2024年, 第54卷, 第07期　
刊出日期：2025-03-21

  

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  多点成形柔性智造科技创新团队

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 0.

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  <正>负责人介绍韩奇钢,男,汉族,中共党员,国家优秀青年基金获得者,“唐敖庆学者”领军教授、吉林大学材料科学与工程学院副院长,兼任工程仿生国家地方联合工程实验室副主任、中国机械工程学会塑性工程分会委员、中国材料研究学会青年工作委员会理事等职务。长期从事金属及纤维复材构件仿生设计与多点成形柔性智造研究工作,承担国家、部省级项目30余项,在《Composites Part B:Engineering》、《Composites Science and Technology》等期刊累计发表论文70余篇,获授权发明专利及软件著作权32项,在国内外学术会议作邀请和主题报告30余次。
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  基于最小二乘的车速解耦路面辨识方法

  刘建泽, 柳江, 李敏, 章新杰

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1821-1830. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221193

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  针对路面辨识方法需要大量训练集或高的算力支撑不利于驾乘感提升实现的问题，提出了一种改进的最小二乘估计方法，无需训练集，直接采集悬架响应来辨识路面激励及路面等级变化。在建立的路面等级系数和车速为变参数模型的基础上，探讨路面激励数据的取样处理规则，通过解耦行驶速度的影响，得到了实时的路面不平度系数。仿真结果表明，A-E级路面综合估值准确度在97%以上，对路面等级突变的响应时间少于0.15 s，对路面输入的跟随性能良好。采集不同路段不同车速下的实车动力学参数进行辨识，试验结果表明，该工况下估计值准确度为98.2%，与三米尺检测法所得实际路面等级相符，验证了这种车速解耦路面辨识方法的可行性及准确性。
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  基于Fluent的散热系统扩流结构内部流场分析及优化

  刘昕晖, 相志霖, 谭鹏, 陈伟, 冯吉宇

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1831-1843. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221159

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  针对风冷散热系统中气体扩流不充分的问题，提出在扩流结构内部安装导流片的解决方案。利用流体动力学软件Fluent搭建了扩流结构的仿真模型并对扩流结构进行了内部流场分析，得出的结论有：流体在扩流结构的不同平面内的局部水头损失分别为3.24 m和1.21 m；在简化模型中，流体低速、大面积分布的散热效率比流体高速、小面积分布的散热效率高8%。利用正交试验研究导流片参数对散热效率的影响，结果表明，针对系统的散热效率，影响程度从大到小的排序为：导流片组距入口端的最短距离L>导流片表面孔的半径R>导流片与流速方向的倾角θ>导流片在流速方向上的投影长度h>导流片在垂直于流速方向上的最短间距d。对优化后的扩流结构进行实体化改造，试验结果表明：当分别用3、4、5、6 V的输出电压驱动风机工作产生冷流体时，散热系统的散热效率分别提高了7.67%、3.62%、4.26%、6.93%。
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  基于扭转减振的汽车机械式自动变速系统设计

  安颖, 高帅

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1844-1850. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230195

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  为了提高汽车变速的连贯性和稳定性，提出基于扭转减振的汽车机械式自动变速系统设计方法。由主控制芯片、最小系统、输入/输出电路、通信接口、电机驱动电路和扭转减振器构成汽车机械式自动变速系统的硬件结构。建立了汽车起步状态和滑挡状态下的动力学模型，在此基础上分别通过模糊控制和Fuzzy-Bang Bang双模式控制实现汽车的变速控制，完成汽车机械式自动变速系统的设计。实验结果表明，本文方法的换挡时间短，换挡过程的稳定性高。
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  基于改进麻雀搜索算法的平行行排序问题

  张则强 , 王灿 , 刘俊琦 , 计丹 , 刘思璐

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1851-1861. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221178

