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1. 基于轻量化CenterNet的智能车辆目标检测算法 岳永恒, 宁睿厚 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 45-55.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230513 摘要 （291）   HTML （10）    PDF（pc） （3366KB）（415）    可视化    收藏 针对当前目标检测算法参数较多，计算量较大，导致响应速度较慢，难以推广应用于智能车辆系统的问题，提出一种改进的CenterNet目标检测算法。即应用轻量化MobileNetV3网络替换原ResNet-50网络，降低计算量；应用深度可分离的PANet替换特征增强网络，获得多尺度特征信息融合后的特征，并引入SimAM注意力机制在特征融合前强化目标特征关注度，再用SiLU激活函数替换原目标检测网络中的ReLU激活函数，增强网络学习能力。最后提出CPAN-ASFF模块对深度可分离的PANet输出多尺度特征图进行融合，提高目标检测精度。应用优化后的KITTI数据集对改进后的CenterNet目标检测算法进行训练及检测验证，结果表明：其平均准确率为80.7%，比原始CenterNet目标检测算法提高了12个百分点，其检测速度为65 f/s，其参数量为8.91 M，较原算法减少72.73%，改进后的算法在遮挡目标、重叠目标以及与背景相似目标的检测效果上表现更优。且在SODA10M数据集中，文中提出的算法的检测精度与速度也都优于当前主流算法。该研究对算法的优化及实验为智能车辆在实际工程中的应用奠定了技术支撑。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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2. 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 （1364）   HTML （2）    PDF（pc） （2731KB）（326）    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）

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3. 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 （437）   HTML （4）    PDF（pc） （2501KB）（277）    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）

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4. 老年驾驶人认知驾驶能力评价及影响因素研究 陈兵硕, 李洋, 赵晓华, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (9): 142-152.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230579 摘要 （391）   HTML （16）    PDF（pc） （2000KB）（257）    可视化    收藏 我国老年驾驶人数量持续增长，驾驶人结构的变化给交通安全带来了挑战。相比于其他年龄段驾驶人，老年人生心理功能逐渐衰退，更容易发生交通事故。认知功能与驾驶安全表现显著相关。从注意反应能力、执行处理能力、空间感知能力3项认知功能领域出发，研究老年人驾驶特征，设计驾驶模拟实验风险事件，获得认知驾驶行为数据，分析青年人、中年人、老年人驾驶行为特征的差异性；采用主客观结合的方法确定指标权重，提出认知驾驶行为指数计算方法；以驾驶人属性和认知功能为自变量，以认知驾驶行为指数为因变量，建立广义线性混合模型，探究不同因素对认知驾驶能力的影响。结果表明年龄、周驾驶频率、自我调节和TMT-B（Trail Making Test-B）与认知驾驶行为指数显著相关，MMSE（Mini-Mental State Examination）为边缘显著相关；老年驾驶人的认知驾驶行为指数受个体特质影响较大；相较于老年人，青年人认知驾驶行为指数更差，中年人更好；周驾驶频率低的人比周驾驶频率高的人认知驾驶行为指数更好；自我调节频率为低和中的驾驶人，比频率为高的驾驶人认知驾驶行为指数更好；TMT-B测量认知正常的驾驶人比认知障碍驾驶人的认知驾驶行为指数更好。该研究从交通事故的人因机理角度出发，探究老年驾驶人面对的认知挑战，提出老年人认知驾驶行为指数计算方法并解析影响因素，为简化老年人驾驶适宜性评价程序、制定驾驶安全干预策略提供参考。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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5. 细长桁架臂卸载反弹动力学行为仿真及实验 付玲, 刘洋, 刘延斌, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (9): 62-71.