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基于时空特征融合的车辆行为识别与轨迹预测

基于时空特征融合的车辆行为识别与轨迹预测

作者：杨荣淼重庆交通大学

学位级别：硕士

在自动驾驶系统中,预测层对周围车辆行为识别与轨迹预测起着关键作用,为自动驾驶车辆做出安全合理的决策规划提供了重要的前提条件,提高了行车安全性。然而,在复杂的交通环境中,车辆之间的时空交互关系的不确定性,路网的复杂性(尤其是... 详细信息

在自动驾驶系统中,预测层对周围车辆行为识别与轨迹预测起着关键作用,为自动驾驶车辆做出安全合理的决策规划提供了重要的前提条件,提高了行车安全性。然而,在复杂的交通环境中,车辆之间的时空交互关系的不确定性,路网的复杂性(尤其是城市场景中的交叉口、弯道等)等问题,给预测层对周围车辆行为识别与轨迹预测带来了巨大的挑战。因此,通过对高速和城市场景下道路结构特征及环境交互特点进行剖析,针对高速公路场景下车辆行为识别方法、轨迹预测方法,以及城市道路场景下车辆轨迹预测方法存在的问题展开深入研究,主要内容包括:(1)针对高速公路场景下现有方法忽视车辆间交互信息导致行为识别效果不佳,提出一种基于时空特征融合的车辆行为识别方法。通过分析车车之间交互行为,在特征层面上构建由目标车辆的运动特征和其与周围车辆的空间交互特征组成的时间序列,采用双向门控循环单元对时间序列进行融合,建立基于双向门控循环单元的车辆行为识别模型,利用softmax函数计算出左换道、右换道、直行三类车辆行为的概率。经过NGSIM数据集的验证,引入交互特征的行为识别模型对周车驾驶行为有较高的识别准确率。(2)针对高速公路场景下现有方法车辆间时空交互建模不充分导致轨迹预测精度降低,提出一种基于时空信息注意力的车辆轨迹预测方法。该方法以时间、通道和空间三级注意力建模车辆间的时空交互关系。为获得车辆历史轨迹的时序相关性,构建基于注意力机制的轨迹编码器;为筛选与目标车辆存在交互关系的周围车辆,以空间位置关系构建栅格图,并引入SE通道注意力对栅格图内周围车辆特征进行全局交互和表示;为衡量周围车辆对目标车辆运动的影响,空间级利用多头注意力在不同特征子空间提取空间交互特征,进而实现时空特征融合;通过基于驾驶行为的轨迹解码器生成预测轨迹。经NGSIM数据集的验证,结果表明该模型能够有效地提取时序相关性、交互关系,预测轨迹时具有较高的预测精度。(3)针对城市道路场景下现有方法车路关系建模不足导致预测轨迹精度不佳且不符合真实道路环境,提出一种基于车路信息交互和GAN的车辆轨迹预测方法。考虑到车辆历史轨迹较长,利用基于长短时记忆单元的轨迹编码器获取车辆历史时序特征。为了建模全局范围内周围车辆与目标车辆间的交互作用,建立基于多头注意力的全局社交池,聚合全局车辆间的时空交互特征。为了建模不同类型道路结构特征对车辆运动造成的影响,建立矢量化地图信息的车道图表示方法,使用基于图卷积的地图特征提取模块从车道图中进行地图特征提取,并通过地图信息交互模块对地图特征与车辆时序特征进行特征交互,使车辆获得道路信息的约束。根据地图特征与车辆时序特征的交互特征、车辆间的时空交互特征,构建基于长短时记忆单元的轨迹解码模块生成预测轨迹,利用生成对抗网络中的加入地图信息的判别器对预测轨迹进行判别和优化。经Argoverse数据集的验证,结果表明该模型在预测轨迹时具有较高的预测精度,长时域远距离预测结果更符合道路条件。

