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注意力引导的多尺度红外行人车辆实时检测

红外与激光工程 2024年第5期53卷 229-239页

作者：张印辉计凯何自芬陈光晨昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

红外成像技术通过捕捉目标热辐射特征进行成像,能实现复杂道路场景下的目标监测和道路冗杂信息滤除。针对红外行人和车辆目标检测模型参数量大、依赖高性能GPU资源和检测速度慢等问题,提出了一种注意力引导的多尺度红外行人车辆实时检... 详细信息

红外成像技术通过捕捉目标热辐射特征进行成像,能实现复杂道路场景下的目标监测和道路冗杂信息滤除。针对红外行人和车辆目标检测模型参数量大、依赖高性能GPU资源和检测速度慢等问题,提出了一种注意力引导的多尺度红外行人车辆实时检测模型。首先,为精确匹配校准红外行人和车辆目标尺度与锚框尺寸,利用K-Means++算法对红外行人和车辆目标尺度进行先验框预置参数重聚类生成,并设计128×128精细尺度检测层;其次,设计注意力引导广域特征提取模块增强模型特征提取能力和空间及通道信息聚焦能力;随后,构建跨空间感知模块引入空间信息感知,强化不同尺度空间下的目标的特征表达能力;最后,针对资源受限设备,通过4倍通道剪枝方法降低模型参数量,增强移动端算法部署适应性。实验结果表明:所提IRDet算法与基准方法相比,模型平均检测精度提升4.3%,达到87.4%,模型权重值压缩60.4%,降至5.7 MB。

关键词：红外交通检测先验框匹配注意力引导跨空间感知模型剪枝

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纤维素基保水凝胶的制备及性能研究

纤维素基保水凝胶的制备及性能研究

作者：陈光许齐鲁工业大学

学位级别：硕士

全球淡水资源匮乏且分布极不均匀,有效利用水资源是实现可持续发展的重要环节。水凝胶是通过化学和物理作用交联形成的、具有三维网络结构的高分子材料,具有优良的吸保水性,可有效提高水资源利用率。以羧甲基纤维素钠（CMC）为基质的水... 详细信息

