具有避障功能的农机自动作业全覆盖路径规划方法

针对不同尺寸和类型障碍物条件下的农机车辆自动作业全覆盖路径规划问题,提出了静态全覆盖路径规划方法和路径优化方案。根据矩形田块信息、障碍物信息、农机最小转弯半径和机具宽度,自动选定作业方向、作业行距、地头转弯区域和转弯模式等参数;根据障碍物形状、高覆盖率高作业路径比的需求,对算法进行优化调整,以达到更好的作业效果。软件仿真测试结果表明:对有小矩形障碍物的田块,改进后的算法覆盖率提升了0.11%,重复率降低了0.71%;对大矩形障碍物的田块,两种分区路径的覆盖率分别为89.24%和98.08%,重复率分别为3.53%和2.84%。研究结果表明:算法提高了田块的利用率,降低了作业成本,能够有效避开大小障碍物,同时满足高覆盖率和低重复率的田间作业要求。

基于碳排放核算范围视角下城市社区实现绿色繁荣的规划策略行动

社区作为现代城市管理和社会生活的重要基础单元,是碳排放的重点也是低碳发展的重要载体。在梳理“绿色繁荣”社区的目标与内涵基础上,结合相关技术标准与理论实践,以碳排放核算的视角进行切入,将国际碳排放核算标准中的“范围”概念应用到社区层面,建立社区碳排放的范围分类,识别社区减碳的关键维度,并提出实现绿色繁荣社区的规划设计策略与具体行动,研究结果可为城市、区域乃至国家实现低碳高质量发展目标提供经验借鉴。

基于改进Informed-RRT^(*)的机械臂抓取运动规划

为提高工业机械臂对目标物体抓取及对障碍物躲避的效率和成功率,提出一种基于改进抓取信息引导的快速随机树星(GI-RRT^(*))的机械臂路径规划算法.首先,预先设定最大迭代次数和自适应函数,缩短机械臂运动轨迹生成时间,增强采样导向性和质量;其次,基于椭圆形子集直接采样,对采样点位置进行约束,提高采样效率;最后,采用贪心算法删除机械臂运动轨迹的冗余点,并使用三次B样条曲线平滑约束机械臂运动轨迹,提高机械臂运动轨迹的柔顺性.利用生成残差卷积神经网络模型预测,输入深度相机采集的彩色图像和深度图像,输出视场中物体的适当映射抓取位姿.为验证机械臂的抓取效果,选择三指气动柔性夹爪,设计柔性抓取模块,并结合法奥(FR3)协作机械臂构建自主抓取系统,进行二维地图仿真和机械臂样机实验.结果表明,与传统的信息引导的快速随机树星算法相比,GI-RRT^(*)算法运动轨迹长度缩短10.11%,轨迹生成时间缩短62.68%.同时,算法具有较强的鲁棒性.机械臂能独立地避开障碍物、抓取目标物体,满足其自主抓取的需求.

空间规划体系下城乡历史遗产保护策略研究

在国土空间规划体系建立背景下,以空间规划体系中编制审批体系、实施监督体系、法规政策体系、技术标准体系四大基本体系为切入点,提出城乡历史遗产保护优化策略。在编制审批体系中,从总体规划、专项规划、详细规划三个方面融入遗产保护理念;在实施监督体系中,构建网络化传导、多维协同治理格局;在法规政策体系中,从国家立法、地方立法、政策配套三层面提供遗产保护支持;在技术标准体系中,从技术设计标准、技术导则、上图及图库标准三个方向完善技术标准内容。探索体系中规划与保护相融策略,以期为现阶段城乡历史遗产保护策略优化提供参考。

