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基于稳定特征原型的云边协同联邦类别增量学习方法

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控制与决策 2024年

作者：姚邹静赵春晖浙江大学控制科学与工程学院工业控制技术全国重点实验室

由于存储空间限制，物联网中的边缘设备往往仅能保留当前某个有限时段内的数据。实际生产过程中，设备工况在一定时间内发生变动，往往产生新类别的故障数据或图像，这种类别增量会造成模型在本地训练时产生灾难性遗忘。在单边端类别增... 详细信息

由于存储空间限制，物联网中的边缘设备往往仅能保留当前某个有限时段内的数据。实际生产过程中，设备工况在一定时间内发生变动，往往产生新类别的故障数据或图像，这种类别增量会造成模型在本地训练时产生灾难性遗忘。在单边端类别增量的局部灾难性遗忘基础上，随着云边协同优化，灾难性遗忘会产生扩散。针对上述问题，提出一种基于稳定特征原型的联邦类别增量学习方法，在边端建立类别样本记忆库存储类别代表性样本，设计了基于回放范式的原型网络更新策略，在云端设计了以统一特征空间下的特征原型为参考基准的加权聚合策略，在联邦框架下稳定优化特征空间，实现类别知识的联邦更新。基于类别增量常用的数据集CIFAR10和Mini-ImageNet的实验证明了所提方法可以有效缓解灾难性遗忘。

关键词：图像分类联邦学习增量学习灾难性遗忘云边协同特征原型

基于动态电-碳需求响应的综合能源系统日前多元低碳交易方法

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电力系统自动化 2024年第12期48卷 24-35页

作者：李伊竹林韩肖清李廷钧周鑫肖春太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024 国网山西省电力公司营销服务中心山西省太原市030001

随着电力行业碳减排任务的推进,电-碳耦合愈加紧密,为综合能源系统优化运行带来了新机遇、新挑战。根据新型电力系统多能互补、清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动的基本特征,提出需求侧动态电-碳双响应的日前多级市场交易方法。首... 详细信息

随着电力行业碳减排任务的推进,电-碳耦合愈加紧密,为综合能源系统优化运行带来了新机遇、新挑战。根据新型电力系统多能互补、清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动的基本特征,提出需求侧动态电-碳双响应的日前多级市场交易方法。首先,基于碳排放流理论,将源侧碳排放信息传递至各园区,实现差异运行方式下电力系统源-网-荷的精细化“电-碳”联动。然后,构建需求侧电-碳-绿证多元交易市场,鼓励更多主体参与市场,充分挖掘需求侧在经济、环境等方面的价值。最后,建立主网与各园区间的双层综合能源系统优化调度模型。上层主网发布动态电价与动态碳排放因子,下层需求侧的各园区生成有效的减排方案,使得源荷双侧形成有效互动,综合能源系统整体实现低碳经济运行。仿真结果表明,所提策略能够在较为精确表征碳排放的基础上,通过完善需求侧多元交易市场,深度挖掘园区的碳减排潜力,提高新能源的消纳率,有效平衡系统的经济性、安全性和低碳性。

关键词：需求响应碳排放碳交易绿证交易综合能源系统

多尺度特征融合的RGB-D图像显著性目标检测

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计算机工程与应用 2024年第11期60卷 242-250页

作者：王震于万钧陈颖上海应用技术大学计算机科学与信息工程学院上海201418

显著性目标检测是计算机视觉的一个基础问题,目前很多基于深度学习的显著性检测方法都是将RGB图像和深度图按照输入融合或结果融合的方法进行特征融合,但这些方法并不能有效地融合特征图,为了提升显著性目标检测算法性能,提出了一种多... 详细信息

显著性目标检测是计算机视觉的一个基础问题,目前很多基于深度学习的显著性检测方法都是将RGB图像和深度图按照输入融合或结果融合的方法进行特征融合,但这些方法并不能有效地融合特征图,为了提升显著性目标检测算法性能,提出了一种多尺度特征融合的RGB-D图像显著性目标检测方法。将模型主体设计为两个特征编码器、两个特征解码器和一个跨模特多尺度特征交错融合模块。两个特征编码器分别对应RGB图和深度图,其采用经过ImageNet数据集预训练的ResNet50网络,特征解码器用于解码编码器的五种不同尺度的输出,跨模态多尺度特征交错融合模块用于融合解码器和编码器提取的不同尺度的特征图,并将五个层次的融合结果进行拼接和降维,输出最终的显著性预测图。实验在四个公开的显著性数据集上与以往具有代表性的十个模型进行了比较,该模型在各个数据集上,相比于性能第二的模型,S-measure平均提高了0.391%,MAE平均减少了0.330%,F-measure平均减少了0.405%。提出了一种多尺度特征融合模型,摒弃了以往融合的方式,采用特征融合,将浅层和深层的特征分别进行交错融合,实验表明,提出的方法较以往的方法有更强的性能,能够取得更好的效果。

