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2026年第56卷第5期
整期封面整期目录

    综述

  • 人工肌肉在人体器官/组织仿生和医疗辅助中的应用 AI导读

    张来喜, 张晋凡, 马凯威, 徐丰羽, 孙鹏飞
    2026, 56(5): 1147-1161. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20250858
    摘要:综述了人工肌肉主要的驱动方式,以及近年来人工肌肉在人体器官组织领域仿生控制和人体辅助医疗复健器械的研究进展,分析了人工肌肉在材料、驱动和临床应用3个主要方面的关键技术,展望了人工肌肉在技术层面和应用领域两个方面的发展趋势,为未来人工肌肉的研究提供参考。  
    关键词:机械设计及理论;人工肌肉;器官/组织仿生;软体驱动器;气动肌肉;结构成型  
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    更新时间:2026-06-22

    车辆工程·机械工程

  • 基于刷子模型的轮胎水滑状态纵向力模型 AI导读

    李波, 刘祎, 贝绍轶, 殷国栋, 许男
    2026, 56(5): 1162-1171. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241066
    摘要:为研究部分水滑状态下轮胎的接地力学特性,采用有限元仿真分析方法解决了部分水滑状态下轮胎接地力学特性研究的问题。通过分析车速、充气压力和垂向载荷对轮胎垂向应力分布的影响,分段拟合了水滑状态下的垂向应力分布函数,建立了轮胎水滑状态下的纵向力模型。计算结果表明,该模型能够准确描述轮胎在水滑状态下的力学特性。这一结果为研究轮胎在湿滑路面上的性能提供了参考,对提升车辆在雨天等恶劣天气下的行驶安全性具有重要意义。  
    关键词:车辆工程;轮胎水滑;有限元;轮胎纵向力;刷子模型  
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    更新时间:2026-06-22
  • 考虑动态轮胎极限与平衡的整体式轨迹跟踪控制 AI导读

    常鑫睿, 刘立, 孟宇, 顾青, 杨奕, 段孟滨
    2026, 56(5): 1172-1184. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241203
    摘要:为了实现四轮独立驱动转向车辆在紧急运动控制中的稳定性,提出了一种基于非线性模型预测控制(NMPC)的整体式轨迹跟踪控制方法。首先,通过直接协同优化转向角与车轮矢量转矩以降低转向与驱动/制动之间的干涉。其次,通过考虑轮胎利用率平衡以及轮胎力储备,来避免操纵过程中由于单一轮胎过载或滑移引起的失控风险。最后,基于MATLAB/Simulink-CarSim联合仿真平台对算法进行了验证。实验结果表明:高速单移线工况下偏差峰值为0.118 2 m,质心侧偏角峰值为0.624 7°;高速双移线工况下的偏差峰值为0.204 1 m,质心侧偏角峰值为1.012 9°,说明该方法能够有效兼顾轨迹跟踪控制精度与车辆稳定性。  
    关键词:模型预测控制;轨迹跟踪;车辆稳定性控制;四轮独立驱动转向车辆  
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    更新时间:2026-06-22
  • 胎面花纹对轮胎滑移刚度影响分析与补偿 AI导读

    卢荡, 杨文豪, 袁浩, 吴海东
    2026, 56(5): 1185-1196. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241085
    摘要:考虑到花纹有限元模型建模复杂以及计算成本较高,本文探究了胎面花纹对轮胎滑移刚度的影响规律与补偿方法。首先建立轮胎和橡胶试样有限元模型,通过理论分析和仿真验证确定粘弹性材料参数,并根据试验获取超弹性材料参数,完成轮胎有限元仿真与试验的验证;其次,进行光面胎和花纹胎有限元模型仿真,探索花纹对滑移刚度的影响;然后,建立不同规格的轮胎有限元模型与对应尺寸的花纹,分析花纹对不同规格轮胎滑移刚度的影响,并研究花纹在不同材料属性和胎压下对滑移刚度的影响;最后,根据以上研究建立光面胎的轮胎滑移刚度补偿方法。结果表明:花纹使轮胎滑移刚度出现下降,且对纵滑刚度和侧偏刚度的影响不同。在相同载荷下花纹对不同规格轮胎、材料属性和胎压下的滑移刚度具有近乎相同的影响。建立的胎面花纹滑移刚度补偿方法具有较好的精度,侧偏刚度和纵滑刚度精度分别为96.6%和97.6%。该研究节省了胎面花纹有限元模型的建模时间与成本,也为轮胎设计与性能优化提供一定的参考。  
    关键词:轮胎动力学;胎面花纹;有限元模型;滑移刚度;补偿方法  
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  • 燃料电池极板叶脉仿生流场结构优化的仿真与分析 AI导读

