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自校准首脉冲时间编码神经元模型

计算机科学 2024年第3期51卷 244-250页

作者：冯忍陈云华熊志民陈平华广东工业大学计算机学院广州510006

由于脉冲神经元具有复杂的时空动力过程且脉冲信息不可导,脉冲神经网络(SNN)的训练一直是一个难题。基于人工神经网络(ANN)转SNN间接训练深度SNN的方法,避免了直接训练深度SNN的难题,但该方法所获得的SNN的性能在很大程度上会受到脉冲... 详细信息

由于脉冲神经元具有复杂的时空动力过程且脉冲信息不可导,脉冲神经网络(SNN)的训练一直是一个难题。基于人工神经网络(ANN)转SNN间接训练深度SNN的方法,避免了直接训练深度SNN的难题,但该方法所获得的SNN的性能在很大程度上会受到脉冲信息编码机制的影响。在众多编码机制中,首脉冲时间编码(TTFS)具有良好的生物学基础和更高的能效,但现有TTFS编码采用单脉冲形式,信息表征能力较弱,编码所需时间窗较大。为此,在TTFS的单脉冲编码基础上,增加一个校准脉冲,形成一种自校准首脉冲时间(SC-TTFS)编码机制,并构建相应的SC-TTFS神经元模型。在SC-TTFS中,首脉冲为必定发放的脉冲,而校准脉冲根据首脉冲发放后剩余的膜电位来确定是否发放,用于对编码脉冲所引起的转换量化误差和截断误差进行补偿,同时缩小编码所需的时间窗。通过对多种编码对应的转换误差进行对比分析,以及在多种网络结构上进行ANN-SNN转换实验,验证了所提方法的优越性。采用CIFAR10和CIFAR100数据集,基于VGG和ResNet两种网络结构进行了实验验证。结果表明,所提方法在两类网络结构和两种数据集上均实现了精度无损的ANN-SNN转换,且相较于最先进的同类方法,所提方法所构建的SNN具有最短的网络推理延迟。另外,在VGG结构上,所提方法相比TTFS编码能源效率提升了约80%。

关键词：脉冲神经网络脉冲编码机制 ANN-SNN转化

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具有混合奖惩信号的脉冲时间依赖可塑性算法

微电子学与计算机 2022年第9期39卷 20-25页

作者：陈运享冯忍陈云华广东工业大学计算机学院广东广州510006

近年来,具有生理学基础的脉冲时间依赖可塑性(Spiking Timing-Dependent Plasticity,STDP)规则在脉冲神经网络中得到了越来越多的应用.由STDP规则和奖惩机制相结合的R-STDP(reward-modulated STDP)学习算法在改善脉冲神经网络的性能上... 详细信息

近年来,具有生理学基础的脉冲时间依赖可塑性(Spiking Timing-Dependent Plasticity,STDP)规则在脉冲神经网络中得到了越来越多的应用.由STDP规则和奖惩机制相结合的R-STDP(reward-modulated STDP)学习算法在改善脉冲神经网络的性能上有良好的效果.但R-STDP算法在训练多层脉冲神经网络时,仍存在反馈信号仅作用于网络末层、中间层无法获得有用奖惩信号.为此,利用自编码器的无监督特性,提出一种具有混合奖惩信号的MR-STDP(Mix Reward-modulated STDP)算法.在中间层中增加重构层以够建基于卷积自编码器的奖惩信号因子模型,通过比较卷积层和重构层的神经元脉冲发放时间,获取中间层网络权重调整的指导因子信号.指导因子信号是对比层间自编码器的输入层与重构层的相同位置神经元所发放的脉冲序列相似性度量指标,并将其与R-STDP相结合,使得中间层能够获得权重指导信号.在MNIST和COVID-19 CT数据集上的实验结果表明,该方法取得了比R-STDP更高的精度,且中间层网络的学习效率大幅提高.

关键词：脉冲神经网络脉冲时间依赖可塑性图像识别卷积自编码器

船舶螺旋桨非定常空化和水动力噪声的数值模拟

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船舶螺旋桨非定常空化和水动力噪声的数值模拟

作者：冯先忍江苏科技大学

学位级别：硕士

螺旋桨的推进性能一直都是船舶工程关注的焦点。随着人们对乘船舒适性要求的提高,螺旋桨的空化、脉动压力和噪声问题也成为船舶推进领域的研究热点。针对上述问题,本文使用粘流CFD数值模拟方法预报螺旋桨的水动力性能、空化特性和脉动压... 详细信息

