险感知能力提升；在注视平稳概率上，高峰组骑行者注视转移行为集中而稳定，平峰组骑行者的注视转移模式更加灵活，能够兼顾左右两侧的交通信息。相关结果可为非机动车交通安全研究提供理论支持。

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考虑车辆无右转控制交叉口的低碳控制策略

李一博, 杨俊毅, 姚红云

2023 (3): 30-38.

摘要 ( 99 )

PDF(2254KB) ( 207 )

为降低无右转控制的交叉口在右转车辆自由通行情况下的碳排放量，提出一种低碳目标下考虑右转车辆的交叉口配时优化方案，构建左转直行车辆在经过交叉口时碳排放模型，在行人通过交叉口消散时进行数据采集并采用随机方法模拟真实的行人消散时间，同时应用间隙通行理论提出右转无控制情况下的碳排放模型。提出一种多策略改进的麻雀搜索算法，在实例验证中，采用多策略改进麻雀搜索算法进行求解，在高峰时段相比粒子群算法和麻雀搜索算法，碳排放每小时分别降低１６．６４９４、８．３５９４ｋｇ，同时该模型相比Ｗｅｂｓｔｅｒ算法碳排放降低６．８０５５ｋｇ；平峰时段相比粒子群和麻雀搜索寻优的碳排放每小时分别降低９．４３０１、０．９１６９ｋｇ，同时该模型相比Ｗｅｂｓｔｅｒ算法碳排放降低５．４８１ｋｇ。

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灾后ＡＴＩＳ对城市道路交通网络韧性的影响

庞远兵, 张玺, 石超峰

2023 (3): 39-46.

摘要 ( 121 )

PDF(2177KB) ( 101 )

灾后先进出行者信息系统（ａｄｖａｎｃｅｄｔｒａｖｅｌｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＡＴＩＳ）能及时为使用者提供交通信息，而非ＡＴＩＳ使用者只能根据自身历史经验调整路径。为了探究两类用户混合情景下的路网韧性，在韧性评价中引入了动态时间维度，构建了两类用户混合日变动态配流模型，提出了基于历史流量的ＡＴＩＳ信息预测方法，并设计了模型求解算法。算例分析表明，所提出的ＡＴＩＳ信息预测方法与经典的ＡＴＩＳ信息预测方法相比，在研究时域内，前者支持下的平均路网韧性值相比后者提升了２．４８％；针对路网韧性最优，最佳的ＡＴＩＳ市场占有率约为３０％；当ＡＴＩＳ市场占有率为５０％、７５％、１００％时，增大ＡＴＩＳ信息误差可提升路网韧性值，但当市场占有率为２５％时，ＡＴＩＳ信息误差增大将导致路网韧性值降低。

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实时性改进ＬＴＶ-ＭＰＣ的车辆稳定性控制研究

曾兆枫, 焦恒超, 晋静

2023 (3): 47-56.

摘要 ( 166 )

PDF(2854KB) ( 174 )

针对车辆稳定性控制的实时性问题，在线性时变模型预测控制（ＬＴＶＭＰＣ）方法基础上，进一步提出了处理不等式约束优化问题的一种时变权重系数改进算法。将不等式约束作为目标函数的惩罚项，并将该惩罚项的权重系数设计为随系统状态而变化，能够直接求解具有不等式约束的二次型优化问题，避免了迭代寻优过程，在简化计算的同时提高了车辆稳定性控制实时性。仿真结果表明，该改进算法既能处理不等式约束，又能提高车辆稳定性ＭＰＣ控制的实时性。

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具有紧急制动功能的多模式自适应巡航控制策略

欧健, 黄栋, 林嘉玉

2023 (3): 57-68.

摘要 ( 93 )

PDF(3345KB) ( 102 )

为了提高分布式电动车自适应巡航控制（ＡＣＣ）对复杂多变工况的适应能力，提出了一种具有紧急制动功能的多模式自适应巡航控制策略。针对复杂工况问题，在上层控制器中将ＡＣＣ系统划分３种主模式和４种子工况；设计基于模糊ＰＩＤ的定速巡航模式以及基于模型预测控制（ＭＰＣ）的多目标优化控制的跟随模式；在下层控制器中基于电机模型选取目标制动轮缸压力作为紧急制动压力。仿真结果表明：所设计的多模式切换策略有效提高了车辆跟车性与舒适性以及面对紧急工况时的安全性，验证了所设计的控制策略的有效性与可行性。

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考虑后车不同初始状态的安全距离模型

李清清, 简晓春, 吴胜利

2023 (3): 69-76.