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230523 摘要 （142）   HTML （11）    PDF（pc） （4190KB）（254）    可视化    收藏 细长桁架臂是桁架臂起重机的关键工作部件，卸载反弹冲击是威胁细长桁架臂起重机结构安全的重要工况。为研究细长桁架臂在卸载冲击下的动力学行为，采用刚柔耦合多体仿真方法和起重机卸载冲击实验方法探讨了桁架臂卸载反弹条件下动应力的变化规律，推算了细长桁架臂卸载冲击动载系数。以装备细长桁架臂的动臂塔机为对象，采用刚柔耦合方法建立了包含载荷模型和结构动态特性模型的动臂塔机精细化仿真模型，分析了桁架臂反弹振动引起的动应力变化，发现了桁架臂卸载反弹动应力的分布规律。根据不同臂长的起重机起升性能表，研究了仰角-动应力关系曲线与起升性能曲线之间的关系，发现起重臂的臂中出现最大动应力所对应的起重机突然卸载工况。根据起重机卸载冲击仿真结果，建立了基于仿真预测的起重机卸载冲击实验方法，实施了细长桁架臂系列载荷卸载反弹实验。桁架臂动应力实验值与仿真值之间的误差小于13%，证明精细化模型仿真是求解桁架臂卸载冲击响应的有效工具。通过模型仿真进一步预测了极限工况下细长桁架臂卸载冲击动载系数，发现起重机设计规范中关于卸载冲击动载系数的相关规定存在缺陷，探讨了桁架臂的长细比对卸载冲击动载系数的影响，为细长桁架臂的结构优化设计提供依据。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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6. 高速公路新能源汽车碳排放量的测算及空间分布特征 温惠英, 何梓琦, 胡宇晴, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 1-13.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230293 摘要 （2520）   HTML （13）    PDF（pc） （25804KB）（232）    可视化    收藏 针对高速公路大范围路网中新能源汽车由于能源消耗所产生的间接碳排放量难以统计的问题，提出了一种基于高速公路ETC收费联网数据的新能源汽车碳排放量测算方法。首先，对高速公路新能源汽车车流数据进行清洗与处理；然后，依据高速公路路网门架分布定义并划分路段单元，在此基础上对不同类型的新能源汽车进行能耗分析；最后，建立了新能源汽车运行阶段的碳排放计量模型，并以广东省为例，进行了碳排放量的测算及空间分布特征分析。结果表明：1类纯电动客车为高速公路新能源汽车碳排放的主要来源，其碳排放量占新能源汽车碳排放总量的74.20%，其次是1类纯电动货车，其碳排放量占新能源汽车碳排放总量的14.18%，1类插电式混合动力客车的碳排放量占比为11.62%；新能源汽车碳排放量较高的地市主要集中在珠三角城市群，粤东、粤西、粤北等后发地区的碳排放总量占比不足13%；新能源汽车碳排放量较高的路段主要分布在发达城市的交通枢纽和市内高速环线中，以广州都市圈和深圳都市圈为中心对周边城市高速公路路网产生辐射效应；后发地区由于高速公路路网密度较低且基础设施建设相对滞后，新能源汽车的普及率较低，相应的碳排放量普遍处于较低水平。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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7. 跟驰事件下网联混驾编队的运行特征及生态安全影响 付强, 赵晓华, 李海舰, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 65-75.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230388 摘要 （340）   HTML （8）    PDF（pc） （3935KB）（228）    可视化    收藏 考虑当前自动驾驶技术成熟度和公众接受程度等问题，网联混驾编队模式可能是自动驾驶编队全面普及应用前的可行的过渡模式之一。为研究网联条件和车队形式对网联混驾编队运行特征及生态安全的影响，文中基于驾驶模拟技术搭建的网联混驾编队实验测试平台，构建由5辆车组成的“领航车-网联L2级人工驾驶车辆、跟驰车-网联自动驾驶车辆”的网联混驾编队模式，并邀请36名被试开展驾驶模拟实验。考虑时域分析侧重呈现指标的时间维度变化，而频域分析可以挖掘指标的频率分布特性，文中选取速度、加速度指标从时域和频域维度分析车辆运行特征，同时选取油耗、速度安全熵指标评价车辆运行的生态安全性。结果表明：网联条件和编队模式均有助于车辆行驶更加平稳，并显著提升其生态安全性；网联混驾编队的综合效能最佳，相较传统单车模式，油耗可降低10.67%，速度安全熵值可降低73.25%。该研究成果可为自动驾驶企业及行业开展网联人机交互终端设计、领航驾驶辅助系统研发、网联混驾编队可行性及有效性测试等提供方案借鉴和平台支持。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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8. 索-悬链线拱联合结构的受力机理与力学特征 郝天之, 李春华, 杨涛, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 89-102.