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  针对平行行排序问题中的物流交互点位置问题，以车间布局为研究背景，提出了具备物流交互点及两行间距的平行行排序问题。以最小物流成本为目标，构建了混合整数规划模型，并运用Lingo求解器对小规模算例进行求解验证。结合问题特性，提出了一种改进的麻雀搜索算法。该算法采用佳点集初始化种群，使种群更具多样性，同时对警惕者数量动态变化，结合PMX交叉算子、连续2-opt算子、插入算子等操作加快求解速度，加入提前终止规则，减少冗余迭代次数。将本文算法与麻雀搜索算法、模拟退火算法、遗传算法等进行对比验证，用于求解25～49不同规模算例，结果表明本文算法在求解质量和求解速度上均具有一定优势。将本文算法应用在某生产车间布局中，对车间布局进行优化，改进后的布局降低了32.40%的物流成本，表明了本文模型及算法的有效性。
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  考虑能耗与负载因素的抓取机械臂运动轨迹规划算法

  汤小红, 龚永健

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1862-1868. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230031

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  针对抓取机械臂运动轨迹规划不合理导致的运动路程增加及能耗加剧问题，提出了考虑能耗与负载因素的抓取机械臂运动轨迹规划算法。根据运动学原理建立抓取机械臂运动学模型，通过齐次变换矩阵求解各环节空间位置、姿态，利用时间间隔序列、三次非均匀B样条插值算法约束各个关节角度、速度及其加速度，使其运动轨迹能耗、负载最优；采用线性回归分析方程生成新的群体，找出该群体最优粒子并将其替换原群体中任意一个粒子，反复该过程，即可找出群体最优运动轨迹。实验结果表明，本文算法收敛速度快，且运动轨迹能耗最低。
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  基于高速摄影技术的行星减速箱故障激光序列脉冲诊断方法

  王长建, 刘久明, 张锦洲, 李斌

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1869-1875. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230400

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  设计了一种基于高速摄影技术的行星减速箱激光序列脉冲诊断方法。将序列脉冲激光器与高速相机配合使用，采集减速箱振动激光序列脉冲信号，利用多传感器收集振动信号，计算信号排列熵。判断激光序列脉冲信号是否存在异常特征，若存在异常，则将序列脉冲信号转换成可非分割线性关系，采用径向基核函数计算出脉冲训练值，凭借训练值高低判断行星减速器齿轮及轴承的故障程度。测试实验证明，研究方法可行有效，检测不同故障信号的序列脉冲信号，概率密度函数特征点分布在[0.23,0.34]，能精准分辨出4种不同的故障类型。
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  基于渐近均匀化的力-电-湿耦合光滑有限元法

  郑建校, 王文博, 刘金颂, 周立明, 李宇

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1876-1886. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230414

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  针对基于微观结构的力-电-湿多物理场耦合压电复合材料的力学特性分析问题，基于压电复合材料的基本方程、力-电-湿多物理场耦合效应，结合渐近均匀化方法预测的压电复合材料有效性能参数，提出基于渐近均匀化的力-电-湿耦合光滑有限元法。推导了力-电-湿耦合光滑有限元的动力学控制方程，并运用Wilson-θ法求解压电复合材料结构动力学问题，研究了湿度变化对结构固有频率和动力学响应的影响，并与有限元法的计算结果进行比较，验证了该方法的正确性和有效性。可见，该方法对分析压电复合材料元器件的多物理场耦合力学特性具有广阔的应用前景。
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  轿车内饰件包覆成型过程温度场变化对制件成型质量的影响

  李义, 白亚赛, 梁继才, 姚卫国, 梁策

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1887-1893. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221323

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  利用仿真模拟软件，在分析制件表皮施加位移对包覆成型制品质量影响的基础上，考察表皮温度对接触面强度的影响。研究过程中，对模型进行温度-位移耦合，加载方式不变，改变温度和加载位移。研究结果表明，在相同的温度变化差下，不同位移的模拟结果特征相似。温度降低会加快胶层的损伤和失效，使失效载荷的值增大；温度升高会促进胶层起始损伤，但延缓胶层失效，使失效载荷的值降低。温度升高和降低均会引起应力变化，且变化的趋势为由内向外逐渐增大，加载过程中剥离力由位移载荷和应力共同提供。
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  基于双特征提取网络的复杂环境车道线精准检测