关键词：自动驾驶时空特征融合行为识别轨迹预测矢量化地图

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慢性牙周炎与帕金森病之间潜在相关性的初探

华西口腔医学杂志 2024年第4期42卷 521-530页

作者：杨荣霞宗颖睿张晨郑州大学第一附属医院口腔综合科郑州450052

目的探讨慢性牙周炎(CP)和帕金森病(PD)之间潜在的核心基因、相关通路和转录因子。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载CP(GSE16134、GSE23586和GSE10334)和PD(GSE20141和GSE49036)的基因表达谱进行差异表达分析、功能聚类分析,并构建蛋... 详细信息

目的探讨慢性牙周炎(CP)和帕金森病(PD)之间潜在的核心基因、相关通路和转录因子。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载CP(GSE16134、GSE23586和GSE10334)和PD(GSE20141和GSE49036)的基因表达谱进行差异表达分析、功能聚类分析,并构建蛋白质相互作用(PPI)网络,通过4种拓扑分析算法和模块划分筛选出核心基因,进行转录因子的预测及功能聚类分析。通过CP和PD的外部数据集对核心基因进行验证,并通过双本孟德尔随机化(MR)进一步评估二者的因果关系。结果合并数据后,CP数据集共筛选出1211个差异表达基因(DEG),其中551个上调,660个下调,PD数据集共筛选出2407个DEG,其中1438个上调,969个下调;PPI网络包括145个节点和126条边,最终筛选出4个核心基因,分别为FCGR3B、PRF1、IL18和CD33;预测的转录因子包括HSF1、HSF2和HSF4;相关通路主要为自然杀伤细胞(NK)介导的细胞毒性作用;MR结果表明,CP与PD的发病风险可能呈正向因果关系。结论本研究探索了CP和PD的潜在共同发病机制及可能的因果关系,为进一步的机制研究提供新思路,预测的转录因子为可能的治疗靶点提供新见解。

关键词：慢性牙周炎帕金森病核心基因转录因子孟德尔随机化

基于人工智能的工控网络流量异常检测技术研究

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基于人工智能的工控网络流量异常检测技术研究

作者：杨荣智电子科技大学

学位级别：硕士

乡村旅游目的地居民感知对居民价值共创行为的影响研究

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乡村旅游目的地居民感知对居民价值共创行为的影响研究

作者：杨荣倩福建农林大学

学位级别：硕士

外延铌酸锂薄膜声表面波器件的制备及射频特性

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外延铌酸锂薄膜声表面波器件的制备及射频特性

作者：杨荣邦曲阜师范大学

学位级别：硕士

对于传统的声表面波(SAW)器件,其射频性能主要由电极的微纳加工工艺和压电材料自身的物理特性决定,LiNbO3作为一种铁电材料和压电材料,具有出色的压电性能和机电耦合系数,目前已得到研究者的广泛关注。5G时代的到来对射频器件提出高带... 详细信息