改进A^(*)算法和人工势场法的路径规划

A^(*)算法存在折线路径多和搜索节点多的问题,人工势场(artificial potential field,APF)法存在局部最优和不可到达的问题,针对两种算法存在的问题进行了研究。利用欧氏距离与投影距离提出一种新的混合式启发函数,依据该函数对A^(*)算法的流程进行改进,减少A^(*)算法的搜索节点,提高搜索效率。利用新A^(*)算法生成的最优节点作为APF算法的局部目标点,辅助机器人摆脱局部最优点;通过加入机器人和目标点的位置关系改进势场函数,修改斥力的增益,优化斥力的生成方向。在改进的基础上将两种算法融合提出一种新的算法,利用APF法的势场函数引导A^(*)算法的搜索。从路径长度、避障效果、迭代次数对改进算法进行对比分析,仿真结果表明,提出的改进算法搜索效率高,实现避障的同时保证计算的路径最优。

海洋城市战略与空间规划前瞻

党的十八大报告明确提出“建设海洋强国”的战略目标,要求提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益。2023年10月13日,王世福教授作为国家社科基金重大研究专项首席专家以“建设海洋强国的战略支点与制度创新”为主题组织第十二届“设计城市”圆桌研讨会,并邀请来自规划、海洋、国际关系等多个领域的专家,共同探讨海洋城市在海洋命运共同体中的战略支点作用以及空间规划创新需要。在凝练与会嘉宾观点的基础上,进一步以笔谈形式邀请相关领域专家围绕“海洋城市战略与空间规划”进行论述,期望为未来海洋城市规划与建设提供有益参考。王世福认为对于我国海洋城市建设而言,立足港城关系的规划和注重海陆统筹的战略,有助于在全局视角上认识和响应从港口大国到海洋强国的战略跃升。王兴平等提出建设海洋城市组群是内陆城市经略海洋的重要方式,港口城市与腹地陆域中心城市可通过交通设施网络、多种“流要素”、区域涉海功能与跨界协同治理四个维度的一体化措施构建联系密切且分工合理的海洋功能圈。马向明认为海洋城市战略不应仅局限于海洋资源的开发利用,更应从促进海陆文明交流融合的视角出发,积极应对海洋生态挑战,大力发展文化交流和综合创新功能。海洋城市空间规划应强调陆海功能协调性,从而保证海洋城市健康发展。陈天结合海洋城市所面临的可持续发展问题,从海岸生态系统保护的统筹与修复、沿海城市防灾韧性体系构建和基于气候适应性的沿海城市品质提升三方面,提出沿海高密度城市防灾韧性建设与空间品质提升实施路径。王建军系统论述目前海洋城市战略推进过程中存在的痛点和堵点,并从四个层次梳理当前海洋城市战略核心要解决的问题,即开展陆海资源全要素综合调查与评价、构建陆海统筹的海洋城市发展格局、做好向海而强的资源要素保障以及在更广阔的深远海深度参与全球海洋治理。文超祥等以海洋中心城市作为海洋强国的战略支点,提出科学谋划境内外海洋中心城市的战略布局,并结合我国沿海各省市开展的海岸带空间规划实践总结出:处理好陆域与海域关系、协调好城市与区域发展关系、谋划好陆海发展的战略空间。郑斌认为粤港澳大湾区建设世界级新港城对推动大湾区海洋城市发展具有积极意义,并提出在设施建设、制度建设和推动港口与产业融合发展三方面推进大湾区新港城建设,实现海洋城市的国际化和全球化发展。赵渺希认为随着全球经济的区域化趋势日渐发展,应把握全球供应链、价值链的近岸化趋势,拓展新发展格局下沿海地区高水平对外开放的规划原理,并进一步围绕粤港澳大湾区建设,提出厘清大湾区的全球网络链接机制、解析大湾区区域网络协同机制、大湾区双循环网络发展的规划响应。程遥认为陆海统筹规划是一个全域全要素统筹的系统问题,且最终将落实到陆域的功能与设施规划建设上。陆海统筹导向的国土空间规划在陆海域、邻域、海岸带三个层面对应的规划层次、内容、深度应该是差异化的,并且海域应建立相较陆域更系统的跨界规划管控体系和更严格的传导体系。邓昭华提出中国特色海洋强国的建设,可施行“以陆促港”策略,从“港产联动”以固港、“两丝枢纽”以稳港、集聚资源以强港三方面拓展港口腹地纵深,助力港口实现其陆域的现代化,并通过技术输出助力当地工业化与扩大港群布局稳固其腹地根基。郭海认为我国应提出符合自身国情的海洋理论,以海洋作为中国维护国际社会和平稳定的重要手段,以海港作为中国发展海洋战略的重要抓手,并提出需处理好贸易与军事、国家利益与系统利益、外交功能与经贸功能之间的三对矛盾。刘铮认为海洋城市相关规划具有明显的创新型规划特征,提出应进一步开展海洋城市规划创新并实现对创新目标的制度安排,且需从连通性、支撑性、撬动性三方面思考规划创新的突破点,激活海洋城市战略支点作用。

