重庆理工大学学报（自然科学）

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智能网联汽车轨迹预测研究现状与趋势

杨智勇，杨俊，欧明辉，周瑜

2024 (9): 1-13.

摘要 ( 171 )

PDF(1796KB) ( 180 )

围绕现有轨迹预测方法展开研究，给出轨迹预测的数学模型、数据集及评估指标。介绍轨迹预测研究现状，重点回顾基于数据驱动的轨迹预测方法，包括深度学习和强化学习。同时，从时空建模、交互信息、场景上下文等方面，对比、分析、归纳现有研究方法的网络模型结构、优势和适用场景。进一步探讨多智能体、多模态轨迹预测的研究趋势，并指出轨迹预测结合大语言模型这一前瞻性趋势。强调智能驾驶场景下轨迹预测技术面临的挑战，展望了轨迹预测未来发展。

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基于Ｖ２Ｖ的智能车辆换道轨迹规划方法研究

岳永恒，田明柱

2024 (9): 14-21.

摘要 ( 95 )

PDF(4436KB) ( 84 )

针对传统车辆换道轨迹算法实时性差与换道效率低的问题，提出一种基于Ｖ２Ｖ的智能车辆动态自主换道轨迹规划算法。换道起始时刻，智能车辆通过Ｖ２Ｖ通信技术获取周围交通车辆运动状态信息，在换道条件允许的情况下，采用多项式函数对车辆换道过程的横纵向运动进行描述，通过构建基于双圆车体近似模型的避障算法筛选无碰撞的换道轨迹，以车辆换道舒适性、换道效率等换道性能指标构建多目标优化价值函数，通过求解约束化问题求得最优换道轨迹。为验证算法的有效性，利用ＣａｒＳｉｍ和Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ等软件进行联合仿真验证。结果表明：对于不同的换道工况，基于Ｖ２Ｖ的换道轨迹规划算法比传统非Ｖ２Ｖ的换道轨迹规划算法所规划出的换道轨迹需要的换道空间更小，具有更高的换道效率。

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改进ＹＯＬＯｖ８的环视车位检测算法研究

杨飞帆，李军，王耀弘

2024 (9): 22-29.

摘要 ( 96 )

PDF(3454KB) ( 78 )

为在泊车过程中更快速、准确、全面地检测停车位，提出一种针对全景环视系统ＡＶＭ（ａｒｏｕｎｄｖｉｅｗｍｏｎｉｔｏｒ）图像的改进ＹＯＬＯｖ８环视车位检测算法。采用部分卷积思想设计出ＦａｓｔｅｒＢｌｏｃｋ结构，分别替换Ｃ３模块和Ｃ２ｆ模块中的Ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ结构，选取改进后更轻量化的Ｃ３Ｆａｓｔｅｒ模块替换ＹＯＬＯｖ８中原有的Ｃ２ｆ模块；在ＹＯＬＯｖ８主干网络末端添加ＣｏｏｒｄＡｔｔ（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ）注意力层，提升模型特征提取能力；引入ＥＩｏＵ作为损失函数提升模型检测精度。该算法在自建的ＡＶＭ环视车位检测数据集上模型精度、召回率、ｍＡＰ＠０．５与ｍＡＰ＠０．５：０．９５分别达到８７．６％、８７．６％、９３．１％、６２．０％；相较于原ＹＯＬＯｖ８ｎ模型提升１．５％、１．４％、１．６％、１％；参数量、浮点运算量及模型大小分别下降约２７％、２４％、２５％。

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混行场景智能车换道决策与运动规划

李延洲，黄妙华，吴一鸣，张钰涵，陈庚尧

2024 (9): 30-38.

摘要 ( 71 )

PDF(4512KB) ( 61 )

针对行人－车辆混行的常见交通场景下智能车决策安全性和行驶效率不高的问题，提出了一种新的基于自车期望车速与前车车速、加速度和车距的行车不满意度换道行为决策模型。同时建立换道最小安全距离模型，用以在换道全过程中判断换道的可行性。为了提高运动规划算法的效率，选用Ｆｒｅｎｅｔ坐标系，采用路径规划和速度规划解耦的方式。对于路径规划，选择五次多项式曲线，采用考虑安全、舒适以及高效性的３个路径评估指标。对于速度规划，采用动态规划与二次规获得平滑的速度曲线。在ＣａｒＳｉｍ／ＰｒｅＳｃａｎ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的联合仿真平台下搭建人车混行的交通场景进行验证。仿真结果表明，基于行车不满意度的换道决策模型能选择更高效及安全的行驶方式，运动规划模块能确保自车换道及避让行人过程的安全性和操纵稳定性。

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城市道路场景下的被遮挡车辆检测算法研究

江浩斌，任俊豪，李傲雪，傅世友

2024 (9): 39-47.

