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使用中心预测-聚类的3D箱体实例分割方法

计算机工程与应用 2024年第10期60卷 132-139页

作者：杨雨桐和红杰西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756 西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

随着深度学习技术在工业领域的大量部署,应用于运输、装卸、包装、分拣等环节的自动化系统成为仓储物流行业的研究热点。针对机器人箱体拆垛场景提出一个点云中心预测-聚类网络(center prediction-clustering network,CPCN),对箱体垛进... 详细信息

随着深度学习技术在工业领域的大量部署,应用于运输、装卸、包装、分拣等环节的自动化系统成为仓储物流行业的研究热点。针对机器人箱体拆垛场景提出一个点云中心预测-聚类网络(center prediction-clustering network,CPCN),对箱体垛进行实例分割,并计算每个箱体的上表面中心坐标。CPCN在传统的语义-实例联合分割结构的基础上,为实例分割分支设计了中心预测模块和中心强化模块。中心预测模块帮助定位实例中心以避免中心点分割错误,中心强化模块令属于同一实例的点在特征空间中向中心聚集,二者有效增强了实例特征的辨识能力。在实例特征处理部分设计的中心-实例聚类方法直接对实例特征进行距离度量来计算实例标签,大幅减少了计算时间。在箱体数据集上进行的实验表明,与现有方法相比CPCN在实例分割任务中的平均精确率最低提高了0.7个百分点,最高提高了17.2个百分点,预测实例中心的准确率达到94.4%,中心偏移量低至13.70 mm,且推理速度快于同类型的联合分割网络,对于箱体拆垛任务更有针对性,具有良好的应用价值。

关键词： 3D点云实例分割箱体拆垛中心预测聚类

稻壳炭基材料作为储能用铅炭电池负极添加剂的应用研究

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稻壳炭基材料作为储能用铅炭电池负极添加剂的应用研究

作者：陈伟桐吉林大学

学位级别：硕士

在储能应用中,铅酸电池（Lead-Acid Battery,LAB）需要在部分荷电状态（Part State of Charge,PSo C）下连续运行,这将导致电池因负极硫酸盐化而过早失效。铅炭电池（Lead-Carbon Battery,LCB）是一种先进的铅酸电池,通过在传统铅酸电... 详细信息

在储能应用中,铅酸电池（Lead-Acid Battery,LAB）需要在部分荷电状态（Part State of Charge,PSo C）下连续运行,这将导致电池因负极硫酸盐化而过早失效。铅炭电池（Lead-Carbon Battery,LCB）是一种先进的铅酸电池,通过在传统铅酸电池负极中加入炭材料,可以有效延缓电池因负极硫酸盐化而造成的放电容量下降,从而增强电池的循环稳定性。稻壳是一种丰富且经济的农业废弃物,通过稻壳制备的稻壳炭基材料具有高比表面积和丰富的三维多级孔道结构。因此,将其作为铅炭电池负极添加剂可以提高稻壳的高附加值,还能为负极增加离子迁移通道和提升负极电导率,从而提高电池的循环性能。稻壳炭基铅碳复合材料是通过在稻壳炭基材料表面负载不同形式的铅颗粒制备得到,不仅可以提高稻壳炭基材料的析氢过电位,有效抑制析氢现象发生,还能够增强稻壳炭基材料和海绵状铅之间的结合力,进一步延长铅炭电池寿命。本文主要目的是筛选适用于储能铅炭电池的稻壳炭基添加剂,并调整其添加比例,提高电池的储能循环耐久能力。主要工作如下:（1）研究了稻壳炭（RHC）、混合炭（MBH）、稻壳活性炭（RHAC）、Pb O/MBH复合材料和Pb O1-x/MBH复合材料五种稻壳炭基添加剂在铅炭电池负极中的作用。结果表明,与其它稻壳炭基材料相比,Pb O1-x/MBH复合材料具有最佳的抑制析氢作用。这是因为沉积在MBH表面的铅颗粒占据了MBH上的析氢反应活性位点,从而提高添加剂的析氢过电位。并且,这些纳米铅颗粒在充放电过程中可以作为硫酸铅沉积的额外成核位点。而高比表面积和丰富的三维多级孔道结构能够提高了电解液向极板内部的迁移效率,促进海绵铅与硫酸铅的相互转化。更重要的是,Pb O1-x/MBH复合材料明显提升了炭材料与NAM的结合力,有利于铅分支和硫酸铅在大孔/介孔中沉积,抑制硫酸铅大颗粒的生成。因此,含Pb O1-x/MBH电池表现出较高的充电接受能力和最佳的循环稳定性,其高倍率部分荷电状态（High-Rate Part State of Charge,HRPSo C）循环寿命达到10242次,是空白电池的10倍。储能循环耐久能力循环周期达到7次以上,是国家标准的2.3倍以上。（2）采用效果最佳的PbO1-x/MBH复合材料,通过设计不同的添加比例,研究电化学反应活性和析氢反应活性的平衡关系,进一步提高电池的充电效率和循环能力。实验结果表明,添加量为1.5%时,Pb O1-x/MBH复合材料不仅可以在负极中均匀分布,还能最大程度提高负极的电导率,从而显著阻碍硫酸盐化现象发生。并且,添加1.5%Pb O1-x/MBH电池在保证高效的电化学反应效率的同时,也具有较好的抑制析氢能力。因此,其电化学反应活性和析氢反应活性之间达到最佳的平衡关系。电池的测试结果表明,添加量为1.5%时,Pb O1-x/MBH电池表现出最佳的HRPSo C循环寿命、100%Do D循环寿命和储能循环耐久性能。其HRPSo C循环寿命为12819次,是空白电池的12倍。因此,Pb O1-x/MBH复合材料在储能铅炭电池的最佳添加量为1.5%。

