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基于Hessian局部线性嵌入和MLP-Mixer的液体火箭发动机涡轮泵轻量化故障诊断框架

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振动与冲击 2024年第2期43卷 156-165页

作者：窦唯赵东方张宏利刘树林北京航天动力研究所北京100076 上海大学机电工程与自动化学院上海200044

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法... 详细信息

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法利用Hessian局部线性嵌入算法对信号时域、频域及时频特征进行降维,并引入一种轻量化的深度学习模型MLP-Mixer作为分类器,进而实现不同故障状态的辨识。采用某型号涡轮泵试车数据验证了所提方法的有效性,结果表明,该方法能够在保障诊断精度的同时有效降低计算复杂度,提高诊断效率。

关键词：液体火箭发动机涡轮泵故障诊断 Hessian局部线性嵌入 MLP-Mixer

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基于不确定性学习的表情识别算法研究

基于不确定性学习的表情识别算法研究

作者：赵东旭长春工业大学

学位级别：硕士

在现实世界人与人的交流中,面部表情是有效传递情感的关键。以往的方法通常通过整体或相对粗糙的局部方法来识别表情,只能捕捉有限的特征,且更容易受到影响。现实场景中的人脸表情数据中掺杂着大量的噪声信息,而深度学习模型需要大量的... 详细信息

在现实世界人与人的交流中,面部表情是有效传递情感的关键。以往的方法通常通过整体或相对粗糙的局部方法来识别表情,只能捕捉有限的特征,且更容易受到影响。现实场景中的人脸表情数据中掺杂着大量的噪声信息,而深度学习模型需要大量的训练数据来拟合各种非线性的数据点以此更好的预测数据。当含有噪声的表情数据被输入到卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)中时,不可避免地会影响网络模型参数的质量,该模型具有认知上的不确定性。但网络结构中缺乏对预测结果的不确定性度量,在实际应用中过度自信而做出错误的决策。因此,让深度学习模型对于错误的面部表情预测给出较高的不确定性,判断预测结果可信程度。使人脸表情识别在极端的场景下也能很好的表现,对目前的研究工作有重大意义。本文研究了基于不确定性学习的面部表情识别算法,进行了以下工作:1.针对模型在尺度、姿态、遮挡物等复杂场景下提取表情特征能力弱,缺少对不确定性的度量等问题,本文提出了一种基于MC(Monte Carlo)Dropout的深度贝叶斯表情识别模型(MC-Fer Net)。Dropout算法通过使隐单元随机选取其他单元样本,有效地解决了隐单元修正错误参数所带来的“协同适应”问题。此外,采用Monte Carlo思想进一步对Dropout算法改进为模型提供模型不确定性的度量。估计模型的不确定性需要在测试模型上进行估计,将预测的平均值作为最终预测值。通过平均值可以得到方差,从而得到深度学习模型的不确定性。采用改进的Triplet Loss对细节进行建模,相当于添加两个输入之间差异的度量并学习输入的更好表示。在RAF-DB等广泛使用的数据集上的实验结果验证了MC-Fer Net的优秀判别性和有效性。2.针对传统神经网络无法自适应抑制噪声训练样本的不利影响,特征提取网络无法反应数据集不确定性分布的问题,提出了基于扰动多分支结构和贝叶斯卷积神经网络的表情识别算法。通过对贝叶斯神经网络中真实后验分布近似,应用两个卷积运算为CNN配备概率分布并通过反向传播更新变分后验。第一个卷积运算学习潜在空间中的映射,在第二个卷积运算中观察权重偏离该映射的程度,分类结果和不确定性可以通过计算均值和方差得出。此外,通过引入一种多分支结构进一步挖掘人脸表情中的多视角、多尺度信息,在网络模型中引入多分支结构,丰富了特征层表达信息的能力。本文提出的算法在广泛使用的野外数据集优于目前大多数主流算法,t-SNE可视化和不确定值可视化结果表明所提出的模型能够有效增大类间特征距离,反映数据集的不确定性分布。3.针对现实场景中暗光条件下表情图像特征不清晰,不确定性大的问题,提出了基于Retinex理论的低照度表情图像增强算法。Retinex理论的核心在于精确获得光照信息。针对这一问题,将暗光条件下的表情图像,通过数据驱动的方式分解为反射图与光照图,原始数据的特征空间被解耦为两个较小的子空间,这样可以分别处理两个子空间。针对反射图,采用了一种基于Unet++神经网络去噪算法来替代传统的去噪方法,由于退化在反射图上分布复杂,利用光照图的指导对其进行恢复;对于光照分量,采用全卷积神经网络进行自适应增强来提升该分量亮度。增强后的清晰图像是由降噪后的反射图和增强后的光照图合成得到的。实验结果表明,本文算法在抑制噪声的同时,提升了亮度,并且能够很好地还原图像的纹理细节信息。