关键词：显著性物体检测多模图像融合多支路协同预测多尺度特征

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面向智慧交通的双重特征融合图像曝光校正

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：杨佳钧张金艺陈琪上海大学特种光纤与光接入网重点实验室上海大学特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海三思电子工程有限公司

在智慧交通领域中，监控拍摄的车辆图像质量会受到场景光照条件的影响而造成关键信息损失，导致后续交通执法缺乏可靠的图像依据，而现有的图像曝光校正方法存在校正后图像颜色失真、细节模糊等问题. 为此，提出一种面向智慧交通的... 详细信息

在智慧交通领域中，监控拍摄的车辆图像质量会受到场景光照条件的影响而造成关键信息损失，导致后续交通执法缺乏可靠的图像依据，而现有的图像曝光校正方法存在校正后图像颜色失真、细节模糊等问题. 为此，提出一种面向智慧交通的双重特征融合图像曝光校正方法. 该方法通过全局子网与曝光子网提取相关特征，全局子网引入特征注意力机制提取图像全局特征，改善校正图像的整体亮度与颜色; 曝光子网基于U-net结构，引入多尺度注意力机制提取图像中不同尺度的曝光特征，提升校正图像的细节纹理; 最后对双重特征进行融合，将其映射至图像空间，实现图像曝光校正. 在MSEC数据集上的实验结果表明，所提方法的峰值信噪比达到21.801 5 dB，结构相似度达到0.867 7，自然图像质量评价达到11.711 8，均优于现有曝光校正方法，能够有效地还原图像颜色信息与细节纹理，证明该方法具有良好的曝光校正效果.

关键词：图像曝光校正注意力机制双重特征智慧交通

钢液钙处理过程有效钙硫比对303 t超大钢锭中硫化物形貌的影响

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工程科学学报 2024年第4期46卷 715-722页

作者：周秋月任英巴钧涛张立峰北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 北方工业大学机械与材料工程学院北京100144

通过工业实验研究了钙处理对303 t的16Mn重型管板铸锭中硫化物形貌的控制.未钙处理的锻件缺陷主要分布在轴向上靠近顶部、径向上在距中心1/2以内位置,缺陷主要为大尺寸Ⅱ类MnS夹杂物.采用Micro-CT检测了铸锭顶部中心位置MnS夹杂物三维分... 详细信息

通过工业实验研究了钙处理对303 t的16Mn重型管板铸锭中硫化物形貌的控制.未钙处理的锻件缺陷主要分布在轴向上靠近顶部、径向上在距中心1/2以内位置,缺陷主要为大尺寸Ⅱ类MnS夹杂物.采用Micro-CT检测了铸锭顶部中心位置MnS夹杂物三维分布,夹杂物为长条状和片状,数密度为0.77 mm^(-3),最大直径为1370μm.在真空脱气后对钢液进行钙处理,钙处理不仅将钢液中原生Al_(2)O_(3)夹杂物改性为液态钙铝酸盐,并且钙会在钢液凝固和冷却过程中优于锰先与硫结合生成CaS.通过FactSage热力学计算得到,钙处理将MnS夹杂物的析出温度由1244.7℃降低至1227.9℃,同时减少了MnS夹杂物析出量.钙在改性硫化物之前先改性了钢中氧化物,因此提出了有效钙硫比Ca/Seff.用来表征钙处理对硫化物形貌的影响,Ca/Seff.的含义为改性硫化物的有效钙和钢中硫的原子浓度比,可以直接根据钢液的总氧T.O含量、总硫T.S含量和总钙***含量计算得到,此公式适用于硫质量分数小于30×10^(-6)的低硫钢.随着钢中Ca/Seff.增加,铸锭顶部硫化物长宽比逐渐减小.钙处理后钢中有效钙硫比Ca/Seff.应大于0.8,铸锭顶部硫化物平均长宽比小于1.2,CaS和MnS复合硫化物以钙铝酸盐夹杂物为核心析出,硫化物为球形且尺寸显著减小,此时钙处理改性铸锭中硫化物效果较好.