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230566 摘要 （223）   HTML （8）    PDF（pc） （3293KB）（227）    可视化    收藏 早期拱桥已运营多年，缺乏有效的养护，且设计荷载等级偏低；随着交通量的增加及车辆超载，其在活载作用下的力学性能已不能满足现代交通需求。为改善此类拱桥的受力性能，提出一种索-悬链线拱联合结构，在拱肋两侧对称设置索，使索和拱肋形成新的受力体系，从而改变悬链线拱结构的传力路径，进而降低拱结构的内力。在索-拱联合结构图式下，基于弹性中心法对其力法方程进行简化，采用近似曲线积分方法推导了竖向移动荷载作用下拱肋的内力解析解，并借助ANSYS有限元软件验证解析解的准确性；分析了在车道荷载作用下索约束位置、拱轴系数、矢跨比和轴向刚度比等设计参数对拱结构的影响，揭示了索-拱联合结构的受力机理和内力变化规律。研究表明，内力解析解与有限元结果的相对误差在1%以内；索的设置改变了拱结构弯矩影响线量值的正、负区间分布，而且有效地降低了拱结构弯矩影响线的峰值，从而使拱结构的整体弯矩得到较大幅度的降低，弯矩分布更均匀；沿拱脚至拱顶，拱结构弯矩的降低幅度和轴力的增长幅度均逐渐减小；轴向刚度比从0.02增加至0.10，拱脚负弯矩的减小幅度呈非线性增大，最大降幅达63.7%；索力的增长幅度与其数值大小成反比，当索设置在距拱顶0.3L（L为拱跨经）时，索力可增至轴向刚度比为0.02时的1.9倍。矢跨比对拱结构内力带来的影响不容忽视，矢跨比越大拱结构的内力变化幅度越大；拱轴系数对拱结构内力的影响可以忽略。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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9. 基于居民属性数据的出行碳排放预测模型 苏跃江, 温惠英, 袁敏贤, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 23-33.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230355 摘要 （3253）   HTML （8）    PDF（pc） （5415KB）（223）    可视化    收藏 准确分析居民出行方式的碳排放及方式选择影响因素的重要性和敏感性，是精准制定交通减排措施的基础。根据居民出行调查的家庭属性、个人属性、出行属性和环境属性等影响因素综合分析，基于LightGBM （Light Gradient Boosting Machine）构建了居民出行方式预测模型并进行验证，结合出行活动水平、各种能源类型的碳排放系数、标准煤系数等参数，构建了基于居民属性数据的出行碳排放预测模型；最后，以广州市为例进行实证分析，对居民出行方式和碳排放总量进行预测，并分析了出行方式选择影响因素的重要程度和重要因素敏感性。结果表明：基于居民属性数据构建的碳排放预测模型，能较为精确地预测各种出行方式的碳排放，较好地分析碳排放的影响因素重要性和敏感性，以及全面揭示出行行为、出行方式和出行碳排放之间的关系。其中，起终点距最近公交站的距离或距最近地铁站的距离、自驾车费用、出行距离等是影响居民出行方式选择的重要因素。当起终点距最近地铁站距离下降55%时，地铁出行竞争力随着距离缩短而明显提升；在公交站点密度较大的区域，起终点距最近公交站距离对居民出行方式选择不敏感；当碳排放费用增加400%时为居民出行方式和碳排放的转折点，超过转折点后小汽车出行方式难以转移；当出行距离下降幅度在90%以内时，碳排放下降速度最快，最大降幅为90.4%。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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10. 汽车车门密封空腔噪声及其传递实验研究 张斌瑜, 王毅刚, 俞悟周, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (9): 104-114.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.240023 摘要 （232）   HTML （13）    PDF（pc） （4952KB）（222）    可视化    收藏 汽车车门密封系统风激下的发声和向车内的传声，其现象和机制复杂，研究较少，认识不明晰。以某SUV车门B柱、C柱第1道密封空腔和尾门密封空腔为研究对象，抽取其结构并等效成规则空腔结构；建立了在小型声学风洞中空腔发声和传声的实验测试平台和方法，开展了风激下的空腔声特性及其影响因素、密封条不同压缩量和密封间隙传声特性实验研究。研究结果表明：车门密封空腔形成的啸叫（尾门空腔）机理不同，低风速时是自激振荡与赫姆霍兹共振腔耦合共振产生，高风速时是自激振荡与空腔模态耦合共振产生，自激振荡以及在流体宽带激励下的空腔共振是频谱中其它峰值产生的根源；B柱和C柱空腔与尾门空腔密封条对声特征的影响差异较大；来流偏航角、俯仰角和湍流度变化对自激振荡激发的幅值和频率影响较大，是车内小于1 000 Hz的带宽峰值噪声的来源之一；密封条压缩量较小时（如0~4 mm）其压缩量增加传声能力反而有增加的情况。基于空腔噪声理论得到的车门门缝小空腔声现象和机理是之前研究缺少的，具有独特性；密封条不同压缩量传声结论具有一定的实际应用价值。