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基于点云与图像的沥青路面构造深度预测模型

太原理工大学学报 2025年

作者：英红朱嘉丽覃云涛刘曦民桂林电子科技大学建筑与交通工程学院

针对实现输入数字图像纹理参数即可获得沥青路面平均构造深度的目标，首先，使用智能手机和自制暗箱采集沥青路面数字图像，从预处理后的数字图像中提取像素参数及灰度共生矩阵特征参数共11个特征。结合Pearson相关系数、随机森林（RF... 详细信息

针对实现输入数字图像纹理参数即可获得沥青路面平均构造深度的目标，首先，使用智能手机和自制暗箱采集沥青路面数字图像，从预处理后的数字图像中提取像素参数及灰度共生矩阵特征参数共11个特征。结合Pearson相关系数、随机森林（RF）和轻量的梯度提升机（LightGBM）的特征重要性融合结果，筛选出6个最佳特征参数作为预测模型的输入数据集。其次，采用三维激光扫描仪采集相对应的沥青路面三维点云数据，提出一种模拟铺沙面的平均构造深度计算方法。本文采用广义回归神经网络（GRNN）、RF和LightGBM三种机器学习方法构建沥青路面平均构造深度预测模型，同时利用网格搜索算法优化超参数，选取R2、MAE、RMSE量化评价不同模型的预测性能。结果表明，GRNN、RF和LightGBM三种预测模型对路面平均构造深度的预测效果均较好，R2均达到0.85，其中LightGBM模型的综合评价最优，R2为0.9436，比其他模型分别高3.2111%、9.3048%。

关键词：道路工程沥青路面平均构造深度三维点云技术灰度共生矩阵机器学习

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长江中下游干流含沙量变化特征

泥沙研究 2025年

作者：叶新郭磊城陈嘉民朱春燕华东师范大学河口海岸学国家重点实验室

由于气候变化和人类活动的影响，长江中下游干流的水沙过程发生显著变化。含沙量是反映水沙关系的重要指标，为了明晰新形势下长江中下游含沙量变化的特征，基于实测数据分析了含沙量的时空变化过程。受上游来沙减少影响和床沙粗化向下... 详细信息

由于气候变化和人类活动的影响，长江中下游干流的水沙过程发生显著变化。含沙量是反映水沙关系的重要指标，为了明晰新形势下长江中下游含沙量变化的特征，基于实测数据分析了含沙量的时空变化过程。受上游来沙减少影响和床沙粗化向下游传递，荆江河段含沙量极低，河床的泥沙补给作用减弱，洞庭湖和鄱阳湖等湖泊及支流的泥沙输入对中下游干流的贡献增加，对增大长江下游及河口的输沙量起到关键作用。

关键词：长江中下游含沙量恢复支流湖泊泥沙补给床沙粗化

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基于改进序列凸优化的多无人机航迹规划方法

智能系统学报 2025年

作者：穆凌霞李筱王斑张友民冯楠薛向宏西安理工大学自动化与信息工程学院西北工业大学航空学院康考迪亚大学机械工业与航空工程系北京科技大学智能科学与技术学院

随着人工智能技术的迅速发展，利用多架无人机执行飞行任务成为研究的热点之一。本文研究多架无人机到达同一目标点的航迹规划问题，首先建立最优控制问题，采用符号距离函数将非凸避障约束进行凸化；接着考虑了无人机离散序列间的避障... 详细信息

随着人工智能技术的迅速发展，利用多架无人机执行飞行任务成为研究的热点之一。本文研究多架无人机到达同一目标点的航迹规划问题，首先建立最优控制问题，采用符号距离函数将非凸避障约束进行凸化；接着考虑了无人机离散序列间的避障约束，保证在连续时间内多无人机的飞行安全；最后提出了自适应信赖域序列凸优化算法，能够保证在每次序列迭代中都能找到近似凸子问题的解，快速求解得到多无人机最优航迹。该算法适用于威胁环境下多无人机协同到达指定的目标点，具有较快的收敛速度。

