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面向进出站强制换道过程的智能网联公交车两车协同换道策略

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1456-1468页

作者：任晗啸罗禹贡关书睿于杰周俊宇李克强清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室北京100084

目前针对智能网联公交车换道策略的研究多基于单车智能实现,缺少对周围车辆的考虑,难以处理车间冲突,无法同时保障公交车进出站强制换道的安全性和成功率,且容易对上游交通造成影响。该文旨在面向公交车进出站强制换道过程,提出一种基... 详细信息

目前针对智能网联公交车换道策略的研究多基于单车智能实现,缺少对周围车辆的考虑,难以处理车间冲突,无法同时保障公交车进出站强制换道的安全性和成功率,且容易对上游交通造成影响。该文旨在面向公交车进出站强制换道过程,提出一种基于云控系统的两车协同换道策略。针对进站过程,建立了基于换道收益准则的换道决策模型,制定了包含纵向调整、协同换道的两段式滚动时域轨迹规划方法,并基于分层二次规划改善算法实时性;针对出站过程,采用基于规则的决策方法和提前减速策略,制定了考虑港湾式车站特点的轨迹规划方法,以适应车站形状和公交车机动性的要求。仿真和硬件在环实验表明:该策略能够有效提升公交车进出站强制换道的成功率,并在保障换道安全的同时降低对上游交通的影响,且在真实云平台的运算、通信环境下具备可用性。

关键词：智能网联汽车公交车强制换道协同换道

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舰船综合电力系统研究进展与应用建议

中国电机工程学报 2024年第17期44卷 6761-6775页

作者：马伟明肖飞马凡电磁能技术全国重点实验室(海军工程大学)

该文概述舰船综合电力系统(integrated power system,IPS)的原理、组成、分类、特点与技术难点，介绍国内外工程研制情况，综述集成设计、大容量直流源及其并联组网控制、大容量直驱式电力推进、直流大电流开断保护、电力电子静止电源... 详细信息

该文概述舰船综合电力系统(integrated power system,IPS)的原理、组成、分类、特点与技术难点，介绍国内外工程研制情况，综述集成设计、大容量直流源及其并联组网控制、大容量直驱式电力推进、直流大电流开断保护、电力电子静止电源、高密度储能、智能化能量管理等7项共性技术及我国技术研究突破情况。针对IPS在民用新能源船舶、电动及混动飞机、轨道交通、海上能源高效利用等推广应用实际需求，给出系统推荐方案，并提出各应用场景下还需重点研究的内容，旨在为IPS在多领域推广应用提供参考。

关键词：舰船综合电力系统共性技术新能源船舶电动及混动飞机轨道交通海上能源高效利用

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坝基灌浆量预测ISSA-Stacking集成学习代理模型研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第2期57卷 174-185页

作者：祝玉珊王晓玲崔博陈文龙轩昕祺余红玲天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350

灌浆量预测对坝基灌浆施工具有重要意义.由于灌浆工程隐蔽且复杂,传统方法难以实现准确高效的灌浆量预测.代理模型是一种能够建立影响因素与响应值之间近似关系的快速求解方法,然而单一代理模型的预测稳定性和准确性较低,组合代理模型... 详细信息

灌浆量预测对坝基灌浆施工具有重要意义.由于灌浆工程隐蔽且复杂,传统方法难以实现准确高效的灌浆量预测.代理模型是一种能够建立影响因素与响应值之间近似关系的快速求解方法,然而单一代理模型的预测稳定性和准确性较低,组合代理模型仅将单一模型结果进行加权平均,预测精度仍有待提高.为解决上述问题,本文提出一种ISSA-Stacking集成学习代理模型新方法用于灌浆量预测研究.首先,针对灌浆量预测具有数据量小、影响因素与灌浆量之间非线性关系复杂且预测不确定性较大等特性,基于Stacking集成学习策略,选取在小样本预测中表现优越的支持向量回归(SVR)、具有良好非线性拟合能力的BP神经网络(BPNN)和预测泛化性能及稳定性高的随机森林(RF)等算法作为基学习器,采用自适应学习和不确定性处理能力强的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)作为元学习器以集成上述机器学习算法的优势,构建具有更优预测性能和泛化能力的Stacking集成学习方法作为代理模型;其次,为进一步提高模型预测精度,采用混沌理论和Lévy飞行策略改进的麻雀搜索算法(ISSA)对集成学习代理模型进行参数同步优化;最后,将所提ISSA-Stacking集成学习代理模型应用于某实际灌浆工程的灌浆量预测并与其他方法进行对比分析.结果表明,所提方法具有较高的预测精度,绝对平均误差仅为0.21 m^(3);与组合代理模型及单一代理模型(SVR、BPNN和RF)相比,平均精度分别提高24.34%、30.84%、32.68%和26.56%,为灌浆量预测提供了一种新思路.

