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基于空间注意力增强ResNeSt-101网络和迁移元学习的小样本害虫分类

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农业工程学报 2024年第6期40卷 285-297页

作者：梁炜健郭庆文王春桃肖德琴黄琼华南农业大学数学与信息学院广州510642 农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 广州市智慧农业重点实验室广州510642 深圳鹏城技师学院深圳518000

害虫识别是害虫防治的关键基础,由于较难获得足够的害虫种类图像,如何使用少量标记图像构造害虫分类器是一个富有挑战性的问题。现有研究多采用匹配网络框架来解决这个问题,该框架使用元学习避免重新训练深度网络,然而主干网络的特征提... 详细信息

害虫识别是害虫防治的关键基础,由于较难获得足够的害虫种类图像,如何使用少量标记图像构造害虫分类器是一个富有挑战性的问题。现有研究多采用匹配网络框架来解决这个问题,该框架使用元学习避免重新训练深度网络,然而主干网络的特征提取能力有限,元学习算法没有提供较好的权重初始化策略,可能导致网络出现梯度消失或者梯度爆炸的情况。为了解决这一问题,该研究提出一种基于空间注意力增强ResNeSt-101和迁移元学习算法的小样本害虫分类器。首先,通过一个空间注意力模块增强ResNeSt-101以更好地提取害虫图像特征,即在ResNeSt-101的第1阶段的最大池化层之前以及在第2~4阶段的末尾分别附加集成空间注意力模块,并通过数值仿真确定空间注意力增强模块的最佳放置位置为第1阶段的最大池化层之前。随后,通过迁移学习策略初始化网络权重,进而通过元学习进行优化。为了避免网络出现梯度消失或者梯度爆炸的情况,在元学习算法中选择归一化的温度缩放交叉熵损失函数代替三元组损失函数。最后,通过计算查询图像和支持图像深度特征之间的相似度实现害虫分类。所提出方法在自建的害虫图像数据集AD0和MIP50上使用N-类K-例准确率和每张图像处理时间(the time of per image processing,TPIP)进行评估。害虫图像数据集的构建方式如下:首先对公共害虫图像数据集IP102和D0进行清洗,以消除由于英文害虫名称导致的歧义类别;然后移除卵、幼虫和蛹阶段的害虫图像,仅保留成虫阶段的图像。考虑到人工和时间成本,从清理后的IP102害虫数据集中选择50个类别构建MIP50害虫图像数据集。随后,通过害虫的拉丁名称从互联网搜索更多的害虫图像,生成AD0害虫图像数据集。自建的MIP50数据集包括来自IP102的50个类别的16424张成虫图像,AD0包含来自D0的所有40个类别的17112张成虫图像。试验结果表明,当测试集中只有少数未知类别的害虫图像时,本文方法在AD0数据集上的5-类10-例评估准确率达到了96.37%,在MIP50数据集上达到了76.91%。当测试集中同时存在几个未知和已知类别的害虫图像时,所提方法在AD0数据集上的5-类10-例设置下的识别准确率达到了93.73%,在MIP50数据集上达到90.60%。同时,本文方法的TPIP大约为0.44 ms,满足大多数场景下的实时害虫识别要求。此外,消融试验结果表明,基于空间注意力增强ResNeSt-101网络和迁移元学习的小样本害虫分类方法在AD0、MIP50数据集上对未知类别害虫图像的5-类10-例的识别准确率分别提升了5和3个百分点以上,具有良好应用前景。但未来研究中还需进一步研究本方法中存在的问题,如通过采用更好地表征支持集样本与查询集样本之间复杂关系的度量优化本工作中用到的度量以解决增加类别数可能导致分类准确率降低的问题,以及将所提方法应用于现实农业场景进行优化改进以更好提升本文方法的实用性。

关键词：病虫害图像处理小样本分类元学习 ResNeSt-101 交叉熵损失

CeO_(2)载体在CO_(2)加氢制甲醇中的应用和研究进展

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化工进展 2024年第5期43卷 2723-2738页

作者：周运桃王洪星李新刚崔丽凤化学工程联合国家重点实验室天津化学化工协同创新中心天津市应用催化科学与工程重点实验室天津大学化工学院天津300354 山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州253024

