机械与车辆工程

• 直腿抬高康复模式下机械臂单绳悬吊恒力控制

  朱璇;凌六一;

  针对下肢运动障碍患者在传统直腿抬高康复训练中过于依赖辅助力运动，导致自身主动力激发不充分的问题，利用机械臂单绳悬吊系统完成恒力减重康复任务，以制定泛化性的训练目标。为了达到理想控制效果，对患者在训练过程中的受力状态进行分析，建立患者完全被动条件下髋关节角度与悬吊拉力之间的映射关系。根据患者自主运动时髋关节的旋转角度，确定患者当前所处康复阶段的恒力减重目标，采用天牛须模糊PID控制器进行控制，将其与模糊PID和经典PID控制进行恒拉力比较实验。通过控制器对设定目标悬吊拉力的跟踪情况可知，在运动阶段使用天牛须搜索算法优化后的控制器输出拉力跟踪误差相较于模糊PID和经典PID控制器更小；在静态保持阶段，优化后的控制器输出拉力的稳态时间相较于其他两种控制策略更短，响应速度更快。研究结果验证了机械臂单绳悬吊系统在直腿抬高康复训练中的可行性，并通过天牛须优化算法的有效应用，显著提升了训练的稳定性和效率。

  2025年02期 v.40;No.153 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1563K]
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• 数字孪生和UWB相结合的无人机室内避障仿真研究

  方庆;许德章;

  针对无人机室内飞行避障问题，提出一种数字孪生和超宽带（Ultra Wide Band,UWB）相结合的避障方法。运用UWB技术获取标签与各定位基站之间的距离差，结合信号到达时间差定位方法，实现无人机室内定位；基于数字孪生五维模型框架，构建无人机与室内飞行环境数字孪生五维模型，在五维模型基础上利用Unity3D引擎开发无人机与室内飞行环境数字孪生系统；通过开发的数字孪生系统服务程序中的碰撞检测服务和避障飞行服务，检测无人机飞行过程中遇到的障碍物，实现飞行避障。最后，集成AirSim无人机仿真模型、MATLAB/Simulink UWB定位模型构建避障飞行仿真系统，完成无人机室内避障飞行仿真实验。仿真结果表明了数字孪生和UWB相结合的无人机室内避障方法的可行性和有效性。

  2025年02期 v.40;No.153 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K]
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• 作动筒磨损行为的可视化研究

  孙同明;镇梁;梁晟林;戴庆文;黄巍;王静秋;王晓雷;

  由于作动筒结构的特殊性及其工作过程中复杂多变的受力情况，作动筒内表面的磨损往往存在不均匀的现象。为实现对作动筒内表面磨损部位和磨损严重程度的预测，以摩擦能量密度率作为评价指标，利用有限元软件ABAQUS中的动力学模块Explicit计算了作动筒内表面节点的摩擦能量密度率分布情况，根据摩擦能量密度计算公式，编写了Python脚本对网格接触压力和滑移率进行处理，实现了作动筒内表面磨损情况的预测与可视化。最后，考虑到制造和安装过程的误差，讨论了间隙对作动筒内表面磨损的影响。

  2025年02期 v.40;No.153 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2344K]
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自动化与信息工程

• 曲线运动下基于关键帧补偿决策的快速SLAM算法

  姚满宇;陈孟元;徐韬;

  针对传统SLAM算法特征跟踪匹配时效过低，光流与特征点融合算法跟踪精度较差以及机器人曲线运动时易选取到图像质量较差的关键帧导致系统定位精度较低等问题，提出一种曲线运动下基于关键帧补偿决策的快速SLAM算法（Fast Simultaneous Localization and Mapping,FA-SLAM）。该算法将LK光流与ORB特征点进行融合，通过在光流跟踪中实行双阈值约束自适应特征匹配策略，减少计算冗余，快速计算相机位姿，提高了系统实时性与跟踪精度。与此同时，为避免机器人曲线运动时易选取到图像质量较差的关键帧，导致系统定位精度不足，提出一种重新定义图像质量的关键帧补偿决策，通过判定当前帧活跃特征点的数量选取高质量的图像作为活跃关键帧，提高机器人的定位精度。将该算法在TUM公开数据集上进行测试，结果表明该算法相比ORB-SLAM2运行时间减少了43.1%，绝对轨迹误差缩小了31.8%。

