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超启发蚁群优化算法求解带柔性时间窗的绿色两级多周期车辆路径问题

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控制与决策 2025年第3期40卷 745-754页

作者：郭宁钱斌申秋义那靖胡蓉耿言昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明理工大学云南省高校工业智能与系统重点实验室昆明理工大学机电工程学院

针对带柔性时间窗的绿色两级多周期车辆路径问题(G2E-MPVRPFTW),建立同时以最小化碳排放量和最大化客户满意度为目标的数学模型,提出一种结合K-means带时间窗聚类(KCTW)的超启发蚁群优化算法(HHACOA)进行求解.首先,根据G2E-MPVRPFTW大... 详细信息

针对带柔性时间窗的绿色两级多周期车辆路径问题(G2E-MPVRPFTW),建立同时以最小化碳排放量和最大化客户满意度为目标的数学模型,提出一种结合K-means带时间窗聚类(KCTW)的超启发蚁群优化算法(HHACOA)进行求解.首先,根据G2E-MPVRPFTW大规模、多约束、强耦合的复杂特性,采用KCTW将该问题分解为多个子问题,以降低问题的求解复杂度;其次,使用HHACOA求解分解后的各子问题,并将这些子问题的解合并获得原问题G2E-MPVRPFTW的解. HHACOA在高层策略域生成9种邻域操作的不同排列,采用蚁群优化算法(ACOA)对优质排列信息进行学习,并基于重构的转移概率矩阵生成新的排列,以有效引导搜索到达优质解集中的区域; HHACOA在低层问题域利用启发式规则和随机方法生成初始种群,并将高层产生的每个排列作为一种算法,作用于种群中的每个个体,以实现在解空间更多不同区域进行搜索.

关键词：两级车辆路径问题多周期绿色柔性时间窗多目标优化超启发蚁群优化算法

基于复数卷积和注意力机制的并行磁共振成像重建

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北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 85-93页

作者：段继忠肖琛昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

针对并行磁共振成像的重建,提出深度复数注意力网络(DCANet)模型。根据磁共振成像数据的复数性质,该模型使用复数卷积替换常规实数卷积;由于并行磁共振成像的数据中每个线圈获取到的数据有所不同,该模型还使用逐通道的注意力机制来重点... 详细信息

针对并行磁共振成像的重建,提出深度复数注意力网络(DCANet)模型。根据磁共振成像数据的复数性质,该模型使用复数卷积替换常规实数卷积;由于并行磁共振成像的数据中每个线圈获取到的数据有所不同,该模型还使用逐通道的注意力机制来重点关注有效特征较多的通道;该模型使用数据一致性层保留采样过程中的原始数据,最终形成级联网络。使用3个不同的采样模式对2个不同磁共振成像数据序列进行实验,实验结果表明:DCANet模型具有较好的重建效果,能够获得更高的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性指数(SSIM),以及更低的高频误差范数(HFEN),其中,PSNR相比磁共振成像级联通道注意力网络(MICCAN)、Deepcomplex、双倍频网络(DONet)这3种模型平均分别提高了4.52 dB、2.30 dB和1.21 dB。

关键词：并行磁共振成像图像重建深度学习复数卷积网络注意力机制

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城市交通拥塞源参数反演性能综合对比

西南交通大学学报 2025年第1期60卷 243-252页

作者：赵雪亭胡立伟昆明理工大学交通工程学院云南昆明650500

为准确掌握城市交通拥塞源内在的主要参数及扩散传播规律,以实现交通拥塞源科学管控.首先,引入用于大气污染物扩散的高斯烟羽模型并进行改进,将城市交通拥塞源划分为连续交通流和一系列间断性交通流,实现高斯烟羽模型结构解析;其次,利用... 详细信息

为准确掌握城市交通拥塞源内在的主要参数及扩散传播规律,以实现交通拥塞源科学管控.首先,引入用于大气污染物扩散的高斯烟羽模型并进行改进,将城市交通拥塞源划分为连续交通流和一系列间断性交通流,实现高斯烟羽模型结构解析;其次,利用Griewank、Schaffer和Rastrigin 3种测试函数对“单点源”参数反演算法进行测试,最终选用人群搜索算法;最后,通过交通拥塞源观测数据,从3个维度评估5种典型目标函数在不同参数数量(单、两、三)下的性能差异.研究结果表明:在单参数情形下,基于单位面积交通密度偏差平方和目标函数稳定性较好;反演源强相对偏差绝对值置信区间为38.38%±9.94%,小于50.00%实验次数占全部实验次数的84.52%,各目标函数稳定性均较好;在两参数反演源强情形下,基于对数变换单位面积交通密度均方根误差目标函数准确性最高,反演源强相对偏差绝对值置信区间为51.42%±9.84%,小于50.00%实验次数占全部实验次数的92.16%,在反演位置方面,基于单位面积交通密度偏差平方和目标函数准确性最好(反演位置偏差的绝对值为37.22 m±10.64 m),基于相关系数的目标函数稳定性最强(变异系数为0.022);三参数情形下,准确性反演结果和两参数较一致,除对数变换目标函数外各目标函数源强稳定性均较差,但位置稳定性均较好.

