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基于3D卷积视频分析的猪步态评分方法

华南农业大学学报 2024年

作者：吴振邦陈泽锴田绪红杨杰尹令张素敏华南农业大学数学与信息学院国家生猪种业工程技术研究中心华南农业大学动物科学学院猪禽种业全国重点实验室(广州)

【目的】猪肢蹄病是种猪淘汰的重要原因之一，给养殖场带来巨大的经济损失。猪蹄疾病判断通常依赖人工肉眼观察猪只步态进行排查，存在效率低、人力成本高等问题。本文旨在实现自动化猪步态评分，高效判断猪只肢蹄健康状况。【方法】本... 详细信息

【目的】猪肢蹄病是种猪淘汰的重要原因之一，给养殖场带来巨大的经济损失。猪蹄疾病判断通常依赖人工肉眼观察猪只步态进行排查，存在效率低、人力成本高等问题。本文旨在实现自动化猪步态评分，高效判断猪只肢蹄健康状况。【方法】本文提出一种“端到端”的猪步态评分方法，对单头种猪经过测定通道时采集视频，并制作四分制步态数据集。采用深度学习技术分析视频，设计了一种基于3D卷积网络的时间注意力模块TAM，有效提取视频帧图像之间的特征信息。将TAM与残差结构结合，构建猪步态评分模型TA3D，对步态视频进行特征提取与步态分类评分。为了进一步提升模型性能并实现自动化处理，本文设计了步态关注模块GFM，能够自动从实时视频流中提取有效信息合成高质量步态视频，在提高模型性能的同时降低计算开销。【结果】试验结果表明，GFM可以实时运行，将步态视频的大小减少90%以上，显著降低存储成本，并且TA3D模型步态评分准确率达到96.43%。此外，与其他经典的视频分析模型的对比测试结果表明，TA3D的准确率和推理速度方面均达到最佳水平。【结论】本文提出的方案可应用于猪只步态自动评分，为猪肢蹄病的自动检测提供有力支持。

关键词：图像处理深度学习猪步态评分注意力机制视频分析

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在线学习辅助的智能接收机设计与实现

通信学报 2024年第1期45卷 18-30页

作者：孔凌劲梅锴刘潇然熊俊赵海涛魏急波国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

为了解决复杂场景下的可靠通信问题,设计了一种在线学习辅助的正交频分复用(OFDM)智能接收机。该接收机能够判断信道环境是否发生改变,并在线收集样本数据进行训练,形成当前环境下最佳的接收参数。在OFDM系统的信道估计模块中,设计了基... 详细信息

为了解决复杂场景下的可靠通信问题,设计了一种在线学习辅助的正交频分复用(OFDM)智能接收机。该接收机能够判断信道环境是否发生改变,并在线收集样本数据进行训练,形成当前环境下最佳的接收参数。在OFDM系统的信道估计模块中,设计了基于样本含噪均方误差(MSE)的性能比较器作为信道环境变化的判断依据,并采用轻量化的神经网络结构以实现快速在线训练。最后,通过通用软件无线电外设(USRP)进行了实现和验证。仿真和空口实验表明,所提接收机能够有效感知并适应新的信道环境,并且在导频数量受限的情况下,接收性能和收敛速度均优于现有的机器学习方法。

关键词：机器学习智能接收机在线训练正交频分复用

南海西沙典型珊瑚砂岛礁场地地震响应特征影响因素研究

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工程地质学报 2024年

作者：周书郭桢卢劲锴王清陈慧娥黄雨同济大学土木工程学院地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室吉林大学建设工程学院

针对南海珊瑚砂岛礁场地地震响应问题，本文以南海西沙某典型珊瑚砂岛礁为研究对象，综合考虑岛礁地形地貌以及工程地质条件，建立了岛礁非饱和珊瑚砂层-饱和珊瑚砂层-礁灰岩二维有限元分析模型，并通过现场三分量宽频带地震仪实测的地... 详细信息