关键词：重型铸锭钙处理夹杂物硫化物形貌有效钙硫比

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中国传统安全研究十年进展

国际安全研究 2024年第2期42卷 96-118,165页

作者：左希迎姚寰宇中国人民大学国际关系学院北京100872

总体国家安全观提出十年来,中国的传统安全研究取得了显著进步。从研究议题看,中国的传统安全研究主要聚焦地区冲突,领土争端,联盟政治与伙伴关系,核安全、太空战略与网络安全,安全秩序等重要议题。在理论研究上,中国传统安全研究在宏... 详细信息

总体国家安全观提出十年来,中国的传统安全研究取得了显著进步。从研究议题看,中国的传统安全研究主要聚焦地区冲突,领土争端,联盟政治与伙伴关系,核安全、太空战略与网络安全,安全秩序等重要议题。在理论研究上,中国传统安全研究在宏观理论和中层理论方面都有大的提升。总的来看,中国传统安全研究在过去十年研究水平和国际化水平不断提升,中国学者发展了一些安全理论,在国际学术界产生了重要影响。在研究方法、人才梯队和学术共同体建设上,中国传统安全研究也取得了进步。不过,中国传统安全研究也面临着一些挑战:一方面,目前理论创新仍落后于中国的外交实践,难以满足构建中国自主知识体系的要求;另一方面,中国传统安全研究也面临学科碎片化和产出泡沫化的问题。展望未来,中国传统安全研究需紧扣中国和世界面临的重大战略问题,重视对中国经验的提炼和总结,通过基础理论创新为中华民族伟大复兴提供智力支撑。

关键词：总体国家安全观传统安全研究自主知识体系战争与冲突

“红阳”猕猴桃采后乙烯生成系统Ⅰ、Ⅱ转变中的关键基因

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中国食品学报 2024年第3期24卷 191-200页

作者：刘瑞豪姚鳗鲡高贵田王鹏陕西师范大学食品工程与营养科学学院西安710100

以“红阳”猕猴桃为原料,采用乙烯进行干预,探究采后果实贮藏期内后熟理化指标、乙烯生成速率和乙烯生成关键酶ACS和ACO活性的变化差异。利用实时荧光定量PCR结合生物信息学分析研究影响ACS和ACO的基因家族各成员的表达差异,克隆乙烯生... 详细信息

以“红阳”猕猴桃为原料,采用乙烯进行干预,探究采后果实贮藏期内后熟理化指标、乙烯生成速率和乙烯生成关键酶ACS和ACO活性的变化差异。利用实时荧光定量PCR结合生物信息学分析研究影响ACS和ACO的基因家族各成员的表达差异,克隆乙烯生成系统Ⅰ到Ⅱ转变的关键基因。结果表明:“红阳”猕猴桃在采后贮藏期间硬度从8.7 kg/cm^(2)下降至0.02 kg/cm^(2)、可溶性固容物从8.1%上升至16.9%,乙烯干预和未干预组猕猴桃果实的ACS、ACO活性都呈先上升后下降的趋势,与呼吸强度、乙烯释放速率的变化趋势具有一致性。未干预组样本果实ACS、ACO活性、呼吸强度同时在第9天达到峰值,而乙烯释放速率第7天达到峰值,乙烯处理组则同时第5天达到峰值,表明乙烯处理可以加快猕猴桃果实呼吸高峰、乙烯释放速率高峰和ACS、ACO活性变化峰值的到来。从“红阳”猕猴桃果实中克隆得到6个ACO基因,命名为AcACO1-6。AcACO1-6编码区序列为1101~1270 bp,编码352~402个氨基酸,核苷酸序列同源性为28.3%~99.3%,且均有相同保守结构域PLN02299,该结构域具有ACO酶活性。qRT-PCR结果表明ACO相对表达量是ACS的500倍,ACO基因家族中的AcACO1和AcACO3表达量的变化,和乙烯生成、酶活性变化有高度一致性(R>0.85),且其启动子序列富含涉及转录调控的顺式作用元件,提示AcACO1和AcACO3基因是乙烯生成系统Ⅰ到系统Ⅱ转变的关键基因。

关键词：猕猴桃红阳乙烯 ACS ACO

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仿真模拟主动调节负泊松比力学超材料

复合材料学报 2024年第1期41卷 467-476页

作者：姚永涛丛琳王鸿涛王军哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150080 内蒙动力机械研究所呼和浩特010000

负泊松比材料作为一种新型的超材料,鉴于其优异的力学性能,在航天、航空、工业、医药科学等领域具有广泛的应用前景。为得到性能、结构可主动调节的超材料,首先以负泊松比结构为基础,结合形状记忆智能材料,设计出性能可调控的超材料结... 详细信息

