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1. 动态环境下基于改进DQN的多智能体路径规划方法

李舒逸, 李旻哲, 敬忠良

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (4): 601-612. DOI: 10.1007/s12204-024-2732-1

摘要（26）

PDF（pc）（1213KB）（21）

动态环境中多智能体路径规划问题一直是一个挑战，主要是由于障碍物位置的不断变化以及智能体之间复杂的相互作用。这些因素导致解决方案收敛速度慢，甚至在某些情况下完全发散。为了解决这个问题，提出了一种利用双重决斗深度Q网络（D3QN）的新方法，适用于动态多智能体和复杂环境。设计了一种基于多智能体位置约束的新奖励函数，并采纳了一种基于增量学习的训练策略，以实现多个智能体的协作路径规划。此外，为了避免收敛到局部极值，引入了贪婪和玻尔兹曼概率选择策略来进行行动选择。为了融合雷达和图像传感器数据，构建了卷积神经网络-长短时记忆（CNN-LSTM）架构，以提取多源测量的特征作为D3QN的输入。同时，在使用机器人操作系统和Gazebo的模拟环境中验证了算法的效能和可靠性。仿真结果显示，所提出的算法为动态场景中的路径规划任务提供了实时解决方案。在平均成功率和准确性方面，所提出的方法优于其他几种深度学习算法，而且收敛速度也得到了提升。

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2. 异步自我感知功能失效下双积分多智能体系统的容错动态一致性

吴治海, 谢林柏

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (4): 613-624. DOI: 10.1007/s12204-024-2716-1

摘要（13）

PDF（pc）（540KB）（3）

即使仅有部分智能体遭受自我感知功能失效，双积分多智能体系统也可能无法实现动态一致性；在实际应用中，自我感知功能失效可能是异步的；已经存在的适用于同步自我感知功能失效的容错动态一致性协议不能直接应用到异步自我感知功能失效下的动态一致性当中。考虑到这些事实，本文试图设计一个新的适用于异步自我感知功能失效的容错动态一致性协议。首先，使用多跳通信技术及异步自我感知功能失效分解思想来恢复正常智能体之间网络拓扑的连通性。接着，通过使用失效智能体的历史信息来计算它在其最短跳数正常邻集发生改变的时刻的状态信息，提出了一个新的容错动态一致性协议。然后，理论上证得：使用所提的网络拓扑连通性恢复策略以及带有恰当时变增益的容错动态一致性协议，包含所有正常智能体与所有失效智能体的双积分多智能体系统能够实现动态一致性。最后，对比数值仿真验证了理论结果的有效性。

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3. 带有时延和切换拓扑的二阶非线性多智能体系统事件触发固定时间一致性

邢优靖1, 高金凤1, 刘小平1, 2, 吴平1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (4): 625-639. DOI: 10.1007/s12204-024-2695-2

摘要（11）

PDF（pc）（1059KB）（6）

针对一类具有不确定外部干扰的二阶非线性多智能体系统的固定时间一致性问题，提出了基于事件触发的固定时间一致性协议。首先，基于反步控制的方法设计了虚拟速度，实现了系统的一致性，且收敛时间的上界仅取决于系统参数。其次，提出了一种事件触发机制去解决智能体之间频繁通信的问题，对于每个跟随者给出了基于其状态信息的事件触发条件，该机制对于节省系统通信资源和排除芝诺问题有明显效果。然后，讨论了系统在时延和切换拓扑下的固定时间收敛问题。最后，利用李雅普诺夫稳定性理论对系统的稳定性进行了分析。仿真结果验证了该方法的有效性。

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4.

脊柱机器人辅助系统在MIS-TLIF手术中的临床应用价值

刘洋, 刘道阔, 李长宽, 等

组织工程与重建外科杂志 2024, 20 (3): 300-.

摘要（21）

PDF（pc）（3575KB）（14）

目的　研究脊柱机器人辅助系统在微创经椎间孔椎间融合术（MIS-TLIF）中的临床应用价值。方法选取2019 年 3 月至 2022 年 11 月收治的因腰椎退行性疾病而接受手术治疗的 78 例患者，根据不同手术方式分为传统 MISTLIF组（A组，41例）与机器人 MIS-TLIF组（B组，37例）。比较两组围手术期指标（术中出血量、手术时间、切口长度和透视次数），术后CT检查结果（螺钉置钉准确度、螺钉外展角），功能恢复情况：疼痛视觉模拟评分（VAS）、日本矫正外科学会（JOA）评分，以及围手术期并发症情况。结果 B组的手术时间、术中出血量、透视次数均少于A组，切口长度短于A 组（P＜0.05）。A 组植入 164 枚螺钉，B 组植入 148 枚，B 组可接受螺钉显著多于 A 组（P＜0.05）。A 组螺钉外展角为18.12 °±7.50 °，B 组为 23.56 °±6.64 °，B 组外展角度大于 A 组（P＜0.05）。术后 1 个月时，两组 VAS 评分均较术前下降，JOA评分上升（P＜0.05），但两组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。两组均未发生血管、神经等严重并发症情况；A组3例定位错误、2例硬膜囊撕裂，经对应治疗均恢复；B组无早期并发症。B组早期并发症发生率低于A组（P＜0.05）。结论　脊柱机器人辅助系统能缩短MIS-TLIF手术时间、减少患者术中出血量，提高椎弓根螺钉置入的准确度，具有较高的临床应用价值。

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5.

头颈部葡萄酒色斑患者的病耻感现状及其影响因素

江燕, 冉雪会, 林晓曦, 等

组织工程与重建外科杂志 2024, 20 (3): 335-.

