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应急救援工程装备属具自动切换关键技术研究

应急救援工程装备属具自动切换关键技术研究

作者：王靖杰湖南大学

学位级别：硕士

小规模数据集下的视觉Transformer网络研究

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小规模数据集下的视觉Transformer网络研究

作者：王靖杰北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,Transformer模型及其核心自注意力机制在自然语言处理领域大放异彩。受到Transformer强大表征能力的启发,研究者们尝试将Transformer应用于众多视觉任务之中。一批优秀的视觉Transformer特征提取骨干网络脱颖而出,有效克服了现... 详细信息

近年来,Transformer模型及其核心自注意力机制在自然语言处理领域大放异彩。受到Transformer强大表征能力的启发,研究者们尝试将Transformer应用于众多视觉任务之中。一批优秀的视觉Transformer特征提取骨干网络脱颖而出,有效克服了现有视觉任务特征提取器如卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)所固有的缺陷。Transformer在视觉任务上被快速应用和拓展的同时,其劣势也逐渐显露。例如,视觉Transformer完全抛弃归纳偏置导致模型难以训练,网络必须依赖大量额外数据的牵引才能取得较CNN更好的结果,此外,Transformer中核心自注意力机制所带来的高计算成本及高数据成本令不少使用者和研究者望而却步。因此,视觉Transformer在小数据集上的表现成为其进一步发展的最大障碍之一,Transformer亟需进一步适配于小规模数据集训练场景中。为了解决以上问题,本研究在以往研究者对Transformer视觉化探索的基础之上,进一步优化Transformer的性能,使其更好地服务于小规模数据集上的视觉任务。首先,本研究基于自注意力增强进行了视觉Transformer网络重构。具体地,本研究提出了Transformer多协同策略,采用多头协同机制进行训练。该策略充分利用视觉特征的低级语义信息,进一步提升Transformer模型在计算机视觉领域的特征提取能力。同时,本研究提出了残差削弱策略,对自注意力块之中的残差连接进行更为合理的控制,以进一步提高模型性能。其次,本研究根据视觉特征相较自然语言特征的不同之处,进行了基于视觉特征去冗去噪的视觉Transformer网络重构。具体地,本研究提出了一种自注意力去噪机制,最小化自注意力机制所带来的空间消耗及其训练噪音,经过优化的自注意力机制可比标准自注意力机制节省超过一半的空间占用和参数量。同时,为了进一步去冗去噪,本研究设计了一项基于一致性正则化的辅助自监督任务,有效提升了Transformer对关键视觉特征的学习能力。本研究选取了多种不同分辨率和不同场景下的小规模公开数据集,包括CIFAR-10,CIFAR-100,SVHN,Tiny-ImageNet等,并在以上数据集上对所提出的方法进行验证。结果表明,本研究所提出的方法使得视觉Transformer模型在小数据集上的性能得到明显改善。综上,本研究将通过对自注意力机制本身及Transformer网络结构进行研究与优化,使得Transformer模型在小数据集视觉任务中获得更强的表征能力,进一步发挥其内在潜力,为Transformer视觉化工作迈出坚实的一步。

关键词：视觉Transformer 小数据集多协同机制残差削弱自注意力去噪

ReLSL:基于可靠标签选择与学习的半监督学习算法

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计算机学报 2022年第6期45卷 1147-1160页

作者：魏翔王靖杰张顺利张迪张健魏小涛北京交通大学软件学院北京100044

深度神经网络在众多视觉表征领域取得了显著的成功,如目标检测、识别等.然而,需要大量良好标记的数据进行训练是它们最普遍的限制之一.在实际应用中,为每一个要学习的新任务建立庞大的标记数据集是极其昂贵,甚至是不可行的.半监督深度学... 详细信息

