信息与通信工程

• 一种抑制封装中电源噪声的新型电磁带隙结构

  李津;缪旻;

  面向高密度集成系统级封装中同步开关噪声引起的电源完整性问题，设计了一种新型电磁带隙结构。该结构由互补开口谐振环单元结构和类L-bridge型的单元间连桥结构形成，刻蚀缝隙以降低贴片的有效电容，增大连桥长宽比以增加贴片的有效电感。采用电磁全波仿真软件HFSS对所提出结构进行建模与仿真。仿真结果表明，以抑制深度-40 dB为标准，能够达到12.9 GHz的超宽禁带，明显优于常规电磁带隙结构，可以更好地抑制同步开关噪声。

  2024年01期 v.39;No.157 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1777K]
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• 倾斜排列差分过孔间串扰抑制方案

  张慧超;王亚飞;李学华;

  针对高频下多层板上过孔间的串扰问题，提出了2种倾斜排列的差分过孔方案。所提方案在平行差分过孔排列方式的基础上将差分过孔偏移，通过倾斜排列来减小相邻差分信道间的耦合。在0.1～30 GHz的频域内对方案进行了仿真和分析。结果表明倾斜排列的差分过孔间串扰水平明显低于平行排列的差分过孔。相较于平行排列，在串扰抑制的最大点处，单对倾斜排列过孔的差分远端串扰和差分近端串扰分别降低了21.3 dB和6.9 dB,两对倾斜排列过孔差分远端串扰和差分近端串扰分别降低了10.5 dB和15.5 dB。

  2024年01期 v.39;No.157 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2319K]
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• 一种宽带高灵敏水声换能器的有限元分析

  吴萌萌;夏丽莉;王宏伟;魏彤;

  针对声呐系统中微型目标探测与水下定位等应用，设计了一种宽带高灵敏度水声换能器。采用双金属板压电陶瓷柱阵列材料作为换能器敏感元件，以空气代替聚合物，并在压电陶瓷柱阵列上下表面粘接金属板，改善了材料的有效机电耦合系数，提高了换能器灵敏度；通过不同厚度敏感元件嵌套式叠加，拓展了换能器工作带宽。理论分析了双金属板压电陶瓷柱阵列材料的谐振频率；利用有限元仿真确定了敏感元件的尺寸参数与材料选择，并对由该结构敏感元件组成的换能器进行了水中仿真测试。结果表明，换能器工作带宽达到约80 kHz,最大发送电压响应为188.6 dB,-3 dB带宽约为74 kHz,最大接收灵敏度为-173.9 dB。与同尺寸的纯压电陶瓷相比，该换能器的接收灵敏度和带宽都得到有效改善。

  2024年01期 v.39;No.157 14-20+36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2604K]
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机械工程

• 弹性约束下变厚度蜂窝夹层板的隔声特性

  王朝能;李凤莲;吕梅;

  基于一阶剪切变形理论，研究了变厚度蜂窝夹层板在不同边界条件下的自由振动和隔声性能。从能量角度，利用改进的瑞利-里兹法和流固边界耦合条件，建立并求解了蜂窝夹层板的隔声理论模型。将理论计算的蜂窝夹层板固有频率、传声损失与相关文献结果和仿真结果对比，验证了所建立变厚度蜂窝夹层板隔声理论模型的准确性。此外，对比分析了特征角、厚度变化系数和边界条件对蜂窝夹层板隔声性能的影响。研究表明，厚度变化系数和边界条件对蜂窝夹层板隔声性能影响较大。

  2024年01期 v.39;No.157 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K]
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• 能耗优化的移动机器人路径规划方法

  李晓东;童亮;陈梓宁;张博文;章者一;

  为满足移动机器人在能量有限的情况下实现实时避障和全局最优路径规划，提出了一种考虑能耗的融合改进A*算法与改进动态窗口法的路径规划方法。首先，考虑地面坡度、摩擦等因素，建立移动机器人能耗模型，优化A*评价函数，在兼顾最短距离与最小能耗的情况下规划出全局最优路径；其次，增加A*搜索邻域，优化A*搜索方向，提高搜索效率，利用共线点原则删除冗余节点，并提取关键节点作为改进动态窗口法的子目标点；最后，针对动态窗口法在复杂环境下灵活性较差的问题，引入移动机器人尺寸信息，以移动机器人轮廓和障碍物之间的距离作为碰撞约束影响因子，并增加最小转弯半径约束，保证移动机器人能够更精准无碰撞运动。仿真实验结果表明：与传统A*算法相比，所提出的融合路径规划方法可降低能耗43.88%,机器人在动态环境中能够有效避障，运动更加平顺。

