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针对受约束轨道追逃博弈问题的循环差分进化求解框架

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中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：张去非季明江闫斌刘才山曹璐北京大学工学院军事科学院国防科技创新研究院

轨道追逃博弈问题得到了广泛的研究,但大多数均建立在无过程约束的假设上.本文针对受轨道高度约束的轨道追逃博弈问题,推导了鞍点存在性条件.基于方程系数矩阵的性质,将其解耦降维为两组两点边值问题.利用罚函数法处理过程约束,并将两... 详细信息

轨道追逃博弈问题得到了广泛的研究,但大多数均建立在无过程约束的假设上.本文针对受轨道高度约束的轨道追逃博弈问题,推导了鞍点存在性条件.基于方程系数矩阵的性质,将其解耦降维为两组两点边值问题.利用罚函数法处理过程约束,并将两点边值问题转化为针对最优性条件的最优化问题.继而提出了一种循环差分进化(DE)求解框架用于求解该最优化问题,以兼顾全局搜索能力和收敛效率.仿真结果表明,该求解框架相较于传统差分进化算法,大幅提高了求解效率和精度.最后,通过对比无轨道约束工况仿真结果,揭示了轨道高度约束对于防止航天器与地球碰撞的现实意义.

关键词：轨道追逃博弈轨道高度约束罚函数两点边值问题循环DE求解框架

不同PDO位相期间IOD对热带东印度洋障碍层厚度的影响

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海洋科学进展 2025年

作者：江家旺凌征谢玲玲广东海洋大学海洋与气象学院近海海洋变化与灾害预警实验室陆架及深远海气候资源与环境广东省高等学校重点实验室自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室

本文基于1961年至2012年三维温盐数据,探讨了太平洋年代际涛动(Pacific Decadal Oscillation,PDO)不同位相期间,印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)对热带东印度洋障碍层厚度的影响。结果显示,PDO暖位相期间,赤道东印度洋障碍层厚... 详细信息

本文基于1961年至2012年三维温盐数据,探讨了太平洋年代际涛动(Pacific Decadal Oscillation,PDO)不同位相期间,印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)对热带东印度洋障碍层厚度的影响。结果显示,PDO暖位相期间,赤道东印度洋障碍层厚度在正IOD(pIOD)年显著变薄,而在负IOD(nIOD)年加厚并不明显;PDO冷位相期间,赤道东印度洋障碍层厚度在pIOD年变薄,在nIOD年则明显加厚。分析发现,pIOD引起的东风异常在不同PDO位相下差异较小,其引起的等温层深度差异也较小,但PDO冷位相期间,赤道东印度洋降水正异常更为显著,使得表层盐度降低,混合层变浅,削弱了障碍层厚度负异常,导致PDO暖位相期间pIOD引起的赤道东印度洋障碍层厚度负异常幅度比PDO冷位相期间稍大。nIOD引起的西风异常在PDO冷位相期间比暖位相更为强烈,其激发更强的下沉Kelvin波,导致等温层加深幅度更大,致使PDO冷位相期间nIOD引起的赤道东印度洋障碍层厚度正异常更为显著。

关键词：热带东印度洋障碍层印度洋偶极子太平洋年代际振荡盐度

基于多臂赌博机遗传算法的无人机与卡车协同配送

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计算机科学与探索 2025年

作者：朱烨娜刘敏赵肄江陈萱霖湖南科技大学计算机科学与工程学院服务计算与软件服务新技术湖南省重点实验室

无人机与卡车协同配送新模式凭借其高效、环保、不受地形限制等优势，正在改变传统的物流配送方式。带无人机的旅行商问题(Traveling Salesman Problem with Drone， TSP-D)是上述配送新模式中的一种经典问题，比纯卡车物流配送更为复... 详细信息

无人机与卡车协同配送新模式凭借其高效、环保、不受地形限制等优势，正在改变传统的物流配送方式。带无人机的旅行商问题(Traveling Salesman Problem with Drone， TSP-D)是上述配送新模式中的一种经典问题，比纯卡车物流配送更为复杂，需要从无人机和卡车间的协同交互中寻找最优的配送组合，带来了新的挑战。提出了一种基于多臂赌博机的混合遗传算法来求解TSP-D。采用了自然数排列的染色体编码，并应用基于动态规划的精确划分方法对其解码，以生成无人机与卡车协同配送解方案。新设计了一种多臂赌博机局部搜索策略，将局部搜索算子池中的五种不同搜索算子视作赌博机的多个“臂”。先通过赌博机摇臂搜索后解方案适应值的提升程度来计算奖励，再根据ε-greedy强化学习方法计算各个“臂”被选中的概率，以便选择合适的搜索算子来增强算法的局部搜索能力。实验表明，提出的算法与其它主流的算法相比，在不同分布与不同规模的多数测试实例上均有更低的解方案成本。进一步的实验分析验证了多臂赌博机局部搜索策略比其它局部搜索策略具有更好的自适应能力，能显著提升算法的性能。最后，将提出的算法应用于长沙市一个实际的配送案例，展示了其现实应用效果。