  2025年02期 v.40;No.153 21-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2241K]
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• 基于改进图卷积网络的交警指挥手势识别研究

  张庆;梁涛年;时培成;

  交警手势识别对于自动驾驶与辅助驾驶系统具有实用意义。目前基于图卷积网络（GCN）的交警手势识别方法使用深度前馈网络来处理动作中的所有骨架，导致需要大量浮点运算来处理单个样本，使得模型受限于算力，实际应用性差。针对该问题，提出了一个时间注意模块（TAM）来提高模型对交警手势识别的效率。通过在网络输入层对关节和骨骼数据进行早期融合，并将TAM整合到GCN拓扑中，以进一步减少计算量。在公开的中国交警手势数据集上的实验结果表明，该方法相比于原算法在计算量减少4倍的情况下，模型识别精度达到90.73%。改进算法在解决算力限制问题的同时，为实际场景的交警手势识别提供了有效的解决方案。

  2025年02期 v.40;No.153 32-38+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2349K]
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• 基于改进YOLOv5的课堂教学评估算法与应用

  王岱嵘;陈新泉;丁达之;

  辅助教师提高教学质量，构建一个能够精准识别学生课堂状况并进行合理评估的教辅系统，构建了双粒度标注的学生行为（Student Action,SA）数据集；提出了SGE-BI(Spatial Group wise Enhance-BiFormer)双注意力机制模块并将其添加在YOLOv5算法中；结合双粒度标注的学生行为数据集对传统层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）进行改进，提出了双粒度层次分析加权法（Analytic Hierarchy Process-Double Granularity Weighted,AHP-DG）。在SA数据集上进行仿真实验，使用改进的YOLOv5算法将精度、mAP@0.5和mAP@0.5:0.95的值分别提高了1.9%、0.5%和0.8%；用构建好的系统得到真实课堂的识别结果并进行数据分析，发现AHP-DG法较之传统AHP法能得到更客观的评估结果。与原算法相比，改进的YOLOv5算法得到了更准确的学生课堂行为识别结果；与传统AHP法相比，提出的AHP-DG法取得了更好的学生课堂状况评估效果。

  2025年02期 v.40;No.153 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1908K]
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纺织与服装工程

• pH值和接枝率对淀粉接枝聚丙烯酰胺浆料性能的影响

  刘耀城;彭博;高世伟;张寻;李伟;

  以丙烯酰胺（AM）为单体，酸解淀粉为原料，过硫酸钾为引发剂，经接枝共聚反应制备了不同接枝率的淀粉接枝聚丙烯酰胺（S-g-PAM），研究了pH值对其Zeta电位及其对羊毛纤维黏附性能的影响规律，进一步探讨了接枝率对其Zeta电位、黏附性能、溶解度、透光率等性能的影响规律，以及碱性条件下它的退浆性能。研究表明，pH值对S-g-PAM的Zeta电位及其黏附性能具有重要影响，电位变化是随着pH值改变而黏附力发生变化的重要因素，黏附力在pH值为7时最高，随pH值增加而逐渐降低；引入PAM支链可明显提升淀粉溶解度、透光率、膜溶胀性能与黏附性能，溶解度与透光率随接枝率增加而增大，但电位无明显变化，揭示了溶解度和透光率的提高是随接枝率增加，S-g-PAM与羊毛纤维间黏附性增强的重要影响因素。碱性条件下，S-g-PAM具有优异的退浆性能。该研究为S-g-PAM在经纱上浆中的潜在应用奠定了基础。

  2025年02期 v.40;No.153 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1015K]
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• 羽毛微纤增强弹性纤维的绿色制备及传感性能研究

  高天;郭志广;刘吉东;吴军;刘新华;