负泊松比材料作为一种新型的超材料,鉴于其优异的力学性能,在航天、航空、工业、医药科学等领域具有广泛的应用前景。为得到性能、结构可主动调节的超材料,首先以负泊松比结构为基础,结合形状记忆智能材料,设计出性能可调控的超材料结构单元模型。然后通过基本梁理论计算,获得宏观结构泊松比正负转变与刚体结构之间的临界参数。其次,通过有限元仿真,确定材料泊松比正负调节与填充单元组合比例及排列方式之间的关系。最后对这种二维结构材料的振动特性和力学性能进行了详细的分析。结果表明:这种材料在调节结构力学性能和振动调控方面表现出优异的性能。调节内部单元的填充形式和排列方式,可以得到不同的力学性能和吸能效果;同时,通过引入形状记忆材料和微结构,使材料表现出优异的宏观结构和刚度智能调节性能。

关键词：力学超材料负泊松比吸能可调节设计有限元仿真

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远距离核爆与闪电甚低频电磁脉冲波形仿真及应用

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远距离核爆与闪电甚低频电磁脉冲波形仿真及应用

作者：熊尉钧南昌大学

学位级别：硕士

电磁脉冲(EMP)是核爆炸探测和闪电探测的主要信号源之一,通过不同的观测站采集同一事件的电磁脉冲信号,可以实现电磁脉冲事件源的定位、识别和强度估计,对常态化核爆炸监测和闪电探测具有重要意义。核爆炸和闪电产生的源区超宽频率的电... 详细信息

电磁脉冲(EMP)是核爆炸探测和闪电探测的主要信号源之一,通过不同的观测站采集同一事件的电磁脉冲信号,可以实现电磁脉冲事件源的定位、识别和强度估计,对常态化核爆炸监测和闪电探测具有重要意义。核爆炸和闪电产生的源区超宽频率的电磁脉冲在远距离传播过程中,随着高频分量的快速衰减,从大约100km起即以甚低频(VLF)信号为主,因此在面向大范围的监测需求时,通常都是采集甚低频电磁脉冲信号。受实测核电磁脉冲和远距离雷电电磁脉冲样本数量稀少等因素影响,目前甚低频电磁脉冲探测系统的识别能力还无法满足工程应用需求。本文提出一种快速核爆电磁脉冲波形仿真方法,并将其用于大样本核爆电磁脉冲生成,然后在大样本基础上,开展了核爆与闪电甚低频电磁脉冲识别研究。本文的主要工作和成果如下:基于长波传播能力(LWPC)构建了一种远距离/超远距离甚低频电磁脉冲波形仿真方法。在全球模拟核爆炸和接收站点的位置,通过爆点和接收站点的经纬度计算得到传播距离,充分考虑时间、位置、高度等因素对甚低频电磁脉冲传播的影响,生成了大量不同时间段、不同距离段、不同传播路径的全球核爆与闪电电磁脉冲波形,并以此构建了全球全天候核爆与闪电甚低频电磁脉冲样本库。还收集了大量实测数据为后续识别工作提供可靠的数据支持。本文还基于大样本库设计了两种核爆和雷电电磁脉冲识别方法,第一种是使用XGBoost方法和多波形融合方法进行结合,实验结果表明XGBoost方法不仅对于单波形具有很高的识别精度,同时引入多波形融合方法后对于识别性能能够得到进一步的提升。第二种基于最小错误率贝叶斯的归一谱特征值多波形多参量融合识别方法。首先基于大样本库,对时频域特征随距离变化的情况进行系统的分析,最终选择六个频域特征构建最小错误率贝叶斯识别模型,并使用多波形多参量融合方法提升识别性能。实验表明,本文构建的远区电磁脉冲波形仿真方法成熟可靠且满足工程化需要,相关文献中公开的实测NEMP实测对比相关性系数达0.9以上,此外,本文提出的两种远区电磁脉冲波形识别方法的综合识别率均达到较高水准。其中基于XGBoost的识别方法在测试数据中识别率最高可达到100%,单波形平均识别率可达99.766%,结合多波形融合方法后,电磁脉冲事件的平均识别率平均可达99.871%;基于最小错误率贝叶斯的归一谱特征值多波形多参量融合识别方法,在0-14000公里内全仿真数据最高能达到99.59%,实测数据最高能达到99%。两种识别方法的精度都优于已有的识别方法,且具有较好的鲁棒性,对业务化电磁脉冲识别模型构建具有重要参考价值。

关键词：甚低频电磁脉冲波形仿真最小错误率贝叶斯多波形融合核爆与闪电甚低频电磁脉冲识别