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基于图自编码器和GRU网络的分层交通流预测模型

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计算机科学 2024年第S1期51卷 680-685页

作者：赵子琪杨斌张远广南华大学电气工程学院湖南衡阳421001

准确的交通流预测信息不仅可以为交通管理人员提供交通决策的坚实基础,还可以减少交通拥堵情况。在交通流预测任务中,获得有效的交通流的时空特性是保证预测效果的前提。现有的方法大多是用未来时刻的数据进行监督学习,提取的特征具有... 详细信息

准确的交通流预测信息不仅可以为交通管理人员提供交通决策的坚实基础,还可以减少交通拥堵情况。在交通流预测任务中,获得有效的交通流的时空特性是保证预测效果的前提。现有的方法大多是用未来时刻的数据进行监督学习,提取的特征具有局限性。针对现有预测模型无法充分挖掘交通流的时空特性的问题,提出了基于改进的图自编码器和门控循环单元的分层交通预测模型。首先使用图注意力自编码器以无监督的方式深度挖掘交通流的空间特性,然后使用门控循环单元进行时间特征提取。分层结构采用分开训练的方式进行时空依赖关系的学习,旨在获取路网天然存在的空间拓扑特征,使其可以兼容不同时间步下的交通流预测任务。大量实验证明,所提出的GAE-GRU模型在不同数据集下的交通预测任务中取得了优异的表现,MAE,RMSE和MAPE指标均优于基线模型。

关键词：交通流预测图自编码器门控循环单元分层时空依赖

基于生物信息学构建肝癌免疫预后基因模型及初步验证

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华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期 100-110页

作者：谢琳玎张远蔡亦红安徽医科大学公共卫生学院卫生检验与检疫学系合肥230032 安徽医科大学动物源性传染病安徽省重点实验室/人畜共患病安徽高校省级重点实验室合肥230032 苏州市吴江区儿童医院检验科江苏苏州215234

利用癌症基因组图谱(the Cancer Genome Atlas,TCGA)和国际肿瘤基因组协作组(International Cancer Genome Consortium,ICGC)数据库收集肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者的RNA测序信息.首先,通过非负矩阵分解(non-negative matrix factorization,NMF)聚类方法和加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)筛选出参与HCC免疫反应机制的关键基因.利用套索(the least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归分析构建预后基因模型,并用基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)方法分析生物学功能.随后,对不同风险组患者使用单样本基因集富集分析(single sample genes set enrichment analysis,ssGSEA)评估两组间免疫浸润和相关功能差异.使用“RMS”R软件包结合独立危险因素构建列线图以预测患者的总体生存时间.最后,利用人类蛋白质图谱数据库(Human Protein Atlas,HPA)与实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)进行临床初步验证.总之,本文在风险评分的基础上整合患者临床特征,构建了一个可验证、可重复的列线图,为临床肿瘤患者的精准治疗提供可靠的参考.

关键词：生物信息学加权基因共表达网络分析肝癌免疫相关基因预后模型

柔性连杆伺服系统参数辨识与控制方法仿真研究

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柔性连杆伺服系统参数辨识与控制方法仿真研究

作者：陆泽冲郑州轻工业大学

学位级别：硕士

柔性连杆伺服系统是由永磁同步电机(PMSM)直接驱动的、强耦合复杂非线性系统。该系统省去了中间传动环节,避免了中间环节间隙误差、非线性摩擦等因素带来的不利因素,能够实现高精度伺服传动,在柔性机械臂、太阳能帆板以及自动化生产线... 详细信息

