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机器学习和元启发式算法优化混凝土配合比研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：陈云付前旺海南大学土木建筑工程学院

混凝土配合比决定其成本、工作性能、力学性能和耐久性能，传统混凝土配合比优化方法是通过大量实验室试验，需要消耗大量时间、人力和资源。为了解决上述问题，利用机器学习和元启发式优化算法进行混凝土配合比优化已被证明是一种具有... 详细信息

混凝土配合比决定其成本、工作性能、力学性能和耐久性能，传统混凝土配合比优化方法是通过大量实验室试验，需要消耗大量时间、人力和资源。为了解决上述问题，利用机器学习和元启发式优化算法进行混凝土配合比优化已被证明是一种具有广阔前景的技术手段。本文全面回顾了有关混凝土配合比设计和优化方面的研究。首先，讨论了常用的机器学习和元启发式算法的基本工作原理和优势。然后，归纳总结了基于机器学习和元启发式算法在单一目标、多目标优化各种类型混凝土配合比方面的应用。最后，结合当前的技术水平，强调并讨论了推进混凝土配合比设计和优化领域的当前趋势和机遇，为机器学习技术在混凝土领域的更深层次的开发和应用提供了依据。

关键词：混凝土配合比机器学习元启发式算法优化

基于层次化BERT的可解释性框架：一种面向业务过程预测的方法

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计算机集成制造系统 2024年

作者：袁永旺方贤文卢可安徽理工大学数学与大数据学院

业务过程预测作为业务过程管理（BPM）的一个重要研究方向，用于准确预测未来的行为事件。它可以为过程行为分析方法的下游任务提供重要支持。面向BPM研究，大多数现有的过程行为分析方法都采用了基于黑箱的深度学习模型，导致可解释性... 详细信息

业务过程预测作为业务过程管理（BPM）的一个重要研究方向，用于准确预测未来的行为事件。它可以为过程行为分析方法的下游任务提供重要支持。面向BPM研究，大多数现有的过程行为分析方法都采用了基于黑箱的深度学习模型，导致可解释性较差，无法提供关于为什么要做出某个预测结果的解释。首先，本文提出了一种基于层次化Bidirectional Encoder Representation from Transformers（BERT）的可解释性框架（HBI），实现了从局部可解释扩展到到全局（整体框架行为）可解释的能力。然后，基于层次化、特征重要性分析、注意力可视化的方法对框架进行可解释分析，理解内部运作过程和决策逻辑，提高透明度。最后，在真实的事件日志中的实验结果表明，相比最先进的研究方法，HBI框架既保证了高于基线的预测准确度，也确保了框架的可解释性。

关键词：业务过程管理预测可解释性深度学习注意力事件日志

近代淮河流域城乡市场网络体系的形成及其特点

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安徽大学学报（哲学社会科学版） 2024年第3期48卷 79-88页

作者：张崇旺安徽大学马克思主义学院安徽合肥230039

近代淮河流域农产品商品化趋势的扩大,与铁路、公路以及轮船业的发展相互影响、互为表里,共同带动了淮河流域传统商路的转型和新商路的开辟,进而促进了淮河流域城乡市场网络体系的形成。近代淮域城乡市场网络体系由产地市场、中转市场... 详细信息

近代淮河流域农产品商品化趋势的扩大,与铁路、公路以及轮船业的发展相互影响、互为表里,共同带动了淮河流域传统商路的转型和新商路的开辟,进而促进了淮河流域城乡市场网络体系的形成。近代淮域城乡市场网络体系由产地市场、中转市场、集散市场和中心市场组成,最终都以上海、青岛等口岸市场为指归,并呈现出商品结构的半殖民地性、市场体系层级结构的专业性、市场网络结构的半开放性和非均衡性的特点。近代淮河流域商路变迁和城乡市场网络体系的形成,是中国经济发展的一项重要内容,它标志着传统经济向市场经济的近代转型,是当时淮河流域经济社会发展的一种新趋向。