  张云佐, 郑宇鑫, 武存宇, 张天

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1894-1902. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221129

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  为解决现有方法在复杂环境中检测精度低的问题，提出了一种基于双特征提取网络的复杂环境车道线精准检测算法。首先，搭建双特征提取网络，获取不同尺度的特征图，提取更有效的特征，提高模型在复杂环境下的特征提取能力。然后，构建跨通道联合注意力模块，提高模型对车道线细节的关注度，抑制无用信息。最后，结合改进的空洞空间金字塔池化模块扩大图像感受野，提高模型对上下文信息的利用率，以强化算法的检测能力。经实验验证，本文算法在CULane数据集上的F1-measure达到了72.43%，相比于基线模型提升了4.03%，在复杂的场景中对车道线进行检测时效果提升明显。
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  考虑右转车二次冲突的信号交叉口行人过街安全评价方法

  程国柱, 盛林, 王浩宇, 冯天军

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1903-1912. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221108

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  为研究信号交叉口右转车二次冲突过程中行人过街的安全性，选择云南省昆明市3个信号交叉口作为研究对象，利用交通冲突分析软件T-Analyst获取车辆轨迹数据和交通冲突数据。采用多角度的安全评价方法：基于DV框架判断人-车冲突的初始情况；采用交通冲突指标PETS和PETH、最大拒绝间隙与接受间隙、平均过街车速分析行人过街的安全性。结果表明：相比于次要冲突，主要冲突中行人面对的冲突初始情况更加危险，行人选择有风险过街的频率也更高。车辆的过街行为、交通冲突指标PETS和PETH、最大拒绝间隙、接受间隙、临界间隙等指标在右转车二次冲突中没有明显区别，但次要冲突的平均过街车速明显高于主要冲突的平均过街车速，行人过街的潜在风险在次要冲突处更高。
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  建成环境对交通小区地铁通勤客流的异质性影响

  马书红, 廖国美, 黄岩, 张俊杰

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1913-1922. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221236

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  本文构建GWR(Geographically weighted regression)模型拟合建成环境变量与地铁客流的关系，并分析建成环境显著变量对地铁客流的异质性影响。采用西安市地铁1、2、3号线63个站点共5个工作日的客流数据，利用ArcGIS软件将客流数据与交通小区匹配，在传统最小二乘法的基础上构建GWR模型，考虑人均GDP、土地利用混合度、停车场密度、交叉口密度、地铁出入口密度等对交通小区地铁客流的影响，得到如下结论：GWR模型能有效刻画交通小区地铁通勤客流与建成环境变量互动关系的空间非平稳性及影响尺度，其结果优于传统最小二乘法；同时，分析发现人均GDP、土地利用混合度、交叉口密度、地铁出入口密度4个变量对交通小区地铁客流的影响显著；土地利用混合度对地铁通勤客流的吸引远远大于地铁出入口密度，且在土地利用开发程度和均衡度较低的交通小区表现更明显。
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  超高速公路车路协同路侧单元感知融合方法

  何永明, 权聪, 魏堃, 冯佳, 万亚楠, 陈世升

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1923-1934. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221225

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  为提高超高速公路行车安全性，验证多传感器融合算法在超高速公路的可行性，从车路协同中路侧感知单元入手，利用PreScan建立了多传感器感知融合系统模型。该模型基于多传感器融合方法，通过了解多传感器融合方法的种类和架构，分析了不同方法的优缺点。采取混合式多传感器信息数据融合作为整体架构，采用后端式融合作为数据处理和分析的方式。该方法提高了超高速公路上传感器对目标距离和速度探测的精度，对Camera距离和速度的提升最大可分别达到7.2%和36.8%。研究结果表明，该方法提高了路侧单元检测能力，验证了自适应加权融合算法在超高速公路上的可行性和有效性。
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  基于避险脱离的自动驾驶路测安全影响因素

