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考虑差异化需求的电动汽车充电调度策略

控制与决策 2024年第3期39卷 795-803页

作者：蔡凌郭戈施冷安东东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004

电动汽车行驶里程短、充电时间长是影响驾驶体验的关键.通过对电网、充电设备进行大规模升级的方法减少充电时间,成本昂贵,因此充分利用现有路网、电网资源,制定智能充电调度策略成为提高驾驶体验的重要手段.考虑到驾驶者对充电时间敏... 详细信息

电动汽车行驶里程短、充电时间长是影响驾驶体验的关键.通过对电网、充电设备进行大规模升级的方法减少充电时间,成本昂贵,因此充分利用现有路网、电网资源,制定智能充电调度策略成为提高驾驶体验的重要手段.考虑到驾驶者对充电时间敏感度的异质性,提出具有差异化的调度策略以满足不同优先级驾驶者的需求.首先,为均衡不同优先级驾驶者的利益,提出一种基于动态截断机制的两优先级队列模型;其次,定义充电站的准入原则,保证高优先级驾驶者对预留桩的使用权及对空闲桩的优先抢占权;然后,提出基于截断机制的双层优化模型CCPQ(charging with cut-off priority queue),在顶层高优先级车辆与充电桩最优匹配的基础上,设计底层低优先级车辆的分配策略优化模型,将最小化低优先级驾驶者的总等待时间构建为凸优化问题;最后,通过仿真验证策略的有效性及优越性.

关键词：电动汽车充电策略区分服务预约截断优先级队列凸优化

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基于脉冲神经网络的智能控制研究进展

控制理论与应用 2024年

作者：刘晓德郭宇飞黄旭辉马喆航天科工集团智能科技研究院有限公司

近些年,具备低功耗、高鲁棒、融合时空信息等优势的脉冲神经网络(spiking neural network,SNN)在类脑研究与智能控制的交叉领域方兴未艾.基于脉冲神经网络架构的智能控制方法是实现与环境自主交互并且高能效完成复杂控制任务的有效途径... 详细信息

近些年,具备低功耗、高鲁棒、融合时空信息等优势的脉冲神经网络(spiking neural network,SNN)在类脑研究与智能控制的交叉领域方兴未艾.基于脉冲神经网络架构的智能控制方法是实现与环境自主交互并且高能效完成复杂控制任务的有效途径之一.为此,本文首先介绍了SNN的基本要素与研究动机;然后详细介绍了近年来基于脉冲神经网络智能控制的研究进展以及在机器人、无人车、无人机等领域的应用情况;接着总结了一些现有的硬件平台,用以实现SNN算法的高效能实现.最后,总结展望了SNN控制发展的机遇与挑战.本文旨在梳理出SNN控制发展的技术脉络,为其快速发展提供借鉴与思路.

关键词：脉冲神经网络深度学习神经网络与智能控制神经形态计算

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智能汽车轨迹跟踪多目标显式模型预测控制

汽车工程 2024年第5期46卷 784-794,815页

作者：赵树恩王盛冷姚重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063

针对现有智能汽车轨迹跟踪控制算法难以同时保证跟踪精确性、横向稳定性、舒适性以及控制实时性的问题,提出了一种基于多目标优化和显式模型预测控制理论的轨迹跟踪控制策略(MO-EMPC)。首先,建立考虑跟踪精确性、横向稳定性、舒适性的... 详细信息

针对现有智能汽车轨迹跟踪控制算法难以同时保证跟踪精确性、横向稳定性、舒适性以及控制实时性的问题,提出了一种基于多目标优化和显式模型预测控制理论的轨迹跟踪控制策略(MO-EMPC)。首先,建立考虑跟踪精确性、横向稳定性、舒适性的多目标函数及约束。然后,针对传统MPC控制实时性低的问题,设计基于EMPC的多目标优化轨迹跟踪控制器,通过引入多参数二次规划(MPQP)理论,将反复在线优化求解过程转化为等价的分段仿射系统(PPWA),离线计算得到最优显式控制律以供实时控制调用,减少在线运算时间。最后,基于CarSim/Simlink联合仿真方法,将所设计控制器的轨迹跟踪多目标优化效果与MPC控制效果进行对比验证。研究结果表明,所提出的轨迹跟踪策略在保证良好的跟踪精度前提下,横向稳定性、舒适性方面的表现更优于MPC控制器,且算法在线运行速度提高56.63%。

关键词：汽车工程轨迹跟踪多目标优化智能车辆显式模型预测控制

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水下图像增强与复原技术进展与展望

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第6期36卷 805-830页

作者：纪勋冷娜郭慧大连海事大学船舶电气工程学院大连116026 梧州学院广西机器视觉与智能控制重点实验室梧州543002

近年来,水下图像增强与复原技术已成为促进水下目标检测、海洋生物识别、海底测绘等领域发展的重要手段,具有重要的学术意义与应用价值.首先,回顾并分析了水下成像机理,同时指出了当前水下成像技术由硬件设备、气候约束、人造光源以及... 详细信息

