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基于蚁群算法优化极限学习机的声学底质分类方法

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海洋通报 2024年

作者：丁德秋马丹陈帆樊妙邢喆唐秋华国家海洋信息中心自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋测绘重点实验室

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的... 详细信息

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的大力发展，神经网络在声学底质分类中得到广泛应用，极限学习机（extreme learning machine，ELM）权值和偏重不再需要迭代优化，是一种学习速度较快的神经网络。针对ELM神经网络中由于初始权值和偏重矩阵随机确定而导致ELM分类器鲁棒性差的问题，本文选取蚁群算法优化ELM神经网络的初始参数，构建了ACO-ELM神经网络分类模型，经多次迭代后，由于信息素的累积，蚂蚁种群不断向最优路径偏移，训练精度逐渐增高，模型逐步达到平稳。通过底质分类实验验证表明，BM3D+ACO-ELM分类器处理的多波束声呐图像斑点噪声得到了有效控制，在西南印度洋脊龙旂热液钙质软泥和硫化物混合区域，BM3D+ACO-ELM分类器相比于其它三种分类器具有明显优势，底质分类精度有了较大提高，其中硫化物分类精度为93.23%，深海钙质软泥分类精度为93.78%。

关键词：极限学习机反向散射强度底质分类蚁群算法图像滤波处理

联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海近25年相对海平面变化分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 775-784页

作者：周东旭冯义楷张化疑付延光唐秋华自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590

针对现有验潮公开数据因时间范围及潮位沉降修正等影响,难以真实反映天津沿海相对海平面变化的问题,基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与验潮并置观测,设计了联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海相对海平面... 详细信息

针对现有验潮公开数据因时间范围及潮位沉降修正等影响,难以真实反映天津沿海相对海平面变化的问题,基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与验潮并置观测,设计了联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海相对海平面变化分析方法。分析结果显示,1993—2018年期间,塘沽验潮站点的相对海平面上升速率约为13.45±0.45 mm/a;联合4个虚拟并置观测站,得到天津沿海不同区域的相对海平面上升速率在11.15~19.17 mm/a,平均上升速率15.09±0.45 mm/a。沿海地面沉降是天津相对海平面上升速率偏高的主要因素(贡献率大于70%),受地面沉降非均匀空间分布的影响,海平面上升速率存在区域差异,塘沽验潮站难以代表整个天津沿海的相对海平面变化。

关键词：天津沿海相对海平面地面沉降并置观测 GNSS 卫星测高

基于增强模拟退火算法的动车所调车作业计划多目标优化方法

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铁道运输与经济 2024年第2期46卷 10-19页

作者：刘毅唐秋华何明武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

尽头式动车所调车作业存在多种可选作业模式,且在调车作业时需考虑作业总时间及转线复杂度等多性能指标,合理制定综合上述情况下的动车所调车作业计划,对提高动车所检修能力具有重要意义。为此,以最小调车作业时间及转线复杂度为目标,... 详细信息

尽头式动车所调车作业存在多种可选作业模式,且在调车作业时需考虑作业总时间及转线复杂度等多性能指标,合理制定综合上述情况下的动车所调车作业计划,对提高动车所检修能力具有重要意义。为此,以最小调车作业时间及转线复杂度为目标,构建带咽喉区股道约束的动车所调车作业混合整数线性规划模型,并提出一种增强多目标模拟退火算法(EMOSA)。该算法融合基于启发式规则的解码设计,以消除股道占用在时空上的冲突,面向调车作业进行股道合理分配;设计与问题规模相关的帕累托前沿解集重启机制,避免算法陷入局部最优。对不同规模的多个案例进行测试,验证了所提改进算子的有效性。最后,以某动车运用所的调车作业计划编制为例,验证了模型和算法的实用性和正确性。

关键词：尽头式动车所调车作业计划模拟退火算法多目标优化启发式规则

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基于DPC算法的星载激光雷达数据去噪方法在水深测量中的应用

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海洋通报 2024年

作者：陈鲁宾李杰孟文君董志鹏唐秋华山东科技大学测绘与空间信息学院自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋测绘重点实验室

美国冰、云和陆地高程二号卫星（The Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2, ICESat-2）是ICESat卫星的继任者，旨在监测地球的冰盖、冰川、海洋和陆地高程的变化等，其携带的地形激光高度计系统（ATLAS）发射532 nm波长的激光，... 详细信息