摘要 ( 71 )

PDF(7802KB) ( 47 )

为了提高智能汽车在城市道路场景下对前方被遮挡车辆的检测精度，提出了一种双尺度点云密度扩展网络ＢＰＤＥＮｅｔ，来解决因存在车辆被遮挡而导致的目标点云稀疏问题。第一阶段，将原始点云投影到语义分割后的图像标签上，并在遮挡区域内随机生成固定数目的虚拟点，采用混合插值法来关联虚拟点和实际投影点，得到的虚拟点再反向映射到点云空间；第二阶段，使用马氏距离来关联相邻体素间的点云，以此增加每个体素内的相似点云数量，通过改进注意力高斯矩阵来计算体素特征所对应的相对位置编码，用于关注通道内不同体素序列的相对位置。在ＫＩＴＴＩ数据集中选取了大量的车辆之间存在遮挡的城市道路场景进行对比试验，结果表明：ＢＰＤＥＮｅｔ在３Ｄ视角和鸟瞰图视角下的被遮挡车辆平均检测精度（ｍＡＰ）分别为７９．２％和８３．７％，相较于基线网络Ｓｅｃｏｎｄ分别提高了１１２％和１２．５％；点云密度增强模块和体素特征融合模块的ｍＡＰ相较于目前主流的方法分别提高了３．９％与１８％，提升了车辆在被遮挡场景下的可辨识度与鲁棒性。

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针对临时道路的端到端自动驾驶模型研究

王立勇，谢敏，苏清华，王弘轩，王绅同，张鹏博，姜海燕

2024 (9): 48-54.

摘要 ( 57 )

PDF(2890KB) ( 50 )

近年来，基于深度学习的自动驾驶模型逐渐成为无人驾驶领域的研究热点，常规的自动驾驶模型多采用多级模块串联的方式构建，分别完成感知、规划、循迹等功能，存在耦合性高抗风险能力差的问题。文中提出一种针对临时道路的无人驾驶车辆自动驾驶端到端模型，该模型采用三路视觉传感器图像为输入，以ＧＣＶｉＴ作为主干网络进行图像特征提取，通过Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ网络和ＧＲＵ网络输出局部规划路径，采用ＰＩＤ算法输出转角信息，实现无人驾驶车辆自动循迹。实验结果表明，端到端模型的单帧轨迹规划耗时约８０ｍｓ，平均轨迹偏差为０．６８９ｍ，满足实时性要求的同时，可完成无人驾驶车辆在临时道路环境下的循迹任务。

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考虑周车主观侵略性的智能车辆换道优化策略

殷春芳，岳海波，施德华，汪少华，安兴科

2024 (9): 55-66.

摘要 ( 57 )

PDF(3961KB) ( 54 )

智能车辆换道策略是智能驾驶技术的重要组成部分，在不同场景下的适应能力对于高品质自动驾驶尤为重要。在异质交通流中，智能车辆认知属性的不同会引起换道车辆换道意图及轨迹规划的差异。该策略利用车辆行驶空间、行驶效率参数建立车辆的决策代价函数，采用模糊理论从速度系数、空间系数、车道分布等角度实现对周围车辆主观侵略性的量化描述，在此基础上，通过智能驾驶员模型（ＩＤＭ）预测周车对换道车辆换道意图的行为响应，并根据预测信息优化换道决策。在轨迹规划过程中，将车辆换道轨迹解耦为车辆换道路径及行驶速度，利用车辆主观侵略性及车辆行驶安全场评估车辆换道行驶风险，并将行驶安全场与二次规划相融合，从安全性、舒适性、参考线偏差等角度进行路径及速度优化。仿真结果表明，该优化策略通过换道决策可以有效提高道路通行效率，相较固定五次多项式与单独的安全场换道轨迹，可以有效降低换道过程中横向速度与横向加速度的幅值，改善换道过程中的行驶舒适性。

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采用双目视觉的道路缺陷检测与自动驾驶风险评估

潘明章，袁乐艺，万振华，梁璐，苟轩源，曹鑫鑫

2024 (9): 67-74.

摘要 ( 50 )

PDF(3574KB) ( 47 )

道路缺陷检测作为保障自动驾驶安全的重要问题，现有道路缺陷检测方法无法满足自动驾驶精准检测道路缺陷需求。且现有的评估模型仅考虑道路缺陷的严重程度，没有考虑到缺陷距离的影响。为了解决这一问题，提出一种改进ＹＯＬＯｖ８的道路缺陷检测和自动驾驶风险评估方法。在网络中不同位置引入注意力机制，改进ＹＯＬＯｖ８网络并融合了双目视觉和ＳＧＢＭ算法。通过对比实验，得出符合自动驾驶场景的最优模型，比原始网络平均准确度提高１．３１％，实现实时检测道路缺陷的类型及距离。根据检测和评估结果，对道路缺陷进行自动驾驶风险等级判定，制定了基本行驶策略。

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车辆视角下的行人穿行意图识别与行为预测

何友国，孙义芝，蔡英凤，袁朝春，田力威

2024 (9): 75-81.