    解方喜, 张信哲, 赵士杰, 赵靖华, 张亮, 杨国志, 姜北平
    2026, 56(5): 1197-1207. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241014
    摘要:传统的燃料电池流道结构在电流与物质分布均匀性方面存在劣势,为改善反应物质和电流分布不均会导致燃料电池性能得不到高效的发挥的问题,本文基于COMSOL建立具有叶脉仿生流场的燃料电池仿真平台,研究了不同形式的流道对燃料电池物质及压力分布和电化学反应性能的影响。研究发现,通过改变流道夹角、开通二级流道与添加流线型堵块,使得流道内氧气分布更加均匀,流线型堵块流场要比20°主分支流道夹角流场电流密度大0.06 A/m2,因此本文研究对燃料电池流道结构设计有借鉴意义。  
    关键词:质子交换膜燃料电池;叶脉仿生流场;二级流道;流线型堵块;物质分布均匀性;电流密度  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于模型降维的轮腿机器人姿态控制试验 AI导读

    倪利伟, 张红松, 马宗正, 李立琳, 吴量
    2026, 56(5): 1208-1218. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241171
    摘要:针对非结构地形对巡检机器人的姿态(俯仰角和侧倾角)扰动问题,首先基于轮腿结构设计了具有主动姿态控制功能的新型四轮腿式机器人(FWLR)。其次,基于模型降维思想设计了Skyhook-PID姿态控制策略。最后,通过姿态跟随试验和非结构地形姿态控制试验对其姿态控制效果进行验证。结果表明,基于降维思想提出的控制策略收敛速度更快,姿态控制效果表现更佳。在连续通过具有减速带的非结构地形时,机体运行姿态平稳,俯仰角和侧倾角波动幅度较小,具有良好的地形自适应能力。该研究对推动巡检机器人的进一步应用具有积极意义。  
    关键词:车辆工程;巡检机器人;姿态控制;模型降维;试验分析  
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    更新时间:2026-06-22
  • 汽车发动机舱等效模型流热耦合实验 AI导读

    张之豪, 袁侠义, 肖凌, 徐胜金
    2026, 56(5): 1219-1230. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241258
    摘要:利用自动PIV技术与热电偶,研究了汽车发动机舱等效模型流动与传热关联问题。研究表明,在发动机迎风区上方与侧壁交界处、下方与变速箱交界处,存在两处局部高温区,高温区内存在螺旋形气流,气流的螺旋形运动方式导致热量滞留,使温度升高。提出加装小风扇、导流板的流动控制措施,削弱螺旋形气流运动,引导低温流体进入高温区,实现局部冷却,改进后两处高温区平均温度分别下降了4.5%与8.3%。  
    关键词:汽车发动机舱;流热耦合;自动PIV;流动控制  
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  • 基于改进人工势场的自适应采样轨迹规划 AI导读

    高爱云, 吕元博, 付主木, 张玮, 陈芊安
    2026, 56(5): 1231-1241. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241071
    摘要:针对无人车在三维空间(X-Y-T)轨迹规划时安全性差与规划效率低的问题,提出了一种基于改进人工势场(APF)的自适应采样轨迹规划方法。首先,通过Frenet坐标系将三维轨迹规划问题分解为两个二维优化问题,并在采样机制中引入条形叶斥力场和道路边界势场进行自适应采样,减少规划空间采样点数量;然后,在动态规划开辟的凸空间中引入基于改进APF的引导中心线,构建新型二次规划问题,优化动态规划结果,得到综合代价最低的路径曲线。仿真结果表明:本文提出的轨迹规划方法能够将计算耗时减少23.89%,同时,所规划出的轨迹更加平滑和安全,增强了无人车对环境的规划效率和避障调整能力。  
    关键词:车辆工程;轨迹规划;人工势场;自适应采样;引导中心线  
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  • 风电调心滚子轴承的接触载荷与寿命可靠性分析 AI导读

