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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于改进势场法的智能车超车动态路径规划

    张喜清马志光陈殿明李进...
    8746-8753页
    查看更多>>摘要：为了改进人工势场法(artificial potential field,APF)在智能车高速超车状态下规划出的轨迹规范性差、安全性得不到保障、以及路径不平滑的问题.设计用于指引智能车换道的换道引力势场,以保证换道轨迹的规范性;构建异向分布结构的障碍车斥力势场提高换道的安全性;并建立带有转向缺口的道路中心线斥力势场和设计平滑代价函数优化规划出的轨迹点,使规划出的路径更加平滑.基于线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)设计路径跟踪控制器跟踪规划出的路径.通过Simulink与Carsim联合仿真,结果表明:所改进的APF算法能规划出更加合理的路径,设计的LQR路径跟踪控制器跟踪误差趋近于零,能够较好地控制车辆完成超车换道.

    改进的人工势场法(APF)高速超车换道局部路径规划线性二次型调节器(LQR)控制器路径跟踪

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    基于风险势场的网联自主车辆换道行为建模

    魏传宝曲大义康爱平李奥迪...
    8754-8760页
    查看更多>>摘要：为提高智能网联环境下网联自主车辆的换道安全,针对网联自主车辆环境感知及实时通讯的特点,以势场理论为基础,分析车辆不同方向所面临风险变的差异性,对动态车间距进行修正,构建车辆风险势场模型,将网联自主车辆驾驶过程中所面临的风险进行量化,以此为基础建立网联自主车辆安全换道距离模型,反映不同运动状态的换道车辆所需要的安全换道距离的变化趋势.对模型进行数值模拟分析,结果表明:当前车道和目标车道上车辆的运动状态直接影响换道时所需要的安全距离的大小.可见车辆进行换道操作时需调整自身的运动状态来改变风险势场的分布情况,避免与其他车辆的风险势场发生冲突,影响行车安全性.

    风险势场网联自主车辆距离修正换道行为模型安全换道距离

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    柔性表皮及蜂窝支撑结构面外变形机制

    艾森尹维龙郭瑜超常亮...
    8761-8766页
    查看更多>>摘要：变体飞行器可根据任务需求,自适应地改变气动布局,从而获得最优的飞行品质.由柔性表皮及蜂窝支撑结构复合而成的柔性蒙皮是实现变体飞行器构型变化的关键结构形式之一.但由于泊松效应的影响,柔性蒙皮在变形中易产生"凹陷"和"鼓包"等面外变形模式.为此,首先研究弹性模量、泊松比、表皮厚度、孔格尺寸、蜂窝构型等对面外变形的影响规律.然后基于孔格填充法,分析填充物与蜂窝壁在粘接良好和未粘接状态下的变形特性.结果表明:柔性蒙皮的面外变形与相关参数并非都呈现出线性变化关系;在蜂窝孔格内填充弹性材料,可抑制柔性蒙皮的面外变形,但填充材料是否与蜂窝壁粘接良好,对柔性表皮面外变形影响较大,在工程设计时,需重点关注.

    变体飞行器柔性表皮蜂窝结构面外变形

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    无人机视角下的红外图像去模糊算法

    曹旦夫齐峰谭冰张津溪...
    8767-8775页
    查看更多>>摘要：针对油气长输管道采用无人机巡检时所拍摄的红外图像去模糊问题,利用图像通道的先验知识提升模糊图像质量,分别基于双边滤波和非盲去模糊网络NBDN去除人工伪影的方法达到更佳的图像复原效果.首先,基于暗通道先验知识,在最大后验的优化框架中添加暗通道的L0正则项;然后使用图像梯度的L0正则项,代替图像像素的L0正则项作为潜在图像的正则化约束,使用迭代交替估计图像模糊核和中间潜在图像;采用半二次分裂方法和查表法间接优化求解,估计中间潜在图像;采用双线性插值估计图像模糊核,通过对图像进行上下采样,构建图像金字塔,进而利用共轭梯度法直接优化求解.最后,利用估计的模糊核,使用基于超拉普拉斯先验的图像非盲去模糊方法得到潜在图像I1;使用基于L0正则化的非盲去模糊方法得到潜在图像I0;计算估计的潜在图像 I1 和I0之间的差值映射,从I1中减去双边滤波过滤后的差分图,得到最终的潜在图像I.将本文算法在低照度图像、含有饱和像素的图像、真实图像以及红外摄像图等图像数据上进行实验,相对于其他图像去模糊算法.实验结果表明:所提出的方法在多种模糊图像复原效果上均具有较强的竞争力.