螺旋桨的推进性能一直都是船舶工程关注的焦点。随着人们对乘船舒适性要求的提高,螺旋桨的空化、脉动压力和噪声问题也成为船舶推进领域的研究热点。针对上述问题,本文使用粘流CFD数值模拟方法预报螺旋桨的水动力性能、空化特性和脉动压力,使用Lighthill声比拟法计算螺旋桨的无空化噪声。在保证数值模拟结果准确的前提下系统研究了不同侧斜参数对螺旋桨水动力、空化、脉动压力和无空化噪声的影响,为低噪高效螺旋桨的设计提供了一些参考依据。本文借鉴航空造型中CST参数化方法对桨叶基础二维剖面进行了参数化,使用6阶Bernstein多项式实现了二维翼型的高精度表达,并且使用MATLAB编写的粒子群优化算法程序耦合面元法气动计算软件XFOIL对船舶螺旋桨基础翼型NACA66进行了动力性能优化。优化后翼型(***)在设计工况的升力系数和升阻比较原NACA66翼型分别提高11.5%和23.6%。根据螺旋桨三维几何造型原理编写了可自动创建桨叶表面空间点的MATLAB程序。用CFD方法计算DTMB 4119桨的水动力性能,并将计算结果与试验数据对比。以DTNSRDC4381桨为原型,重构了三个仅侧斜不同的螺旋桨,并对四种侧斜不同的螺旋桨数值模拟。计算结果显示:低负载下,敞水效率和侧斜程度呈正相关;J=0.5工况下0.7R剖面处的压力系数分布显示:导边附近的最大负压峰值随着侧斜角度的增加而升高,即大侧斜桨的空化被推迟,空化性能更好,而压力面导边附近的正压峰值随着侧斜角度的增加逐渐下降。使用三种常见的空化模型计算了E779A桨的空化,并且重点研究了桨叶表面棱柱网格层数对空化形态模拟的影响。研究了不同侧斜螺旋桨的空化形态,发现在给定的条件下(J=0.5,σ=2.5),随着侧斜角度的增加,叶背空化附着面积越小,空化区域越狭长。在DTMB 4119桨的基础上重构了两型侧斜角度均为55°但是侧斜方式不同的螺旋桨,计算了船后伴流和空化条件下螺旋桨的水动力性能和脉动压力特性,结果表明:考虑伴流时螺旋桨空化的非定常特性较强且桨叶吸力面空化形态周期变化;右旋桨的右侧空化较严重;平衡侧斜桨的空化体积较小,空化性能较优;桨叶发生稳定的片空化时,螺旋桨的推力降低;空化时,平衡侧斜桨的转矩小而推力大,依据η=K J(2πK),可以定性地分析出,空化时平衡侧斜桨的效率更高。空化脉动压力与空化数之间没有显著的相关性,空化一旦发生,桨后尾流的脉动压力幅值并不随空化的加剧而增强。桨叶上方测点的压力信号主频为1阶叶频(1BPF),且2BPF、3BPF也有较大分量,桨后尾流中测点的压力信号频率成分主要是1BPF。在桨叶上方测点,偏侧斜桨的主频幅值比平衡侧斜桨更高。采用贴合面声源法计算了DTMB4119桨后x/D=5处的螺旋桨噪声,计算结果与其他学者使用的面元法、FW-H方法计算结果吻合。分析了螺旋桨水动力噪声的空间分布特征。最后,研究不同侧斜的螺旋桨噪声,并得出结论:侧斜对于轴向噪声的降低具有重要作用,以1BPF为例,侧斜桨可使近场、远场轴向噪声分别降低20.5dB和17.8dB;桨毂处5°负侧斜角且最大负侧斜角在r/R=0.5附近的侧斜分布可使螺旋桨的低频噪声级显著降低。

关键词：螺旋桨数值模拟水动力脉动压力空化噪声

UHPC增强短搭接RC构件承载力可靠度分析与加固建议

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防灾减灾工程学报 2024年第3期44卷 605-615页

作者：马高马忍湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 工程结构损伤诊断湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

基于可靠度研究超高性能混凝土(Ultra‐High Performance Concrete,UHPC)增强钢筋短搭接RC构件的失效模式与承载力特征。首先阐述了UHPC加固机理,建立了包含活恒荷载效应比、搭接系数m、UHPC强度、混凝土强度、钢筋型号、考虑水平地震... 详细信息