随着经济的快速发展,CO_(2)排放导致的温室效应日益严峻,通过与绿氢反应将其转化为甲醇等有价值的化工产品是减少CO_(2)排放、缓解全球气候变暖的有效途径。近年来,CeO_(2)负载金属催化剂在CO_(2)加氢制甲醇反应中得到了广泛关注。本文... 详细信息

随着经济的快速发展,CO_(2)排放导致的温室效应日益严峻,通过与绿氢反应将其转化为甲醇等有价值的化工产品是减少CO_(2)排放、缓解全球气候变暖的有效途径。近年来,CeO_(2)负载金属催化剂在CO_(2)加氢制甲醇反应中得到了广泛关注。本文主要综述了CeO_(2)表面氧空位和碱性位点、Ce3+/Ce4+可逆氧化还原能力、几何形貌等特性在CO_(2)/H_(2)吸附活化和甲醇形成过程中所起到的重要作用,比较了CeO_(2)与ZrO_(2)、ZnO以及复合金属氧化物等载体在反应中的差异,提出了CeO_(2)载体催化剂在确认活性关键中间体、兼顾CO_(2)转化率和甲醇选择性、提高催化活性与稳定性等方面的不足和挑战,以期为新型CO_(2)加氢制甲醇催化剂的设计提供有益参考。

关键词：二氧化碳加氢催化剂 CeO_(2)载体甲醇活性

天山中段2次6级地震前钻孔应变高频异常分析

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地震工程学报 2024年第1期46卷 232-240页

作者：斯琴关冬晓王斌郭春生新疆维吾尔自治区地震局新疆乌鲁木齐830011

2014年以来,天山中段分量钻孔应变仪空前增多,这些高采样率的应变观测资料蕴含着丰富的构造信息。如何从高采样率观测资料中提取有效的前兆异常信息,是分析研究人员亟待解决的问题。文章通过对天山中段分量钻孔应变观测数据进行S变换和... 详细信息

2014年以来,天山中段分量钻孔应变仪空前增多,这些高采样率的应变观测资料蕴含着丰富的构造信息。如何从高采样率观测资料中提取有效的前兆异常信息,是分析研究人员亟待解决的问题。文章通过对天山中段分量钻孔应变观测数据进行S变换和超限率分析发现,在天山中段2次6级地震前有5套应变资料出现高频信息异常。这些异常均在震前出现,随后达到峰值,临震前或地震后衰减,其中短周期异常信号主要集中在10~720 min频段,且S变换与超限率分析结果具有很好的同步性。结合精河地震震源区及附近的GPS分析结果,发现高频异常信息的分布与该地区地壳运动场具有很好的一致性,进一步验证了高频信息异常的可信度。

关键词：钻孔应变 S变换超限率分析高频异常

环巢湖地区沙河流域污染负荷总量控制及削减措施

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水资源保护 2024年第1期40卷 127-134,141页

作者：谢三桃朱慧娈叶勇朱璇睿李然汪可欣安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司安徽合肥230088 安徽泛湖生态科技股份有限公司安徽合肥230601

针对巢湖污染负荷总量控制的问题,以巢湖二级子流域沙河流域为研究对象,基于对沙河流域水文特征、河道水质受损情况、污染源分布及源强评估分析,建立了陆域污染物负荷与水质定量响应关系,识别了流域重点控制区域,通过水文模拟模型(HSPF... 详细信息

针对巢湖污染负荷总量控制的问题,以巢湖二级子流域沙河流域为研究对象,基于对沙河流域水文特征、河道水质受损情况、污染源分布及源强评估分析,建立了陆域污染物负荷与水质定量响应关系,识别了流域重点控制区域,通过水文模拟模型(HSPF)模拟了流域污染负荷总量控制目标值,并制定了污染负荷削减分配方案。结果表明:在工业点源污染、生产区径流污染、村镇生活污水处理严格执行巢湖流域地方排放标准,镇区截污纳管率提高到80%,村镇坑塘治理率达到85%以上等削减措施情景下,各管控区域出口断面水质可达到目标水质考核要求。