对于传统的声表面波(SAW)器件,其射频性能主要由电极的微纳加工工艺和压电材料自身的物理特性决定,LiNbO3作为一种铁电材料和压电材料,具有出色的压电性能和机电耦合系数,目前已得到研究者的广泛关注。5G时代的到来对射频器件提出高带宽、高频段、低损耗的要求,研究者们把研究的重点放在低功耗、小型化和功能集成上。插入补偿层是最普遍的提升SAW器件性能的方法,其作用为改善频率温度系数,减少极端温度对器件性能的影响,同时可以对压电层进行声速补偿,提升器件的响应频率。Al2O3具有比LiNbO3更高的声速和更低的温度系数,可以对铌酸锂SAW器件的频率进行补偿,同时提升器件的温度稳定性。本文主要通过脉冲激光沉积技术在Al2O3衬底上制备LiNbO3薄膜,对薄膜压电性能、结晶质量进行表征,通过光刻技术制作SAW器件,探究了压电薄膜厚度和电极占空比对于SAW延迟线器件射频性能的影响。对器件结构进行优化,通过谐振器串并联设计了二阶梯形滤波器,与延迟线器件相比,其具有更高的带宽和更低的传输损耗。主要研究内容与结果概括如下:1.使用脉冲激光沉积技术在Al2O3衬底上外延生长LiNbO3薄膜,通过设计生长温度梯度探究了 LiNbO3薄膜合适的生长温度,利用X射线衍射技术对薄膜的结晶质量分析,结果显示在700℃生长时LiNbO3薄膜具有最佳的结晶质量。此外,通过XRD的φ扫描测试,确定了 LiNbO3薄膜与Al2O3衬底面外的外延关系。倒易空间的对称峰(006)测试证明了薄膜面外为单一取向,非对称峰(018)测试说明薄膜受衬底应力随厚度增加会出现应力松弛,薄膜越厚其表层所受到衬底的应力越松弛。Al2O3衬底作为声速补偿层提高压电层的SAW速度,PLD外延薄膜受应力调控有望获得更好的补偿效果。形貌测试证实了薄膜表面平整,粗糙度较低,满足制备SAW器件的形貌要求。外延LiNbO3薄膜具有明显的铁电性,较低漏电流和出色的压电性能,其压电系数d33达到17.6 pm/V。在Al2O3衬底上制备了与LiNbO3薄膜相同厚度的ZnO薄膜,后续进行SAW器件的性能对比。PLD技术制备压电薄膜具有外延应力调控的优势,薄膜平整度高,压电性能良好,为进一步优化器件性能提供了新的途径。2.设计研究了延迟线声表面波器件,对于叉指电极制备工艺进行了详细的探索,介绍了延迟线器件设计参数,对于光刻技术的操作流程和注意事项进行了详细探究,比较了不同制备电极方法的优缺点。实验结果表明,碘化钾溶液刻蚀法制备的金电极图案清晰,结构完整,样品表面杂质较少,满足SAW器件制备的要求。对不同压电薄膜厚度的延迟线器件进行S参数测试,结果显示,随着压电薄膜厚度增加,延迟线器件的中心频率略微下降,这是由于衬底补偿和应力调控导致压电薄膜SAW速度降低。薄膜厚度增加,延迟线器件插入损耗减少,这是由于在较厚的薄膜中声表面波在传输时向下的声学损失更小。与ZnO延迟线器件相比,LiNbO3延迟线器件具有更高的中心频率和更低的插入损耗,表明其在高频率、低损耗SAW器件应用中巨大的潜力。对不同电极占空比的延迟线器件进行S参数测试,结果表明电极占空比为50%时器件具有最优射频性能。3.使用串并联谐振器结构进一步设计制备了二阶梯形滤波器,其中串联谐振器的谐振频率高于并联谐振器,形成滤波通带。对梯形滤波器的结构进行表征,结果表明电极结构完整,相邻电极间无短路情况。对不同厚度LiNbO3薄膜制备的梯形滤波器进行S参数测试,可以观察到明显的滤波通带,带宽约为16.7 MHz,相对带宽约为3.3%,器件回波损耗均在-14 dB以下,插入损耗最低为-28.52 dB。随着LiNbO3薄膜厚度增加,器件的中心频率减小,插入损耗降低,这进一步验证了衬底应力调控对于SAW器件性能的影响。与ZnO梯形滤波器相比,LiNbO3器件具有更高的SAW速度和压电系数,对应梯形滤波器具有更高的中心频率和更低的损耗。通过与延迟线器件的对比分析表明,梯形滤波器具有更高的带宽和信号传输性能,谐振器串并联的结构有利于提升品质因数,通过谐振器参数设计可以灵活改变通带宽度和减小带内波纹,为高性能SAW滤波器的设计提供了参考。

关键词：脉冲激光沉积声表面波器件铌酸锂梯形滤波器

低碳背景下物流车辆电动化转型策略与成本优化研究

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低碳背景下物流车辆电动化转型策略与成本优化研究

作者：杨荣超北京化工大学

学位级别：硕士

随着全球气候变化和环境问题日益凸显,低碳经济已成为推动经济可持续发展的必然选择。在这一背景下,物流企业作为连接生产与消费的重要环节,其运营成本的管理策略不仅关乎企业自身的经济效益,更与整个社会绿色发展息息相关。同时,城市... 详细信息

