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基于自校准机制的时空采样图卷积行为识别模型

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工程科学学报 2024年第3期46卷 480-490页

作者：曹毅吴伟官张小勇夏宇高清源江南大学机械工程学院无锡214122 江南大学江苏省食品制造装备重点实验室无锡214122

针对现有行为识别算法忽视时空信息上下文的依赖关系和缺乏多层次感受野的特征提取问题,本文提出一种基于自校准机制的时空采样图卷积网络行为识别模型.首先,介绍ST-GCN和3D-GCN、Transformer和自注意力机制的工作原理,并分析了3D-GCN和... 详细信息

针对现有行为识别算法忽视时空信息上下文的依赖关系和缺乏多层次感受野的特征提取问题,本文提出一种基于自校准机制的时空采样图卷积网络行为识别模型.首先,介绍ST-GCN和3D-GCN、Transformer和自注意力机制的工作原理,并分析了3D-GCN和Transformer不能有效进行时空上下文建模;其次,为有效进行时空上下文建模而提出了一种时空采样图卷积网络,其以时序连续多帧作为时空采样将全局动作分为多个子动作,通过非局部网络计算单一节点与采样频率帧内所有节点的相关性来建立局部跨时空依赖关系,并通过结合非局部网络和时域卷积计算单个采样子动作与全局子动作的相关性以此来建立全局跨时空依赖关系;然后,为了有效地增强多层次的感受野来捕获更具判别力的时域特征,提出了一种时域自校准卷积网络在两个不同的尺度时空中分别进行卷积并特征融合:一种是原始比例尺度的时空,另一种是使用下采样具有较小比例尺度的潜在时空;再者,结合时空采样图卷积网络和时域自校准网络构建基于自校准机制的时空采样图卷积网络行为识别模型,在多流网络下进行端到端的训练.最后,基于NTU-RGB+D和NTU-RGB+D120骨架动作数据集开展了骨架行为识别的相关实验研究,研究结果表明该行为识别模型具有高效的时空特征提取能力以及优秀的性能.

关键词：行为识别时空采样图卷积时空上下文时域自校准多流网络

基于机器视觉的建筑管道内堵塞物检测关键技术研究与算法优化

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基于机器视觉的建筑管道内堵塞物检测关键技术研究与算法优化

作者：崔清源安徽建筑大学

学位级别：硕士

建筑管道随着日积月累的使用,内部会逐渐产生堵塞物,若未及时对其进行清理,将会产生诸如细菌滋生,管道加速老化甚至损坏,从而降低管道的使用安全性及使用寿命。本文探索基于机器视觉技术对建筑管道内环境进行图像采集并进行堵塞物检测,... 详细信息

建筑管道随着日积月累的使用,内部会逐渐产生堵塞物,若未及时对其进行清理,将会产生诸如细菌滋生,管道加速老化甚至损坏,从而降低管道的使用安全性及使用寿命。本文探索基于机器视觉技术对建筑管道内环境进行图像采集并进行堵塞物检测,涉及的关键技术包括:多电机协同控制技术;管道内机器人行走路径规划技术;目标检测算法优化技术。通过搭建实验平台模拟建筑管道内堵塞物检测方法,结果表明优化后的算法有效。论文具体研究内容如下:首先,本研究从检测目标、检测环境、适用范围等设计条件出发,设计了管道检测机器人的整体结构。在结构设计中提出了差速转向、多电机协同驱动、相机多角度调节等设计方案,同时对管道检测机器人的材料、图像采集设备及密封方法进行了分析对比;对传动系统进行了计算;对控制方式进行了介绍。最终确定了管道检测机器人的三维结构。其次,对建筑管道内可能存在的堵塞物进行归类汇总,并从中选择石头和树枝两种典型的堵塞物作为代表,建立相应的数据集,通过几何变换、色彩变换等方法进行数据增强操作对数据集进行扩充。再次,通过目标检测算法YOLOv5进行算法模型训练。先使用原有YOLOv5算法进行模型训练;并对原有YOLOv5算法进行了优化。通过在原有YOLOv5算法中添加Sim AM注意力机制、通过双向特征金字塔网络结构代替特征融合结构、改进损失函数SIOU来对原有的算法进行优化,以提高检测的精度。融合了本文提出的各模块优化后的YOLOv5算法在所采集到的图像中的检测精度平均值相比于原有算法提升了5.2%,从84.3%提升到了89.5%,优化效果良好。最后,使用模拟的建筑管道、管道检测机器人、上位计算机、工业相机、外置电源、机器人拖曳供电电缆、工业相机数据传输拖曳数据线及补偿光源搭建检测平台进行实验,对建筑管道内部环境进行模拟并使用管道检测机器人进入其中,通过其搭载的工业相机进行图像采集,并对采集到的图像进行检测。实验结果表明,相较于使用原有的YOLOv5算法,使用优化后的算法进行检测置信度得到了提升,且漏检和边界框标注不准确的问题也得到了改善。随后通过C#语言对建筑管道内堵塞物检测平台进行了软件设计,通过该平台可对本研究中出现的石头和树枝类别的建筑管道内堵塞物进行检测并保存检测结果。初步的研究结果表明,设计的管道检测机器人适合用于建筑管道内堵塞物检测,优化后的目标检测算法显著提高了检测精度。

