全文下载排行

一年内发表文章 | 两年内 | 三年内 | 全部 | 最近1个月下载排行 | 最近1年下载排行

当前位置： 一年内发表文章

Please wait a minute...


选择: 导出引用 EndNote Ris BibTeX 显示/隐藏图片

Select

1. 基于代理模型辅助NSGA-Ⅱ算法的地铁接驳公交优化 唐进君, 任茂昕, 李志涛, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (11): 95-105.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230595 摘要 （518）   HTML （5）    PDF（pc） （2501KB）（555）    可视化    收藏 城市轨道交通与地面公交之间的便利衔接是满足居民多元化出行需求，促进城市公共交通系统发展的关键。现有研究在建立公交线路优化模型时缺少对一些重要微观指标的考虑，例如高峰期需等待多班公交的比例和车内拥挤度等。同时对线路运营中随机性和异质性要求的考虑也存在不足，导致其在实际应用中表现欠佳。为解决上述问题，该文从公交的服务过程出发，以乘客出行成本与企业成本最小化为目标，建立考虑运行速度、车辆类型、发车频率、线路票价、车辆拥挤程度、线路线型等影响因素的优化模型，使用非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）进行模型求解，并针对遗传操作部分进行改进。同时为提高求解精度，设计了一种微观仿真算法对解进行评估。在此基础上，采用Kriging代理模型进行辅助计算以提高算法求解效率。最后，以深圳市地铁公交接驳为例，采集地铁与公交IC卡刷卡数据，对提出的算法进行验证。同时，进一步对线路票价、运行速度、运营车型以及客流大小等因素进行了灵敏度分析，依据分析结果提出了运营线路的改善建议。结果表明，该算法相较于传统NSGA-Ⅱ算法能在相同的求解时间下得到更好的线路优化方案，方案平均节省约35.49%的总成本，且迭代速度提高26.94%。由此可见，该文提出的地铁接驳公交优化方法对提升接驳效率与运营水平均具有实际意义。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

2. 基于CRISPR/Cas系统的免扩增核酸检测技术研究进展 沈兴, 李妍, 张旭, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2025, 53 (1): 136-146.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230705 摘要 （583）   HTML （13）    PDF（pc） （2876KB）（355）    可视化    收藏 成簇规则间隔短回文重复序列（CRISPR）是来源于古细菌的一种免疫系统，可在特定向导RNA的引领下对外来核酸进行识别与切割。由于具有高特异性靶标识别能力以及靶激活的核酸酶活性，近年来该系统被广泛应用于核酸检测领域。为实现高灵敏检测，成簇规则间隔短回文重复序列及相关基因编码的系统（CRISPR/Cas）通常需与预扩增技术相结合，但这同时带来了扩增子气溶胶污染、依赖专有设备、检测时间延长等问题。因此，许多研究人员致力于开发免扩增CRISPR核酸检测技术以解决上述限制。CRISPR/Cas靶向激活的高周转率非特异性切割活性为这种技术的开发提供了可能性，利用各种提高系统反式切割效率或者增强信号的策略，许多免扩增CRISPR核酸检测技术被成功开发出来。该文综述了近年开发的基于CRISPR的免扩增核酸检测技术，依据策略不同将这些技术分为Cas效应器的联用或构筑生化回路、电化学传感、微体积CRISPR/Cas系统、优化信号报告物等4个方面，并从策略的角度分析了这些技术实现免扩增核酸检测的原理，即通过累积多个蛋白复合物传导的信号、增强信号传感能力、提高反应体系浓度、放大报告底物信号等原理实现灵敏度提升。基于已有的技术原理，该文对几种策略的优缺点进行讨论。此外，该文进一步展望免扩增CRISPR核酸检测技术的发展趋势并提出未来可能的研究方向，为开发更快速、灵敏、简便的分子检测技术以促进其更深入的应用提供参考。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

