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教育大语言模型的内涵、构建和挑战

现代远程教育研究 2024年第5期36卷 50-60页

作者：刘明吴忠明杨箫郭烁廖剑西南大学教育学部重庆400715

大语言模型作为新一代人工智能的核心技术,为教育领域带来前所未有的机遇。但由于以ChatGPT为代表的通用大语言模型仅能提供通用型反馈,难以与复杂的教育场景、育人方式相匹配,因而亟需构建专用的教育大语言模型。教育大语言模型具有教... 详细信息

大语言模型作为新一代人工智能的核心技术,为教育领域带来前所未有的机遇。但由于以ChatGPT为代表的通用大语言模型仅能提供通用型反馈,难以与复杂的教育场景、育人方式相匹配,因而亟需构建专用的教育大语言模型。教育大语言模型具有教育知识库的全面性、教学内容生成的安全性、反馈信息的教育价值性、问题解决的个性化、人机交互的多模态性、用户使用的易用性等特点和优势。其构建流程主要包括6个步骤:一是制定教育目标,预设模型构建标准与技术范式;二是选择或设计大语言模型基座,对齐教育任务属性;三是构建教育语料库,实现无序数据的教育价值转向;四是开展模型训练或提示,获得教育任务通用和细粒度知识;五是链接外部教育知识库,灵活扩展模型知识和学生模型;六是评价教育大语言模型,让模型“懂人理”。当前教育大语言模型的应用主要聚焦编程、课后阅读和计算机教育三类教学场景,有助于学生计算思维、提问能力和编程技能等高阶能力和学科基本能力的提升。未来教育大语言模型应由多方合力共建语料库与知识库以统一标准,尝试应用新技术以破解多模态理解缺陷和计算困境,深入探索人机协同教学机制以实现其与高阶教育目标的匹配。

关键词：教育大语言模型生成式人工智能人工智能教育应用知识增强

水电站地下洞室TCN自适应异常数据识别算法研究

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人民长江 2024年

作者：吴忠明李天述张波周明张瀚周靖人中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院浙江华东测绘与工程安全技术有限公司

由于水电地下洞室围岩数据具有变化不确定、序列样本短等特点，传统的异常识别方法漏识率、误判率较高。随着智能技术的发展，通过神经网络建立更加可靠的异常识别方法是目前研究的热点，而传统的神经网络存在时序关联性不强和计算模型... 详细信息

由于水电地下洞室围岩数据具有变化不确定、序列样本短等特点，传统的异常识别方法漏识率、误判率较高。随着智能技术的发展，通过神经网络建立更加可靠的异常识别方法是目前研究的热点，而传统的神经网络存在时序关联性不强和计算模型庞杂等问题。针对以上问题，本文提出了基于时域卷积神经网络（TCN）及标准自适应的地下洞室数据异常识别算法，该算法利用TCN技术考虑序列前后关系建立更为可靠的序列模型，同时针对地下洞室监测数据特征考虑了误差中位数、数据波动和仪器精度自适应来匹配最优识别准则。将该算法应用在叶巴滩地下洞室异常数据识别中，证明了其可有效避免梯度爆炸、消失，模型耗时较大等问题，极大地提高了异常值分析效率和识别率。

关键词：地下洞室深度学习时域卷积神经网络异常数据识别稳健评估

融合机器视觉与ESMD-ApEn算法的大坝新型安全监测方法研究

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水电能源科学 2024年第5期42卷 121-125,187页

作者：陈国锋周明吴忠明浙江华东测绘与工程安全技术有限公司浙江杭州310014

为实现水利水电工程大坝变形监测自动化,引入一种新型机器视觉测量系统对大坝外观变形进行实时测量和分析。首先对机器视觉系统原理和架构进行详细说明,接着构建基于极点对称模态分解算法(ESMD)和近似熵理论(ApEn)相结合的ESMD-ApEn算法... 详细信息

