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小样本情形下重尾张量数据的结构正则化协方差估计

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系统科学与数学 2024年

作者：林金官任阳王江艳南京审计大学统计与数据科学学院

协方差矩阵估计是高维数据分析中的一项重要内容,而高维数据又很容易产生维度较高而样本量小的超高维度现象.小样本张量数据常常呈现重尾情况,传统的协方差矩阵估计方法(如样本协方差矩阵)对于其估计有时并不准确.在重尾高维数据以张量... 详细信息

协方差矩阵估计是高维数据分析中的一项重要内容,而高维数据又很容易产生维度较高而样本量小的超高维度现象.小样本张量数据常常呈现重尾情况,传统的协方差矩阵估计方法(如样本协方差矩阵)对于其估计有时并不准确.在重尾高维数据以张量形式(多维数组)显示时,利用张量固有结构对其进行降维是非常好的选择.为此,本文提出了用于估计小样本重尾张量值数据协方差的新型结构正则化方法.首先将重尾张量数据进行截断化处理,而后计算截断后的样本协方差矩阵,再利用典型多项式分解(Canonical Polyadic decomposition,CP分解)来寻找截断样本协方差矩阵的多个矩阵克罗内克积(Kronecker Product,KP)形式的逼近,最后对每个分解得到的小矩阵施加带状或者锥形结构.模拟结果显示,针对不同重尾程度以及不同样本量情况,本文所提出的估计量有着优异的表现.同时,对于一组呈现重尾分布的异常温度数据集,使用本文提出的估计方法进行了分析.

关键词：重尾张量数据协方差估计 KPCP分解带状结构锥形结构

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异构边缘云架构下的多任务卸载算法

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 800-807页

作者：尼俊红臧云华北电力大学(保定)电子与通信工程系河北保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室河北保定071003

为在资源有限的终端设备上运行计算密集型与时延敏感型应用,同时降低系统时延和能耗,构建边缘云异构网络模型。本文提出了一种H-PSOGA多任务卸载优化算法,并通过无人机、路边单元、车辆等边缘设备以及边缘云服务器进行多任务计算卸载。... 详细信息

为在资源有限的终端设备上运行计算密集型与时延敏感型应用,同时降低系统时延和能耗,构建边缘云异构网络模型。本文提出了一种H-PSOGA多任务卸载优化算法,并通过无人机、路边单元、车辆等边缘设备以及边缘云服务器进行多任务计算卸载。该算法以先串行再并行的方式将粒子群和遗传算法结合在一起,通过适应度值排序、种群选择、多点交叉、反向变异等操作,利用遗传算法对粒子群进行优选,弥补粒子群算法早熟收敛、陷入局部最优的缺陷。6种标准测试函数的测试分析以及与基线方案进行仿真对比的结果表明:在用户数较多时,混合优化算法的系统平均开销可降低26%~43%,可以有效提高收敛精度。

关键词：移动边缘计算异构网络边缘节点任务卸载粒子群算法遗传算法多目标优化标准测试函数

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近十年中学教师物理教育研究热点分析与启示——基于《物理教学》与《物理教师》载文(2013~2022年)的计量分析

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物理教学 2024年第2期46卷 11-15,36页

作者：官文聪乔翠兰华中师范大学物理科学与技术学院湖北430079 深圳中学广东518024

选取2013~2022年发表在《物理教学》与《物理教师》期刊中由中学教师独立或参与撰写的物理教育研究论文作为研究对象,采用文献计量与内容分析法研究论文作者特征、文献地域分布特征以及研究主题特征。结果显示:合作研究比例逐年增加;论... 详细信息

选取2013~2022年发表在《物理教学》与《物理教师》期刊中由中学教师独立或参与撰写的物理教育研究论文作为研究对象,采用文献计量与内容分析法研究论文作者特征、文献地域分布特征以及研究主题特征。结果显示:合作研究比例逐年增加;论文作者省份差异悬殊;习题、实验、教学策略与设计研究是稳定的研究热点;物理学科核心素养受到热切关注,但其所包含的四个方面受关注度较低;思辨研究是最主要的研究范式,实证研究方法较少。基于分析结果,对中学教师物理教育研究提出强化合作研究、均衡研究主题等建议。

关键词：中学教师物理教育研究研究综述热点分析

利用非线性高斯-赫尔默特模型与抗差估计的点云拟合方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1201-1211页

作者：赵志胜陈宇王彬南京工业大学测绘科学与技术学院江苏南京211816

目前已有的点云拟合方法大多是在线性的高斯-马尔可夫(Gauss-Markov,GM)或变量误差(errors-in-variables,EIV)模型基础上提出的,无法严格适用于非线性的曲面拟合问题。将点云拟合的数学模型统一抽象为更具一般性的非线性高斯-赫尔默特(G... 详细信息

目前已有的点云拟合方法大多是在线性的高斯-马尔可夫(Gauss-Markov,GM)或变量误差(errors-in-variables,EIV)模型基础上提出的,无法严格适用于非线性的曲面拟合问题。将点云拟合的数学模型统一抽象为更具一般性的非线性高斯-赫尔默特(Gauss-Helmert,GH)模型,并针对数据存在粗差的情况,引入等价权抗差方案,提出了一种基于抗差非线性GH(robust nonlinear GH,RGH)模型的点云拟合方法。该方法首先从原始观测值的误差出发,将导出的点坐标的协方差阵作为先验随机模型,然后利用标准化残差和中位数构造权函数,进行抗差迭代计算。结果表明,当数据包含粗差时,RGH模型获得的球面仿真数据的参数均方根误差分别仅为随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法的25.77%~30.67%,实测数据的参数标准差分别仅为RANSAC方法的4.63%~5.49%,验证了所提方法在点云拟合的精度和稳健性方面具有显著优势。