关键词：灌浆量预测 Stacking集成学习方法代理模型麻雀搜索算法

基于CA-RL的堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划

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水利学报 2024年第3期55卷 253-265页

作者：崔博钟航王佳俊谭添文林威伟佟大威天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350

碾压作业是堆石坝填筑仓面施工的关键工序,科学合理规划碾压路径能够在保障碾压质量的前提下提高碾压效率。在当前路径规划研究基础上进一步考虑碾压机数量变化、压实质量感知等动态要素可以提高路径规划模型面对复杂动态的仓面施工环... 详细信息

碾压作业是堆石坝填筑仓面施工的关键工序,科学合理规划碾压路径能够在保障碾压质量的前提下提高碾压效率。在当前路径规划研究基础上进一步考虑碾压机数量变化、压实质量感知等动态要素可以提高路径规划模型面对复杂动态的仓面施工环境的适应性。本文通过建立基于元胞自动机的填筑仓面信息模型、提出条带整体压实质量评价方法,解决压实质量等仓面信息的储存更新的问题;通过建立基于强化学习的碾压作业路径规划模型、构建碾压机状态集和动作集、设计奖励函数和探索利用策略,解决碾压机数量变化的路径分配的问题;耦合上述两种模型,实现堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划。结合国内某堆石坝工程开展了工程应用,结果表明:本方法可动态考虑碾压机数量变化、压实质量感知等要素,路径规划结果在保障碾压质量的前提下路径长度相较现场施工实际路径平均缩短22.3%,能够有效提升碾压效率。

关键词：堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划元胞自动机强化学习

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侧式进/出水口各孔道流量分配差异及影响因素

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第6期57卷 633-641页

作者：高学平马一鸣刘殷竹朱洪涛天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口各孔道流量分配,现有设计规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不宜超过10%,但实际工程设计难以达到此要求.本文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,通过优化进/出水口各体型参数,利用数值模拟... 详细信息

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口各孔道流量分配,现有设计规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不宜超过10%,但实际工程设计难以达到此要求.本文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,通过优化进/出水口各体型参数,利用数值模拟方法研究各孔道流量等水力参数,重点分析分流墩布置对各孔道流量分配的影响及其规律,试图使进流工况和出流工况相邻中边孔道的流量不均匀程度均最小.研究表明,改变扩散段分流墩布置能有效改善流量不均匀程度.对于3墩4孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度在出流工况下随中边孔宽度比增大而增大,在进流工况下随中边孔宽度比增大而减小;当中边孔宽度比增大且中墩后移距离减小时,出流工况和进流工况下的流量不均匀程度均减小.对于2墩3孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度不论在出流工况下还是在进流工况下,均随中边孔宽度比增大呈先减小后增大的规律.优化后的3墩4孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.228∶0.272,中墩后移距离取0.36D(D为隧洞直径),其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为18.47%~19.43%,在进流工况下为19.82%~19.83%;优化后的2墩3孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.310∶0.345,其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为19.47%~19.63%,在进流工况下为18.66%~18.67%.相邻中边孔道的流量不均匀程度较难满足不宜超过10%的设计规范要求.研究成果将有助于《抽水蓄能电站设计规范》中关于进/出水口水力指标要求的完善.

关键词：抽水蓄能电站侧式进/出水口体型优化流量分配数值模拟

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松铺覆盖下相变黏土施工防冻控温数值模拟

水利学报 2024年第8期55卷 955-965页

作者：刘东海郑涵马子茹陈辉天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津 300350

堤坝及路基等工程冬季负温下施工,土料会因短时冻结或冻融而引起压实性能降低,并诱发冻胀、融沉、开裂等病害.常规覆盖保温措施工艺复杂,难以实现负温下连续施工,易使工期延长.相变黏土为改善土料防冻性能、延长冬季施工时间提供了可能... 详细信息

堤坝及路基等工程冬季负温下施工,土料会因短时冻结或冻融而引起压实性能降低,并诱发冻胀、融沉、开裂等病害.常规覆盖保温措施工艺复杂,难以实现负温下连续施工,易使工期延长.相变黏土为改善土料防冻性能、延长冬季施工时间提供了可能,但相变材料(PCM)掺量过高影响土料力学性能.为此,本文提出了土料掺混PCM与松铺覆盖联合的防冻控温措施,利用原有施工中上层土料松铺工序,尽可能减少PCM掺量,减小施工干扰,同时解决负温施工暴露时段土料的表层防冻问题.首先,建立了考虑上层土料松铺的施工相变传热有限元数值模型,并验证了模型的有效性;然后,定量分析了不同松铺厚度、PCM掺量对相变黏土冬季施工控温效果的影响,提出了相变黏土有效施工时长的估计方法;最后,给出了防冻控温措施建议,采用2％PCM掺量和9.6 cm松铺覆盖层厚度,即可满足现场施工控温的要求.本研究为解决寒区土料冬季施工过程中的防冻控温难题提供了新的技术途径.