摘要 ( 75 )

PDF(3200KB) ( 62 )

预测行人穿行马路的行为一直是智能驾驶汽车研究领域的重点方向，对于行人安全保护至关重要。现有研究通常使用轨迹或姿势对行人的行为进行建模，但是行人行为复杂多变，需对其进行更加深层的语义解读。将行人的穿行意图与行为相结合，设计多任务网络来识别行人意图并预测行人行为。行人的穿行意图会影响其行为，故使用行人未来的行为作为先验来检测行人目前的意图和行为，同时考虑到行人周围的交通目标与自车运动对于行人的影响，设计特征融合模块来融合行人特征与交通目标特征。在自动驾驶数据集（ＰＩＥ和ＪＡＡＤ）上验证实验模型，结果表明，该模型展现了其在行人意图与行为建模方面的优势。

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组合荷载下索拉骨架膜结构参数优化设计

李延民，李政权

2024 (9): 82-90.

摘要 ( 24 )

PDF(6292KB) ( 18 )

为使索拉骨架膜结构满足力学性能、所用耗材最少，建立一种新型索拉式骨架膜结构模型。运用ＡＮＳＹＳ分析不同荷载组合工况下膜结构杆件轴力和变形，对比得到对膜结构最不利的荷载工况。运用正交试验法对最不利荷载工况下有限元结果进行分析，得到杆件截面尺寸及杆件空间几何布置对压杆稳定性和杆件变形的影响程度。以弦杆挠度、支撑杆和斜腹杆长细比、压杆稳定临界压力为约束条件，以膜结构质量最小为优化目标，采用响应面法，对骨架膜结构进行优化设计，得到最优设计方案：弦杆与腹杆夹角（Ａ）为４２°、跨高比（Ｂ）为１２、斜腹杆外径（Ｃ）为２８ｍｍ、斜腹杆径厚比（Ｄ）为１０、支撑杆外径（Ｅ）为５１ｍｍ、支撑杆径厚比（Ｆ）为１５、弦杆宽度（Ｇ）为３２ｍｍ、弦杆高度（Ｈ）为９５ｍｍ，优化方案比初始设计方案质量减小６．８２％，弦杆挠度减少２１．２２％。该方法为相似结构设计提供了有效的工程手段，其优化的弦杆与腹杆夹角、跨高比等关键结构参数与众不同，较全面地解决了此种膜结构设计的关键技术问题。

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结合双头蛇算法的文字加工轮廓优化方法

廖小平，陈晓晖，鲁娟，马俊燕

2024 (9): 91-99.

摘要 ( 28 )

PDF(6009KB) ( 26 )

在文字的数控加工过程中，文字轮廓离散会得到大量微线段构成的加工轨迹，产生冗余的Ｇ０１命令，降低加工性能和效率。为优化冗余的Ｇ０１命令，对转换成大量微线段的文字图形进行重新拟合优化后再生成工艺轨迹。通过解析文字离散特征，基于提出的双头蛇算法思想，按照工艺规划思路，将文字离散的微线段形成的点云数据拟合成包含直线段和圆弧的文字图形，由此形成的顺序路径规划直接创成工艺规划，使拟合的路径规划与工艺规划达到完全统一。试验结果表明，对于采用双头蛇算法对文字的每个封闭轮廓进行重新拟合后获得的刀具加工轨迹，在轮廓精度和加工质量与现有ＣＡＤ／ＣＡＭ系统基本相同的情况下，显著降低了代码长度，进一步提高了表面光顺程度。

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附加质量对自由边板振动影响研究

李晨阳，刘默羽，刘浩铭

2024 (9): 100-105.

摘要 ( 24 )

PDF(4673KB) ( 20 )

放置在矩形板上的设备会改变矩形板振动特性，这类问题可抽象为有集中质量的矩形板模型。利用差分法求解有集中质量对边自由对边简支矩形板自由振动特性，并研究在简谐力作用下有集中质量板振动功率流传播特性。根据功率流的矢量图和流线图，分析不同质量分布对板内功率流传播特性的影响。通过频率波数谱分析，研究集中质量对振动波数的影响。结果表明：集中质量会改变振动功率流集中位置并形成涡漩，集中质量间隔减小可以起到降低矩形板振动响应幅值的效果。

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融合注意力机制的ＣＮＮ-ＧＲＵ燃料电池老化趋势预测

周雅夫，李瑞洁，侯代峥

2024 (9): 106-112.