3. 调节阀空蚀-冲蚀耦合磨损的仿真及实验研究 刘秀梅, 马雪敏, 李贝贝, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (12): 109-118.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240304 摘要 （226）   HTML （3）    PDF（pc） （5582KB）（344）    可视化    收藏 为探究影响煤液化调节阀服役寿命的影响因素，保障煤液化系统运行安全性和稳定性，针对调节阀内气-液-固复杂多相流问题，基于湍流模型、空化模型和离散相模型开展数值仿真，研究了阀内冲蚀磨损和空化空蚀的分布特征，获得了阀芯关键部位的空蚀-冲蚀耦合速率。通过实验再现了调节阀工作时流道内含固多相流的空蚀-冲蚀耦合磨损行为，分析了金属锡制阀芯在连续空蚀-冲蚀复合作用下的损伤形貌，采用粗糙度值定量评价了不同工况下锡制阀芯的损伤程度，探究了阀芯表面的冲击疲劳与复合损伤机制。结果表明：煤液化调节阀内空化发生的主要区域为节流口至阀芯头部的区域，空化发生的范围随着进口压力的增大而增大，空蚀强度也随之增强；不同进口压力下，阀芯表面冲蚀磨损速率的极值均出现在阀芯头部，最大冲蚀磨损速率为1.42 × 10-4 kg/（m2·s），是其他冲蚀区域的10倍以上，其原因是阀芯头部高速流体的回射流裹挟了粒子撞击阀芯头部，同时空泡的溃灭亦冲击了阀芯表面。研究还发现，长时间工作在冲蚀-空蚀耦合作用下的调节阀阀芯表面呈现沟槽和蚀点等特征形貌。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

4. 基于光度立体和双流特征融合网络的工业产品表面缺陷检测方法 胡广华, 涂千禧 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 112-123.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230638 摘要 （296）   HTML （18）    PDF（pc） （5761KB）（342）    可视化    收藏 表面缺陷检测是现代工业生产流程中的重要环节。现有的视觉缺陷检测方法一般通过对目标对象的单幅RGB或灰度图像进行分析，利用缺陷与背景之间的差异性特征实现检测，适用于目标与背景呈较大区别的对象，如金属表面的氧化、斑点缺陷检测。但单纯的RGB图像无法有效地表征主要由深度变化形成的凹坑、凸包等3维缺陷特征，最终导致漏检。为此，文中根据多方向光照成像及光度立体原理提取待测对象表面的3维几何形貌信息；接着，利用对比度金字塔融合算法对原始的多方向光照图像进行有效融合，得到增强的缺陷的2维RGB融合图像特征；然后，在多目标检测框架YOLOv5的基础上，以上述几何形貌及RGB融合图像为输入，构建一种基于双流特征融合的缺陷检测网络模型，该模型引入了空间通道注意力残差模块和门控循环单元特征融合模块，能在多个层级对不同模态特征进行有机融合，实现对表面缺陷的2维RGB及3维形貌信息的有效提取，达到同时应对2维和3维缺陷检测的目的；最后对若干典型工业产品表面缺陷进行检测实验。结果表明，文中方法在多个数据集上的平均检测准确率均超过90%，且能同时应对2维、3维缺陷的检测，检测性能优于目前的主流方法，能够适应不同工业产品表面的检测需求。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

5. 硝酸盐基中低温储热相变材料的制备及热物性调控 安周建, 李璐, 毛帅, 刘立功, 杜小泽, 张东 华南理工大学学报(自然科学版)    2025, 53 (3): 116-126.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240256 摘要 （1488）   HTML （4）    PDF（pc） （2731KB）（338）    可视化    收藏 利用相变材料储热的方法对工业领域中低温余热进行回收、储存以及再利用，是实现能源梯次利用，提高能源利用效率的重要方法。相变材料的物性是决定储热系统性能的关键因素。因此，开发具有适宜相变温度、高低温循环稳定性较好的相变材料，对于实现高效余热回收具有重要的意义。基于此，该文采用静态熔融法，合成了一种新的相变材料NaNO3-KNO3-NaNO2-LiNO3，通过差热分析、热重分析、X射线衍射分析、傅里叶变换红外光谱分析等方法，对该材料的熔点、潜热、比热容和循环稳定性等热物理性能进行了一系列表征，筛选出配比m（NaNO3）∶m（KNO3）∶m（NaNO2）∶m（LiNO3） = 6.32∶47.83∶36.10∶9.75的熔盐作为最终的优选盐。实验结果表明：优选盐具有显著的性能优势，其熔点低至79.02 ℃，潜热为176.71 J/g，固相和液相的平均比热容分别为1.96和2.09 J/（g·℃），分解温度达到600 ℃以上，展现出宽温度范围的适用性；经过100次高低温循环测试后，优选盐仍表现出良好的热循环稳定性。该研究为中低温余热回收及储热系统提供了一种新型的相变储能材料，对相关领域的能源优化和节能减排具有重要的意义。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

