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梯级水电短期调度模型及其求解的蝗虫视觉进化神经网络

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水力发电学报 2024年第4期43卷 81-96页

作者：王宇驰张洪贵州大学大数据与信息工程学院贵州省系统优化与科学计算特色重点实验室贵阳550025

融合梯级水电站短期调度中电网调峰与发电量相互制约的因素,探讨水电调度模型的设计及求解的改进型蝗虫视觉进化神经网络。调度模型设计中,依据水量平衡方程,在充分考虑机组出力限制、不规则震动区等与水头相关的复杂约束及尾水顶托影响... 详细信息

融合梯级水电站短期调度中电网调峰与发电量相互制约的因素,探讨水电调度模型的设计及求解的改进型蝗虫视觉进化神经网络。调度模型设计中,依据水量平衡方程,在充分考虑机组出力限制、不规则震动区等与水头相关的复杂约束及尾水顶托影响下,构建以调峰效果与发电效益为性能指标的厂网协调短期调度模型。神经网络设计中,在已有蝗虫视觉神经网络基础上引入视觉残留机制、半波整流机制,以及在兴奋层引入局部均值滤波,获得能输出全局和局部学习率的改进型蝗虫视觉神经网络,进而借助混沌映射及山瞪羚优化算法设计状态更新策略,随后顺次连接此视觉神经网络及更新策略,获得能自适应调节参数的改进型蝗虫视觉进化神经网络。比较性的数值实验显示,该神经网络求解13个基准事例中7~13个事例及应用于贵州北盘江梯级电站的3种场景中至少2种场景下具有显著优势。

关键词：梯级水电厂网协调蝗虫视觉进化神经网络山瞪羚优化以水定电

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基于深度学习的气液交界面动态测量系统研究

基于深度学习的气液交界面动态测量系统研究

作者：张景驰河北大学

学位级别：硕士

气液两相流在自然界和工业领域中普遍存在,它在石油化工、冶金炼钢、核能发电等多个领域均扮演着重要角色。气液交界面的测量是气液两相流研究中的关键任务之一,旨在实现对气液交界的自动化检测,并进行相应的后续处理。现阶段对气液两... 详细信息

气液两相流在自然界和工业领域中普遍存在,它在石油化工、冶金炼钢、核能发电等多个领域均扮演着重要角色。气液交界面的测量是气液两相流研究中的关键任务之一,旨在实现对气液交界的自动化检测,并进行相应的后续处理。现阶段对气液两相流气液交界面的实时测量以及数据的传输和保存的研究尚且不足。激光诱导荧光和粒子图像测速等技术所需的设备成本高、设计精密,不适用于工业现场和恶劣环境测量。因此如何以较低成本实现气液交界面的动态测量在工业上具有重大意义。本文围绕气液交界特征参数的实时测量需求,设计了一套基于深度学习的气液交界面动态测量系统。通过使用多台高速相机捕捉不同流量下气液两相流的气液交互现象,构建数据集。设计图像处理算法,在目标检测的基础上进行实例分割,添加追踪算法,实现对气液交界面的识别,分割,追踪。对网络进行优化处理,提升检测速度。设计用户友好的GUI交互界面,包括图像显示、信号源输入、模型选择、流型识别以及气液交界面几何特征信息展示等功能。该系统实现了对气液交界面几何特征,气泡速度,运动轨迹,体积含气率,两相流流型的动态测量。本论文取得了如下研究成果:(1)设计了一套气液交界面检测算法。通过搭建气液两相流实验检测平台,利用多台高速相机拍摄,并结合对抗网络制作数据集。该算法实现了气液交界面的准确识别和分割,检测精度达到92.2%,为提取气液两相流信息提供了实验数据支持。(2)提出了气液交界面的追踪模型。实现了对气液交界中气泡的追踪,分析得到气液交界的动态变化、运动轨迹、气泡的几何特征和速度信息,为开发气液交界面的动态测量系统奠定了基础。(3)设计了气液交界面的动态测量系统。通过对检测网络进行优化,提高了检测速度,检测每张图片仅需14ms。设计了用户友好的GUI交互界面,支持图片、视频、摄像头等不同方式的检测。并能够实时显示气液交界面检测信息,实现了对气液交界面的动态测量。