摘要 ( 28 )

PDF(2459KB) ( 41 )

精确预测燃料电池老化趋势不仅能为电池健康管理和剩余寿命估计提供可靠依据，而且在提高电池安全性方面具有重要意义。提出一种融合注意力机制的ＣＮＮＧＲＵ燃料电池老化趋势预测模型。首先根据电池老化特性和皮尔逊相关系数，构建由堆电压、电压最大偏差率和电流组成的混合老化指标作为输入。然后利用注意力机制对ＣＮＮ卷积特征进行进一步权重评估，凸显重要特征，弱化次要特征。同时，探究ＳＥＢｌｏｃｋ、ＥＣＡＢｌｏｃｋ、ＣＢＡＭＢｌｏｃｋ三种注意力机制模块对预测精度的影响。实验结果表明，所提出的混合老化指标作为输入能够获得更贴近实际老化趋势的预测效果。对比ＧＲＵ基线模型可知，融合注意力机制之后，平均绝对值误差（ＭＡＥ）和均方根误差（ＲＭＳＥ）分别最少降低３０．０１％、２９．３９％，其中ＣＢＡＭＢｌｏｃｋ模块性能最佳，ＭＡＥ和ＲＭＳＥ分别减少７２．７２％、６３．１４％。

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参数时变的ＰＭＳＭ转速滑模观测器改进研究

孟丽丽，张正禹，刘伟民，代文

2024 (9): 113-118.

摘要 ( 29 )

PDF(2116KB) ( 24 )

针对永磁同步电机（ＰＭＳＭ）传统转速滑模观测器在运行过程中，因电机参数变化而导致的精度与性能下降，提出一种改进滑模观测器，将参数辨识与滑模观测器相结合。在转速滑模观测器运行过程中，基于粒子群优化（ＰＳＯ）算法，实时对定子电阻、电感以及转子磁链进行辨识，并通过辨识值优化滑模观测器中的电机参数。此外，还抑制了ＰＳＯ算法在高维度中的性能下降，提高了辨识精度与效率。通过仿真与实验，发现搭载参数辨识的改进滑模观测器，对电机运行中的参数变化与干扰具有更强的鲁棒性和更高的辨识精度。

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整体式ＥＨＢ系统建模及安全机制研究

戴丽萍，金智林

2024 (9): 119-127.

摘要 ( 29 )

PDF(4510KB) ( 24 )

针对整体式线控液压制动（ＥＨＢ）系统中电子电气系统的随机失效问题，提出基于故障诊断与容错策略的安全机制。在ＡＭＥｓｉｍ中搭建包含电子控制单元ＥＣＵ、踏板感觉模拟器单元、建压单元和液压控制单元的制动系统模型，仿真分析结果表明，该模型响应快、精度高，满足制动系统的要求并可以提供良好的踏板感觉曲线。针对踏板位移传感器失效，设计整体式ＥＨＢ系统安全机制。基于模型得到踏板位移传感器的冗余仿真信号，设计踏板位移传感器失效的故障诊断与容错策略，在典型工况下进行踏板位移传感器失效仿真测试，结果表明，提出的故障诊断与容错策略可以对踏板位移传感器实现故障诊断，并通过容错输出正确踏板位移信号，且诊断时间快，有效地提高了整体式ＥＨＢ系统的功能安全性。

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磁性液态金属驱动微型轮式机器人设计与运动研究

韩锡镇，袁锐波，宋东明，覃学巨，梁松炜，李滔

2024 (9): 128-134.

摘要 ( 38 )

PDF(2924KB) ( 28 )

将磁性粉末（Ｆｅ／Ｎｉ混合粉末）引入镓基液态金属中，使其具有良好的磁性，并最大程度地保留其流动性。将磁性液态金属用作轮式机器人的驱动部件，结合变重心理论，使其成为轮式机器人的动力来源，设计微小型轮式机器人结构，并通过三维软件Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ建立机器人模型，分析磁性液态金属和轮式机构的受力情况，只要驱动力大于摩擦阻力，可实现轮式机器人直线运动。采用仿真模拟方式，利用Ａｄａｍｓ软件对轮式机器人在驱动力Ｆ＝２．１×１０－３Ｎ的作用下进行运动分析，此驱动力大于摩擦阻力，轮式机器人在０～１０ｓ的运动区间内做匀加速直线运动，且平均速度为３３０．４８ｍｍ／ｓ；在Ｆ＝１×１０－４Ｎ的作用下，此驱动力等于摩擦阻力，２．６５ｓ后轮式机器人做匀速直线运动，其速度为１５０ｍｍ／ｓ，驱动力Ｆ的大小可通过调节磁场强度进行调控，以满足各种运动速度大小的需求。

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纵扭复合型超声电机定子的非线性动力学特性研究

周天洋，陶征，赵丹

2024 (9): 135-142.

摘要 ( 33 )

PDF(3206KB) ( 29 )

纵扭复合型超声电机的非线性动力学特性是影响电机运行的稳定性和可靠性的重要因素。基于广义Ｈａｍｉｌｔｏｎ能量变分原理、ＲａｙｌｅｉｇｈＲｉｔｚ假设模态法以及非线性压电本构关系，建立纵扭复合型超声电机定子的非线性动力学模型，采用四阶ＲｕｎｇｅＫｕｔｔａ法和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数等方法仿真分析纵向激励下电机定子的非线性振动响应特性。结果表明：电机定子的固有模态频率和实验值误差仅为１．８％，证明了所建立的纵扭复合型超声电机定子的非线性动力学模型的准确性。超声电机具有频率漂移、振幅跳跃等非线性行为特性，而实际工作时通常将定子的共振频率（即 λ＝１处）作为工作激励频率，此时位于稳定的周期运动区域。通过数值仿真分析得到不同频率激励下系统的发展趋势，以及系统稳定与不稳定运动的参数匹配区间，可为开展纵扭复合型超声电机的非线性动力学特性研究提供参考。

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一种针对室内关键目标检测的改进ＹＯＬＯｖ８算法

岳有军，张远锟，赵辉，王红君

2024 (9): 143-149.

