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关键词： 城市交通   路径规划   速度障碍-人工势场法   电动垂直起降飞行器   低空经济  

摘要： 针对现有电动垂直起降飞行器路径规划算法较多以全局静态规划为主,难以在复杂低空场景中对动态障碍物(如其他飞行器、鸟类、空飘物等)进行实时响应,进而造成实时避障能力方面的不足,本文融合速度障碍法与人工势场法,构建面向复杂三维低空环境的电动垂直起降飞行器避障路径规划算法,该算法在规划过程中综合考虑飞行器动力学约束与障碍物运动特性,通过速度障碍法计算飞行器和障碍物的相对速度、角度等参数从而筛选冲突避障区域,并利用人工势场模型对吸引力与斥力函数进行动态调节,引导飞行器逐步返回航路,从而实现全局路径优化与局部避障的统一。以四川省成都市天府新区部分区域为背景,开展1:10缩比仿真实验,构建真实地理约束下的常规开阔空域与受限狭窄空间两类场景,并设置高密度障碍物场景用于检验算法在高复杂度条件下的适应性与鲁棒性。实验结果表明:在常规开阔场景中,所提算法与速度障碍法相比,迭代次数减小24.7%,路径长度缩短19.8%;与人工势场法相比,迭代次数减小20.2%,路径长度缩短30.4%。在受限狭窄空间与高密度障碍物场景下,该算法有效克服了传统方法易引发的局部震荡与过度绕行缺陷,并大幅降低了飞行器的累积偏航角,显著提升了航迹的平滑度与物理可飞性。

关键词： 海上搜寻   无人机   动态规划   路径规划   强化学习  

摘要： 海上应急救援是保障海上活动安全的重要组成部分,也是完善当前救援体系的重要环节。相较传统以有人直升机和船舶为主的搜救方式,无人机具有部署灵活、成本低、响应速度快等优势,可作为海上救援力量的重要补充。然而,受海洋动态环境影响,遇险目标位置预测存在不确定性,对高效开展海上搜寻任务提出了挑战。为此,提出一种基于强化学习的海上搜寻路径规划方法。首先,构建无人机智能体模型和海上搜寻任务的状态—动作空间,并设计综合考虑搜寻概率与探索激励的奖励函数;其次,基于PPO强化学习算法搭建算法架构,通过智能体与环境交互实现策略训练;最后,通过典型想定案例对算法进行仿真验证,并对关键参数进行优化,同时与其他路径规划方法进行对比。结果表明:所提方法能够在搜寻初期优先覆盖高概率目标区域,提高整体的搜寻效率,从而在目标位置不确定的情况下获得更优的搜寻路径规划结果。

关键词： 鄂尔多斯盆地   多阶段演化   多种能源资源   叠置关系   减损地质保障  

摘要： 【研究目的】鄂尔多斯盆地是我国重要的多种能源资源富集区,呈现出“共生一盆、垂向叠置”的鲜明特征,且区内各类能源资源成因关联紧密、空间分布有序。随着大规模、高强度的资源开发进行,其与区域脆弱的生态环境之间的矛盾日益凸显。因此,立足系统科学理念,从盆地动态演化的视角出发,揭示多种能源资源的成藏(矿)规律与空间配置关系,构建开发过程中的减损地质保障路径,是实现鄂尔多斯盆地能源资源协调开发与生态保护协同推进的重要途径。【研究方法】本文系统收集了鄂尔多斯盆地演化与能源资源赋存规律等相关的数据资料和文献,划分了盆地成藏(矿)阶段,并提出了多种能源资源协调开采地质保障思路。【研究结果】鄂尔多斯盆地经历了中—新元古代裂陷盆地、早古生代克拉通边缘坳陷、晚古生代克拉通内坳陷及中生代残余克拉通盆地等多阶段构造演化,形成了煤、油、气、铀、氦气、地热以及铝土矿、岩盐等多能源资源共存的资源赋存框架;成藏(矿)过程与盆地演化密切关联,可划分为前寒武纪变质—岩浆成矿、早古生代沉积成矿(岩矿)、晚古生代沉积成矿(有机能源)、中生代多能源共生及新生代调整—再就位等阶段,塑造了以奥陶系、石炭—二叠系、三叠—侏罗系和白垩系四大层系为核心的多种能源资源垂向叠置结构;在时空分布上表现出明显的规律性与立体叠置特征。实现多能源资源的安全、绿色与协调开发,亟待构建以盆地演化历史与资源分布规律为核心的“多资源时空协同开发”理论框架与规划方法,并建立多圈层耦合响应的韧性减损地质保障体系。【结论】本研究可为推动鄂尔多斯盆地能源资源的综合开发与生态保护提供科学依据,对保障国家能源安全有重要的指导意义。