关键词：气液两相流深度学习目标检测气液交界分割动态测量

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针对可搜索加密的查询恢复攻击方案研究

针对可搜索加密的查询恢复攻击方案研究

作者：邰宇驰河北大学

学位级别：硕士

用户数据量激增使得本地存储跟不上需求,云存储因低成本而流行,但也带来数据安全担忧。可搜索加密方案应运而生,允许用户在云端搜索加密数据,是安全研究的焦点。然而,为提升搜索效率,方案可能会泄露自认为无关隐私的信息,例如访问与搜... 详细信息

用户数据量激增使得本地存储跟不上需求,云存储因低成本而流行,但也带来数据安全担忧。可搜索加密方案应运而生,允许用户在云端搜索加密数据,是安全研究的焦点。然而,为提升搜索效率,方案可能会泄露自认为无关隐私的信息,例如访问与搜索模式,而好奇的服务器可能利用这些信息猜测用户查询的关键字。现有的大多数攻击方案只有在有利条件下才能超过30%的恢复准确率。当辅助信息相关性较弱时,使用统计信息的推断攻击方案准确率较低,且其执行时间也需要很久。多关键字查询恢复攻击较单关键字的查询恢复攻击难度提升巨大,主要因为涉及的变量更多,组合空间更大,恢复过程更为复杂。攻击者需要处理的可能关键字组合数量呈指数级增长。针对上述问题,研究方案如下:(1)设计基于统计信息的迭代查询恢复攻击方法,与现有的大部分攻击方案不同,攻击者不需要掌握用户明文文档的相关知识,攻击者只需要利用关键字分布与客户文档相似的文档集,这在现实中较容易获取。攻击者还掌握极少量可以被服务器删除的已知查询,并通过被动的观测服务器与客户端的搜索行为,得到并提炼出对攻击有用的统计信息。迭代地处理并凝练统计信息,提升攻击的恢复准确率。即使不知道客户端存储的文档的确切背景知识,攻击依然可以达到约95%的准确度。实验结果表明,攻击不仅在准确度上优于其他攻击方案,执行速度也快于其他方案,最大可以达到10～3秒的差异。(2)设计基于线性求解器的多关键字查询恢复攻击方法,为了使攻击能够支持多关键字查询恢复,将上面的攻击方案进行改造。面对难度急剧提升的多关键字查询恢复攻击,利用线性求解器求解多关键字查询恢复。线性求解器用于在给定的约束条件下求解包含已知查询和辅助信息的查询恢复模型,以找到所有可能的关键字陷门对应关系。方案还利用CUDA来进行矩阵计算,进一步提升攻击的执行速度。攻击通过对搜索和访问模式的泄露数据进行分析,来成功恢复出用户查询请求的具体内容。在不同设置下进行实验,分析并展示了该攻击方案的有效性。

关键词：数据外包安全可搜索加密查询恢复攻击模式泄露多关键字查询

年轻Luminal B2型乳腺癌预后危险因素分析及预后模型的构建及验证

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年轻Luminal B2型乳腺癌预后危险因素分析及预后模型的构建及验证

作者：韩苏驰海南医科大学

学位级别：硕士

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热胀管系容器系统设计的安定评定准则

热胀管系容器系统设计的安定评定准则

作者：李正驰北京化工大学

学位级别：硕士

在实际工程项目中,压力容器并非独立存在,而是通过管系将其连接起来共同组成一个系统,其中管系由于热载荷的存在往往会对容器管口产生相应的管口载荷。针对热胀管系容器系统设计中,整体法在建模过程中所面临的复杂性,以及传统分部法在... 详细信息

