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共享单车出行OD的时空注意力残差网络预测模型

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 556-566页

作者：曹弋白涵文王艺筱大连交通大学交通运输工程学院大连116028

为探究共享单车出行的复杂时空规律与特性,揭示城市因素对共享单车出行OD的影响,提高OD预测精度,开展本研究。结合城市计算,考虑疫情、天气、温度、风速与节假日因素,构建共享单车出行OD的时空注意力残差网络预测模型(USTARN)。USTARN... 详细信息

为探究共享单车出行的复杂时空规律与特性,揭示城市因素对共享单车出行OD的影响,提高OD预测精度,开展本研究。结合城市计算,考虑疫情、天气、温度、风速与节假日因素,构建共享单车出行OD的时空注意力残差网络预测模型(USTARN)。USTARN先将共享单车OD数据通过时空特征切分捕捉单车流的时空依赖性,再结合注意力机制进行深度残差学习,最后根据城市因素学习结果调整预测结果。利用从政府数据开放平台获取的深圳市共享单车订单大数据及城市因素数据集,分析共享单车出行时空分布规律及其影响因素。将OD数据集按7:1:2划分为训练集、验证集与测试集,分别进行训练预测、模型参数自适应调整及模型验证对比实验。研究表明,USTARN模型的共享单车出行OD预测平均误差为7.68%,与不含城市计算的STARN模型及传统的CNN,BiLSTM模型相比,误差分别降低了5.93%、7.55%、6.07%,预测精度显著提高。USTARN模型充分反映了时间、空间、疫情、天气、温度、风速等因素对共享单车出行OD的影响。研究成果对共享单车出行OD的精准预测具有理论指导意义,对该出行模式的推广并解决居民出行“最后一公里”问题具有实际应用价值。

关键词：残差网络交通数据挖掘城市计算时空特征深度学习共享单车 OD预测注意力机制

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YOLOv5-ODWD钢材表面缺陷检测算法

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机械科学与技术 2024年

作者：黄友文章劲林志钦江西理工大学信息工程学院

钢材存在的斑块、开裂等会严重影响其性能和使用寿命，为了有效检测钢材表面缺陷，提出了一种YOLOv5-ODWD钢材表面缺陷检测算法。该算法基于全维动态卷积(ODConv)设计了ODCBS和C3-ODCBS两个模块，以增强模型的特征提取能力，从而更精确... 详细信息

钢材存在的斑块、开裂等会严重影响其性能和使用寿命，为了有效检测钢材表面缺陷，提出了一种YOLOv5-ODWD钢材表面缺陷检测算法。该算法基于全维动态卷积(ODConv)设计了ODCBS和C3-ODCBS两个模块，以增强模型的特征提取能力，从而更精确地定位缺陷区域特征；同时引入WIoUv3-Loss回归损失函数来提高模型对低质量样本的检测效果；最后在Head层采用了解耦头替换耦合头，以保留更多的特征信息，并提高检测的精度。实验结果表明，改进的YOLOv5-ODWD算法在NEU-DET数据集上展现出更高的检测精度，其mAP值达到了83.9%，比YOLOv5s算法在该数据集上的mAP值提高了5.1%。

关键词： YOLOv5 缺陷检测 ODConv WIoUv3-Loss 解耦头

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喀斯特农田土壤呼吸对干湿交替的响应

浙江农林大学学报 2024年

作者：吕文强董天燕白富文贵州师范学院地理与资源学院

【目的】探究中国西南喀斯特地区农田石灰性土壤二氧化碳(CO2)排放通量对该区频繁发生的干湿交替的响应规律。【方法】以喀斯特农田石灰性土壤为研究对象，设计2种干湿交替强度(模拟降水量为10和25 mm)，以干湿交替循环周期10 d为1个循... 详细信息