为实现水利水电工程大坝变形监测自动化,引入一种新型机器视觉测量系统对大坝外观变形进行实时测量和分析。首先对机器视觉系统原理和架构进行详细说明,接着构建基于极点对称模态分解算法(ESMD)和近似熵理论(ApEn)相结合的ESMD-ApEn算法,用于对机器视觉原型监测序列进行多模态分解和重构,并基于拉依达和IQR准则,实现对ESMD-ApEn算法重构序列与机器视觉原型监测序列之间的重构残差进行异常识别和剔除。案例分析表明,构建的融合监测方法可以实现大坝外观变形观测自动化和实时化,通过引入红外补光系统,在夜间及雨雪等恶劣气候天气,也能实时准确获取大坝变形监测数据,从而确保大坝安全稳定运行。

关键词：大坝机器视觉变形安全监测 ESMD ApEn

基于TCN-自适应的地下洞室围岩变形异常数据识别

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人民长江 2024年第8期55卷 216-221页

作者：吴忠明李天述张波周明张瀚周靖人浙江华东测绘与工程安全技术有限公司浙江杭州311122 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 四川大学山区河流开发保护全国重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065

水电站地下洞室围岩变形数据具有变化不确定、序列样本短等特点,传统的异常识别方法漏识率、误判率较高。随着智能技术的发展,通过神经网络建立更加可靠的异常识别方法是目前研究的热点,而传统的神经网络存在时序关联性不强和计算模型... 详细信息

水电站地下洞室围岩变形数据具有变化不确定、序列样本短等特点,传统的异常识别方法漏识率、误判率较高。随着智能技术的发展,通过神经网络建立更加可靠的异常识别方法是目前研究的热点,而传统的神经网络存在时序关联性不强和计算模型庞杂等问题。为此,提出了基于时域卷积神经网络(TCN)及标准自适应的地下洞室异常数据识别算法,该算法利用TCN技术,考虑序列的前后关系,建立了更为可靠的序列模型;同时针对地下洞室监测数据特征,通过考虑误差中位数、数据波动和仪器精度3个方面,突现自适应匹配最优识别准则。将该算法应用在叶巴滩水电站地下洞室围岩变形的异常数据识别中,证明了其可有效避免梯度爆炸、消失,模型耗时较长等问题,极大地提高了异常值分析效率和识别率。相关经验可供类似工程异常监测数据识别时借鉴。

关键词：异常数据识别地下洞室深度学习时域卷积神经网络标准自适应

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砂基中泥浆盾构法隧道施工开挖面稳定性试验研究

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长江科学院院报 2001年第5期18卷 53-55,64页

作者：程展林吴忠明徐言勇长江科学院湖北武汉430010

通过模型试验 ,对泥浆盾构施工中泥浆维持开挖面稳定的力学机理 ,开挖面前缘土体的应力变化规律 ,泥浆压力作用机理及泥皮形态进行了研究 ,提出了中粗砂地基中临界泥浆压力公式。

关键词：隧道施工盾构法泥浆压力稳定性模型试验砂基中粗砂地基泥浆盾构法

昼夜温差对碾压混凝土重力坝温度和应力影响的敏感性分析

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昼夜温差对碾压混凝土重力坝温度和应力影响的敏感性分析

作者：吴忠明西安理工大学

学位级别：硕士

随着大体积混凝土结构在现代工程建设中的广泛应用,由温度应力引起的混凝土裂缝问题越来越引起人们的重视。大体积混凝土结构的温度应力与结构形式、气候条件、施工方法、材料特性等多种因素有密切关系。在冬季低温季节,或在早春晚秋气... 详细信息