    数字红外图像图像去模糊图像暗通道双边滤波非盲去模糊网络

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    多通道双荷载六旋翼无人机动力输出优化控制

    陈雅菲邓涛
    8776-8782页
    查看更多>>摘要：六旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)动力系统受到电池功能以及应用环境动态变化等因素的影响,导致动力输出的稳定性不好,为了克服这一问题,提出基于多通道双荷载动态输出调整的六旋翼无人机动力系统设计和控制方法.首先分析六旋翼无人机动力输入参数,以无人机电机电磁转矩、电机转速参数、输出功率损耗和效率等为优化变量,采用多线程动态相匹配和兼容性调制方法,建立无人机动力输出的多通道双荷载动态匹配和任务调度模型,并根据无人机组的任务覆盖半径实现动力的自适应寻优控制,降低额外输出开销,提高无人机生存时间周期.测试结果表明,所设计的无人机动力系统提高了搭载能力,能耗开销较小,动力输出的均衡性较好,提高了无人机的动力输出稳定性和飞行寿命.

    六旋翼无人机(six-rotorUAV)多通道双荷载动力输出动态匹配

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    基于雷达探测数据的尾涡危险区评估

    潘卫军蒋倩兰陈宽明
    8783-8789页
    查看更多>>摘要：针对尾涡危险区域的研究可以有效避免后机尾涡危险遭遇事件的发生,提出了一种基于激光雷达探测数据的尾涡危险区计算方法.根据雷达实测数据反演飞机尾涡的演化轨迹和速度环量;基于后机遭遇前机尾涡的空气动力学响应构建滚转力矩系数模型;考虑尾涡在实际场景下的演化情况,结合反演得到的尾涡特征参数,计算飞机遭遇尾涡时的滚转力矩并计算尾涡危险区.结果表明:基于激光雷达探测数据反演尾涡特征参数,左涡和右涡的位置、环量并不一致,据此结合滚转力矩系数模型计算得到的整体危险区域也具有不对称性,当单涡更稳定时,对应的危险区域也更大.以B738为后机,选取某一尾涡探测片段验证,对于涡心坐标位置为左涡(390m,8.61°),右涡(435 m,8.85°)的尾涡,左涡、右涡的环量分别为256.83 m2/s和223.35 m2/s,左涡相对右涡实际划设的危险区覆盖范围更大,因此后机与前机左右尾涡的安全阈值区域不同,可据此对横向间隔做出不同调整,因此所提方法有利于为分析后机遭遇安全性、缩短尾流间隔提出重要参考.

    激光雷达背景风场尾流特征参数尾涡危险区域

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    基于决策树模型的管制员工作负荷检测

    李慧朱培邵荃薛柯...
    8790-8796页
    查看更多>>摘要：为了验证gamma波是否更适用于管制员工作负荷检测,首先设计预实验选取代表性强、区分度大的管制场景场景,在此基础上,设计实验获取管制员在不同工作场景下的脑电(electroencephalogram,EEG)数据及工作负荷数据,并通过S-W(Shapiro-Wilk)检验验证了选取的实验场景的有效性.随后,提出一系列脑电特征并对根据实际情况对脑电数据划分方法做出改进,并对脑电特与工作负荷的相关性进行分析.结果表明:与gamma波相关的特征β+θ+α+γ与工作负荷的相关性最高,可用于管制员的工作负荷检测.最后,选用"留一交叉验证法"建立决策树回归模型对管制员的工作负荷进行检测.检测精度可达0.979～0.996,证明与gamma波相关的功率谱特征可用于管制员工作负荷的检测.

