【专栏】新能源与智能车辆

• 基于两级KELM模型的锂电池荷电状态估计

  孙波;刘世林;孙超;方乐;

  为了提高锂电池荷电状态(State of Charge, SOC)的估计精度，提出一种采用两级核极限学习机(Kernel Extreme Learning Machine, KELM)模型的SOC估计方法。该模型的前后两级分别为SOC预估计模型和误差补偿模型，其内核均采用KELM算法。前一级的SOC预估计模型以电池的工作电压和电流作为输入变量，SOC预估计值作为输出变量；后一级的误差补偿模型以预估计模型的输入和对应的输出作为输入变量，SOC预测误差作为输出变量；然后，采用后一级的误差预测结果对前一级的SOC预估计值进行补偿，得到最终的SOC估计值。为验证该方法的有效性和先进性，分别在锂电池恒流放电工况测试和动态应力测试两种情况下开展了实验研究，对比分析了ELM、KELM和两级KELM三种方法的估计精度。实验结果表明，本文所提的两级KELM模型估计精度有显著提高，最大误差不超过1.36%。

  2024年05期 v.39;No.150 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1209K]
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• 基于改进YOLOv5s的道路目标检测算法与跟踪研究

  唐杨;王建平;张家高;夏春婷;徐亮亮;

  针对在自动驾驶领域中，由于道路场景复杂，目前已有的检测方法存在检测准确率不高，且检测目标单一的问题，提出了一种基于改进YOLOv5s(You Only Look Once version 5)的面向自动驾驶的道路目标检测算法，能够实现车辆、行人、信号灯、交通标志等多个目标的同时检测。首先，在原有模型的基础上，引入EIoU损失函数实现YOLOv5输出端预测框的优化，使收敛速度更快；用YOLOv8的C2f模块替换原模型的C3模块，提高小目标精度；改进YOLOv5的目标检测框架为OTA,在保证检测精度的同时，提升检测速度，降低对设备的要求。然后，在保证以上三者可行的情况下加入单目相机测距，实现目标距离的实时精确跟踪并对危险作出预警。最后，建立数据集并进行数据增强，训练数据集。通过消融试验发现，改进后模型比原模型整体精度提高了2%,各目标训练精度与召回率的概率均达到99%以上，在目标跟踪实验中能够实时地显示距离并对危险作出预警，证明了该方法是可行和有效的。

  2024年05期 v.39;No.150 8-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K]
  [引用频次：2 ]

• 无模组动力电池包设计及其冷却性能分析

  张红松;邓辉龙;王淮阳;王刚;汪爽;王建彬;

  为了提升电池包集成度以及有效能量密度，设计了无模组电池包和对称蛇形流道液冷板结构，同时探究了该电池包的冷却性能。研究结果表明电池包具有很好的冷却性能，能够满足2.0 C放电工况的冷却需求。在中国轻型汽车测试循环(China Light Vehicle Test Cycle, CLTC)工况下小流量运行电池包温差为0.25℃左右。此外，基于该电池包开展了冷却液入口边界以及导热材料对电池包冷却性能影响的分析，研究发现不同放电倍率下的电池包有着不同的最佳入口水温与冷却液质量流量，该电池包导热结构胶最佳热导率为0.9 W/(m·K)。

  2024年05期 v.39;No.150 17-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
  [引用频次：2 ]

• 基于YOLOv8的车辆驾驶员疲劳检测应用研究

  王睿;

  疲劳驾驶是导致交通事故发生的主要原因，由于疲劳驾驶检测场景的复杂性和实时性要求，提出了一种基于YOLOv8的车辆驾驶员疲劳检测预警设计方法，对YOLOv8算法在注意力机制、数据增强、轻量化网络等方面进行改进，提高车辆驾驶员疲劳检测的识别精度和检测速率，同时提取人脸关键点计算眼睛纵横比(EAR),建立疲劳度评价分类模型，实现对疲劳驾驶的综合判断和预警。搭建车辆驾驶员疲劳检测实验平台，并进行验证。结果表明，该方法可以准确获取疲劳检测结果，准确率达到94%。

  2024年05期 v.39;No.150 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K]
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• 基于模型预测控制的车辆路径跟踪控制研究

  周骏;韩超;

  针对低附着系数、大曲率路面下智能车辆跟踪精度低的问题，设计了一种基于模型预测控制的高精度中低速自适应车辆路径跟踪控制器。首先，根据Pacejka轮胎模型分析轮胎的侧偏特性，对轮胎侧偏角的范围进行约束，限制轮胎侧偏力在线性区域，避免车辆产生侧向滑移。其次，根据车辆跟踪参考路径的曲率大小，自适应地调整预测范围内车辆与参考路径的方向偏差权重、横向偏差权重，减小车辆路径跟踪误差。仿真结果表明，本研究所设计的控制器在湿滑的弯道路面下中低速行驶具有较高的跟踪精度。

  2024年05期 v.39;No.150 32-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K]
  [引用频次：2 ]

自动化与信息工程

• 融合光流与多注意力机制的微表情识别

  唐绍语;魏利胜;

  针对微表情发生在面部特定区域，且持续时间短、运动幅度小，导致识别准确率较低的问题，探究一种融合光流和多注意力机制的人脸微表情识别方法。首先，利用总变差和L1范数的光流算法(TVL1)提取顶点帧与起始帧的面部光流特征，计算光流应变作为补充特征；然后，使用三种光流特征作为输入，利用引入全局注意力机制(GAM)和双注意力机制(DA)的残差神经网络(Resblock)进行特征提取和微表情识别，以减少面部信息弥散，并对全局光流特征进行放大；最后，在CASME和CASMEⅡ数据集上进行分类实验，验证所提方法对正面人脸微表情识别的可行性和有效性。