关键词： 智能响应型纳米材料   口腔颌面部骨组织感染性疾病   牙周炎   种植体周炎   根尖周炎,颌骨骨髓炎   药物递送   抗菌   成骨  

摘要： 口腔颌面部骨组织感染性疾病包括牙周炎、种植体周炎、根尖周炎及颌骨骨髓炎等,这类疾病具备共同的病理特征。其传统治疗面临着细菌生物膜难以被彻底清除、抗生素耐药以及缺乏促进成骨能力等相似的困境。近年来,智能响应性纳米材料(smart-responsive nanomaterials,SRNs)的快速发展为解决这些难题提供了新思路。SRNs能够响应病灶区特异的病理改变,即内源性刺激(如pH酸化、活性氧升高、特定酶过表达),或外部能量信号,即外源性刺激(如光、超声、磁场),甚至可同时识别多种信号,达到多重刺激响应,实现治疗药物的精准控释,在协同抗菌、抗炎与促成骨方面展现出了明显优势。针对牙周炎的细菌生物膜与炎性免疫微环境,SRNs多采用红外光响应及活性氧或酶响应系统;在种植体周炎中,SRNs设计更多集中在植体表面功能涂层,常见红外光和pH响应;用于根尖周炎的SRNs重点则在于实现向根管深部的药物递送和生物膜清除,其中磁场响应与pH响应系统展现出独特优势;针对颌骨骨髓炎,则更强调利用具有强穿透性的外源刺激(如超声、近红外-II区光)或内源性刺激响应(如活性氧和pH),以实现深部病灶的强效杀菌与免疫调控。本综述通过系统性梳理近年文献,归纳分析了各类SRNs的响应机制,分别阐述了其在具体疾病应用中的设计策略,为SRNs基于共性病理的差异化应用提供理论参考。虽然SRNs具有巨大的应用潜力,但在临床转化方面仍面临诸多挑战,如长期生物安全性不明、刺激参数缺乏统一标准及难以适应动态微环境等。未来研究应重点开发安全可降解的纳米材料,构建具备动态调控与反馈能力的智能系统,明确合理的刺激参数范围。同时,还应深入探究材料与口腔微环境之间的作用机制,推动标准化的临床试验,促进SRNs的临床转化,为口腔颌面部骨组织感染性疾病的治疗提供新的再生修复策略。

关键词： 紧耦合协作空间   动态避障   人机协作   路径规划   快速扩展随机树   人工势场  

摘要： 动态避障路径规划是保障紧耦合协作空间下人机安全的基础关键技术。针对紧耦合协作空间中人体障碍包络空间异形、运动轨迹突变大且不确定性高等问题,构建了协作机械臂动态避障路径规划框架,建立了目标偏置、自适应步长、剪枝优化、黏附避让、回归全局路径、局部极值逃逸、目标抵近等全局路径规划与局部避障策略集,提出了融合自适应避障策略切换机制的人工势场-快速拓展随机树(Adaptive Switching Artificial Potential Field-Rapidly exploring Random Trees, ASAPF-RRT)混合算法并开展协作机械臂动态避障实验。实验结果表明:仿真环境中所提ASAPF-RRT相较于RRT、APF、APF-RRT等方法,在路径规划成功率上分别高出86% 、38%、22%,在规划路径长度上分别平均减少42.02% 、22.73%、 34.53%,在算法运行时间上相较于RRT、APF-RRT分别平均减少92.89%、90.08%。实机实验中,自适应避障策略切换机制能够高效触发正确的避障策略,避障成功率达到97.9%,可有效支撑紧耦合协作空间下机械臂的连续安全作业。

关键词： 需求侧资源   聚合商   不确定性   两阶段鲁棒   竞价交易  

摘要： 针对多重不确定因素下电力竞价交易问题,本文构建了需求侧资源聚合商参与电力市场两阶段鲁棒竞价交易优化模型。首先,构建日前-实时两阶段市场交易架构;其次,解析市场出清价格与需求侧资源响应能力不确定性区间,建立融合多类型资源调节特性的响应能力模型,引入Bertsimas–Sim预算型不确定集,通过鲁棒系数约束不确定性参数权重波动范围;然后,构建常规竞价交易模型与两阶段鲁棒交易优化模型,制定适应“最恶劣”场景的最优容量-价格联合决策方案;最后,选取河南省开封市兰考县某社区开展算例仿真,结果表明,两阶段鲁棒竞价交易优化模型可有效增加聚合商“最恶劣”场景下预期市场收益约3.10%,兼顾经济性和鲁棒性。