6. 用于视频压缩感知的特征域优化启发及多假设交叉注意力重构神经网络 杨春玲, 陈文俊, 刘嘉惠 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 9-21.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230578 摘要 （211）   HTML （14）    PDF（pc） （4456KB）（324）    可视化    收藏 现有视频压缩感知重建网络通常利用光流网络实现像素域运动估计与运动补偿。然而在重建过程中，光流网络的输入为质量较差的初始估计帧，导致获得的光流不准确，基于光流的像素域对齐与融合操作会造成噪声的累积，导致视频重建帧存在明显的人工效应，影响重建质量。基于特征域多通道信息对干扰噪声具有较强的鲁棒性，文中将特征域优化思想应用于视频压缩感知重构神经网络的设计中，提出了特征域优化启发及光流引导的多假设交叉注意力重构神经网络（FOFMCNet）。为避免光流中的噪声在图像变形时破坏图像结构的问题，文中在特征域设计了光流指导的多假设运动估计模块与基于交叉注意力的运动补偿模块，以实现特征域的帧间运动估计与运动补偿，从而更为充分地利用帧间相关性辅助非关键帧重构。为了在特征优化过程中加强有效信息的复用，提升网络学习能力并缓解梯度爆炸问题，文中设计了特征域优化启发U型网络（FOUNet），并作为FOFMCNet的子网络，通过多个FOUNet的级联，FOFMCNet在特征域实现非关键帧的优化与重建。实验结果表明，文中所提算法在经典低分辨率数据集（UCF-101和QCIF）和新的高分辨率数据集（REDS4）上的重构结果均优于现有的视频压缩感知算法。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

7. 基于意图理解驱动的客服知识推荐大模型构建 马晓亮, 高洁, 刘英, 裴庆祺, 赵汝强, 杨邦兴, 邓从健 华南理工大学学报(自然科学版)    2025, 53 (3): 40-49.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240191 摘要 （1725）   HTML （4）    PDF（pc） （2265KB）（293）    可视化    收藏 随着人工智能技术在客服领域的深入应用，电信运营商对AI服务知识推荐的准确率提升提出了更高的要求。为提高电信运营商AI客服系统的知识推荐效率和准确度，该文提出了基于意图理解驱动的客服知识推荐大模型。首先，采用同义词及对话序列的关键词提取模型识别用户查询中的关键词，通过语义相似度比较技术匹配标准问库中的问题，生成最相关的标准问，并采用生成式智能体技术框架构建标准问库，使用智能体技术自动生成知识问题；然后将提取的标准问输入ChatGLM2-6B大语言模型中，经过预训练与人类偏好对齐训练，以进一步提高知识推荐的准确率。实验结果显示：引入标准问库后，智能推荐系统在特定行业知识领域的准确率从74.8%显著提升至85.9%，多组对比实验结果进一步验证了建立标准问库的策略在提高准确率方面的有效性；该文大模型优化了运营商AI客服的智能知识推荐，可为电信运营商AI客服系统的知识推荐提供新的思路和技术支持；运营商通过该文大模型能够更有效地理解和响应客户查询，显著提升客户服务体验。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