深度神经网络在众多视觉表征领域取得了显著的成功,如目标检测、识别等.然而,需要大量良好标记的数据进行训练是它们最普遍的限制之一.在实际应用中,为每一个要学习的新任务建立庞大的标记数据集是极其昂贵,甚至是不可行的.半监督深度学习,通过在有限标记数据的条件下充分挖掘大量的未标记数据信息,从而达到与监督学习相媲美的分类精度.然而,当标记数据极其稀少时,现有半监督算法的性能会受到严重影响.因此,本文提出了一种可靠标签选择与学习(Reliable Label Selection and Learning,ReLSL)算法,以解决在仅有极少量标签图像数据时半监督深度学习所面临的问题.具体地,本文首先运用无监督学习方法提取样本特征,并应用基于图的标签传染算法得到无标签样本的伪标签.而后,为了筛选出更为可靠、有更多信息的样本,本文提出了一种综合考虑样本输出均值和一致性的伪标签学习与标定策略.在获得具有扩展标签的数据集后,考虑到训练样本中引入一定比例的标签噪声无可避免,因此本文提出两种策略来训练高鲁棒半监督深度模型:标签平滑策略(Label Smoothing Strategy,LS),用以避免标签过于尖锐;均值偏移校正策略(Mean Shifting Correction Strategy,MSC),用以降低样本输出偏移风险.实验结果表明,在CNN-13、WRN-28-2及ResNet-18各种网络结构下,本文所提出的ReLSL算法在CIFAR-10/100、SVHN、STL-10和Mini-ImageNet数据集上均表现出先进的性能.特别地,本文算法在WRN-28-2网络结构下仅有10个标记数据的CIFAR-10上,相较于最新算法具有6.78%的准确率提升;在CNN-13网络下仅有100个标记数据时,可以达到目前主流半监督学习算法4000标记时的测试误差6.39±0.47%.

关键词：半监督深度学习极少标签鲁棒性标签传播特征提取

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水产养殖信息化关键技术研究现状与趋势

农业机械学报 2015年第7期46卷 251-263页

作者：胡金有王靖杰张小栓傅泽田中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学食品质量与安全北京实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

信息化技术已经成为现代渔业可持续发展的重要支撑技术之一。为了展现、引导与促进其在水产养殖环节的应用水平,按照信息的属性与尺度、养殖活动的流程与建模应用的层次,系统分析相关文献,对信息获取技术中知识挖掘、传感网络的辨识参... 详细信息

信息化技术已经成为现代渔业可持续发展的重要支撑技术之一。为了展现、引导与促进其在水产养殖环节的应用水平,按照信息的属性与尺度、养殖活动的流程与建模应用的层次,系统分析相关文献,对信息获取技术中知识挖掘、传感网络的辨识参数与其组织形式、遥感对区域水环境信息与养殖面积变化及其时空特征获取与监测的研究现状进行了整理;并对比分析了水质预测与预警模型、水产病害诊断中知识表示模式与推理方法、水产行为的量化与分析方法、饲料配方及投饲决策模型的建立、质量追溯中感知内容与平台的构建以及养殖中的控制策略与方法。综述结果表明,信息化技术正向水产养殖业深层次扩散,逐渐实现对水产养殖信息的全面感知与决策支持;信息获取技术由人工获取向依靠感知网络和遥感等数字化智能技术转变;信息处理向专家系统、管理系统、决策支持系统、追溯系统和精细化控制系统等依托人工智能、信息融合和建模处理的智能化信息系统发展;信息化应用使养殖活动更加强调和注重信息化思维和管理决策与其运作效率、效益的相互适应、促进与优化。

关键词：水产养殖信息化全面感知数字化智能信息系统

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数字化品牌运营

粤港澳大湾区内地九市水产产业发展现状、问题与对策研究

作者：王靖杰

来源：南通市图书馆图书评论

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广东农业科学 2023年第11期50卷 155-164页

作者：高卓君江顺黄红星金青婷王靖杰卢泓雨广东省农业科学院农业经济与信息研究所/农业农村部华南都市农业重点实验室广东广州510640

粤港澳大湾区地处我国沿海开放前沿,以泛珠三角区域为广阔发展腹地,是国家实施创新驱动发展战略和推进“一带一路”建设的重要支撑点。通过剖析粤港澳大湾区内地九市水产产业发展现状及存在的问题,研判未来发展趋势并提出重要发展路径,... 详细信息