关键词：深度学习表情识别蒙特卡洛变分推断 Retinex理论

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VOCs氧化催化剂设计与结构调控

化学进展 2024年第1期36卷 27-47页

作者：杨雯皓赵东越宋海涛李俊华中石化石油化工科学研究院有限公司清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室

近年来我国环境空气质量显著改善，NOx与SO2等传统污染物得到有效控制，挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)排放控制逐渐成为进一步解决区域复合型大气污染问题的关键因素。催化氧化法因其处理效率高、能耗低及适用范围广... 详细信息

近年来我国环境空气质量显著改善，NOx与SO2等传统污染物得到有效控制，挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)排放控制逐渐成为进一步解决区域复合型大气污染问题的关键因素。催化氧化法因其处理效率高、能耗低及适用范围广等优势，已成为最具应用前景的VOCs减排技术之一。高性能催化剂的研发是该技术的核心，结合反应机理进行催化剂设计和结构调控是目前研究的热点和重点。本文首先对VOCs催化氧化机理进行概述；其次从单一过渡金属氧化物、混合金属氧化物、复合金属氧化物以及相界面结构调控角度综述了非贵金属催化剂结构调控的相关研究进展；聚焦贵金属分散状态，总结了贵金属催化剂中贵金属纳米颗粒/团簇催化剂尺寸效应与载体效应相关研究成果，并对目前新兴的单原子催化剂基于金属-载体相互作用的调控手段进行概括；最后对VOCs氧化催化剂的研究现状与趋势进行总结与展望。我们认为深入解析构效关系，研发简约和精细化的催化剂结构调控手段并适配实际工况和工业放大是未来研究的重点发展方向。

关键词：挥发性有机物催化氧化结构调控贵金属分散状态调控反应机理

SiCp/Al复合材料孔加工刀具适配性钝化工艺研究

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SiCp/Al复合材料孔加工刀具适配性钝化工艺研究

作者：赵东海盐城工学院

学位级别：硕士

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)作为一种新型的轻质复合材料,具有低密度、高强度、高比刚度、高耐磨性等优良机械性能,在航空航天、精密仪器和汽车等领域得到了广泛的应用。然而在对SiCp/Al复合材料钻孔时,由于高硬度碳化硅颗粒... 详细信息

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)作为一种新型的轻质复合材料,具有低密度、高强度、高比刚度、高耐磨性等优良机械性能,在航空航天、精密仪器和汽车等领域得到了广泛的应用。然而在对SiCp/Al复合材料钻孔时,由于高硬度碳化硅颗粒增强相的随机分布以及钻孔时刀具刃口承载的不均匀特性,使得具有均匀钝化刃口的钻头在加工中极易出现刃口的非一致性磨损,导致刀具寿命短、刃口局部早期破损、孔壁表面质量差、孔口毛刺崩边等问题,严重制约了SiCp/Al复合材料推广使用。对此本文提出了一种非均匀刃口适配性钝化设计的新思路,并围绕于此;利用“微单元法”构建SiCp/Al复合材料孔加工钻削力模型,结合数值仿真分析钻头刃口各处的受力分布;针对SiCp/Al复合材料开展三维钻削仿真和加工实验,筛选合适的钻削试验参数,并对孔加工质量进行工艺优化;针对孔加工刀具刃口承载的非均匀特性,对刃口进行适配性钝化设计,利用毛刷和磁流变钝化工艺分别制备了均匀钝化和非均匀钝化的钻头,通过失效形态对比验证了适配性非均匀钝化刃口的优点,论文主要从以下几个方面开展工作:(1)铝基复合材料孔加工钻削力研究。分析麻花钻的几何结构和工作原理,结合钻头结构对主切削刃、横刃进行受力分析,利用“微单元法”构建了考虑颗粒增强相的钻削力理论模型,结合数值仿真的方法探究钻头刃口各处的受力分布。针对钻头主切削刃、横刃工作方式不同,分别构建钻头主切削刃和横刃的仿真模型,结合有限元仿真结果对钻头刃口受力分布、颗粒造成的加工缺陷进行分析总结。(2)铝基复合材料三维钻削仿真和钻孔加工试验。利用仿真和试验的方法研究转速、进给量等加工参数对钻孔轴向力和扭矩的影响规律。试验后使用VK-100激光显微镜对孔壁表面粗糙度进行测量分析,在此基础上通过对孔口、孔壁质量的分析,筛选出合适的孔加工试验参数,优化钻孔加工工艺,为后续刀具钝化磨损试验的参数设计提供了选择的依据。(3)孔加工刀具适配性钝化工艺研究。利用毛刷钝化和磁流变钝化分别制备了均匀圆弧半径刃口和非均匀圆弧半径刃口的钻头。通过钻削磨损试验对比了均匀刃口、非均匀刃口以及不同钝圆半径刃口对刀具使用寿命的影响,并对铝基复合材料钻孔加工过程中刀具的磨损形式、磨损机理及刀具寿命进行了研究,得出刃口钝化半径在15μm到20μm左右时,刀具使用寿命得到有效提升。采用磁流变适配性钝化工艺制备的非均匀钝化刀具,较均匀钝化的刀具相比,其磨损量更小,能够取得较为满意的结果。