随着全球气候变化和环境问题日益凸显,低碳经济已成为推动经济可持续发展的必然选择。在这一背景下,物流企业作为连接生产与消费的重要环节,其运营成本的管理策略不仅关乎企业自身的经济效益,更与整个社会绿色发展息息相关。同时,城市物流配送需求的增长让绿色、可持续的城市物流配送备受重视,电动物流车辆因此也应运而生。然而,在城市物流配送应用场景中,电动物流车辆存在诸多问题,例如续航里程较短,可能需要在途中进行电能补给;车辆载重过低,需要增加更多的车辆来满足配送需求等。基于上述背景,本文研究了低碳背景下物流车辆电动化转型策略与成本优化问题。通过建立了物流车队配送路径规划模型,为城市物流配送企业提供车型选择方案与路径规划思路。此外,通过考虑碳排放经济的影响,可以更全面地评估电动物流车辆的优势与成本效益,促进城市物流的低碳发展。本文主要内容如下:本研究首先探讨了交通限行下车辆路径优化模型及时变路网的理论基础,并结合电动物流车的发展现状、补电设施配套情况及城市物流配送企业的实际运营特点,构建了两种考虑道路限制和时变特性的配送路径优化模型。模型旨在降低运营成本,分别纳入了车辆固定成本、运输成本、时间惩罚成本和碳排放成本以及仅涉及车辆固定成本、运输成本和时间成本。通过小规模算例验证了模型的准确性,并利用自适应大邻域搜索算法对模型进行求解,该算法结合贪婪算法生成初始方案,并通过破坏与修复算子迭代优化以得到最优配送方案。通过大规模数值实验,与其他算法对比验证了所提出算法在求解效率与性能上的优越性。实验结果表明,以成都市为例的案例分析和灵敏度分析发现,同时实施碳税政策与道路时间窗限制,可以有效推广电动物流车辆的使用。在考虑时变路网的电动车队配送路径优化模型中,对时变路网特性的分析显示,有效的路径规划在时变路网中可以帮助企业显著节省成本,实现降本增效,同时助力城市物流的绿色化发展。基于上述研究,研究发现为了促进物流企业的绿色低碳转型发展,政府部门可以进一步加强道路时间限行政策与道路承重限行政策以限制燃油货车的使用,这在一定程度上可以减少碳排放及污染物的排放。同时,本研究为城市物流配送企业提供了有效的车型选择方案与路径规划思路,有助于实现城市物流的绿色、可持续发展,还为“双碳”目标下的碳排放经济研究提供了理论与方法支撑,有助于推动电动物流车辆的推广与应用。

关键词：低碳经济绿色物流道路限行时变路网路径优化

SHPB循环冲击实验技术在岩石冲击动力学教学中的应用研究

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实验技术与管理 2024年第5期41卷 195-202页

作者：杨荣周徐颖安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

该文通过将SHPB实验与岩石冲击动力学相关理论课程相结合的教学模式,提高学生对岩石冲击力学响应和能量演化特征的认知与理解,培养学生在科学实验方面的实际操作能力和严谨态度,发挥学生自主开展实验研究的主观能动性,提升教学效果。基... 详细信息

该文通过将SHPB实验与岩石冲击动力学相关理论课程相结合的教学模式,提高学生对岩石冲击力学响应和能量演化特征的认知与理解,培养学生在科学实验方面的实际操作能力和严谨态度,发挥学生自主开展实验研究的主观能动性,提升教学效果。基于多学科交叉融合理念,联系科学研究热点问题,引导学生进一步思考并探索更多“SHPB+”,有助于培养学生的科研实践能力与思维创新精神。