关键词：点云拟合粗差非线性GH模型抗差估计标准化残差

融合机器视觉与区间仿射算法的桥梁结构影响线实测研究

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中国公路学报 2024年第2期37卷 142-151页

作者：周云张路遥胡锦楠郝官旺湖南大学工程结构损伤诊断湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

影响线是桥梁结构状态评估的重要指标。传统影响线实测方法依赖车辆称重系统(WIM)和接触式传感器,存在使用成本高、效率低、风险大、阻碍交通等问题。为实现“无需接触式传感”、“无需封闭交通”、“无需车辆称重系统”的智能桥梁检测... 详细信息

影响线是桥梁结构状态评估的重要指标。传统影响线实测方法依赖车辆称重系统(WIM)和接触式传感器,存在使用成本高、效率低、风险大、阻碍交通等问题。为实现“无需接触式传感”、“无需封闭交通”、“无需车辆称重系统”的智能桥梁检测,提出了一种融合机器视觉与区间仿射算法的桥梁结构影响线实测方法。该方法首先利用机器视觉技术获取多工况的桥梁测点动态位移响应;其次,根据车辆出厂信息建立其轴重区间矩阵并通过区间仿射算法计算多工况的影响线区间;最后,采用支持向量机(SVM)从影响线区间中识别桥梁真实影响线。将该方法应用于野外实际桥梁试验,通过控制标定车辆的载重和行驶速度获取多工况的位移响应数据以评估该方法的性能。结果表明:该方法能够有效地从影响线区间中识别桥梁真实影响线,混合工况下影响线的识别相对误差为8.48%;影响线的识别相对误差随车速的增大而增大,在车速分别10、20、30 km·h^(-1)工况下,影响线的识别相对误差分别为9.22%、10.23%、12.38%。提出的桥梁影响线实测方法具有非接触、高精度、经济灵活等优势,可有效突破现有接触式桥梁影响线实测方法的技术局限,具有较好的工程应用前景。

关键词：桥梁工程桥梁影响线机器视觉区间仿射算法车桥耦合

基于有限元方法的某型车制动总成铆钉脱落分析及试验研究

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农业装备与车辆工程 2024年第9期62卷 53-58页

作者：成传胜赵德云蜂巢能源科技(无锡)有限公司江苏无锡214000

某型车在实车路试时,驻车制动总成铆钉头出现脱落。针对此问题,首先进行原因分析,其次建立制动总成分析模型,根据实际受力情况分别进行轴向工况和侧向3种工况的分析,其中轴向力为34 kN,侧向力最小为16.2 kN,不满足性能要求;基于原始结... 详细信息

某型车在实车路试时,驻车制动总成铆钉头出现脱落。针对此问题,首先进行原因分析,其次建立制动总成分析模型,根据实际受力情况分别进行轴向工况和侧向3种工况的分析,其中轴向力为34 kN,侧向力最小为16.2 kN,不满足性能要求;基于原始结构的分析结果对铆钉进行结构优化,并分析验证,结果显示,优化后轴向工况提升48.24%,侧向力最小工况提升37.04%,提升效果明显。台架试验结果与分析结果一致,满足性能要求,并通过实车验证。该解决方案和思路可以应用于同类产品的开发设计验证。

关键词：制动器铆钉脱落结构优化台架试验

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试论场地污染水文地质学

水文地质工程地质 2024年第3期51卷 222-228页

作者：赵勇胜石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室/吉林大学吉林长春130021

随着地下水污染问题越来越受到重视,小尺度场地水文地质工作需求日益强烈。污染场地对水文地质工作的要求具有特殊性,具体包括:(1)小尺度,高分辨率;(2)既要研究污染物泄漏的污染过程,也要研究修复状态下的污染物去除过程;(3)特别需要关... 详细信息

随着地下水污染问题越来越受到重视,小尺度场地水文地质工作需求日益强烈。污染场地对水文地质工作的要求具有特殊性,具体包括:(1)小尺度,高分辨率;(2)既要研究污染物泄漏的污染过程,也要研究修复状态下的污染物去除过程;(3)特别需要关注注入含水层的修复剂流体(气体、液体、胶体、微生物等)与地层介质、目标污染物的作用。而传统大尺度的水文地质学难以完全满足上述工作的实际需求。地下水污染场地的控制与修复需要多学科协同,其中水文地质学最为关键。因此,有必要提出水文地质与环境工程学科交叉的“场地污染水文地质学”,以适应地下水污染场地的风险管理的实际需求。文章重点论述了场地污染水文地质学小尺度地层结构与污染羽的刻画、“污染物—水—岩”作用的定量描述以及非均质地层中污染物在多相体系中的作用和影响等,提出了场地污染水文地质学的主要研究内容和需要解决的关键问题,包括:(1)小尺度下场地高分辨率刻画;(2)污染过程和修复过程中污染物在地下环境中的物理、化学和生物作用的定量描述;(3)场地尺度污染物在地下环境介质中的迁移转化;(4)修复剂(助剂)在地下环境中的传输与反应;(5)非均质与低渗透地层污染的控制与修复。

关键词：场地污染水文地质学小尺度非均质含水层修复剂流体多相体系作用

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