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基于实例谱关系的知识蒸馏

计算机工程 2024年

作者：张政秀周淳杨萌西南交通大学信息科学与技术学院

知识蒸馏的核心挑战在于从教师模型中提取普适且充足的知识，以有效引导学生模型学习。最近的研究发现在学习软标签的基础上，进一步学习深度特征空间中的实例关系有助于提升学生模型的性能。现有的基于实例关系的知识蒸馏方法广泛采用... 详细信息

知识蒸馏的核心挑战在于从教师模型中提取普适且充足的知识，以有效引导学生模型学习。最近的研究发现在学习软标签的基础上，进一步学习深度特征空间中的实例关系有助于提升学生模型的性能。现有的基于实例关系的知识蒸馏方法广泛采用全局欧氏距离度量实例间的亲疏关系。然而，这些方法忽视了深度特征空间内在的高维嵌入特性——数据实际上分布在低维流形上，其局部结构与欧氏空间相似但整体结构复杂。为此，提出一种新颖的实例谱关系导向的知识蒸馏策略。该策略摒弃了全局欧氏距离的局限性，转而通过构建并分析教师模型特征空间中每个实例与其k近邻的相似矩阵，以揭示潜在的谱图结构信息。设计了一种创新的损失函数，该函数能够引导学生模型不仅学习教师模型输出的概率分布，而且更加精细地模拟这种谱图结构表示的实例间关系。实验结果表明，所提方法显著提升了学生模型的性能，平均分类精度相较于基准方法提升了2.33%，有力证明了在知识蒸馏过程中纳入样本间谱图结构关系的重要性及其有效性。

关键词：知识蒸馏注意力转移实例谱关系谱图结构流形学习

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某小口径破甲战斗部威力的影响规律研究

某小口径破甲战斗部威力的影响规律研究

作者：张政贤中北大学

学位级别：硕士

基于复合参数机器学习模型的路面抗滑性能研究

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基于复合参数机器学习模型的路面抗滑性能研究

作者：张政奇重庆交通大学

学位级别：硕士

路面抗滑性能直接影响着道路交通安全,良好的路面抗滑性能是车辆安全行驶的关键保障。现有的路面抗滑性能检测评估方法在工作效率、可解释性以及准确程度上仍有较大的提升空间。本文使用高精度便携式三维激光表面分析仪采集路面纹理数据... 详细信息

路面抗滑性能直接影响着道路交通安全,良好的路面抗滑性能是车辆安全行驶的关键保障。现有的路面抗滑性能检测评估方法在工作效率、可解释性以及准确程度上仍有较大的提升空间。本文使用高精度便携式三维激光表面分析仪采集路面纹理数据,在此基础上进行路面纹理点云图像的三维重建,并采集路面各深度层纹理形貌图像,搭建卷积自编码器对其进行图像降维表征,得到代表路面各深度层纹理形貌的数值特征参数。同时将路面构造深度、路面二维分形维数、路面三维分形维数、路表温度以及路面各深度层特征参数共同组建为复合参数,并以此建立路面抗滑性能机器学习评估模型。本文的研究成果为路面抗滑性能的非接触智能检测提供了研究基础,并为今后依托路面纹理特征提高路面抗滑性能的研究奠定了理论依据。本文主要研究成果如下:（1）使用LS-40便携式三维激光表面分析仪采集路面纹理数据,通过动态摩擦测系数测试仪采集相应区域的路面抗滑性能数据,基于采集的高精度路面纹理数据进行路面纹理点云图像的三维重建,以及路面构造深度、路面分形维数等参数的计算,并对所选路面纹理特征参数与路面摩擦系数进行相关性分析。分析结果表明:路面构造深度、路面二维分形维数、三维分形维数共同影响着路面抗滑性能,但其线性相关性极低。（2）将重建的路面纹理点云三维图像沿深度方向均匀分割十份,在此基础上采集路面各深度层的纹理图像,并对其进行图像增广处理,最终获得1110组纹理图像数据集。基于该图像数据集搭建卷积自编码器对其进行降维表征,最终获得代表路面各深度层纹理形貌的数值特征参数。（3）组建包含:路面构造深度、路面二维分形维数、三维分形维数、路表温度以及路面各深度层特征参数的复合参数,并基于决策树、随机森林、支持向量机、BP神经网络、XGBoost五种机器学习算法,构建10 km/h和70 km/h速度下的复合参数路面抗滑性能机器学习评估模型。评估结果表明:在低速和高速状态下,XGBoost算法评估模型均具备最佳的评估效果,其评估R2分别为0.9628和0.9732。（4）通过对建立的复合参数路面抗滑性能机器学习评估模型进行特征重要性计算,探究路面抗滑性能的影响因素。研究结果表明:本文所选取的路面构造深度、路面二维分形维数、三维分形维数、路表温度以及路面各深度层特征参数共同影响着路面抗滑性能的优劣。路面不同深度下的纹理形貌特征对路面抗滑性能的影响程度会随速度条件的改变而发生变化。在低速状态下,路面表层、20%、40%深度下的纹理形貌对路面抗滑性能的影响较为显著;而在高速状态下,面10%、40%、70%深度下的纹理形貌具备更大的影响程度。