  2024年01期 v.39;No.157 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2669K]
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计算机科学与技术

• 基于ELM-AE和BP算法的极限学习机特征表示方法

  苗军;刘晓;常艺茹;乔元华;

  基于极限学习机自编码器(extreme learning machine based autoencoder, ELM-AE)和误差反向传播(back propagation, BP)算法，针对ELM提出了一种改进的特征表示方法。首先，使用ELM-AE以无监督的方式学习紧凑的特征表示，即ELM-AE输出权重；其次，利用ELM-AE输出权重来初始化BP神经网络的输入权重，然后对BP网络进行监督训练；最后，用微调的BP网络输入权重初始化ELM的输入权重参数。在MNIST数据集上的实验结果表明，采用BP算法对ELM-AE学习的参数进行约束，可以得到更紧凑且具有判别性的特征表示，有助于提高ELM的性能。

  2024年01期 v.39;No.157 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
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• 学术论文学科领域层次标签分类方法

  贾启龙;张仰森;刘帅康;朱思文;高强;

  针对学术论文在学科领域内进行层次标签分类问题，提出了一种基于知识增强的语义表示与图注意力网络的文本层次标签分类(text hierarchical label classification based on enhanced representation through knowledge integration and graph attention networks, GETHLC)模型。首先，通过层次标签抽取模块提取学科领域下层次标签的结构特征，并通过预训练模型对学术论文的摘要、标题和抽取后的层次标签结构特征进行嵌入；然后，在分类阶段基于层次标签的结构分层构造层次分类器，将学术论文逐层分类至最符合的类别中。在大规模中文科学文献数据集CSL上进行的实验结果表明，与基准的ERNIE模型相比，GETHLC模型的准确率、召回率和F1值分别提升了5.78、4.31和5.02百分点。

  2024年01期 v.39;No.157 42-48+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 3339K]
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• 基于张量分解嵌入的时序知识图谱推理

  刘伟;谢璐钧;张智慧;陈亚繁;

  针对现有时序知识图谱推理中外推方法没有充分利用时间信息的问题，受张量分解模型的启发，提出将关系嵌入分为静态和动态(时序)2个部分，并通过头实体嵌入、关系嵌入和所有实体嵌入之间的双线性评分函数，计算得到对象实体的概率，从而预测对象实体。最后，在3个数据集上的实验结果验证了该方法的有效性。

  2024年01期 v.39;No.157 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K]
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控制科学与工程

• 基于改进YOLOv7的口罩佩戴检测算法

  张文铠;刘佳;

  针对YOLOv7模型在口罩佩戴检测任务中特征提取能力不足、模型感受野相对较小等问题，提出一种改进YOLOv7的口罩佩戴检测算法。首先，在YOLOv7模型的主干网络引入感受野模块(receptive field block, RFB),增大模型的感受野；其次，在YOLOv7模型的头部网络引入卷积块注意力模块(convolutional block attention module, CBAM),提取关键信息，忽略无关信息，增强特征图的信息表达能力，提高模型的检测能力。实验结果表明：改进后的YOLOv7口罩佩戴检测算法精确率达到95.7%,较原YOLOv7算法提高了5.6百分点；平均精度均值达到96.6%,提高了2.6百分点。相比于目前主流的口罩佩戴检测算法，改进后的YOLOv7口罩佩戴检测算法可以更加准确地检测出口罩佩戴情况。

  2024年01期 v.39;No.157 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1750K]
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• 基于鸿蒙系统的无人方程式赛车远程监控与数据管理系统开发

  王绅同;苏清华;王立勇;张鹏博;王弘轩;姜海燕;

  为了提高无人方程式赛车运行的安全性，设计了一种基于鸿蒙系统的无人方程式赛车远程监控与数据管理系统。该系统主要包括数据采集软件、远程监控平台、云数据库。数据采集软件使用鸿蒙系统开发，通过使用控制器局域网(controller area network, CAN)总线传输、蓝牙传输、WebSocket协议、HTTP协议，实现对CAN数据的解析、显示、转发。监控系统使用Spring Boot框架开发，实现对无人方程式赛车的远程监控。云数据库使用MySQL数据库开发，实现无人方程式赛车数据的快速存储。测试结果表明，该套系统可以实现对无人方程式赛车的远程监控，实现十万级以上数据量低延迟储存，数据丢失率平均为0.042 4%。目前，该套系统已经应用到无人方程式赛车的调试中。

