人工智能

  • 智能车辆换道路径规划算法研究与验证

    杨音文;孙博;孙永厚;刘夫云;王天明;

    针对高速公路环境下智能车辆换道过程中的安全性、舒适性和实时性问题,提出一种基于Frenet坐标系下的换道路径规划算法。首先,利用三次样条曲线对车载摄像头获取的车道线信息进行参考线拟合,在Frenet坐标系下,对车辆运动进行横纵向解耦,通过时间和位置点采样生成五次多项式换道候选轨迹簇;其次,利用以加速度变化率为核心的代价函数评估各轨迹成本,并考虑最大曲率、最大加速度和碰撞约束,筛选出最优换道轨迹;最后,使用多点预瞄的横向控制算法,验证规划轨迹的可行性。仿真结果表明,换道路径规划算法能够实时生成安全舒适、无碰撞的换道轨迹,满足换道实时性要求。

    2025年05期 v.45;No.200 441-448页 [查看摘要][在线阅读][下载 1290K]
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  • 基于改进冠豪猪算法的主动配电网故障定位

    董学琴;罗奕;文渊;高养侠;

    随着分布式电源在配电网中的广泛部署,分析其对现有配电网故障定位的影响变得尤为重要。通过理论分析和仿真实验,探讨了分布式新能源电源接入对配电网故障定位的影响,通过分析自动化监测装置的故障特征信息,构建了适用于多状态不同分布式电源的开关函数和评价函数。此外,为提升故障定位算法的优化性能,提出多策略改进的冠豪猪优化(ICPO)算法,引入最优位置引导系数,结合透镜成像反向学习原理和动态随机游走策略,使得算法跳出局部最优的能力大幅提高。仿真结果表明,在主动配电网发生单区段故障、多区段故障或FTU信息发生畸变的情况下,ICPO算法在定位的准确度、快速性、容错性上都有较大提升,并提高了收敛性能和求解效率。

    2025年05期 v.45;No.200 449-458页 [查看摘要][在线阅读][下载 1825K]
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  • 基于Encoder-Decoder结构和时间嵌入的光伏功率预测模型

    利金生;朱炜义;张彤;辛敏;

    针对光伏发电功率间歇性和波动性带来的电网安全运行问题,提出一种基于Encoder-Decoder结构和时间嵌入的短期单步光伏功率预测模型。在Encoder层利用LSTM(long short-term memory)单元提取光伏发电功率的特征,通过引入多头注意力机制来加强对输入序列中重要信息的关注。在Decoder层加入差值嵌入和时间嵌入,结合Encoder层的输出进行单步预测。采用平均插值法、降采样和z-score标准化处理原始数据,在不同气象类型下对多个模型进行对比分析。实验结果表明,在均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)三种评价指标上,本模型在不同的气象条件下均优于其他2种对比模型;并且在多云天气下,本模型与其他模型相比,MSE、MAE、RMSE分别降低了34.7%、27.5%、16.6%,具有更高的预测精度和较强的鲁棒性。

    2025年05期 v.45;No.200 459-465页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K]
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  • 基于支持向量回归的短期风电功率概率预测

    蔡佳诺;黄乾;高鹏;

    风电功率的高精度预测能够为电力部门提供更多信息,有助于电力系统的调度和运行维护,为并网带来了更多便利。但单一预测模型对风电序列数据的处理能力有限,往往一些重要特征未被充分利用。针对该问题,提出了一种基于支持向量回归的多元神经网络组合预测模型(LSTM&CNN-SVR)。首先结合LSTM、CNN两种神经网络模型的处理特点,得到3组具有各自优势性能的预测值;然后利用支持向量回归(SVR)模型良好的非线性数据处理能力,对2个模型的输出进行拟合优化。为了修正数据的不均匀性,将SVR与核密度估计(KDE)方法相结合,得到预测值的概率密度分布曲线及其在某置信度下的功率预测区间。基于某风电场的实测数据对模型进行实验验证,实验结果表明,与传统预测模型相比,本模型的预测精度更高、误差更小、整体预测性能更好。