随着大体积混凝土结构在现代工程建设中的广泛应用,由温度应力引起的混凝土裂缝问题越来越引起人们的重视。大体积混凝土结构的温度应力与结构形式、气候条件、施工方法、材料特性等多种因素有密切关系。在冬季低温季节,或在早春晚秋气温骤变,由于昼夜温差引起的温度应力易导致混凝土表面开裂,因此,进行昼夜温差对碾压混凝土重力坝温度和应力影响的敏感性分析具有重要理论研究意义和实用价值。本文按多年月平均气温的变化规律进行数值计算,推导气温年变化计算公式和昼夜温差计算公式,在原有程序的基础上,修改了气温的计算程序,为计算分析碾压混凝土坝施工期和运行期的坝体温度场和应力场提供可靠的边界条件。根据热传导理论和弹性理论,考虑混凝土结构的徐变特性,采用三维有限元法模拟碾压混凝土坝的施工过程,进行了温度场和温度应力的仿真计算。计算中考虑了混凝土的绝热温升、弹性模量、徐变度和自生体积变形随龄期的变化以及冬季保温、昼夜温差等因素对坝体温度场和温度应力的影响。对施工期不考虑昼夜温差、考虑不同的昼夜温差、坝体表面保温等情况进行温度和应力仿真计算,分析不同方案施工期的坝体温度场和温度应力分布规律。碾压混凝土在连续浇筑过程中,如果不考虑昼夜温差的影响,计算得到的坝体表面和长间歇面温度变幅小,而考虑昼夜温差后,坝体表面和长间歇面温度随时间呈余弦变化,温度变化幅度比较大。对于高温季节浇筑的混凝土,温升较高,有可能超过设计允许最高温度,蓄水或度汛时温降较大,有可能产生温度裂缝。当昼夜温差小于12℃时,坝体表面温度变幅约为昼夜温差的(30～35)%。其影响深度约1m。混凝土表面一米范围内温度应力随着外界温差的影响变化较大;混凝土内部应力值随着外界温差的影响变化很小,昼夜温差对混凝土内部温度应力影响不大。在浇筑基础垫层混凝土后的长间歇期,特别是发生在越冬时的长间歇,不考虑昼夜温差的计算结果不能反映出长间歇面上的最低温度,是偏于不安全的。

关键词：碾压混凝土昼夜温差温度场温度应力

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办公信息例程网模型及其集成

计算机学报 1991年第5期14卷 340-351页

作者：孙莺苏东庄吴忠明北京信息工程学院中文信息处理研究中心北京100101

本文提出了一种新型的信息例程网模型(IP-Net)的元素符号定义及数学描述.并从分析中得出IP-Net集成是高效益的结论.从而进一步讨论了集成IP-Net模型,给出了各个办公例程之间同步需求的总体表示.实现了集成算法与优化算法,结果是成功的.

关键词：办公自动化信息例程网集成模型

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三峡工程蓄水以来长江与洞庭湖汇流关系变化

水力发电学报 2013年第5期32卷 48-57页

作者：毛北平吴忠明梅军亚陶武亮长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局武汉430012 长江水利委员会水文局武汉430010 长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局湖北荆州434000

三峡工程蓄水后,长江干流监利站同流量下的水位有一定降低,而城陵矶站和螺山站同流量下水位抬升。监利站流量为5000m3/s时水位下降1.0m左右,流量大于15000m3/s时无显著变化;城陵矶站流量为2500m3/s时水位抬高0.4m,流量大于10000m3/s时... 详细信息

三峡工程蓄水后,长江干流监利站同流量下的水位有一定降低,而城陵矶站和螺山站同流量下水位抬升。监利站流量为5000m3/s时水位下降1.0m左右,流量大于15000m3/s时无显著变化;城陵矶站流量为2500m3/s时水位抬高0.4m,流量大于10000m3/s时暂无显著变化;螺山站流量小于15000m3/s时水位无明显变化,但高水时期有所抬高,当流量为35000～45000m3/s时,蓄水后同流量下水位抬高约0.6m。长江与洞庭湖汇流区相互顶托比较严重,顶托关系与两者来流大小的相对关系密不可分。长江与洞庭湖顶托最小的最优流量比(城陵矶站与监利站流量比)在0.55～0.85之间,一般总流量越小,最优流量比越小。近段时期以来,由于四水加之三口分流减小引起城陵矶与监利站流量比减小,导致长江对洞庭湖的顶托加剧,抬高了城陵矶同流量相应水位,但另一方面由于城陵矶流量减小,降低了水位,两者可以部分甚至全部抵消。现阶段,螺山站同流量下相应城陵矶站水位没有发生明显变化,仅在高水(螺山流量大于等于25000m3/s)同流量下城陵矶水位抬高0.1～0.4m。三峡工程蓄水后,洞庭湖出流段水面比降呈逐渐减小趋势,鹿角-莲花塘平均水面比降较1991-2002年平均值减小22.8%,高水期间和枯水期间减小幅度达到30%左右。