柔性连杆伺服系统是由永磁同步电机(PMSM)直接驱动的、强耦合复杂非线性系统。该系统省去了中间传动环节,避免了中间环节间隙误差、非线性摩擦等因素带来的不利因素,能够实现高精度伺服传动,在柔性机械臂、太阳能帆板以及自动化生产线等结构轻巧且自重比高的应用场所得到广泛的应用。现有传统伺服系统将电机与负载视为刚性连接,忽略了柔性连接对系统性能的影响。在高精度伺服系统中,柔性连接的动态形变会产生谐振,降低系统的控制精度,甚至可能引发系统失稳。如何建立系统准确的动态模型,实现系统的高精度控制成为柔性伺服推广应用中亟待解决的难题。另外,网络化是高精度伺服系统发展的必然趋势,如何有效节约网络资源,实现控制系统的高效、实时传输是伺服系统高性能发展面临的又一难题。为此,本文通过对柔性连杆伺服系统的机理分析,从系统模型参数辨识、转速环的跟踪控制以及事件触发的网络控制三个方面进行研究,旨在解决由柔性耦合引发的谐振问题以及控制器频繁更新问题。首先,建立了柔性连杆伺服系统的一阶模态动力学模型。通过利用拉格朗日方程建立柔性连杆的一阶模态动力学方程,并结合PMSM本体模型,形成完整的PMSM直接驱动柔性连杆伺服系统的动力学模型。其次,进行了柔性连杆伺服系统多新息模型参数辨识。对柔性连杆伺服系统动力学模型离散化处理,采用多新息随机梯度算法(Multi-innovation stochastic gradient,MISG)对柔性连杆伺服系统模型参数进行辨识,并与传统随机梯度算法进行比较。仿真结果表明,结合了柔性连杆伺服系统当前时刻和历史时刻的转速输入、输出信息的MISG算法,比传统随机梯度算法具有更高的参数辨识精度(参数精度提高了5.8倍,量化误差减小了21.6倍)和收敛速度(提高了5倍)。然后,提出了多容惯性PI控制方法。分析了柔性对连杆伺服系统的影响以及传统PI控制Z-N法失效的原因;将多容惯性标准传递函数与PI控制器结合,确定了MCPPI控制增益参数的设计方法,分别对系统转速环和电流环进行设计,并与工程设计方法、极点配置法等进行对比,验证了所提出的MCP-PI控制方法的有效性。最后,提出了一种基于遗传算法的事件触发转速环PI控制策略。基于事件触发机制和遗传算法,设计了一种事件触发机制的遗传算法优化PI(ET-GA-PI)控制器。引入遗传算法对PI控制器参数进行优化,减弱了系统柔性所产生的耦合振荡;采用固定阈值的事件触发机制来控制PI控制器更新次数,以解决控制器频繁更新造成的计算资源浪费问题。通过仿真实验与(极点配置PI控制(PP-PI)、典型II型系统工程设计PI控制(SSED-PI)、多容惯性PI控制(MCP-PI))等三种控制方法进行比较,验证了所提出的ET-GA-PI方法具有更好的动态性能和稳态精度,并且ET-GA-PI控制器更新次数是时间触发(GA-PI)控制的1/20,超调量仅为0.1731%。

关键词：柔性连杆伺服系统多新息参数辨识多容惯性遗传算法PI 事件触发控制

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应用磁导率检测的九脚探头仿真优化

中国测试 2024年第1期50卷 145-150页

作者：袁润冲任尚坤南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063

针对铁磁性构件应力集中和疲劳损伤的检测评价复杂性问题,对九脚探头参数问题进行分析。推导了探头的检测原理,以45号钢为研究对象,为提高系统的检测灵敏度,对检测探头的主要影响参数进行优化,并采用Ansys Workbench平台中静力学与静磁... 详细信息

针对铁磁性构件应力集中和疲劳损伤的检测评价复杂性问题,对九脚探头参数问题进行分析。推导了探头的检测原理,以45号钢为研究对象,为提高系统的检测灵敏度,对检测探头的主要影响参数进行优化,并采用Ansys Workbench平台中静力学与静磁学模块进行力磁耦合仿真。结果显示:最佳激励频率、最佳激励电压幅值与激励线圈匝数相关,在确定的激励线圈匝数下,激励频率、激励电压均存在最优值使检测灵敏度最大;随拉应力的增加,检测信号呈减小的趋势。该仿真数据可为后续设计提供参考。