摘要（8）

PDF（pc）（1050KB）（4）

　目的　探讨头面部葡萄酒色斑（Port-wine stains，PWS）患者病耻感现状及其影响因素。方法采用便利抽样的方法，于2022年8月至2022年12月期间，抽取113例头颈部PWS患者为研究对象，通过一般人口学资料调查表、慢性疾病病耻感量表（SSCI）、社会影响量表（SIS）、自尊量表（SES）进行问卷调查。结果 PWS患者SSCI得分为50.61±22.2、SIS得分为 48.71±15.17，单因素方差分析显示，影响病耻感的因素有文化程度、月收入、治疗次数、PWS部位、PWS面积（P＜0.05）；PWS患者自尊水平条目得分为24.75±4.92，单因素方差分析显示，影响自尊水平的因素有月收入、是否工作（P＜0.05）。SSCI得分、SIS得分均与SES得分呈显著负相关（P＜0.01）。结论 PWS患者病耻感处于中等水平，患者自尊水平较低。慢性疾病病耻感、社会影响病耻感均与自尊水平呈显著负相关，医护人员在治疗时应适当疏导患者，引导其积极面对疾病，并呼吁公众对慢性皮肤病患者多一些理解与关心。

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6.

浅谈新时代背景下整复外科的人才培养

张寒瑞, 黄昕, 李青峰, 等

组织工程与重建外科杂志 2024, 20 (3): 388-.

摘要（9）

PDF（pc）（927KB）（11）

整复外科作为外科的分支学科，主要有修复重建外科和美容整形外科两个主要的发展方向。近年来，青年医

师在专业选择上出现“重美容、轻修复”倾向，影响着整复外科的可持续发展。同时，新兴技术的出现也为新一代整复外

科人才的培养提供了新的机遇。整复外科青年医生的培养教育模式应当与时俱进，因此我们提出通过加强医史教育、

引导专业认知、革新教学模式等措施以提高人才培养的质量和效率，以期培养具备高素质、高技能、高责任感的修复重

建外科人才来适应学科发展的需要。

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7. 共享储能关键技术与应用

宋梦, 林固静, 蒙璟, 高赐威, 陈涛, 夏世威, 班明飞

上海交通大学学报 2024, 58 (5): 585-599. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.360

摘要（1334）

HTML （25）

PDF（pc）（4173KB）（376）

在“双碳”目标推动下,可再生能源渗透率不断提高,但其固有的波动性、间歇性和不确定性给电力系统安全稳定运行带来了极大挑战.共享储能作为共享经济在储能领域的典型应用,通过储能资源的“所有权”和“使用权”分离,实现储能资源的最大化使用,为可再生能源大规模并网引发的供需失衡问题提供了新的解决方案,展现出广阔的发展前景.从价值定位、成本模型、及盈利模式3个维度总结了共享储能的商业模式,并对其交易品种、运行架构、工程应用进行详细分析和总结,最终对共享储能的未来趋势进行讨论与前瞻.

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8. 考虑减排对能源需求潜在影响的沿海城市碳减排路径动态优化

肖银璟, 张迪, 魏娟, 葛睿, 陈达伟, 杨桂兴, 叶志亮

上海交通大学学报 2024, 58 (5): 600-609. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.437

摘要（1095）

HTML （13）

PDF（pc）（1733KB）（167）

制定合理的沿海城市碳减排规划是实现全球碳目标的关键环节.碳减排将改变城市气候并影响能源需求,这两者都会影响碳减排路径的优化结果.现有扩容规划模型考虑了直接减排贡献并能解决大部分能源系统长期碳减排路径规划问题,但新型电力系统的建设也会通过改变热岛强度等微气候因素间接影响碳排放.考虑碳排放和热排放变化对空调等负荷需求的潜在影响机理,结合扩容规划与碳排放峰值预测,给出沿海城市碳减排路径动态优化方法.以上海浦东地区作为算例,证实所提方法能有效降低碳减排估计成本,并根据仿真结果对沿海城市碳减排提出建议.

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9. 计及动态碳排放因子的多H₂-IES双层优化运行方法

付文溪, 窦真兰, 张春雁, 王玲玲, 蒋传文, 熊展

上海交通大学学报 2024, 58 (5): 610-623. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.225

摘要（1021）

HTML （8）

PDF（pc）（2901KB）（33）

在“双碳”目标背景下,能源系统的低碳转型是其未来的发展方向.近年来,高热值、低污染的氢能受到广泛重视.基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多含氢综合能源系统(H₂-IES)双层优化运行模型.在上层模型中,上级能源网基于效益最优原则建立经济调度模型,确定各园区的能源价格与碳排放因子并下发给下层;在下层模型中,基于纳什谈判理论建立了多园区低碳合作运行模型,并采用自适应交替方向乘子法分布式求解,确定各园区的能源需求量并反馈给上层;所提模型在多次迭代互动中实现上下层协同优化.为了实现对多园区合作收益的合理分配,提出一种基于综合议价能力的收益分配方法.算例分析表明,该双层优化方法可实现上下层间的协同运行,同时兼顾多园区运行的低碳性与经济性,通过合理分配合作收益,保证园区参与合作的积极性.