美国冰、云和陆地高程二号卫星（The Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2, ICESat-2）是ICESat卫星的继任者，旨在监测地球的冰盖、冰川、海洋和陆地高程的变化等，其携带的地形激光高度计系统（ATLAS）发射532 nm波长的激光，具备一定的水体穿透能力。作为光子计数式激光雷达，ICESat-2的数据易受外界环境影响而接收到大量噪声光子，导致光子数据密度分布不均匀。本文提出了一种基于密度峰值聚类（Density Peak Clustering, DPC）算法的光子去噪方法，通过数据集的欧式距离计算局部密度作为点云数据的属性，采用基尼指数自适应选择最优截断距离，分别对日间和夜间数据进行多次实验，得出了两类数据的局部密度阈值参数。本文选取三处实验区域进行信号光子去噪分析，使用本文方法的去噪精度F值优于官方置信度标签去噪和传统密度聚类算法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN），可以应用于星载激光雷达数据去噪处理。最后，对去噪后的华光礁区域信号光子进行折射校正，与收集的DEM数据进行对比可见，结合本文去噪方法可以使用ICESat-2数据进行浅水域的水深测量。

关键词： ICESat-2卫星光子去噪水深测深 DPC算法基尼指数

YAP通过促进自噬抑制髓核细胞胞外基质分解代谢

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陆军军医大学学报 2024年第10期46卷 1107-1114页

作者：易威威唐秋雨陶白龙李开庭王大武重庆医科大学附属第一医院康复医学科重庆400016 重庆医科大学附属第一医院实验研究中心重庆400016

目的探讨YAP对椎间盘髓核细胞的作用及其可能机制。方法收集重庆医科大学附属第一医院2021年3月至2022年7月接受腰椎手术患者的相对正常和退变的椎间盘组织,采用免疫组化和Western blot检测YAP在人椎间盘髓核组织中的表达差异。体外培... 详细信息

目的探讨YAP对椎间盘髓核细胞的作用及其可能机制。方法收集重庆医科大学附属第一医院2021年3月至2022年7月接受腰椎手术患者的相对正常和退变的椎间盘组织,采用免疫组化和Western blot检测YAP在人椎间盘髓核组织中的表达差异。体外培养人原代髓核细胞,通过IL-1β处理诱导髓核细胞退变,将实验分为对照组、IL-1β组、IL-1β+LV-YAP组、IL-1β+YAP-siRNA组和IL-1β+LV-YAP+3-MA组。采用Western blot检测细胞外基质分解代谢及自噬水平变化。最后建立大鼠椎间盘退变模型,利用MRI、阿利新蓝染色及免疫组化检测YAP和LC3的表达及椎间盘退变情况。结果YAP在退变椎间盘组织的表达水平明显低于相对正常的椎间盘组织(P<0.05)。体外细胞实验结果显示,IL-1β+LV-YAP组显著提高IL-1β诱导的髓核细胞中CollagenⅡ、Aggrecan和LC3-Ⅱ的蛋白表达(P<0.05),降低MMP-3和MMP-13的蛋白表达(P<0.05),而IL-1β+YAP-siRNA组则表现出完全相反的作用。而予以自噬抑制剂3-MA预处理后明显降低IL-1β+LV-YAP组中GFP-LC3阳性颗粒数量和CollagenⅡ、Aggrecan、LC3-Ⅱ蛋白表达(P<0.05),且提高MMP-3和MMP-13的蛋白表达(P<0.05)。进一步在体内构建大鼠椎间盘退变模型,YAP过表达促进LC3表达和抑制椎间盘退变。结论YAP过表达通过促进人髓核细胞自噬抑制细胞外基质降解,从而延缓椎间盘退变。

关键词： YAP 椎间盘退变自噬细胞外基质髓核细胞

硝酸酯键断裂触发的含能增塑剂DNTN多阶热分解机理

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高等学校化学学报 2024年第2期45卷 104-117页

作者：曹华文唐秋凡屈蓓霍欢郑启龙曹意林李吉祯西安近代化学研究所西安710065

采用反应分子动力学模拟、固相原位红外测试和同步热分析-红外-质谱联用技术相结合的方法对2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(DNTN)的热分解过程进行了研究,分析了其热分解气体产物和固相产物,阐明了其热分解机理.结果表明,D... 详细信息