8. 型腔恒负载加工的组合轨迹设计与进给速度优化 王清辉, 王金强, 丁雪松, 廖昭洋 华南理工大学学报(自然科学版)    2025, 53 (5): 1-10.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240467 摘要 （214）   HTML （8）    PDF（pc） （4937KB）（262）    可视化    收藏 模具及各类三维零件的数控加工包含了大量型腔的加工，型腔加工轨迹的设计会直接影响加工质量与效率。随着高速铣削技术的进步，数控机床为提高型腔加工效率提供了硬件基础，但也对CAM轨迹设计提出了更高要求。传统的CAM轨迹在处理型腔拐角、开槽和加工内外环轨迹交汇等区域时，容易导致切削负载突变，这种负载不稳定性限制了进给速度和切削深度的提升，影响了加工效率和质量。鉴于此，该文提出了一种面向型腔恒负载加工的组合轨迹设计与进给速度优化方法。该方法基于多层次区块结构，首先计算材料去除率，并据此将加工区域划分为稳定、半稳定和负载突变区域。针对不同区域，采用环切轨迹、进给速度优化以及变半径摆线轨迹相结合的策略，实现加工过程中负载的平稳控制，特别是通过在负载突变区域应用摆线轨迹，降低了瞬时负载的波动，确保了加工过程的稳定性。实验结果表明，该文提出的轨迹设计与进给速度优化方法能够适应各类复杂型腔的CAM轨迹生成，并保障加工过程的负载稳定性，进而提高加工质量。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

9. 永磁同步电机无电解电容驱动技术综述 王孝洪, 梁彧, 潘志锋, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (12): 93-108.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240274 摘要 （871）   HTML （6）    PDF（pc） （3716KB）（233）    可视化    收藏 永磁同步电机具有体积小、成本低廉、可靠性高等优点，被广泛应用于工业生产、交通运输和家用电器等领域。电解电容作为永磁同步电机驱动系统中连接电网侧和电机侧的中间部分，其寿命容易受到环境温度、湿度等外部因素的影响，进而影响电机产品的稳定性和可靠性，因此，无电解电容的永磁同步电机驱动系统成为了国内外的研究热点，学者们针对实现高功率因数、抑制电流谐波、电机稳定运行等目标提出了各种各样的控制策略。该文分析了无电解电容的永磁同步电机驱动系统电能质量和电机性能的影响因素，综合对比了不同控制策略的优缺点，对优化系统性能的控制策略进行了归纳和总结，并对永磁同步电机无电解电容驱动技术进行了展望，得到以下结论：当前对电能质量的改善主要采用优化电机控制算法的方式，但现有的间接功率控制、直接功率控制、补偿相电流非理想特性、再生能量控制等方法均存在一定的局限性；对电机性能的改善主要针对传统的弱磁控制、过调制等基于恒定母线电压的控制策略来进行，同时兼顾抑制拍频现象和保证电机稳定运行，后续研究中需要进一步考虑功率因数和电流谐波是否满足标准；兼顾电能质量和电机性能的综合调控是当前无电解电容驱动系统面临的最大难题，因此，需针对电网侧和电机侧进行协同控制，以合理分配功能，避免产生冲突。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

10. 面向自动驾驶的多任务辅助驾驶策略学习方法 罗玉涛, 薛志成 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 31-40.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230503 摘要 （2087）   HTML （19）    PDF（pc） （3027KB）（219）    可视化    收藏 随着自动驾驶技术的发展，深度强化学习成为实现高效驾驶策略学习的重要手段。然而，实施自动驾驶面临着复杂多变的交通场景带来的挑战，并且现有的深度强化学习方法存在场景适应能力单一、收敛速度较慢的问题。针对此类问题，为提高自动驾驶车辆的场景适应能力和策略学习效率，文中提出了一种多任务辅助的驾驶策略学习方法。该方法首先基于深度残差网络构建了编码器-多任务解码器模块，将高维驾驶场景压缩为低维表征，并采用语义分割、深度估计和速度预测的多任务辅助学习，以提高低维表征的场景信息丰富程度；然后，以该低维表征作为状态输入，构建基于强化学习的决策网络，并设计多约束奖励函数来引导驾驶策略的学习；最后，在CARLA中进行仿真实验。结果表明：相较于DDPG、TD3等经典方法，文中方法通过多任务的辅助改善了训练进程，学习到更优的驾驶策略；在环岛、路口等多个典型城市驾驶场景中实现了更高的任务成功率和驾驶得分，具备优秀的决策能力和场景适应性。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

