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基于代表点法的混料均匀设计

系统科学与数学 2025年

作者：熊子康覃红宁建辉黄煜宁中南财经政法大学统计与数学学院华中师范大学数学与统计学学院

混料试验设计在食品生产,工业制造,混合药物研发,投资组合优化等领域有广泛的应用.为了确保设计方案对模型的变化具有稳健性,许多学者在不同准则下提出了混料均匀设计.然而,当混料成分个数较多且受到的约束条件较复杂时,基于接受拒绝算... 详细信息

混料试验设计在食品生产,工业制造,混合药物研发,投资组合优化等领域有广泛的应用.为了确保设计方案对模型的变化具有稳健性,许多学者在不同准则下提出了混料均匀设计.然而,当混料成分个数较多且受到的约束条件较复杂时,基于接受拒绝算法或逆变换法的混料设计构造方法变得低效且复杂.在本文中,我们基于代表点法提出了线性约束区域上的混料均匀设计的高效构造方法,其主要思想是先基于吉布斯采样算法生成混料试验区域上均匀训练样本,然后通过优化算法将其压缩成能量距离准则下的最优代表点集.通过数值例子分析,新构造方法产生的设计有良好的均匀性和模型稳健性.

关键词：混料试验设计线性约束均匀设计吉布斯采样代表点能量距离

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堆叠场景下的物体优先级感知抓取网络

复旦学报(自然科学版) 2025年

作者：周家康任煜轩殳峰复旦大学工程与应用技术研究院复旦大学脑科学转化研究院悉尼大学电气与计算机工程学院

针对堆叠场景中机械臂抓取顺序紊乱导致环境结构稳定性被破坏的问题，本文提出了一种基于物体优先级分类的新型抓取神经网络模型。首先，利用横纵卷积和折半卷积的组合模块，对彩色深度(Red Green Blue-Depth，RGB-D)图像进行特征提取... 详细信息

针对堆叠场景中机械臂抓取顺序紊乱导致环境结构稳定性被破坏的问题，本文提出了一种基于物体优先级分类的新型抓取神经网络模型。首先，利用横纵卷积和折半卷积的组合模块，对彩色深度(Red Green Blue-Depth，RGB-D)图像进行特征提取；接着，利用多尺度池化方法对物体特征信息进行深层次提取，增强模型在面对不同尺度物体时的鲁棒性；最后，引入独特的物体优先级分类预测模块，提升了模型对物体的感知能力。分析结果表明：本文模型在堆叠场景中的表现优于现有的其他抓取检测模型，准确率达到了74.1%，模型能够准确解析物体间的堆叠关系，确保机械臂按物体优先级顺序进行抓取，避免抓取顺序紊乱的问题。此外，在单目标场景中的高性能以及在真实环境中的泛化能力和鲁棒性也得到了验证。

关键词：深度学习神经网络平面抓取检测物体优先级

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基于MC3投票法和机器学习的信用风险评估

海南大学学报（人文社会科学版） 2025年第1期43卷 97-106页

作者：邝雄张成祖张婷婷海南大学国际商学院海南海口570228

信用风险评估是金融风险管理的重要问题,为提高信用风险评估的有效性,基于马尔科夫链蒙特卡罗模型综合方法提出模型投票方法,这种方法可以不需要进行指标剔除,减少了特征选择过程中的信息丢失,同时可以更为谨慎地评估信用风险。结合MC3... 详细信息

信用风险评估是金融风险管理的重要问题,为提高信用风险评估的有效性,基于马尔科夫链蒙特卡罗模型综合方法提出模型投票方法,这种方法可以不需要进行指标剔除,减少了特征选择过程中的信息丢失,同时可以更为谨慎地评估信用风险。结合MC3投票法和机器学习方法,构建了信用风险评估模型。在此基础上,借助国泰安数据库上市制造业企业的财务指标数据,对构建的信用风险评估模型与其他模型的预测性能进行了比较分析。检验结果表明:相对于一次剔除法和逐步剔除法,MC3投票法降低了银行由于信用风险评估模型的一类错误而造成的损失,从而提高了信用风险评估模型的性能。