摘要 ( 117 )

PDF(2667KB) ( 151 )

传统安全距离模型主要依靠车辆间运动学关系建立，且后车接收预警信号时的初始状态常被视为匀速行驶，导致模型精度不高、普适性差，影响前向碰撞预警系统可靠性。针对以上问题，考虑了后车不同初始状态，结合运动学与动力学方法综合分析车辆制动过程，进行纵向动力学建模，根据前车运动状态建立安全距离模型，通过仿真试验得出后车不同初始状态下预警安全距离的差异及变化规律。仿真结果表明：后车初始加／减速状态和初始匀速状态的预警安全距离存在差异，差异大小与后车初始加／减速度值、行驶速度有关，且前车处于制动工况时差异尤为显著，预警安全距离的差值最大可达１８．６９ｍ，相对变化率达到４９．５３％。考虑后车不同初始状态的安全距离模型更加符合实际情况，可有效提高预警系统对车辆安全状态判断的准确性。

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基于ＧＴ-ｐｏｗｅｒ的五冲程发动机多目标优化

赖晨光, 王思政, 胡博

2023 (3): 77-85.

摘要 ( 105 )

PDF(5299KB) ( 136 )

五冲程发动机独特的二次膨胀冲程提升了发动机的热效率，独特的工作特性使其适合应用于增程式汽车。为探究高／低压缸进排气正时和点火时间对五冲程发动机性能的影响，基于ＧＴＰｏｗｅｒ建立五冲程发动机一维模型，并在限制扭矩的条件下运用ＤＯＥ工具开展目标为功率最大、比燃油消耗率和ＮＯｘ排放最低的多目标优化。结果表明：适当地增大低压缸气门重叠角可以有效降低排气流动损失，提升废气做功的效率；最终，各个目标值分别实现了３２６％、２．５０％和０．４７％的优化。多目标优化方法在五冲程发动机参数优化上的应用，保证了变量在可行域范围内实现多目标改善。

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工况及配缸间隙对活塞敲击力影响规律

李兴济, 纪少波, 岳远航

2023 (3): 86-92.

摘要 ( 82 )

PDF(2923KB) ( 122 )

针对发动机的运行工况及配缸间隙对活塞敲击力的影响规律展开研究。采用ＥＸＣＩＴＥ软件搭建了活塞运动仿真模型与发动机多体动力学仿真模型。基于验证后的模型研究了活塞二次运动及活塞敲击力的特点，分析了转速及转矩等运行工况及配缸间隙的影响规律。研究结果表明：在压缩上止点附近活塞的二次运动最为明显，主推力面上存在最大活塞敲击力；随着转速的增加，活塞惯性力增大，使活塞敲击力增大；随转矩的增加，活塞所受侧向力增大，使得活塞敲击能量增加；随着配缸间隙的增加，活塞二次运动加剧，活塞敲击力相应增加。

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基于ＡＭＥＳｉｍ的乘员舱降温性能仿真分析

刘西, 蒲浩, 胡远志

2023 (3): 93-100.

摘要 ( 134 )

PDF(3217KB) ( 309 )

根据某款新能源汽车乘员舱及电池热管理回路，应用ＡＭＥＳｉｍ仿真软件搭建了一维仿真模型。分别对全景天窗、加装一层遮阳帘和加装两层遮阳帘３种车顶状态，在低速、高速和怠速３种工况下的乘员舱连续降温过程进行了仿真分析及试验验证。结果表明：通过加装遮阳帘能够有效提高全景天窗车型在高温环境下乘员舱降温性能，对实际研发工作具有参考价值。

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一种多陷波超宽带微带天线设计方法

高仁瞡, 张明明, 肖涵

2023 (3): 101-107.

摘要 ( 142 )

PDF(2218KB) ( 146 )

超宽带无线通信技术工作频带范围在３．１～１０．６ＧＨｚ，与现有的窄带系统频带重叠，易造成信号间干扰。鉴于此，提出基于拓扑优化的方法，利用Ｍａｔｌａｂ和ＨＦＳＳ联合仿真实现超宽带微带天线在３个特定频段的陷波设计。以３０ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍ的ＦＲ４作为介质基板，通过拓扑优化和灰狼算法相结合设计天线构型。优化后构型的工作带宽为３．１～１０．６ＧＨｚ，在３．１～３．７６、４．５２～４．７６和７．１２～８．２７ＧＨｚ３个频段内反射系数Ｓ１１＞－１０ｄＢ，实现了目标频段８０％的带阻特性，有效抑制全球微波接入频段（ｗｏｒｌｄｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｍｉｃｒｏｗａｖｅａｃｃｅｓｓ，ＷｉＭＡＸ）和Ｃ波段２个频段的信号干扰。数值算例表明：利用拓扑优化方法可以实现多陷波超宽带微带天线的设计，验证了拓扑优化方法在超宽带多陷波天线设计的高效性，拓宽了拓扑优化方法在天线设计领域的应用。

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船舶起重机主辅臂分级补偿的虚拟约束控制策略研究

陈英龙, 车思儒, 宋甫俊

2023 (3): 108-118.