2011—2020年四川省实施结核病防治规划的卫生经济学评价

目的:评估2011—2020年四川省结核病防治经费投入产生的社会效益,为制定新时期中长期发展规划提供参考依据。方法:采用回顾性研究方法,从“结核病管理信息系统”和“传染病监测”系统中收集四川省2011—2020年(“十二五”和“十三五”期间)涂阳肺结核患者治疗转归情况和肺结核患者劳动人口比例,结合四川省统计年鉴和全国结核病防治规划终期评估规划自评调查表等获取经费资料和人均国内生产总值(GDP),采用卫生经济学中常用的成本-效果、成本-效用、成本-效益等3种分析方法估算10年间结核病防治经费投入的社会效果、社会效用和社会效益,并对比分析“十二五”和“十三五”期间的估算结果。结果:2011—2020年,四川省共投入结核病防治经费76032.60万元,成功治疗涂阳肺结核患者160167例,避免了696899名健康人受到传染,挽救了1155277个伤残调整寿命年(disability adjusted life year,DALY),为社会节约医疗费用6.05亿元,挽回社会经济损失约370.32亿元。每投入1091.01元即可避免1名健康人被传染,每投入658.13元即可挽回1个DALY,每投入1元即可产生49.50元的社会经济效益。“十三五”期间带来的总社会效益(209.22亿元)较“十二五”期间(167.14亿元)增长了25.18%[(209.22-167.14)/167.14],但政府每投入1元的结核病防治经费产生的社会效益(47.56元)较“十二五”期间(52.17元)减少了4.61元。结论:2011—2020年间各级政府和国际项目对四川省结核病防控工作投入的经费产生了较好的社会效果、效用和效益。建议在保持目前经费投入力度的基础上,各级政府进一步加大投入,尤其对病原学阳性肺结核患者的发现和治疗管理力度,以期产生更高的社会效益。

计及灾后恢复全过程储能应急响应能力的配电网韧性规划

储能因响应快、灵活性高的特点,已成为可再生能源发展必不可少的支撑技术,不仅具有削峰填谷、改善电能质量的作用,在灾后恢复过程中的应急响应能力同样不可忽视。提出了一种计及灾后恢复全过程储能应急响应能力的配电网韧性规划方法,构建了同时考虑网架增强和储能配置策略的配电网韧性增强双层规划模型,系统地刻画了极端灾害发生后配电网网架重构、设备抢修及复电等灾后恢复全过程的源-网-荷-储互动模式场景。最后,通过IEEE33节点系统的算例分析表明,所提方法能更充分地挖掘储能的应急响应潜力,有效提高增强性规划决策的精准度,获得更佳的投资回报。