关键词：信用风险评估模型机器学习 MC3投票法

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主路式水肥一体机施肥系统的设计与试验

农机化研究 2025年第2期47卷 68-74页

作者：李擎李家春熊贤沙蔡家斌贵州大学机械工程学院贵阳550025

针对现阶段水肥一体化设备存在施肥不均、自动化程度不高及滞后性严重的问题,根据现代化农业节水省肥和减少环境污染的灌溉要求,设计了一款可实现自动混肥、施肥、节水灌溉的主路式水肥一体化施肥机。根据液肥的EC和pH值调节过程的特点... 详细信息

针对现阶段水肥一体化设备存在施肥不均、自动化程度不高及滞后性严重的问题,根据现代化农业节水省肥和减少环境污染的灌溉要求,设计了一款可实现自动混肥、施肥、节水灌溉的主路式水肥一体化施肥机。根据液肥的EC和pH值调节过程的特点,开发了以SIEMENS S7-1200为核心的液肥控制系统硬件,并结合MatLab设计了以模糊PID为控制器的液肥EC和pH值控制系统。为验证施肥机在实际应用中的精确性和鲁棒性,设计了施肥系统动态调节性能试验,结果表明:在施肥阶段,模糊PID控制系统具有较短的稳态时间和较小的超调量,相比于PID控制系统,对EC和pH值进行调节的稳态时间分别减少了37.7%和52.1%,稳态超调量分别降低了1.2%和2.2%,可实现对混肥溶液进行迅速有效的调节,满足现代农业实际生产需要。

关键词：水肥一体化施肥机模糊PID 过程控制

一种深度神经网络多步延迟参数更新并行优化方法

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哈尔滨工业大学学报 2025年

作者：巨涛康贺廷刘帅丁肖健王龙翔兰州交通大学电子与信息工程学院西安交通大学计算机科学与技术学院

为解决深度神经网络（deep neural network，DNN）分布式数据并行训练中因聚合节点梯度进行全局梯度参数更新而导致的高通信开销问题，提出了一种DNN多步延迟参数更新并行优化方法。首先设计了一种自适应多步更新间隔选择策略，通过多... 详细信息

为解决深度神经网络（deep neural network，DNN）分布式数据并行训练中因聚合节点梯度进行全局梯度参数更新而导致的高通信开销问题，提出了一种DNN多步延迟参数更新并行优化方法。首先设计了一种自适应多步更新间隔选择策略，通过多次本地迭代，再聚合节点梯度，以降低频繁通信造成的额外开销；同时提出了一种参数修正策略，防止本地模型在多步本地更新后偏离全局模型，从而保证训练精度；其次在聚合梯度时，将梯度张量切分为子张量，在梯度聚合过程中实现通信与计算的最大化重叠，进一步加速模型训练；最后在CIFAR-100和ImageNet-mini数据集上，将本文方法与SSGD、Local SGD训练方法进行实验对比。实验结果表明，本文方法可以在保证模型训练精度的基础上，显著减少因参数更新引入的通信开销，可以实现通信与计算的最大化重叠、充分利用计算资源进提升并行训练速度。研究结果可为降低DNN分布式训练过程中的通信开销提供新的方案。

关键词：深度神经网络数据并行通信调度参数更新计算与通信重叠

新疆大气可降水量时空演变特征及其与降水转化关系

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干旱区研究 2025年

作者：赵世康穆振侠李刚杨荣钦黄娩婷新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室新疆伊犁州水利电力勘测设计研究院有限公司

大气可降水量（PWV）是表征大气中水汽含量的重要指示因子，明确PWV与降水的转化机制对水资源高效利用具有重要意义。本文以新疆为研究区，基于多源数据计算PWV，并以探空数据为参考，评估ERA5全球大气再分析数据计算PWV的优劣，借助降... 详细信息

大气可降水量（PWV）是表征大气中水汽含量的重要指示因子，明确PWV与降水的转化机制对水资源高效利用具有重要意义。本文以新疆为研究区，基于多源数据计算PWV，并以探空数据为参考，评估ERA5全球大气再分析数据计算PWV的优劣，借助降水转换率（PCE）揭示PWV与降水的转化关系。结果表明：（1）ERA5计算的PWV精度较高，与传统依托探空数据确定的PWV的相关系数和均方根误差分别为0.98和2.6 mm。（2）1960—2020年新疆PWV总体呈增加趋势，增幅为0.1 mm·（10a）-1；小波频谱显示研究区PWV变化周期以短周期为主，分别为2.6 a、6 a。（3）从点尺度来看，PCE随站点降水量的增加而升高；从线尺度来看，PCE的变化规律在经度方向上呈“U”型，在纬度方向上大致呈“L”型；从面尺度来看，PCE的高值区主要分布在林地、坡度为25°～35°范围及海拔5000 m以上的区域，分别为7.17%、5.8%和5.1%；（4）降水丰枯异常典型年PCE差异明显，辐合强、水汽上升运动强烈的特丰水年，引起了较高的PCE，平、枯水年PCE较低。（5）北极涛动指数和太平洋十年振荡是影响全疆PCE的主要因素，由于不同区域间因气候和地形等因素的差异，PCE受控因子存在一定的差异。研究结果可为新疆地区空中水资源利用及降水转化评估提供理论参考。