  涂辉招, 鹿畅, 陆淼嘉, 李浩

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1935-1943. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221144

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  本文采用自动驾驶路测避险脱离率来表征自动驾驶路测风险。首先基于大量自动驾驶路测实测数据，采用LSTM方法辨识自动驾驶路测避险脱离，并基于Tobit模型分析车道宽度、天气等动静态因素对路测避险脱离率的影响，由此建立基于避险脱离的自动驾驶路测安全模型。本文安全模型从更为积极主动的角度来规避自动驾驶路测事故，保障自动驾驶路测安全有序地进行。
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  盐渍土环境下纤维锂渣混凝土柱恢复力模型

  张广泰, 周乘孝, 刘诗拓

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1944-1957. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221118

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  为研究聚丙烯纤维锂渣混凝土（PLiC）柱在盐渍土环境下的抗震性能，对6根试验柱进行低周反复荷载试验。基于试验结果，得到四折线骨架曲线，并在众学者的研究基础上考虑纤维和锂渣的作用，通过回归分析得到各特征点修正系数计算公式。结合侵蚀时间的影响，引入刚度退化指数μ和损伤因子D，采用适用于PLiC柱承载力衰减、刚度退化的滞回规则，建立了盐渍土环境作用下的PLiC柱力-位移恢复力模型。结果表明，加入聚丙烯纤维和锂渣可一定程度上提高混凝土柱的极限承载力、延性等力学性能及耐久性。由本文恢复力模型得到的骨架曲线、滞回曲线与试验结果吻合度良好，可为盐渍土环境下聚丙烯纤维锂渣混凝土柱抗震性能非线性分析提供参考。
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  钢混组合梁栓钉锈胀下混凝土板开裂行为数值分析

  肖林, 魏欢博, 卫星, 康志锐

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1958-1965. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221195

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  为研究腐蚀环境中钢-混组合梁栓钉锈胀引发的混凝土板开裂行为，本文利用ABAQUS有限元分析软件建立混凝土板塑性损伤模型。采用环向均匀位移模拟栓钉锈胀作用，选用基于牵引力-分离法则（Traction-separation law）的粘聚区模型模拟混凝土开裂，计算分析3种不同约束边界、4种不同栓钉间距及4种栓钉直径条件下，混凝土板锈胀应力分布及开裂行为。研究结果表明：随着边界约束的增加，栓钉需要更大的腐蚀深度才会引起混凝土板开裂。栓钉横向间距从50 cm增加到80 cm，使混凝土边缘开裂需要锈蚀深度增加到1.59倍。栓钉直径从16 mm增加到25 mm，使混凝土边缘开裂需要锈蚀深度减小到0.87倍。
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  多温度条件沥青混合料水稳定性评价指标阈值

  罗蓉, 梁宇, 牛茏昌, 黄婷婷, 苗强

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1966-1977. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221179

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  为预防与减少沥青路面水损害的发生，以表面能理论为基础、全国六大区域主要城市月平均气温为依据，结合表面能试验和宏观水稳定性试验两种评价方法来准确评价多温度条件下沥青混合料的水稳定性。首先，测试-20～50℃区间内原材料表面能，确定各温度条件下黏附性评价指标ER值；选用4种沥青混合料进行-20℃的5次冻融循环劈裂试验、10℃和30℃的浸水马歇尔试验以及50℃的浸水汉堡车辙试验，并借助以上3种宏观试验指标及其技术要求，依次确定对应于各温度点的指标ER阈值。试验结果表明：在-20、10、30、50℃条件下，基质沥青混合料的指标ER阈值分别为0.992、1.693、0.994和0.512；改性沥青混合料的指标ER阈值分别为1.562、1.944、1.144和0.512。进而以多温度条件下沥青混合料水稳定性评价指标阈值为基础，建立基质沥青混合料阈值与温度的关系模型为y=-0.0006x2+0.0097x+1.4726；改性沥青混合料阈值与温度的关系模型为y=-0.0006x2+0.0004x+1.8341，其中x为温度，y为对应温度条件下的指标阈值。
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  SiO₂气凝胶/反应性弹性体三元共聚物/多聚磷酸复合改性沥青流变性能与改性机理