【目的】探究中国西南喀斯特地区农田石灰性土壤二氧化碳(CO2)排放通量对该区频繁发生的干湿交替的响应规律。【方法】以喀斯特农田石灰性土壤为研究对象，设计2种干湿交替强度(模拟降水量为10和25 mm)，以干湿交替循环周期10 d为1个循环过程，研究喀斯特农田土壤呼吸对干湿交替的响应。【结果】干湿交替强度显著影响土壤呼吸速率和土壤总CO2排放量(P<0.05)。在2种干湿交替强度下，随着水分施加，土壤CO2排放通量会在短时间内达到最大值，然后逐渐下降。对于10 mm降水干湿交替强度，不同循环周期下的土壤CO2排放通量和土壤总CO2排放量之间的差异并不显著。然而，对于25 mm降水干湿交替强度，大多数循环周期下的土壤CO2排放通量和土壤总CO2排放量之间的差异显著(P<0.05)。相关分析表明：干湿交替多重周期作用下，土壤含水量和土壤CO2排放通量之间的相关关系不断降低。【结论】干湿交替强度和干湿交替过程是影响喀斯特农田土壤呼吸排放的重要因素。图5表1参64

关键词：喀斯特农田土壤呼吸干湿交替响应

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极化和湿度对叶簇杂波统计特性影响的分析

电波科学学报 2024年第1期39卷 108-118页

作者：刘炳文平钦文李永祯何密陆军军医大学生物医学工程与影像医学系重庆400038 国防科技大学电子科学学院长沙400073

为更好地探测丛林中隐蔽的人体目标,本文对极化和湿度条件对地基超宽带(ultrawide band,UWB)雷达叶簇杂波统计特性的影响进行研究。针对两种常见叶簇杂波环境,利用UHF波段步进频率连续波(stepped frequency continuous wave, SFCW) UWB... 详细信息

为更好地探测丛林中隐蔽的人体目标,本文对极化和湿度条件对地基超宽带(ultrawide band,UWB)雷达叶簇杂波统计特性的影响进行研究。针对两种常见叶簇杂波环境,利用UHF波段步进频率连续波(stepped frequency continuous wave, SFCW) UWB雷达测量水平、垂直极化以及干湿条件下的多组回波数据,对回波进行校准和预处理,得到实际杂波幅度的直方图;采用5种分布拟合叶簇环境杂波统计分布特性,并利用拟合分布和实际分布之间的均方根误差(root mean square error, RMSE)来定量评估模型的拟合精度。分析结果表明:极化不会改变灌木杂波最优拟合Weibull分布,仅改变其形参取值范围,当极化由水平变为垂直时,形参取值范围由1.647 7~1.865 5变成1.839 6~1.910 7,但乔木杂波极化由水平变为垂直时,最优拟合分布由Log-logistic分布变为Weibull分布;湿度条件并不改变叶簇杂波最优拟合分布类型,但湿度越大最优拟合分布的形参取值越大,直方图更宽、拖尾更长。本文针对不同极化和湿度条件下得到的地基UWB雷达的两种典型叶簇杂波最优分布模型及相关估计参数范围,对于叶簇杂波建模和叶簇环境下目标探测等研究具有指导意义。

关键词：超宽带雷达叶簇杂波杂波统计特性极化湿度

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喀斯特农田土壤呼吸对干湿交替的响应特征

浙江农林大学学报 2024年第4期41卷 760-768页

作者：吕文强董天燕白富文贵州师范学院地理与资源学院贵州贵阳550018

【目的】探究中国西南喀斯特地区农田石灰性土壤二氧化碳(CO_(2))排放通量对该区频繁发生的干湿交替的响应规律。【方法】以喀斯特农田石灰性土壤为研究对象,设计2种干湿交替强度(模拟降水量为10和25 mm),以干湿交替循环周期10 d为1个... 详细信息