关键词：机器视觉建筑管道深度学习 YOLOv5 管道检测机器人

具身认知视角下的非遗手工艺文创产品设计研究

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具身认知视角下的非遗手工艺文创产品设计研究

作者：林清源景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

数字技术的迅猛发展,文化产业正迎来一场前所未有的创新浪潮,成为推动全球经济发展的重要动力。在此过程中,非物质文化遗产作为文化产业的关键组成部分,其保护、传承与开发的重要性日益凸显。然而,城镇化进程中出现的乡村文化断层和人... 详细信息

数字技术的迅猛发展,文化产业正迎来一场前所未有的创新浪潮,成为推动全球经济发展的重要动力。在此过程中,非物质文化遗产作为文化产业的关键组成部分,其保护、传承与开发的重要性日益凸显。然而,城镇化进程中出现的乡村文化断层和人口流失现象,对传统手工艺的持续传承与保护构成了重大挑战。文创产品作为重要传播媒介之一,具有传承和创新的重要作用,将非遗手工艺为源泉进行文创产品的设计,以新颖的形式传播,能够激发出非遗手工艺新的生命力和创造力。本文从具身认知理论出发,对非遗手工艺及文创产品的概念及特征进行理论阐述,分析具身认知理论与非遗手工艺的设计关联性,提出具身认知视角下的非遗手工艺文创产品设计方法,并从身体行为(工艺流程)、物质情境(工具、材料、情境)、意义构建(民俗文化、精神文明、人文历史)三方面进行元素提取与转译,形成交互驱动并以身体体验为主旨的非遗手工艺文创产品设计方法。此外,对非遗手工艺文创产品的目标用户以深度访谈和问卷调查形式进行调研分析,深入了解用户的需求和偏好,进一步提炼出用户的隐性需求,为文创产品设计提供了重要的参考依据。最后,以博物馆文创产品设计为目标,对具体非遗手工艺进行考察分析,在深入分析相关非遗手工艺历史与发展背景、工艺过程和文化内涵的基础上,开展了具身认知视角下的非遗手工艺的文创产品设计实践。本研究不仅为非遗手工艺文创产品设计理念提供了新的视角,也是对文创产品类型与设计实践及交互形式的积极探索。通过这种设计方法,使更广泛的人群能够亲身体验到非遗手工艺的独特魅力,从而增强非遗的社会影响力和文化认同。

关键词：文创产品设计非遗手工艺具身认知

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承压含水层深基坑降水引起地表沉降试验研究

地下空间与工程学报 2024年第3期20卷 917-928页

作者：杨清源王子珺广州番禺职业技术学院建筑工程学院广州511483 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

由于受到经济或技术因素影响,当基坑所在承压水层埋深范围较大时,承压水层未被地连墙完全隔离,基坑内外水流在地连墙底部流动。为研究在基坑内外承压水层未完全隔离条件下基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降变化,以深圳某地铁车站基坑... 详细信息

由于受到经济或技术因素影响,当基坑所在承压水层埋深范围较大时,承压水层未被地连墙完全隔离,基坑内外水流在地连墙底部流动。为研究在基坑内外承压水层未完全隔离条件下基坑内不完整井降水引起坑外地表沉降变化,以深圳某地铁车站基坑工程为例,采用模型试验及理论分析研究手段,揭示了典型承压水层绕渗引起水位变化规律,提出了承压水层不完整井降水有效影响深度确定方法、坑外水位变化曲线公式及绕渗区范围确定方法。基于上述理论研究,提出考虑绕渗影响坑外地表沉降计算方法,通过与试验对比,可较准确反映绕渗作用下坑外地表沉降变化。上述成果为类似区域基坑降水引起坑外地表沉降的研究提供了理论基础。