  高英力, 谷小磊, 廖美捷, 胡新浪, 谢雨彤

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1978-1987. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221132

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  为探究反应性弹性体三元共聚物（RET）、多聚磷酸（PPA）和SiO₂气凝胶（SG）复合改性沥青的流变性能，首先利用三大指标试验确定3种改性剂掺量；通过DSR、BBR、MSCR试验分析改性沥青高、低温性能及抗永久变形性能；借助傅里叶变换红外光谱试验、荧光显微试验和扫描电镜试验研究沥青改性机理和微观特性。结果表明：RET、PPA和SG的掺入提升了沥青高、低温性能。相比于原样沥青，复合改性沥青复数剪切模量提升了170%;-12℃时，蠕变劲度减小35 MPa，蠕变速率加快21.3%。气凝胶与两种聚合物以物理共混为主，改性过程生成新的吸收峰，气凝胶改善了沥青界面的相容性，且改性剂颗粒分散均匀，提高了沥青路用性能。
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  水-荷耦合作用下沥青桥面铺装层裂缝扩展分析

  崔亚宁, 司春棣, 凡涛涛, 王飞

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1988-1996. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221191

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  沥青混合料桥面铺装层裂缝在水-荷载作用下会进一步引发松散、坑槽等病害，为揭示荷载作用下孔隙水压力对既有裂缝扩展的影响，本文建立了沥青混凝土连续箱梁桥面铺装层有限元模型，并通过现场动载试验，以桥梁动挠度及模态为指标验证有限元模型正确性。在桥面铺装层上面层底部预设纵向裂缝，通过分析裂缝尖端应力强度因子KI和KII的变化规律研究水-荷耦合作用下桥面铺装层既有裂缝扩展对桥面的影响。研究发现，应力强度因子KI的变化反映出动水压力作用会促进铺装层张拉型裂缝扩张，水的存在导致KI值增大约50%，动水压力越大扩展速度越快，动水压力对剪切型裂缝的扩展影响较小，应力强度因子KII变化不大，但由于水的存在使得应力强度因子响应时间变长，因此，水会对桥面铺装层产生持续影响。
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  曲线盾构隧道施工期地表位移计算方法及影响因素分析

  杨果林, 杨一凡, 徐浩栋, 罗桂军, 肖洪波

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 1997-2008. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221217

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  为了分析曲线盾构隧道施工期地表位移变化规律及影响因素，建立了考虑盾构主动铰接机构的曲线隧道开挖力学模型，分别提出了盾构施工附加应力和地层损失所引起的地表位移计算方法。基于实际工程，开展了相应监测试验和数值模拟，研究了影响地表位移偏移的敏感度指标。结果表明：曲线段地表位移沿隧道开挖方向向隧道内侧偏移，计算方法所得曲线段地表最大位移值和偏移值与实测值基本一致；敏感度分析发现，不平衡系数的敏感度最高，而在曲线超挖间隙因素中转弯半径和开挖半径敏感较高。建议曲线段施工应合理控制内外侧油缸推力差和超挖范围。
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  基于长短期记忆网络的公共建筑短期能耗预测模型

  朱国庆, 刘显成, 田从祥

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2009-2014. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230035

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  为了提高公共建筑短期能耗预测的精度、泛化能力和鲁棒性能，提出一种基于长短期记忆网络的公共建筑短期能耗预测模型。使用长短期记忆网络作为公共建筑能耗特征提取器，在不断迭代的过程中保留有价值的能耗历史数据，通过自主学习与自组织调整不同时序的输出，并引入灰色系统，减少所需样本数据数量和缩小误差。采用最小乘二法计算输出权值，获得长短期记忆网络下的预测值，将经反归一函数处理后的结果累减计算，得到建筑能耗短期预测值。实验结果证明：本文方法能耗预测能力优秀，可以有效地用于公共建筑能耗预测。
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  基于灰色关联分析模拟月壤抗压强度性能试验