机耕道自动驾驶农机局部路径规划

针对机耕道场景下自动驾驶农机行驶的安全性、平稳性与规划实时性的实际需求,该研究提出了一种基于二次规划的局部路径规划方法。首先基于有限状态机构建农机机耕道行驶模式,其次采用横纵向解耦的方法,通过改进状态栅格法分别对农机速度行为和轨迹行为进行决策,随后利用二次规划方法生成满足多目标、多约束条件的农机轨迹和速度,得到最优路径,最后在多种行驶环境中进行仿真和实车试验,行驶参考速度为2 m/s。实车试验结果表明,在绕行静态障碍物场景中,规划轨迹的平均绝对曲率为0.021 m^(-1),最大绝对曲率为0.056 m^(-1),平均绝对横向误差为3.23 cm,最大绝对横向误差为8.69 cm,农机与障碍物外轮廓的距离大于0.76 m;在规避相向行驶、同向行驶和横穿机耕道的动态障碍物场景中,规划速度的平均绝对速度误差为0.08~0.12 m/s,绝对速度误差小于0.38 m/s,加速度变化范围为-0.38~0.44 m/s^(2)。在规划周期为200 ms的仿真试验中,该文算法平均耗时48 ms,最大耗时75 ms,相比采用静态状态栅格法平均耗时减少38 ms,算法效率提升44%。研究结果可为机耕道场景下的农机局部路径规划提供技术支持。

人民城市理念溯源、规划治理框架与实践

随着人民城市成为我国城市发展的核心理念与要求,引领我国城市发展模式转型,理清人民城市规划治理框架成为迫切需要。从回溯人民城市理念脉络、剖析人民城市概念内涵出发,形成对人民城市的总体认识,从目标体系、治理逻辑、参与主体等方面总结提炼人民城市规划治理框架,尝试结合实践案例创新规划范式,为实现高质量的城市规划、建设、治理提供有益参考。

基于RRT^(*)-DR算法的机械臂避障路径规划

为使机械臂在障碍物环境下快速规划较优路径,提出了一种基于动态区域采样的改进RRT^(*)-DR路径规划算法,将整个规划过程分为快速探索路径和优化初始路径两个步骤。首先利用半目标导向扩展快速探索,找到连接起始点和目标点的路径。随后利用动态区域采样方法,始终在当前最优路径的周边范围内采样,优先密化当前最优路径附近的节点树,节省计算资源,使初始路径经过迭代快速向渐进最优路径收敛。同时,提出一种近障碍节点变步长机制,有选择性地缩短靠近障碍节点的扩展步长,可有效减少碰撞检测失败次数,提高算法效率。最后,在MATLAB和ROS系统下进行路径规划算法仿真,结果表明RRT^(*)-DR算法可在更短时间内实现路径规划,同时有效缩小路径代价。进一步通过实体机器人路径规划避障实验,验证了该算法的实用性和有效性。

协同治理视角下国土空间规划实践与思考——以江苏为例

国土空间规划是完善现代化治理手段、提升空间治理能力、推动区域协同发展的重要工具。在总结跨地区、全流程、多主体的协同治理框架下,基于江苏省市县国土空间总体规划多层次同步编制的实践,探讨国土空间总体规划推动区域协同治理的有效路径。跨区域协同治理通过城市定位协同、生态环境治理协同、交通协同、市政基础设施协同、文化协同等手段,实现不同空间协同治理目标的落实;全流程协同治理通过建立常态化沟通磋商机制,实现省市县的纵向传导反馈和多部门、多条线的横向寻求共识,化解跨界地区矛盾;多主体协同治理侧重制度建构,保障行政力、市场力和社会力的多元参与。

AGV路径规划及避障算法研究综述

自动导向车(Automated Guided Vehicle,AGV)目前被广泛应用于物流、仓储、制造业和仓储等领域.AGV的路径规划和避障算法是实现AGV自主导航的关键技术,决定了AGV在复杂环境中能否高效、安全地完成任务,近年来成为AGV领域的重要研究热点之一.本文根据AGV路径规划及避障算法的原理与特点,将主流AGV路径规划及避障算法划分为局部避障路径规划算法、基于几何模型的路径规划算法、智能路径规划算法和混合算法4类,对算法的原理、工作流程、优缺点进行了深入分析,并介绍了相应的改进算法.最后,本文对AGV路径规划及避障的未来发展趋势进行展望,为AGV路径规划及避障算法的研究指出了方向.