    黄贤振, 陈思佳, 姜智元
    2026, 56(5): 1242-1251. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241013
    摘要:以风力发电机主轴轴承为研究对象,建立了调心滚子轴承的静力学模型,评估了轴承的内部接触特性和疲劳寿命。同时,采用Romax模型验证了本文模型的准确性。此外,基于自适应Kriging结合Monte Carlo模拟法(AK-MCS)和L-P疲劳寿命理论提出了调心滚子轴承可靠性分析方法。最后,对轴承的寿命可靠性进行了定量评估。结果表明:在本文坐标系下,正向轴向力和调心角的增大使得调心滚子轴承两列滚子的偏载现象加强,寿命可靠度降低;随着滚子轮廓半径、滚子直径和初始接触角的增大,轴承的寿命可靠度升高;而随着内、外圈滚道轮廓半径和弹性模量的增大,轴承的寿命可靠度降低,其中滚子轮廓半径和内圈滚道轮廓半径对轴承的寿命可靠度影响最大。  
    关键词:机械设计及理论;调心滚子轴承;接触载荷;自适应Kriging;轴承寿命可靠性  
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    更新时间:2026-06-22
  • 轨道约束型链传动系统动力学特性 AI导读

    马超超, 许金, 贾正荣, 李想, 芮万智
    2026, 56(5): 1252-1260. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241100
    摘要:针对链传动系统的特殊应用场景,为研究轨道约束型系统的动力学特性,建立了包含多阶段输送负载的系统动力学模型,分析了系统输送负载的速度特性,揭示了在过渡段输送负载的系统转矩随驱动组件角速度的变化规律。针对多样化的输送需求,为提高系统模型的搭建效率,对模型进行了简化,并对比分析了模型简化前后的差异性。最后,通过试验对动力学模型及计算结果进行验证。结果表明:在直线段输送负载时,增加链轮齿数能够改善速度波动;在过渡段输送负载时,系统转矩突变的幅值随驱动组件角速度的增大而增大;模型简化后的系统转动惯量、转矩与简化前的变化趋势基本相同;模型计算结果与测试测量的变化趋势基本相同;研究结果可为轨道约束型链传动系统的设计提供理论依据。  
    关键词:机械设计;链传动;动力学特性;速度波动;模型简化  
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    更新时间:2026-06-22
  • 中低温压力管道保温层下腐蚀区域分割算法 AI导读

    王舜尧, 王洪珍, 杨新宇, 翟春晓, 杨滨, 孙春鹏
    2026, 56(5): 1261-1269. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20250349
    摘要:由于中低温压力管道保温层与外层金属保护层的多层密闭包覆结构,腐蚀区域处于完全视觉遮蔽状态,同时穿透性检测信号在多层异质介质中传输时出现信号衰减,使得获取的腐蚀图像存在对比度低、边缘梯度弱化等问题,导致局部点蚀核心与环向腐蚀边界的分割精度较低。为此,本文提出了一种中低温压力管道保温层下腐蚀区域分割算法。利用脉冲涡流技术穿透保温层采集电磁响应信号,通过感应电压的空间积分与伪彩色映射,实现了保温层下腐蚀的可视化成像,并解决了视觉遮蔽问题;采用改进多尺度Retinex算法通过对数域解耦与多尺度高斯加权估计,分离可视化图像中的低频背景与高频细节,并引入自适应线性拉伸拓展灰度动态范围,增强因信号衰减而弱化的腐蚀特征;基于增强后的腐蚀特征,构建像素灰度与邻域平均灰度的二维直方图,以最大化类间离散度为准则求解最优分割阈值,精准划分局部点蚀与环向腐蚀边界。实验结果显示:在-10 ℃低温、信噪比19 dB工况下,该算法对保温层下腐蚀图像分割的像素精度为0.957、均值交并比为0.956,能够清晰勾勒点蚀核心与环向腐蚀边界,有效解决了视觉遮蔽与信号衰减双重约束下的腐蚀区域精准提取问题,为在役压力管道隐蔽腐蚀检测提供了高鲁棒性的技术方案。  
    关键词:中低温压力管道;保温层;腐蚀区域分割;脉冲涡流技术;多尺度Retinex算法  
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    更新时间:2026-06-22