关键词：路面抗滑路面纹理机器学习图像降维特征重要性

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菱锌矿硫化浮选机理及影响因素研究进展

化工进展 2024年第7期43卷 4015-4031页

作者：林翔焦芬魏茜张政权中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083

随着锌资源开发利用的深入,低品位难选氧化锌矿成为锌的重要来源,菱锌矿作为分布最多的典型氧化锌矿,是锌的重要矿产来源。本文详细介绍了菱锌矿重要的浮选手段——表面硫化浮选,阐述了硫化浮选的作用机理,解释了菱锌矿硫化过程中化学... 详细信息

随着锌资源开发利用的深入,低品位难选氧化锌矿成为锌的重要来源,菱锌矿作为分布最多的典型氧化锌矿,是锌的重要矿产来源。本文详细介绍了菱锌矿重要的浮选手段——表面硫化浮选,阐述了硫化浮选的作用机理,解释了菱锌矿硫化过程中化学吸附、化学反应以及详细阐述菱锌矿硫化过程中沉淀-溶解反应机理,指出硫化过程是硫化层的沉淀与氧化层脱落的动态平衡过程,成核过程为受到以溶度积为主要驱动力所发生的非均质成核,该过程不同阶段硫化速度随时间而变化。本文列举了浮选过程中矿浆pH、硫化时间、硫化温度等因素对沉淀-溶解硫化的影响方式。同时指出高效强化硫化与绿色硫化是菱锌矿硫化浮选未来研究的重中之重,通过添加药剂进行硫化的高效强化能有效减少硫化钠的用量,通过开发绿色有机硫化剂来减少硫化钠等无机硫化剂的使用,降低选矿废水的污染以及处理难度,最后点明硫化浮选在当前乃至将来都是菱锌矿有效分选的重要方法。

关键词：菱锌矿浮选硫化机理硫化因素

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经皮克氏针横行固定与微型钢板置入治疗第五掌骨干骨折的比较

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中国组织工程研究 2024年第30期28卷 4842-4847页

作者：张政张岱捷李朋滨州医学院附属医院手显微外科山东省滨州市256600 滨州医学院附属医院创伤骨科山东省滨州市256600

背景:第五掌骨干骨折在临床上常见,手术治疗多采用切开复位钢板固定,但术后大多数患者要求取出内固定物,需二次住院治疗。经皮克氏针横行固定具有创伤小、切口小、不需再次住院手术取出等优点,但对第五掌骨干骨折的应用效果不明确。目的... 详细信息

背景:第五掌骨干骨折在临床上常见,手术治疗多采用切开复位钢板固定,但术后大多数患者要求取出内固定物,需二次住院治疗。经皮克氏针横行固定具有创伤小、切口小、不需再次住院手术取出等优点,但对第五掌骨干骨折的应用效果不明确。目的:对比分析经皮克氏针横行固定与微型钢板置入治疗第五掌骨干骨折的临床疗效。方法:回顾性分析滨州医学院附属医院在2018年5月至2020年5月收治的第五掌骨干骨折并行手术治疗患者60例,根据治疗方式分为2组,钢板组30例采用切开复位微型钢板内固定置入治疗,克氏针组30例采用闭合复位经皮克氏针横行固定(其中5例小切口切开辅助)治疗。比较两组患者的住院时间、手术时间、切口愈合等级、手术切口长度、术中出血量、术中透视次数及术后并发症的发生情况,记录两组患者骨折愈合时间、握力、第五掌指关节活动度等,采用中华医学会手外科学会手指关节总活动度法评估患者的手指功能。结果与结论:①两组患者均获得随访,随访时间13-18个月;两组患者住院时间、手术时间、切口愈合等级相比差异无显著性意义(P>0.05);②克氏针组术中出血量、手术切口长度均小于钢板组(P0.05);③末次随访时,依据手指关节总活动度法评估疗效,克氏针组优良率为87%,钢板组优良率为90%,两组比较差异无显著性意义;两组末次随访的第五掌指关节活动度、握力比较差异无显著性意义(P>0.05);④克氏针组术后有1例发生钉道感染,周围略有红肿,给予碘伏加强换药后感染得到控制;1例出现针尾刺激皮肤症状,拔除克氏针后症状消失;钢板组有12例因个人原因于术后12个月以后住院行钢板取出术,克氏针组全都在门诊取出;钢板组出现3例第五掌骨远端背侧及小指指背侧皮肤感觉麻木,术后口服甲钴胺,症状逐渐消失;两组均未出现骨不愈合及内固定取出再骨折等情况;⑤结果表明,这两种术式治疗第五掌骨干骨折均获得良好疗效,手指功能恢复佳,但经皮克氏针横行固定具有创伤小、切口小、费用低、内固定取出方便等优点。