关键词：多无人机航迹规划避障约束符号距离函数凸优化自适应信赖域近似凸子问题协同到达

基于剪枝-蒸馏的视觉Transformer模型压缩

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西安电子科技大学学报 2025年

作者：郑洋蒋晓天付东豪郭开泰梁继民西安电子科技大学电子工程学院

现如今，视觉Transformer在计算机视觉领域的许多任务中都取得了卓越的表现，但其复杂的网络结构通常需要占用大量的存储和计算资源，因此难以在计算资源受限设备上广泛部署。为此本文提出了一种基于剪枝和蒸馏的视觉Transformer模型压... 详细信息

现如今，视觉Transformer在计算机视觉领域的许多任务中都取得了卓越的表现，但其复杂的网络结构通常需要占用大量的存储和计算资源，因此难以在计算资源受限设备上广泛部署。为此本文提出了一种基于剪枝和蒸馏的视觉Transformer模型压缩方法，旨在保证模型性能的前提下缩减模型大小。首先，通过对视觉Transformer的结构分析，确定宽度剪枝的对象为多头自注意力中的注意力头和多层感知机中隐藏层的神经元，并采用基于模型损失函数变化的参数重要性评估策略对其进行参数重要性评估。其次，通过剪枝后蒸馏策略在模型宽度维度进行裁剪并恢复剪枝后宽度子网络的精度。最后，在深度维度上，通过剪枝后蒸馏得到最终的压缩模型。所提出方法在Tiny ImageNet、CIFAR-100和CIFAR-10数据集上对视觉Transformer进行了压缩实验。其中，在Tiny ImageNet上，ViT-S模型在参数量和计算量减少30%时，精度仅降低0.3%，而ViT-B模型精度甚至提升了0.6%。实验结果表明，所提方法能够有效实现模型精度和压缩率的平衡。

关键词：模型压缩视觉Transformer 剪枝知识蒸馏

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虑及时变时滞的伺服电机传动系统稳定性分析

电子测量技术 2025年

作者：陈子欢周占民王鑫于齐李旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所大连理工大学机械工程学院

针对伺服电机传动系统建模过程对时滞的考虑不够充分、控制增益的整定缺乏以系统稳定为前提给出的分析、系统稳定判据保守性相对较高的问题，本文提出了一个具有更低保守性的时滞相关稳定判据。首先在惯量结构模型考虑时变时滞并通过设... 详细信息

针对伺服电机传动系统建模过程对时滞的考虑不够充分、控制增益的整定缺乏以系统稳定为前提给出的分析、系统稳定判据保守性相对较高的问题，本文提出了一个具有更低保守性的时滞相关稳定判据。首先在惯量结构模型考虑时变时滞并通过设计相应的控制器建立了时滞闭环系统状态空间方程，然后利用Lyapunov泛函分析法结合自由权矩阵、时滞分割、积分不等式等技术以降低稳定判据的保守性。通过运行MATLAB程序得出了由该稳定判据保证系统稳定的控制器增益适用时滞范围，并得出本文判据使系统稳定的最大时滞上界提高了46.33%，验证了本文判据具有更低的保守性。本文的稳定性分析研究为更复杂的伺服电机传动系统分析与控制提供理论参考。

关键词：稳定性分析 Lyapunov-Krasovskii泛函伺服电机传动系统时变时滞状态空间

直流GIL内金属微粒/粉尘面向三支柱绝缘子的吸附行为与闪络特性

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高电压技术 2025年

作者：李玄尹奕淳王媛边亚琳李庆民王健新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 中国电力科学研究院

GIL作为构建新能源电力系统不可或缺的物理支撑，内部三支柱绝缘子由于几何结构复杂、直流电荷积聚严重，极易吸附残留的金属异物造成表面电荷畸变并诱发沿面闪络，严重影响直流输电系统的安全可靠运行。据此本文搭建了三支柱绝缘子电... 详细信息