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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11. 铝镁合金砂带磨削工艺与粘附特性实验研究 张峻瑞, 樊文刚, 吴志伟, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (9): 42-50.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230558 摘要 （184）   HTML （13）    PDF（pc） （5618KB）（217）    可视化    收藏 铝镁合金以其质量轻、耐腐蚀等良好材料性能，广泛应用于各个领域。针对当前铝镁合金砂轮磨削加工存在的效率低、表面质量难以保证、砂轮表面易发生粘附等问题，提出采用砂带磨削技术对铝镁合金进行加工。为研究铝镁合金砂带磨削工艺规律以及在磨削过程中容易产生的粘附特性问题，运用36、60两种目数的氧化铝陶瓷、碳化硅和锆刚玉砂带进行铝镁合金磨削实验，分析不同磨削压力和砂带转速下的铝镁合金材料去除率、磨削噪声、磨削能耗和砂带材料粘附率的变化规律。结果表明：在相同磨削参数下，3种砂带中锆刚玉砂带因磨料韧性、抗冲击性、锋利程度更优，其材料去除率最高，粘附率最低，但磨削噪声和能耗更大，故在铝镁合金砂带磨削中，如果不考虑噪声和能耗的影响，可选择锆刚玉砂带以提高磨削效率；3种砂带的磨削压力达到20 N后，砂带粘附达到稳定形成阶段，磨屑堵塞磨粒间隙，使材料去除效率降低。这一结论可为铝镁合金砂带磨削压力参数的选取提供参考；在10~30 N、1 500~3 500 r/min的工艺参数范围内，磨削压力和砂带转速对材料去除率、粘附率都有很大影响，但砂带转速对磨削噪声的影响更大，磨削压力对磨削能耗的影响更大。研究结论可为提高铝镁合金砂带磨削效率与质量，降低磨削噪声与能耗提供一定参考。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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12. 多因素协同的大型活动场馆周边路段速度预测 翁剑成, 吴明珠, 魏瑞聪, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 34-44.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230386 摘要 （238）   HTML （11）    PDF（pc） （2798KB）（217）    可视化    收藏 大型活动会引起举办场馆周边区域路网出现交通流短时骤增与消散，导致周边区域路网交通运行呈现偶发性与不确定性波动，而现有预测方法通常难以捕捉特殊事件下交通流受多维因素复杂影响及其演变机理。为充分挖掘路段速度的时间序列和影响因素特征，揭示速度预测中不同影响特征间的耦合作用机理，提出了一种结合可解释机器学习与长短时记忆网络的速度预测模型（MC-LSTM）。结合大型活动的特点构建影响因素集，采用XGBoost算法评价活动规模、性质等因素特征对场馆周边路段速度的影响相对重要度，量化多元因素对场馆周边路网运行状态的协同效用，融合LSTM网络，考虑交通状态的时间依赖关系，捕获不同历史时期的时间相关性，实现对活动期间场馆周边路段速度的精确预测。以北京市连续6个月的大型活动期间周边路网为例进行模型验证，结果表明：所构建的MC-LSTM模型的预测精度可达94.5%以上，优于考虑多因素协同的XGBoost模型、只考虑单因素特征的LSTM模型及未考虑外部特征的LSTM模型，证明该研究所提出的模型有效性与稳定性更优，可为大型活动场馆周边路网交通组织优化和制定针对性交通管控与保障措施提供定量化的决策依据。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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13. 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 （159）   HTML （13）    PDF（pc） （4456KB）（216）    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）

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14. 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 （221）   HTML （17）    PDF（pc） （5761KB）（215）    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）

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15. 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 （1953）   HTML （15）    PDF（pc） （3027KB）（214）    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）

