摘要：建立了一种地铁站乘客疏散网络,分析了网络节点的度以辨识关键节点,提出了节点失效后的修正走行疏散网络;设计了基于支持向量回归算法的闸机、楼梯/扶梯节点处乘客通行时间预测模型,分析了模型的预测性能,得到了乘客数量与通行时间的定量关系;建立了包括节点和路段通行时间的总疏散时间、总路段风险和总拥挤成本3个目标函数,构建了一种火灾爆发时地铁站乘客疏散多目标路径优化模型,提出了基于遗传算法的优化模型求解方法;模拟了火灾爆发时地铁站乘客的疏散运动,分析了路径优化模型帕累托解下的疏散效率,评估了路径优化策略的优化程度;设计了乘客动态引导微信小程序,为疏散路径推荐信息的及时发布提供了一种可能方案。研究结果表明:验证集中节点处乘客通行时间预测模型的平均绝对误差低至0.000 375,稳健指标值可高达0.999 334,说明预测数据与真实数据吻合程度高;闸机处实际采集数据与仿真数据的平均相对误差为4.9%,正态性检验、方差齐性检验和独立样本检验的显著值都大于0.05,验证了PathFinder软件可较为真实地模拟乘客运动;与正常疏散无优化策略相比,路径优化模型3组帕累托解下的优化程度分别为16.7%、15.9%、18.0%,因此,根据具体疏散场景、危险系数、服务质量要求等指标可选用相应的疏散优化策略。

摘要：为更精准地描述人车路复杂环境下网联异质车流多维感知与交互所呈现的动态特性,本文提出运用分子动力学势场函数定量描述车辆间相互作用关系的车辆跟驰行为模型,从分子力场角度剖析网联自主车辆的自驱动粒子特性和车车交互行为安全特性,独辟系统分析网联异质车群协同关系和安全态势演化规律的新思路。首先,类比复杂交通场景的网联自主车辆为自驱动粒子,基于分子动力学势场理论推导出网联自主车辆跟驰行为模型表达式,引入速度协同项,建立网联自主车辆跟驰行为的分子力场模型;其次,运用人工蜂群算法,采用High_D车辆轨迹数据对已有的跟驰模型和智能驾驶员模型进行参数标定,验证分析分子力场跟驰模型的合理性及安全性;设计数值仿真实验检验分子力场模型对真实车辆跟驰行为的拟合效果及稳定性表现。数值仿真结果表明,分子力场模型得出的车辆加速度结果与实际数据的平均值绝对误差与均方根误差更低,且受到扰动时波动更小,该模型提升了网联自主车辆跟随行驶的安全和效率,宏观车流运行具有更好的稳定性。网联自主车辆的分子力场跟驰模型可系统描述网联异质车群的动态特性、微观车辆跟驰行为和车车安全交互作用关系,为提高行车安全性及通行效率提供理论基础。

摘要：为了在车身设计阶段降低车内噪声,以HyperMesh软件建立的车身声固耦合模型为研究对象,提出一种改进的遗传算法优化车身板件厚度。采用Hammersley实验设计方法,建立白车身一阶整体模态、车身质量、车内目标点最大声压级响应面。以目标点最大声压级为性能指标,改进的遗传算法用于车身板件厚度优化。目标点声压级最大值降低4.0 dB,相对遗传算法、全局响应面法、自适应响应面法和可行方向法优化车内噪声的结果,改进的遗传算法分别提高了2.2%、2.2%、2.3%和2.5%。结果表明:对遗传算法的改进,提升了遗传算法的稳定性和寻优能力,改进的遗传算法可用于设计阶段的车身板件厚度优化。

摘要：衍射光学元件作为一种典型的微光学元件,其体积小、质量轻、设计自由度多、成像质量良好,在光学成像、光学数据存储、激光技术、生物医学等领域具有广阔的应用前景。随着现代光学系统的不断发展,对衍射光学元件的加工效率和制备精度提出了更高的要求。激光直写技术凭借加工精度高、工艺简单、灵活性好等优势,成为制备高精密仪器中关键光学元件所必需的一种加工方式。针对不同的加工需求,开发了多种激光直写系统,并在应用过程中不断地改进升级。另外,突破衍射极限的飞秒激光微纳结构制造技术,能够获得更高的加工精度和更好的分辨率,为微光学元件的制备提供了新的方法。首先介绍了激光直写技术的特点;其次综述了衍射光学元件直写加工技术的研究进展,包括直写技术的影响因素、激光直写系统和多光束加工技术;接着介绍了衍射光学元件的典型应用,如红外成像、色差校正、光束整形、图像显示;最后,对激光直写技术制备衍射光学元件存在的问题和未来发展趋势做出了总结。

摘要：以高黏度材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)和碳化硅(SiC)粉末混合液为例,利用流体动力学仿真模拟,设计并优化主动混合喷头。仿真分析不同螺杆结构对主动混合喷头混合效果的影响,选定双向四螺旋螺杆结构,同时探究了螺杆长度、螺杆与腔体间隙等结构参数对混合效果的影响规律,确定螺杆长度为12 mm、螺杆与腔体间隙为0.2 mm;优化了该结构的转速、入口速度等工艺参数,确定转速为60 r/min、入口速度为1 mm/s。此外分析了该结构在不同材料体积配比下均可进行有效混合。最后,通过打印试样,验证了该主动混合喷头能够实现复合材料的有效混合。