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10. 基于深度强化学习的多模态多目标多机器人任务分配算法

苗镇华1, 黄文焘2, 张依恋3, 范勤勤1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (3): 377-387. DOI: 10.1007/s12204-023-2679-7

摘要（134）

PDF（pc）（975KB）（106）

多机器人任务分配直接影响多机器人协作系统的整体性能。为提高多机器人协作系统的有效性、鲁棒性和安全性，本文提出一种基于深度强化学习的多模态多目标进化算法。在所提算法中，使用一种改进的多模态多目标进化算法来对多机器人任务分配问题进行求解，并在最后一代利用深度强化学习以端到端的方式给出各个机器人执行任务的路线。为验证所提算法的性能，与三种知名的多模态多目标进化算法在三种不同场景的多机器人任务分配问题上进行比较。实验结果表明，所提算法能够提供尽可能多的等效方案来提高多机器人协作系统在不确定环境下的可用性和鲁棒性，并且能够找到最佳方案来提高多机器人协作系统的整体任务执行效率。

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11. 基于目标检测和特征提取网络的运动无人机平台下多目标跟踪

刘增敏1, 2, 3, 4, 6, 王申涛5, 姚莉秀1, 2, 3, 蔡云泽1, 2, 3, 4, 6

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (3): 388-399. DOI: 10.1007/s12204-022-2540-4

摘要（56）

PDF（pc）（1105KB）（39）

为了解决无人机平台下小物体尺寸小、检测精度低的问题，基于深度聚合网络和高分辨率融合模块研究了一种目标检测算法。此外，还探索了一种目标检测与特征提取的联合网络，以构建实时多目标跟踪算法。针对无人机移动导致的目标关联失败问题，将图像配准应用于多目标跟踪，并提出了一种相机运动判别模型，以提高多目标跟踪算法的速度。仿真结果表明，提出的算法能够提高无人机平台下的多目标跟踪精度，并有效解决无人机移动导致的关联失败问题。

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12. 基于滤波器预测的抗遮挡目标跟踪算法

陈坤1, 2, 赵旭1, 董春玉1, 邸子超1, 陈宗枝1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (3): 400-413. DOI: 10.1007/s12204-022-2484-8

摘要（72）

PDF（pc）（5510KB）（36）

视觉目标跟踪是计算机视觉中长期受到关注的重要问题。在长期跟踪中，有效处理遮挡，特别是严重遮挡的能力，是评价目标跟踪算法性能的重要方面，对提高目标跟踪算法的鲁棒性具有重要意义。然而，大多数目标跟踪算法缺乏专门处理遮挡的机制。在遮挡情况下，由于缺少目标信息，需要根据运动轨迹预测目标位置。卡尔曼滤波和粒子滤波可以有效地根据历史运动信息预测目标运动状态。一种名为概率判别模型预测（PrDiMP）的单目标跟踪方法，基于复杂场景和遮挡中的空间注意力机制。为了提高PrDiMP的性能，引入了卡尔曼滤波、粒子滤波和线性滤波。首先，针对遮挡情况，分别引入卡尔曼滤波和粒子滤波来预测物体位置，从而替代原始跟踪算法的检测结果，并停止目标模型的递归。其次，针对复杂场景中相似物体的检测跳变问题，增加了一个线性滤波窗口。在GOT-10k、UAV123和LaSOT三个数据集上的评估结果，以及几个视频上的可视化结果表明：我们的算法在遮挡情况下提高了跟踪性能，并有效抑制了检测跳变。

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13. 卫星对空中动态目标凝视成像姿态规划方法

杜宁, 吴树范, 陈占胜, 陈文晖, 王世耀, 徐家国, 秦栋栋

上海交通大学学报 2024, 58 (4): 411-418. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.425

摘要（348）

HTML （60）

PDF（pc）（1661KB）（433）

针对低轨卫星面阵相机对空中动态目标凝视成像需求,提出卫星平台根据像面脱靶量进行目标位置估计和凝视姿态规划方法.基于空中动态目标飞行高度的先验知识,以目标地理经纬度和经纬度变化率为状态量,以目标中心像素值为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器,实现目标地理经纬度的精确估计和预报.在此基础上,规划卫星姿态和角速度,避免了目标像素噪声和延时对姿态稳定度的影响,并实现了单星对目标位置估计.通过数学仿真验证了所提方法的有效性.

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14. 水滴在气流中变形破碎过程的数值模拟研究

桑旭, 金哲岩, 杨志刚, 余放

上海交通大学学报 2024, 58 (4): 419-427. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.414

摘要（294）

HTML （19）

PDF（pc）（2771KB）（293）

针对水滴在结冰风洞实验中加速过程内易发生破碎而导致试验段内水滴粒径分布难以符合结冰气象条件的问题,利用流体体积(VOF)方法,模拟了直径为100、200、400、600、800、1 000 μm 以及 1 200 μm 的水滴在不同气流速度作用下(20、50、80 m/s)的变形破碎情况.结果表明:在20 m/s气流作用下,直径为600 μm的水滴不发生破碎;当风速为50 m/s时,直径为100 μm的水滴不发生破碎;随着韦伯数增加,最大不稳定波波长也随之增大,水滴的破碎模式从袋状破碎变为包-蕊状破碎,随后转变为蕊-层状破碎,进一步转变为剪切破碎.水滴的破碎形式包括袋状破碎、包-蕊状破碎、蕊-层状破碎及剪切破碎,会对面积最大的液滴与初始液滴面积之比有较大影响.在初始水滴直径相同的条件下,入口速度越大,破碎后的面积比越大.

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15. 圆柱薄膜振动特性

黄涛, 何泽青, 宋林

上海交通大学学报 2024, 58 (4): 428-437. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.396

摘要（179）

HTML （22）

PDF（pc）（4517KB）（152）

根据达朗贝尔原理建立圆柱状薄膜非线性振动方程并对其展开分析与试验验证.建立圆柱膜振动问题的控制方程组,依据薄膜振动物理方程与边界条件简化方程组并求解;得到圆柱膜非线性振动频率解析解,并通过有限元仿真对其线性解析解进行验证.结果表明,理论计算与数值仿真结果误差较小,有限元方法适用于柔性薄膜结构模态分析.采用三维激光扫描式测振系统测试圆柱膜在空气环境中的振动频率,利用有限元分析软件获得圆柱膜干模态和湿模态振动频率并提取空气附加质量系数.结果表明,圆柱膜振动湿模态测试结果与数值分析结果具有良好的一致性,地面空气附加质量对圆柱膜振动的影响与薄膜自身质量处于同一量级.