关键词：承压含水层模型试验有效影响深度降水曲线地表沉降

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块菌贮藏期间细菌菌相分析及精油抑菌研究

食品工业科技 2024年第15期45卷 161-167页

作者：清源方志荣吴瑕姚昕林巧尹胜西昌学院攀西特色作物研究与利用四川省重点实验室四川西昌615013 西昌学院农业科学学院四川西昌615013 会东高川天源农业科技有限公司四川会东615200

为揭示印度块菌(Tuber indicum)4℃贮藏期间的表面微生物变化规律,鉴定优势腐败细菌并选择出抑菌效果好的天然抑菌剂。本文利用高通量测序与传统培养技术,对印度块菌贮藏过程中表面菌群结构及优势腐败菌进行研究。通过测定抑菌率,计算... 详细信息

为揭示印度块菌(Tuber indicum)4℃贮藏期间的表面微生物变化规律,鉴定优势腐败细菌并选择出抑菌效果好的天然抑菌剂。本文利用高通量测序与传统培养技术,对印度块菌贮藏过程中表面菌群结构及优势腐败菌进行研究。通过测定抑菌率,计算半数有效浓度(EC50)等,研究5种天然植物精油对优势腐败菌的抑制效果。结果表明,贮藏期间印度块菌表面菌落总数呈增加趋势,第15 d时达到2.28×10^(6) lg CFU/g并出现异味、发粘或发霉等现象,至30 d时到达货架期终点。贮藏期间的优势菌门为Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Firmicutes和Verrucomicrobia。优势菌属为Pseudomonas、Rhizobium、Pedobacter、Sphingobacterium、Flavobacterium、Serratia、Janthinobacterium、Sphingopyxis和Variovorax。此次共分离得到2株可导致块菌腐烂率达90%以上的细菌,经鉴定分别为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和粪小短杆菌(Brachybacterium faecium)。所用5种精油中,柠檬草精油对***的抑菌效果最好,EC50值为5.471μL/L;百里香精油对***的抑菌效果最好,EC50值为6.350μL/L。本研究为后续开展柠檬草和百里香精油复配在块菌采后贮藏保鲜上的应用,延长其货架期提供了一定理论依据。

关键词：印度块菌传统培养技术高通量测序优势腐败菌

重庆涪陵北部二叠系富有机质沉凝灰岩层系地质特征及甜点区优选

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石油实验地质 2024年第1期46卷 64-74页

作者：董清源徐旭辉李国发中国石油大学(北京)地球物理学院北京102249 中国石化石油物探技术研究院有限公司南京211103

重庆涪陵北部二叠系吴家坪组二段(吴二段)沉凝灰岩是一种新型富有机质烃源岩,是非常规气藏勘探的新领域。明确吴二段沉凝灰岩层系关键甜点参数的分布是勘探评价的首要问题。通过钻测录井、实验分析及地震等资料,从沉凝灰岩层系的有机地... 详细信息

重庆涪陵北部二叠系吴家坪组二段(吴二段)沉凝灰岩是一种新型富有机质烃源岩,是非常规气藏勘探的新领域。明确吴二段沉凝灰岩层系关键甜点参数的分布是勘探评价的首要问题。通过钻测录井、实验分析及地震等资料,从沉凝灰岩层系的有机地球化学特征、岩性特征、厚度分布、地层压力及裂缝发育等成藏富集地质条件入手,聚焦岩性品质及可压缝网两个关键因素,优中选优,评价目标甜点区。研究结果表明:涪陵北部吴二段沉凝灰岩层系处于深水陆棚相,有机质丰度高,TOC含量主要为5%~6%,Ro为1.90%~2.44%,有机质类型以Ⅰ和Ⅱ型为主,TOC含量大于4%的优质沉凝灰岩段厚度在15~20 m之间,分布面积广;优质沉凝灰岩段储集空间多样,孔隙度较高,脆性矿物含量较高,地层压力系数为高—超高压级别,同时转折端发育小型—微型裂缝带,体现了良好的“自生自储”含气勘探潜力;涪陵北部吴二段沉凝灰岩层系气藏具有优质控富、超压控藏及缝网控甜的规律。结合主控因素初步建立吴二段沉凝灰岩层系甜点评价标准,优选出3个目标甜点区,面积达186.4 km2,其中研究区西北部L2-L1井区油气显示良好,可以作为近期勘探的有利目标。