关键词：铅炭电池储能电池稻壳炭基材料铅碳复合材料硫酸盐化

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基于深度学习的三维人体重建

基于深度学习的三维人体重建

作者：张宝桐石家庄铁道大学

学位级别：硕士

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隐Markov跳变系统预测控制策略研究

隐Markov跳变系统预测控制策略研究

作者：张浩桐东北电力大学

学位级别：硕士

Markov跳变系统是一种具有多个模态的随机系统,因具备显著的时变性和不确定性特征,能有效地模拟动态系统结构的突变情况,所以被广泛应用于航天、能源、通信等多个领域。而在实际过程中,需要考虑到系统模态和控制器模态不同步的情况,一... 详细信息

Markov跳变系统是一种具有多个模态的随机系统,因具备显著的时变性和不确定性特征,能有效地模拟动态系统结构的突变情况,所以被广泛应用于航天、能源、通信等多个领域。而在实际过程中,需要考虑到系统模态和控制器模态不同步的情况,一般都采用隐Markov模型来描述这样的异步现象。此外在实际工业过程中,难免会受到许多不确定因素的影响,如外界扰动、元件老化等,这些因素导致系统难以建立精确的数学模型以及参数化不确定等问题。预测控制作为一种先进的控制策略,对数学模型的要求相对较低,建模方便,并能够有效地处理多变量、有约束的问题。因此,对隐Markov跳变系统的预测控制进行深入探究是一个非常有意义的课题。主要内容如下:首先,针对转移概率部分未知的隐Markov跳变系统,考虑有限时间稳定下的预测控制策略设计问题。针对状态与条件概率的不确定性,提出了快速响应的预测控制方法。在输入输出约束下,通过优化稳定性条件扩大系统吸引域,获得状态反馈增益。仿真表明,该算法有效提升了系统响应速度,能在有限时间内使状态收敛到期望值并保持稳定性。其次,对于隐Markov跳变系统,研究了无源预测控制问题。由于控制器与系统模式的异步性,采用隐Markov模型进行描述,设计了异步无源预测控制策略。利用线性矩阵不等式技术,获得了确保系统随机稳定和无源的充分条件。此外,这些条件同样适用于独立模式控制器和同步控制器。仿真实验以直流电机隐Markov模型为例,验证了该预测控制算法的有效性。最后,针对持续扰动下隐Markov跳变系统,基于H-infinity性能指标考虑了预测控制策略,并对于控制器是弹性的这一情况,设计了非脆弱异步控制器。利用Lyapunov函数和S-procedure定理,得到了闭环系统随机稳定的充分条件。通过异步控制律消除扰动影响,确保系统满足H-infinity性能,并使状态收敛至鲁棒不变集。仿真结果显示,系统在弹性控制律的作用下,依然能使系统保持随机稳定,并且有着良好的性能。

关键词：模型预测控制隐Markov跳变系统有限时间稳定无源性非脆弱控制

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太平鸟数字化转型路径及绩效分析

太平鸟数字化转型路径及绩效分析

作者：杨曦桐云南师范大学

学位级别：硕士

基于Bootstrap-DEA模型的中国海洋经济效率空间演化及影响因素分析

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海洋通报 2024年第5期 652-661页

作者：鄢波李晓桐杜军广东海洋大学管理学院广东沿海经济带发展研究院

本文基于2006-2020年沿海11个省区市的面板数据，借助Bootstrap-DEA综合模型测算我国海洋经济效率，采用标准差椭圆法和平均中心，定量刻画了其空间格局演化特征，分别考察了我国沿海省区市整体和三大海洋经济圈内部演化格局特征，使用T... 详细信息