关键词：污染负荷总量控制水污染防治水文模拟模型沙河流域

用于变频电机绝缘测试的高频高压脉冲发生器设计

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仪器仪表学报 2024年

作者：师洋王鹏吴冬桃朱英伟程驰宙四川大学电气工程学院

高频高压脉冲是变频电机绝缘评估的关键技术之一，其产生、控制、保护与传统高压直流、正弦条件下的相应技术具有较大差异，已成为高频高压脉冲技术的关键难题。为此，采用时钟可达纳秒级的现场可编程逻辑门阵列，研制了一套边沿时间40... 详细信息

高频高压脉冲是变频电机绝缘评估的关键技术之一，其产生、控制、保护与传统高压直流、正弦条件下的相应技术具有较大差异，已成为高频高压脉冲技术的关键难题。为此，采用时钟可达纳秒级的现场可编程逻辑门阵列，研制了一套边沿时间40 ns～500 ns可调的高频高压脉冲发生器。基于半桥结构的脉冲发生器，提出测试容量达1 600 pF、电压峰峰值可达24 kV的全桥拓扑结构。通过设计多级电压突降保护算法、电流脉宽实时检测、纳秒级脉冲控制技术以及多种抗干扰措施，保障了脉冲发生器在高频电磁干扰环境下安全稳定运行。实验结果表明，该脉冲发生器产生电压的脉宽和死区时间最小1 μs，最大重复频率100 kHz，为变频电机全参数绝缘测试提供了新平台。

关键词：变频电机绝缘测试现场可编程逻辑门阵列局部放电耐电晕

碳交易驱动制造企业绿色低碳转型的演化博弈分析和实证检验

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科技管理研究 2024年第9期44卷 215-226页

作者：孙菁靖雷玉桃东莞理工学院经济与管理学院广东东莞523106 华南理工大学经济与金融学院广东广州510006

立足于微观视角,深入探究碳交易影响制造企业绿色低碳转型背后技术进步机制,将碳交易引入政企演化博弈理论模型,剖析碳交易对制造企业绿色低碳转型的作用效应及其影响因素,进而明确碳交易驱动制造企业绿色低碳转型的技术进步机制,并利用... 详细信息

立足于微观视角,深入探究碳交易影响制造企业绿色低碳转型背后技术进步机制,将碳交易引入政企演化博弈理论模型,剖析碳交易对制造企业绿色低碳转型的作用效应及其影响因素,进而明确碳交易驱动制造企业绿色低碳转型的技术进步机制,并利用2008—2022年中国A股上市制造企业和所在地区数据,在准自然实验框架下进行实证分析与检验。结果表明:(1)碳交易可以释放创新收益激励效应促进制造企业绿色低碳转型;(2)要素生产技术进步、降污减排技术进步和能源利用技术进步是制造企业实现绿色低碳转型的三大技术进步机制,机制识别揭示,碳交易主要通过后两种机制发挥效力;(3)提高市场化程度有助于增强碳交易的技术进步机制效应,但是加大政府补贴不利于其发挥机制作用。据此,政府在推进全国碳交易市场建设时,应注意发挥市场机制的配置和激励作用,打通制造企业绿色低碳转型的机制途径,同时对制造企业增加事前绿色创新补贴,制定灵活且有针对性的补贴计划。

关键词：碳交易制造企业绿色低碳转型技术进步机制

设定地震的近断层地铁车站结构宽频地震响应分析

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工程科学与技术 2024年

作者：吴孟桃王斌巴振宁戴靠山梁建文四川大学土木工程系天津大学土木工程系

利用确定性物理模拟方法构建震源-路径-场地耦合的强地震动场，进而将模拟地震动作为输入评估近断层场地中重要工程结构的抗震性能是当前地震工程领域的前沿课题。本文针对断层-车站全过程响应模拟，在前期提出的频率波数域-谱元-有限元... 详细信息