【目的】探究中国西南喀斯特地区农田石灰性土壤二氧化碳(CO_(2))排放通量对该区频繁发生的干湿交替的响应规律。【方法】以喀斯特农田石灰性土壤为研究对象,设计2种干湿交替强度(模拟降水量为10和25 mm),以干湿交替循环周期10 d为1个循环过程,研究喀斯特农田土壤呼吸对干湿交替的响应。【结果】干湿交替强度显著影响土壤呼吸速率和土壤总CO_(2)排放量(P<0.05)。在2种干湿交替强度下,随着水分施加,土壤CO_(2)排放通量会在短时间内达到最大值,然后逐渐下降。对于10 mm降水干湿交替强度,不同循环周期下的土壤CO_(2)排放通量和土壤总CO_(2)排放量之间的差异并不显著。然而,对于25 mm降水干湿交替强度,大多数循环周期下的土壤CO_(2)排放通量和土壤总CO_(2)排放量之间的差异显著(P<0.05)。相关分析表明:干湿交替多重周期作用下,土壤含水量和土壤CO_(2)排放通量之间的相关关系不断降低。【结论】干湿交替强度和干湿交替过程是影响喀斯特农田土壤呼吸排放的重要因素.

关键词：喀斯特农田土壤呼吸干湿交替响应

结合坐标Transformer的轻量级人体姿态估计算法

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图学学报 2024年第3期45卷 516-527页

作者：黄友文林志钦章劲陈俊宽江西理工大学信息工程学院江西赣州341000

针对现有的大多数自底向上人体姿态估计算法存在模型规模大、计算成本高及对边缘设备不友好等问题,提出了一种基于YOLOv5s6-Pose的轻量级多人姿态估计网络模型YOLOv5s6-Pose-CT。该模型在颈部网络中引入空间和通道重建卷积,以减少空间... 详细信息

针对现有的大多数自底向上人体姿态估计算法存在模型规模大、计算成本高及对边缘设备不友好等问题,提出了一种基于YOLOv5s6-Pose的轻量级多人姿态估计网络模型YOLOv5s6-Pose-CT。该模型在颈部网络中引入空间和通道重建卷积,以减少空间和通道维度上的特征冗余。同时,提出了一种坐标Transformer嵌入于主干网络中,使模型专注于长距离依赖和拥有高效的局部特征提取能力。其次,通过使用无偏特征位置对齐来解决多尺度融合过程中出现的特征错位问题。最后,使用损失函数MPDIoU对边界框的回归损失重新定义。在COCO 2017数据集上的实验结果表明,本文优化的网络模型与主流的轻量级网络EfficientHRNet-H1模型相比,在保持相同精度的同时,参数量和计算量分别减少16.2%和66.1%。相比于基准模型YOLOv5s6-Pose,参数量减少11.2%,计算量降低5.8%,平均检测精度和平均召回率分别提升2.5%和2.6%。

关键词：人体姿态估计轻量级坐标Transformer 无偏特征位置对齐损失函数

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基于Daubechies小波尺度函数的炉膛空气动力场声学层析重建方法

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1904-1912,I0020页

作者：刘璠李言钦郑州大学机械与动力工程学院河南省郑州市450001

声学层析测量是一种先进、有前景的炉内空气动力场非接触重建方法,其中可靠、优化的重建模型算法是关键。小波尺度函数包含所确定尺度以下所有信号频率信息,便于有效重构包含复杂频率成分的场对象,鉴于此,该文提出以小波尺度函数为基对... 详细信息

声学层析测量是一种先进、有前景的炉内空气动力场非接触重建方法,其中可靠、优化的重建模型算法是关键。小波尺度函数包含所确定尺度以下所有信号频率信息,便于有效重构包含复杂频率成分的场对象,鉴于此,该文提出以小波尺度函数为基对待测空间场层析重建的方法。其采用具有紧支撑、正交特点的Daubechies小波以获得更好的场重建辨识度;对几何参数进行归一化处理以适应不同炉膛断面尺寸的场重建;采用梯度下降法求解线性方程组,得到稳定可靠的结果。通过构建不同典型仿真断面流场并重建,该方法均得到与原设定场良好的一致性,从而证明所提出场重建方法的有效性与可靠性。