采用反应分子动力学模拟、固相原位红外测试和同步热分析-红外-质谱联用技术相结合的方法对2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(DNTN)的热分解过程进行了研究,分析了其热分解气体产物和固相产物,阐明了其热分解机理.结果表明,DNTN的分解分为3个阶段:第一阶段为诱导分解阶段,温度区间为127~147℃,DNTN发生部分O—N键的断裂,释放少量的NO_(2)气体;第二阶段在147~220℃之间,DNTN快速分解,发生硝基基团脱去和季碳骨架的分解,并且伴随小环结构的生成和裂解,释放大量的NO_(2)和CO_(2)等气体,同时放出大量的热;第三阶段为240~350℃,DNTN剩余固态产物在高温下热解,释放少量的CO_(2),并且在300℃后剩余的固相物质会进一步反应生成氰基.

关键词：硝酸酯 2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯多级热分解热分解反应机理反应分子动力学

融合领域知识与禁忌搜索的多层级柔性装配作业车间调度

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计算机集成制造系统 2024年

作者：江淦唐秋华赵联鹏成丽新朱颖颖武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉科技大学精密制造研究院

柔性装配作业车间在进行每一层级装配前，均需满足齐套性要求，导致生产计划、组织和控制变得更加复杂。针对多层级柔性装配作业车间调度问题，以最小化最大完工时间为目标，提出一种融合领域知识的禁忌搜索算法(DKTS)。其中，利用基因... 详细信息

柔性装配作业车间在进行每一层级装配前，均需满足齐套性要求，导致生产计划、组织和控制变得更加复杂。针对多层级柔性装配作业车间调度问题，以最小化最大完工时间为目标，提出一种融合领域知识的禁忌搜索算法(DKTS)。其中，利用基因表达式编程，挖掘与问题属性相关的工序排序/机器选择规则，提升初始解性能；基于关键路径和关键工序，设计可有效减少目标值的邻域结构，促成靶向搜索、精炼搜索空间。此外，精准设置禁忌对象，适应性调整禁忌表长度，加强算法的前期探索及后期开发能力。实验表明DKTS在领域知识引导下大幅提高了解的收敛性和稳定性。

关键词：多层级柔性装配作业车间禁忌搜索算法领域知识基因表达式编程自适应禁忌表

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多分度值数字指示秤称量测试点的选取分析

中国质量监管 2024年第3期 127-128页

作者：唐秋晨北京市西城区计量检测所

在现代化计量技术中，多分度值数字指示秤以其高精度和高稳定性成为称重领域的重要工具。为确保其准确性，对称量测试点的科学选取至关重要。本文探讨了其测试点选取的方法，旨在为实际应用优化提供理论支持。

关键词：多分度值数字指示秤称量测试点选取

机器故障时装配作业车间重调度方式决策的集成学习模型

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武汉科技大学学报 2024年

作者：王开元唐秋华成丽新赵联鹏武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室

装配作业车间具有加工/装配两类机器，当机器故障时需考虑其差别，有针对性地进行重调度方式决策，快速恢复生产秩序。本文提出一种基于集成学习模型的装配作业车间重调度方式决策方法。囿于故障样本的稀缺性，利用仿真优化生成不同故... 详细信息

装配作业车间具有加工/装配两类机器，当机器故障时需考虑其差别，有针对性地进行重调度方式决策，快速恢复生产秩序。本文提出一种基于集成学习模型的装配作业车间重调度方式决策方法。囿于故障样本的稀缺性，利用仿真优化生成不同故障情形下的海量生产样本；利用最大完工时间偏差、累计工序结束时间偏差、工序变动成本、能耗变动成本四个评价指标，标定各机器不同故障情形下的最优重调度方式。在此基础上提取直接/间接影响工序比例等特征；针对加工或装配机器，根据准确率和多样性指标选定基学习器；建立能够与测试样本吻合的KNN动态集成机制，通过协作和互补提高决策精度和泛化能力。实验结果表明，充分考虑加工与装配机器的差异性特征，所生成的集成学习模型决策更迅速，对机器故障的响应更准确。

关键词：机器故障装配作业车间集成学习仿真优化动态集成重调度方式