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1. 自动驾驶汽车中安全气囊对不同座椅朝向乘员保护策略研究

武和全, 张凯, 胡林, 米海林

北京大学学报（自然科学版） 2026, 62 (1): 44-56. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2025.123

摘要（607）

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PDF（pc）（35282KB）（254）

为了提高自动驾驶汽车中不同座椅朝向乘员的正面碰撞安全性, 提出一种乘员保护策略, 在正面碰撞发生前, 主动将不同座椅朝向的乘员旋转至标准座椅朝向(0°方向), 通过改变乘员身体受力方向, 将非标准座椅朝向乘员的正面碰撞转化为标准朝向的正面碰撞形式, 从而利用安全气囊对乘员的保护来降低损伤。基于本田雅阁汽车模型, 建立±45°和±90°座椅朝向简化台车模型, 并进行有无应用该保护策略的对比试验, 得到如下结果: 1) 传统三点式安全带约束系统无法有效地限制乘员身体的斜向和侧向偏移, 发生“二次碰撞”损伤风险较大; 2) 在腿部挡板和安全带共同作用下, 200 ms内座椅旋转±45°和300 ms内座椅旋转±90°仿真试验中, 乘员均被有效地约束在座椅上, 姿态未发生失控现象, 发生“二次碰撞”损伤风险较小, 对乘员头部、颈部和胸部造成额外的损伤风险较小。由此验证了主动旋转座椅朝向至正对安全气囊保护策略的有效性。

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2. 水土平衡的生境营造模式及其工程应用

王志勇, 李嘉宁, 彭晓, 洪敏, 张凯

北京大学学报自然科学版 2024, 60 (1): 165-174. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2023.092

摘要（2635）

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PDF（pc）（53797KB）（161）

对我国农业生产中的23种理水造田智慧进行梳理, 总结其处理水土关系的方法, 发现通过就地填挖土方, 将雨水径流进行收集或分离, 在局部与土壤形成一种动态稳定的互生互养关系, 是营造可种植生境的核心。在此基础上, 提炼出“挖凹以集蓄塑造汇水区、堆凸以分流塑造分水岭”的两种生境营造模式。依据地形坡度与河水淹没范围之间的动态关系, 提出两种生境营造模式在流域尺度的空间分布范式——多尺度分水岭–汇水区的嵌套结构。将两种生境营造模式应用于生态修复工程实践, 证明其具有处理水土平衡关系、营造可种植生境的潜力, 可为当前我国的生态修复工程提供方法和技术参考。

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3. 民航飞机低空颠簸与地理环境因子相关性研究

刘岳峰, 张凯, 陈越, 孙鹰

北京大学学报自然科学版 2019, 55 (4): 683-691. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2019.036

摘要（3003）

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PDF（pc）（1267KB）（1195）

基于飞行品质监控大数据, 对各机场区域低空颠簸频率进行统计。利用地形及气象观测数据, 研究低空颠簸与环境因子的相关性。结果表明, 飞机低空颠簸与地形起伏度、气温日较差以及风速有显著相关性。利用地理加权回归(GWR)模型进行拟合分析, 发现上述环境因子的影响强度存在空间差异。地形起伏度与风速的影响强度均自东北向西南逐渐增大, 气温日较差的影响强度自东南向西北再向东北逐渐增大。地理加权回归模型的调整R²达到0.512, 说明模型的有效性很好。基于拟合模型对全国范围低空颠簸风险进行估计, 获得颠簸风险分级空间分布图。研究结果对机场选址和飞行安全管理具有参考价值。

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4. 一种基于平面扫描的弧段分割与多边形自动构建算法

刘岳峰, 孙鹰, 张凯, 陈越

北京大学学报自然科学版 2019, 55 (4): 675-682. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2019.037

摘要（1911）

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PDF（pc）（924KB）（783）

针对多边形自动生成的传统算法在自动化和时间效率方面的不足而导致的相应商用GIS软件数据处理和时空分析能力的欠缺, 提出一种基于扫描思想的弧段分割和多边形自动生成算法。本算法具有以下特点: 面向从求交开始至生成多边形结束的完整任务; 充分利用求交过程中的有益信息, 以较小的算法复杂度和极小的计算量, 实现弧段分割和多边形自动构建; 避免了传统方法中多边形嵌套关系的计算, 并能有效地处理桥和悬边问题。实验结果表明, 与传统算法相比, 本算法在效率方面有明显的提升。

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5. 足球赛事战报的自动写作研究

王文超, 吕学强, 张凯, 周建设

北京大学学报（自然科学版） 2018, 54 (2): 271-278. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.156

摘要（2612）

HTML （149）

PDF（pc）（542KB）（2550）

在分析不同类型体育赛事报道特点的基础上, 首次提出一种以实时数据作为数据源的足球赛事战报自动写作方法。该方法利用历史战报, 对实时数据进行自动标注, 得到训练集, 使用卷积神经网络(CNN)对标注后的实时数据进行建模, 自动识别实时数据中的关键事件, 将关键事件中结构化的信息生成战报风格的自然语言。实验表明, 与其他方法相比, 该方法写作效果更好, 内容更加详实, 可以很方便地扩展到其他赛事的自动写作。

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6. 混合密码SCB算法的密钥恢复攻击

张凯,关杰,张中亚,罗磊

北京大学学报（自然科学版）

摘要（1234）

PDF（pc）（480KB）（655）

针对SCB (senior cross breed)算法序列部分设计的安全问题, 在已知序列部分生成的密钥流的情况下,用 O(2⁴⁴)的计算复杂度恢复算法的种子密钥。为得到序列部分攻击所需要的密钥流, 基于单比特随机故障模型, 对SCB算法分组部分进行了差分故障攻击, 当引入640次故障时, 攻击算法成功率可以达到99.4%。恢复算法256 bit种子密钥需要的计算复杂度为O(2⁴⁴)。

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7. 南祁连盆地三叠系烃源岩有机地球化学特征

谢其锋,周立发,马国福,谭修中,万延周,梁士伟,张凯,赵俊辉

北京大学学报（自然科学版）

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8. 三维地形场景流式传输

马志刚,张凯,汪国平,董士海

北京大学学报（自然科学版）

摘要（1243）

基于网络的三维地形场景漫游在军事、教育、娱乐等领域有广泛的应用，但目前受限于有限的网络带宽而无法满足用户实时的需求。综合考虑了地形场景漫游过程与视频播放之间的相似性，从流式传输的观点出发，利用地形数据规则采样的特点，设计了全新的地形数据组织方式，将地形数据表示为多条渐进压缩码流。运行时刻则充分利用了漫游过程的帧内及帧间相关性，并与传输策略相结合，有效降低了远程地形场景漫游过程中的数据吞吐量，并且能够自适应网络带宽的动态变化。

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