摘要 ( 78 )

PDF(2858KB) ( 70 )

随着社会服务型机器人的发展，室内目标检测成为机器人识别场景的重要任务。针对现有网络在室内目标检测任务中存在的检测精度低、检测速度慢、难以应用在嵌入式设备上的问题，提出了一种基于ＹＯＬＯｖ８的轻量化改进网络。针对场景中存在难以识别的小目标的问题，增加一个检测头以提高对小目标的检测精度；引入ＧｈｏｓｔＢｏｔｔｌｅｎｅｃｋ替换网络Ｎｅｃｋ部分中Ｃ２ｆ模块中的ｂｏｔｔｌｅｎｃｅｋ，将网络中后半部分卷积中的ＳｉＬｕ激活函数替换为Ｈｓｗｉｓｈ激活函数，减少网络的参数量和计算量，提高检测速度，降低网络的移植难度；在Ｎｅｃｋ部分中添加ＭＲＬＡ注意力机制，加强不同层之间的联系，增加特征提取能力，提高整体识别精度。实验结果表明：在室内场景数据集上，改进后的算法较原算法平均精度提升了３．６％，检测速度为７２ｆｒａｍｅ／ｓ，同时网络参数量较原网络减少约１１％，能满足检测的准确性和实时性，优于目前主流算法。

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一种ＳＳＤＲＴＦ输电线路小目标检测算法研究

唐心亮，李少杰，王建超，王震洲

2024 (9): 150-157.

摘要 ( 31 )

PDF(4658KB) ( 27 )

针对传统输电线路无人机巡检图像检测方法对输电线路小目标检测能力弱，并且存在错检和漏检率高、浅层网络语义信息不足等问题，提出了一种ＳＳＤＲＴＦ输电线路小目标检测算法模型。在原始的ＳＳＤ算法主干网络ＶＧＧ１６浅层网络层添加视觉机制扩大感受野，并且引入三叉乾特征融合模块提取特征图的多尺度特征，增加特征图的鲁棒性；融合ＦｕｓｉｏｎＮｅｔ浅层特征模块，从而增加小目标的提取能力；使用注意力机制提升对关键信息的学习效果，从而提高目标检测效率；改进非极大值抑制提高网络的表示能力。改进后的ＳＳＤＲＴＦ算法在自行构建的输电线数据集上的实验结果显示，在检测小目标时的准确性和实时性都有了一定的提高，整体ｍＡＰ上升了７．５％，同时减少了错检和漏检。

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异形窗口快速立体匹配算法研究

杨兴梅，黄林海，吴晓松，顾乃庭

2024 (9): 158-163.

摘要 ( 33 )

PDF(3415KB) ( 32 )

针对传统的立体匹配算法需要为图像中的每个像素选择一个合适的支撑窗口，时间成本较大，并且窗口的形状和大小难以确定的问题，提出一种异形窗口的立体块匹配算法。该算法根据灰度相似性和空间邻近性选择匹配窗口，同时对目标图像中搜索窗口内的像素添加阈值范围的约束，减小深度不连续像素和遮挡像素对结果的影响。进行匹配计算，并将计算的视差作为窗口内所有像素的视差，减少逐像素计算视差。利用Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ官方数据集中的４组图像对算法的性能进行仿真评估。结果表明：所提算法在视差图精度基本一致的情况下，明显提高了计算速度。

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公路隧道场景下的新能源汽车火灾风险评价方法研究

付立家，文龙，卫佳，万利

2024 (9): 164-173.

摘要 ( 38 )

PDF(1155KB) ( 41 )

为有效评价公路隧道场景下的新能源汽车火灾风险，解决目前公路隧道火灾评价存在的指标考虑不足、权重确定困难、评价等级界定不清的问题。根据安全学原理，结合新能源汽车火灾致因，从“人机环管”４个方面构建了公路隧道新能源汽车火灾风险评价指标体系。利用决策模型和欧式距离函数，将层次分析法（ＡＨＰ）主观权重和熵权法客观权重利用组合赋权的方法有效结合，得到更为合理的组合权重。最后利用组合赋权－物元可拓模型对南京定淮门隧道新能源汽车火灾风险进行评价，所得级别变量特征值为１．６４６，确定该隧道风险等级结果为Ⅱ级，与工程实际相符合，验证了该方法的合理性与可靠性。

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多策略蛇优化算法在混合储能配置中的应用研究

雷国平，邬佳程，晏娟，安静，吴天骜，高乐，蒋洲

2024 (9): 174-182.