  随着人工智能的快速发展，导电弹性纤维受到更多科研工作者的关注。然而，目前可拉伸导电纤维的绿色、高效制备及力学性能提升策略匮乏，这严重制约了其进一步应用。为此，本文基于氯化钙（CaCl_2）-氯化胆碱-丙烯酸，设计了一种新型的可聚合低共熔溶剂体系（CaCl_2-PDES）用于绿色、高效地制备羽毛微纤力学增强弹性纤维。结果表明，CaCl2-PDES溶剂体系不仅对羽毛具有可控溶解和剥离的作用，还可实现原位光聚合。当CaCl_2的浓度为2 wt.%，溶解温度为120℃时，羽毛能够被溶解为微米级（直径约为5μm）的蛋白质短纤，蛋白质短纤的存在增强了PAA-ChCl基弹性纤维的力学性能（断裂强度提升了1.7倍，0.62 MPa）。蛋白质微纤赋予纤维良好力学性能的同时，也保持了纤维良好的快速、灵敏的传感性能（拉伸、回复的反应时间分别为133 ms和172 ms,GF为0.78～1.44）。这项工作有效缓解了废弃生物质羽毛的高值化再利用的难题，同时为生物质弹性导电纤维的绿色制备提供了新的研究思路。

  2025年02期 v.40;No.153 54-59+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1885K]
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经济与管理科学

• 数字技术驱动下的金融变革：发达国家经验与中国数字金融发展的路径探索

  凌济远;姚德利;

  近年来，以大数据、区块链、人工智能为代表的数字技术与金融业务的融合创新不断深化，由此发展而来的数字金融正在颠覆传统金融形态，为提高金融服务效率，扩大覆盖面提供巨大动力。本文在探究发达国家数字金融发展的基础上，立足我国数字金融发展实际，提出加强底层技术研究、完善金融基础设施、健全金融监管体系等助力数字金融发展的建议。

  2025年02期 v.40;No.153 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 832K]
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• 工人脑力负荷对识别安全标志的视觉注意影响——基于眼动实验的分析

  贺先庆;周晓宏;

  为了研究脑力负荷对工人识别安全标志的视觉注意影响，根据视觉信息处理理论，采用眼动追踪实验方法，并考虑不同类型安全标志的差异。以施工现场典型场景和安全标志作为刺激材料，选取了32名有建筑工程课程学习经验的被试，并以工作时长分为两组，利用TobbiX3-120型眼动仪记录被试的首次进入时间和首次注视持续时间等眼动数据。结果表明：高脑力负荷被试对安全标志的视觉注意较弱、信息加工速度慢、关键信息提取精准度低；低脑力负荷被试对安全标志的视觉注意更强、信息加工速度快、关键信息提取精准度高；安全标志类型会影响被试的视觉注意力水平，指令标志更难被注意到。

  2025年02期 v.40;No.153 67-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K]
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• G60科创走廊科技创新效率及其空间网络结构分析

  陈静;黄江胜;

  运用超效率SBM模型测度2012～2021年G60科创走廊各城市的科技创新效率，以引力模型构建创新效率空间关联网络，探讨科创走廊创新效率的时空分布及其空间关联结构。研究发现：近年来G60科创走廊各城市科技创新效率波动上升，区域差异逐步扩大，空间关联强度呈现东高西低格局；网络密度和网络关联度逐步提升，网络等级度和网络效率先下降后上升，总体波动较小；各城市点度中心度和接近中心度总体呈上升趋势，区域分布具有一致性，高值主要集中在杭州、上海、苏州等区域；中介中心度年度变化不大，整体中部高，东西低；东部板块和西部板块间联系较少，区域科技创新效率网络格局仍需完善。本研究结论为城市创新效率提升和区域高质量一体化发展提供了政策建议。

  2025年02期 v.40;No.153 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2082K]
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• 通胀对竞争均衡下脱碳减排政策的影响

  吴开强;邓寿年;费为银;

  本文采取投资者需要投资于脱碳减排公司的可持续金融规定，基于资本存量等名义价值经通胀折现后的真实价值，刻画代表性代理人预期效用和公司预期真实价值最大化问题。首先利用动态规划原理推导通胀不确定下所述问题值函数所满足的哈密尔顿-雅克比-贝尔曼（HJB）方程，其次对投资、消费、碳减排和社会福利所得满足的方程进行数值模拟。结论表明：通胀不确定程度的增加会降低脱碳减排政策的实施效果，使得脱碳减排支出减少以及对应的社会福利水平降低，因此在气候变暖下需要考虑通胀风险对脱碳减排策略的影响。

  2025年02期 v.40;No.153 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1083K]
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