    2025年05期 v.45;No.200 466-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 1135K]
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  • 基于多尺度ResNet-LSTM的滚动轴承故障诊断

    封远鹏;蒋占四;郑洪鑫;蔡丹娜;蒋慧;

    针对滚动轴承在强噪声环境中故障特征微弱及工况复杂多变的问题,提出一种基于多尺度残差神经网络(MResNet)与长短期记忆网络(LSTM)结合的故障诊断方法。首先,使用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)对振动信号进行分解,将自相关系数大于0.2的分量进行重构,实现信号去噪;其次,在多尺度残差块间引入dropout层,以防止网络过拟合,并结合LSTM强大的时间序列信息捕获能力来提高轴承故障诊断的精度;最后,利用机械综合模拟实验平台的轴承数据进行实验验证,结果表明,本方法具有较高的诊断准确率和诊断精度。为了模拟旋转机械设备现实的工作环境,将高斯白噪声加入轴承诊断信号中,本方法在-2、-4 dB信噪比下,诊断准确率分别为91.13%、89.72%,高于WKCNN、WDCNN、ResNet18等对比方法。实验结果表明,在信号受到严重噪声污染时,本方法依然有较强的诊断能力。

    2025年05期 v.45;No.200 472-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 1004K]
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  • 基于三维点云的沥青路面均匀性评价体系

    刘杰;于卫容;吕珺吉;英红;

    路面离析不仅会影响道路的使用寿命,而且对行车安全也会造成极大影响,目前国内对于路面离析状态及其评价指标的研究较少。针对以上问题,对路面均匀性评价标准进行研究,提出了针对路面离析程度的评价体系。采用三维扫描仪获取路面纹理的三维点云,利用逐层投影法和Fourier analysis法计算出用于评价所需的路面构造深度和频率参数,研究频率参数与构造深度之间的相关性,提出基于纹理频率参数的均匀性评价体系,并基于此引入路面离析率计算,对路面离析程度给出评价数据。结果表明:试验路段离析率为10%,且频率参数与构造深度相关性系数达0.97。基于纹理频率参数的均匀性评价体系可对路面离析程度进行有效评价。

    2025年05期 v.45;No.200 478-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 1647K]
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  • AMT离合器气动执行机构运动规律研究

    于恩帅;刘夫云;封孝天;

    为提高AMT离合器气动执行机构的轨迹跟踪控制精度,提高AMT自动变速器车辆起步、换挡过程中的舒适性,对AMT离合器气动执行机构系统的力学方程以及执行机构负载特性进行分析,并在此基础上提出一种AMT离合器接合速度计算方法。该方法以气体方程计算公式和执行机构系统力学方程为依据,计算出离合器在不同接合位置、排气阀不同等效开度条件下的离合器接合速度,将离合器执行机构控制系统描述为两输入单输出系统;随后搭建离合器执行机构实验对该方法进行验证,并将计算结果与实验实测数据进行对比。实验结果表明,计算数值与实测数据基本一致,除特殊工况外,接合速度计算误差大部分在10%以下,其精度可以满足AMT离合器控制需求。该方法使控制量(排气阀等效开度)和离合器接合速度间建立了明确联系,对离合器执行机构轨迹跟踪控制具有一定的实用价值。

    2025年05期 v.45;No.200 486-491页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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  • 航站楼出发大厅旅客应急疏散研究

    闫雪雪;万千;刘倩倩;吕波龙;勾大梅;

    为提高突发事件下人群疏散效率,减少人员伤亡和财产损失,提出改进社会力模型,以研究旅客应急疏散问题。引入旅客的恐慌系数和结伴行为,对社会力模型进行改进,以南宁吴圩国际机场航站楼为例,构建物理仿真模型,模拟旅客进站及疏散全流程;以出发流程为切入点,研究出发大厅出入口位置、空间布局及疏散路径对疏散瓶颈和疏散效率的影响。研究结果表明,旅客疏散速度与疏散效率不成线性正比,过度紧张不利于疏散;结伴比例会影响旅客疏散,结伴比例越大,疏散所用时间越多;此外,航站楼的部分空间布局不合理、疏散路径未进行有效引导也会影响疏散瓶颈的形成。本工作可为人群应急管理、疏散策略优化等方面提供参考。