摘要 ( 23 )

PDF(4156KB) ( 21 )

考虑到蓄电池和超级电容组成的混合储能系统（ｈｙｂｒｉｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍ，ＨＥＳＳ）可有效缓解风电功率并网对电网造成的冲击，为提高ＨＥＳＳ的可靠性，针对变分模态分解（ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＶＭＤ）中的参数值Ｋ和 α选择过程困难的问题，提出多策略蛇优化算法（ｍｕｌｔｉｓｔｒａｔｅｇｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＭＩＳＯＡ）对其参数进行寻优，从而精确实现ＨＥＳＳ功率的一次分配。通过基准测试函数的寻优实验表明所提出的ＭＩＳＯＡ收敛速度和寻优能力均有明显提升。将蓄电池超级电容混合储能系统作为研究对象，以我国西北地区某装机容量为２２ＭＷ的风电场数据作为研究依据，发现ＭＩＳＯＡＶＭＤ优化得到的参数组合［Ｋ，α］运用到ＶＭＤ中时，相较于ＳＯＡ收敛速度提升７０％，收敛精度也有所提升，相较于经验模态分解（ｅｍｐｉｒｉｃａｌｍｏｄｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＥＭＤ）减少了模态混叠现象，验证了策略的可行性。

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柴油引燃甲烷／氢气混合燃料发动机实验与仿真研究

尹丛勃，樊景智，张振东，周健朱

2024 (9): 183-193.

摘要 ( 29 )

PDF(7166KB) ( 16 )

基于光学发动机研究了５％柴油燃料比下，氢气比对柴油引燃甲烷／氢气混合燃料发动机的燃烧过程的影响。燃烧过程的自然光度图像由高速摄像机记录。结合光学实验结果，模拟微量柴油点燃甲烷和氢气混合物的燃烧过程。研究不同氢气配比下燃烧过程中缸内温度、ＯＨ基团和燃烧组分的变化过程。研究结果表明：氢气比的增加促进了燃烧，点火延迟时间和燃烧持续时间显著缩短，燃烧放热阶段提前；混合燃烧过程中首先在圆柱体边缘形成低温点，火焰在短时间内随着温度的升高而膨胀；在相同的氢气比下，随着进气压力的增加，点火延迟期减小；氢气比例的增加使得主要放热率波峰升高并变窄，逐渐从双峰放热变为单峰放热过程。

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增设类水滴翅片式液冷板结构优化设计

曹丽娜，王哲，李慧，李绍松

2024 (9): 194-202.

摘要 ( 31 )

PDF(4636KB) ( 26 )

为了改善电池模组的热均衡性能，基于钝体绕流理论，将类水滴形分流翅片应用于锂离子电池组的液冷板流道中，结果表明：带有类水滴形分流翅片的液冷板结构能够有效降低电池模组的最高温度和最大温差，但同时增加了流动阻力。利用Ｔａｇｕｃｈｉ法和数值模拟法，研究了类水滴形分流翅片头部半径、头部角度、尾部长度和翅片间距４个结构参数对电池模组最高温度、最大温差和流动阻力等评价指标影响程度的主次顺序。当结构参数组合为第９组 α３ｒ３ｂ２ｈ１时，锂电池模组最高温度Ｔｍａｘ最小为３５．８３℃，最大平均温差最小为１．７８℃，热均衡性能提升了２５．２７％，效果最优。该研究结果可为纯电动车用锂电池热管理系统优化设计提供参考。

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空冷型质子交换膜燃料电池风机管理与控制综述

贾秋红，梁予泰，杜恒，肖燕，郭超超，周雪峰

2024 (9): 203-209.

摘要 ( 47 )

PDF(1525KB) ( 25 )

燃料电池风机系统是空冷型质子交换膜燃料电池进行热管理和保证其高输出性能的关键组件，其管理与控制对于提升电池性能至关重要。首先介绍了空冷型质子交换膜燃料电池的结构组成和工作原理，并指出风机系统在空冷质子交换膜燃料电池中的重要作用。接着，从风机系统的风机进气模式、影响空气流速和温度分布的风机操作参数及控制策略３个方面，详尽地阐述和分析了国内外学者对空冷型质子交换膜燃料电池风机系统管理和控制的相关研究。最后，对空冷型燃料电池质子交换膜燃料电池风机系统管理和控制进行了展望。

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多算法融合的超临界Ｗ火焰炉水冷壁壁温预测模型研究

殷金桥，钱进，邓传记，杨柳

2024 (9): 210-217.