关键词：沉凝灰岩层系岩性品质储层预测甜点优选吴二段涪陵北部重庆

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MABR用中空纤维膜制备及性能研究

化学工业与工程 2024年

作者：纪清源解利昕吴怡萱徐世昌天津大学化工学院天津市膜科学与海水淡化重点实验室

探究了制膜条件对热致相分离法制备的聚丙烯中空纤维膜性能的影响，制备出孔径分布窄、泡点压力高的中空纤维膜。用邻苯二酚(CCh)-聚乙烯亚胺(PEI)共沉积法对膜进行了改性，对膜的形貌、性能进行了表征和测试。改性后接触角降低，表面... 详细信息

探究了制膜条件对热致相分离法制备的聚丙烯中空纤维膜性能的影响，制备出孔径分布窄、泡点压力高的中空纤维膜。用邻苯二酚(CCh)-聚乙烯亚胺(PEI)共沉积法对膜进行了改性，对膜的形貌、性能进行了表征和测试。改性后接触角降低，表面电位提高。MABR实验结果表明，改性膜挂膜时间短，氧总传递系数增大约3倍，COD去除率达89.0%，NH4+-N去除率达89.3%。改性膜也表现出良好的抗污染能力，在连续运行20 d后氧总传递系数降幅4.6%，远低于原膜降幅27.9%。

关键词： MABR 表面改性中空纤维膜热致相分离邻苯二酚聚乙烯亚胺

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黄土地基中能量桩群桩承载变形性状模型试验

太阳能学报 2024年第1期45卷 415-422页

作者：曹卫平李庆赵敏李清源罗龙平西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安工业大学建筑工程学院西安710021

基于室内缩尺试验研究了含能量桩群桩在4次冷热循环过程中的桩身热力学特性及桩基承载变形特性变化规律,分析冷热循环对桩土温度、承台沉降、桩顶荷载及桩身摩阻力的影响。试验结果表明:冷热循环过程中能量桩较浅位置处桩身及桩侧土温... 详细信息

基于室内缩尺试验研究了含能量桩群桩在4次冷热循环过程中的桩身热力学特性及桩基承载变形特性变化规律,分析冷热循环对桩土温度、承台沉降、桩顶荷载及桩身摩阻力的影响。试验结果表明:冷热循环过程中能量桩较浅位置处桩身及桩侧土温度始终高于较深处,热循环过程中能量桩的传热效率高于冷循环过程。冷热循环会使承台顶面的工作荷载及群桩中各基桩的桩顶荷载发生往复变化,相应地引起承台发生往复倾斜,热循环引起的承台倾斜稍大于冷循环。热循环引起的能量桩桩身上部摩阻力为负,下部为正,冷循环时则相反。

关键词：能量桩黄土模型试验承载变形性状冷热循环传热效率承台

间歇式运行模式下黄土地基中能量桩热-力特性模型试验

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土木工程学报 2024年第9期57卷 123-134页

作者：曹卫平李清源赵敏吴奇兴李庆西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学陕西省岩土与地下空间工程重点实验室陕西西安710055 西安工业大学陕西西安710021

能量桩是将传统桩基与地源热泵相结合的一种建筑节能新技术。为研究黄土地层中能量桩热交换效率及承载变形特性,了解黄土饱和状态对能量桩热交换效率、桩土温度、桩土沉降及桩身轴力、摩阻力的影响规律,开展间歇式运行模式下黄土处于天... 详细信息

能量桩是将传统桩基与地源热泵相结合的一种建筑节能新技术。为研究黄土地层中能量桩热交换效率及承载变形特性,了解黄土饱和状态对能量桩热交换效率、桩土温度、桩土沉降及桩身轴力、摩阻力的影响规律,开展间歇式运行模式下黄土处于天然湿密状态及饱和状态的能量桩模型试验。试验采用的黄土为人工配制黄土,模型桩为内置单U形换热管的现浇钢筋混凝土桩。试验结果表明:黄土中能量桩具有较高的热交换效率,黄土饱和时能量桩的热交换效率大于黄土处于天然湿密状态,随着无量纲直径D/L的增大,能量桩的热交换效率增加。不论黄土处于天然湿密状态还是饱和状态,桩顶沉降呈现出棘轮形式并随冷热循环次数增加逐渐增大。热循环、冷循环对能量桩的承载力影响不同,经过每一个完整的冷热循环后,桩的承载力均降低了。该文还建立了计算能量桩热交换效率的新公式,该公式考虑了桩身侧表面积及循环液与初始地温差的影响。

关键词：能量桩承载变形特性冷热循环黄土模型试验