11. 基于多频脉冲采样的血流速度估计方法 马碧云, 范逸华, 刘娇蛟 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 22-30.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230628 摘要 （194）   HTML （12）    PDF（pc） （2735KB）（207）    可视化    收藏 传统双模超声技术相较于新兴技术更具实现可穿戴化的潜力。在进行脉冲多普勒血流速度估计时，双模超声需同时发射B模式脉冲进行成像定位，这要求B模式脉冲和多普勒脉冲共享采样时间。采用基于单频多普勒脉冲的稀疏间隔发射方式可以解决这一问题，但常见的稀疏发射排布方式（如嵌套发射、互质发射等）存在采样时间窗较长的缺点，特别是在血流速度变化明显的情况下存在时间分辨率不足的问题。此外，长时间窗包含了较多的血流速度分量，容易由于稀疏采样引起伪影，从而影响血流速度估计的准确性。因此，文中提出了一种基于多频脉冲采样的新型血流速度估计方法。首先，构建了多频脉冲采样的回波模型，并对该模型进行推导，证明了在频率衰减平稳假设下，该数学模型等价于单频多普勒脉冲稀疏发射方式，即多频脉冲采样可以通过较短的时间窗实现类似于基于单频脉冲采样模式的长时间窗的性能，从而提高血流速度谱的时间分辨率和估计精度；然后，提出了两种可用于多频脉冲采样模式的血流速度谱的构建方法，分别为复杂度较低的BMUSIC算法和伪影抑制效果较佳的VMUSIC算法。基于Field Ⅱ仿真数据和人体实测数据的实验结果表明：相较于单频多普勒脉冲稀疏发射方式，文中方法不仅可以采用较短的时间窗提升血流速度谱的时间分辨率，还可以获得连续、清晰、精度较高且伪影抑制效果较佳的血流速度估计结果；在人体实测数据实验中，由于实验条件所限，文中方法无法实现非整数倍频，未能充分展现VMUSIC算法的性能优势。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

12. 基于EA-RL算法的分布式能源集群调度方法 程小华, 王泽夫, 曾君, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2025, 53 (1): 1-9.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240218 摘要 （247）   HTML （6）    PDF（pc） （2955KB）（204）    可视化    收藏 目前对于分布式能源集群调度的研究大多局限于单一场景，同时也缺少高效、准确的算法。该文针对以上问题提出了一种基于进化算法经验指导的深度强化学习（EA-RL）的分布式能源集群多场景调度方法。分别对分布式能源集群中的电源、储能、负荷进行个体建模，并基于个体调度模型建立了包含辅助调峰调频的多场景分布式能源集群优化调度模型；基于进化强化学习算法框架，提出了一种EA-RL算法，该算法融合了遗传算法（GA）与深度确定性策略梯度（DDPG）算法，以经验序列作为遗传算法个体进行交叉、变异、选择，筛选出优质经验加入DDPG算法经验池对智能体进行指导训练以提高算法的搜索效率和收敛性；根据多场景调度模型构建分布式能源集群多场景调度问题的状态空间和动作空间，再以最小化调度成本、最小化辅助服务调度指令偏差、最小化联络线越限功率以及最小化源荷功率差构建奖励函数，完成强化学习模型的建立；为验证所提算法模型的有效性，基于多场景的仿真算例对调度智能体进行离线训练，形成能够适应电网多场景的调度智能体，通过在线决策的方式进行验证，根据决策结果评估其调度决策能力，并通过与DDPG算法的对比验证算法的有效性，最后对训练完成的智能体进行了连续60 d的加入不同程度扰动的在线决策测试，验证智能体的后效性和鲁棒性。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