关键词：近代淮河流域城乡市场市场网络

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中国陆地边境地区人口收缩演变特征及影响因素

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资源科学 2024年第6期46卷 1045-1059页

作者：冯可心刘振刘盛和刘慧中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

【目的】探讨边境地区人口收缩的演变规律及成因机制,能够为边境地区可持续发展和国家边境安全政策制定提供参考和支撑。【方法】本文基于1990—2020年4次全国人口普查数据,分析中国陆地边境地区133个县级行政单元人口收缩的时空格局特... 详细信息

【目的】探讨边境地区人口收缩的演变规律及成因机制,能够为边境地区可持续发展和国家边境安全政策制定提供参考和支撑。【方法】本文基于1990—2020年4次全国人口普查数据,分析中国陆地边境地区133个县级行政单元人口收缩的时空格局特征,从人口自然增长和人口迁移等角度揭示人口收缩的结构特征,并通过有序logistic回归模型分析人口收缩的影响因素,提出应对边境地区人口收缩的政策建议。【结果】研究发现:①1990—2010年边境地区多数县级单元人口规模保持增长态势,仅东北边境地区人口收缩较为明显;2010年以后,边境地区人口变化出现明显转折,人口收缩单元急剧增加,且人口重度收缩单元占据主体。②不同边境地区在人口收缩出现的时间点和收缩程度上均存在显著差异,东北边境地区人口收缩现象出现最早,收缩程度也最剧烈;北方边境和西南边境主要自2010年以后出现大范围的人口收缩,其中北方边境人口收缩程度明显高于西南边境;新疆和西藏边境多数地区未出现人口收缩。③经济发展速度放缓、边境政策影响力下降、省会城市的虹吸效应以及人口自然增长率的快速降低是边境地区人口收缩的重要成因。【结论】中国陆地边境人口收缩区总体呈加速扩张趋势,以东北边境、北方边境以及西南边境最为突出。为促进边境地区可持续发展,应针对其成因制定人口收缩的应对政策。

关键词：边境地区人口收缩人口迁移城镇化边境安全有序logistic回归中国

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基于粒子群优化的故障特征提取技术研究

基于粒子群优化的故障特征提取技术研究

数字化推动新质生产力加快形成的理论逻辑与实践路径

第九届全国振动理论及应用学术会议暨中国振动工程学会成立...

作者：潘宏侠黄晋英毛鸿伟刘振旺中北大学机械工程与自动化学院

齿轮传动箱的故障征兆,可以通过不同的特征参量表现出来。传动箱工作过程中,由于响应信号成分复杂,提取其敏感的故障特征信息非常困难。故障程度、部位和类型等对特征参量的敏感程度差别很大,通过传统的特征提取和分析方法可以建立庞大... 详细信息

齿轮传动箱的故障征兆,可以通过不同的特征参量表现出来。传动箱工作过程中,由于响应信号成分复杂,提取其敏感的故障特征信息非常困难。故障程度、部位和类型等对特征参量的敏感程度差别很大,通过传统的特征提取和分析方法可以建立庞大的特征参量集。如何从众多的特征参量中确定可靠有效的故障特征参量,如何根据故障对特征参量的敏感程度优化筛选特征参量集,是实现实时在线故障诊断亟待解决的一个问题。本文针对传动箱故障特征选择问题,提出了基于粒子群优化(PSO)算法的特征选择方法。将粒子群优化技术用于研究传动箱振动响应信号的分析与处理,用于故障诊断特征参量集的提取与优化,形成了适合该齿轮传动箱的有效故障特征参量,从而建立了与齿轮传动箱故障现象密切相关的特征参量集。把此算法应用到齿轮传动箱故障诊断中,结果证明,该算法有很好的效果,提高了诊断精度,比常用的梯度下降算法具有更快的优化速度。

关键词：粒子群优化故障诊断特征提取传动箱

来源： cnki会议评论

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内蒙古社会科学 2024年第4期45卷 162-169页

作者：姚宇刘振华陕西师范大学国际商学院陕西西安710062

数字经济为我国经济实现弯道超车提供了重大机遇,更为新质生产力的加快形成提供了关键支撑。数字化赋能新质生产力加快形成的理论逻辑就是通过数字化技术(潜在生产力)的广泛应用、生产关系的数字化调整和上层建筑的数字时代转变对直接... 详细信息