关键词：冲击动力学分离式霍普金森压杆(SHPB) 岩石循环冲击压缩 SHPB+ 实验教学

覆膜砂质农田土壤水分和CO_(2)分布特征及玉米根叶衰老响应

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第1期32卷 83-94页

作者：周立峰杨宇翔杨荣昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000

干旱区新垦绿洲沙地灌溉强度大,农田覆膜后往往出现春玉米早衰现象。为探讨土壤水分和通气性是否是引发早衰的原因,本研究在河西走廊绿洲春玉米农田设置不覆膜(NM)和覆膜(PFM)处理,探求覆膜条件下土壤水分和CO_(2)分压(pCO_(2))对玉米... 详细信息

干旱区新垦绿洲沙地灌溉强度大,农田覆膜后往往出现春玉米早衰现象。为探讨土壤水分和通气性是否是引发早衰的原因,本研究在河西走廊绿洲春玉米农田设置不覆膜(NM)和覆膜(PFM)处理,探求覆膜条件下土壤水分和CO_(2)分压(pCO_(2))对玉米根系生长、绿叶面积衰减、光合生理以及籽粒产量与品质的影响。覆膜处理中,覆膜区域的土壤pCO_(2)较未覆膜区域高40%以上;未覆膜处理中,对应区域的土壤pCO_(2)差异为13.9%~24.0%。相比不覆膜处理的对应区域,覆膜处理覆膜区域过高的土壤pCO_(2)使玉米花期根系活力下降19.7%,但非覆膜区根长密度和根系活力分别增加22.7%和9.6%。覆膜提高了春玉米拔节期叶片光合速率(20.0%)和蒸腾速率(8.5%),但抑制了花后叶片光合速率(−40.0%)和蒸腾速率(−18.0%);覆膜处理相对绿叶面积衰减启动时间和衰减最大速率时间分别提前1.7 d和7.1 d,而平均衰减速率和最大衰减速率分别增加6.7%和21.7%。覆膜的上述效应未显著影响玉米籽粒产量,但使籽粒淀粉含量和蛋白质含量分别降低20.1%和22.1%。以上结果表明,在干旱区新垦绿洲沙地,覆膜根区土壤pCO_(2)过高可能是导致玉米花后早衰和籽粒品质下降的重要原因,后期建议开展适时揭膜、控制灌溉(如亏缺灌溉、分根交替灌溉)或加气灌溉对覆膜新垦绿洲农田土壤通气性的改善研究。

关键词：绿洲化地膜覆盖土壤通气性玉米早衰

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高支柱起落架走步振动与稳定性分析

兵工学报 2024年第8期45卷 2793-2805页

作者：杜晓琼李斌罗琳胤刘木君杨荣西北工业大学航空学院陕西西安710072 西北工业大学强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710072 中航通飞华南飞机工业有限公司广东珠海519040

为改善装备碳陶刹车盘的高支柱起落架走步振动问题,对走步规律进行了深入分析。阐述走步机理,碳陶刹车盘摩擦特性引起的负斜率刹车力矩会向起落架航向系统引入负阻尼,引起走步振动的发散。基于3自由度走步动力学方程,开展了刹车力矩参... 详细信息

为改善装备碳陶刹车盘的高支柱起落架走步振动问题,对走步规律进行了深入分析。阐述走步机理,碳陶刹车盘摩擦特性引起的负斜率刹车力矩会向起落架航向系统引入负阻尼,引起走步振动的发散。基于3自由度走步动力学方程,开展了刹车力矩参数、起落架结构参数以及机身初始速度对走步振动的影响研究,定义了走步振动发散的临界状态,并提出刹车压力随刹车动静盘相对转速减小的走步控制策略。仿真结果表明:刹车盘摩擦系数负斜率绝对值的减小,刹车压力的降低,支柱刚度和阻尼的增大都可增加走步系统的稳定性,刹车盘摩擦的最小值提高至0.186可确保飞机以任意速度刹车走步稳定;刹车压力下降的斜率随刹车速度的不同而改变,飞机从144 km/h开始刹车,刹车压力降低24.7%可使走步振动收敛,轮轴航向加速度峰值降低77.23%。

关键词：起落架走步刹车振动碳陶刹车盘负斜率刹车力矩