粤港澳大湾区地处我国沿海开放前沿,以泛珠三角区域为广阔发展腹地,是国家实施创新驱动发展战略和推进“一带一路”建设的重要支撑点。通过剖析粤港澳大湾区内地九市水产产业发展现状及存在的问题,研判未来发展趋势并提出重要发展路径,推动大湾区水产产业高质量发展。大湾区内地九市是广东省水产养殖尤其是淡水养殖的产业集聚优势区,其产值和产量分别占全省的49.58%和42.28%,拥有全省50%以上的淡水养殖面积,淡水养殖能力突出,是广东池塘养殖的主要区域。大湾区内地九市水产产业链条完整,总体技术水平较高,水产种苗业占据优势,水产品加工及流通业较为集中。依托粤港澳大湾区庞大的市场消费需求,九市淡水产品加工量、水产品流通和服务业总产值均超过全省的50%。从产业空间布局上看,大湾区内地九市水产产业总体呈从西南向东北辐射,江门、佛山分别为大湾区海水、淡水养殖业发展做出了突出贡献,广州、佛山则是水产苗种极化中心。当前,大湾区内地九市水产产业还存在育种技术不足、生产现代化水平不高、资源和环境约束大、精深加工少、产业监管有待加强、产业融合程度不高等问题。为推动大湾区内地九市水产产业高质量发展,综述其基本路径、必要条件和核心动力,即以优化要素资源配置为基础,通过完善产业政策设计、强化人才配给与技术创新,以科技驱动水产养殖现代化、产业发展绿色化,并就夯实产业基础、提高监管能力、推动产业融合发展、提升品牌价值、加强产业化数字建设、发挥种苗业优势6个方面提出具体措施和建议。

关键词：粤港澳大湾区内地九市水产养殖水产苗种高质量发展产业融合

冷链物联网监测数据质量评估与优化研究进展分析

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农业机械学报 2019年第8期50卷 1-14页

作者：胡金有王靖杰朱志强张小栓中国农业大学工学院北京100083 国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室天津300384 中国农业大学食品质量与安全北京实验室北京100083

冷链监测具有多环节、技术构成复杂、数据格式多样等特点,针对当前应用场景的适应性较差。为了加深冷链监测物联网应用中的数据意识,本文从数据的视角剖析冷链监测物联网中数据质量问题。从数据质量产生机理、数据质量评估方法以及数据... 详细信息

冷链监测具有多环节、技术构成复杂、数据格式多样等特点,针对当前应用场景的适应性较差。为了加深冷链监测物联网应用中的数据意识,本文从数据的视角剖析冷链监测物联网中数据质量问题。从数据质量产生机理、数据质量评估方法以及数据质量改善关键技术出发,按照冷链监测物联网数据完整生命周期中关键环节的顺序,进行冷链物联网监测数据质量评估与优化综述。分析得出,数据质量的测量与评估逐渐成为冷链物联网监测数据质量持续优化的关键,并重点阐述了注重从数据视角解决冷链监测物联网数据产生过程与流程的数据质量问题,指出数据质量评估技术、方法与应用场景、流程需求差异化的结合日益紧密,冷链监测数据获取应注重物联网过程中数据特性、数据特征以及与获取流程匹配性的研究方向,同时在冷链物联网监测数据质量提升方面也应注重监测技术协同优化与性能挖掘的研究。

关键词：冷链物流监测物联网数据生命周期数据质量优化方法

基于空间变化分析的土地利用规划实施评价研究 ——以天水市秦州区为例

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基于空间变化分析的土地利用规划实施评价研究 ——以天水市秦州...