GIL作为构建新能源电力系统不可或缺的物理支撑，内部三支柱绝缘子由于几何结构复杂、直流电荷积聚严重，极易吸附残留的金属异物造成表面电荷畸变并诱发沿面闪络，严重影响直流输电系统的安全可靠运行。据此本文搭建了三支柱绝缘子电荷测量与沿面闪络实验平台，观测并分析金属微粒与粉尘吸附的动力学特征行为，获得了不同异物影响的电荷分布与沿面放电规律，并从微观角度解释电荷积聚与闪络形成原因。研究结果表明：金属微粒从绝缘子柱腿顶部逐渐向底部吸附，腹部吸附量较少并受电场梯度力竖直排布，电场力和库仑力是积聚式吸附的决定性因素；粉尘电荷积聚明显影响吸附，粒子间微观静电力与范德华力是爆炸式扩散的驱动性因素，比面积与压力决定的静摩擦力是保持稳定吸附的必要因素。金属微粒导致绝缘子顶部呈大量负极性电荷峰、底部微量正极性电荷峰，支腿中部影响最显著，线形微粒对电荷积聚和闪络的影响最强、片状与球形微粒影响较弱，微粒尺寸越长、半径越小，负极性下闪络电压更低；粉尘弥散分布形成大面积负极性电荷斑，电荷积聚量与沿面闪络电压呈负相关，闪络电压最多降低32.7%，极易放电造成危害，气体电离源、面电导减小和等效电容充电是表面电荷的注入来源。该研究成果可为GIL三支柱绝缘子的绝缘设计和故障防护提供理论基础。

关键词：三支柱绝缘子金属微粒微纳粉尘受力吸附沿面闪络

不同位移幅值下LSP-TC4合金的切向微动磨损行为

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中国表面工程 2025年

作者：宋伟陈昊翔李凯民夏春晨孟亚惠兰州理工大学石油化工学院甘肃省特种设备检验检测研究院

微动磨损现象普遍存在于航空航天、海洋设备、化工设备和核电能源等领域。由于TC4合金较差摩擦学特性和加工硬化能力，导致其对微动磨损很敏感。为提高TC4合金表面的抗微动磨损特性，拓展其应用场景，对TC4合金表面进行激光冲击强化处理... 详细信息

微动磨损现象普遍存在于航空航天、海洋设备、化工设备和核电能源等领域。由于TC4合金较差摩擦学特性和加工硬化能力，导致其对微动磨损很敏感。为提高TC4合金表面的抗微动磨损特性，拓展其应用场景，对TC4合金表面进行激光冲击强化处理(LSP， Laser shock peening)，试样表层形成了纳米晶层。并借助SRV-IV微动磨损试验机建立不同位移幅值下(50 μm， 100 μm， 150 μm， 200 μm)的微动损伤模型，分析LSP处理前后TC4合金不同位移幅值下的微动磨损性能以及纳米晶粒对微动磨损性能的影响。研究LSP-TC4合金表面纳米晶层在常温环境中的切向微动磨损特性，建立了二类运行微动模型，研究LSP-TC4合金材料损伤机制。结果表明：LSP处理会使合金内部组织细化，产生高密度位错组织，抑制了表面磨损，降低了摩擦系数，提高了强化表面的耐磨性，使接触区域形成的疲劳脱落损伤和微裂纹显著降低，有效抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展。相较于TC4合金，LSP-TC4合金的磨损界面损伤程度随着位移幅值变化的程度较轻。LSP-TC4合金表层晶粒细化的改变导致表层细化晶粒在摩擦热的作用下发生氧化反应，造成表面的O元素的含量明显高于Ti元素，并随着位移幅值的增加逐步上升。LSP技术能够有效改善TC4合金在不同位移幅值下的抗微动磨损性能，改变部分表面磨损形式，降低损伤。