在实际工程项目中,压力容器并非独立存在,而是通过管系将其连接起来共同组成一个系统,其中管系由于热载荷的存在往往会对容器管口产生相应的管口载荷。针对热胀管系容器系统设计中,整体法在建模过程中所面临的复杂性,以及传统分部法在评定上存在偏于保守的问题;且当前规范在评定热胀管系容器系统时采用应力分类法存在一定的局限性。本文旨在提出一种针对热胀管系容器系统设计的新评定准则。主要研究内容和结论如下:(1)归纳分析了目前各种求解结构安定载荷的方法。循环弹塑性分析法可直观地检验结构是否处于弹性安定状态。下限安定定理法和非线性叠加法,则是通过构造残余应力场的方式求取结构的安定载荷。双极限载荷法通过比较结构的二倍弹性极限载荷和塑性极限载荷确定安定载荷。经对比分析后,确定了循环弹塑性分析法,下限安定定理法和双极限载荷法三种准确求解安定载荷方法。(2)应用循环弹塑性分析法、下限安定定理法和双极限载荷法求解结构的安定载荷。采用三种方法分别求解厚壁圆筒、标准椭圆封头中心接管及中心管系结构、球封头中心接管及中心管系结构共5种结构的安定载荷。结果表明,双极限载荷法和下限安定定理法相对于循环弹塑性分析法的最大误差均小于5%,且偏保守。综合考虑计算精度和工作量,在工程设计中可采用双极限载荷法,对于计算精度要求较高、周围弹性材料对最大应力点的约束能力较弱的情况建议采用循环弹塑性分析法。(3)提出了在热胀管系容器系统的设计中应用安定准则。通过对比安定准则和规范中一次应力控制,结果发现将安定准则应用到热胀管系容器系统的设计中能够更好的发挥结构的承载能力,相比与一次应力准则提升16%-45%。同时探究了求解安定载荷的影响因素。当求解薄壁容器等承载过程中易发生大变形的结构时,应在求解过程中考虑几何非线性的影响。整体法中不同管系长度下,结构安定载荷值随着管系的增加而不断降低,但管系对容器的管口推力几乎保持不变。

关键词：热胀管系-容器系统安定准则弹塑性应力分类法压力容器

面向城市更新的城市设计公众参与数字平台探索——以南京阅江楼片区为例

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城市规划学刊 2024年第3期 74-81页

作者：杨俊宴张钟虎史宜东南大学智慧城市研究院东南大学建筑学院

在人本价值观的导向下，公众参与对于城市更新设计的重要性日益凸显，但对于如何洞察城市更新背景下的多元主体和城市空间的互动关系，如何精准研判现状问题和多元诉求，如何加深公众参与的深度，仍在不断实践探索中。数字技术的发展为... 详细信息

在人本价值观的导向下，公众参与对于城市更新设计的重要性日益凸显，但对于如何洞察城市更新背景下的多元主体和城市空间的互动关系，如何精准研判现状问题和多元诉求，如何加深公众参与的深度，仍在不断实践探索中。数字技术的发展为城市设计的公众参与提供了新的形式和途径，阐述目前调研、分析、设计和成果感知阶段的公众参与瓶颈，探索建构一种面向城市更新的城市设计公众参与数字平台，通过数字技术辅助公众数据实时采集、集成分析与模拟展示，从而提升公众意见采集、传导、转译和成果感知能力，并以南京阅江楼项目为实证样本，阐述公众参与数字平台的架构、功能及实践反馈。

关键词：公众参与数字平台城市更新城市设计

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基于点云的破片穿孔检测方法研究

基于点云的破片穿孔检测方法研究

作者：张艺驰西安工业大学

学位级别：硕士

静爆威力试验可以对弹药爆炸毁伤威力效果进行定量评估,是战斗部设计、改进及定型验收环节的直接依据,其中对靶板上破片穿孔进行检测与分析,测定破片空间分布,对弹药毁伤效能评估具有十分重要的理论意义和研究价值。静爆试验后,由于冲... 详细信息