作者：王靖杰甘肃农业大学

学位级别：硕士

土地利用规划属于中长期战略型规划,以定位评价为手段分析规划实施现状与规划布局的空间差异,这对于提升其空间布局优化能力具有重要意义。学术界对规划评价的研究侧重于定性、定量分析,忽略了规划实施中土地空间形态变化与规划方案的... 详细信息

土地利用规划属于中长期战略型规划,以定位评价为手段分析规划实施现状与规划布局的空间差异,这对于提升其空间布局优化能力具有重要意义。学术界对规划评价的研究侧重于定性、定量分析,忽略了规划实施中土地空间形态变化与规划方案的一致情况。因此,本文通过构建定位评价体系,并以天水市秦州区为研究对象分析规划对资源配置的宏观管控及引导情况,以期为规划实施及修编提供借鉴。研究得出以下结论:(1)耕地连片性分析结果表明,2009年-2015年,秦州区在实现集中连片耕地布局上取得了一些成效;空间吻合性分析结果表明,主要原因是部分地类不符合规划方案的调整面积较多且规划未实施面积过大;土地利用布局分异结果表明,农业生产功能区分异指数较低,空间布局与规划符合情况较差,城乡建设功能区和生态功能区的分异指数较高,用地布局与规划未产生明显偏差;中心城区建设用地重心偏移分析显示,2009-2015年间建设用地分布倾向于基期年重心的西偏南17度方位;中心城区建设用地布局离散分析显示,建设用地标准离差椭圆的长轴大致位于西南-东北方向,2009-2015年间该方位建设用地偏离重心的空间分布最多,增长最快,西北-东南方向增长较慢;土地变化各向异性分析结果表明,规划实施期间各类用地在16个扇形方位中的变化方向和强度与规划预期的符合情况较差。(2)秦州区土地利用规划综合评分为68.91,实施结果“一般”,说明规划的实施现状与规划目标间之间有空间差异。其中,规划执行力得分68.53,“一般”;规划控制力得分70.89,“良好”,规划引导性得分68.25,“一般”。(3)规划执行方面,规划实施对耕地质量的提高及空间布局优化起到了一定效果,评分达87.37,但规划实施结果空间吻合度整体较低,尤其是地类图斑层面的城镇用地和农村居民点,分别得分15.72、75.98;规划控制方面,各圈层内评估年的三大功能区面积基本上介于基期年和目标年之间,符合规划的用地分布趋势,说明各功能区的布局与规划安排的偏离程度不大;规划引导方面,中心城区建设用地的重心偏移符合规划引导的方向,但其离散分布趋势与规划目标并不协调,评分为0;农村居民点及典型生态功能区变化各向异性评分分别为6.25,43.75,它们在多数分布方位上不符合规划要求。

关键词：土地利用规划规划实施评价指标体系 GIS

基于WSN的观赏鱼养殖水质环境监测系统研究

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农业机械学报 2016年第S1期47卷 392-400页

作者：韩玉冰傅泽田张小栓王靖杰胡金有中国农业大学工学院北京100083 食品质量与安全北京实验室北京100083

提出了一种基于无线传感器网络(WSN)的观赏鱼养殖水质监测系统。该系统可以实时监测养殖水质环境参数,同时在水溶氧量不高的情况下可以开启增氧机进行增氧,保证观赏鱼养殖水质处于最佳状态。数据采集节点可以采集养殖水域的温度、p H值... 详细信息

提出了一种基于无线传感器网络(WSN)的观赏鱼养殖水质监测系统。该系统可以实时监测养殖水质环境参数,同时在水溶氧量不高的情况下可以开启增氧机进行增氧,保证观赏鱼养殖水质处于最佳状态。数据采集节点可以采集养殖水域的温度、p H值及水溶氧量等数据,并可通过900 MHz协议无线通信方式上传至中继节点、USB网关节点、GPRS网关节点等。USB网关节点接到数据后通过USB接口上传至计算机;GPRS网关节点接收到数据后将数据上传至远程服务器,用户可以通过手机访问远程服务器查看水质数据;中继节点可以保证大范围数据采集链路的完整性和畅通性。在测试阶段,测试结果表明丢包率与发射功率呈反比关系,与传输距离呈正比关系。同时,高发射功率意味着高能量消耗,所以可根据不同的通信距离选择合适的发射功率,增加该网络的稳定性及低功耗特性;本系统各传感器误差均满足观赏鱼养殖水质监测参数误差要求,可对大范围观赏鱼养殖水域提供可靠地水质参数实时监测。

关键词：无线传感器网络水质参数观赏鱼监测系统