摘要 ( 75 )

PDF(3476KB) ( 128 )

在海上起重机作业过程中，转运载荷因恶劣海况的移动会对附近工作人员造成危险，或者可能会对载荷本身或周围环境造成损害。起重机的欠驱动、非线性系统、有效载荷的稳定控制是一项具有挑战性的任务，现有货物转运升沉补偿装备存在结构复杂、补偿范围有限、造价昂贵等局限性。针对这种状况，提出了一种３自由度悬臂补偿机构，结合主辅臂补偿算法实现货物的转运补偿。对恶劣海况下起重机系统转运影响进行仿真分析，并搭建基于３自由度悬臂补偿机构的船舶起重机运动学及动力学模型，通过分级补偿控制，实现摆动补偿。仿真结果表明：提出的新型补偿机构能够显著提升恶劣海况下船舶起重机吊物平稳性，补偿率可达７５％，扩大了船舶起重机可作业环境区间。

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一类单自由度分段光滑悬索桥模型的动力学研究

侯林森, 李高磊, 吴鑫

2023 (3): 119-128.

摘要 ( 105 )

PDF(6382KB) ( 94 )

悬索桥受自身灵活性高但不够坚固的特性影响，其抗风能力相对较弱，当风速达到一定规模时，桥体可能会发生抖振、颤振甚至坍塌。研究了一类单自由度分段光滑的悬索桥模型受到风载荷作用时的动力学特性，数值模拟出系统在不同参数下的分岔图，吸引子和吸引域，得到丰富的多稳态现象。利用打靶法计算出系统的不稳定周期轨道，观察包括内部激变、边界激变在内的激变动力学现象。数值研究结果说明：同样的系统参数下可能出现多个运动状态，甚至出现从不稳定的周期运动状态直接跳跃到混沌的运动状态的现象，这在实际建造设计、安全性检测以及失效预警过程中需要注意或者避免。

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高速直齿轮齿面有限元网格精准离散方法

黄一伦, 陈旭, 胡玉梅

2023 (3): 129-137.

摘要 ( 74 )

PDF(3332KB) ( 122 )

为解决航空高速直齿圆柱齿轮齿面有限元网格精准离散的问题，提出一种可以适应轮齿啮合过程中齿面滚滑速度以及曲率半径变化的确定齿面网格尺寸的方法。根据齿轮啮合过程中的几何关系和主从动轮齿廓速度矢量关系，通过理论推导得出主从动轮齿廓上任意啮合点处的切向速度、相对滑移速度、曲率半径以及法向载荷的计算公式。以某航空发动机中的传动齿轮为例，利用公式计算得出航空发动机高速齿轮齿面曲率半径、切向速度、相对滑移速度以及载荷的大致范围。基于此范围，建立多组曲率半径适宜，转速和接触面网格尺寸不同且转速低及载荷恒定的圆柱滚子曲面接触有限元模型。利用两圆柱滚子曲面接触摩擦产生的滑移能损失模拟轮齿接触产生的滑移能损失，最终以滑移能损失仿真值与理论值之间的误差小于１０％为前提，对比分析得出在不同齿面切向速度下，齿面网格尺寸与齿面曲率半径之间的最佳倍数关系。研究结果表明：选用合理的齿面网格尺寸能大大提高高速直齿圆柱齿轮有限元仿真结果的准确性。

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冷态下喷油策略对双燃料发动机燃烧特性影响的可视化研究

曹礼轩, 王谦, 钟汶君

2023 (3): 138-146.

摘要 ( 66 )

PDF(4738KB) ( 117 )

：基于一台双燃料光学发动机，结合高速成像技术开展了冷态条件下缸内喷射策略对加氢催化生物柴油／汽油ＲＣＣＩ（活性控制压燃）燃烧影响的可视化研究。结果表明：改变预主喷比例及主喷时刻可以调整燃烧室整体反应性和局部反应性，改善ＲＣＣＩ冷态燃烧效果。相较加氢催化生物柴油单次喷射策略，２次喷射策略下缸压和放热率曲线前移，燃烧相位提前。预主喷比例对燃烧相位影响显著，主喷比例越高，着火时刻越晚，燃烧持续期越短，放热过程越集中。主喷时刻对火焰发展机制影响显著，主喷时刻提前，火焰发展以燃烧室四周多点自燃向中心传播为主；主喷时刻推迟，火焰发展以沿喷雾油束向四周传播为主。

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中熵合金粉末对铝／钢熔钎焊接头组织性能影响

吴玮, 殷相杰, 蒋启明

2023 (3): 147-154.