基于可靠度研究超高性能混凝土(Ultra‐High Performance Concrete,UHPC)增强钢筋短搭接RC构件的失效模式与承载力特征。首先阐述了UHPC加固机理,建立了包含活恒荷载效应比、搭接系数m、UHPC强度、混凝土强度、钢筋型号、考虑水平地震作用的弯矩效应比和轴力效应比等关键参数的设计空间;确立分析RC构件承载力可靠度的功能函数,运用Monte Carlo法对设计空间中的关键参数组进行可靠指标计算,然后进行关键参数敏感性分析和计算结果拟合分区。结果表明:设计空间关键参数中,搭接系数、效应比、配筋率、钢筋型号和UHPC强度对可靠指标的影响均显著;UHPC不仅具有良好的承载力增强能力,还能改变失效模式,梁和柱屈服时可靠指标分别提高109.6%和12.9%,屈服时搭接系数分别为0.58和0.57;对于受弯RC梁(压弯柱),m>0.67(0.65)时,钢筋基本能屈服,建议采用UHPC加固;0.50(0.49)

关键词：短搭接 UHPC加固可靠度 Monte Carlo法承载力

虚拟同步机并网运行下电网谐波抑制和故障穿越策略

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 166-173页

作者：周柯金庆忍莫枝阅卢柏桦广西电网有限责任公司电力科学研究院广西南宁530023

针对电网发生对称故障瞬间传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法严重加剧虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)故障电流的问题,介绍了传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法的原理。基于电网不对称故障下VSG谐波阻抗模型,揭示了传统... 详细信息

针对电网发生对称故障瞬间传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法严重加剧虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)故障电流的问题,介绍了传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法的原理。基于电网不对称故障下VSG谐波阻抗模型,揭示了传统阻抗重塑型谐波抑制方法加剧VSG故障电流的机理。在此基础上,提出一种VSG谐波电流与故障电流协同抑制方法。通过引入虚拟电感重塑电网故障点至VSG的等效阻抗,实现了VSG并网运行下电网谐波和故障电流的协同抑制,有利于改善电网电能质量并提高VSG的故障穿越能力。最后,通过仿真验证所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：虚拟同步发电机谐波电流故障电流虚拟阻抗故障穿越电能质量

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浅议水电工程项目施工成本控制

大众科技 2008年第10期10卷 61-62页

作者：冯忍柳州桂龙建筑工程公司广西柳州545005

水利水电工程项目成本是水利水电施工企业在工程项目施工过程中的实际耗费,包括物化劳动的耗费和活劳动中必要的耗费。水电工程施工项目作为水利水电施工企业经营管理的基点、效益的主体,加强项目成本管理是水利水电施工企业提高管理水... 详细信息

水利水电工程项目成本是水利水电施工企业在工程项目施工过程中的实际耗费,包括物化劳动的耗费和活劳动中必要的耗费。水电工程施工项目作为水利水电施工企业经营管理的基点、效益的主体,加强项目成本管理是水利水电施工企业提高管理水平、经济效益和持续稳定发展的关键因素之一,是反映水利水电施工企业工作质量的总和指标。

关键词：水电工程项目施工成本控制方法

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“体育是什么”的本体论沉思与当代重建

上海体育大学学报 2024年第7期48卷 1-14,30页

作者：高强周乐解忍华东师范大学体育与健康学院上海200241 华东师范大学中法体育科学研究中心上海200241

“体育是什么”一问居于当前体育哲学研究的核心,对其展开的本体论沉思形成了体育哲学的本体论思想与理论重建,具体体现为本体思维方式与本体论理论建构间的流变过程。作为两种基本的本体思维方式,“是之所‘是’”强调本体的概念规定,... 详细信息

“体育是什么”一问居于当前体育哲学研究的核心,对其展开的本体论沉思形成了体育哲学的本体论思想与理论重建,具体体现为本体思维方式与本体论理论建构间的流变过程。作为两种基本的本体思维方式,“是之所‘是’”强调本体的概念规定,“是之为‘是’”注重本体的结构生成,二者在中西体育哲学思想史中形成了各自的本体论理论嬗变。西方体育哲学的分析哲学与欧陆哲学传统在两种本体思维方式区分下分别形成了“游戏说”与“身体说”体育哲学本体论说,中国传统哲学试图整合两种本体思维方式,形成了“目的说”与“人本说”的体育哲学本体论说。在中西哲学交融背景下的“人类学历史本体论”,将“所是”与“为是”两种本体思维方式融入人类历史与心理结构的生成过程,以此重构体育哲学的本体论研究和“问答”的思维方式,形成体育实践中人类普遍性知识,继而在形上之域整合人在面对体育实践时触发的“沉思”与“言说”的隔阂,完成对体育哲学理论与学科任务的重新考量。