本文基于2006-2020年沿海11个省区市的面板数据，借助Bootstrap-DEA综合模型测算我国海洋经济效率，采用标准差椭圆法和平均中心，定量刻画了其空间格局演化特征，分别考察了我国沿海省区市整体和三大海洋经济圈内部演化格局特征，使用Tobit模型探究海洋经济效率的影响因素。结果表明：（1）基于Bootstrap-DEA综合模型纠偏后的海洋经济效率较低，但准确性更高；此外，海洋经济效率具有明显的阶段性特征，总体上呈现先上升后下降的趋势。（2）从沿海11个省区市整体标准差椭圆分布情况和重心转移轨迹来看，2006-2010年呈现“东北-西南”空间格局，2010-2020年呈现“西南-东北”分布格局；观察期内三大海洋经济圈标准差椭圆走势和重心转移趋势分别为：北部海洋经济圈走势呈现“东北-西南”格局，东部海洋经济圈走势呈现“南-北”格局，南部海洋经济圈走势呈现“东北-西南-东北”格局。各省市的发展特点、政策格局、基础建设与演化格局息息相关。（3）对海洋经济效率的影响因素分析可得，陆域经济发展水平、海洋科研投入强度以及海洋环境规制强度对我国海洋经济效率产生显著的正向促进作用，与相关研究成果结论一致。

关键词： Bootstrap-DEA 海洋经济效率时空演化格局三大海洋经济圈

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氧化铝粒度预测算法研究及应用

氧化铝粒度预测算法研究及应用

作者：李树桐北方工业大学

学位级别：硕士

在成品氧化铝的生产中,氧化铝粒度是一项很重要的技术指标,因此如何预测和控制氧化铝粒度对生产成品氧化铝的质量至关重要。现代铝工业制备成品氧化铝过程中影响氧化铝粒度的工艺参数众多,如分解槽温度、分解槽搅拌强度、循环母液NaO、... 详细信息

在成品氧化铝的生产中,氧化铝粒度是一项很重要的技术指标,因此如何预测和控制氧化铝粒度对生产成品氧化铝的质量至关重要。现代铝工业制备成品氧化铝过程中影响氧化铝粒度的工艺参数众多,如分解槽温度、分解槽搅拌强度、循环母液NaO、精液AlO、立盘滤饼比表面积、种分分解率、系统非草酸盐有机物含量、CGM添加量、系统草酸盐含量、分解首槽固含等都会影响氧化铝产品的粒度。预测氧化铝粒度对提高氧化铝产品质量具有重要的现实指导意义。（1）对某铝业氧化铝生产数据进行了可视化展示和预处理工作。采用回归方法填补了缺失数据,并通过上下阈值方法替换了异常值,使用了SPROCC、Kendall秩相关系数分析了氧化铝粒度数据的相关性和滞后性,最后将归一化处理后的数据通过RF和XGBoost算法综合评估了各个特征参数对氧化铝粒度的重要性,为下一步的生产预测算法奠定了数据基础;（2）对蜣螂优化算法（Dung Beetle Optimizer,DBO）进行了研究,引入了自适应T分布策略及Logistic混沌映射,调整样本搜索角度,提出了基于自适应T分布的混沌蜣螂优化算法（Improve DBO,IDBO）。改进后的算法在23个标准测试函数上进行了实验仿真,实验结果表明,改进算法在寻优性能和搜索精度方面明显优于蜣螂优化算法和其他群智能优化算法;（3）针对最小二乘孪生支持向量回归（Least Squares Twin Support Vector Regression,LSTSVR）中单个核函数可能会导致模型精度不足的问题,本文将LSTSVR中核函数由径向基核函数优化为混合核函数,即将径向基核函数和线性核函数结合,并在模型中引入Lp正则化,提出了基于Lp正则化混合核函数的LSTSVR算法（MK-PLSTSVR）,更好地控制了模型的复杂度,避免了模型的过度拟合,增强了模型的泛化能力和鲁棒性;（4）使用基于自适应T分布的混沌蜣螂优化算法对MK-PLSTSVR算法模型的惩罚参数C、C,以及核参数等进行了优化,建立了IDBO-MK-PLSTSVR预测算法模型,并在比特币公共数据集和氧化铝生产数据集上进行了对比实验;（5）最后,设计并开发了基于IDBO-MK-PLSTSVR模型的氧化铝粒度预测系统

关键词： LSTSVR 氧化铝粒度预测混合核函数 DBO

基于模型预测控制的地下工程分布式水环热泵空调系统节能运行研究

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基于模型预测控制的地下工程分布式水环热泵空调系统节能运行研究