关键词： 花岗岩风化壳型锂矿   成矿预测   岭回归模型   地球化学异常   机器学习   茜坑   江西  

摘要： 花岗岩风化壳型锂资源是一种新型锂矿类型,其储量大、开发潜力巨大。建立可靠的锂成矿元素含量预测方法,对我国锂资源勘探与开发具有重要意义。然而,该领域研究尚处于初期阶段,地球化学数据相对匮乏,且常包含缺失值与异常值,特征结构复杂,现有预测模型难以直接适用。为此,本文采用机器学习预测模型,对花岗岩风化壳型锂矿床中的锂元素含量进行预测。在收集江西茜坑锂矿床31条样品、75个地球化学特征的基础上,运用岭回归(Ridge)、套索回归(Lasso)、极端梯度提升(XGBoost)及支持向量回归(SVR)四种机器学习算法,构建花岗岩风化壳型锂矿床的含矿性评价模型,并引入超参数优化与五折交叉验证对模型参数进行调优。通过决定系数(R2)、均方误差(MSE)及交叉验证等指标对模型精度进行系统评估。结果表明,Ridge回归在该数据集中性能最优,测试集上的R达到96.8%。此外,基于随机森林算法计算特征重要性排序及其热力图。本研究验证了Ridge回归在具有强共线性的地学数据中的鲁棒性,揭示了锂富集的关键控制因素,有助于深化对相关地质过程及控矿因素的理解,并为机器学习方法在其他稀有金属资源预测中的应用提供方法参考。

关键词： 海洋空间资源   利用效率   湾长制   政策效应   渤海湾  

摘要： 当前,我国海洋空间资源利用长期面临着开发粗放、效率偏低与生态退化的多重挑战,如何提升其综合利用效率已成为实现海洋经济高质量发展的核心议题。本文以渤海湾为研究对象,基于2012—2023年渤海湾周边城市面板数据,综合运用非期望产出超效率SBM模型与多期DID模型进行实证检验。研究发现:第一,湾长制的实施对渤海湾海洋空间资源利用效率具有显著的提升作用,该结论在经过平行趋势检验、安慰剂检验等一系列稳健性测试后依然成立。第二,湾长制在渤海湾不同区段(如近岸工业区与生态保护区)的政策效果存在显著异质性,说明政策实施需结合海湾内部结构与功能定位。第三,湾长制通过权责明晰、陆海统筹、分区管控三项机制发挥作用。

关键词： 番茄   种质资源   番茄潜叶蛾   抗虫性   抗性评价  

摘要： 本研究以34份番茄种质资源为材料,在日光温室内通过自然接虫(番茄潜叶蛾成虫)方式,系统调查了百叶潜道数、蛀果率、虫情指数,并基于隶属函数法综合评价不同番茄种质资源对番茄潜叶蛾的抗性水平。结果表明,所有参试番茄种质资源中未发现对番茄潜叶蛾完全免疫的材料,但不同资源间存在明显抗性差异,其中Z2401、Z2402的百叶潜道数在10.00以下,蛀果率和虫情指数均小于3.00%,隶属函数总和排序为第1、2,抗虫性最强;其次为Z2403、芳华609、Z2405、Z2407、Z2406,百叶潜道数在10.00~20.00之间,蛀果率和虫情指数在5.00%~13.00%之间,隶属函数总和排序为第3、4、5、6、7,抗性中等;Z2429、Z2430、Z2431、Z2432、Z2433、Z2434的百叶潜道数均大于55.00,蛀果率和虫情指数均大于25.00%,隶属函数总和排序分别为28、32、30、31、33、34,为高感番茄种质资源,建议在抗虫育种中予以规避。

关键词： 大小臂组合   序列规划   图规划   聚类与采样   优化算法  

摘要： 为提升空间站大小臂组合在大范围精细维护作业中的任务执行效率,基于双臂分时运动特性提出了多层分时序列规划方法,以实现大小臂组合动作序列的自主生成。首先,考虑任务位置超出大小臂作业范围需要切换适配器的情况,提出基于图搜索的适配器切换策略;其次,为减少大小臂组合的运动切换次数,提出融合聚类与采样策略的级联点生成方法;最后,考虑大小臂组合运动约束,设计大小臂组合分步动作序列规划方法,生成大小臂组合各臂的动作次序。仿真实验表明,所提算法能够根据作业点信息和适配器信息生成适配器切换序列、级联点及大小臂组合动作序列;与现有算法相比,所提算法使大小臂组合动作数量减少17.0%,动作执行时间减少17.2%,关节行程减少26.0%,从而有效提升了大小臂组合的任务执行效率。