    材料科学与工程

  • 陈鑫, 霍红帅, 张冠宸, 杨立飞
    2026, 56(5): 1270-1277. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241213
    摘要:针对车用铝合金薄板双脉冲MIG焊接接头的仿真分析中,接头的有限元模型往往无法反映接头强度非均匀性,致使接头模型的抗拉强度和失效位移与试验结果误差较大的问题,提出了一种考虑强度非均匀性的接头整体建模方法。首先,通过硬度试验对接头区域的硬度进行了测量与划分;然后,借助拉伸试验得到了接头各区域材料的应力-应变关系,研究了强度非均匀性对接头的影响;最后,通过试验数据拟合出了接头各区域材料的本构模型,利用近似模型与多目标优化建立了五属性等效模型。结果表明,在拉伸工况下五属性等效模型的仿真精度更高,比传统单梁模型与实体单元精细模型更贴合试验数据。五属性等效模型可以替代传统接头模型准确表达铝合金薄板双脉冲MIG焊接接头的力学性能,该接头整体建模方法可为车身焊接结构中接头有限元模型的建立提供参考。  
    关键词:车辆工程;双脉冲MIG焊;接头强度非均匀性;等效模型  
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    更新时间:2026-06-22

    交通运输工程·土木工程

  • 考虑车辆⁃地形耦合的非结构地形多层语义地图 AI导读

    刘前结, 郭志荣, 刘珺, 祝青园, 胡国良, 丁孺琦, 李刚
    2026, 56(5): 1278-1287. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241062
    摘要:为了保障复杂非结构地形下无人工程车辆的准确运动控制及安全作业,构建了考虑安全行驶信息的非结构地形高精度语义地图。首先,通过无人机倾斜摄影获得非结构地形点云,利用滤波去噪与空洞补全获得连续完整的地形点云模型。然后,通过Sobel-G算子计算得到数字梯度模型,随后建立车辆-地形耦合模型获取车辆实际行驶侧倾状态,根据不同的扩展稳态余量角设计了一种新颖的区域行驶安全等级语义分割方法。最终,构建了包含地形点云模型、数字高程模型、二维RGB模型、数字梯度模型、风险障碍语义信息、区域安全等级语义信息的非结构地形多层语义地图。在非结构地形环境中进行了实验验证,通过地形测绘与语义分割验证了语义地图的有效性,结果表明风险障碍语义分割的交并比达到81%,基于车辆-地形耦合模型的扩展稳态余量角准确表征了工程车辆的失稳运动状态,能够有效实现区域行驶安全等级的语义分割。本文提出的多层语义地图扩展了非结构地形的语义信息维度,为无人工程车辆的导航控制和作业规划提供了更多决策先验信息,从而提高智能化自主施工的作业效率。  
    关键词:工程车辆;非结构地形;行驶安全性;地图构建  
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    更新时间:2026-06-22
  • 夜间网约车出行需求影响因素的时空异质性分析 AI导读

    杜明洋, 李雪峰, 徐家聪, 汪徽
    2026, 56(5): 1288-1299. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241027
    摘要:为探索网约车夜间出行需求的时空影响机理,基于多尺度地理加权回归模型,从局部维度解析夜间20:00~01:00(上半夜)和01:00~06:00(下半夜)时段建成环境对网约车出行需求的影响及其空间异质性。结果表明:多尺度地理加权回归模型在拟合效果上优于地理加权回归模型和最小二乘回归模型,解释变量对网约车夜间出行需求的影响存在显著空间异质性。上半夜时段,交通枢纽站周边,公交站对网约车需求具有积极影响;下半夜,在主城北部区域,公交站对网约车需求呈现较强的正相关。人口密度在主城北部和中心区域对夜间网约车需求呈现正向影响,且从北部向南部区域影响逐渐降低。商务住宅在主城北部和中部区域与上半夜网约车出行需求呈现正相关,对下半夜网约车出行需求的正效应由东向西逐渐减弱。本文研究结果有助于深入理解不同时空条件下网约车出行需求的变化规律,可为优化运营策略和资源配置提供科学依据。  
    关键词:交通运输系统工程;网约车;夜间出行需求;空间异质性;多尺度地理加权回归  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于Transformer与图注意力网络的车辆轨迹预测模型 AI导读