全球淡水资源匮乏且分布极不均匀,有效利用水资源是实现可持续发展的重要环节。水凝胶是通过化学和物理作用交联形成的、具有三维网络结构的高分子材料,具有优良的吸保水性,可有效提高水资源利用率。以羧甲基纤维素钠（CMC）为基质的水凝胶具有成本低廉,生物相容性好、结构可设计的特点,广泛应用于生物医学、药物输送、组织工程、农业、废水处理及个人护理产品等领域。本论文以CMC为基质,与聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）复合制备温度敏感性水凝胶CMC-PNIPAM,与聚（丙烯酸-对苯乙烯磺酸钠）(P（AA-SSS）)复合制备耐盐碱水凝胶CMC-P（AA-SSS）,并对制备的水凝胶材料进行表征和应用性能研究。主要研究内容包括:（1）温度敏感性水凝胶CMC-PNIPAM的研究。25℃条件下,N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）在CMC溶液中原位自由基聚合,形成了具有半互穿结构的温度敏感性水凝胶CMC-PNIPAM。CMC与NIPAM的质量比是影响CMC-PNIPAM水凝胶网络结构和性能的关键因素。SEM结果显示CMC与NIPAM的质量比为0.6:1的水凝胶具有规整的网络结构。DSC结果表明,随着CMC与NIPAM的质量比从0提高至1.2,CMC-PNIPAM水凝胶的低临界相转变温度（LCST）从34.4℃升至35.8℃,当质量比超过1.0时,过量亲水基团的屏蔽作用阻碍了凝胶体系的亲疏水相转变,LCST趋于消失。单轴压缩测试结果表明,CMC-PNIPAM水凝胶的最大压应力达26.7 k Pa,应变为60%时的松弛弹性为52%。应用广义Maxwell模型拟合了CMC-PNIPAM水凝胶的粘弹性,很好的解释了CMC与NIPAM的质量比对凝胶网络结构及力学性能的影响,其中CMC:NIPAM质量比为0.6:1的CMC0.6-PNIPAM是综合性能较优的温敏水凝胶。在25℃的去离子水中,烘干的CMC0.6-PNIPAM水凝胶在去离子水中的最大溶胀率为170.25 g·g,溶胀速度为2.57 g·g·min,溶胀过程符合Korsmeyer-Peppas模型。当环境温度超过LCST（34.2℃）,溶胀后的水凝胶能以0.36 g·g·min的速率释放水分。2 wt%烘干的CMC0.6-PNIPAM水凝胶与土壤混合,加入自来水吸水平衡后的土壤在25℃温度下放置30天的保水率为13.08%,是对照组土壤的4.4倍。CMC-PNIPAM水凝胶具有随温度变化的吸水保水能力,在昼夜温差较大的地区具有潜在的应用价值。（2）耐盐碱水凝胶CMC-P（AA-SSS）的研究。40℃条件下,在CMC溶液中通过丙烯酸（AA）和对苯乙烯磺酸钠（SSS）的原位自由基共聚,制备了具有半互穿网络结构、机械性能良好且具有一定耐盐碱性的CMC-P（AA-SSS）水凝胶。FT-IR结果证实了AA与SSS的原位聚合。XRD结果显示,CMC-P（AA-SSS）水凝胶为无定形结构。单体配比、CMC占比及交联剂用量均是影响水凝胶结构与性能的重要因素。SEM结果显示,随着交联剂（MBA）用量的增加,凝胶表面疏松的大孔结构逐渐变为紧致的平面结构。流变结果显示,所有配比的水凝胶均呈现类固体行为。SSS的引入增强了凝胶的机械性能,60%应变时CMC-P(AA-SSS)-3水凝胶的压应力最大,为267 k Pa,是CMC-PNIPAM水凝胶的10倍。AA占比对吸液性能的研究结果显示,凝胶体系中离子强度对凝胶的耐盐性有较大影响,各极性基团的协同作用提高了水凝胶的耐盐碱性。综合单因素研究的结果,较优的水凝胶为CMC-P(AA-SSS)-3,其配比为:CMC质量分数2%,中和度75%的AA质量分数10%,SSS质量分数15%,MBA为单体质量的3%。25°C时,该水凝胶在0.9 wt%Na Cl溶液中的溶胀可达40 g·g。溶胀动力学研究显示,CMC-P(AA-SSS)-3水凝胶在纯水中符合准二级模型,在0.9 wt%Na Cl溶液中符合Korsmeyer-Peppas模型,溶胀过程为反常扩散。该水凝胶在酸碱条件下均有较高的溶胀倍率,p H=11时溶胀倍率最高,为226.06 g·g。含有2 wt%的CMC-P(AA-SSS)-3混合土壤,加入自来水吸水平衡后在25°C的环境中30天的保水率为12.36%,是对照组的4.3倍。溶胀平衡的CMC-P(AA-SSS)-3凝胶在40℃环境中蒸发,20 h后保水率仍可达60%以上,具有良好的锁水能力。CMC-P（AA-SSS）水凝胶在盐碱地保水和水资源高效利用方面具有良好的应用前景。

关键词：羧甲基纤维素水凝胶耐盐性保水性

茉莉酸甲酯类生长调节剂对‘蛇龙珠’葡萄果实品质及脂氧合酶代谢途径的影响

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食品科学 2024年第8期45卷 248-256页

作者：冶楠张珍吕转转杜建明张生祥李蔚甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070 甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室甘肃省葡萄与葡萄酒产业技术研发中心甘肃兰州730070

以‘蛇龙珠’葡萄果实为试材,通过测定其基本理化指标,筛选茉莉酸甲酯(methyljasmonate,MeJA)类物质最适浓度,同时结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术及酶联免疫吸附试验分析MeJA类物质响应的挥发性关键代谢物及关键酶活性,探究... 详细信息

以‘蛇龙珠’葡萄果实为试材,通过测定其基本理化指标,筛选茉莉酸甲酯(methyljasmonate,MeJA)类物质最适浓度,同时结合顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术及酶联免疫吸附试验分析MeJA类物质响应的挥发性关键代谢物及关键酶活性,探究采前MeJA类物质处理对‘蛇龙珠’葡萄果实品质及脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)代谢途径中绿叶挥发物的影响。结果表明,与对照组相比,0.1 mmol/L MeJA和5 mmol/L二氢茉莉酸甲酯处理可显著提高‘蛇龙珠’葡萄果实百粒质量、总糖质量浓度、可溶性固形物质量分数、pH值、总酚及总花色苷含量,在采收期时分别提高了10.24%、27.83%、28.24%、4.80%、77.63%、85.29%和9.15%、24.01%、24.41%、8.30%、69.21%、71.57%,果实可滴定酸质量浓度分别降低40.0%及30.24%,果实品质得到显著提高和改善。此浓度处理后,‘蛇龙珠’葡萄果实C6类化合物含量明显提高,更加突出其果实香气的典型性。同时,LOX代谢途径中各个关键酶活性与代谢产物之间具有显著相关性,说明较适浓度的MeJA类物质处理对‘蛇龙珠’葡萄果实中绿叶挥发物的积累具有积极作用。