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16. 基于反应状态原位测试的空冷型燃料电池运行参数分析

陈敏学, 邱殿凯, 彭林法

上海交通大学学报 2024, 58 (3): 253-262. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.318

摘要（333）

HTML （37）

PDF（pc）（25048KB）（308）

空冷型质子交换膜燃料电池内部反应状态是影响电池输出性能和稳定性的关键因素.通过研制空冷燃料电池反应状态的原位测试装置,实现电池温度和电流密度的实时测量,揭示氢气出口脉排间隔、氢气入口气压和阴极风速对电池性能的影响机制.研究表明:空冷电池中温度和电流密度分布不均,平均电流密度为500 mA/cm²时,电池内温度极差达到20 ℃,电流密度极差达到400 mA/cm².氢气出口脉排间隔越短、入口气压越大,氢气出口区域性能越好,分布均匀性越好,电流密度波动也越小,输出稳定性提高.如果阴极风速过低,电池局部温度高,温度分布均匀性降低;风速过高则导致生成水被吹走,质子膜含水量下降,电流密度分布均匀性变差.

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17. 基于融合健康因子和集成极限学习机的锂离子电池SOH在线估计

屈克庆, 董浩, 毛玲, 赵晋斌, 杨建林, 李芬

上海交通大学学报 2024, 58 (3): 263-272. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.306

摘要（146）

HTML （15）

PDF（pc）（3259KB）（98）

锂离子电池健康状态(SOH)的在线估计对电池管理系统的安全稳定运行至关重要.为克服传统基于数据驱动的锂离子电池SOH估计方法训练时间长、计算量大、调试过程复杂的问题,提出一种基于融合健康因子和集成极限学习机的锂离子电池SOH估计方法.该方法通过 dQ/dV 和dT/dV曲线分析,筛选出与电池SOH相关性较高的数据区间进行多维健康特征提取,并对其进行主成分分析降维处理得到间接健康因子;利用极限学习机的随机学习算法建立间接健康因子和SOH之间的非线性映射关系.在此基础上,针对单一模型输出不稳定的特点,提出一种集成极限学习机模型,通过对估计结果设置可信度评价规则剔除单一极限学习机不可靠的输出,从而提高锂离子电池SOH的估计精度.使用NASA和牛津大学的锂离子电池老化数据集对该方法进行验证,结果表明该方法的平均绝对百分比误差小于1%,具有较高的准确性和可靠性.

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18. 考虑不同充电策略的锂电池健康状态区间估计

张孝远, 张金浩, 杨立新

上海交通大学学报 2024, 58 (3): 273-284. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.347

摘要（224）

HTML （12）

PDF（pc）（3204KB）（487）

评估锂离子电池健康状态(SOH)对于电池使用、维护、管理和经济性评价都有十分重要的意义,但当前锂电池SOH估计方法多针对特定充电策略,采用确定性估计模型,无法反映电池退化过程中的随机性、模糊性等不确定性信息.为此,提出一种适用于不同充电策略的锂电池SOH区间估计方法.该方法针对不同充电策略的电池循环充放电数据提取多个特征参数,通过交叉验证自动选择针对特定充电策略的最优特征参数组合.另外,考虑到锂电池全生命期循环次数有限,属于小样本问题,提出集成支持向量回归与分位数回归优势的支持向量分位数回归模型(SVQR)进行锂电池SOH区间估计.选用放电程度较深的锂电池充放电循环数据作为训练集,对SVQR模型进行离线训练,训练好的模型用于不同充电策略下锂电池SOH在线估计.采用具有不同充电策略的数据集验证所提方法,实验结果表明:所提方法适用于不同充电策略,且估计结果优于分位数回归法、分位数回归神经网络法和高斯过程回归法.

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19. 综述：微通道换热器的防冻技术

叶振鸿1, 王炜2, 李新华2, 陈江平1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (2): 161-178. DOI: 10.1007/s12204-022-2539-x

摘要（124）

PDF（pc）（4397KB）（80）

结霜是工业制冷、低温制冷、热泵空调等诸多领域不可避免的不良现象，其影响设备效率，增加系统能耗。微通道换热器复杂的百叶翅片结构和流体通道布置会影响其换热性能和结霜特性。首先，本文分析了不同的因素，如制冷剂分布、制冷剂流型和换热器表面温度分布。进一步，结合微通道换热器的特点，总结了现有的防霜技术和各种防霜表面处理方法。综述了超疏水表面的制备及其优越的性能。并结合本课题组的相关研究，分析其内在机制。超疏水特性具有优良的防霜性能和传热性能，对提高节能和系统性能具有重要意义。最后，对超疏水表面技术的发展前景进行了分析和展望。

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20. 循环加热式空气源热泵热水器的性能及优化

李凡1, 陆高锋1, 丁云霄2, 郑春元2, 李斌2, 翟晓强1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (2): 179-187. DOI: 10.1007/s12204-022-2500-z