关键词：声学层析测量流场 Daubechies小波尺度函数梯度下降法

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大西洋黄鳍金枪鱼资源丰度不同预报模型的比较分析

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大连海洋大学学报 2024年

作者：丁鹏邹晓荣丁淑仪白思琦张亚文大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室青岛市即墨区自然资源局远洋渔业创新中心上海海洋大学海洋科学学院山东女子学院教育学院

为探讨海洋环境因子对黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)资源丰度的影响，利用中水集团13 艘延绳钓渔船2016-2019 年的渔业数据，结合海表面风速、叶绿素a浓度、涡动能、0～500 m水层温度和盐度等19 个环境因子，经过相关性分析筛选出叶绿... 详细信息

为探讨海洋环境因子对黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)资源丰度的影响，利用中水集团13 艘延绳钓渔船2016-2019 年的渔业数据，结合海表面风速、叶绿素a浓度、涡动能、0～500 m水层温度和盐度等19 个环境因子，经过相关性分析筛选出叶绿素a浓度等11 个海洋环境因子。采用卷积神经网络(CNN)、BP神经网络、长短期记忆网络(LSTM)模型、双向长短期记忆网络模型(BiLSTM)、卷积神经网络结合双向长短期记忆网络(CNN-BiLSTM)模型分别对筛选的海洋环境因子和黄鳍金枪鱼资源丰度关系进行研究并对比模型的预测性能。结果表明，在筛选后的11 个海洋环境因子中，100 m水层温度、200 m水层盐度、300 m水层温度和纬度相对重要性指数之和约占55%，为影响黄鳍金枪鱼单位捕捞努力量渔获量（CPUE）的关键环境因子；使用CNN-BiLSTM模型预测的均方根误差和平均绝对误差比其他4个模型低。研究表明，CNN-BiLSTM模型对黄鳍金枪鱼资源丰度有较高的预测准确度，可用于预测黄鳍金枪鱼的资源丰度。本研究结果可为黄鳍金枪鱼资源丰度预测研究提供一种新思路。

关键词：海洋环境因子黄鳍金枪鱼 CNN-BiLSTM模型共线性分析

对乙酰氨基酚对蛋白核小球藻胞外聚合物的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：张华胜刘月敏王晓睿白滔张骁文天津城建大学环境与市政工程学院农业农村产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室

为探讨不同浓度对乙酰氨基酚(0～100 mg·L-1，AAP)对蛋白核小球藻叶绿素a（Chl-a）和胞外聚合物（EPS）的影响，通过室内模拟试验，在第0、2、4、6、8、10、12天分别取样分析蛋白核小球藻Chl-a和EPS对AAP的响应。结果表明，AAP可提高... 详细信息

为探讨不同浓度对乙酰氨基酚(0～100 mg·L-1，AAP)对蛋白核小球藻叶绿素a（Chl-a）和胞外聚合物（EPS）的影响，通过室内模拟试验，在第0、2、4、6、8、10、12天分别取样分析蛋白核小球藻Chl-a和EPS对AAP的响应。结果表明，AAP可提高蛋白核小球藻中Chl-a含量，并促进EPS中多糖和蛋白质分泌，且该变化呈浓度依赖性。当AAP浓度为100 mg·L-1时，EPS中多糖和蛋白质含量分别由223.83、47.02 μg·mL-1提升至361.81、70.12 μg·mL-1。基于红外光谱分析EPS官能团变化发现，随AAP浓度的增加，代表C=O的吸收峰强度明显增强。同时，C=O位置的吸收峰发生偏移，且-OH基团吸收峰的变化趋势与其相似，表明EPS中-OH、C=O等官能团能够与AAP发生结合。三维荧光光谱分析发现，随AAP浓度增加，类富里酸荧光强度逐渐减弱至消失，类腐植酸荧光强度逐渐增强，表明AAP能够影响蛋白核小球藻EPS化学组分的组成。综上，AAP可促进蛋白核小球藻Chl-a和EPS的合成，EPS中类富里酸及-OH、C=O等官能团则在其与AAP结合过程中发挥着重要作用。

关键词：对乙酰氨基酚蛋白核小球藻胞外聚合物叶绿素a