摘要：为了获得动力电池组蛇形液冷结构的合理参数,提出了一种均匀设计法、BP神经网络算法以及多目标遗传算法相结合的动力电池组液冷结构优化设计方法。首先进行了单体电池温升试验,对电芯仿真计算模型进行了验证,为均匀设计试验与参数处理的数据准确性提供支持。然后以电池组温差与液冷结构压降为设计目标,以冷却液入口质量流量、冷却液入口口径及液冷管管道宽度为设计参数,通过均匀设计试验进行CFD仿真,获取液冷结构具体参数,并通过BP神经网络算法进行训练获得设计目标与设计参数之间代理模型。最后通过NGSA-Ⅱ多目标遗传算法对该代理模型进行计算获得Pareto解集,根据工程经验选取Pareto最优解进行优化结果验证和优化前后仿真结果对比。仿真结果表明,电池组最高温度降低5.06℃,降幅为14.3%;电池组最大温差降低4.88℃,较优化前下降51.5%;液冷结构压降上升122.8%,解决了负压问题,减小了冷却液压力损耗,验证了该优化方法的有效性。

摘要：蓝莓基地传统的灌溉施肥方式,不仅水肥利用率低,造成大量浪费,带来环境污染,还导致农产品品质的降低,制约我国现代农业的健康发展。针对上述问题,利用无线传感器物联网监控技术和自动控制技术相结合,基于蓝莓生长环境和水肥需求的规律,构建包括环境信息采集系统、智能化服务平台、灌溉施肥系统以及环境调节设备,可实时监测蓝莓生长环境与生长发育状况,并根据蓝莓生长模型与精准算法及时按需足量实现对蓝莓的灌溉施肥与生长发育智能化控制的蓝莓温室智能水肥一体化系统。试验结果表明设计的智能水肥一体化系统用于蓝莓种植可节水35%~45%,节肥25%~35%,蓝莓增产10%~15%,减少60%以上劳动力,降低农业污染。

摘要：为探究立式旋耕刀作业参数对其受力情况及碎土效果的影响,建立立式旋耕刀作业的离散元模型,并对其所受阻力、扭矩的变化规律进行分析;通过设计正交试验,得到立式旋耕刀工作参数对其阻力、扭矩、作业功率及碎土率的影响,并建立相应的预测模型。通过响应面分析和预测模型对立式旋耕刀作业功率和碎土率进行参数优化,得到最佳工作参数为:前进速度1.2 m/s,刀具转速307.141 r/min,耕深25 cm,模型预测立式旋耕刀作业功率为7.042 kW,碎土率为80.85%。将最佳工作参数代入仿真试验,对比试验数据得到功率的模型预测值与仿真值间的相对误差为3.97%,碎土率的相对误差为3.45%,验证了预测模型的可用性。

摘要：随着结构轻量化需求的增加,金属-聚合物及金属-复合材料薄壁结构在交通运输和航空航天等多个领域得到广泛应用。压印连接具有高效、节能环保和成本低等优势,为异种材料的连接提供了解决方案。由于聚合物及其复合材料延展性较差,为了减小接头的成形损伤、提高连接效率及接头的力学性能,一些改进的连接工艺相继被提出。为了推动压印连接的工程应用,本文综述了金属-聚合物及金属-复合材料薄壁结构的压印连接技术,对各连接工艺的适用性、成形工艺方法、成形质量影响因素和接头力学性能进行探讨。最后,针对连接工艺设计中亟待解决的问题,展望了压印连接技术的研究方向。

摘要：自动驾驶技术为精确控制和优化车辆跟驰提供了条件,通过梳理近年来国内外网联混合交通的研究现状和发展动态,发现传统驾驶人的随机行为是影响交通系统稳定性的重要因素,网联车辆对于稳定车流态势具有良好的效果,从而也提高了车辆跟驰的安全性。为此,基于未来一段时间内网联车与人工驾驶共存的情形,研究网联混合交通的跟驰模型及稳态机理对于智能交通系统具有重要的价值。从微观模型拓展到网联环境,综合微观建模机理和人因角度,提出了耦合传统车-网联车的网联跟驰模型。为减少网联车辆跟驰过程中的速度波动设计了一种网联车跟驰控制策略。首先基于车辆跟驰理论,考虑传统人工车辆驾驶行为的不确定性变化以及外界环境因素的干扰,分析了道路网联混合车流的跟驰行为,建立了微观车辆速度-车头间距模型。其次根据构建的模型设计网联车跟驰的稳态控制策略并验证策略的效果,采用微扰法从微观层面进行Matlab数值仿真试验,对比分析单车道跟驰状态下传统车流和网联混合车流的稳定性。结果表明:当处于平衡状态的车队中某车辆受到干扰后,与传统车辆相比,网联车跟驰速度方差减少了7.6%,车头间距方差减少了42.1%,据此分析网联车稳态控制策略可以有效提高队列行驶的稳定性,减少速度的波动。