利用确定性物理模拟方法构建震源-路径-场地耦合的强地震动场，进而将模拟地震动作为输入评估近断层场地中重要工程结构的抗震性能是当前地震工程领域的前沿课题。本文针对断层-车站全过程响应模拟，在前期提出的频率波数域-谱元-有限元（FK-SE-FE）强耦合3步方法的基础上，进一步引入结合确定性低频成分和随机高频扰动的运动学混合震源模型，实现基于设定地震的近断层地铁车站结构宽频地震响应分析。以天津市地铁地下车站为例，根据现有轨道交通线网选取6个重要站点作为研究对象，建立了考虑土-结构动力相互作用的地铁车站结构精细化有限元模型；以天津南隐伏断裂为背景，基于目标地区的活动断层探测、地震危险性评价和岩土勘探钻孔数据等资料，构造了目标断层的运动学混合震源模型和区域地下速度结构，给出了设定6.1级地震下车站所在场地的0～10 Hz地震动幅值及波形特征；将合成的宽频地震波作为土层-车站系统的多维多点地震动输入，从变形云图、最大层间位移角和侧墙相对位移等多个角度比较了不同车站的动力响应。结果表明：本文研究方法能够反映不同车站场地地震动的空间差异，可评估潜在地震发生时近断层地铁车站结构的破坏风险，为相关场地区域内的地下交通抗震设防提供参考。

关键词：设定地震地震波传播混合震源模型地铁车站全过程响应

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中国非农就业群体的极化问题研究

农业经济 2024年第2期 78-80页

作者：彭竞何毓桃徐宇航吉林大学生物与农业工程学院吉林长春130022

随着社会的发展、科学技术水平的不断提高,劳动力市场中出现了劳动力逐步被高新科技所替代的就业极化现象。受就业极化的影响,我国非农就业群体逐渐成了最大的潜在受损者。本文首先对非农就业群体的极化现象进行描述,并从受教育程度、... 详细信息

随着社会的发展、科学技术水平的不断提高,劳动力市场中出现了劳动力逐步被高新科技所替代的就业极化现象。受就业极化的影响,我国非农就业群体逐渐成了最大的潜在受损者。本文首先对非农就业群体的极化现象进行描述,并从受教育程度、技能培训、性别、年龄等角度分析了该群体出现就业极化现象的原因。最后提出需要逐步提高非农就业群体的受教育程度、推广“职业教育+职业培训”全通道模式和提高非农就业群体女性的技能培训参与度来缓解该群体的就业极化问题。

关键词：非农就业群体就业极化教育技能培训

震源-盆地-结构整体物理模型地震模拟：FK-SE-FE方法

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振动工程学报 2024年

作者：吴孟桃王斌巴振宁戴靠山梁建文四川大学土木工程系天津大学土木工程系

震源特性、传播路径和场地条件是影响地震动的关键因素，相关研究为结构抗震设计提供基础。本文针对考虑震源-路径-场地效应的工程结构地震响应模拟，充分发挥频率-波数域（FK）技术半解析求解深部地壳半无限空间内源格林函数、SEM高效... 详细信息

震源特性、传播路径和场地条件是影响地震动的关键因素，相关研究为结构抗震设计提供基础。本文针对考虑震源-路径-场地效应的工程结构地震响应模拟，充分发挥频率-波数域（FK）技术半解析求解深部地壳半无限空间内源格林函数、SEM高效计算大尺度复杂场地非均匀波场、FEM精细模拟工程结构与构件及其弹塑性特性的优势，建立了FK-SE-FE强耦合三步走方法。通过“震源-场地”和“场地-结构”两方面的算例比较，逐步验证了方法的正确性和精度。进而以美国SAC钢框架结构基准模型为实例，开展位错点源、沉积盆地和上部结构的地震模拟及其作用效应分析，重点探讨了有无沉积盆地和是否考虑土-结构相互作用对钢框架结构地震响应的影响。结果表明：与从模型底部直接输入加速度地震波的方案相比，考虑土-结构相互作用情况的结构顶层峰值响应显著降低；波传播过程中沉积盆地的存在显著增大了结构的整体地震响应和最大形变沿层高的分布，且结构开始振动时间明显延后。

关键词：位错点源盆地效应结构基准模型地震波传播全过程模拟