  汪恩良, 任志凤, 王储, 刘君巍, 刘兴超, 田野, 邹猛, 卢孜筱, 张伟伟, 姜生元

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2015-2025. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221128

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  在月球南极永久阴影区内探测水冰物质是我国嫦娥七号的重要任务，为此在地球环境下开展模拟研究，制备极区含水模拟月壤测试样本，并对其月壤模拟物进行超低温条件下的力学特性测试，分析含水率、相对密实度、温度、加载速率及基材配比与抗压强度变化规律。结果明：冻结月壤模拟物的抗压强度随着含水率的增加而增大，随着密实度的增加而增大，随温度降低而增大，受加载速率变化的影响较小，受不同基材配比影响的抗压强度排序为：100%斜长岩<90%斜长岩+10%玄武岩<70%斜长岩+30%玄武岩<100%玄武岩月壤模拟物。最后，通过灰色关联分析探究月壤模拟物含水率、相对密实度、温度、加载速率、配比等基本物理性质指标与抗压强度的关联度，关联度排序为：含水率>密实度>温度>配比>加载速率。本文进行了含水月壤制备及力学特性测试，提出了更加系统规范的实施方案，作为极区含水月壤特性的研究基础，为后续月壤模拟研究提供了理论依据及参考。
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  一种基于BiGRU和胶囊网络的文本情感分析方法

  乔百友, 武彤, 杨璐, 蒋有文

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2026-2037. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221229

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  针对现有基于商品评论文本的情感分析方法大都较少考虑评论文本的方面特征，相关分析模型也未同时考虑上下文长期依赖特征和文本局部特征，因而影响情感分析准确度的问题，提出了一种基于双向门控循环网络（BiGRU）和胶囊网络的文本情感分析方法。该方法首先采用基于词频统计的方法提取出评论文本的方面特征，并将其融入词向量表示中，从而有效提升词向量的表达能力。然后，采用BiGRU提取文本的上下文长期依赖特征，采用胶囊网络提取文本的局部特征，从而实现基于方面的高精度文本情感分析。真实数据集上的实验结果表明，本文提出的方法在准确率、查准率、查全率和F1分数等评价指标上，均优于双向长短期记忆网络（BiLSTM）、CNN-LSTM、TextCNN等现有情感分析模型。
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  基于JS散度的不确定数据密度峰值聚类算法

  李松, 刘晓楠, 刘娟

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2038-2048. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221161

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  针对传统的基于密度的不确定性聚类算法存在参数敏感和对复杂流形不确定数据集得到聚类结果较差的缺陷，提出一种新的基于JS散度的不确定数据密度峰值聚类算法（UDPC-JS）。该算法首先用不确定自然邻居定义的不确定自然邻域密度因子去除噪声点；其次，通过不确定自然邻居和JS散度相结合的方式计算不确定数据对象的局部密度，通过结合代表点的思想找到不确定数据集的初始聚类中心，并在初始聚类中心之间定义基于JS散度和图的距离；然后，再利用基于不确定自然邻居和JS散度计算出的局部密度和在初始聚类中心之间新定义的基于JS散度和图的距离在初始聚类中心上构建决策图，并根据决策图选择最终的聚类中心；最后，将未分配的不确定数据对象分配到其初始聚类中心所在的簇中。实验结果表明：该算法较对比算法具有更好的聚类效果和准确性，并且在处理复杂流形的不确定数据集上的优势较大。
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  基于循环结构的视觉Transformer

  蒋磊, 王子其, 崔振宇, 常志勇, 时小虎

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2049-2056. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221141