关键词： SiCp/Al复合材料孔加工钻削力适配性钝化刃口钝圆半径

考虑经验驾驶行为的入弯实时类人速度规划方法

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汽车安全与节能学报 2024年第3期15卷 309-320页

作者：陈绮桐赵东刘丛志李亮北京林业大学工学院北京100083 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室(原汽车安全与节能国家重点实验室)北京100084

为提高自动驾驶汽车的安全性、舒适性与通行效率,提出了一种考虑到滑行及安全速度的类人入弯速度规划策略。该策略基于混沌优化理论与实车弯道行驶速度数据,通过将车辆的入弯速度规划问题构建为多目标优化问题,建立了舒适模式与效率模... 详细信息

为提高自动驾驶汽车的安全性、舒适性与通行效率,提出了一种考虑到滑行及安全速度的类人入弯速度规划策略。该策略基于混沌优化理论与实车弯道行驶速度数据,通过将车辆的入弯速度规划问题构建为多目标优化问题,建立了舒适模式与效率模式。通过定义奇点速度,简化了非线性高阶约束条件。结果表明:在该策略规划中,在不同弯道场景下,横向加速度和纵向加速度均在摩擦圆约束内,可保证车辆的行驶安全。相比于未考虑滑行的方法,在舒适模式下,该策略产生的纵向加速度减小9.76%,通行效率提高61.73%;在效率模式中,纵向加速度为加速度阈值,满足加速度约束,通行效率提高88%。因而,无论舒适模式还是效率模式,该方法均可兼顾舒适性和通行效率。

关键词：自动驾驶汽车滑行驾驶行为车辆入弯速度类人速度规划多目标优化安全速度模型

乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖动态变化特征及驱动力

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干旱区研究 2024年第4期41卷 639-649页

作者：赵东颖蒙仲举孟芮冰马泽内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018

基于2001—2021年Landsat影像数据,结合归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型估算植被覆盖度,探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度时空变化趋势及驱动力,以期为乌兰布和沙漠风沙入黄段植被恢复和未来生态建设重点区域的选择提供理论依... 详细信息

基于2001—2021年Landsat影像数据,结合归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型估算植被覆盖度,探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度时空变化趋势及驱动力,以期为乌兰布和沙漠风沙入黄段植被恢复和未来生态建设重点区域的选择提供理论依据。结果表明:(1)研究区植被覆盖度整体呈波动上升趋势,植被恢复状况良好,平均植被覆盖度由0.294增加至0.526,其中,2007—2017年增幅最为明显。(2)2001—2021年乌兰布和沙漠风沙入黄段不同等级植被覆盖度间转移频繁,其中,低植被覆盖和较低植被覆盖大面积转出为中等植被覆盖和较高植被覆盖,其转出面积分别为102.00 km^(2)和128.82 km^(2)。除此之外,研究区内有42.1%的区域呈显著增加趋势,4.90%的区域趋向于显著减少,多分布于近乌海段,该段应是未来生态修复中重点关注区域。(3)该区植被覆盖空间分异性主要受人类活动和气候因子共同驱动,各驱动因子之间的交互作用以双因子增强为主,其中,影响程度最高的关键性交互因子为土地利用类型和年平均气温。本研究有序分段地探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度动态变化特征及驱动力,为研究区荒漠化防治、土地合理利用和高质量发展提供理论和数据支撑。