    2025年05期 v.45;No.200 492-498页 [查看摘要][在线阅读][下载 1113K]
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  • 基于Python参数建模的模量正算在模量反算中的应用研究

    吕珺吉;于卫容;刘杰;英红;闫呈亮;

    根据FWD弯沉数据进行的模量反算在沥青路面状态检测中已被广泛应用,但其准确性远低于直接利用结构模量进行的正算。利用Python对有限元软件进行参数化建模,构建了弯沉盆数据库。基于结构模量正算弯沉数据具有高度准确性的特点,提出了一种有针对性地进行结构层模量反向调整的策略:在弯沉数据库的基础上,利用神经网络对模量组合下的弯沉值进行直接预测,通过预测弯沉值的均方根误差反向调节结构模量值。研究结果表明,土基模量误差低于0.1%,根据预测弯沉值的均方根误差对初始模量进行迭代调整后,面、基层模量误差均可控制在1%以下,达到了较好的反算效果。该方法为基于FWD的模量反算方法在沥青路面损害检测领域提供了新的思路。

    2025年05期 v.45;No.200 499-504页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K]
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电子信息材料

  • 杂化钙钛矿-沥青衍生碳复合材料制备及性能

    高明珠;王泽;张晓腾;宋皓炜;付千慧;刘鹏;

    沥青芳烃分子间强的π—π键相互作用可使沥青直接碳化时,易形成石墨化程度高的软碳,但窄的碳层间距和贫乏的孔结构导致其储钠容量较低。针对沥青衍生碳材料层间距窄和孔结构少导致储钠容量低的问题,采用杂化钙钛矿与煤沥青共混碳化制备碳复合材料。利用杂化钙钛矿对沥青的催化作用以及杂化钙钛矿衍生的合金纳米颗粒的储钠能力来提升碳复合材料的电化学性能。研究了杂化钙钛矿类型、前驱体的比例对碳复合材料的微观结构与储钠性能的影响。用于钠离子电池负极时,储钠容量得到有效提升,碳复合材料的可逆容量达173.2 mAh·g-1,100个循环后容量保持率为85%。此种杂化钙钛矿-煤沥青衍生碳复合材料为沥青碳材料的改性制备提供了一种新策略。

    2025年05期 v.45;No.200 505-510页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K]
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  • 基于树枝状介孔硅/金纳米簇组装体的胆固醇比率荧光传感研究

    刘晓荣;杨珍珍;刘亮;肖文香;

    血清胆固醇含量是临床诊断和健康管理的重要指标之一。构建一种比率型的胆固醇荧光传感器,其中罗丹明B作为荧光参比探针(荧光强度为F1),巯基-β-环糊精-金纳米簇作为荧光测量探针(荧光强度为F2)。金纳米簇荧光材料与罗丹明B染料通过静电作用共同组装于树枝状介孔硅载体上,基于环糊精空腔与胆固醇之间的主客体识别作用使金纳米簇荧光增强原理实现对血清胆固醇的测定。实验结果表明,响应平衡时间为1 min,响应pH值为6.0,响应温度为28℃时,胆固醇检测灵敏度最高,标准曲线方程为:F2/F1=0.020 9 C+1.449 0,R2=0.99,线性范围为5.00~50.00μmol·L-1,检测限为4.30μmol·L-1(S/N=3)。血清中常见的共存物不干扰胆固醇的测定。该比率型探针避免了复杂的生物基质背景等环境因素的干扰,可灵敏、快速实现胆固醇的无酶测定。