摘要（81）

PDF（pc）（1349KB）（47）

提出了一种应用于循环加热式空气源热泵热水器（ASHPWH）的新型微通道冷凝器。首先测试了ASHPWH的工作性能。然后，利用涡流发生器对微通道冷凝器的结构进行了优化。最后，建立了ASHPWH的数值模型，并对优化后的微通道冷凝器进行了研究。实验结果表明，1 HP (735 W) ASHPWH的平均性能系数（COP）达到3.48。优化后的微通道冷凝器可与3 HP (2430 W)平均供热容量为10.30 kW的ASHPWH相匹配，平均COP为4.24，比国家标准的限定值高14.6%。

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21. 有机朗肯循环中工质分布与电荷调节控制

叶振鸿1, 李新华2, 王炜2, 陈江平1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (2): 188-201. DOI: 10.1007/s12204-022-2538-y

摘要（73）

PDF（pc）（1116KB）（31）

尽管有机朗肯循环的效率已经引起了大量的学术关注，但基于电荷的研究，特别是对质量分布的研究仍然几乎缺乏。本文旨在对换热器的质量分布、相区分布、工质电荷、泵转速与系统性能之间的内在关系提供一个新的视角。通过以面向对象的方式链接每个组件的子模型，包括换热器、泵和扩展器的独立模型，给出了一个全面的有机朗肯循环仿真模型。对不同工况下系统中工质的质量分布进行了可视化研究。深入分析了换热器中工质气相、两相和液相的体积和质量及其变化规律。最后，研究了考虑换热器面积和管道尺寸的减荷策略。结果表明，基于内点法的模型具有较高的精度和鲁棒性。工质的质量比集中在液筒中，尤其在再生器中，分别占总质量的32.9%和21.9%。此外，随着泵速的增加，系统中的2.4 kg (6.9%) 的工质逐渐向高温侧迁移，而随着系统中电荷的增加，6.1 kg (17.4%) 的工质向低温侧迁移，特别是向冷凝器迁移。由于泵速和电荷的变化，输出功率和效率在峰值后逐渐下降。最后，减小冷凝器和蓄热器的换热面积是减少工质负荷的最有效途径。

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22. 海洋结构物波浪砰击的数值研究综述

张念凡, 肖龙飞, 陈刚

上海交通大学学报 2024, 58 (2): 127-140. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.500

摘要（1116）

HTML （24）

PDF（pc）（4659KB）（185）

波浪砰击是发生在波浪与结构物之间的一种强非线性相互作用,其载荷通常具有峰值大、作用时间短的特点.近年来,海上极端环境导致海洋结构物经常遭受严重的波浪砰击,造成生命和财产损失,从而使得波浪砰击问题备受重视.对于复杂的砰击过程,理论分析和模型实验仅能给出砰击载荷的简化解析解及有限的砰击流场信息,数值模拟逐渐成为研究波浪砰击问题的有效手段.目前,国内外学者已经对海洋结构物的波浪砰击载荷特性、砰击作用过程及其影响因素等问题开展了大量的数值研究,并获得了许多重要的研究结论.针对海洋结构物波浪砰击的数值研究进展、现有方法及重要结论进行综述,为波浪砰击数值模拟的进一步研究提供有益参考.

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23. 环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法

李旭, 肖龙飞, 魏汉迪, 吴文成, 朱子扬, 李琰

上海交通大学学报 2024, 58 (2): 141-146. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.398

摘要（1053）

HTML （10）

PDF（pc）（3587KB）（86）

提出一种应用于混合模型试验的环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法,可以逆向识别截断模型试验中的环境载荷,进而开展截断水深与全水深虚拟模型试验.环境载荷直接从物理模型试验中分离得到,因此该载荷考虑到了平台六自由度运动之间的耦合作用、破浪砰击等强非线性作用以及流体对浮体的黏性力作用.为验证方法准确性,开展风浪流模型试验,并将虚拟模型试验结果与物理模型试验数据进行比较.研究结果表明,环境载荷逆向识别方法可以准确识别风浪流模型试验的环境载荷.

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24. 船型网箱运动-波浪场扰动-网衣受力耦合动力响应特性

王益厚, 付世晓, 许玉旺, 李帅, 傅强, 刘富祥

上海交通大学学报 2024, 58 (2): 147-155. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.404

摘要（995）

HTML （9）

PDF（pc）（10409KB）（57）

船型网箱是一种由大型浮体、钢架、网衣系统及系泊系统构成的新型海洋养殖结构.大型浮体在波浪中产生的绕射和辐射作用会对波浪场产生扰动,进而改变网衣受力,这种相互作用此前还未被研究过.本文基于势流理论求得绕射波和辐射波在网衣周围波浪场的速度传递函数,同时采用莫里森方程求解计及波浪场扰动的网衣水动力载荷;对网衣水动力载荷与浮体运动不断迭代计算,实现计及网箱运动-波浪场扰动-网衣受力耦合效应的船型网箱动力响应分析;最后,研究了不同幅值的规则波下这种耦合效应对网箱运动、网衣张力、容积损失和连接器载荷的影响规律.结果发现: 波浪场扰动对网箱运动和容积损失的影响不明显,但是会导致网衣张力和连接器载荷明显增大,这能够为船型网箱的结构强度校核及安全设计提供指导.