摘要 ( 35 )

PDF(4121KB) ( 200 )

采用涂敷和预制２种方式加入ＣｏＣｒＮｉ中熵粉末，研究该合金化粉末对铝／钢ＴＩＧ熔钎焊接头形貌和组织性能的影响。试验结果表明：钢侧坡口涂敷中熵合金粉时，钎接面有椭球状未熔ＣｏＣｒＮｉ颗粒层存在，颗粒周围缝隙由灰色的Ａｌ基体和Ａｌ０．７Ｓｉ３Ｆｅ０．３填充，界面两侧Ａｌ、Ｆｅ无明显元素扩散，残余ＣｏＣｒＮｉ颗粒一定程度上起到了增强相作用，但是其大小和分布的不均匀性影响了液态ＡｌＳｉ５焊丝的流动，背面焊缝包覆性差，形成了较高余高和底部未熔合缺陷。预制方式下ＣｏＣｒＮｉ粉熔化与钢界面结合良好，熔敷金属在铝和钢表面有较好铺展，接头成形好，界面两侧各元素发生相互扩散，界面生成了Ａｌ０．７Ｓｉ３Ｆｅ０．３、Ｃｏ３Ｆｅ７、Ｆｅ（Ｃｒ，Ｎｉ）和Ａｌ０．９Ｎｉ１．１，金属间化合物（ＩＭＣ）层平均厚３．１５μｍ。ＣｏＣｒＮｉ中熵粉末有效阻隔了Ａｌ－Ｆｅ金属间化合物生成，２种方式下接头强度均大于未添加中熵合金粉的接头，其中预制中熵合金粉的强度较高（８６ＭＰａ）。涂敷中熵合金粉的接头维氏硬度最高达到４６７ＨＶ，位于钎接界面近焊缝侧，预制中熵合金粉的钢侧出现软化区，接头维氏硬度最高为２４８ＨＶ，位于近钎接界面钢侧。

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生活污泥人造骨料的制备及路用性能

曹雪娟, 吴兴驰, 高豪

2023 (3): 155-161.

摘要 ( 70 )

PDF(1593KB) ( 121 )

：为探究生活污泥在道路工程中的应用方式，研究并制备了生活污泥人造骨料，并将其应用于沥青混合料中。通过正交试验确定生活污泥人造骨料的最佳制备工艺，测试其物理性能，并通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ）研究污泥骨料的矿物组成与微观结构，按３０％替代率替换天然石料，研究污泥骨料对沥青混合料路用性能的影响。结果表明：在最佳制备工艺下，污泥骨料抗压强度为２９．４７ＭＰａ，低于天然石料，吸水率为０．２６％，表观密度为２．６４／ｃｍ３；骨料表面有光滑的釉质层，坯体密实性好但内部矿物晶体排列散乱；与ＡＣ１３沥青混合料相比，污泥骨料沥青混合料的高温稳定性较好，但低温性能和水稳性能略低。研究结果对生活污泥的再利用和沥青混合料的发展有促进作用。

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融合显著性检测的图像检索方法研究

田枫, 卢圆圆, 刘芳

2023 (3): 162-171.

摘要 ( 122 )

PDF(3914KB) ( 159 )

针对在大量图像中进行图像检索的准确度不高的问题，提出了一种显著性检测和卷积神经网络相结合的两阶段图像检索模型ＮＬＶＧ。在模型的第一阶段使用局部特征图与全局特征图相结合的非局部深度特征模型（ＮＬＤＦ）进行显著性检测；在第二阶段使用ＶＧＧ１６卷积神经网络进行特征提取得到特征向量，将得到的特征向量利用相似性度量方法和建立的图像检索库相匹配并显示与之相似的图像；使用交互式界面工具包ＰｙＱｔ５设计图像检索系统实现检索任务。使用网络爬虫技术获取图片并预处理构建数据集，对数据集上所有图像通过两阶段的显著性检测模型进行检测得到图像特征库。实验结果表明：所提出的检索算法ｍａｐ值为０７６７，相较于ＳｐｏＣ等算法精度有所提高，查询结果更符合预期。

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轻量级词典协同记忆聚焦处理的Ｗｅｂ攻击检测研究

刘拥民, 黄浩, 石婷婷

2023 (3): 172-182.

摘要 ( 74 )

PDF(2532KB) ( 99 )

使用深度学习模型检测Ｗｅｂ攻击，输入完整的ＨＴＴＰ文本会使词典增大，进而导致模型参数过载，增加存储成本。此外，攻击载荷的位置不确定性及语义复杂性会导致漏报率高。针对模型参数过载和漏报攻击载荷问题，提出了一种基于轻量级词典协同记忆聚焦处理模型的Ｗｅｂ攻击检测方法。生成轻量级词典，结合轻量级词典的预处理规则，依次执行保留、替换、添加、丢弃等操作预处理ＨＴＴＰ文本，减轻参数过载问题。结合基于双向长短时记忆和多头注意力机制的记忆聚焦处理模型，提高记忆能力和对攻击载荷的聚焦处理能力以降低漏报率。在模拟数据集上新方法的准确率为９８．６６％，比ＵＲＬ＿ＷＯＲＤ＋ＧＲＵ提高了３．１９百分点，在检测的攻击类型中，最低的漏报率为０．６０％。实验结果表明：新方法能有效解决参数过载问题，提高检测准确率，同时降低漏报率。

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潮汐车道使用意愿影响因素潜类别分析

潘义勇, 魏双秋, 陈诗意

2023 (3): 183-193.