关键词：微型钢板克氏针横行固定第五掌骨干骨折掌骨骨折内固定

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一种改进的DETR输电线通道山火烟雾检测方法

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小型微型计算机系统 2024年第3期45卷 670-675页

作者：张政何慧华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

输电线通道中的火灾会对电力系统的正常运行造成极大的安全隐患,但由于山火烟雾的形状、大小和颜色变化多样导致传统图像方法检测精度较差.为了提高山火检测精度,本文提出一种基于改进DETR的输电线通道山火检测方法.首先,在特征提取阶... 详细信息

输电线通道中的火灾会对电力系统的正常运行造成极大的安全隐患,但由于山火烟雾的形状、大小和颜色变化多样导致传统图像方法检测精度较差.为了提高山火检测精度,本文提出一种基于改进DETR的输电线通道山火检测方法.首先,在特征提取阶段加入多尺度特征信息,并利用空洞卷积提高算法对底层特征的感知能力;然后,引入相对位置编码对Transformer模块中的自注意力机制进行改进;其次,利用CIOU对算法的损失函数进行调整;最后,在标注好的输电线通道山火数据集上对改进后算法进行模型训练和测试.实验结果表明,本文所提出的改进后的DETR模型平均精度可达到84.77%,与原始DETR算法相比提高了6.52%,与其它主流目标检测算法对比,本文提出的山火检测模型可有效识别输电线通道中的山火目标并达到较高的检测精度.

关键词：山火烟雾检测深度学习目标检测多尺度特征信息相对位置编码

基于热混合润滑的钢/橡胶接触表面水润滑增强调控

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表面技术 2024年第3期53卷 142-151,178页

作者：李群刘晓玲郭峰周家傲张政青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520

目的增强钢/橡胶摩擦副的润滑性能,为提高混合润滑状态下水润滑轴承的性能提供参考。方法建立水润滑条件下钢/橡胶摩擦副的热混合润滑模型,讨论热效应对润滑性能的影响,并在此基础上进一步研究表面粗糙度、水基润滑剂黏度和供水压力对... 详细信息

目的增强钢/橡胶摩擦副的润滑性能,为提高混合润滑状态下水润滑轴承的性能提供参考。方法建立水润滑条件下钢/橡胶摩擦副的热混合润滑模型,讨论热效应对润滑性能的影响,并在此基础上进一步研究表面粗糙度、水基润滑剂黏度和供水压力对水润滑增强调控的作用。结果与等温解相比,热效应使Stribeck曲线发生了右移,摩擦因数和载荷比增大,膜厚比降低。最高水膜温度随着转速的增加而升高,热效应对混合润滑性能的影响显著。减小摩擦副表面粗糙度,Stribeck曲线向左移动。在相同转速下,载荷比随着表面粗糙度的减小而降低,膜厚比反之。表面粗糙度越大,水膜温度越高,最高温度位于出口区,且钢的表面温度低于水膜和橡胶的表面温度。当水基润滑剂的黏度增大时,膜厚比增大,载荷比和最高水膜温度降低,Stribeck曲线发生左移。增加供水压力可以改善水膜压力分布,使水膜承载区增大、压力减小,粗糙峰接触压力和承载区减小,导致载荷比减小、膜厚比增加,Stribeck曲线向左偏移,水膜最高温度降低。当接触区由边界润滑向混合润滑过渡时,水膜最高温度出现拐点,且水膜最高温度拐点随着供水压力的增加而左移。结论热效应会降低摩擦副的混合润滑性能,因此在混合润滑中不能忽略。考虑热效应时,通过减小表面粗糙度,或增加水基润滑剂黏度和供水压力,均有利于增强钢/橡胶接触表面水润滑的混合润滑性能。

关键词：水润滑热混合润滑粗糙度水基润滑剂供水压力 Stribeck曲线

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