    陈文强, 张严, 韩晓宇, 王东丹
    2026, 56(5): 1300-1307. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241102
    摘要:为实现自动驾驶系统对周围车辆运动轨迹的精确预测,提出了一种基于Transformer与图注意力网络(GAT)的时空特征融合预测模型。该模型支持非欧式数据输入,具备动态适应周围车辆数量变化的特性。模型架构采用双通道特征提取机制:通过Transformer编码器捕获车辆历史轨迹的时间依赖性特征;利用GAT网络建模车辆间的空间交互关系,进而通过Transformer解码器实现时空特征的深度融合;最终由全连接层解码器输出未来轨迹预测结果。在NGSIM公开数据集上的实验结果表明:相较于LSTM-GAT基准模型,本文模型在1 s、2 s、3 s、4 s和5 s预测时域的轨迹均方根误差分别降低了13.0%、10.2%、14.3%、18.2%和21.6%;相比Transformer-CNN模型,本文模型在3 s、4 s和5 s长时域预测性能显著提升,对应误差降幅分别达27.2%、44.3%和49.4%。实验结果验证了本文模型在车辆轨迹预测任务中的有效性和优越性。  
    关键词:车辆工程;车辆轨迹预测;人工神经网络;时空特征融合;自动驾驶车辆  
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    更新时间:2026-06-22
  • 程国柱, 王文志, 汪国鹏, 陈永胜, 穆长儒
    2026, 56(5): 1308-1317. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241269
    摘要:为了提高城市快速路分流区的交通运行效率,提出了设置网联自动驾驶专用车道的快速路分流区智能网联车辆(CAV)决策方法。改进了深度Q网络(DQN)算法,具体包括关注未来多时刻的空间状态,并考虑CAV运行速度和稳定性;设计了适用于设置CAV专用车道的快速路分流区多目标奖励函数,提出了设置网联自动驾驶专用车道的快速路分流区CAV跟驰和换道决策方法。利用Python搭建快速路分流区异质交通流仿真试验平台,进行CAV决策方法仿真对比验证,仿真结果表明,本文决策方法可有效降低CAV在快速路分流区的换道次数,提高CAV运行速度,提高快速路分流区异质交通流的运行效率。研究成果可为智能驾驶软件研发提供理论参考,同时可为城市快速路CAV专用车道设置提供决策依据。  
    关键词:智能交通;快速路分流区;智能网联车辆专用车道;智能网联车辆决策方法;深度Q网络算法  
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    更新时间:2026-06-22
  • CFRP约束灌浆套筒连接预制拼装混凝土桥墩抗震性能 AI导读

    叶晗晖, 彭荷慧, 周浩杨, 叶佳辉, 布占宇
    2026, 56(5): 1318-1331. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241105
    摘要:灌浆套筒连接的预制拼装桥墩体系在强震区的应用通常受到其抗震性能的限制。现基于拟静力试验和OpenSees有限元模型研究了碳纤维增强复合材料(CFRP)约束预制拼装桥墩的抗震性能。拟静力试验结果表明:CFRP约束有效减小了塑性铰区混凝土的损伤,延缓了钢筋的屈曲和断裂,提高了预制拼装桥墩的承载力和变形性能,降低了残余位移。经验证,建立的纤维数值模型具有良好的模拟精度,可用于CFRP约束预制拼装桥墩的影响参数分析,模拟结果表明,可在原试件的基础上适度提高CFRP用量和墩柱的纵筋配筋率以满足更高的抗震设防要求。  
    关键词:预制拼装桥墩;碳纤维增强复合材料;混凝土桥墩;灌浆套筒;抗震性能  
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    更新时间:2026-06-22

    计算机科学与技术

  • 戴银飞, 张天悦, 卢世豪, 樊杰, 乔梦娇
    2026, 56(5): 1332-1342. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20251069
    摘要:针对异质数据类型之间结构差异巨大,传统整合方法难以在统一框架下提取可解释特征的问题,提出了一种计算生物学导向的多组学融合方法改进算法。该算法通过将基因组、转录组和蛋白质组构建为多层异质网络,并依次引入深度随机游走特征建模、改进的迭代DBSCAN密度聚类算法与跨层关系预测模型,实现多组学网络的统一表征与关联推断。在公开的水稻-稻瘟菌互作数据上,本文构建了基因共表达关系、miRNA-mRNA调控关系和蛋白互作关系。深度随机游走模型可在4步邻域内捕获92%的层内结构特征(较Node2Vec提升14%);改进的迭代DBSCAN聚类算法在Silhouette系数和Calinski-Harabasz指数上分别提升28%与35%;异质节点关系预测AUC达到0.87,高于SNF的0.76与iCluster+的0.70。本方法可为复杂跨物种或跨组学研究提供高可解释性和可复现的计算框架。  
    关键词:多组学整合;深度随机游走;密度聚类;异质网络;关系预测;计算生物学  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于特征优化解耦的轻量化对比学习推荐算法 AI导读