近年来,水下图像增强与复原技术已成为促进水下目标检测、海洋生物识别、海底测绘等领域发展的重要手段,具有重要的学术意义与应用价值.首先,回顾并分析了水下成像机理,同时指出了当前水下成像技术由硬件设备、气候约束、人造光源以及粒子干扰这4个方面所带来的难点与挑战;其次,全面介绍了水下图像增强与复原技术相关工作,分析了2种技术的联系与区别,同时从技术路线的角度对当前主流水下图像增强与复原方法进行了详细的分类与讨论,并通过实验指明了不同分类方法的各自特点;再次,总结了常用的水下图像数据集与图像评价指标,从数据支撑以及质量评估的方面为当前水下图像增强与复原工作提供了全面翔实的技术指导;最后,预测并分析了未来水下图像增强与复原技术在应用场景、降质方式以及评价指标3个方面的可行发展方向,尤其指明了当前人工智能在水下图像增强与复原领域中所能发挥的巨大潜力以及实用价值.

关键词：水下图像水下图像增强水下图像复原图像质量评价

韩国补课如何影响数学成绩?——基于TIMSS 2019数据的双层线性模型分析

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复旦教育论坛 2024年第3期22卷 68-81页

作者：冷帝豪波士顿学院林奇教育与人类发展学院波士顿02467

韩国中小学生普遍补课,背后的关键假设是补课有利于提高学习成绩,但是补课和成绩的关系究竟如何,目前尚无定论。此外,补课的作用可能因条件而异,有必要更加细致地考察补课对不同群体的作用。本研究基于“国际大型数学与科学趋势研究”(T... 详细信息

韩国中小学生普遍补课,背后的关键假设是补课有利于提高学习成绩,但是补课和成绩的关系究竟如何,目前尚无定论。此外,补课的作用可能因条件而异,有必要更加细致地考察补课对不同群体的作用。本研究基于“国际大型数学与科学趋势研究”(TIMSS)2019八年级测评数据,采用双层次线性模型进行分析,发现韩国八年级学生补课时间越长,数学成绩就越好。在此基础上,如果学生所在学校平均补课时间长,学生成绩将额外增加;这种作用可被该校学生的整体家境组成所部分解释。学生补课时长与成绩的关系既不因学校而异,也不因其学业水平的高低而异;但是学生家庭经济与文化资本越薄弱,补课久与成绩提升的关系越大。本研究还发现,校内数学教师的教学水平能够在一定程度上中和补课与成绩的关系,但是这种作用比较有限。韩国已然形成补课主导的教育生态,补课对成绩有顽强的预测力,其背后反映的是学生与家长在学业竞争中胜出的需求无法在公办教育中得到满足;反过来,韩国的补课市场提供了更加多元化、个性化的教育。

关键词：补课影子教育 TIMSS 多层线性模型数学成绩

基于新型耗能板提升钢框架节点抗震和抗连续倒塌能力

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工程力学 2024年第2期41卷 83-97页

作者：孟宝杜强强钟炜辉段仕超李亮德西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作... 详细信息

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作用和连续倒塌条件下的协同作用,给出了新型耗能板节点的设计方法。结果表明:新型耗能板在单调和循环荷载作用下的力学性能不同,在单调荷载作用下表现为受拉破坏,在循环荷载作用下表现为剪切破坏;通过算例分析表明,新型耗能板节点的抗震与抗连续倒塌设计方法是合理的;新型耗能板全焊节点在地震和连续倒塌条件下主要经历双塑性区域形成阶段和硬化阶段,其中新型耗能板全焊节点的抗震和抗连续倒塌性能的差异主要体现在硬化阶段;新型耗能板的增加可同时有效提高全焊节点在地震和连续倒塌条件下的承载力、变形和耗能能力。

关键词：钢框架节点新型耗能板抗震能力抗连续倒塌能力

结合偏差校正和动态约束线性回归模型的两阶段多源降水数据融合方法

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地球信息科学学报 2024年第11期 2506-2528页

作者：谢文豪易善桢冷创华中科技大学土木与水利工程学院

降水融合技术通过将多种降水数据整合在一起，以获取更准确和更可靠的降水信息。然而，这些降水数据源通常本身存在系统偏差，同时降水表现出显著的时空异质性。为应对这些问题，本文提出了一种偏差校正和降水时空融合相结合的两阶段降... 详细信息