关键词： ‘蛇龙珠’ 茉莉酸甲酯二氢茉莉酸甲酯葡萄品质脂氧合酶代谢

升力翼对400km/h高速列车明线交会气动特性影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：熊小慧袁昊陈光程凡中南大学轨道交通安全教育部重点实验室中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心

安装升力翼改变了高速列车固有气动外形，两车明线交会时，升力翼诱发的流场激扰作用将改变交会场景下高速列车周围的流场结构，为探究升力翼高速列车明线交会气动特性，明确升力翼对于明线交会时高速列车运行安全性和平稳性的影响，采... 详细信息

安装升力翼改变了高速列车固有气动外形，两车明线交会时，升力翼诱发的流场激扰作用将改变交会场景下高速列车周围的流场结构，为探究升力翼高速列车明线交会气动特性，明确升力翼对于明线交会时高速列车运行安全性和平稳性的影响，采用三维可压缩N-S方程和Realizeable k-ε两方程湍流模型及滑移网格技术，对有/无升力翼高速列车时速400km/h明线等速交会进行了仿真模拟，对比分析了列车交会压力波和气动力的变化规律。研究结果表明：给高速列车安装升力翼不会改变明线交会时列车表面压力波时程变化规律，但列车表面交会压力波时程曲线会整体“上移”；非交会侧垂向方向上，当高度大于0.5倍列车车高时，列车的空间交会压力波幅值开始增大，高度超过车高后开始减小，但升力翼列车的幅值始终大于原型高速列车，同时升力翼的安装与否不会改变交会压力波正峰值；在非交会侧横向方向上，不论有无升力翼，高速列车的空间交会压力波峰值变化趋势及大小基本相同，均随距轨道中心线距离增大而减小；升力翼会改变明线交会过程中高速列车侧向力时程变化规律，使交会过程中列车侧向力始终指向非交会侧，并加剧侧向力的波动，交会结束后侧向力需要更长的时间才能恢复稳定。研究成果可为后续升力翼高速列车系统的研发设计提供可靠的理论保障。

关键词：高速列车空气动力学升力翼气动特性明线交会

大语言模型时代的人工智能:技术内涵、行业应用与挑战

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北京邮电大学学报 2024年第4期47卷 20-28页

作者：陈光郭军北京邮电大学人工智能学院北京100876

大语言模型(LLM)的出现标志着人工智能LLM时代的来临。基于海量数据集的预训练,LLM展现出卓越的适应性和创造力,正在成为推动社会发展的关键驱动力,并将在体系化人工智能中扮演重要角色。鉴于既有综述在分析LLM面临的挑战、关键属性、... 详细信息

大语言模型(LLM)的出现标志着人工智能LLM时代的来临。基于海量数据集的预训练,LLM展现出卓越的适应性和创造力,正在成为推动社会发展的关键驱动力,并将在体系化人工智能中扮演重要角色。鉴于既有综述在分析LLM面临的挑战、关键属性、工程实现等方面的不足,笔者从技术内涵、行业应用和主要挑战三个维度重新构建探讨框架。重点阐述了LLM在系统架构、训练策略、模型规模、压缩、多模态融合、提示与规划等技术层面的内涵,以及在教育、科研、医疗、金融、司法等领域的应用前景。同时,讨论了LLM可信性、可控性与安全性的研究现状,以及LLM在技术和社会层面所面临的双重挑战,展望了LLM在体系化人工智能中的角色定位和研究方向的契合点,以期为LLM的研究与应用提供新的视角和思路。

关键词：大语言模型多模态模型可信性可控性体系化人工智能

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基于迭代学习策略的多柔性机械臂互联系统故障估计与容错控制方法研究

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基于迭代学习策略的多柔性机械臂互联系统故障估计与容错控制方法...