关键词：植被覆盖度时空变化驱动因子乌兰布和沙漠

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优化资本市场枢纽功能夯实金融强国基础建设

新金融 2024年第7期 20-26,64页

作者：程实赵东晨工银国际控股有限公司研究部

经过几十年的发展,我国资本市场已经初具规模,并在一定程度上形成了体系化分工,但资本市场在融资与投资功能的平衡性、市场规则的完善度、投资者理念的成熟度等方面,仍然存在改善和提升的空间。本文围绕资本市场新“国九条”的重要政策... 详细信息

经过几十年的发展,我国资本市场已经初具规模,并在一定程度上形成了体系化分工,但资本市场在融资与投资功能的平衡性、市场规则的完善度、投资者理念的成熟度等方面,仍然存在改善和提升的空间。本文围绕资本市场新“国九条”的重要政策精神,探讨发挥资本市场枢纽功能的重要意义,通过借鉴成熟资本市场发展的历史经验,对优化我国资本市场枢纽功能、夯实金融强国基础建设提出六点建议:一是贯彻“投资者为本”理念,保证资本市场的投资价值;二是落实投资者教育,培育理性健康的投资理念;三是持续深化改革,完善市场运行的基本规则;四是监管“有棱有角”,提升主体行为的规范程度;五是优化金融中心功能布局,改善资本市场生态环境;六是稳健推进人民币国际化,丰富人民币国际投资市场.

关键词：资本市场金融监管金融中心投资者为本投资者教育

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考虑物料关联的仓库区位分配优化研究

管理工程学报 2024年

作者：赵东强张振骞蒋昕嘉陶文瑀南京航空航天大学经济与管理学院

货位分配(storage location assignment problem, SLAP),即在存储区域为物料分配货位的过程。当仓库布局、拣货路径、订单组合等其他因素确定时,货位分配策略对订单拣货效率有很大影响。本文研究实际生产型仓库中的关联物料区位分配问题... 详细信息

货位分配(storage location assignment problem, SLAP),即在存储区域为物料分配货位的过程。当仓库布局、拣货路径、订单组合等其他因素确定时,货位分配策略对订单拣货效率有很大影响。本文研究实际生产型仓库中的关联物料区位分配问题,生产中使用的相对稳定的BOM(bill of material)使得仓库中的物料具有稳定的相关性,因此考虑将具有需求关联的物料存储在同一区域,以尽可能地减少在拣选物料时所需要的区域访问次数。此外,该仓库还存在两个重要特征,存在两类不同尺寸货架构成的两类不同容量的区域、采用严格的重物下置原则。建立了以最小化区域访问次数为目标的数学规划模型,给出了求解该问题的一种聚类启发式方法与自适应大邻域搜索算法(adaptive large neighborhood search,ALNS),设计了能够反映物料关联特征的小规模和大规模算例用于测试两种算法的性能。将两个算法结果与随机策略、CPLEX求解结果对比,结果显示聚类启发式与ALNS在大规模算例中表现明显优于随机策略、CPLEX求解结果。

关键词：货位分配关联物料重物下置区域容量差异自适应大邻域搜索算法

基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪

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光学学报 2024年第11期44卷 150-160页

作者：赵东胡斌庄宇辰滕翔王超李佳郭业才南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 无锡学院电子与信息工程学院江苏无锡214105 西安电子科技大学物理学院陕西西安710071 中国人民解放军空军工程大学基础部陕西西安710051

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题,本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息,再对结构张量进行分解得到对应目标区域... 详细信息

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题,本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息,再对结构张量进行分解得到对应目标区域和搜索区域的特征向量,通过计算每个波段目标区域特征向量与搜索区域特征向量之间的马氏距离,获得当前帧高光谱图像的多维光谱权重,再利用多维光谱权重与高光谱图像进行加权融合实现降维,同时利用光谱信息与VGG19网络来提取降维后图像的深度特征;然后在训练分类器时,为抑制循环位移带来的边界效应,通过计算响应图的干扰因子来改进引入的上下文信息,当后续帧因干扰因素导致跟踪产生误差,并且随时间增加导致累积误差超过设定阈值的时候,本文所提跟踪算法将初始帧的响应图与当前帧的响应图融合,以便及时对跟踪结果进行校正;最后在标准数据集上验证了算法的性能,实验结果表明,本文所提跟踪算法与对比算法相比较,在克服目标遮挡方面具有更好的鲁棒性。

关键词：目标跟踪结构张量降维光谱信息干扰因子上下文信息