关键词：相变黏土防冻控温松铺覆盖相变传热数值模拟

直接剪切下页岩的各向异性破坏特征和强度预测模型

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 257-267页

作者：叶春烽谢和平李存宝深圳大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室广东深圳518060 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044

了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏... 详细信息

了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏测试,详细分析了在层理弱面影响下页岩的剪切应力–剪切位移、抗剪强度、剪切模量和破坏模式的各向异性特征。结果表明:页岩的剪切破坏表现为典型的非线性渐进破坏特征;页岩平均抗剪强度和剪切模量随层理倾角的增加均呈现“M”型变化趋势;在90°~180°的层理倾角区间,平均抗剪强度的极值差明显大于0°~90°区间,而剪切模量近似关于90°呈对称变化;当层理倾角从0°变化到180°时,页岩剪切各向异性行为呈现非对称演化规律。在层理倾角和直接剪切荷载作用下,页岩的破坏模式有3类:层理倾角为0°时,沿层理面剪切滑移破坏;层理倾角为30°、60°和90°时,表现为穿透层理和基质的剪切滑移破坏;其他倾角下呈现穿透层理和基质的剪切滑移与沿层理的拉伸劈裂相结合的复合破坏。基于试验结果和组构张量,构建了一个可考虑页岩本征各向异性和剪应力诱导各向异性影响的直接剪切破坏准则,其理论预测值与试验结果的平均偏差率低于3%,能够定量表征黏聚力和摩擦系数的各向异性程度,合理评估页岩直接剪切强度对外加法向应力的敏感性,可推广应用于理论表征所有层状岩土材料的直接剪切强度。

关键词：各向异性直接剪切抗剪强度非对称破坏模式剪切破坏准则

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飞行自组织网的全双工双向时间传递技术研究

电子与信息学报 2024年第7期46卷 2732-2739页

作者：陈聪徐强赵宏志邵士海唐友喜电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室成都611731 电磁空间认知与智能控制技术实验室北京100089

针对飞行自组网(FANET)中节点间相对运动导致双向时间传递精度下降的问题,该文提出一种全双工双向时间传递(TWTT)方法。首先,根据全双工双向时间传递过程构造了需要求解的方程组,推导了单次时间传递的同步误差表达式;然后,分析了在无频... 详细信息

针对飞行自组网(FANET)中节点间相对运动导致双向时间传递精度下降的问题,该文提出一种全双工双向时间传递(TWTT)方法。首先,根据全双工双向时间传递过程构造了需要求解的方程组,推导了单次时间传递的同步误差表达式;然后,分析了在无频偏和有频偏条件下,迭代进行全双工双向时间传递的收敛性;最后,通过仿真分析和实验验证比较了全双工双向时间传递方法和传统双向时间传递方法的性能。仿真和实验结果表明,全双工双向时间传递方法在节点高速机动下,时间同步精度可达到与物理层时间戳相同的精度,优于现有的运动补偿方法。

关键词：飞行自组网带内全双工双向时间传递非对称传播时延

面向阵列级同时同频收发的宽带自干扰空域抑制

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 1951-1957页

作者：林朗赵宏志邵士海唐友喜电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室成都611731 电磁空间认知与智能控制技术实验室北京100089

具备阵列级同时同频收发能力的多功能一体化平台,面临发射阵列对接收阵列的强自干扰问题。针对这一问题,该文设计了一种宽带自干扰空域抑制方法,构造了限制主波束增益损失条件下,最小化残余自干扰和噪声功率的非凸优化问题,提出了交替... 详细信息

具备阵列级同时同频收发能力的多功能一体化平台,面临发射阵列对接收阵列的强自干扰问题。针对这一问题,该文设计了一种宽带自干扰空域抑制方法,构造了限制主波束增益损失条件下,最小化残余自干扰和噪声功率的非凸优化问题,提出了交替迭代的优化算法联合求解发射和接收数字波束成形系数,从理论上分析了所提算法的自干扰抑制极限性能,并给出了所提算法的计算复杂度。分析和仿真结果表明,给定2.4 GHz工作频率,100 MHz带宽,主波束增益损失限制在3 dB时,收发各30阵元的相控阵列宽带自干扰空域抑制能力,即有效各向同性隔离度达到168 dB,距离自干扰抑制性能极限差距7 dB。

关键词：同时同频收发数字波束成形空域自干扰抑制