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25. 助力型下肢外骨骼机器人研究综述

贺贵松, 黄学功, 李峰, 汪辉兴

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (1): 1-15. DOI: 10.1007/s12204-022-2489-3

摘要（436）

PDF（pc）（1195KB）（136）

助力型下肢外骨骼机器人是一种可穿戴智能机器人系统，涉及力学、材料、电子、控制、机器人学等诸多领域。该系统借助外部能源为人类提供额外的动力，可以增强人体的机能，帮助穿戴者承受以往无法承受的重量。同时，通过合理的结构设计和被动储能等方式，还可以对特定动作进行辅助。本文首先介绍了助力型下肢外骨骼机器人在国内外的研究现状，针对几种典型样机进行了详细分析。之后又对其结构设计、驱动方式、感知技术、控制方法、能源管理、人机耦合等关键技术进行了综述，并将外骨骼机器人常用的一些设计方法进行了归纳与对比。最后总结了助力型下肢外骨骼机器人研究中依旧存在的问题和可能的解决方案，并对未来的发展趋势进行了展望。

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26. 个性化下肢康复外骨骼机器人的关键技术综述

陶璟, 周振欢

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (1): 16-28. DOI: 10.1007/s12204-022-2452-3

摘要（266）

PDF（pc）（1179KB）（342）

康复治疗和日常生活辅助对提高脑卒中、脊髓损伤、脑瘫、骨科术后病人以及老年人群等下肢运动障碍患者的生活质量有关键作用。下肢康复外骨骼机器人在以上人群康复治疗和生活辅助方面具有良好应用前景。本文针对面向多样化个性化用户需求的外骨骼机器人开发，首先分析并综述了下肢康复外骨骼机器人本体模块化、仿生柔顺驱动、个性化自适应步态规划以及面向个体的运动意图感知与推理方法和技术。进一步，基于服务化理论，探讨了面向个性化医疗的下肢康复外骨骼机器人产品服务系统开发潜力和关键支持技术。康复外骨骼今后研究趋势应是从个体化特征和个性化需求入手，以此驱动外骨骼机器人本体技术和服务化开发，从而技术上实现真正人机协同与融合，效用上实现可获得的高质量康复医疗和生活辅助。

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27. 短波红外时间分辨成像研究进展

徐杨, 李万万

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (1): 29-36. DOI: 10.1007/s12204-022-2547-x

摘要（101）

PDF（pc）（810KB）（44）

相比于传统近红外一区（700~900nm）窗口，短波红外（900~1700nm）能够提供更深的组织穿透深度和更小的光散射干扰，在生物活体成像上具有巨大潜力。基于传统光谱域成像的局限性，时间分辨成像技术利用时间维度特性，能够完全消除生物体自发荧光，提供更高的信噪比和灵敏度。该成像技术不依赖于组织成分和组织厚度的差异，具有实际的体内定量检测价值。由于镧系上转换纳米材料具有长寿命、光化学性质稳定、形貌可控、易于表面改性而且荧光寿命调控手段多样的特点，当前相关的时间分辨成像技术几乎都是围绕镧系上转换纳米材料开展。本文以广泛使用的几种镧系离子发光中心作为切入点，系统地介绍了近些年来的短波红外时间分辨成像技术的研究进展。

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28. 基于用户分类的综合能源系统低碳运行策略

张春雁, 窦真兰, 白冰青, 王玲玲, 蒋传文, 熊展

上海交通大学学报 2024, 58 (1): 1-10. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.321

摘要（2251）

HTML （32）

PDF（pc）（1783KB）（339）

综合能源系统 (IES) 是实现“双碳”目标的重要手段,然而系统内部不同类型用户用能行为各异,使得IES协调优化与低碳运行难度增加.为了充分发挥用户的主观能动性,基于用户行为分析对IES的用户行为进行建模,并通过卷积神经网络将用户分为激进型和保守型.构建IES运营商决策模型,确定电热能源的供应方式,针对不用类型用户设计相应的能源套餐.基于实际数据分析上述模型和方法的有效性,验证了用户分类在IES低碳运行中的价值.

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29. 考虑主体信用的配电网分布式绿电交易方法

吴清, 贾乾罡, 严正, 钟准, 郭颂, 李志勇

上海交通大学学报 2024, 58 (1): 11-18. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.130

摘要（1130）

HTML （16）

PDF（pc）（1504KB）（226）

发展分布式可再生能源是推动能源转型的关键手段,组织市场化交易能够促进分布式可再生能源生产和消纳.然而,可再生能源出力的不确定性使其容易在市场交割时出现偏差,进而为配电系统安全运行带来压力,但现有市场化交易机制仍难以激励市场主体主动减少偏差.为此,通过量化信用成本来引导分布式绿电的诚信交割行为.同时,考虑分布式绿电主体的策略性报价行为,建立考虑主体信用的分布式绿电市场化交易模型.然后,提出基于最优响应法的迭代算法来计算绿电市场的纳什均衡点.算例结果表明:所提市场机制能够以激励相容的方式引导用户的诚信行为,在降低交割偏差的同时提高绿电市场社会福利.

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30. 基于云模型综合相似度的电力物联网关键技术综合评价

陈连福, 钟海旺, 谭振飞, 阮广春

上海交通大学学报 2024, 58 (1): 19-29. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.420

摘要（1899）

HTML （15）

PDF（pc）（1954KB）（116）

目前电力物联网关键技术应用的综合评价具有单评价对象的特点,传统评价方法无法适用.为全面评价电力物联网项目建设水平和运营成效,在综合考量电力物联网不同建设和运营阶段及其关键要素基础上,建立电力物联网关键技术综合评价指标体系,根据其单评价对象场景的特点,提出基于云模型综合相似度的评价模型.通过对逼近理想解排序方法的改造构建单评价对象的决策矩阵,提出以兼顾云模型的形状-距离综合相似度为度量,表征逼近理想解排序方法的相对贴近度,进而实现对单评价对象的精准评价.应用所提方法综合评价某电力物联网示范工程,验证了所提综合评价体系和评价方法的客观性与全面性.