关键词：交通工程高斯烟羽模型启发式算法参数反演性能对比

高压隔膜泵单向阀流场与阀芯运动的动态耦合特性分析

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振动与冲击 2025年第3期44卷 115-123页

作者：粟立静马军曾尧熊新丁文浩昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省智能控制与应用重点实验室昆明650500

为揭示高压隔膜泵单向阀开合过程中流场与阀芯运动耦合机理,基于6DOF模型和动网格算法,构建单向阀流场与阀芯运动的耦合仿真模型。通过数值模拟,对单向阀的流场速度、压力分布及脉动特性进行分析,获得流场域随时间演变的速度和压力云图... 详细信息

为揭示高压隔膜泵单向阀开合过程中流场与阀芯运动耦合机理,基于6DOF模型和动网格算法,构建单向阀流场与阀芯运动的耦合仿真模型。通过数值模拟,对单向阀的流场速度、压力分布及脉动特性进行分析,获得流场域随时间演变的速度和压力云图、全开度下的流场分布以及压力脉动时频域信息,并探讨弹簧参数及流体性质对阀芯运动的影响规律。结果表明:在单向阀一个开合周期内,位于阀隙流场处的流体流速激增,高速流体与腔内低速流体相接触形成剪切流动,在阀芯的周围流场形成大尺度漩涡特征;阀芯两侧流场存在较大压差,入口侧形成高压区,阀隙流场处呈现大幅度压力梯度变化且振幅波动显著,压力脉冲峰值频率集中在低频段内;随着弹簧刚度及预紧力增大,阀芯升程高度减小,回座撞击作用加剧,且预紧力对阀芯振荡影响较为显著;随着入口流量增大,阀芯升程高度增大,上升及回座速度增大,振荡幅度增大。

关键词：单向阀动网格流速分布压力脉动阀芯运动

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水泥水化碱性环境下腐殖酸溶蚀性试验研究

岩土力学 2025年第2期46卷 437-448页

作者：曹净雷舒羽刘海明张兴文昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500

在泥炭地基土的改良加固处理中,水泥水化反应使地下水土环境酸碱性发生变化,将对泥炭土中主要有机质成分——腐殖酸产生一系列不良影响,进而劣化泥炭地基土的工程性质。试验通过模拟实际工程中使用水泥处理泥炭地基土时所产生的地下碱... 详细信息

在泥炭地基土的改良加固处理中,水泥水化反应使地下水土环境酸碱性发生变化,将对泥炭土中主要有机质成分——腐殖酸产生一系列不良影响,进而劣化泥炭地基土的工程性质。试验通过模拟实际工程中使用水泥处理泥炭地基土时所产生的地下碱性环境,了解水泥水化反应影响泥炭土环境酸碱性的动态变化过程,探索水泥水化碱性环境下泥炭土中腐殖酸的溶蚀性及其影响规律。结果表明:泥炭土环境在水泥水化作用下变化为碱性环境,碱性环境下泥炭土中腐殖酸具有溶蚀性,腐殖酸发生溶蚀后反向调节碱性环境,随着环境酸碱性达到稳定,腐殖酸溶蚀也基本结束。腐殖酸溶蚀作用下泥炭土体内部孔隙增大、骨架结构疏松、整体联结性变差、强度显著降低,腐殖酸溶蚀作用可对泥炭土体造成严重损伤。该研究结果可为水泥水化碱性环境下泥炭土溶蚀性带来的一系列工程问题提供一定的参考价值。

关键词：腐殖酸碱性环境溶蚀性土体损伤水泥水化作用

两阶段智能优化算法求解紧凑型带钢生产热轧调度问题

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 102-116页

作者：梁望钱斌胡蓉张梓琪张长胜昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省高校工业智能与系统重点实验室云南昆明650500

针对实际生产中广泛存在的紧凑型带钢生产热轧调度问题(HRSP_CSP),提出一种两阶段智能优化算法(TIOA)进行求解。为合理控制成本并确保效益,采用主次目标进行优化。主目标为如何加入最少的无委托带钢(即订单外生产的带钢)来构成最小轧制... 详细信息

针对实际生产中广泛存在的紧凑型带钢生产热轧调度问题(HRSP_CSP),提出一种两阶段智能优化算法(TIOA)进行求解。为合理控制成本并确保效益,采用主次目标进行优化。主目标为如何加入最少的无委托带钢(即订单外生产的带钢)来构成最小轧制批次;次目标为如何在主目标确定的轧制批次中,确定各批次内的带钢集合和轧制顺序,以实现轧制平均平滑率(即各批次带钢轧制平滑率的平均值)最小。基于HRSP_CSP的特点,TIOA设计为两阶段优化算法。在TIOA的前一阶段,分析问题特征,提出启发式算法获取问题的最优解(即最小轧制批次)。在TIOA的后一阶段,分析问题性质,提出改进人工蜂群(IABC)算法在较短时间内获取问题的优质解。IABC算法采用基于集合的编码方式,并设计问题解的最优解码策略来提升解的质量,同时设计结合无效邻域判断策略的两类Swap邻域操作以增强局部搜索效率。通过仿真实验和算法对比,验证了TIOA的有效性。