作者：陈光禧重庆交通大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车的迅猛发展,其工业生产系统的复杂程度也不断提升。柔性机械臂凭借其高精度、高效率和柔性化等特点,在汽车工业生产中扮演着重要角色。单个柔性机械臂的作业范围窄,功能有限,无法满足当下汽车行业生产需求。而多柔性机械... 详细信息

随着新能源汽车的迅猛发展,其工业生产系统的复杂程度也不断提升。柔性机械臂凭借其高精度、高效率和柔性化等特点,在汽车工业生产中扮演着重要角色。单个柔性机械臂的作业范围窄,功能有限,无法满足当下汽车行业生产需求。而多柔性机械臂互联系统恰好能够克服这些不足,实现柔性化生产。现有对多柔性机械臂系统的研究方向主要集中在控制策略和控制器设计等问题,对多柔性机械臂互联系统运行中可能发生的故障研究较少。本文针对执行重复作业任务的多柔性机械臂互联系统,考虑柔性机械臂子系统可能发生的执行器故障和传感器故障的情况,进行故障估计与容错控制方法研究。本文的主要贡献有以下四个方面:(1)柔性机械臂系统的数学建模和反演控制。首先,基于拉格朗日方程,分析并建立了单个柔性机械臂系统和多柔性机械臂互联系统动力学方程。然后,基于所建立的动力学方程,利用反演法分别设计了单个柔性机械臂系统和多柔性机械臂互联系统的反演控制器,以实现对单个柔性机械臂系统和多柔性机械臂互联系统的连杆角度和连杆角速度轨迹跟踪控制。最后,通过仿真验证了柔性机械臂系统数学模型的准确性以及所设计的反演控制算法的有效性。(2)考虑存在初值误差和执行器故障的影响,对执行重复作业任务的单个柔性机械臂系统的故障估计和容错控制进行研究。首先,基于D型迭代学习策略设计了带初值修正项的执行器故障估计器。然后,通过Bellman-Gronwall理论和λ范数理论证明了故障估计器的收敛性,并得到了估计器参数的收敛条件和取值范围。再根据所设计的故障估计器得到的故障估计结果,设计了基于补偿控制形式的主动容错控制器,以实现执行器故障下的单个柔性机械臂系统的连杆角度和连杆角速度轨迹跟踪控制。最后,通过仿真验证了所设计的故障估计与容错控制方法在执行重复作业任务的单个柔性机械臂系统中的有效性。(3)考虑存在初值误差和执行器故障的影响,对执行重复作业任务的多柔性机械臂互联系统的故障估计和容错控制进行研究。首先,基于PD型迭代学习策略设计了带初态学习律的执行器故障估计器。然后,通过Bellman-Gronwall理论和λ范数理论证明了故障估计器的收敛性,并得到了估计器参数的收敛条件和取值范围。再根据所设计的故障估计器得到的故障估计结果,设计了基于补偿控制形式的主动容错控制器,以实现执行器故障下的多柔性机械臂互联系统的连杆角度和连杆角速度轨迹跟踪控制。最后,通过仿真验证了所设计的故障估计与容错控制方法在执行重复作业任务的多柔性机械臂互联系统中的有效性。(4)考虑同时存在执行器和传感器故障的影响,对执行重复作业任务的多柔性机械臂互联系统的故障估计和容错控制进行研究。首先,将带有执行器和传感器故障的柔性机械臂子系统转化为增广子系统,以将传感器故障视为系统状态的一部分。然后,设计子系统增广状态观测器,以从增广系统中获得传感器故障估计信号。接着,结合李雅普诺夫稳定性判据证明了传感器故障估计方法的稳定性,解出了可行的矩阵参数取值范围和前置条件。再基于所得到的传感器故障估计值补偿量测输出信号,使执行器故障估计器恢复正常性能。最后,通过仿真验证了所设计的传感器故障估计方法在执行重复作业任务的多柔性机械臂互联系统中的有效性。

关键词：多柔性机械臂互联系统初值误差故障估计容错控制迭代学习策略

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车轮扁疤对高速列车传动齿轮动态特性影响

城市轨道交通研究 2024年第7期27卷 34-37,42页

作者：陈光圆柳州铁道职业技术学院运输管理学院柳州545616

[目的]车轮扁疤会引起列车传动齿轮振动加剧,因此有必要研究车轮扁疤对高速列车传动齿轮的振动动态特性影响。[方法]基于多体动力学理论和某高速列车传动齿轮的技术参数,构建弯曲-扭转-轴向耦合斜齿轮和车轮扁疤的高速列车整车动力学模... 详细信息