摘要 ( 17 )

PDF(2545KB) ( 22 )

针对某火电厂水冷壁在深度调峰背景下易发生拉裂而需对水冷壁管间温度梯度进行监控的问题，构建了一种基于ＰＣＡＳＳＡＬＳＴＭ多算法融合的预测模型，实现对易拉裂管附近水冷壁管出口壁温的有效预测。为改善模型的预测性能，依据壁温计算理论选取１７个输入参数，使用ＰＣＡ法进行降维处理；采用ＳＳＡ算法优化ＰＣＡＬＳＴＭ预测模型超参数，得到最优ＰＣＡＳＳＡＬＳＴＭ壁温预测模型。通过与其他预测模型对比发现，融合模型的决定性系数（Ｒ２）值有一定程度的增大，均方根误差（ＲＭＳＥ）及平均绝对百分比误差（ＭＡＰＥ）有不同幅度的降低。实际应用表明：建立的多算法融合模型可有效提高多管出口壁温预测精度，能作为电厂ＤＣＳ监测系统的补充，预警危险壁温，降低因管间大温差造成的水冷壁拉裂风险。

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结合改进ＡＮＦＩＳ的车辆半主动悬架振动控制

林蔚青，林秀芳，赖联锋，杨燕珍

2024 (9): 218-226.

摘要 ( 13 )

PDF(3689KB) ( 22 )

为改善ＭＲ阻尼器半主动悬架的减振效果，提出一种基于改进自适应神经模糊推理系统（ＡＮＦＩＳ）的半主动控制方法。首先，针对ＭＲ阻尼器的逆向动力学模型难以精确确定的问题，采用改进乌鸦搜索算法（ＭＣＳＡ）对ＡＮＦＩＳ进行优化，即分别用ＭＣＳＡ和最小二乘法对ＡＮＦＩＳ的前件参数和后件参数进行寻优，以克服标准ＡＮＦＩＳ易于陷入局部最优解的缺陷。为了提高标准乌鸦搜索算法（ＣＳＡ）的搜索精度，采用三角概率分布策略选择目标乌鸦，并对更新后的解实施反转变异操作。然后，根据悬架响应设计ＬＱＲ控制器以计算理想控制力，并与改进逆向模型相结合，实现理想控制力与ＭＲ阻尼器输入控制信号之间的转化，从而调节阻尼力，实现车辆半主动悬架系统的振动控制。仿真结果表明：相较于ＧＡＡＮＦＩＳ和ＰＳＯＡＮＦＩＳ，所提出的ＭＣＳＡＡＮＦＩＳ逆向建模方法具有更高的预测精度，使ＭＲ阻尼器的输入信号和阻尼力的预测精度分别提高１７．４９％和３０．６２％；以随机路面信号作为半主动悬架的激励，相较于被动控制和ＬＱＲＣＯＣ半主动控制，所提出的ＬＱＲＭＣＳＡＡＮＦＩＳ控制策略能使簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动载荷的均方根值分别下降１２．３７％、３７．６３％、３０．７０％以及６．６４％、１４．８９％、１７．２７％。该半主动控制策略可为ＭＲ阻尼器悬架系统的减振研究提供参考。

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核反应堆刚凸包壳微动损伤裂纹行为研究

崔筱婷，王宇星，廖业宏，沈火明，任! 森，刘娟，彭振驯，黄恒

2024 (9): 227-235.

摘要 ( 26 )

PDF(6497KB) ( 18 )

核燃料棒组件中包壳管与刚凸之间发生的微动行为可能引起组件的破坏失效，严重时会威胁反应堆安全。为此，以核燃料棒中刚凸包壳结构为研究对象，针对其在微动行为下裂纹的萌生及扩展问题，通过有限元仿真的方法展开研究。研究结果表明：在微动过程中包壳管接触区始终处于受压状态，滑移区中裂纹受剪应力控制，在包壳管涂层基体界面开裂并沿着界面蜿蜒扩展，导致涂层剥离；在混合区和部分滑移区中，裂纹受剪应力和正应力同时作用，起裂于包壳表面或次表面向内部扩展；刚凸包壳结构微动行为中，剪应力是导致包壳管损伤的主要因素，对裂纹的萌生和扩展起主导作用。

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城市停车位紧张困境的形成机理及引导策略仿真研究

陈振，杨婧

2024 (9): 236-245.

摘要 ( 37 )

PDF(5171KB) ( 51 )

以城市停车位紧张困境的形成机理为研究对象，利用因果回路的反馈关系分析各因素对城市停车位紧张问题的作用机理。将系统动力学理论和灰色系统理论（ＧＭＳＤ理论）相结合，提出一种基于ＧＭＳＤ理论的非线性函数算法，以此确定具有非线性特征的变量。分别对“费补”策略（拥堵收费和公共交通补贴），“智享”策略（智慧化停车、共享化停车和Ｐ＆Ｒ停车场）和“气宣”策略（社会风气、环保心理和宣传与教育）进行了不同作用下的单独仿真和不同方案下的统筹分析。根据仿真结果对现有治理方案提出优化策略，可为解决我国城市停车位紧张问题提供参考。

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零售商过度自信下考虑服务努力的多渠道供应链决策

邢青松，步云旭，邓富民

2024 (9): 246-259.