作者：徐歆桐军事科学院

学位级别：硕士

S100A11在间变性大细胞淋巴瘤中的表达及意义

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S100A11在间变性大细胞淋巴瘤中的表达及意义

作者：陆桐吉林大学

学位级别：硕士

研究背景与目的:间变性大细胞淋巴瘤(anaplastic large cell lymphoma,ALCL)是一种具有侵袭性、高度增殖的外周成熟T细胞淋巴瘤,约占T细胞淋巴瘤的15%。ALCL的异质性和起病隐匿的特点使得对其进行诊断面临挑战。目前的治疗方案都存在局... 详细信息

研究背景与目的:间变性大细胞淋巴瘤(anaplastic large cell lymphoma,ALCL)是一种具有侵袭性、高度增殖的外周成熟T细胞淋巴瘤,约占T细胞淋巴瘤的15%。ALCL的异质性和起病隐匿的特点使得对其进行诊断面临挑战。目前的治疗方案都存在局限性,且超过2/3的患者在确诊时已经进展到疾病晚期,因此患者预后不佳,五年生存率不到40%。近年来,关于ALCL的研究逐渐增多,但除了ALK融合基因之外,对其他诊断标志物、治疗靶点以及发病机制的认识还相对不足。S100A11是S100蛋白家族中的一个重要成员,具有多种细胞调控功能,包括参与细胞生长、DNA损伤修复、细胞膜修复以及肿瘤增殖、侵袭和转移等生物学过程。S100A11广泛分布于多种组织和细胞类型中,且与多种肿瘤相关,然而它在不同肿瘤中所发挥的作用也不尽相同。有些情况下S100A11可以促进肿瘤的发生,而在另一些情况下又具有抑制肿瘤的作用。但是,目前对于S100A11在ALCL中的具体表达情况和临床意义尚不清楚。本研究旨在探究ALCL中S100A11的表达情况,分析其与临床和病理特征的相关性,及其对患者预后的影响。并通过细胞实验初步探索S100A11在ALCL发生和发展中的作用,为该疾病的治疗和诊断提供新的理论和实验依据。研究方法:1.在GEO数据库中下载3个原始数据集,使用GEO2R工具比较ALCL与对照组(正常T淋巴细胞/PTCL-NOS)之间的差异表达基因,探索S100A11基因在ALCL中的表达情况。2.收集2010年至2023年吉林大学第一医院病理科明确诊断的ALCL病例,详细记录52例患者的临床和病理资料。通过免疫组织化学染色,检测52例患者和正常淋巴结的S100A11蛋白表达水平(根据评分规则分为高表达和低表达组),分析表达差异性。3.使用卡方检验,分析S100A11蛋白表达水平与ALCL患者临床和病理特征的相关性。4.采用Kaplan-Meier法,通过log-rank检验,分析S100A11蛋白表达水平、其他临床和病理特征与患者预后的相关性。5.应用COX回归模型,分析影响ALCL患者总生存期的独立危险因素。6.通过siRNA瞬时转染敲低ALCL细胞系Karpas-299中S100A11的表达,并对转染效果进行验证。7.敲低S100A11后,通过CCK-8、Western blot及流式细胞术,检测细胞周期和细胞增殖活性的变化。8.敲低S100A11后,通过流式细胞术检测细胞凋亡的变化。9.敲低S100A11后,通过Western blot观察自噬相关蛋白的表达水平。10.敲低S100A11后,通过Western blot观察迁移与侵袭相关蛋白的表达水平。研究结果:1.生信分析结果显示S100A11基因在3个数据集中的表达均显著上调(log FC>2,P-adjusted0.05)。3.卡方检验显示S100A11的表达水平与Ann Arbor分期、IPI评分和血小板计数显著相关(P0.05)。***-Meier生存分析显示S100A11蛋白表达、Ann Arbor分期、IPI评分及血小板计数与患者的预后密切相关,差异均具有统计学意义(log-rank P0.05)。*** blot结果显示:敲低S100A11后自噬相关蛋白ATG5、Beclin-1和LC3B的表达水平显著升高(P均<0.05)。*** blot结果显示:敲低S100A11后迁移与侵袭相关蛋白Vimentin和SNAIL的蛋白表达水平均显著降低(P<0.0001)。结论:1.S100A11在ALCL组织中的表达水平高于正常淋巴组织,且S100A11的表达水平与Ann Arbor分期、IPI评分、血小板计数密切相关。2.S100

关键词：间变性大细胞淋巴瘤 S100A11 免疫组织化学预后发病机制