关键词：启发式算法热轧调度人工蜂群紧凑型带钢生产

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钛及其合金表面固体粉末渗镀研究进展

稀有金属材料与工程 2025年第1期54卷 263-279页

作者：唐梓焜段永华郑善举彭明军李萌蘖李俊昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

钛及钛合金由于硬度低、耐磨性差、高温抗氧化性能弱的特点限制了它在复杂环境下的应用。固体粉末渗镀技术可以有效提高钛及其合金的表面硬度、耐磨性以及高温性能。固体粉末渗镀温度、保温时间以及渗剂对渗层的形貌都具有较为明显的影... 详细信息

钛及钛合金由于硬度低、耐磨性差、高温抗氧化性能弱的特点限制了它在复杂环境下的应用。固体粉末渗镀技术可以有效提高钛及其合金的表面硬度、耐磨性以及高温性能。固体粉末渗镀温度、保温时间以及渗剂对渗层的形貌都具有较为明显的影响。碳元素和硼元素的渗入,可以显著提高其表面硬度和耐磨性,而铝元素的渗入可以提高钛合金的高温抗氧化性能,同时增强渗层与基体的结合力。通过调整工艺可以制备多组元的渗层结构,从而获得优异的综合性能。但目前仍存在渗硼层表面疏松、渗层与基体结合力较弱、多元固体粉末渗镀技术有待完善以及渗镀时间长、温度高等问题待解决。

关键词：钛及其合金固体粉末渗镀单一渗多元复合渗

基于混沌博弈理论的多源微波加热温度均匀性优化

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材料导报 2025年第3期39卷 50-57页

作者：杨彪韩泽民段绍米黄宏彬吴照刚彭飞云昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500 昆明理工大学非常规冶金教育部重点实验室昆明650093

本工作研究了多源微波加热系统中材料内部整体温度均匀性的优化问题,也就是在谐振腔体存在驻波的情况下,实现温度场梯度最小的优化目标。首先,从微波频率的动态变化出发,采用热点交替的移频方法,逆转材料温域分布,实现材料间冷热点的中... 详细信息

本工作研究了多源微波加热系统中材料内部整体温度均匀性的优化问题,也就是在谐振腔体存在驻波的情况下,实现温度场梯度最小的优化目标。首先,从微波频率的动态变化出发,采用热点交替的移频方法,逆转材料温域分布,实现材料间冷热点的中和,达到均匀加热的目的。然后,基于不同微波源之间的耦合程度差异,引入混沌博弈优化算法重构不同频率下各个微波源的馈入功率数值,在确保温度均匀性不变的情况下,提升材料的整体温度。最后,通过多源微波与SiC材料相互作用的仿真实例来分析加热过程,并开展对均匀性指标的有效计算。数值计算结果表明,与固定频率加热和扫频加热相比,所提出的方法均匀性分别提升了26.3%~70.2%和60.0%~62.7%,同时加热效率分别提高了2.5%~41.7%和14.2%~14.6%,能有效地改善微波加热的温度均匀性。

关键词：微波加热多微波源功频协同热点交替混沌博弈优化算法均匀性

基于角点相关匹配识别的试样变形测量方法研究

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岩土力学 2025年第2期46卷 665-672页

作者：邵龙潭唐孝强郭晓霞大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

将数字图像测量技术应用于常规土工三轴试验,成功解决了传统变形测量中的诸多难题,显著提升了测量精度与效率。但高像素图像中灰度阶层的多样性和渐变性使得梯度迭代计算变得复杂,角点附近存在多个潜在的角点候选位置,直接影响了亚像素... 详细信息

将数字图像测量技术应用于常规土工三轴试验,成功解决了传统变形测量中的诸多难题,显著提升了测量精度与效率。但高像素图像中灰度阶层的多样性和渐变性使得梯度迭代计算变得复杂,角点附近存在多个潜在的角点候选位置,直接影响了亚像素角点定位精度。为了解决亚像素角点检测算法的定位偏差问题,针对已研发的土工三轴试验试样全表面变形数字图像测量系统,提出了基于角点相关匹配识别的亚像素角点检测方法。该方法首先运用Harris检测算法从原始图像中提取整像素角点坐标,随后以这些角点为中心构建固定尺寸的灰度子区。通过子区间的相关匹配迭代处理,获取了初始整像素角点在变形后的亚像素级位移。在模拟试样仿射变形试验中,改进后的算法在继承角点特征稳健识别的基础上,具有良好的仿射不变性,平均绝对误差降低了80.5%,大幅度提高了三轴试验试样全表面变形测量精度。

关键词：角点相关匹配数字图像测量定位偏差灰度子区