静爆威力试验可以对弹药爆炸毁伤威力效果进行定量评估,是战斗部设计、改进及定型验收环节的直接依据,其中对靶板上破片穿孔进行检测与分析,测定破片空间分布,对弹药毁伤效能评估具有十分重要的理论意义和研究价值。静爆试验后,由于冲击波的作用,靶板一般会发生形变,传统人工和二维图像方法会忽略形变或者采用统一形变参数假设进行处理,导致靶板上的破片穿孔定位不准确,而三维点云方法可以获得靶板的形变量,为破片穿孔准确检测提供了新的技术思路。因此,本文基于三维点云获取静爆场景信息,对靶板进行提取,对破片穿孔进行检测和二维参数化定位,提升破片穿孔检测精确度,其主要工作如下:(1)针对点云存在背景干扰和噪声的问题,设计了一种k邻域搜索的聚类去噪方法。该方法针对点云分布不均匀而引起的k邻域搜索范围不稳定问题,结合点云密度分布策略,改进了一种基于动态网格的k邻域搜索算法,对未呈现拓扑结构信息的点云邻域建立空间索引,以利于进一步邻域处理;针对点云数据中的复杂背景干扰问题,根据目标与背景点云的密度分布,采用DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)去噪算法剔除了复杂背景,并提取了靶板区域;针对在点云采集时,破片穿孔边缘部分存在较大的噪声,影响后续处理的问题,结合破片穿孔部分噪声密度分布,通过自适应邻域半径选取,改进DBSCAN聚类去噪算法,聚类破片穿孔边界噪声,达到去噪的目的,为后续破片穿孔检测和二维参数化提供数据基础。(2)针对传统边界检测算法参数依赖性强、对点云密度敏感的问题,提出一种基于局部邻域微切平面的边界检测算法。该方法利用局部邻域的微切平面,考虑了局部点的分布情况,不依赖全局参数,设计了点云邻域相对质心的分布和自适应垂线夹角阈值的边界点判定策略,结合边界点的分布特点并采用单边生长排序算法来剔除伪边界。(3)针对破片穿孔的二维参数精确测量问题,设计了一种点云参数化方法。该方法针对破片穿孔内边界引起的参数化形变大的问题,基于特征平面对破片穿孔插值,基于径向基函数构建破片穿孔隐式曲面,利用插值点映射隐式曲面来修补破片穿孔;结合靶板的变形程度,确定三角网格分辨率,对修补后的靶板点云进行局部德劳内三角剖分,构建出正确的拓扑结构,提高靶板表面细节信息。针对靶板外边界引起的参数化形变大的问题,结合虚拟外边界进行ABF++(Angle Based Flattening Plus Plus)参数化,基于角度和约束项构建靶板三角网格能量,有效降低了参数化的形变。最后,对靶板点云进行破片穿孔检测和破片穿孔二维参数化分别进行实验验证,实验结果表明,本文方法检测精度达到了93.2%;参数化的角度畸变和面积畸变达到25.994°、1.260%,相较于直接ABF++参数化降低了22.01%、7.691%,在破片穿孔检测和破片穿孔二维参数化方面表现出更好的能力;检测到的三维质心坐标,与实测质心坐标的平均二维欧氏距离误差为0.058mm,参数化后的平均二维欧氏距离误差为0.206mm,表明本文所提出方法在破片穿孔检测和二维参数化精确测量中的有效性和实用性。

关键词：破片穿孔检测 k邻域搜索边界检测破片穿孔修补靶板三角网格参数化

基于微形变分析的电容式MEMS加速度计温漂误差精密估计方法

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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2437-2445页

作者：齐兵程建华赵砚驰汪籽粒哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对传统的电容式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)加速度计(capacitive MEMS accelerometers,CMA)温漂误差(temperature drift error,TDE)补偿方法存在非精准溯源TDE致使TDE估计精度低、反复尝试估计模型构型导致构建过程复杂繁琐的问题,提出基于微形变分析的CMA TDE精密补偿方法。首先,通过微形变分析内部结构精准溯源TDE,基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)构建改进型TDE精密估计模型;其次,基于专家经验和模糊理论提出Expert-Fuzzy辅助决策下TDE估计模型辨识方法,为改进模型提供有效的构型指导;然后,设计升温试验测试CMA,构建传统模型和改进模型并通过对比其输出偏置稳定性评估TDE估计性能。实验结果表明,改进模型构建过程大大简化,补偿后CMA偏置稳定性提升约35%。本方法能够更加精准地估计TDE,有效解耦硅基材料的温度依赖性并提升CMA的环境适应性。

关键词：微机电系统温漂误差估计微形变分析 Expert-Fuzzy辅助决策径向基函数神经网络

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郴州烟稻轮作植烟土壤特征与健康评价

郴州烟稻轮作植烟土壤特征与健康评价

作者：郝汉驰中南林业科技大学

学位级别：硕士