关键词：可降水量降水转换率转换关系新疆

SC-CO_(2)与工业乳化炸药破岩效应的等效试验

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工程科学学报 2025年第2期47卷 249-258页

作者：蒋楠姚颖康朱斌罗学东江汉大学省部共建精细爆破国家重点实验室武汉430056 江汉大学爆破工程湖北省重点实验室武汉430056 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

如何定量化核算SC-CO_(2)(超临界二氧化碳)破岩效率是非炸药类破岩技术在实际工程应用时重点关注的内容.本研究基于爆破当量理论计算和现场爆破试验的研究方法,通过工程类比法进行工业乳化炸药等效当量计算,选择典型代表性花岗岩及泥岩... 详细信息

如何定量化核算SC-CO_(2)(超临界二氧化碳)破岩效率是非炸药类破岩技术在实际工程应用时重点关注的内容.本研究基于爆破当量理论计算和现场爆破试验的研究方法,通过工程类比法进行工业乳化炸药等效当量计算,选择典型代表性花岗岩及泥岩场地,设计进行了SC-CO_(2)与工业炸药破岩效应等效对比现场试验;基于现场破岩等效现场试验测试数据,对比分析试验过程中SC-CO_(2)与工业炸药破岩体积、破岩区域形态、大块率和单耗等破岩区域特征及参量数据.研究结果表明:当SC-CO_(2)破岩体积较大时,其致裂破岩范围的长短轴较长,并且随着剪切片厚度的增加,泥岩场地二氧化碳单耗的下降速率增大,二氧化碳单耗是炸药单耗的6~11倍.SC-CO_(2)破岩技术大块率较高,而炸药爆炸应力波分布均匀,大块率较小.SC-CO_(2)破岩地表振速远小于工业炸药破岩,工业炸药爆破测点合振速值为SC-CO_(2)破岩测点合振速值的9~11倍,SC-CO_(2)破岩对周边环境震动影响较小.SC-CO_(2)破岩测点合应力峰值高于工业炸药破岩,SC-CO_(2)破岩试验中各测点合应力值为炸药破岩试验中对应测点值的1.2~1.6倍.

关键词： SC-CO_(2) 工业炸药等效破岩动力效应破岩体积

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基于结构学习和自监督图注意力的网络表示学习

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山西大学学报(自然科学版) 2025年

作者：王静红郑瑞策米据生李昊康河北师范大学计算机与网络空间安全学院河北师范大学河北省网络与信息安全重点实验室供应链大数据分析与数据安全河北省工程研究中心河北师范大学数学科学学院河北工程技术学院人工智能与大数据学院

网络表示学习是网络分析任务的基础，对于挖掘和分析真实网络数据具有重大意义。最近，图注意力网络（Graph Attention Networks, GAT）及其后续变体，在网络表示学习中表现出了卓越的性能。但是基于注意力的方法存在以下局限性：（1）... 详细信息

网络表示学习是网络分析任务的基础，对于挖掘和分析真实网络数据具有重大意义。最近，图注意力网络（Graph Attention Networks, GAT）及其后续变体，在网络表示学习中表现出了卓越的性能。但是基于注意力的方法存在以下局限性：（1）只考虑节点的一阶邻居信息，忽略了高阶邻居节点。（2）模型缺乏可解释性。（3）没有考虑到图中噪声边问题。为解决这些问题，本文提出了一种基于结构学习和自监督图注意力的网络嵌入模型（Structural Learning-based Self-supervised Graph Attention Network,SL-SGAT），融合节点特征与结构信息，降低噪声边干扰，提升模型可解释性。SL-SGAT主要包含三部分：图结构学习、自监督注意力机制和特征聚合。图结构学习构建全局图结构网络。自监督注意力机制设置一个自监督关系预测任务，加入噪声边损失。特征聚合利用注意力系数进行加权聚合，得到最终的节点嵌入表示。本文所提模型在Cora、Citeseer和Pubmed三个数据集上进行节点分类实验，准确率分别为84.4%、74.4%、81.5%，与表现优异的GAT及后续变体模型相比，分别提高1.4%、2.9%、3.2%；在节点聚类实验中，聚类精度分别提高3.3%、3.4%、1.2%。可见，我们提出的算法可以得到更好的嵌入结果。