关键词：防洪工程汇流关系三峡工程长江洞庭湖变化

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无锡市锡山区都市农业发展研究

无锡市锡山区都市农业发展研究

作者：吴忠明同济大学

学位级别：硕士

锡山区是无锡市的经济强区和农业大区，随着城市化战略和工业化步伐的不断推进，加速了农村内部产业结构和经营方式的转变，农村变城市、农民成市民，农业在布局、形态、功能以及生产诸方面呈现出新的特征。锡山农业作为与锡山发展和人... 详细信息

锡山区是无锡市的经济强区和农业大区，随着城市化战略和工业化步伐的不断推进，加速了农村内部产业结构和经营方式的转变，农村变城市、农民成市民，农业在布局、形态、功能以及生产诸方面呈现出新的特征。锡山农业作为与锡山发展和人民日常生活息息相关的基础产业，正由传统农村型向现代都市型转变，日益对发展经济、稳定社会、平衡生态、旅游休闲、出口创汇和示范辐射起着重大的拉动和促进作用。但必须看到。无论是从锡山区还是从全省全国范围来讲，发展都市农业时间起步较晚，国内学术界的研究主要集中在都市农业的内涵界定、特征描述、现实意义、模式总结、问题浅析等方面，较少从全局性和长远性的角度深入系统地研究都市农业发展的战略目标、战略定位、战略重点和战略部署等，这些都决定了都市农业科学发展的深层次问题。锡山区地处长江三角洲腹地，经济发达，有发展都市农业的基础条件和现实需要。近年来，也发展了一些现代农业园区项目，但由于都市农业起步较晚，尤其是缺乏科学系统性发展战略与规划，因而出现了都市农业发展目标不明确、定位缺位、重点不突出、部署不清晰、经济效益不高等问题，若这些问题不能及时有效地解决，必将对锡山区都市农业的全面、协调、可持续发展带来严重的负面影响，进而制约城乡经济社会关系的协调发展。根据锡山区未来发展战略规划，产业布局和国内外都市农业的发展趋势，确定锡山都市农业的功能定位，探索制订切实可行的都市农业可持续发展战略，对提高锡山都市农业的核心竞争力、品牌影响力和辐射带动力，对于推进锡山区经济、社会、生态三大转型具有十分重要和紧迫的现实指导意义。科学制订锡山区都市农业的发展战略是本文的研究目标。本文共分五个部分：第一章，阐述了我国发展都市农业的积极意义，提出了都市农业的发展首先要强化规划，创新思路。第二章，都市农业的基本认识。首先分析探索了都市农业概念的起源、概括出了都市农业的涵义、国内外都市农业发展模式：然后分析总结了国内外都市农业的共同特征;最后概括出我国都市农业发展的问题。本章是对研究对象的基本认识，为后续研究提出良好的理论支撑，奠定坚实的实践基础。第三章，锡山区都市农业发展的SWOT分析。首先利用SWOT分析框架，用图表分析的方法，深入系统地分析锡山区发展都市农业的条件与优势、问题与挑战：最后利用对比分析和归纳总结方法，论述国内外典型都市农业发展的经验及对锡山区的启示。本章的SWOT分析将为下一章的战略规划提供依据和基础。第四章，锡山区都市农业发展的战略规划。首先从战略构想、发展原则、发展主题、形态、目标方面，定位锡山区都市农业的发展方向;然后提出锡山都市农业的产业发展规划、布局优化和配套重点项目;其次从组织、运行、信息、技术、政策、资金投入等六个方面提出保障锡山都市业发展对策措施。第五章，论文的研究结论和建议，概括总结第二章至第四章的研究成果，提出需要进一步研究的问题和建议。研究表明：1．必须首先突出规划优先，合理布局，锡山区都市农业发展定位应以优质稻米、精细蔬菜、优质茶果、花卉苗木、特色水产和奶牛养殖等主要产业为基础，按照“服务城乡、改善生态、优化环境、提高效益”的要求，综合开发农业的经济、生态和社会功能。2．进一步发展壮大茶叶。蔬菜，水果。稻米，水产，花木，畜牧六大产业，配套建设锡山区净菜加工和配送项目体系;依托三山一水，打造斗山茶文化生态旅游区和鹅湖休闲渔业旅游区。3．为保障锡山区都市农业发展战略的实施，应着力做好总体规划布局，建立组织运行、信息服务、配套政策、技术支撑、多元投入和运行管理六大体系。

关键词：锡山区都市农业发展战略 SWOT分析