基于多策略融合改进粒子群算法的路径规划研究

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在路径规划中易陷入局部最优使得规划路径较长以及搜索后期由于种群多样性降低容易陷入停滞等问题,提出一种多策略融合粒子群算法(multi-strategy fusion particle swarm optimization,MFPSO)并将其应用于路径规划中。首先,利用中垂线算法(midperpendicular algorithm)的粒子位置更新方法提升粒子的收敛速度;其次,在最优粒子附近采用生成爆炸粒子的策略使算法跳出局部最优;然后,引入线性动态惯性权重调整方法,增加算法的搜索能力;最后,在路径规划应用中采用全局最优解局部搜索策略,在算法后期得出的最优路径再进行局部搜索得出更优的路径,增加机器人路径规划能力。仿真结果表明,多策略融合粒子群算法在路径规划中具有更高的路径搜索能力。

湖北省流域综合治理和统筹发展规划探讨

省级流域综合治理和统筹发展规划是统筹发展与安全的综合性规划、寻求多目标平衡的系统性规划、引导全域有序布局的空间性规划。梳理省级流域综合治理和统筹发展规划的内涵及作用,结合湖北省流域综合治理和统筹发展规划编制实践,提出根据省情特点和承担的国家安全与发展责任,以流域综合治理为基础,严守水安全、水环境安全、粮食安全、生态安全4类安全底线;以“四化同步”发展为路径,推动高质量发展;强化交通区位、科教资源等比较优势,完善要素支撑体系;绘制规划“一张蓝图”,实现空间有序布局;建立“两张清单”,实现规划有效考核等。以综合性规划为引领,探索加强省级规划统筹的方法,为提高省域治理体系和治理能力现代化提供经验借鉴。

考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。

空间规划基础理论大讨论:用途管制

辨析国土空间用途管制林坚(北京大学城市与环境学院城市与区域规划系主任、教授,中国城市规划学会常务理事):空间规划改革和建立国土空间规划体系,不是为“多规合一”而“合一”,其初衷是为统一用途管制职责而“合一”。2013年党的十八届三中全会决定就加快生态文明制度建设,明确要求:建立空间规划体系……落实用途管制。

基于健康理念的绿道规划设计导则优化

分析国内外绿道规划设计导则,提出基于健康理念的绿道规划设计导则优化技术思路,并以《杭州市绿道系统建设技术导则(试行)》为例,针对其总则与术语等一般规定、绿道分级分类、绿道选线、绿道构成系统4个方面的内容,基于研究循证,从健康风险控制与健康效用促进两个方面提出增补内容,从而明确健康理念融入绿道规划与设计的具体条款,以期进一步有效发挥绿道的健康促进效用。

基于路径规划特点的语义目标导航方法

为了解决语义目标导航任务中存在的探索效率低、深度不精准等问题,本文构建了一个解决语义目标导航任务的框架,在语义地图构建模块中引入了深度图边缘处理以及地图纠错机制;在探索模块中引入了覆盖范围最大化算法;在路径规划模块中引入了替代点机制。本文在一个3D仿真环境下进行了实验。实验结果表明,本文提出的解决方案明显提升了语义目标导航任务的性能。此外,本文所提方法成功应用到了四足机器人上,从而验证了其在现实场景下的泛化性。

支撑新型配电网数字化规划的图形⁃模型⁃数据融合关键技术

配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图纸识别和拓扑智能分析的图形-模型融合技术、基于知识驱动的负荷/新能源推演分析和智能决策的模型-数据融合技术、基于多模态数据融合和多时空数据联动的图形-数据融合技术,尝试打破理论研究与数字化工程的壁垒。最后,对未来新型配电网数字化规划的发展进行思考和展望,为实现“以机为主,人机协同”的大闭环模式提供借鉴。