13. 基于改进雅可比旋量模型的大尺寸薄壁壳体装配偏差分析与调控 宜亚丽, 杨泽宇, 卫锐, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (12): 32-42.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230636 摘要 （251）   HTML （3）    PDF（pc） （4081KB）（198）    可视化    收藏 大尺寸薄壁壳体尺寸和质量大，容易变形，装配精度要求苛刻。为满足航天器壳体对接装配的高精度需求，需对壳体装配偏差进行主动预测和调控。该文以某大型薄壁壳体为研究对象，采用小位移旋量法对舱段关键特征误差进行表征，得到舱段几何误差的旋量表达式以及旋量参数之间的约束关系，建立了考虑壳体关键特征误差的并联和串联装配链累积路径，并基于雅克比旋量理论对舱段装配偏差进行表征，得到基于改进雅克比旋量的舱段装配偏差传递模型。利用蒙特卡洛模拟方法对改进的雅可比旋量模型的装配阶差合格率进行数值模拟，并与仿真分析结果进行对比，提出一种量化各类误差贡献度的计算方法。以加工总成本最小为优化目标，以各类误差的变化关系和装配阶差要求为约束条件，提出一种考虑误差贡献度的舱段公差优化分配策略。对优化前后的舱段装配成功率和装配阶差合格率进行对比，发现该文方法可使壳体装配阶差合格率由原来的88.12%提高到99.56%。该文提出的研究方法可为设计人员进行主动公差设计提供理论参考。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

14. 基于语义-视觉一致性约束的零样本图像语义分割网络 陈琼, 冯媛, 李志群, 杨咏 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 41-50.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230673 摘要 （275）   HTML （13）    PDF（pc） （2148KB）（175）    可视化    收藏 零样本图像语义分割是零样本学习在视觉领域的重要任务之一，旨在分割训练中未见的新类别。目前基于像素级视觉特征生成的方法合成的视觉特征分布和真实的视觉特征分布存在不一致性的问题，合成的视觉特征难以准确反映类语义信息，导致合成的视觉特征缺乏鉴别性；现有的一些视觉特征生成方法为了得到语义特征所表达的区分性信息，需要消耗巨大的计算资源。为此，文中提出了一种基于语义-视觉一致性约束的零样本图像语义分割网络（SVCCNet）。该网络通过语义-视觉一致性约束模块对语义特征与视觉特征进行相互转换，以提高两者的关联度，减小真实视觉特征与合成视觉特征空间结构的差异性，从而缓解合成视觉特征与真实视觉特征分布不一致的问题。语义-视觉一致性约束模块通过两个相互约束的重建映射，实现了视觉特征与类别语义的对应关系，同时保持了较低的模型复杂度。在PASCAL-VOC及PASCAL-Context数据集上的实验结果表明，SVCCNet的像素准确率、平均准确率、平均交并比、调和交并比均优于比较的主流方法。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

15. 高速列车突入复线隧道的横风效应分析 王磊, 谭忠盛, 骆建军, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (11): 141-150.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230430 摘要 （226）   HTML （2）    PDF（pc） （5912KB）（147）    可视化    收藏 横风作用下运行环境不同导致高速列车气动特性发生突变，严重影响列车运行安全和乘客的舒适性。基于高速列车流场的可压缩、非定常特性，建立隧道-列车-横风三维数值模型，采用SST k-\omega湍流模型进行求解，通过与动模型试验对比，验证了数值模拟的准确性，进一步分析横风对列车周围流场与表面压力分布的影响，得到了横风作用下列车气动荷载变化规律。研究结果表明：列车周围流场分布受横风影响显著，隧道外流场向列车背风侧偏移，并形成起始于隧道入口处的纵向涡旋，而隧道内列车背风侧涡旋消失，迎风侧形成延伸至入口处的垂向涡旋，并在列车驶入过程中隧道内涡旋结构逐渐消失。在列车驶入隧道前列车迎风面气动压力以正值为主，背风面气动压力以负值为主。当列车驶入隧道时列车表面压力发生剧烈变化，气动压力波动程度随列车驶入而明显减弱。气动荷载变化规律与风环境密切相关，无风时尾车横向力和升力变化幅值最大，而横风下头车横向力和升力变化幅值最大。此外，列车气动性能与编组位置密切相关，横风下头车横向力变化幅值分别是中车、尾车的4.8倍和15.4倍，头车升力变化幅值分别为中车、尾车的1.1倍和1.2倍，头车发生行车安全事故风险最高。研究成果可为类似情形下高速列车运行安全性评价和高铁隧道选线提供参考。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