数字经济为我国经济实现弯道超车提供了重大机遇,更为新质生产力的加快形成提供了关键支撑。数字化赋能新质生产力加快形成的理论逻辑就是通过数字化技术(潜在生产力)的广泛应用、生产关系的数字化调整和上层建筑的数字时代转变对直接生产力各组成部分(生产力三要素及其优化组合)分别赋能。基于理论逻辑,数字化推动新质生产力加快形成的实践路径应包括:以数字化教育助推劳动者习得数字化技能,以数字社会建设提升劳动者数字化素养,以宣传数字时代楷模推进劳动者数字化思维模式的转变;以改造升级物质形态的劳动工具实现操作动力工具和信息采集工具的数字化,以软件形态劳动工具的创新应用实现思维工具的数字化;以产业数字化推动生产信息的数据化,以数字产业化推进生活、生态和社会运行信息的数据化;以有效市场构建实现企业管理的数字化,以有为政府建设实现公共管理和社会管理的数字化。当前,应坚定地以数字化驱动新质生产力的加快形成,进而推进我国经济高质量发展和实现中国式现代化。

关键词：数字化新质生产力理论逻辑实践路径

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海洋环境噪声空间相关系数的统计特性

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：任超黄益旺哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨工程大学水声工程学院

由于海洋环境的复杂性和随机性，实测海洋环境噪声空间相关系数同样具备随机性。本文利用南海浅海海洋环境噪声数据，分析比较了窄带以及宽频带海洋环境噪声空间相关系数统计特性，计算了海洋环境噪声空间相关系数的估计误差。结果表明... 详细信息

由于海洋环境的复杂性和随机性，实测海洋环境噪声空间相关系数同样具备随机性。本文利用南海浅海海洋环境噪声数据，分析比较了窄带以及宽频带海洋环境噪声空间相关系数统计特性，计算了海洋环境噪声空间相关系数的估计误差。结果表明：实测海洋环境噪声相关函数样本服从正态分布，噪声相关系数样本服从截断正态分布；带宽越宽海洋环境噪声空间相关系数概率密度分布越集中，在数据量一定的条件下，宽频带噪声空间相关系数的估计精度高于窄带噪声。

关键词：海洋环境噪声空间相关系数统计特性宽频带噪声区间估计概率密度正态分布估计误差

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数据不平衡中的表情识别关键技术研究

数据不平衡中的表情识别关键技术研究

作者：刘振宇齐鲁工业大学

学位级别：硕士

表情作为人类非言语沟通中不可或缺的组成部分,承载着丰富的情绪信息。随着人工智能领域迅猛发展,表情识别技术旨在使机器能够像人类一样理解和解释情绪表达,现已成为机器学习和模式识别研究中备受关注的问题。然而,在现实应用中,表情... 详细信息