    蔡晓东, 卢玮, 李明惠
    2026, 56(5): 1343-1351. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241099
    摘要:在现有的对比学习中,大都使用基于节点和边丢弃的数据增强方法来构建对比视图,会丢失部分原始语义,导致生成的正样本不理想。同时,对比学习架构较为复杂且深度堆叠图神经网络会导致学习到的特征维度冗余,增加计算成本。为解决上述问题,提出了一种基于特征优化解耦的轻量化对比学习推荐算法,通过表示级数据增强的交叉对比学习方法生成嵌入,并利用自适应惩罚机制解耦特征维度间的相关性,从而优化嵌入表示的质量,提升推荐效果。首先,在各层嵌入添加均匀随机噪声进行数据增强以最大化正样本间互信息,通过共享单次传递来统一对比任务实现轻量化学习架构;其次,分别对用户和物品的表示矩阵进行自适应惩罚,动态调整每层的惩罚系数,以降低特征冗余。实验结果表明:在Yelp、Amazon-Books、Alibaba-iFashion数据集上,本文方法效果显著,NDCG指标和Recall指标分别提升了8.39%、8.89%、8.3%和13.42%、11.96%、16.6%。  
    关键词:推荐算法;图神经网络;数据增强;特征维度  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于多视图特征融合网络的虚拟视图合成 AI导读

    朴燕, 马玉玺
    2026, 56(5): 1352-1362. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241090
    摘要:针对当前的新视角合成方法在恢复高频信息方面存在困难,导致生成图像中出现伪影和模糊现象的问题,提出了一种基于多视图特征融合网络的密集视图新视角合成方法。首先,采用基于快速傅里叶变换的抗锯齿编码算法,捕捉高频细节并提高虚拟视图的质量;其次,引入基于多尺度特征融合网络,利用Transformer作为聚合函数,通过改进多头注意力机制提取不同尺度的特征信息,并引入先验残差模块以缓解梯度消失问题,用于增强局部特征,提高合成质量;最后,引入颜色监督函数来隐式表示场景的颜色分布,解决颜色失真问题。实验证明:该方法可以快速渲染高质量虚拟视图并输出高质量3D图像,且表现优于其他方法。  
    关键词:计算机应用;多视图特征融合网络;神经辐射场;新视角合成;三维重建  
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    更新时间:2026-06-22
  • 康辉, 段寒, 陶依, 李家辉, 王渤雄, 肖沛琳, 宋莘炎
    2026, 56(5): 1363-1370. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241220
    摘要:设计了一个多目标优化函数以共同优化分类准确率和所选特征的数量,并通过线性加权方法构建了一个单目标适应度函数。提出了一种切比雪夫对立二进制蝙蝠算法(COBBA)以缓解蝙蝠算法(BA)在优化中的种群多样性不足对最优解质量的影响,从而提高特征选择的性能。具体地,本文使用混沌映射生成混沌序列以确保初始解的多样性,而后采用对立学习技术进一步优化初始解,最后通过使用切比雪夫多项式调整参数提高最优解的质量。仿真实验在15个经典数据集上进行,结果表明:COBBA在平均适应度、分类准确率和所选特征数量方面优于各类常用的群体智能算法。  
    关键词:多目标优化;特征选择;群体智能算法;蝙蝠算法  
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    更新时间:2026-06-22
  • 杨宏宇, 杜路平, 胡泽, 成翔
    2026, 56(5): 1371-1384. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241218
    摘要:针对现有网络安全事件检测方法缺乏对多层次语义信息和依存句法信息的有效利用,且依赖触发词进行事件检测,从而影响检测性能的问题,提出了一种融合多层次语义和依存句法信息的网络安全事件检测方法。首先,在SecureBERT预训练模型的基础上引入双向长短期记忆网络(入BiLSTM)模型,获取网络安全文本的专业领域语义信息和上下文信息,通过事件描述感知注意力机制捕获待检测句子与事件描述之间的关系,关注句子中与事件更相关的部分并获得多层次语义特征向量。然后,在图卷积网络中引入位置感知函数,深入分析依存句法关系,获得依存句法特征向量。最后,通过门控机制融合特征并输入网络安全事件检测器进行二分类,检测识别文本中的网络安全事件。实验结果表明,与现有方法相比,本文方法在CASIE和CySecED数据集上的F1分数分别提升2.0%~7.9%和2.8%~26.6%,具有良好的检测效果。  
    关键词:网络安全;事件检测;多层次语义;依存句法  
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    更新时间:2026-06-22
  • 多策略改进核搜索算法及其应用 AI导读