16. 基于格拉姆角差场和生成对抗网络的小样本滚动轴承故障诊断方法 强睿儒, 赵小强 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 64-75.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240021 摘要 （2185）   HTML （18）    PDF（pc） （4151KB）（142）    可视化    收藏 针对基于深度学习的滚动轴承故障诊断算法需要从大量标注数据中学习，且面对样本数量受限时诊断效果不佳的问题，文中提出了一种基于格拉姆角差场（GADF）和生成对抗网络（GAN）的小样本滚动轴承故障诊断方法。首先，提出了基于GADF变换的数据增强方式，将少数1维振动信号通过GADF变换转换为2维GADF图像，并通过裁剪得到GADF子图，从而得到大量的图像样本；然后，将条件生成对抗网络（CGAN）与带有梯度惩罚的Wasserstein GAN（WGAN-GP）相结合，构建一种新的生成对抗网络，该网络通过条件辅助信息与梯度惩罚增强模型训练稳定性，并设计动态坐标注意力机制以增强模型的空间感知能力，从而生成高质量样本；最后，使用生成的样本对分类器进行训练，并在验证集上得到诊断结果。文中分别使用东南大学数据集和美国凯斯西储大学（CWRU）数据集进行了两组小样本环境下的轴承故障诊断实验。结果表明，与传统生成对抗网络以及先进的小样本故障诊断方法相比，文中所提方法的准确率和精确率等5项故障诊断指标均获得最好的结果，可以准确诊断出小样本条件下的轴承故障类型。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

17. 沥青混合料3点弯曲内部受力研究 王伟, 谭忆秋, 徐永江 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 101-111.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240102 摘要 （1839）   HTML （16）    PDF（pc） （5042KB）（132）    可视化    收藏 沥青混合料的抗弯拉性能影响沥青路面的服役质量和寿命，其内部受力决定了抗弯拉性能的优劣。为探究沥青混合料的内部受力特征，采用离散元方法对3点弯曲受力模式下沥青混合料各组分力链进行量化评价。首先，基于图像识别构建了粗集料模板库，实现沥青混合料试件高效离散元3维建模，并提出了3点弯曲仿真方式；然后，可视化表征沥青混合料内部力链分布，提取了各组分力链数据，从组成、强度和角度方面分析了力链特征。结果表明：在3点弯曲受力模式下，沥青混合料的内部力链场表现为拉压分区，粗集料嵌挤仅在受压区生效；SMA13沥青混合料的70.8%内部接触力由沥青砂浆提供，而AC13沥青混合料提供的则为83.2%，粗集料在弯拉受力状态下作用较小，沥青砂浆起主要抵抗外载作用；力链比重随强度的增大而减小，砂浆内部与砂浆-粗集料界面位置的强力链比重基本一致，而粗集料之间受力不均匀，砂浆使沥青混合料内部均匀受力效果明显；粗集料-砂浆界面水平方向的力链强度略高于竖直方向，粗集料力链强度随角度变化的波动起伏大。沥青砂浆在沥青混合料弯拉受力时承担主要荷载，可为沥青混合料的结构设计和性能评价提供参考。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