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16. 基于数值模拟的高速公路S型曲线积水规律分析 吴文亮, 曾威凯, 李智, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 56-64.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230505 摘要 （144）   HTML （7）    PDF（pc） （3112KB）（214）    可视化    收藏 S型曲线由于特殊的线型几何特征形成了易积水的路面区域，对于积水规律的掌握有利于在设计和建造阶段提前预防和处理积水路段的危害。该文基于计算流体力学软件Fluent，结合计算流体力学分析中基于欧拉-拉格朗日方法的欧拉液膜模型EWF（Eulerian Wall Film），针对精细化处理的典型S型曲线双向多车道道路模型进行模拟计算。模拟包含了几何特征与降雨量等不同变量因素，得出了积水的水膜厚度以及流速分布规律。模拟结果表明：在降雨阶段，S型曲线横坡坡度0%~1%路段为积水路段，横坡坡度1%~2%路段为易积水路段，横坡坡度大于2%的路段积水情况受到降雨强度影响；在排水阶段，S型曲线横坡坡度0%~1%路段为排水困难路段，横坡坡度1%~2%路段为排水不畅路段，横坡坡度大于2%的路段排水顺畅，在排水时间结束时，路面在不同的几何条件和降雨条件下均能将积水排除至水膜厚度小于2 cm，横坡的大小与渐变影响了积水的横向分布与纵向分布，横向呈现中间高两边低、横断面上标高大的位置水膜厚度小和标高小的位置水膜厚度大的水膜厚度分布规律，总体呈现S型的分布规律；水膜流速在积水阶段呈现纵向上中间低两边高、水膜厚度大则水膜流速大的水膜厚度分布规律，在排水阶段则为纵向上中间高两边低的水膜流速分布规律。道路宽度影响了降雨落到路面的积水总量，进而对积水水膜厚度产生了影响；超高缓和率则主要使得积水路段、易积水路段增长，从而影响了积水分布的范围。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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17. 考虑非线性充电的纯电动公交充电计划优化 熊杰, 赖可凡, 李同飞, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (9): 115-130.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230524 摘要 （310）   HTML （16）    PDF（pc） （4868KB）（212）    可视化    收藏 纯电动公交车以其低排放、低噪声等优点在公交系统中得到越来越广泛的应用。然而相对较短的车辆续航里程和较长的充电时间使其在运营中需要频繁充电，从而衍生出新的充电计划问题。合理的充电方案对于节省充电设施建设成本和缩减充电成本等方面均有重要意义。目前电动公交充电计划优化的研究通常将充电时长与充电量设定为线性关系，且较少考虑充电计划与充电桩作业流程的综合优化，导致充电场景还原性差和资源浪费等问题。为此，在给定车次安排的前提下进一步优化电动公交充电计划，构建了以最小化系统总成本为目标的混合整数规划模型，对充电事件的发生时段、充电开始与结束时间以及充电桩作业流程进行同步优化，且充分考虑了分时电价政策、不完全充电策略和电池的非线性充电特性。在问题求解方面，首先通过线性近似的方式将电池的非线性充电曲线改写为分段线性函数，进而利用商业求解器 Gurobi 得到最优方案；之后基于最小费用最大流理论与逆差函数设计了一套专门的优化算法；最后，以北京市5条公交线路为例设计多组实验，并分别应用 Gurobi 与本文设计的算法进行优化求解。优化结果验证了所提出算法的准确性与高效性，可使当前充电系统总成本降低28.34%~56.1%。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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18. 基于TsGAN的自动驾驶汽车高速公路变道切入测试场景自动生成算法 朱宇, 徐志刚, 赵祥模, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 76-88.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230229 摘要 （1926）   HTML （8）    PDF（pc） （3981KB）（211）    可视化    收藏 前方相邻车道车辆变道切入自动驾驶车辆所在车道是典型的高速公路自动驾驶高风险场景，在实际高速公路上进行该类场景的复现测试存在非常高的安全风险，虚拟仿真测试是解决该问题的最佳途径之一。为自动生成批量化的高保真高速公路变道切入测试场景，该文提出了一种基于时间序列生成对抗网络（TsGAN）的自动驾驶汽车高速公路变道切入测试场景自动生成算法。该算法以变道切入时刻两车的车头时距和侧向时距为场景危险程度评价指标，从高速公路真实轨迹数据集highD中提取4类不同危险程度的2 853个变道切入场景实例，基于TsGAN构建变道切入测试场景生成模型，并利用所提取的真实轨迹数据训练模型；其后，采用所构建的模型生成前车变道轨迹和测试车变道切入时刻前的运行轨迹，通过比较所生成的变道轨迹与真实轨迹之间的分布相似性、频谱误差，验证所生成的轨迹的真实性。