  2024年05期 v.39;No.150 42-47+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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• 基于轻量化YOLOv5s的带钢表面缺陷检测算法

  李晓孛;瞿成明;单传辉;

  带钢表面是否有缺陷的检测对于工业生产来说很重要，针对工业场景下带钢表面缺陷检测算法参数量多、计算量大等问题，本文提出一种轻量化带钢缺陷检测GDSB-YOLOv5算法。首先，使用GhostNet作为主干网络，用来降低参数量和计算量，同时引入深度可分离卷积(DSConv),进一步降低参数量；其次，在3个Concat后加入SE(Squeeze-and-Excitation)注意力模块，有效提高目标特征的提取；最后，引入BiFPN加权双向金字塔结构替代FPN+PAN结构，提高特征图的融合效率。实验结果表明，GDSB-YOLOv5的平均检测精度为78%,相较于原始YOLOv5s算法提升了1.3%,计算量和参数量分别降低51.2%和26%。该检测算法在保证平均检测精度的同时实现了算法的轻量化。

  2024年05期 v.39;No.150 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1576K]
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• 风机自适应的分布式协同控制快速风平衡技术研究

  陈刚;程凡永;蔡慧;

  风平衡是降低通风管道系统能耗、提高室内生活环境质量的关键技术。为解决复杂通风管道系统风平衡在线控制和快速收敛的问题，提出一种风机自适应的分布式协同控制快速风平衡技术(DCAC-AB)。先将分布式共识算法引入通风管道系统，使系统各支的空气流速与设定流速的比值达到一致，接着由风机自适应控制方法调节总进风量，最终实现快速风平衡控制。通风管道系统上的实验结果表明，在风量偏差符合TAB调节标准下，该方法较分布式协同控制方法，速度提升了32%。与现有的风平衡方法相比，DCAC-AB方法具有以下优点：较快的收敛性能，缩短平衡时间；不需要系统的拓扑结构和参数，易用于多分支的复杂管道环境；可以在通风系统正常运行时不中断服务，在线实现风平衡。

  2024年05期 v.39;No.150 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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经济与管理科学

• 允许缺货和不合格品的改进转运EOQ模型研究

  李兰;程幼明;何惠妍;胡祥瑛;

  缺货问题是库存管理中常见问题之一。现有的库存控制模型通常采用延期满足或依靠安全库存来解决缺货的情况。然而，延期满足会对顾客体验和企业形象产生负面影响，可能引发顾客抱怨和需求转移等风险。本文发现允许缺货和不合格品的经济订货数量(Economic Order Quantity, EOQ)模型在一个特定的允许缺货和不合格品的库存系统中，其年缺货量是一个确定的值。首先，引入转运思想，将基础模型中的缺货量转化为增加一次订货的转运来满足需求。通过对基础模型进行改进，在以最小化库存总成本为目标的基础上，平衡库存成本的构成，构建一种允许缺货和不合格品的改进转运EOQ模型。该模型旨在减少缺货损失，及时有效地满足顾客需求，并优化库存成本。然后，分析比较了模型改进前后转运对库存成本的影响，并确定了改进转运EOQ模型的实施条件，即缺货成本不小于缺货量的持有成本与转运订货成本之和。最后，通过算例验证了本文提出模型的可行性和有效性。研究结果表明，适量的缺货可以降低库存成本。通过转运将缺货成本转化为订货成本和持有成本，可以进一步降低允许缺货和不合格品EOQ模型的库存成本，并避免缺货发生。这对于进一步降低库存成本、减少缺货损失、及时满足需求以减少需求转移风险非常有利，同时也提供了一种降低库存成本的新思路。

  2024年05期 v.39;No.150 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K]
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• 考虑用户偏好的物流平台区块链增值服务投资和定价策略

  王海星;桂云苗;

  区块链增值服务已成为提高物流平台自身服务水平的重要手段，本文考虑到平台双边用户对区块链增值服务质量和价格具有不同显著性偏好，将其车主与货主划分为区块链增值服务质量敏感和价格敏感两种类型，分别探讨车主与货主存在不同类型显著性偏好情形下物流平台区块链增值服务投资与定价策略。研究表明，在货主和车主非对称敏感情形时，物流平台对货主区块链增值服务价格敏感，车主区块链增值服务质量敏感情形下的定价和利润更高，在货主区块链增值服务质量敏感，车主区块链增值服务价格敏感情形下的区块链增值服务投资量更高。当货主和车主都是对称敏感情形时，物流平台对双边用户都是区块链增值服务质量敏感情形下的定价和区块链增值服务投资量会更高，在双边用户都是区块链增值服务价格敏感情形下的利润更高。

  2024年05期 v.39;No.150 74-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1208K]
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• 随机利率下混合养老金的最优投资策略

  汪梦琪;王传玉;沈贝贝;

  本文在资产负债框架下研究了随机利率下混合养老金的最优投资策略。假设养老金资产可以投资于无风险资产、风险资产和零息债券，且利率过程和股票价格过程存在一般相关性，构建出任意时刻的使资产收益最大化的价值函数，在损失函数为二次函数的条件下，求解出最优投资策略，用随机最优控制HJB方法推导出最优资产配置、缴费及支付调整。使用蒙特卡洛模拟方法进行数值模拟，结果表明，可以通过调整资产投资比例和二次函数中的权重参数来调整混合养老金的最优投资策略。混合养老金计划模型能够让现在及未来的退休人员获得更稳定的福利收入，提供更平稳的缴款，为混合养老金计划的管理和风险控制提供重要参考。

  2024年05期 v.39;No.150 84-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1324K]
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