关键词：无人机卡车协同配送带无人机的旅行商问题混合遗传算法多臂赌博机

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CMG智能绿色控制技术

飞控与探测 2025年

作者：崔洋洋朱玉凯王陈亮乔建忠郭雷北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京大学工学院北京航空航天大学宇航学院

干扰对抗态势下如何提升无人系统的生存能力已成为一个关键且挑战性难题。师法自然，无人系统的生存智能具有三个关键要素：安全、免疫和绿色。本文以控制力矩陀螺为例，重点从操控角度阐述绿色控制的含义，包括干扰精细表征与闭环量化... 详细信息

干扰对抗态势下如何提升无人系统的生存能力已成为一个关键且挑战性难题。师法自然，无人系统的生存智能具有三个关键要素：安全、免疫和绿色。本文以控制力矩陀螺为例，重点从操控角度阐述绿色控制的含义，包括干扰精细表征与闭环量化分析技术、多源干扰与不确定性的认知与分离技术、多维约束下精细抗干扰控制技术。本文通过设计“节能、节时、省力、省心”的绿色控制算法，赋予执行机构“智能神经”，目的是提高执行机构在多维约束下的自主抗扰能力，增强无人系统在极端环境（危险、特殊、恶劣、灾变、对抗）下的自主性、安全性和可靠性。

关键词：无人系统控制力矩陀螺绿色控制自主抗扰极端环境

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交通场景下的大型车辆右转停车检测方法研究

计算机工程与应用 2025年第1期61卷 352-360页

作者：王依凡董振江陈向东南京邮电大学计算机学院南京210023

随着大型车辆右转必停的新交规逐步实施,针对现有的监管方式存在效率较低的问题,提出了一种大型车辆右转停车检测方法。对YOLOv7-tiny检测模型进行改进,在ELAN模块中引入注意力机制,以提升大型车辆的检测性能。设计了一种新的大型车辆... 详细信息

随着大型车辆右转必停的新交规逐步实施,针对现有的监管方式存在效率较低的问题,提出了一种大型车辆右转停车检测方法。对YOLOv7-tiny检测模型进行改进,在ELAN模块中引入注意力机制,以提升大型车辆的检测性能。设计了一种新的大型车辆右转车道定位方法,通过自适应探测车道,提高了其在不同监控视角下的定位准确性。对大型车辆的运动轨迹进行序列数据转换,并采用结合加权平均的中值滤波算法,有效降低了原始数据的噪声。在滑动窗口损失函数中引入权重因子,进一步提升了检测方法的鲁棒性。实验结果表明,改进后的大型车辆检测模型在自制数据集和公开数据集上均取得了性能提升,大型车辆右转车道定位方法具有更强的泛化能力,并且检测到的停车时间覆盖率达到了97.4%。

关键词：大型车辆检测车道定位滤波算法损失函数停车时间检测

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基于多工况寿命预测的PEMFC延迟退化控制

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高电压技术 2025年

作者：窦真兰李荣盛张春雁袁铁江国网上海电力公司大连理工大学电气工程学院

针对当前PEMFC在控制研究中未能考虑其在运行过程出现的性能衰退，难以解决PEMFC在不同工况下寿命退化的问题，提出一种延迟电池退化的控制策略。首先通过对燃料电池的寿命预测得到稳态和动态工况下的电压退化曲线，然后在计算出预测电... 详细信息

针对当前PEMFC在控制研究中未能考虑其在运行过程出现的性能衰退，难以解决PEMFC在不同工况下寿命退化的问题，提出一种延迟电池退化的控制策略。首先通过对燃料电池的寿命预测得到稳态和动态工况下的电压退化曲线，然后在计算出预测电压退化速率的基础上，设置满足电池稳定运行的参考电压退化速率，通过引入PID迭代学习控制算法控制燃料电池的进气压力来实现跟踪电池参考电压退化速率的目标，达到减缓电压衰减的目的。最后通过MATLAB/Simulink仿真对PEMFC在稳态工况和动态循环工况下的延迟退化控制响应进行验证，结果证明了所设计的基于多工况寿命预测的PEMFC控制策略能够有效地延迟PEMFC系统在稳态和动态工况下的电压退化速率，提高了燃料电池的耐久性。