关键词：体育概念体育本质本体论西方哲学中国哲学

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基于视觉图像的空对空多无人机目标跟踪

航空学报 2024年第14期45卷 14-29页

作者：褚昭晨宋韬金忍林德福北京理工大学宇航学院北京100081

基于视觉的空对空多目标跟踪技术是对无人机目标态势感知的关键技术,目前的研究局限于单目标无人机跟踪和通用多目标跟踪算法的迁移运用。针对空对空条件下现有算法对多无人机目标跟踪不准确的问题,提出一种基于分块增强特征提取与局部... 详细信息

基于视觉的空对空多目标跟踪技术是对无人机目标态势感知的关键技术,目前的研究局限于单目标无人机跟踪和通用多目标跟踪算法的迁移运用。针对空对空条件下现有算法对多无人机目标跟踪不准确的问题,提出一种基于分块增强特征提取与局部几何信息关联的级联多目标跟踪算法,将无人机图像按照机身和机臂特点分块处理,提取目标细粒度形态特征,利用连续时间内目标间相对几何关系变化微小的特性,构建局部区域目标相对几何关系向量,综合上述技术组件设计级联关联算法,提高所提出的算法对无人机目标的检索能力和关联成功率,从而提高算法的跟踪性能。实验表明,在测试集中,所提出的算法相比于目前最先进的多目标跟踪算法OC-SORT算法,身份编号F1值(ID F1 Score,IDF1)提升了5.6%,相比于在通用多目标跟踪领域较优的ByteTrack算法,多目标跟踪准确率(Multiple Object Tracking Accuracy,MOTA)提升了2.7%,实现了对多无人机目标跟踪的最优性能。同时,所提出的算法中用到的技术可应用于SORT、BYTE等数据关联算法中,从而可提高这些关联算法的性能。

关键词：无人机多目标跟踪深度学习特征提取数据关联

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巴渝民间石刻艺术的活态传承与服务设计研究

巴渝民间石刻艺术的活态传承与服务设计研究

作者：骆天忍湖北师范大学

学位级别：硕士

中国的石刻艺术历史悠久,是我国的文化瑰宝,巴渝民间石刻艺术是中国石刻艺术的一朵奇葩,具有深厚的历史底蕴、文化价值、艺术与传承价值。但巴渝民间石刻艺术的保护与传承遭遇传承困境,传承人稀缺、修缮保护工作繁琐,人工成本高、发展... 详细信息

中国的石刻艺术历史悠久,是我国的文化瑰宝,巴渝民间石刻艺术是中国石刻艺术的一朵奇葩,具有深厚的历史底蕴、文化价值、艺术与传承价值。但巴渝民间石刻艺术的保护与传承遭遇传承困境,传承人稀缺、修缮保护工作繁琐,人工成本高、发展模式单一,创新性不足等难题,迫切需要探究巴渝民间石刻艺术的活态传承方式。本研究以巴渝地区的民间石刻艺术为对象,通过对巴渝地区具有时代审美价值的典型民间石刻工艺及传承人等进行调研,深入分析巴渝地区民间石刻的“物质形态”与“非物质形态”,提出基于服务设计理论的活态传承策略,选取“研学旅行服务”形式,开展巴渝民间石刻艺术的服务设计实践。提出以“研学旅行”为核心内容的“巴渝民间石刻艺术的研学旅行服务设计”构想,后续服务设计系统构建与服务设计实践都将围绕这一构想展开。首先,本研究对巴渝民间石刻艺术的发展历程与价值进行分析,总结归纳巴渝民间石刻艺术的艺术特征和价值以及发展过程中遇到的一些问题,确立以服务设计为基础理论指导巴渝民间石刻艺术活态传承的研究方向。其次,采用文献资料收集法、田野调查法、案例研究法、实践法等研究方法,对巴渝地区民间石刻艺术的起源和独特艺术风格进行了深入分析。基于对巴渝民间石刻艺术活态传承方式的研究,提出依托研学旅行服务设计的方式来传承和保护巴渝民间石刻艺术的活态传承策略。最后,开展以巴渝民间石刻艺术为核心的研学旅行服务设计实践,主要包含:研学旅行服务系统设计、研学旅行服务移动端APP、线下终端产品等。服务设计实践展现了巴渝民间石刻艺术独特的艺术魅力,在促进其活态传承方面发挥了积极的作用。通过打造文化遗产与研学旅游服务相结合的形式,探索巴渝民间石刻艺术推广和传播的新途径。

关键词：巴渝民间石刻艺术活态传承研学旅行服务设计