该文还分析了所生成的场景中变道切入时刻两车的运动关系及轨迹参数分布，检验了自动生成的场景在自然场景中的覆盖度。结果显示：从轨迹关键参数的分布来看，TsGAN模型生成的变道轨迹与真实轨迹的平均相似度达79.7%，平均频谱误差小于8%，落在最相似真实轨迹缓冲区的轨迹超过83.2%，表明所生成的轨迹具有高真实性；与所采集的真实场景相比，所生成的场景实例覆盖范围更大，在参数区间内分布更均匀，变道切入时刻前方变道车辆与测试车的车头时距和侧向时距分别降低了17.83%和16.37%（平均值），车辆轨迹参数分布区间平均增长了19.44%，表明所生成的场景在自然场景中具有较高的覆盖度；所提出的基于TsGAN的场景生成模型可模拟4种不同危险程度的变道切入测试场景，具有较强的针对性。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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19. 基于混合策略改进ASO-LSSVM的风险驾驶行为分类识别 何庆龄, 裴玉龙, 董春彤, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (9): 131-141.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230753 摘要 （265）   HTML （16）    PDF（pc） （2032KB）（210）    可视化    收藏 为解决现有智能算法在优化支持向量机识别风险驾驶行为过程中收敛速率缓慢和误差较大的问题。首先，采用Tent映射取代原子搜索优化算法（ASO）种群初始化随机设置的方式，增加原子种群多样性和质量；其次，使用逐维小孔成像反向学习与柯西变异混合机制，提高原子个体择优位置的多样性，克服ASO算法易陷入局部最优和过早收敛的问题；最后，通过引入自适应变螺旋搜寻策略改进原子个体位置更新过程，以提升ASO算法的全局搜索能力，实现全局搜索和局部开发间关系的有效平衡，缓解ASO算法易陷入局部最优和收敛精度不足的问题。以上海北横通道出口匝道车辆轨迹数据为输入，使用混合策略改进ASO算法寻优求解最小二乘支持向量机（LSSVM）参数，构建基于混合策略改进原子搜索优化最小二乘支持向量机IASO-LSSVM的快速路出口匝道风险驾驶行为分类识别模型。数值仿真实验结果表明：IASO算法在12个基准测试函数数值仿真结果的平均值、标准差、最佳适应度和最差适应度等方面均更接近最佳优化值。IASO-LSSVM模型相较于ASO-LSSVM和LSSVM等模型的风险驾驶行为分类识别结果误差指标正确率、精确率、召回率和F1值分别增加11.5~24.5、14.1~29.0、15.1~28.6和14.7~31.2个百分点，且在不同类型风险驾驶行为识别结果中误差变化范围最小。IASO算法参数寻优求解精度和收敛速率优于ASO算法，且IASO-LSSVM模型可用于不同类型风险驾驶行为精准识别，可为车辆行驶轨迹状态合理判别，制定风险驾驶行为预警防控措施提供数据支撑与理论依据。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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20. 细菌纤维素基CNFs/ZnO吸波材料的制备及性能 刘平安, 林宝舜, 丁会玲, 等 华南理工大学学报(自然科学版)    2024, 52 (8): 138-145.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.230743 摘要 （149）   HTML （8）    PDF（pc） （3785KB）（204）    可视化    收藏 随着电子信息技术的不断发展，电磁污染问题日益严重，高效吸波材料的研究受到越来越多的关注。该文以生物多孔材料细菌纤维素为碳源，采用碳化改性和水热法两步制备了细菌纤维素基CNFs/ZnO复合材料，研究了二水合醋酸锌的浓度对CNFs/ZnO复合材料吸波性能的影响。通过X射线衍射仪（XRD）、冷场发射扫描电子显微镜（FESEM）、矢量网络分析仪（VNA）对复合材料的结构、形貌和吸波性能进行表征。结果表明：CNFs/ZnO复合材料被成功制备，其中碳纳米纤维（CNFs）没有明显的衍射峰，呈无定形状态；碳化和改性CNFs均保持了细菌纤维素三维网络多孔架构的精细纳米纤维微观形貌，但是CNFs变得卷曲且直径明显减小；CNFs/ZnO复合材料中，ZnO被紧密吸引在CNFs表面或随机插入CNFs的空隙中。通过改变二水合醋酸锌的浓度可以控制ZnO在复合材料中的含量，进而调控复合材料的电磁参数，获得良好的阻抗匹配。当二水合醋酸锌的浓度为0.25 mol/L时，ZnO在CNFs上分散得最为均匀，此时CNFs和ZnO的电阻损耗、介电损耗和界面极化等协同作用于三维多孔网络结构上，增加了复合材料对电磁波的多次反射、散射和长程耗散作用。该条件下制备的CNFs/ZnO复合材料，在涂层厚度为2.8 mm、频率为15.1 GHz附近时，其最佳反射损耗为-57.5 dB，有效吸收带宽为7.1 GHz，是一种可靠的复合吸波材料。 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）