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  针对视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)性能的提升依赖于网络的参数量，从而导致其应用场景受限的缺点，本文从神经学得到启发，创新性地提出将人脑神经元之间的循环结构应用在ViT上。文中首次从黎曼几何的角度解释了循环结构生效的工作原理，之后以Token-to-Token Transformer(T2T Transformer)为主干框架提出了基于循环结构的ViT。实验结果表明：循环结构的引入能在视觉Transformer参数量基本不变化的情况下大幅提高其性能，使用循环结构后，在Imagenet分类数据集下网络仅增加0.14%的参数，但带来9%的分类精度提升；在目标检测任务中，增加0.1%的参数带来10.7%的性能提升。
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  嵌入式无线传感器网络多链路传输随机退避算法

  王晓莹, 陈小海

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2057-2062. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230460

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  为了保证链路传输通畅、网络运行稳定，提出了嵌入式无线传感器网络多链路传输随机退避算法。根据实际需求，利用不同频率信道或正交信道传递数据，按照效用函数设计原则和属性，调整簇首速率向量，使退避窗口尺寸一致。通过记录嵌入式无线传感器网络链路传输的退避次数，明确网络忙碌状态，通过自适应随机退避修正和动态调整初始竞争窗口，增加传输成功率增益，减少链路传输竞争，实现了网络安全平稳传输。试验结果表明：本文算法具有较高的系统吞吐率，能缓解网络拥塞，减少链路数据碰撞发生。
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  抗噪声的分步式图像超分辨率重构算法

  郭昕刚, 何颖晨, 程超

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2063-2071. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221251

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  基于卷积神经网络的图像超分辨率重构方法大多数假设低分辨率图像是从高分辨率图像双三次降采样得到，而现实环境低分辨率图像带有未知噪声，不可避免地导致网络性能较差。针对这一普遍问题，本文提出了一种抗噪声的分步式图像超分辨率重构算法。首先，将信息蒸馏图像降噪网络结合生成对抗网络进行网络训练，以提高降噪网络的图像降噪能力；其次，将降噪网络的中间网络纯净特征图和降噪后的图像与分步式图像超分辨率重构网络结合，配合分步式网络训练，实现网络对真实环境低分辨率图像的有效超分辨率重构。在自建含有高斯噪声的BSD100*与BSD100#数据集上对本文提出的网络进行了训练和评估。实验结果表明：所提网络与已有先进网络相比，在图像质量评估和视觉对比上均取得较大提升。
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  一种工件表面压印字符识别网络

  游新冬, 郭磊, 韩晶, 吕学强

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2072-2079. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230150

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  工件表面的压印字符存在凹凸不平、锈蚀、风化等问题，导致传统的字符识别算法难以取得满意的效果。针对这一问题，将工件表面压印字符的识别视为一类特殊的目标检测问题，并针对其特性设计了一种两阶段识别网络：定位-分类网络。定位网络使用无锚框的方法提取字符感兴趣区域，有效解决了字符区域提取困难的问题。分类网络采用特征解耦的卷积模块和结构重参数化技术，能够在不增加额外参数的情况下提升分类的准确率。此外，分类网络采用跨域迁移学习的训练策略，能够有效解决实际应用中的小样本和类别不平衡问题。在自建螺栓数据集和SynthText数据集上的实验结果表明，该算法的整体精度能够达到98%和92%，优于对比算法。
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  基于仿射不变算子的无人机多光谱影像匹配算法

  唐毅, 潘杨, 郜明, 易虹辰, 韦安琦

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2080-2085. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230039

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  针对传统的无人机多光谱影像匹配算法存在匹配精度不高、匹配准确度不高、整体效果不佳等问题，提出了一种基于仿射不变算子的无人机多光谱影像匹配算法。首先，通过直方图均衡方法对无人机多光谱影像进行增强处理并通过仿射不变算子提取无人机多光谱影像的仿射不变区域；其次，通过多尺度乘积LoG方法完成无人机多光谱影像角点检测及特征点提取；最后，使用形状描述算子描述影像特征点，并利用高斯加权距离算法完成最终的影像匹配。实验结果表明，本文方法的无人机多光谱影像匹配精确度更高、误差更小、整体效果更佳。
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  连续生产流水线深度强化学习优化调度算法