表情作为人类非言语沟通中不可或缺的组成部分,承载着丰富的情绪信息。随着人工智能领域迅猛发展,表情识别技术旨在使机器能够像人类一样理解和解释情绪表达,现已成为机器学习和模式识别研究中备受关注的问题。然而,在现实应用中,表情识别面临的数据不平衡挑战限制了其准确率,并对技术广泛应用造成了局限。因此,开发能够克服数据不平衡问题的表情识别方法具有重要意义。目前,表情识别在图像级别上取得了一定进展,但在动态不平衡表情识别方面仍面临多个挑战:(1)传统模型在视频级别上常常存在精度低、泛化性差等问题;(2)现有模型难以兼顾准确性与计算效率,无法满足实时性需求。(3)现有的实时表情识别系统面临着高误差和推广困难等问题。基于以上问题,本文提出两种动态表情识别方法和一个表情识别系统进行研究,主要创新点与贡献如下:(1)针对传统表情识别模型由于数据不平衡导致的准确性差且泛化能力不足等问题,本文提出了一种融合Dempster-Shafer(DS)证据理论的不平衡表情识别框架。首先,采用空间注意力机制将每一帧表情输入到空间特征提取模块中,以有效地静态获取空间特征。其次,在时间方向上对这些空间特征进行组合,并输入到时间特征提取模块中以捕捉视频的时间信息。最后,针对现实场景下存在的数据不平衡问题,设计了一个结合时空特征提取的多分类器动态参与策略。该策略通过精细化的空间注意力机制和时间信息融合,优化了分类器的动态调节过程,显著提升了对复杂表情数据的预测精度。进一步的实验验证表明,该方法在多元数据集上表现出良好的性能,有效克服了传统模型面临的泛化性和准确性限制。(2)为了克服传统实时表情识别模型在准确性和复杂度之间的权衡难题,以及无法很好地缓解数据不平衡带来的局限性,本文提出了基于Valence-Arousal(VA)情感模型的不平衡表情实时识别框架,该框架分为表情掩码生成预训练和时空融合微调两大关键阶段。首先,在预训练阶段设计具有良好泛化性的Transformer架构来提取空间特征。其次,在微调阶段通过Sobel算子引入时间特征,与空间特征相结合,优化信息融合过程,从而降低模型参数量。最后,采用平滑策略进一步确保了表情识别的实时性。该方法将VA模型的情感理论与Transformer架构的深度学习技术相结合,并通过精简的网络设计大幅降低模型复杂度,从而实现了高效且精确的不平衡表情实时识别。经过大量的实验验证表明,该方法具有良好的精度和实时性能。(3)针对现实应用中动态表情识别数据不平衡、环境多变且对实时性有极高要求的挑战,本文研发了一种数据不平衡中的实时表情识别交互系统。该系统专为复杂多变的不平衡数据环境设计,分为三个核心阶段:实时数据捕获、高效表情解析、及动态适应调整。首先,在实时数据捕获阶段,采用高灵敏度传感器与先进的图像处理技术,实现对用户表情的快速捕捉和高精度编码。接着,在高效表情解析阶段,引入(2)中的实时人脸表情识别方法,旨在提升表情数据的处理速度与解析准确性。最后,在动态适应调整阶段,引入(1)中的多分类器动态参与策略,根据应用场景实时反馈调整模型参数,确保在不同环境下均能保持良好的识别性能。该系统通过对实时性和准确性的双重优化,以及针对数据不平衡问题进行的自适应调整,使其在现实环境中展现出一定的应用潜力。

关键词：表情识别数据不平衡 Dempster-Shafer证据理论 Transformer Valence-Arousal情感模型

长三角地区人口“镇化”发展与小城镇交通优势度的空间关系

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地理学报 2024年第6期79卷 1433-1448页

作者：王雪芹刘振刘盛和周蕾王维苗毅南京邮电大学地理与生物信息学院南京210023 中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 山东师范大学地理与环境学院济南250358

探讨长三角地区2460个小城镇人口“镇化”发展与交通优势度的空间格局特征及两者的空间关系,并结合双变量空间自相关方法揭示交通对人口“镇化”发展的影响机制。结果发现:①2017年长三角地区人口“镇化”发展总体处于初、中期阶段,五... 详细信息

探讨长三角地区2460个小城镇人口“镇化”发展与交通优势度的空间格局特征及两者的空间关系,并结合双变量空间自相关方法揭示交通对人口“镇化”发展的影响机制。结果发现:①2017年长三角地区人口“镇化”发展总体处于初、中期阶段,五成以上小城镇人口“镇化”水平不足30%;小城镇交通优势度空间分异特征显著,形成以上海为一级中心、以苏锡常、杭州、宁波和合肥为二级中心、以欠发达城市远郊与安徽省际交界地带为外围圈层的“中心—外围”结构;②人口“镇化”水平与交通优势度总体协调度较高,但以两者同步偏低为主,协调性随着与中心城区距离的增大而降低;上海、苏锡常等发达地区也存在交通发达但人口“灯下黑”的小城镇,苏北、安徽等欠发达地区存在交通落后但人口集聚度较高的小城镇;③交通对人口“镇化”发展具有显著正向影响;④区位子要素对人口“镇化”发展整体呈正向促进作用,但也存在负向影响的特殊情况,越发达的地区这种正向效应与负向效应均越显著;交通可达性主要通过站点枢纽效应促进各类要素与技术以空间外溢的形式在核心城市与一般城镇之间传递,重塑小城镇经济优势从而促进人口集聚;路网密度主要是通过影响出行成本以及要素流通速度与规模影响人口向镇区的集聚。

关键词：小城镇人口“镇化” 交通优势度空间关系长三角地区

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