摘要 ( 87 )

PDF(1694KB) ( 79 )

为研究驾驶员对潮汐车道使用意愿的影响因素，使用潜类别Ｌｏｇｉｔ模型探寻潮汐车道使用意愿中未观测到的异质性。通过问卷调查量表获得驾驶员对设置潮汐车道的心理潜变量因素，运用结构方程模型量化心理潜变量。对比分析只考虑个人属性和加入潜变量的潜类别Ｌｏｇｉｔ模型的拟合效果及异质性效应，进行平均边际效应分析。结果表明：加入潜变量的潜类别Ｌｏｇｉｔ模型拟合效果和异质性效应表现更优。潜类别Ｌｏｇｉｔ模型可将数据分为３类，分别占比１１．２％、１１．５％和７７．３％。拥有１辆小汽车、驾龄５年以上和感知风险表现出显著的异质性。心理潜变量中，感知风险对选择愿意使用潮汐车道有显著负向影响，行为态度和社会影响对选择愿意使用潮汐车道有显著正向影响。

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特征降维的深度强化学习脑卒中分类预测研究

袁甜甜, 李凤莲, 张雪英

2023 (3): 194-203.

摘要 ( 137 )

PDF(3257KB) ( 175 )

针对脑卒中筛查数据集冗余，特征较多，采用传统的分类算法效果较差的问题，为实现脑卒中筛查数据高效的诊断预测，建立了一种混合特征降维的深度强化学习分类预测优化模型。提出一种改进的ＣＦＳ特征选择算法，并与ＰＣＡ结合，对原始脑卒中筛查数据集进行特征降维；基于ＤｏｕｂｌｅＤＱＮ和ＤｕｅｌｉｎｇＤＱＮ算法构建深度强化学习分类预测模型，引入一种更具鲁棒性的损失函数，对模型进行了优化，提高了模型的分类效果；对比已有的ＮａｖｅＢａｙｅｓ、Ｊ４８、ＳＶＭ、ＫＮＮ和ＤＱＮ模型在公共数据集及脑卒中筛查数据集的实验结果，结果表明：所提模型在特征降维和分类预测２个方面均表现优越，在脑卒中筛查数据集上分类准确率优于对比算法，可为临床上脑卒中疾病的辅助诊断提供建议。

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ＳＡＲＩＭＡ-ＬＳＴＭ组合模型在铁路疫情短时客流的预测研究

魏姝瑶, 张瑾

2023 (3): 204-211.

摘要 ( 95 )

PDF(2817KB) ( 124 )

针对新型冠状病毒肺炎疫情这类突发性公共卫生事件对铁路短时客流造成的巨大扰动问题，分析疫情下的春运周期性、季节性的非平稳时间序列日客流曲线，构建基于ＳＡＲＩＭＡ ＬＳＴＭ的组合模型。利用ＳＡＲＩＭＡ模型进行线性部分预测，ＬＳＴＭ滚动优化模型进行非线性部分预测，将２个预测结果代入注意机制模块加权求和，引入ＧＲＵ门控循环单元辅助验证。通过对实例研究分析，结果表明：ＳＡＲＩＭＡＬＳＴＭ组合模型的预测结果控制性好，准确率高，可为疫情突发事件短时客流数据集的预测提供理论依据。

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采用中心平衡优化的表冷系统预测控制研究

卢志敏, 饶伟, 江琳

2023 (3): 212-221.

摘要 ( 95 )

PDF(1887KB) ( 93 )

根据室外温度和相对湿度环境变量，采用极限学习机（ｅｘｔｒｅｍｅｌｅａｒｎｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ＥＬＭ）搭建空调表冷系统室内温湿度预测模型，解决了空调表冷阀门协调控制问题，采用斐波拉契（Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ）搜索算法优化了极限学习机的隐含层节点数，提出了斐波拉契极限学习机（ＦＥＬＭ），从而提高了预测模型的精度。传统的平衡优化算法（ＥＯ）收敛速度慢，且容易陷入局部极小，将Ｋ中心聚类算法（ＫＭｅｄｏｉｄｓ）嵌入到平衡优化算法中，提高了优化算法的性能。利用中心平衡优化算法（ＫＥＯ）滚动优化得到表冷系统３个阀门的控制量，即主表冷阀、副表冷阀和电动三通阀的开度。仿真实验表明：与传统的ＥＬＭ预测控制算法相比，ＫＥＯＦＥＬＭ预测控制具有更高的稳定性和跟踪性，以及更好的节能效果。

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Ｖ２Ｇ应用进展综述

谭泽富, 周正洋, 高树坤

2023 (3): 222-229.

摘要 ( 170 )

PDF(1662KB) ( 419 )

从电网与电动汽车用户２个角度出发，介绍了国内外Ｖ２Ｇ技术应用现状，分析了基于电网侧Ｖ２Ｇ技术带来的负面影响以及负荷预测的变化；阐述了激励电动汽车用户参与Ｖ２Ｇ的两大因素：一是分时电价，二是电池损耗，并提出了引导Ｖ２Ｇ的构想；探讨了未来ＥＶ在可再生能源和虚拟电厂方面的应用；总结了Ｖ２Ｇ在实际应用方面的难点，提出了展望。

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三相ＬＣＣ无线充电系统变频软开关能效优化研究

周成虎, 黄明明, 库永恒

2023 (3): 230-241.