针对南海珊瑚砂岛礁场地地震响应问题，本文以南海西沙某典型珊瑚砂岛礁为研究对象，综合考虑岛礁地形地貌以及工程地质条件，建立了岛礁非饱和珊瑚砂层-饱和珊瑚砂层-礁灰岩二维有限元分析模型，并通过现场三分量宽频带地震仪实测的地震数据对模型的适用性和准确性进行了验证。在此基础上，系统探究了珊瑚砂层厚度、珊瑚砂动力学参数、礁灰岩波速和地下水位高度这四个因素对岛礁场地地震响应的影响，主要研究结论如下：（1）在珊瑚砂层厚为15～35 m的条件下，随着珊瑚砂层厚度的增加，PGA放大因子、Arias强度、峰值加速度和残余位移均随之增大，并且PGA放大因子的峰值逐渐集中于1 Hz左右。（2）最大动剪切模量和参考剪应变的研究表明，岛礁珊瑚砂最大动剪切模量越大，岛礁地表的地震反应则越小，岛礁越安全，并且最大动剪切模量对残余位移的影响较参考剪应变更显著，最大动剪切模量和参考剪应变变化约10%时，前者的影响强度约为后者的3-5倍。（3）礁灰岩剪切波速（即珊瑚砂与礁灰岩界面的波速阻抗比）对放大因子的影响较大，对残余位移和峰值加速度的影响则很小。（4）随地下水位增长，各表征场地地震响应的参数值均逐渐增大，这表明地下水位越高，岛礁地震响应越强烈，但是由于正常潮位变化相对于岛礁来说占比很小，导致水位变化对岛礁地震响应的影响有限。（5）对不同变量的影响进行统一化的衡量，结果表明最大动剪切模量对残余位移影响最大，珊瑚砂厚度则对峰值加速度和总Arias强度影响最大。而对于PGA放大因子，礁灰岩的动力特性起到了显著的作用，其敏感性最高。

关键词：南海珊瑚砂岛礁有限元地震响应分析地震响应现场监测地震响应影响因素

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非线性准零刚度文物隔震系统动力特性分析

地震工程与工程振动 2024年第1期44卷 168-177页

作者：孙刚柏文戴君武蔡粮锴赵守江中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 故宫博物院北京100009

为实现地震时浮放文物的安全防护,对一种非线性准零刚度隔震系统进行动力分析。构建隔震系统的刚度模型与运动平衡方程,使用谐波平衡法与牛顿迭代联合法进行理论分析,并使用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta,R-K)数值分析法对运动平衡方程在... 详细信息

为实现地震时浮放文物的安全防护,对一种非线性准零刚度隔震系统进行动力分析。构建隔震系统的刚度模型与运动平衡方程,使用谐波平衡法与牛顿迭代联合法进行理论分析,并使用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta,R-K)数值分析法对运动平衡方程在简谐激励和地震动激励作用下进行数值分析。结果表明:非线性准零刚度文物隔震系统在简谐激励作用下,在外激励频率为低频阶段时,系统的响应存在不稳定区域,提高系统的阻尼比和刚度都会降低系统的不稳定区域范围以及系统的振幅响应峰值,使其趋于线性隔震系统的特征;增加系统的阻尼比可以降低隔震系统的有效起始频率,但在隔震有效频带范围内增加系统的阻尼比会使系统的传递系数增大;增加弹簧刚度会增大隔震系统有效初始频率,但可以降低系统在低频阶段的振幅响应,但在隔震系统有效频带范围内会增大系统的传递系数。数值分析表明隔震系统在不稳定区域范围内只存在2个稳定解,系统的响应状态与系统初始状态相关;系统在实际地震动激励作用下能显著降低输入地震动的加速度响应;隔震系统的减震系数对于长周期成分较少的地震动输入峰值变化不敏感,但对于长周期成分较多的地震动输入峰值变化较为敏感,表明系统对于短周期地震动的隔震性能更好,与在简谐激励作用下的理论分析结果一致。

关键词：非线性准零刚度系统文物隔震地震传递系数

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中国服装出口特征及预测

服装学报 2024年第3期9卷 274-282页

作者：罗恣懿刘佳锴李敏东华大学服装与艺术设计学院上海200051 东华大学现代服装设计与技术教育部重点实验室上海200051

为探究中国服装出口特征与发展趋势,以2014—2022年中国服装出口额为基础数据,基于灰色理论和马尔科夫理论,先后建立GM(1,1)模型与MCGM(1,1)修正模型,并检验模型的准确性,以探讨灰色-马尔科夫模型在服装出口预测领域的应用效果。研究发... 详细信息

为探究中国服装出口特征与发展趋势,以2014—2022年中国服装出口额为基础数据,基于灰色理论和马尔科夫理论,先后建立GM(1,1)模型与MCGM(1,1)修正模型,并检验模型的准确性,以探讨灰色-马尔科夫模型在服装出口预测领域的应用效果。研究发现,对GM(1,1)模型进行马尔科夫校正后,预测平均相对误差从0.0479下降至0.0112,平均方差比误差和小概率误差精确等级均由“合格”提升到了“优”,模型精度显著提高,优化仿真曲线接近实际变化曲线,表明MCGM(1,1)修正模型在服装出口预测领域表现优越。运用灰色-马尔科夫模型对中国2023—2027年服装出口额进行预测,显示未来5年中国服装出口呈平稳的波动发展态势。为巩固和加强中国服装出口的竞争力,提出企业需开拓新兴市场、优化生产结构、赋能服装产品、加强融通合作,从而实现中国服装出口企业的可持续发展。