关键词：质子交换膜燃料电池寿命预测数据驱动迭代学习控制延迟退化

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深度学习在上肢骨折诊断的研究进展

计算机科学与探索 2025年

作者：魏宗月仇大伟刘静李振江常少华山东中医药大学医学信息工程学院

上肢骨折作为临床常见且复杂的创伤性骨折类型，其诊断准确性对患者的治疗和康复具有重要的意义。传统X射线（X-ray）诊断方法操作繁琐且耗时，难以满足现代医学对高效、精确诊断的需求。在此背景下，深度学习辅助上肢骨折诊断主要利用... 详细信息

上肢骨折作为临床常见且复杂的创伤性骨折类型，其诊断准确性对患者的治疗和康复具有重要的意义。传统X射线（X-ray）诊断方法操作繁琐且耗时，难以满足现代医学对高效、精确诊断的需求。在此背景下，深度学习辅助上肢骨折诊断主要利用深度学习模型对医学影像进行分类、检测和分割，确定影像中是否存在异常，提高模型诊断的速度和准确性，同时也为医生提供了更有价值的辅助意见。为了更好地了解深度学习技术在上肢骨折诊断领域的研究现状和进展，首先详细介绍了几种常见的上肢骨折类型并对当前广泛使用公开的上肢骨折数据集进行了总结，同时，对常用的评价指标进行了系统归纳，以便更好地理解模型在不同的任务中的性能表现。其次，深入分析了深度学习在图像分类、目标检测和图像分割三项计算机视觉 (computer vision， CV) 任务中的应用进展，通过总结各算法的优化策略及其在骨折诊断中的具体应用，比较了各自的优势与局限性，并对深度学习模型的可解释性进行总结。最后，从数据规模、使用方法、算法优缺点及实验结果等方面进行了全面对比，系统总结了当前上肢骨折诊断中面临的主要挑战，并对未来研究方向进行了展望。

关键词：深度学习上肢骨折卷积神经网络 CV

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基于全连接神经网络的音乐厅音质分级评价

声学技术 2025年

作者：闫琛李运江许华华范波三峡大学建筑技术科学研究所湖北省防灾减灾工程技术研究中心

为了准确和快速地利用所获得的声学客观参量对音乐厅音质进行评价，文章采用了全连接神经网络（Fully Connected Neural Network, FCNN）方法来构建音乐厅音质分级评价模型，探索了音乐厅设计和音质优化的新方法。文章将音乐厅的3类13... 详细信息

为了准确和快速地利用所获得的声学客观参量对音乐厅音质进行评价，文章采用了全连接神经网络（Fully Connected Neural Network, FCNN）方法来构建音乐厅音质分级评价模型，探索了音乐厅设计和音质优化的新方法。文章将音乐厅的3类13种声学客观参量与音乐厅音质效果等级作为输入和输出，用于训练FCNN模型，得到了较精准的音乐厅音质分级评价模型。经过训练的音乐厅音质分级评价模型能够以决定系数R2=1的精度来对音乐厅音质进行行分级评价。相较于传统的音质分级评价方法，基于FCNN的音质分级评价方法计算耗时约为前者的1/10。在此基础上，通过分析FCNN模型中输入层到隐藏层的权重矩阵，同时结合基于机器学习的决策树算法，文章对13种声学客观参量进行了权重优选，最终确定了影响音乐厅音质效果等级的声学客观参量排序。排序结果表明，在音乐厅音质评价中，时间类声学客观参量的权重明显高于其他类声学客观参量的权重。研究发现在实际音乐厅音质评价过程中使用FCNN方法可以减少传统分级评价方法导致的主观性误差影响，该方法可为优化音乐厅设计和提升听众体验提供有力支持。

关键词：音乐厅音质分级评价机器学习全连接神经网络音乐厅参数化设计音乐厅声学客观参量

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基于准稳态过程的混流泵启动性能优化

排灌机械工程学报 2025年

作者：李伟杨毅李硕刘明江齐寒东江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏大学镇江流体工程装备技术研究院

在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致... 详细信息

在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致能量损失,从而提升混流泵的水力性能.将原始混流泵与优化后混流泵的外特性、叶片压力分布进行对比,并分析混流泵内部涡结构,验证了所提出的准稳态启动过程水力性能优化方案的可行性.研究结果表明:叶片进口安放角α1,α4,α5,叶片出口安放角β1,β2,β3,β4,β5,叶片包角φ和叶片厚度系数θ对混流泵加权平均扬程和加权平均效率的影响程度较大;对比不同启动时刻下混流泵的叶片压力分布,发现该方法能够有效提升混流泵启动中后期的瞬态扬程和启动中期的水力效率.

关键词：混流泵启动过程响应面模型 NSGA遗传算法数值计算