  2024年01期 v.39;No.157 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2294K]
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• 基于ISO 26262的车身域控制器开发

  邵广亚;冯雪;张维;田松;张博;林海峰;

  使用单个微控制单元(microcontroller unit, MCU)的车身域控制器由于缺少外部芯片监控主控MCU的工作情况，缺少对多点故障失效的诊断覆盖，影响潜在失效率。此外，单MCU由于芯片引脚不足，使用复选芯片后大幅增加了单点故障失效率，因而很难达到功能安全等级B的要求。为满足功能安全的要求，设计了一种基于国产车规芯片AC78406的双MCU架构的车身域控制器。该控制器设计方案可消除多路复选芯片的硬件随机失效率，同时增加对MCU失效的诊断覆盖，从而提高功能安全等级。

  2024年01期 v.39;No.157 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1416K]
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智能管理与决策

• 东北三省碳排放脱钩系数测定与影响因素研究

  王勤升;王宁宁;韩欢欢;

  基于1997—2016年东北三省能源消费产生的碳排放量，运用Tapio脱钩模型探究了碳排放与经济增长的脱钩关系，利用要素分解、协整检验和脉冲响应分析等方法，深入研究了碳排放量的影响因素及其交互作用关系。结果表明：1)在研究区间内，各地区脱钩状态变化幅度较大。2)GDP对碳排放量增加的促进作用最明显，石油消费和人口因素次之，多因子交互作用比单因子作用更明显。3)GDP和碳排放量在不同滞后阶数呈现出平稳状态，二者之间存在着长期协整的相关关系。当GDP对碳排放量发起冲击时，黑龙江省的碳排放量先增后降；当碳排放量对GDP发起冲击时，吉林省、辽宁省的GDP的变化较为平稳。研究结论有利于了解影响碳排放量的各类影响因素，为政府进行合理决策和政策制定提供科学支撑。

  2024年01期 v.39;No.157 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1425K]
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• 中国智慧物流效率空间关联网络演化与结构效应

  韩欢欢;王宁宁;王勤升;贾思琪;冯尊;

  选取2011—2020年中国31个省份为研究对象，运用非期望产出模型计算智慧物流效率，引入修正引力模型构建智慧物流效率空间关联网络，采用社会网络分析法探究智慧物流效率空间关联网络结构演化特征，运用逐步线性回归法探究智慧物流网络结构对智慧物流效率的影响。结果表明：1)整体上各省份之间的智慧物流效率空间联系已不受地理位置限制，但整体网络密度较低，各省份之间联系不够紧密；网络效率偏高，各省份之间冗余的联系过多；网络等级度呈现缓慢波动稳定的态势，各省份之间的联系较为稳定。2)研究期内，各中心度指数整体变化缓慢，江苏、山东和广东处于网络核心地位，在智慧物流效率空间关联网络中与其他省份发展交往能力较强；中国智慧物流效率存在明显的俱乐部趋同效应，初期智慧物流发展处于滞后区的省份在之后的发展中仍滞后。3)中国省域智慧物流效率“核心-边缘”特征明显，核心区域聚集分布在东部地区和中部地区；随时间推移，各省份之间相互作用强度逐渐加强。4)从整体网结构效应来看，网络密度和网络等级度对智慧物流效率有显著影响；从个体网结构效应来看，接近中心度、点出度和中间中心度对智慧物流效率有显著影响。研究可为探究物流业网络关系和政策制定提供参考。

  2024年01期 v.39;No.157 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1092K]
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• 基于GA-ACO-BP神经网络的日用消费品物流需求预测

  王琰琰;任俊玲;

  针对日用消费品的物流需求，从宏观经济发展水平、相关产业水平、消费能力、物流供应能力、互联网发展水平、贸易水平6个方面，采用灰色关联度分析法对影响因素的灰色关联度进行计算及排序，构建预测指标体系。考虑物流相关数据样本较少，其影响因素之间存在非线性，结合遗传算法的全局寻优能力和蚁群算法的并行计算能力，构建了基于遗传算法-蚁群优化-反向传播神经网络(genetic algorithm-ant colony optimization-back propagation neural network, GA-ACO-BP)的日用消费品物流需求预测模型。分别采用GA-ACO-BP模型、GA-BP模型和BP模型对全国日用消费品物流需求进行预测，结果表明，GA-ACO-BP模型更能拟合日用消费品物流需求变化，预测精度较高，为物流需求预测研究提供一种模型参考，具有一定的实用价值。

  2024年01期 v.39;No.157 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K]
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