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基于优化人工势场法的通航航迹规划研究

基于优化人工势场法的通航航迹规划研究

作者：陈旭辉中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来,我国通航相关产业发展迅速,在低空空域开放政策的支持下,各类型飞行任务大幅增加。受运行成本、恶劣天气、复杂地形条件等因素的限制,通航飞机的安全性和飞行效率都有待提高,因此有必要对通航航迹规划方法进行研究,为通航航空器... 详细信息

近年来,我国通航相关产业发展迅速,在低空空域开放政策的支持下,各类型飞行任务大幅增加。受运行成本、恶劣天气、复杂地形条件等因素的限制,通航飞机的安全性和飞行效率都有待提高,因此有必要对通航航迹规划方法进行研究,为通航航空器提供航迹引导和决策支持。人工势场法作为航迹规划算法中的一个重要分支,因其直观简洁、响应迅速的特点而受到广泛认可,但该方法在处理复杂环境条件下的局部动态障碍物问题以及规划静态全局最优航迹时仍存在缺陷。本文聚焦于二维通用航空航迹规划问题,从局部动态场景和全局静态场景两个维度出发,针对不同场景进行了算法的优化和实验论证。主要研究内容如下:首先,本文研究了传统人工势场法的原理及优缺点,深入分析了目前常用的优化方案,随后探讨了通航飞机航迹规划中航迹表示方法和通航航迹规划约束条件,在此基础上确定了本文使用的通航航迹规划建模方法并理清了全局静态规划与局部动态规划之间的逻辑关系。其次,针对传统人工势场法在复杂动态环境下适应性较差问题,本文提出了一种基于Mamdani型模糊算法的优化人工势场法,优化措施包括在斥力势场函数中融入飞行器与目标点间的相对距离函数,并对斥力势场的方向进行了细致分解;引入航路边界斥力影响因子及其计算方法;融合一个三输入单输出的模糊控制器及一套针对飞行限制区、飞机所受虚拟力角度差与大小差的模糊逻辑规则。实验结果表明,该优化算法相比于优化人工势场法,规划航迹缩短了30.1%,规划时间缩短了5.5%,航迹也更加平滑。最后,针对传统人工势场法全局规划能力及考虑航迹经济成本方面的不足,本文提出了一种优化人工势场-蚁群算法,优化措施包括将有关油料消耗的成本函数嵌入到启发式信息函数中;在信息素更新规则中引入飞行经济成本权衡因子,实现了在追求最短航迹的同时也兼顾飞行经济效益。为了评估算法在处理复杂及危险天气状况下的航迹规划性能,本文还进行了雷达图像数据的处理及地图建模的研究工作,经实验验证,该优化算法与蚁群算法和优化人工势场法相比,平均最短航迹分别减少了34%和9.74%;平均耗时分别减少了30.26%和8.62%;飞行经济成本分别减少了46.67%和15.95%,有效地提高了航迹规划的经济性及实用性。

关键词：通用航空航迹规划人工势场法蚁群算法 Mamdani模糊算法危险天气

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基于重要特征提取的广告点击率预估模型

基于重要特征提取的广告点击率预估模型

作者：陈旭东重庆理工大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的迅速发展以及各类应用平台的不断涌现,在线数据规模爆炸式增长,在海量的产品中实现对特定用户的准确投放成为互联网企业获益的关键,点击率预估任务(Click Through Rate,CTR)由于其可用于预测用户是否会点击某产品概率... 详细信息

随着互联网技术的迅速发展以及各类应用平台的不断涌现,在线数据规模爆炸式增长,在海量的产品中实现对特定用户的准确投放成为互联网企业获益的关键,点击率预估任务(Click Through Rate,CTR)由于其可用于预测用户是否会点击某产品概率的特点,当前已广泛应用在电商广告平台和互联网在线推荐系统中。近些年随着众多学者投入到该领域的研究中,大量点击率预估模型也成功落地,如早期的逻辑回归模型、基于树的模型以及基于因子分解机的模型,随着深度学习技术的不断发展也涌现出了众多基于深度学习技术的点击率预估模型。但是,当前许多模型特征交互方式都是用内积或者哈达玛积等简单的方式计算完成,并且现存模型存在特征信息表达不足、不同阶的特征交互信息挖掘不够充分以及模型可解释性不强等问题。因此本文从深度挖掘特征提取方式与信息交互的角度出发构建模型,完成对基于重要特征提取的广告点击率预估模型的研究,主要研究内容和贡献如下:(1)提出基于低阶高阶特征融合的点击率预估模型(LHFF),模型在低阶特征的提取阶段:采用门控网络(Gate Net)与因子分解机(Factorization Machines,FM)技术结合的方法,对低阶输入特征进行重要性分析与筛选,旨在挖掘对建模过程更加有用的信息,增强低阶输入特征表征能力的同时过滤掉噪声。高阶交互特征阶段:运用注意力(Attention)单元取代传统深度神经网络,从而自主学习高阶特征之间的交互信息。注意力机制能够同时挖掘不同语义子空间内特征交互的多义性,Attention单元的加入不仅可以显著提高模型的总体性能,还能使模型具一定的可解释性。(2)在LHFF模型的基础上优化低阶特征以及高阶组合特征的提取方案,提出基于GRU与多头注意力特征交互的点击率预估模型(GMAF)。在低阶特征的提取阶段:采用线性单元(LR layer)生成的一阶特征与因子分解机(FM)模块的二阶交叉特征组合后通过门控循环单元(GRU)进行筛选过滤,进一步提高了模型的记忆能力。高阶组合特征阶段:采用多层多头注意力层取代单层注意力网络,提升更高阶特征提取的同时也丰富了高阶特征的交互信息,从而进一步提升模型的泛化性以及性能。基于低阶高阶特征融合的点击率预估模型(LHFF)和基于GRU与多头注意力特征交互的点击率预估模型(GMAF)均在两个真实广告数据集Criteo和Avazu进行的广泛实验,结果表明其在AUC和Logloss两项评估指标下均优于目前主流的点击率预估方法。