降水融合技术通过将多种降水数据整合在一起，以获取更准确和更可靠的降水信息。然而，这些降水数据源通常本身存在系统偏差，同时降水表现出显著的时空异质性。为应对这些问题，本文提出了一种偏差校正和降水时空融合相结合的两阶段降水融合方法。在偏差校正阶段，采用经验累积分布函数匹配法（ECDF）对降水产品进行偏差校正；在时空融合阶段，先通过动态约束线性回归模型（DCLR）获取时空权重，随后对偏差校正后的降水产品进行加权平均。将本文提出的降水融合方法称为ECDF＿DCLR。此外，在时空融合阶段分别使用动态贝叶斯模型平均（DBMA）和简单模型平均（SMA）与偏差校正阶段的ECDF结合，形成对照降水融合方法 ECDF＿DBMA和ECDF＿SMA，以验证ECDF＿DCLR的有效性。将ECDF＿DCLR、ECDF＿DBMA和ECDF＿SMA分别应用于西南地区2005—2017年卫星降水产品IMERG和再分析降水产品ERA5-Land的融合，以地面气象站降水数据作为基准评估融合结果。结果表明：(1) ECDF能有效降低IMERG和ERA5-Land的系统偏差，同时提高它们的精度，两者RB绝对值减小的比例分别为95.5%和99.6%,KGE增加的比例分别为12.7%和41.5%。ECDF还可以增强ERA5-Land的探测降水事件能力（ERA5-Land的CSI增加了7.8%），但对IMERG的影响不大（IMERG的CSI保持0.53不变）。此外，在融合前进行偏差校正是必要的，偏差校正与时空融合相结合生成的降水产品的KGE和CSI分别平均高出只时空融合生成的降水产品的KGE和CSI的11.5%和3.1%。(2) DCLR、SMA和SMA均能有效融合降水产品，3种方法中DCLR降水融合的精度最好，它们提高降水事件探测能力的差异不大。在不同时间尺度、空间尺度和不同海拔等级上，3种融合降水产品的KGE和CSI大都大于或接近最佳数据源的KGE和CSI，它们当中通过DCLR融合的降水产品具有最高的KGE，但它们CSI的差距基本不超过0.01。与地理加权回归相比和带漂移项的克里金相比，ECDF＿DCLR的大部分指标表现更好，其KGE和CSI分别至少高出前者的4.3%和1.8%。总之，ECDF与DCLR相结合的降水融合方法能够为西南地区提供更准确的降水数据，给多源降水数据融合领域提供研究思路。

关键词：降水融合偏差校正 IMERG ERA5-Land 经验累积分布函数匹配法动态约束线性回归模型西南地区

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Kümmell病治疗面临的挑战及策略

中华创伤骨科杂志 2024年第5期26卷 369-373页

作者：梅伟张振辉王庆德郑州市骨科医院脊柱外科郑州450052

Kümmell病,又称创伤后迟发性缺血性椎体骨坏死,是临床上一种较为少见的特殊类型骨质疏松性椎体压缩骨折,首次在1895年由Kümmell[1]提出。患者通常在遭受轻微外伤或无明显原因出现脊柱疼痛,在一段无症状期后,再次出现症状性且逐渐加重... 详细信息

Kümmell病,又称创伤后迟发性缺血性椎体骨坏死,是临床上一种较为少见的特殊类型骨质疏松性椎体压缩骨折,首次在1895年由Kümmell[1]提出。患者通常在遭受轻微外伤或无明显原因出现脊柱疼痛,在一段无症状期后,再次出现症状性且逐渐加重的背痛,并可能导致椎体塌陷和脊柱后凸畸形。由于该病症状出现缓慢且隐匿,常常导致诊断和治疗的延误。若未得到及时治疗,患者可能会遭受持续且难以缓解的腰背部疼痛,或伴有严重的神经损伤表现,严重影响其生活质量[2]。

关键词：脊柱后凸畸形轻微外伤骨质疏松性椎体压缩骨折背痛腰背部疼痛症状性神经损伤挑战及策略

基于子区域切分与SSA-XGBoost的室内定位方法

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传感技术学报 2024年第5期37卷 833-840页

作者：冷腾飞苏圣超上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

在利用位置指纹进行实时室内定位时,由于多径效应、信号闭塞或无线AP本身不稳定,而影响最终的定位效果。对此,提出了一种基于子区域切分结合麻雀算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化XGBoost的室内定位方法。离线训练阶段,利用改进的... 详细信息

在利用位置指纹进行实时室内定位时,由于多径效应、信号闭塞或无线AP本身不稳定,而影响最终的定位效果。对此,提出了一种基于子区域切分结合麻雀算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化XGBoost的室内定位方法。离线训练阶段,利用改进的FCM(Fuzzy C-means)算法和区域相关系数指标将待定位区域划分为多个子域,通过AP优化为每个子域选择最优AP集合。针对XGBoost算法性能易受到初始参数问题影响,利用麻雀算法对XGBoost初始参数寻优得到相对较优的参数,并分别为各个子区域构建SSA-XGBoost定位模型。在线定位阶段,目标点通过匹配子区域的聚类中心得到所属子区域,最终利用该子区域的定位模型预测目标点的位置。与其他定位算法相比,所提算法平均误差分别减少14.7%、22.4%、37.1%,证明所提方法在实际环境中较其他算法具有更好的定位效果。

关键词：室内定位 AP优化改进FCM 麻雀优化算法 XGBoost