关键词：磁导率检测技术应力集中九脚探头检测灵敏度

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两类PI-代数的生成恒等式

安徽大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张远峰徐江南鲍炎红安徽大学数学科学学院

PI-代数所满足的恒等式构成自由代数的T-理想,是PI-代数研究的重要研究内容.经典的Kemer定理指出特征零域上的T-理想都可由有限多个多项式生成.但关于T-理想的生成多项式的计算是很困难的.基于自由代数的T-理想与含幺结合代数Operad的... 详细信息

PI-代数所满足的恒等式构成自由代数的T-理想,是PI-代数研究的重要研究内容.经典的Kemer定理指出特征零域上的T-理想都可由有限多个多项式生成.但关于T-理想的生成多项式的计算是很困难的.基于自由代数的T-理想与含幺结合代数Operad的理想之间的对应关系,通过计算含幺结合代数Operad的截面理想分支的生成元,给出了具有2,3阶多项式增长余维数序列的含幺结合PI-代数的生成恒等式.

关键词： PI-代数 T-理想 Operad 截面理想生成恒等式

福建行洛坑高产热花岗岩U、Th来源与富集成因

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地球科学 2024年

作者：胡鐇分刘昊王永刘向冲中国地质科学院地质力学研究所自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室中国地质科学院地质力学研究所动力成岩成矿实验室

钨矿与高分异花岗岩有密切的成因联系。全球大型/超大型钨锡矿床相关花岗岩的放射性产热率大多为5-10 μWm-3，属于高产热花岗岩；其放射性产热率主要来源于U，一般达到70%，其次是Th（20%）与K（<10%），然而目前并不清楚含钨花岗岩放... 详细信息

钨矿与高分异花岗岩有密切的成因联系。全球大型/超大型钨锡矿床相关花岗岩的放射性产热率大多为5-10 μWm-3，属于高产热花岗岩；其放射性产热率主要来源于U，一般达到70%，其次是Th（20%）与K（<10%），然而目前并不清楚含钨花岗岩放射性产热元素分布规律及其富集原因。本文选择福建行洛坑超大型钨矿床开展典型实例研究，通过对行洛坑花岗岩单矿物（黑云母、斜长石、锆石、独居石、磷灰石等）的成分分析，结合已发表的全岩主、微量数据，利用质量守恒原理分别约束U、Th、K的主要赋存矿物。行洛坑两期花岗岩（G1与G2）的锆石U-Pb年龄分别为：151.5±0.6Ma和150.0±0.6Ma，根据单矿物计算的G1与G2总产热率分别为1.78 μWm-3、2.28 μWm-3。其中，K主要赋存于钾长石和黑云母等矿物，这两种矿物的K对全岩的热贡献率不到10%（全岩计算平均值为9%）；Th主要来自于独居石，独居石中Th热贡献率最高达到了46%（全岩计算平均值为28%）；U主要来自锆石、独居石以及少量磷灰石，热贡献率均低于15%（全岩计算平均值为63%）。G1与G2单矿物计算的产热率只达到全岩平均产热率(分别为3.74 μWm-3和6.10 μWm-3)的48%和37%，这种显著差异可能是由于行洛坑花岗岩中大量U存在于少量高U锆石。行洛坑花岗岩的U主要赋存于锆石（尤其是高U锆石），Th主要赋存于独居石，K主要赋存于钾长石和黑云母等主要硅酸盐矿物；行洛坑花岗岩中U、Th的富集可能由源区和结晶分异作用共同控制的；行洛坑花岗岩放射性热（尤其是晚期岩体）可能延长了行洛坑热液对流时限并促进白钨矿的形成。

关键词：高产热花岗岩锆石独居石钨矿床行洛坑

飞行参数设置对无人机摄影测量建模的影响研究

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实验技术与管理 2024年第10期 93-99页

作者：张远翼丁锐唐翔祝乐乐刘小欢福州大学建筑与城乡规划学院智慧营造实验室

随着数字基础设施建设的不断推进和数字城市的蓬勃发展，无人机摄影测量建模技术快速兴起。如何在提升模型精度的同时兼顾建模效率问题，受到广泛关注。该文以福州大学宏晖文体综合楼为研究对象，对无人机飞行参数设置与建模效率之间的... 详细信息