    工作负荷检测gamma波脑电(EEG)管制员

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    基于机场跑道饱和度的空中交通阻抗建模

    徐满高华键王建王炜...
    8797-8803页
    查看更多>>摘要：通过对空中交通阻抗基本要素的解析,参考道路交通BPR(Bureau of Public Road)阻抗函数,提出一种综合考虑起飞机场和降落机场跑道饱和度的空中交通阻抗函数模型以研究空中交通阻抗问题,为空中交通阻抗分析提供新的研究思路.采用南京禄口机场-北京首都机场的航班数据进行拟合分析,对模型参数进行标定.根据有无流量控制分别给出了仅考虑降落机场跑道饱和度模型的拟合结果并进行了参数检验,同时进一步与综合考虑起降机场跑道饱和度模型的拟合优度指标进行对比分析.结果显示:综合模型在无流控情况下精度提升了 11.9％,有流控情况下精度提升了 16.7％,可以为空中交通管理提供参考.

    空中交通管理交通阻抗模型机场跑道饱和度拟合优度检验

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    基于组合权重的文一路地下空间开发适宜性评价

    孙雅珍戚亚茹杨大勇胡智...
    8804-8812页
    查看更多>>摘要：对地下空间开发适宜性进行科学、合理的评价,是避免地下空间资源浪费,保证其健康可持续发展的前提.基于地形地貌、工程地质、水文地质、不良地质作用和建设现状构建地下空间开发适宜性评价指标体系,通过数值模拟确定盾构隧道施工的影响范围,完成建设现状评价指标分级量化;分别采用层次分析法和熵权法计算评价指标主观和客观权重,通过博弈论确定组合权重.在此基础上,利用综合指数法对杭州市文一路地下空间开发适宜性进行评价.通过评价结果对比分析和学院路地下工程实例,验证了评价模型的可靠性,为地下空间开发规划提供指导和借鉴.

    地下空间适宜性组合权重数值模拟杭州市

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    典型铅锌矿流域土壤重金属生态风险评价及环境容量预测

    唐莹影刘楠陈盟潘泳兴...
    8813-8823页
    查看更多>>摘要：为探究广西典型铅锌矿区重金属的生态风险及其环境容量,以广西阳朔铅锌矿流域思的村为例,采用内梅罗综合污染指数(Nemerow multi-factor index,NIPI)和环境容量综合指数PI对研究区内土壤重金属进行污染状况评价、环境容量评价与预测,并基于ArcGIS经验贝叶斯克里金空间插值法对其生态风险评价和环境容量水平进行分区.结果表明:Cu、Zn、Cd、Hg和Pb的含量均值超过广西土壤环境背景值的3.29～10.67倍,存在不同程度的富集;Zn、Cd、Hg和Pb超标较为严重,超标率为46.43％～77.98％,对环境及人类造成的风险危害较大.内梅罗综合指数评价结果显示在不同深度层集的中度-重度污染区域占比高达70％,存在Pb、Zn和Cd多种元素复合污染;环境综合指数结果显示:PI范围为-9.84～1.24,整体环境容量水平低,主控元素是Cd、Hg和Pb.综合评价研究区土壤重金属污染状况严重,整体存在复合污染,环境容量水平低,总体上污染程度和环境容量与思的河关系密切,呈现与思的河空间距离愈远,污染程度逐渐减轻、环境容量逐渐增加的趋势.相比居民区,农业活动区的土壤环境容量基本处于超载状态,存在着较大的环境风险,重金属污染程度更高,对农作物危害更大,间接危害人体健康.基于近百年的环境容量预测结果显示环境总容量在理想状态下有逐渐好转的趋势.

    铅锌矿流域土壤重金属内梅罗综合指数法生态风险评价土壤环境容量

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