摘要 ( 56 )

PDF(4777KB) ( 111 )

为提高三相ＬＣＣ无线充电系统的轻载效率，针对该系统推导出复合谐振网络阻抗及其谐振频率、原边线圈和补偿电路、副边线圈和补偿电路的固有阻抗及其谐振频率的计算式，总结了３种谐振频率和开关频率的配合原则以选择开关管的软开关频率范围，使用变频定占空比控制策略归纳软开关频带优化与阻抗匹配方法。仿真结果表明：该电路在频率和负载范围内具有强鲁棒性的自然软开关切换能力，轻载阶段可使用升频方法降低谐振网络的环流。通过１台传输功率３．８７ｋＷ的样机验证了该方案的可行性，当负载在１００～６００Ω调节、传输效率在９４．４％～９６．３％变化时，与同类三相系统相比，所提出方法的轻载效率提高了约３％。

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基于区间多目标量子粒子群算法的ＡＵＶ路径规划研究

顾加烨, 齐亮

2023 (3): 242-250.

摘要 ( 120 )

PDF(2456KB) ( 139 )

为解决海流预测不精确和危险源位置信息不确定情况下自主水下航行器的路径规划问题，提出了一种基于区间多目标量子粒子群算法的全局路径规划方法。将海流的不确定范围和危险源位置的不确定范围表示为区间数，计算各条路径的航行时间区间和危险度区间。基于区间可能度模型定义区间之间的占优关系，引入区间重叠度和区间体积计算区间拥挤度对最优解进行排序，建立外部储备集保存最优解集，通过量子粒子群算法优化路径位置。仿真结果表明：相对于常规的多目标路径规划算法，所提出的算法可在含有多个不确定约束的条件下找到分布多样化的一组路径

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四阶变系数Ｓｃｈｒ-ｄｉｎｇｅｒ方程的适定性与正则性

白忠玉

2023 (3): 251-258.

摘要 ( 78 )

PDF(1125KB) ( 88 )

研究了变系数Ｓｃｈｒｄｉｎｇｅｒ方程的适定性和正则性。在Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ边界控制和同位观测下，利用黎曼流形上的乘子法，证明了系统在Ｄ．Ｓａｌａｍｏｎ意义下是适定的，且在Ｇ．Ｗｅｉｓｓ意义下是正则的，其直接传输算子为零。

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关于对偶视角下的锥体定理

胡正宇, 张诚

2023 (3): 259-263.

摘要 ( 108 )

PDF(1083KB) ( 95 )

锥体定理表明曲线锥中与典范除子相交数为负的部分局部上是由有限条极端射线（ｅｘｔｒｅｍａｌｒａｙ）生成的。而在对偶空间上看，锥体定理可以用除子的语言描述出来，即ｎｅｆ除子锥关于典范除子的可见边界局部是一个有理多面体，而上述的极端射线对应的正是这个有理多面锥体的面。在假设典范环的有限生成性的前提下证明了对偶锥体定理。通过观察对偶性，给出对偶锥体定理的一个更加几何化的证明而无需假定典范环的有限生成性。

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一种结合ＲｅｓＮｅｔ和迁移学习的交通标志识别方法

徐慧智, 闫卓远, 常梦莹

2023 (3): 264-273.

摘要 ( 182 )

PDF(3976KB) ( 223 )

针对当前传统的交通标志识别算法训练耗时长、精度低等问题，提出了一种结合ＲｅｓＮｅｔ和迁移学习的交通标志识别模型。首先在模型中引入已经在ＩｍａｇｅＮｅｔ图像数据集上训练好的ＲｅｓＮｅｔ网络权重，冻结卷积层参数，将网络作为模型的特征提取器；其次为模型设计全连接层，分别使用不同大小的数据集和数据扩充前后的数据集微调全连接层参数；然后设置不同大小的学习率，在学习率固定和学习率衰减２种条件下训练模型；最后在测试集上测试模型，输出分类结果。测试结果表明，该方法对交通标志的识别准确率达到９７．６０％，指示标志、警告标志、禁令标志３类交通标志的Ｆ１得分分别达到９６．８６％、９９．３７％、９６．５３％，说明该模型具有较高的交通标志识别准确率。

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考虑驾驶员心生理参数的桥隧过渡段安全间距研究

乔建刚, 王盓, 谢一丹

2023 (3): 274-281.