    董如意, 袁文康
    2026, 56(5): 1385-1398. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241238
    摘要:针对核搜索算法(KSO)易陷入局部最优的不足,提出了一种多策略改进的核搜索算法(MSKSO)。首先,引入融合Tent混沌映射与量子计算的种群初始化策略,增强了种群的多样性和随机性;然后,提出了一种动态精英反向学习策略,进一步扩展种群的全局搜索范围;最后,采用灰狼优化算法的搜索机制,增强了种群的局部寻优能力。通过使用CEC2017测试函数集,验证了MSKSO具有更优的寻优性能和鲁棒性,并将MSKSO应用于实际的经济排放调度问题中,进一步验证了该算法的有效性和鲁棒性。  
    关键词:计算机应用;群智能优化;核搜索算法;混沌映射;量子计算;动态精英反向学习;灰狼算法;经济排放调度  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于改进机器学习的人体运动姿态精准估计 AI导读

    张翔, 孙婷婷
    2026, 56(5): 1399-1406. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241162
    摘要:针对人体非刚体运动姿态估计易陷入局部最优、估计准确率偏低的问题,提出了一种基于改进机器学习的人体运动姿态精准估计方法。该方法将人体三维坐标及各个方向关键点作为关键特征,确定人体运动姿态特征,从而在更高层次中对人体姿态进行估计与识别;采用粒子群优化算法优化机器学习中卷积神经网络的各层权值和偏置,同时引入免疫机制避免寻优陷入局部最优;依据得到的最优权值和偏置实现卷积神经网络改进,将人体运动姿态特征输入改进后的卷积神经网络,得到精准的估计结果。实验结果表明,该方法提取的特征具有良好的代表性和可靠性,最终实现的人体运动姿态估计关键点能够全面覆盖姿态图像,整体估计准确率高,实际应用效果好。  
    关键词:改进机器学习;人体运动姿态;精准估计;卷积神经网络;粒子群优化算法;免疫机制  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于特征融合的神经影像数据分类模型 AI导读

    李修军, 王圆圆, 葛雄心, 杨菁菁, 佟丹
    2026, 56(5): 1407-1417. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241229
    摘要:为了解决三维卷积神经网络(3D CNN)在神经影像数据分类预测中难以捕捉数据全局特征的问题,引入有效建模全局关系的多层感知混合器(MLP-Mixer),提出了一种基于特征融合的混合模型,通过结合3D CNN和MLP-Mixer的优势,提高对神经影像数据的分类性能。首先,在特征提取阶段,将3D CNN用于从静息态功能性磁共振成像(rs-fMRI)数据中提取局部空间特征,将MLP-Mixer用于捕捉全局关系特征;其次,在融合分类模块,采用缩放点积自注意力技术结合空间特征和全局关系特征,动态地权衡和整合不同特征的重要性,增强模型的表达能力,并通过全连接层完成分类任务。实验结果显示,该混合模型在处理神经影像数据的二分类和多分类任务时,分类准确率分别提高了4.12%和5.16%,在召回率、F1分数等指标上也显著优于其他网络模型,表明本文混合模型能有效提升分类准确性,为神经影像数据的自动化分类提供了一种新的技术途径,具有广泛的工程应用潜力。  
    关键词:计算机技术;三维卷积神经网络;多层感知混合器;功能性磁共振成像;特征融合  
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    更新时间:2026-06-22
  • 多尺度特征融合的轻量化二维人体姿态估计方法 AI导读

    刘鑫, 刘峰, 封宗寰, 郭一娜
    2026, 56(5): 1418-1429. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241045
    摘要:针对目前现有的人体姿态估计方法处理复杂场景时为了达到较高检测准确性而忽略终端设备计算负载的问题,提出一种轻量化的双路径多尺度特征融合姿态估计网络模型。首先,该模型以Litepose为基础网络结构,增加高分辨率分支,结合多重扩张瓶颈卷积(Multi-dilated block,MDBlock)构成瓶颈块进行特征提取,尽可能保留原有的细节信息。其次,通过构建轻量高效的特征提取单元,在此过程中提出了多支路有效多尺度注意力机制(Multi-branch efficient multi-scale attention,MEMA),增强网络对于不同区域的信息关注。最后,在最终反卷积上采样操作后设计了一种双池化注意力融合机制,能同时关注全局和局部通道特征信息,实现通道间特征的强融合。实验结果证明:在COCO2017和更具挑战的CrowdPose数据集上,本文方法相较于Litepose方法仅增加少量的计算量和参数量,平均预测准确度(mAP)分别提高了7.6%、4.4%。  
    关键词:信号与信息处理;人体姿态估计;轻量化;多分辨率;多尺度;注意力机制  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于EMD-PSO-LSTM组合模型的人体运动姿态识别 AI导读