关键词：网络表示学习图注意力网络自监督学习图结构学习节点分类

蚯蚓粪对兰州百合根际土壤微生物群落及其鳞茎糖代谢的影响

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2025年 1-13页

作者：党昕张萍马莹卜虎柏沙晓蓉王健铭李不染靳磊宁夏大学葡萄酒与园艺学院宁夏大学林业与草业学院

【目的】研究蚯蚓粪对兰州百合根际土壤微生物群落及其鳞茎糖代谢的影响,为兰州百合的优质栽培提供理论依据。【方法】以兰州百合(Lilium davidii ***)为试材,设置沙土(T1)和蚯蚓粪(T2)2个处理进行种植,于采收期(10月2日)在距离兰州百... 详细信息

【目的】研究蚯蚓粪对兰州百合根际土壤微生物群落及其鳞茎糖代谢的影响,为兰州百合的优质栽培提供理论依据。【方法】以兰州百合(Lilium davidii ***)为试材,设置沙土(T1)和蚯蚓粪(T2)2个处理进行种植,于采收期(10月2日)在距离兰州百合植株根系10 cm处,利用土钻按五点取样法采集0～20 cm土层土壤样品,测定其理化性质,并采用宏基因组学分析不同处理兰州百合根际土壤微生物的多样性;于采收期(10月2日)选取兰州百合完整植株,在无菌条件下用无菌水清洗百合鳞茎,采用代谢组学研究不同处理兰州百合鳞茎糖代谢物的差异,并分析其富集通路;采用Pearson相关系数分析差异代谢物与土壤微生物的相关性。【结果】(1)与沙土(T1)处理相比,蚯蚓粪(T2)处理兰州百合根际土壤全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量分别显著提高了8.93%,56.03%,9.90%和26.43%(P沙土(T1)处理相比,蚯蚓粪(T2)处理兰州百合根际土壤的Shannon指数和Simpson指数均显著升高,但Chao 1指数却显著降低,说明蚯蚓粪处理后兰州百合根际土壤微生物的物种多样性和物种优势度显著升高,但其群落物种的丰富度则显著降低。(3)与T1处理相比,T2处理兰州百合根际土壤微生物优势菌门变形菌门(Proteobacteria)和类杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度分别增加了8.08%和93.80%,但酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度则降低了54.50%;优势菌属黄杆菌属(Flavobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)和拉氏噬冷菌属(Algoriphagus)的相对丰度分别增加了214.00%,248.65%和924.64%,但亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)的相对丰度则下降了13.54%;优势菌种微酸菌＿细菌(Acidobacteria＿bacterium)、β-变形菌＿细菌(Betaproteobacteria＿bacterium)和Gammaproteobacteria＿bacterium的相对丰度分别下降了127.97%,94.94%和70.91%。(4)采用代谢组学从不同处理兰州百合鳞茎糖代谢中筛选出38种差异代谢物,其中29种代谢物显著上调,9种代谢物显著下调。KEGG富集结果表明,筛选的38种差异代谢物共富集到5条代谢通路,分别为半乳糖代谢、烟酸和烟酰胺代谢、ABC转运体、抗坏血酸和醛酸代谢、果糖与甘露糖代谢,其中富集到差异代谢物最多且最显著的是半乳糖代谢途径。(5)相关性分析结果表明,疣微菌门、奇古菌门、绿湾菌门、硝化螺旋菌门均与上调幅度前10的差异代谢物存在极显著相关关系(P<0.01),其中疣微菌门和绿湾菌门与差异代谢物主要表现为正相关,而奇古菌门和硝化螺旋菌门与差异代谢物主要表现为负相关。【结论】蚯蚓粪种植改善了兰州百合根际土壤的理化性质和微生物群落结构,提高了兰州百合鳞茎中糖类代谢物的表达水平,是提升兰州百合鳞茎品质的一种理想栽培基质。

关键词：兰州百合蚯蚓粪糖代谢土壤微生物百合栽培