摘要 ( 80 )

PDF(2662KB) ( 67 )

由于高速公路桥隧比例大、道路线形复杂，给驾驶员行车带来了安全隐患，为了提高桥隧路段行车安全性和驾驶舒适性，以速度一致性、小波理论为基础，通过实车试验采集与分析驾驶员的心生理反应参数、速度等数据，得到了心率增长率与速度、照度的变化规律。结果表明，桥梁和隧道车速特性存在明显差异，在桥梁段速度差最大为７．８ｋｍ／ｈ；在隧道路段，速度差最大为２６．３ｋｍ／ｈ，速度协调性差；并通过分析距离与照度、速度、心率增长率的关系提出了桥隧过渡段的最小安全间距的计算方法，为高速公路桥隧路段路线设计和交通安全管理提供了理论参考。

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单一及复合淋洗去除土壤中的铅及其机理研究

高焕方, 赵曼青, 颜丙学

2023 (3): 282-290.

摘要 ( 137 )

PDF(3519KB) ( 82 )

为了探讨环境友好型有机酸对铅（Ｐｂ）污染土壤的淋洗修复效果和淋洗机制，采用震荡淋洗的方法，考察了淋洗剂在不同参数（浓度、液固比、时间、ｐＨ值）条件下对土壤中Ｐｂ淋洗效果的影响，并在最优条件下将柠檬酸和苹果酸复配淋洗。结果表明：柠檬酸、苹果酸和酒石酸单一淋洗时对Ｐｂ的去除率分别为７６．８７％、６９．７３％和６１．３９％。柠檬酸与苹果酸复配比为３∶２对Ｐｂ的淋洗率高达８７．３１％，且复配淋洗后土壤中Ｐｂ的浸出毒性降低至３．７１ｍｇ／Ｌ，低于危险废物鉴别标准值。机理分析结果表明：复配淋洗能有效降低土壤中Ｐｂ的弱酸可提取态、可还原态和可氧化态的含量，使残渣态含量增加，降低了后续的环境风险；复配淋洗去除Ｐｂ的可能机理包括酸溶解、离子交换和表面络合。柠檬酸与苹果酸复配是一种高效且环境友好型的淋洗剂，本研究成果可为Ｐｂ污染土壤的修复治理提供了参考。

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一种用于处理猪场污水的新型生物转盘的ＣＦＤ模拟

杨鑫, 唐雪莲, 陈春林

2023 (3): 291-296.

摘要 ( 80 )

PDF(2680KB) ( 108 )

利用计算流体动力学（ＣＦＤ）技术对一种用于养猪场污水处理的新型生物转盘的流动特性进行数值模拟。数值模拟结果表明；该新型生物转盘能够增大生物膜的分布表面，改进新型生物转盘对污水的净化区域，提高新型生物转盘的利用率，达到更好的污水净化作用；转速为６ｒ／ｍｉｎ时比转速为３ｒ／ｍｉｎ时更有利于气液两相接触

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锂电池微通道液冷板散热性能分析

田少鹏, 唐豪, 龚振

2023 (3): 297-304.

摘要 ( 275 )

PDF(4080KB) ( 381 )

为电动汽车动力电池系统设计了一种微通道液冷板结构，使用Ｆｌｕｅｎｔ对所设计的液冷板进行仿真分析。研究了不同冷却液流量、流道宽度和高度对液冷板散热、均温及能耗性能的影响。结果表明，质量流量为４ｇ／ｓ时，电池组最高温度和最大温差分别减小为２８．６℃和２．１℃；质量流量高于４ｇ／ｓ时，液冷板散热性能改善不明显，且能耗较高。流道宽度和高度的增加会降低液冷板散热性能，增加系统能耗，但其均温性能有所提升。强化传热结构的布置使液冷板散热性能进一步提升，较为显著地改善了电池组温度均匀性，扰流机构３可使电池组最高温度和最大温差分别减小０．７９℃和０．１９℃。研究成果可为后续液冷板结构设计优化提供指导。

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煤电厂粉煤灰在水力喷射空气旋流器中湿法捕集去除规律

徐倩, 邱磊, 林登铨

2023 (3): 305-311.

摘要 ( 63 )

PDF(1295KB) ( 91 )

为解决传统除尘设备去除粉尘效率较低、处理成本较高等问题，提出了采用超重力分离设备———水力喷射空气旋流器（ＷＳＡ）对燃煤电厂粉煤灰颗粒进行去除处理。探究了粉尘初始浓度、液相射流流速、进口气速等因素对ＷＳＡ除尘率的影响。结果表明，ＷＳＡ对粒径大于１．５μｍ的细颗粒物去除率可达９９．４０％，除尘率随粉尘初始浓度、液相射流流速、进口气速增大而增大，同时进口气速的增大也会导致气相压降显著升高。捕集前后元素检测表明粉煤灰粉尘中含有Ｃｒ、Ａｓ、Ｈｇ等多种重金属，有害重金属平均去除率可达到９８．８５％，本工作湿法捕集去除粉尘颗粒可以有效降低粉尘重金属毒性污染风险。

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改进ＹＯＬＯｖ４的蚕豆苗检测算法及ＴｅｎｓｏｒＲＴ加速

杨肖, 袁锐波, 李兆旭

2023 (3): 312-320.