    2025年05期 v.45;No.200 511-517页 [查看摘要][在线阅读][下载 1225K]
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  • 纳米铋颗粒的非线性尺寸依赖熔化温度和熔化焓

    梁晓晗;黄靖骞;孙锐;唐成颖;

    针对纳米颗粒的表面效应影响其热力学性质的问题,提出一种将纳米颗粒的尺寸引入表面能计算的方法。首先,将纳米颗粒的尺寸引入表面能的计算中,得到一个关于纳米颗粒尺寸的热力学模型;然后,将铋纳米的热力学参数代入模型中,得到铋纳米颗粒表面能、表面吉布斯自由能随粒径、温度等变量的变化关系,铋纳米颗粒的尺寸对其表面能、表面吉布斯自由能、熔化温度、熔化焓和熔化熵均有显著影响;最后,通过机器学习支持向量回归的方法对该模型的准确性进行评估,得到相对误差在3%之内,结果表明,该模型能够准确评估纳米颗粒的热力学性质。

    2025年05期 v.45;No.200 518-524页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
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  • 非富勒烯小分子受体N3作为第三组分制备高效三元有机太阳能电池

    曹紫梁;张坚;

    为了提升有机太阳能电池(OSCs)的性能,提出了一种新的三元策略。通过引入与主受体相似化学结构的非富勒烯小分子受体N3作为第三组分,加入高效的二元体系PM6:BTP-eC9,制备高效的三元OSCs。将N3作为第三组分能够增强活性层对光子的吸收,从而有利于电流密度(J_(SC))的提升。N3合适的能级与主体系形成良好的能级排列,有助于形成电荷转移机制,为激子解离提供额外的通道,从而有利于激子解离与电荷传输。N3与BTP-eC9良好的相容性,使得N3的加入能够优化活性层的形貌,得到合适的相分离,并与BTP-eC9在活性层中形成类合金模型,从而有利于激子解离、电荷传输和抑制电荷复合。测试结果表明,当添加10%的N3时,基于PM6:BTP-eC9:N3的最优器件能量转换效率(PCE)从PM6:BTP-eC9的17.22%提升至18.54%,性能提升主要归因于J_(SC)与填充因子(FF)提升。实验结果表明,将具有相似化学结构的衍生物作为第三组分制备高效的三元OSCs,是一种简单有效的策略。

    2025年05期 v.45;No.200 525-534页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
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数学与计算科学

  • 一类心脏搏动模型的动力学性质

    李伟业;刘宏普;王勤龙;

    研究了一类心脏搏动模型的动力学性质。具体讨论了其对称点的Hopf分支与混沌的通道问题,得到了对称孤立周期解存在并与隐藏拟周期解共存的结论。然后对理论结果进行了数值分析并讨论了对应生理医学上的意义。

    2025年05期 v.45;No.200 535-540页 [查看摘要][在线阅读][下载 1137K]
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  • 时间-空间分数阶扩散波方程源项识别的积分方程方法

    敬瑞丰;李玉山;

    利用内部测量数据,反演时间-空间分数阶扩散波动方程只依赖于时间源项的问题。首先,证明了正问题解的存在唯一性和反源问题的唯一性以及稳定性估计;其次,将反源问题转化为等价的第一类Volterra积分方程,利用边界元离散结合广义Tikhonov正则化方法求解积分方程,采用GCV方法选取正则化参数,得到反源问题稳定的数值近似;最后,通过5个一维和二维的数值算例表明了该方法的有效性和稳定性。

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  • 《桂林电子科技大学学报》征稿简则

    <正>《桂林电子科技大学学报》是桂林电子科技大学主管主办的自然科学学术期刊,主要刊载信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术、软件工程、机械工程、仪器科学与技术、控制科学与工程、数学与计算科学、材料科学与工程等方面有创新、有参考价值的学术论文。1来稿要求1.1来稿必须论点明确,具有创新性,逻辑性强,文字精炼,数据可靠,图表清晰。

    2025年05期 v.45;No.200 551页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
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