摘要 ( 22 )

PDF(4337KB) ( 21 )

在过度自信行为下零售商期望通过强化服务努力水平投入，更大程度满足消费者需求，导致其进行多渠道供应链决策时易高估市场需求，致使实际利润难以达到预期利润。对此，分别考虑零售商完全理性和过度自信下的服务努力行为，建立分销、代销模式下市场需求以及利润函数模型，运用Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈方法对模型进行求解。研究多渠道供应链过度自信系数、消费者服务偏好、市场需求结构占比、第三方电商平台代理费比例对决策的影响，以及对比零售商不同销售模式下完全理性利润、过度自信下预期及实际利润，通过数值仿真进一步验证了理论推导的正确性。研究结果表明：当交叉价格弹性系数和服务努力成本系数满足一定条件时，零售商过度自信下期望利润大于完全理性利润及过度自信下实际利润；当平台代理费比例低于某节点时，零售商会选择代销，超过此节点时，会偏向分销；自营渠道市场需求结构占比与服务努力成本系数对第三方电商平台售价的降低具有显著的协同作用；代销模式下，各渠道最优售价、服务努力水平随着代理费比例的增加先减少后增加。

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基于演化博弈的新型农业经营主体与小农户协同发展研究

熊磊，章琦，唐慧玲，刘林杰，石宝峰

2024 (9): 260-269.

摘要 ( 28 )

PDF(1302KB) ( 28 )

全面推进乡村振兴、加快建设农业强国，必须统筹兼顾培育新型农业经营主体和扶持小农户。政府激励、新型农业经营主体带动和小农户参与是促进新型农业经营主体与小农户协同发展的有效路径。构建“政府新型农业经营主体小农户”三方博弈主体的演化博弈模型，揭示政府激励政策、新型农业经营主体带动成本和小农户收益等关键决策变量对协同演化路径的影响机理。研究发现：① 当政府消极激励时的固定监管成本大于其积极激励时的固定监管成本，且新型农业经营主体与小农户单方愿意合作的情形下，政府补贴不能弥补这两类主体各自所付出的额外成本，此时系统将趋于政府积极激励、新型农业经营主体不带动、小农户不参与的（１，０，０）均衡状态；② 当政府积极激励时对两类主体的补贴与监管成本之和小于政府消极激励时的固定监管成本，且新型农业经营主体与小农户协同发展时均可取得相应收益增值，此时系统将趋于政府积极激励、新型农业经营主体带动、小农户参与的（１，１，１）均衡状态。数值仿真发现，政府采取不同激励政策下的固定监管成本之差、新型农业经营主体的带动成本及小农户标准化生产成本，这３类重要参数变化将显著影响各主体的最优策略选择。因此，在政府积极激励的政策背景下，有效控制博弈主体的重要成本参数可实现新型农业经营主体与小农户协同发展。

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西部陆海新通道综合运输效率及资源分配研究

赵影，周小琬，朱江洪，杨强

2024 (9): 270-277.

摘要 ( 20 )

PDF(1137KB) ( 25 )

西部陆海新通道是连接中国西部和东南亚国家的贸易走廊，对该地区的交通、贸易和经济都有重要的影响。运用ＳＢＭＤＤＦ模型和ＧＭＬ指数对西部陆海新通道沿线省份２０１７—２０２１年的综合运输效率进行测算，然后运用基于前沿变化的逆ＤＥＡ模型对２０２５年发展规划目标进行合理的资源分配，最后结合综合运输效率和资源分配情况进行相关性分析。结果表明：２０１７—２０２１年，宁夏、广东、陕西、海南的综合运输效率较高，而云南、新疆、四川的效率较低；在２０２５年目标规划中，广东、海南几乎不需要增加投入就可以达到效率前沿，而对于其他省份则需要减小相应的投入，这在云南、广西、四川、重庆等地尤为明显；通过对综合运输效率和发展规划的研究可以看出，综合运输效率较高的省份，更容易达到效率前沿，但综合运输效率较低的省份则需要通过减小相应投入才能达到效率前沿。

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具有时滞的非线性增长率种群竞争模型分析

龙秋燕，黎莹，黄启华

2024 (9): 278-285.

摘要 ( 38 )

PDF(2187KB) ( 44 )

研究一类具有时滞和非线性增长率的２个种群相互竞争的动力学模型，首先讨论时滞为零时系统平衡点的存在性和稳定性，其次判断时滞对于平衡点稳定性的影响，得出产生Ｈｏｐｆ分支的条件，最后进行数值模拟，对所得结论进行验证。

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李代数上Ｋｕｒａｎｉｓｈｉ空间光滑性的一个充分条件

宋嘉硕，唐也，唐清艳

2024 (9): 286-290.

摘要 ( 43 )

PDF(1107KB) ( 40 )

假设复结构常数满足一个恒等式，证明了李代数上Ｋｕｒａｎｉｓｈｉ空间的光滑性。即给出了关于复环面上复结构形变是无障碍的另一种证明。

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