摘要 ( 127 )

PDF(3255KB) ( 184 )

提出一种基于改进ＹＯＬＯｖ４网络的轻量化蚕豆苗检测方法，使用ＭｏｂｉｌｅＮｅｔ网络代替ＹＯＬＯｖ４原主干网络ＣＳＰＤａｒｋｎｅｔ５３，并用深度可分离卷积替换骨干网络，加强特征提取网络和预测层的普通卷积；改进网络训练后，利用ＮＶＩＤＩＡ的加速引擎ＴｅｎｓｏｒＲＴ对网络结构进行重构和优化，提高ＧＰＵ运行效率，在嵌入式平台上实现模型的推理与加速；实验结果显示：改进网络体积缩小至原网络体积约２０％，ＡＰ仅下降３．１４％，但检测速度是原网络的４倍。在ＪｅｔｓｏｎＮａｎｏ嵌入式平台上，改进后的网络模型推理速度达到２０．３ＦＰＳ；表明提出的网络模型能支持深度学习模型在嵌入式平台的实时应用。

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运载火箭伺服系统控制特性参数化仿真方法

薛婵, 张艳蕊, 陈克勤

2023 (3): 321-330.

摘要 ( 71 )

PDF(4700KB) ( 118 )

：针对运载火箭伺服系统快速优化设计及精确化仿真需求，采用Ｍａｔｌａｂ软件开发了参数化通用仿真平台。搭建了电液、电静压和机电三型伺服系统基础模型库，通过模型创建和参数配置模块快速生成伺服系统控制特性仿真模型。利用参数设计与分析模块快速开展伺服系统控制特性仿真分析，采用参数影响分析模块快速获得最优设计。该参数化仿真方法实现了仿真模型和仿真流程规范化，显著提高了伺服系统控制特性仿真分析的效率和准确性。仿真分析结果与试验一致性好，具有很好的工程应用前景。

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一种主动式膝关节助力外骨骼的性能评估

赵毅阳, 张豪, 李俊邑

2023 (3): 331-340.

摘要 ( 134 )

PDF(2591KB) ( 199 )

提出了一套针对主动式膝关节助力外骨骼性能评估的测试方法。建立电机驱动助力模型，计算得外骨骼膝关节的理论助力效率。选取６名健康受试者，在穿戴和不穿戴外骨骼的条件下，测量人体综合代谢指标和下肢肌肉活动量。人体综合代谢成本测试结果表明：与不穿外骨骼的实验相比，穿戴外骨骼平均增加了人体耗氧量３．２１％，平均增加了二氧化碳呼出量１２７％，计算出单位质量净代谢功率平均提升了２．８０％；下肢肌肉活动测试结果表明与不穿外骨骼的实验相比，穿戴外骨骼可有效降低股直肌、股外侧肌和股内侧肌的肌肉活动量。设计对照负重试验，结果证明：由于外骨骼自重无法忽略，增加了受试者的人体综合代谢成本。外骨骼可有效降低穿戴者下肢肌肉的活动量，基本符合外骨骼膝关节的理论助力效率，由于自重的原因，使整体的助力效率并不明显

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考虑加热处理的石油管道泄漏特性分析

罗威, 袁锐波, 林红刚

2023 (3): 341-347.

摘要 ( 60 )

PDF(3515KB) ( 93 )

为了更加准确地对管道泄漏进行检测，并预测泄漏对管道的影响，在考虑石油加热处理影响下，对石油管道不同孔径的微小泄漏进行了流场特性分析，建立了不同孔径的仿真模型。分析加热处理给泄漏流场带来的影响，判断考虑加热处理的必要性；在加热处理的条件下，对比不同孔径下泄漏流场特性，分析流场变化规律。研究结果表明：加热处理会导致石油的黏度变化，造成石油管道泄漏孔的压力和流速显著变化，考虑加热处理对泄露的影响很有必要；在加热处理条件下，３种不同孔径的微小泄漏对管道内部的流场特性影响较小，但在泄漏孔处，随着孔径的增大，压力下降，流速上升。

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伺服加载系统非线性建模及间隙补偿控制研究

姜帅琦, 何俊, 康硕

2023 (3): 348-356.

摘要 ( 94 )

PDF(3601KB) ( 158 )

分析机械间隙误差对于伺服加载系统加载液压缸位移、负载压力和流量的影响，提出了伺服加载系统机械间隙误差的补偿控制方法，建立了机械间隙误差影响下的伺服加载系统非线性模型。通过Ｓｉｍｕｌｉｎｋ系统仿真和系统实验，对伺服加载系统非线性模型和机械间隙补偿方法的精确性进行验证。实验结果显示：低航速小负载工况时的输出负载力精度误差由１８％降低至１０％，高航速大负载工况时的输出负载力精度误差由２１％降低至８％，被测产品伺服机构在全行程内的输出负载力滞后误差基本消除。

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