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31. 重症医学与高危手术病人安全管理

陈尔真

外科理论与实践 2023, 28 (05): 399-401. DOI: 10.16139/j.1007-9610.2023.05.01

摘要（74）

HTML （6）

PDF（pc）（755KB）（86）

目前，尽管绝大部分接受大手术的病人死亡率很低，但随着有高术后并发症和死亡风险的所谓高危手术病人的增加，给围术期安全管理带来新的挑战。以病人为中心、价值医疗为基础的多学科专业团队高效协作是保障围术期安全的新举措。其中重症医学专业团队起着关键作用，能对高危病人进行风险评估、围术期器官保护、密切监测和特定的早期干预，以达到及时预防、早期识别、有效治疗术后并发症的目的，从而降低死亡风险与改善术后生活质量。

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32.

2019—2022 年度《组织工程与重建外科》杂志文献计量学分析

潘娴　徐绮

组织工程与重建外科杂志 2023, 19 (6): 570-.

摘要（73）

PDF（pc）（840KB）（406）

　目的　统计分析近 4 年来《组织工程与重建外科》杂志的主要文献计量学指标变化，并与其他美容整形外

科类期刊进行比较。方法　依据《中国科技期刊引证报告（核心版）》的统计数据，对《组织工程与重建外科》的

主要文献计量学指标，包括总被引频次、影响因子、基金论文比、他引率等进行统计及纵向分析，并将办刊背景较

为相似的美容整形外科类 5 本期刊进行横向比较。结果　4 年来，《组织工程与重建外科》总被引频次、载文量稳步

上升，而影响因子、基金论文比、综合评价总分总体呈下降趋势，他引率均保持在 0.9 左右。与其他美容整形外科

类期刊比较，本刊总被引频次、影响因子、载文量居于末位，但是他引率、基金论文比及综合评价总分均排名前列。

结论　组稿高质量论文、增强组稿广泛性是本刊短期的工作目标和方向。

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33. 基于时空协方差函数的风能场景生成方法与应用

彭星皓, 李艳婷

上海交通大学学报 2023, 57 (12): 1531-1542. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.180

摘要（327）

HTML （277）

PDF（pc）（8178KB）（209）

与传统发电不同,风力发电具有较大的随机性与时空相关性.在风力发电并网的电力系统优化调度问题中,保障电力调度在不同风力发电功率场景中的最优执行是决策问题的关键点,因此高质量的风能场景生成非常重要.基于高斯随机过程和时空协方差函数表征风力发电站输出功率的时空相关性,由Pair Copula模型建立联合概率分布,通过经验概率逆变换方法实现具体场景.评估生成场景的多种指标,验证生成场景的优越性.基于修改的IEEE 6总线系统建立电力系统机组组合的混合整数规划模型,求解不同场景下的问题,验证场景生成方法在风力发电并网调度问题中所具有的经济性和可行性.

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34. 规模化储能参与电力现货市场的商业模式

李迁, 姜欣, 张钧钊, 段世杰, 金阳

上海交通大学学报 2023, 57 (12): 1543-1558. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.187

摘要（313）

HTML （267）

PDF（pc）（9620KB）（233）

以规模化储能为研究对象,在电力市场放开背景下,开展其参与电力现货市场的商业模式研究.首先,从国内外典型市场出清机制出发,分析日前市场及实时市场的出清方式、出清计算等过程,提出适应规模化储能参与现货市场的联合出清机制,包括投标方式、计费方式和出清方式等.其次,为充分发掘规模化储能的市场价值与其他附加价值,增强集群效应并解决储能容量闲置问题,提出适应规模化储能参与现货市场的商业模式,包括独立式(投资主体单一、服务模式单一),联盟式(投资主体多样、服务模式单一),共享式(投资主体多样、服务模式多样),并分析市场交易链中存在的博弈关系,量化电能价值、辅助服务价值以及其他附加价值.在此基础上,基于主从博弈构建不同商业模式下储能参与现货联合市场的双层出清模型范式.上层模型以储能为领导者、以储能收益最大化为目标参与市场竞争,下层模型以调度和交易中心为跟随者、以社会福利最大化为目标进行联合出清;最后,基于改进的IEEE30节点系统,以典型交易场景为例验证所提参与商业模式的有效性和可行性.

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35. 考虑频率稳定约束的电-氢互补多楼宇协调优化调度

范宏, 王兰坤, 邢梦晴, 田书欣, 于伟南

上海交通大学学报 2023, 57 (12): 1559-1570. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.380

摘要（181）

HTML （13）

PDF（pc）（2948KB）（96）

为实现“碳达峰、碳中和”的双碳目标,电-氢互补综合能源系统的推进意义重大,但随着可再生能源的渗透率逐渐提高,系统的惯量水平下降,频率安全受到威胁.针对传统的优化调度方法无法保证系统的频率稳定性这一问题,提出了一种考虑频率稳定约束的电-氢互补多楼宇协调优化调度方法.首先,建立了以楼宇为底层单元的电-氢综合能源系统架构,系统内的可再生能源发电机组采用虚拟同步发电机技术进行控制,以提高系统的惯量水平;其次,以调度周期内系统总运行成本最小为目标,并考虑了并网和孤岛不同运行模式下系统的惯量需求,建立了考虑系统频率稳定约束的优化调度模型;最后,通过算例仿真验证了所提方法对系统频率稳定的有效性、经济性和环保性.

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36.

难治性瘢痕疙瘩术后电子线放射治疗疗效分析及患者满意度研究

赵敏　李丽　赵瑞东　马婷婷　程剑

组织工程与重建外科杂志 2023, 19 (6): 544-.