关键词：服装出口出口特征出口预测 GM(1,1)模型灰色-马尔科夫模型

长三角地区城乡融合发展动力机制的系统动力学仿真

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地理科学进展 2024年第7期 1320-1336页

作者：段锴丰施建刚吴光东周佳宁刘聪福州大学经济与管理学院同济大学经济与管理学院重庆大学公共管理学院西南大学商贸学院上海第二工业大学经济与管理学院

城乡融合发展动力机制是一个持续演进并有序发挥作用的复杂、有机的运作系统。为拓展城乡融合发展动力机制相关理论体系，进而指导长三角地区城乡融合发展，论文构建了长三角地区城乡融合发展动力机制的系统动力学模型，仿真模拟并分析... 详细信息

城乡融合发展动力机制是一个持续演进并有序发挥作用的复杂、有机的运作系统。为拓展城乡融合发展动力机制相关理论体系，进而指导长三角地区城乡融合发展，论文构建了长三角地区城乡融合发展动力机制的系统动力学模型，仿真模拟并分析了4类驱动情景(包括基准情景和内生动力、外生动力、基础动力三类动力因素驱动情景)下长三角地区城乡融合发展不同维度水平以及综合水平随时间的动态演变特征，并讨论了城乡融合发展动力机制中的关键问题。研究发现：(1)现状延续型发展模式下，长三角地区城乡融合不同维度及综合发展水平的总体趋势向好；(2)三类动力因素对城乡融合发展的驱动路径各不相同，但相互之间能够弥补彼此在城乡融合发展不同维度方面驱动力不足的劣势；(3)外生动力和基础动力对长三角地区城乡融合发展的驱动效果明显弱于内生动力。

关键词：城乡融合发展长三角动力机制系统动力学仿真模拟

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液压减振器动态特性的等效算法适用性研究

机械科学与技术 2024年

作者：姜文锴代亮成池茂儒郭兆团曾鹏程西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室

当减振器出现性能退化或故障，导致其示功图不对称或畸形者时，液压减振器标准（EN 13802）中的动态参数计算方法将不满足计算的必要条件或存在计算缺陷。针对上述问题，从能量角度考虑，提出了等效算法的三种实现方式，并进行了算法的... 详细信息

当减振器出现性能退化或故障，导致其示功图不对称或畸形者时，液压减振器标准（EN 13802）中的动态参数计算方法将不满足计算的必要条件或存在计算缺陷。针对上述问题，从能量角度考虑，提出了等效算法的三种实现方式，并进行了算法的适用性研究。研究结果表明，计算正常示功图时，由标准计算方法与改进计算方法算出的阻尼值变化趋势一致且计算结果差异较小。计算异常示功图时，等效算法的适用条件更为宽泛，计算结果得出的动态特性更符合减振器的实际性能。研究结果弥补了标准算法的不足，为后续动力学仿真提供了更为准确的输入参数。

关键词：液压减振器动态参数计算方法等效算法适用性研究

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融合几何注意力和多尺度特征点云配准网络

计算机工程与应用 2024年第12期60卷 234-244页

作者：杜佳锦柏正尧刘旭珩李泽锴肖霄尤逸琳云南大学信息学院昆明650504

点云不同的几何特征影响着点云配准的难度。然而,大多数点云存在部分重叠,几何特征被噪声干扰,并且点云表面有部分不可区分的特征,这使得提取具有代表性的几何特征更加困难。结合以上原因提出一种融合几何注意力和多尺度特征的点云配准... 详细信息

点云不同的几何特征影响着点云配准的难度。然而,大多数点云存在部分重叠,几何特征被噪声干扰,并且点云表面有部分不可区分的特征,这使得提取具有代表性的几何特征更加困难。结合以上原因提出一种融合几何注意力和多尺度特征的点云配准网络GMNet,利用几何Transformer提取几何特征并对点云点对距离和角度编码,使其在低重叠情况下更具鲁棒性;并使用多尺度特征架构聚合不同尺度上丰富的语义信息,提高点云配准的准确率;最后特征通过一致决策算法选择具有适当邻域大小的特征。GMNet分别在室内数据集3DMatch、3DLoMatch和室外数据集KITTI上进行实验,实验结果表明GMNet的整体配准精度较高,在3DMatch数据集和3DLoMatch数据集上配准召回率分别提升到93.4%和76.0%,在KITTI数据集上相对旋转误差和相对平移误差分别降低到6.2 cm和0.26°。该方法使用的几何Transformer提取有代表性几何特征,联合多尺度特征学习点云中的不同层次几何信息,有效提升点云配准精度。