随着数字基础设施建设的不断推进和数字城市的蓬勃发展，无人机摄影测量建模技术快速兴起。如何在提升模型精度的同时兼顾建模效率问题，受到广泛关注。该文以福州大学宏晖文体综合楼为研究对象，对无人机飞行参数设置与建模效率之间的关系进行量化实验研究。研究结果表明，无人机在旁向重叠率53%、航向重叠率53%、飞行速度9.3 m/s、边距设置为自动时建模效率最佳。

关键词：建模效率图像重叠率边距设置飞行速度

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基于T-S模糊系统的倾转旋翼机过渡过程最优控制

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飞行力学 2024年第4期42卷 27-34,55页

作者：伍家冲吴伟南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室江苏南京210016

针对倾转旋翼机过渡过程变动力学特性带来的复杂控制问题,提出一种基于T-S模糊系统和线性二次最优跟踪控制结合的综合控制方法。首先,建立倾转旋翼机高置信度飞行动力学模型,并基于模糊逼近原理发展了面向控制器设计的T-S模糊模型。然后... 详细信息

针对倾转旋翼机过渡过程变动力学特性带来的复杂控制问题,提出一种基于T-S模糊系统和线性二次最优跟踪控制结合的综合控制方法。首先,建立倾转旋翼机高置信度飞行动力学模型,并基于模糊逼近原理发展了面向控制器设计的T-S模糊模型。然后,针对所建立的模糊模型,将控制策略切换与并行分布补偿控制器相结合,采用线性二次最优跟踪控制方法完成控制律设计,得到可平滑切换的控制集。最后,开展了倾转过渡过程的飞行仿真,对设计的控制律进行了验证。结果表明:所建立的模糊最优控制方法能够实现倾转旋翼机过渡过程的精准控制,状态响应和控制器输出的平滑性得到显著提升。

关键词：倾转旋翼机 T-S模糊系统线性二次最优跟踪器倾转过渡控制

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厚尾噪声环境下基于置信传播的鲁棒跟踪算法

信号处理 2024年

作者：李固冲李天成严瑞波西北工业大学自动化学院

多目标跟踪技术可从目标个数未知且存在漏检、杂波和噪声的复杂跟踪环境中同时估计出目标状态和目标个数，已经广泛应用于空中预警、自动驾驶和移动机器人等领域，对国防军事和民生科技都具有重要的应用价值。然而，在实际的跟踪环境中... 详细信息

多目标跟踪技术可从目标个数未知且存在漏检、杂波和噪声的复杂跟踪环境中同时估计出目标状态和目标个数，已经广泛应用于空中预警、自动驾驶和移动机器人等领域，对国防军事和民生科技都具有重要的应用价值。然而，在实际的跟踪环境中，外界的干扰和传感器自身的不稳定会使得量测噪声中出现野值而表现出厚尾特性，此外，目标在杂波环境下发生机动时，运动模型的不准确也会产生厚尾过程噪声。此时若继续在高斯假设下进行多目标滤波处理会使得跟踪精度大大下降。针对该问题，常用的解决方案是将厚尾的过程噪声和量测噪声建模为学生t分布，并用来修正随机有限集（Random Finite Set， RFS）理论下的标准多目标滤波器，进而确保跟踪性能不发散。然而，基于RFS理论的多目标跟踪方法往往需要较大的计算代价，导致系统的延迟增加。本文利用扩展性强且计算复杂度较低的置信传播（Belief Propagation， BP）策略，提出了一种基于BP的多目标鲁棒跟踪算法。该算法首先将每个目标的后验概率密度函数近似为学生t分布混合模型，然后通过BP模式进行递归更新，最后基于判决门限，实现目标状态的估计。仿真实验表明，相比于现有算法，本文提出的算法能够在过程噪声和量测噪声同时存在厚尾时的跟踪场景中实现稳健有效的跟踪性能。

关键词：厚尾噪声置信传播多目标跟踪学生t分布