18. eVTOL飞行器冗余捷联惯性导航信息融合研究 胡青春, 黄思, 陈兴彬, 张宁, 苏庆鹏 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 1-8.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230696 摘要 （279）   HTML （15）    PDF（pc） （2663KB）（130）    可视化    收藏 电动垂直起降（eVTOL）飞行器的运用，作为一种未来城市交通的潜在解决方案，具有缓解城市交通拥堵和提高空中交通效率的巨大潜力。在其常用的导航系统中，通常采用组合导航和传感器余度技术来提高系统可靠性与安全性。然而，在当前导航系统的传感器余度技术中，冗余传感器只起到备份数据的作用，导致测量数据的信息利用率不高。为解决这一问题，文中以三余度的捷联惯性导航系统（SINS）和全球导航卫星系统（GNSS）的组合导航系统为研究对象，提出了一种基于二阶互差分和惯性传感器（IMU）冗余信息的陀螺仪噪声实时估计方法，推导了在二余度和三余度情况下陀螺仪噪声估计的递推式；在获得陀螺仪的噪声估计值后，采用自适应扩展卡尔曼滤波方法将SINS和GNSS的导航信息进行融合，以提高组合导航系统的准确性和鲁棒性。通过对SINS/GNSS组合导航系统进行仿真和真实跑车实验，结果表明：文中方法能够准确估计陀螺仪噪声；相较于传统融合方法，引入陀螺仪噪声实时估计后，组合导航系统的导航精度和抗干扰能力得到了提高，具有实际的工程意义。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

19. 基于自然驾驶行为的智能驾驶复杂场景构建方法 武彪, 任洪泽, 郑联庆, 朱西产, 马志雄 华南理工大学学报(自然科学版)    2025, 53 (2): 38-47.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240346 摘要 （2000）   HTML （4）    PDF（pc） （3325KB）（128）    可视化    收藏 智能驾驶系统测试评价作为智能网联汽车研发的重点，需要重点关注车辆在复杂气象和复杂交通流场景中的真实性能表现。该研究提出一种基于天气复杂度和交通复杂度的复杂场景构建方法，用于满足复杂交通环境导航智能驾驶的测试需求。基于中国大型实车路试项目（China-FOT）自然驾驶数据，分析车辆速度、纵向加速度、横向加速度、横摆角速度等车辆动力学参数，通过拟合安全边界包络线构建驾驶行为风险等级，筛选提取自然驾驶危险工况，用于明确导航智能驾驶功能安全相关的基本场景类型，通过基于多动态目标物基础场景关联特征组合的交通交互行为耦合方法构建复杂场景类型；基于量化的自然天气因素，通过自然驾驶行为特征分布，构建光照因素、降雨因素、雾气因素等影响指标表征天气复杂度；基于信息熵理论，通过支持向量机方法和K-折交叉验证方法，构建相遇角度、相对距离、相对速度等复杂度参数，用于表征复杂场景的交通状态；针对复杂场景开展封闭场地实车试验，通过真实的测试性能评价参数得到测试场景的复杂度，验证复杂场景的合理性。为导航智能驾驶功能构建能够表征真实复杂交通环境的测试场景，为智能网联汽车智能驾驶系统的优化迭代提供支持。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

20. 面向部分工序无序加工的柔性作业车间批量调度方法 柳宁, 华天标, 王高, 陈法明 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (10): 51-63.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230722 摘要 （299）   HTML （15）    PDF（pc） （5299KB）（126）    可视化    收藏 实际的车间调度问题往往具有更高的复杂度，调度算法需要考虑更多的约束条件，因此增加了问题的求解难度。为解决柔性作业车间批量调度场景中不同批次、不同工序之间可以无序加工的难题，进而突破现有车间机器使用率低、同类型机器负载不均衡的难点，文中构建了一种面向部分工序无序加工的柔性作业车间等量分批调度模型。首先，基于广泛使用的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ），提出了一种融合批次、批量和工序排序信息的两段编码结构，采用优先级规则方法获得初始种群，并以最小化完工时间、机器负载均衡率、机器总负荷为优化目标，采用贪心算法求解模型最优值，进而动态构建不同批次的加工路径；然后，对优化目标函数进行排序，再逐步加入非支配排序过程，以解决多个优化目标函数之间难以同时优化的问题，提高求解效率；最后，以某印刷包装企业的木制品加工车间为例，面向现场作业信息，采用仿真手段实现调度过程。结果表明，与优先级调度规则相比，文中所提方法的完工时间平均缩短了6.6%、机器负载均衡方差平均减小了10.7%，文中所提方法的机器负载均衡方差比遗传算法平均减小了53.3%，从而验证了文中方法的可行性，且该方法可以满足印刷包装企业柔性作业车间的高性能调度需求。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）