关键词：点云配准几何Transformer 多尺度特征一致决策算法

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IL-4对肠道期旋毛形线虫感染的抵抗作用

中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2024年

作者：骆泽妮吴安琪汪志锴潘晋孙希萌首都医科大学基础医学院病原生物学系首都医科大学基础医学院

目的探讨小鼠白细胞介素-4 (IL-4)对肠道期旋毛形线虫感染的抵抗作用。方法消化旋毛虫保种小鼠肌肉收集肌幼虫。超声破碎肌幼虫虫体后离心，过滤上清制备旋毛虫抗原。将10只野生型小鼠随机分成未感染组和感染组，每组5只；另随机取4只... 详细信息

目的探讨小鼠白细胞介素-4 (IL-4)对肠道期旋毛形线虫感染的抵抗作用。方法消化旋毛虫保种小鼠肌肉收集肌幼虫。超声破碎肌幼虫虫体后离心，过滤上清制备旋毛虫抗原。将10只野生型小鼠随机分成未感染组和感染组，每组5只；另随机取4只IL-4敲除（IL-4KO）鼠作为敲除感染组。感染组和敲除感染组每鼠灌胃旋毛虫肌幼虫400条，未感染组灌胃等体积PBS。感染旋毛虫后8 d，采集小鼠眼眶静脉血，取十二指肠和近端空肠2～3 cm，并分离肠系膜淋巴结。离心收集小鼠眼眶静脉血血清，ELISA检测单核细胞趋化因子（MCP-1）含量。十二指肠和近端空肠制备石蜡切片后进行苏木精-伊红（HE）染色，使用AperioImageScope12.4.3测量测量十二指肠、空肠的肠绒毛和隐窝的长度与杯状细胞的数量和大小，计算肠绒毛长度/隐窝长度的比值（V/C）和杯状细胞数/绒毛长度的比值（GC/V）。分离肠系膜淋巴结中的淋巴细胞，与旋毛虫抗原（10μg/ml）共培养72 h后收集细胞上清，高通量液相蛋白芯片（Luminex）技术检测IL-1β、IL-12p70、IL-2、IL-5、IL-6、干扰素γ (IFN-γ)、肿瘤坏死因子α (TNF-α)的含量。使用SPSS26.0统计软件对数据进行分析，两两比较采用独立样本t检验，多样本比较采用单因素方差分析。结果 ELISA结果显示，未感染组、感染组、敲除感染组小鼠血清中MCP-1含量分别为（344.90±21.80）、（350.50±38.30）、（467.94±190.01） pg/ml，敲除感染组高于感染组（t=0.681,P 0.05、 0.05)；敲除感染组十二指肠和空肠GC/V分别为9.66±0.88、7.33±0.88，均高于感染组（F=17.12、16.78，均P 0.05)；敲除感染组十二指肠和空肠杯状细胞大小分别为（12.39±1.17）、（11.05±0.60）μm，均大于感染组（F=18.47、16.22，均P <0.05）。Luminex结果显示，未感染组小鼠淋巴细胞培养上清中IL-1β、IL-12p70、IL-2、IL-5、IL-6、IFN-γ、TNF-α的含量分别为（0.39±0.03）、（1.02±0.07）、（0.72±0.36）、（0.62±0.34）、（3.01±1.01）、（0.32±0.01）、（1.53±0.85） pg/ml，感染组的含量分别为（0.45±0.03）、（1.03±0.04）、（1.00±0.38）、（0.64±0.16）、（0.62±0.24）、（0.57±0.09）、（0.94±0.31） pg/ml，敲除感染组的含量分别为（0.80±0.37）、（2.70±0.94）、（49.76±16.40）、（25.25±3.26）、（12.51±4.86）、（51.20±8.93）、（15.86±2.74） pg/ml，敲除感染组的IL-12p70、IL-2、IL-5、IL-6、IFN-γ、TNF-α均高于感染组（F=5.52、24.73、48.72、5.00、123.10、50.55,P <0.05、0.01、0.01、0.05、0.01、0.01）。结论 IL-4在旋毛虫感染肠道期能够降低小鼠血清中MCP-1含量，减缓十二指肠及空肠的炎症反应，可能会影响炎性细胞因子的分泌；在小鼠旋毛虫感染肠道期起着保护性免疫作用，是感染的保护性关键因子，对于抵抗旋毛虫早期感染有重要作用。

关键词：旋毛形线虫 IL-4 肠道期