摘要（93）

PDF（pc）（1162KB）（107）

目的　探索难治性瘢痕疙瘩术后电子线放疗的治疗效果、复发的影响因素，评估患者对疗效的满意度。

方法　共纳入 2019~2021 年收治的难治性瘢痕疙瘩患者 37 例（共 40 处），全部瘢痕疙瘩均在术后接受电子线照射，放疗采用 6~9 MeV 电子线源皮距照射技术，照射剂量 20 Gy/5 Gy/4 F。收集患者一般临床资料，术后定期随访，观察结束向所有患者发放调查问卷，评估患者满意度，分析患者的治疗效果及不良反应情况，使用 Logistic 回归对影响复发的因素进行分析。结果　40 处瘢痕中有 4 处（10%）治疗后复发，有 5 处（12.5%）治疗后无明显变化，治疗有效率 77.5%。主要不良反应为皮肤色素沉着、切口扩展。单因素分析显示：性别、既往史、手术至放疗的时间间隔、是否连续照射、血浆纤维蛋白原含量与复发相关。多因素分析显示：手术至放疗的时间间隔超过 24 h 是复发的独立危险因素，连续照射是独立保护因素。复发、切口扩展及色素沉着是患者不满意的主要原因。

结论　手术联合电子线放疗是治疗难治性瘢痕疙瘩的有效手段，手术至放疗时间、能否连续照射是影响瘢痕疙瘩复发的独立预后因素，患者主观评价并不完全符合其临床表现及检查。

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37. 机器学习在化学合成及表征中的应用

孙婕, 李子昊, 张书宇

上海交通大学学报 2023, 57 (10): 1231-1244. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.078

摘要（516）

HTML （52）

PDF（pc）（4421KB）（443）

自动化化学合成是化学领域长期追求的目标之一.近年来,机器学习的出现使得实现这一目标有了可能.以数据驱动为核心的机器学习借助计算机学习海量化学数据中的信息,寻找信息之间的客观联系和规律,根据已有规律和信息训练生成模型,借助模型预测分析需解决的实际问题.机器学习因其出色的计算预测能力,帮助化学工作者快速高效解决化学合成问题,加快研究进程.机器学习的出现和发展对化学合成及表征领域展示出强大的研究助力作用,但目前并不存在通用性极强的机器学习模型,化学工作者仍需根据实际情况选择不同模型进行训练学习.从监督学习、无监督学习、半监督学习、强化学习等机器学习的角度,向化学工作者展示常见学习方法在化学合成及表征中应用的最佳案例,帮助其利用机器学习知识进一步拓宽研究思路.

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38. 考虑碳配额引导需求响应的微电网能量管理策略

姜恩宇, 陈宇, 施峥靖, 吴哲城, 林顺富, 李东东

上海交通大学学报 2023, 57 (9): 1126-1136. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.378

摘要（786）

HTML （16）

PDF（pc）（2823KB）（152）

为了减小微电网运行中可再生能源随机性和波动性造成的预测出力误差,提出考虑碳配额引导需求响应的微电网能量管理策略.构建两层模型预测控制(MPC)的能量管理模型,上层利用长时间尺度模型预测控制构建碳排放配额机制,引导电动汽车参与微电网的需求响应,实现微电网经济运行,降低碳排放量;下层使用MPC滚动优化和反馈校正来实现预测域与控制域之间的耦合,利用短时间尺度模型预测控制平抑可再生能源预测误差造成的功率波动.算例分析结果表明:所提能量管理策略能够有效引导电动汽车或其他可控负荷参与需求响应,实现微电网低碳经济调度和稳定运行.

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39. 概念化的实体关系解释

谢晨昊, 梁家卿, 肖仰华, HWANG Seung-won

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2023, 28 (6): 695-702. DOI: 10.1007/s12204-021-2394-1

摘要（180）

PDF（pc）（608KB）（109）

在许多应用程序中，找到一个属性来解释给定实体对之间关系是很有价值的。然而，许多直接解决方案的失败是由于严重依赖文本而导致精度低，并且由于证据稀缺而导致召回率低。因此，提出了一个泛化和推理框架，并将其构建成一个系统：实体-关系查找（ERF）。主要思想是将实体对概念化为适当的概念对，作为中间随机变量来形成解释。尽管已经对实体概念化进行了研究，但其面临着多个关系实例的集体优化、两个实体的联合优化以及将稀释的观察结果聚集到定义关系的头部概念中的新挑战。我们提出了概念化的解决方案，并通过大量实验验证了这些方案及其框架。

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40. 利用软伪标签促进无监督领域自适应与课程学习

张晟嘉, 林天成, 徐奕,

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2023, 28 (6): 703-716. DOI: 10.1007/s12204-022-2487-5

摘要（145）

PDF（pc）（963KB）（83）

无监督域适应利用标签完整的源域数据，通过显式的数据分布差异最小化或对抗学习，提高无标签目标域的分类性能。作为一种增强方法，在域适应过程中会涉及类别对齐，即利用模型预测来加强目标特征识别。此方法存在两个问题：在目标域中，错误的类别预测会导致伪标签不准确；在源域中，过拟合会导致分布偏差。因此本文提出了一种与模型无关的两阶段学习框架，利用软伪标签策略大大减少了错误的模型预测，并利用课程学习策略避免了源域的过拟合。理论上，成功降低目标域预期误差上限的综合风险。在第一阶段，我们使用基于分布对齐的无监督域适应方法训练模型，以获得置信度相当高的目标域软语义标签。为了避免源域的过拟合，在第二阶段，我们提出了一种课程学习策略，以自适应性地控制两个域损失之间的权重，从而使训练阶段的重点逐渐从源域分布转移到目标域分布，并提高目标域的预测置信度。在两个常见基准数据集上进行的广泛实验验证了我们提出的框架在提升排名靠前的无监督域适应算法性能方面的普遍有效性，并证明了其一贯的卓越性能。

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