  朱广贺, 朱智强, 袁逸萍

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2086-2092. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230129

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  为了提高连续生产流水线的调度效果，提升生产线的加工效率，提出连续生产流水线深度强化学习优化调度算法。首先，结合蒙特卡罗算法和贝叶斯评估方法降低连续生产线流水线问题的数据复杂度；其次，采用深度神经网络模型优化流水线调度参数，对其进行评估及编码；最后，将迭代贪婪算法与深度强化学习方法结合，对调度数据问题实施模型求解，实现连续生产流水线调度。试验结果表明：本文算法的调度结果最优，综合评价结果均高于0.9531，工序延时优化至5 min以下，收敛速度较快，提升了生产线的加工效率。
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  无人机集群分布式跟踪抗扰控制设计与实验验证

  鲜斌, 王印鑫, 王岭

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2093-2103. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221143

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  研究了存在外界未知扰动下分布式无人机集群轨迹跟踪问题，设计了一种新的无人机集群非线性鲁棒轨迹跟踪策略。首先，基于切向坐标系构造了无人机编队模型，并设计了协同控制律；其次，针对轨迹跟踪问题设计了一种基于误差符号函数积分（RISE）的鲁棒控制算法，用于补偿未知外界扰动的影响，提高了无人机编队系统的鲁棒性；然后，基于Lyapunov分析的方法，证明了无人机编队系统协同误差全局渐近收敛，以及位置跟踪误差半全局渐近收敛；最后，在四旋翼无人机编队实验平台上进行了无风扰和有风扰条件下无人机集群轨迹跟踪实验，并与常规滑模控制算法进行了性能对比实验。实验结果表明，所设计的控制律可以实现多无人机的协同轨迹跟踪，且具有较强的抗外界干扰能力。
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  基于路侧毫米波雷达的群体车辆目标识别与跟踪

  李立, 吴晓强, 杨文臣, 周瑞杰, 汪贵平

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2104-2114. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221174

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  为了提升道路交通流检测精度，本文提出了一种基于路侧毫米波雷达的群体车辆识别与跟踪方法。首先，基于预处理后的城市多车道主干路交通流毫米波雷达检测数据，提出了一种基于高斯核距离的带噪声密度空间聚类（DBSCAN）算法，实现对群体车辆所反射有效雷达信号的时空聚类；其次，提出了一种无迹卡尔曼滤波（UKF）和线性高斯混合概率假设密度（GMPHD）融合算法，以提升非线性运动群体车辆的跟踪精度；最后，在仿真和实际环境中进行算法测试，仿真结果验证了UK-GMPHD算法能够精准、稳定地跟踪非线性运动车辆。实测结果表明：基于核距离的DBSCAN算法能够有效改善经典算法特征向量的调参问题；与GMPHD算法对比，UKGMPHD算法对目标跟踪的距离、速度和角度均方根误差分别减少了21.03%、23.41%和20.67%。
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  基于GPS-UWB组合定位技术的混合运动目标实时跟踪方法

  张楠, 钟本源, 王平

  吉林大学学报(工学版). 2024, 54(07): 2115-2120. https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20230402

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  为了全面提升混合运动目标实时跟踪结果的准确性，提出一种基于GPS-UWB组合定位技术的混合运动目标实时跟踪方法。建立混合运动目标图像的三维表面信息重组模型，通过多维像素重构方法展开混合运动目标的信息融合和运动特征点标定，分析不同目标点的差异性特征向量。同时引入GPS-UWB组合定位技术对混合运动目标点展开实时优化定位，最终实现混合运动目标实时跟踪。实验测试结果表明，采用本文方法可获取稳定性更高且误差更小的混合运动目标实时跟踪结果。