    徐继超, 王欢
    2026, 56(5): 1430-1436. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241205
    摘要:人体运动姿态识别场景较为复杂,难以提取到多类别间可分性较好的特征信息,导致人体运动姿态识别正确率下降,为此提出了基于EMD-PSO-LSTM组合模型的人体运动姿态识别方法。运用经验模态分解(EMD)算法提取出人体运动姿态在不同时间维度上的细微特征,保证所提取到的特征具备多类别间可分性。搭建长短期记忆网络(LSTM)模型,引入粒子群优化(PSO)算法优化调整LSTM模型中的参数,结合优化后的模型搭建EMD-PSO-LSTM组合模型,将提取到的特征输入到该模型中,该模型的输出即为人体运动姿态识别结果。实验结果表明,该算法在关节识别和整体姿态识别方面都展现出了出色的性能,在面对规模较大的人体姿态数据样本时,依然能够保持较高的识别正确率。  
    关键词:人体运动识别;征模函数;粒子群优化;LSTM模型;时间序列;记忆单元  
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    更新时间:2026-06-22
  • 基于混沌不变量的多任务人体运动行为特征识别方法 AI导读

    王操惠, 李慧聪
    2026, 56(5): 1437-1444. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241233
    摘要:针对多任务人体运动行为特征识别过程中易受到小样本影响,出现灾难性遗忘现象,导致多变性处理能力差、特征识别效果下降的问题。本文提出了一种基于混沌不变量的多任务行为特征识别方法。该方法采用C-C法估计时延,重构人体运动行为的相空间,将一维时间序列数据转化为高维相空间;从重构的相空间中提取代表人体行为的混沌不变量作为特征,将高维的原始运动数据压缩为低维的特征向量,保留关键信息并降低计算复杂度,利用混沌不变量强大的特征表达能力和不变性,在不同任务之间提供一致的特征表示,从而支持人体运动行为的多任务识别,有效提升多变性处理能力。通过支持向量机的多任务学习方法对提取的混沌不变量特征进行分类和识别,实现多任务人体运动行为特征的准确识别。实验结果表明,该方法能够高效识别人体运动特征,精准捕捉关节细微变化,对单一任务及复杂多任务、跨个体场景均表现优异。通过提取混沌不变量能够有效应对运动数据复杂性与多样性,提升识别精度与稳定性。  
    关键词:混沌不变量;多任务学习;人体运动行为特征;特征识别;C-C法;支持向量机  
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    更新时间:2026-06-22

    农业工程·仿生工程

  • 油菜移栽仿生波纹状成穴器的设计与试验 AI导读

    石方刚, 陈海洋, 吴明亮, 蒋啸虎, 黄元昊, 全伟
    2026, 56(5): 1445-1456. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20241047
    摘要:针对南方稻油轮作区机械移栽过程中因成穴器与土壤粘附严重导致栽植失败的问题,运用仿生及表面改性的方法,采用图像拟合技术提取蛴螬外形轮廓,设计一款油菜移栽仿生波纹状成穴器。分析土壤在波纹状成穴器上的粘附机理,确定了影响成穴器减粘降阻的主要结构和工作参数。构建成穴作业EDEM离散元仿真模型,以波纹状成穴器的宽高比、波纹个数及机具前进速度为试验因素,以减粘率和减阻率为试验指标,进行了二次正交旋转回归仿真实验与优化,得到波纹状成穴器最优工作参数:宽高比为3,波纹数为7,前进速度为0.55 m/s。利用土槽试验进行验证试验与性能试验,土壤验证试验表明:仿真实验减粘、减阻值与预测值的误差分别为3.3%、3.5%;土槽性能试验结果表明,相较于传统成穴器而言,仿生波纹状成穴器的减粘降阻效果显著,减粘率为18.4%,减阻率为20.7%。仿生波纹状成穴器能够满足减粘降阻的需求,为油菜移栽农机农艺融合提供了新方法。  
    关键词:农业机械;移栽;减粘脱附;仿生技术;仿真优化  
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    更新时间:2026-06-22