[目的]车轮扁疤会引起列车传动齿轮振动加剧,因此有必要研究车轮扁疤对高速列车传动齿轮的振动动态特性影响。[方法]基于多体动力学理论和某高速列车传动齿轮的技术参数,构建弯曲-扭转-轴向耦合斜齿轮和车轮扁疤的高速列车整车动力学模型;对不同扁疤长度下,高速列车传动齿轮的动态特性,大、小齿轮接触面间的最大接触应力,以及齿轮传递误差进行了计算与分析。[结果及结论]当车轮扁疤长度为0~30 mm时,高速列车大、小齿轮的振动加速度增长不明显;当车轮扁疤长度为30~60 mm时,高速列车大、小齿轮的振动加速度急剧增加,大、小齿轮间的最大接触应力由630 MPa增加至了1250 MPa,增长了2.08倍;随着车轮扁疤长度的增加,齿轮动态传递误差呈现增加的趋势;当车轮扁疤长度为0时,齿轮动态传递误差最大值为9μm;当车轮扁疤长度为60 mm时,齿轮动态传递误差最大值为72μm,齿轮传递误差增加了8倍。

关键词：高速列车车轮扁疤传动齿轮

促进计算思维发展的学习设计模型开发——基于上海市实验学校的实践

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全球教育展望 2024年第6期53卷 115-127页

作者：陈兴冶董玉琦杨伊上海师范大学中小学教育实验研究所上海200234 上海市实验学校上海200125 上海师范大学教育技术系上海2200234 上海师范大学教育学院上海200234 教育部教育大数据与教育决策实验室上海200234

计算思维在当今社会起着举足轻重的作用。当前研究与基础教育实践的结合仍显不足,且更多集中于具体软件的开发和应用。本研究立足基础教育教学实践,从皮亚杰的“全人发展教育目标描述模型”推演出“促进计算思维发展的学习设计模型”基... 详细信息

计算思维在当今社会起着举足轻重的作用。当前研究与基础教育实践的结合仍显不足,且更多集中于具体软件的开发和应用。本研究立足基础教育教学实践,从皮亚杰的“全人发展教育目标描述模型”推演出“促进计算思维发展的学习设计模型”基本框架,并结合相关理论建构出了包括学科知识、问题解决、计算思维三要素的完整模型。通过为期14周的教学实验,研究结果显示:该模型有助于全面提高计算思维水平和认知水平。实验班学生的计算思维技能显著提高,计算思维态度得分增幅明显,且认知偏差降低。该模型可指导计算思维培养的教学活动,其基于认知起点的教学思路可促进抽象问题的解决,学生的认知水平与计算思维发展呈现正相关。

关键词：计算思维学习设计模型问题解决认知起点

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壳聚糖纳米复合食品包装抗菌材料研究进展

化工新型材料 2024年第5期52卷 77-82页

作者：赵宝财付建冶仇萌中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛266100

基于壳聚糖纳米复合抗菌材料在食品包装中的应用潜力,介绍了壳聚糖薄膜材料的制备方法,综述了壳聚糖与银纳米粒子、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙等纳米材料复合制备复合抗菌材料的研究进展,指出壳聚糖是性能优异的食品... 详细信息

基于壳聚糖纳米复合抗菌材料在食品包装中的应用潜力,介绍了壳聚糖薄膜材料的制备方法,综述了壳聚糖与银纳米粒子、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙等纳米材料复合制备复合抗菌材料的研究进展,指出壳聚糖是性能优异的食品包装材料,但是壳聚糖复合薄膜还存在机械强度低、阻隔性能差、抗氧化性弱和水溶性差等缺点。溶液流延法是简单方便且使用广泛的制备壳聚糖复合薄膜的方法;层层挤出法制备的壳聚糖复合薄膜具有良好的机械性能和热稳定性;与纯壳聚糖薄膜相比,壳聚糖与纳米材料复合制备的复合薄膜具有更好的抗菌性能。未来应加强对壳聚糖纳米复合食品包装抗菌材料安全性以及制备方法的研究,推动壳聚糖纳米复合材料的规模化生产和在食品包装中的应用。

关键词：壳聚糖纳米材料复合薄膜抗菌食品包装材料