关键词：激光冲击强化微动磨损 TC4 位移幅值

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一种新的工业过程振荡数据去噪技术

仪器仪表学报 2025年

作者：郎煜民郎恂吴建德刘燕李鹏云南大学信息学院云南省智能系统与计算重点实验室东北林业大学计算机与控制学院

振荡现象是工业过程控制回路性能恶化的重要表现，因此有效的振荡监控机制对于保证过程的安全稳定运行至关重要。然而，过程振荡数据中普遍存在随机噪声和外部扰动等因素，导致信噪比较低，严重影响振荡检测与诊断的准确性。为此，本文... 详细信息

振荡现象是工业过程控制回路性能恶化的重要表现，因此有效的振荡监控机制对于保证过程的安全稳定运行至关重要。然而，过程振荡数据中普遍存在随机噪声和外部扰动等因素，导致信噪比较低，严重影响振荡检测与诊断的准确性。为此，本文提出一种新的工业过程数据去噪技术，结合自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）、去趋势波动分析（DFA）与典型相关分析（CCA）。首先，利用CEEMDAN对信号进行分解，得到一系列固有模态函数（IMFs）；接着，通过DFA将IMF分量划分为信息主导和噪声主导两类；然后，对噪声主导的IMF分量应用CCA以去除噪声；最后，将CCA输出的结果与信息主导的IMF分量叠加，得到去噪后的振荡信号。仿真和实际工业振荡数据的实验结果表明，与现有的去噪技术相比，本方法在去噪后的信号均方根误差最低，相关性最高，展示出卓越的去噪精度和鲁棒性。

关键词：自适应噪声完备集合经验模态分解去趋势波动分析典型相关分析工业振荡去噪

瘤菌根菌对铁皮石斛β-1,4-甘露糖苷酶基因DoMan1表达及甘露糖含量的影响

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西北植物学报 2025年

作者：王伟英邹晖林江波戴艺民福建省农业科学院亚热带农业研究所

【目的】探索瘤菌根菌与铁皮石斛共生后对β-1,4-甘露糖苷酶基因DoMan1表达和甘露糖含量的影响,为铁皮石斛高品质栽培和药用成分的开发研究提供思路。【方法】从前期构建的瘤菌根菌与铁皮石斛共生的转录组数据库中获得差异表达基因DoMan... 详细信息

【目的】探索瘤菌根菌与铁皮石斛共生后对β-1,4-甘露糖苷酶基因DoMan1表达和甘露糖含量的影响,为铁皮石斛高品质栽培和药用成分的开发研究提供思路。【方法】从前期构建的瘤菌根菌与铁皮石斛共生的转录组数据库中获得差异表达基因DoMan1的序列,通过理化性质、结构特点和亚细胞定位进行蛋白功能分析,并通过qPCR和HPLC分别检测瘤菌根菌与铁皮石斛共生后DoMan1的时空表达模式和甘露糖含量的变化。【结果】DoMan1的ORF为1326bp,可编码441个氨基酸,属于β-1,4-甘露糖苷酶家族成员,DoMan1蛋白与金钗石斛的同源蛋白具有最近的进化关系,主要定位于细胞膜和内质网。旺盛期和封顶期是铁皮石斛多糖积累的重要时期,甘露糖以多糖形式储存在茎、叶中。DoMan1在铁皮石斛根、茎、叶组织中均有表达,并在叶片和茎中的表达量较高。当瘤菌根菌与根共生后,DoMan1的表达量比对照显著提高,同时也促进游离甘露糖和总甘露糖含量显著增加,且封顶期茎、叶中游离甘露糖含量较高。【结论】瘤菌根菌与铁皮石斛共生后诱导了DoMan1的表达,显著提高铁皮石斛茎、叶中的甘露糖含量。

关键词：铁皮石斛瘤菌根菌甘露糖甘露糖苷酶