关键词：点击率预估深度学习特征交互注意力机制

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人民银行数字货币对我国货币供给的影响研究

人民银行数字货币对我国货币供给的影响研究

作者：陈旭东黑龙江大学

学位级别：硕士

在数字化浪潮席卷全球的今天,数字货币以其独特的魅力和潜力,正逐渐成为金融领域的一大热点。中国人民银行推出的数字人民币(DCEP),是我国关于数字货币方面的璀璨成果,不但显示了我们国家在金融技术上的领导地位,更深刻影响着我国的货... 详细信息

在数字化浪潮席卷全球的今天,数字货币以其独特的魅力和潜力,正逐渐成为金融领域的一大热点。中国人民银行推出的数字人民币(DCEP),是我国关于数字货币方面的璀璨成果,不但显示了我们国家在金融技术上的领导地位,更深刻影响着我国的货币供给体系。数字货币,作为传统货币的电子货币替代形式,它具有分布式、匿名和安全等诸多优点,因而备受人们的重视。但是,数字人民币,则是以国家信用为基础,结合现代密码学技术,透过分散式记账、分散式技术的特性,可达成以下目标安全可控、匿名可追溯的电子支付工具。它的出现,不仅丰富了我国货币供给的形式,更为货币政策的制定和实施提供了新的可能。数字人民币的推出无疑对传统方式带来了变革。传统的货币供给主要依赖于央行通过诸如商业银行之类的金融机构的存贷款业务控制流通中的货币量。而DCEP的发行和流通,则完全基于电子化的形式,使得货币供给更加灵活、高效。这不仅有助于提升货币政策的透明度,还能更有效地调节经济运行,最终对中央银行的货币政策制定和实施产生了深远影响。本文旨在深入地探讨和研究人民数字从传统的货币供应流程来看,DCEP对我国货币供应的影响,得出基础货币量和货币乘数是DECP影响传统货币供给的重要原因。进一步通过VAR模型,用传统的电子支付交易额得出电子支付替代率,分析了电子支付的替代率与狭义货币供给、广义货币供给的相关性,并认为,电子支付的替代率对两种货币乘数都具有长期的、积极的作用,其中,前两种因素的影响是导致后两种因素的变化,而对后两种因素的影响的贡献率更大,佐证了人民银行数字货币对我国货币供给造成了正面影响的观点。最终通过一系列的原因分析与政策评价,简明扼要地指出了未来人民银行数字货币的发展方向以及如何实现人民银行数字货币国际化,期望通过本项目的研究,能够为我国稳健地推动数字货币的发展提供一定的理论支撑与实践指导。

关键词：数字人民币货币供给货币政策

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基于行人航位推算的室内定位导航技术研究

基于行人航位推算的室内定位导航技术研究

作者：陈旭阳电子科技大学

学位级别：硕士

空间转录组的解读与探究:数据分析方法学研究现状与展望

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科学通报 2024年

作者：李润泽陈旭杨雪瑞生物信息学教育部重点实验室合成与系统生物学中心清华大学生命科学学院

作为近年来快速发展的新兴技术,空间转录组学已经极大地改变了生物和医学多个领域的研究范式.这一技术保留了复杂组织中细胞的空间定位信息,并且以多细胞团、单细胞或亚细胞分辨率进行转录组分析.细胞空间定位信息与其分子特征谱的耦合... 详细信息

作为近年来快速发展的新兴技术,空间转录组学已经极大地改变了生物和医学多个领域的研究范式.这一技术保留了复杂组织中细胞的空间定位信息,并且以多细胞团、单细胞或亚细胞分辨率进行转录组分析.细胞空间定位信息与其分子特征谱的耦合产生了新型的多模态高通量数据资源,这对高效的数据挖掘分析方法的开发提出了新的挑战.由于生理组织样本的复杂性与技术的局限性,空间转录组数据具有高度的非理想性.其数据结构复杂、信噪比低、稀疏性强且覆盖度不均一,给数据的深度分析和生物学信息的解析带来了一系列挑战,目前许多困难尚未解决.此外,多个技术路线的空间转录组学正在快速迭代发展,需要现有数据分析理论的发展和创新技术工具的开发.在本文概述了当前空间转录组数据的常用解析方法,针对不同角度与层面的信息挖掘需求,讨论了现有方法的设计思路与潜在的局限性,并对未来方法学设计的方向和策略进行了展望,以期激发对新的数据分析理论、模型和算法的讨论和开发.

关键词：空间转录组生物信息学人工智能机器学习数据挖掘

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主梁断面三自由度耦合非线性颤振分析

工程力学 2024年

作者：胡朋袁邦荣韩艳李凯陈旭长沙理工大学土木工程学院西北工业大学航空学院

为分析主梁断面三自由度耦合非线性颤振特性并考察侧向自由度对非线性颤振特性的影响，以某典型箱梁断面为例，建立了一种考虑18个幅变颤振导数的三自由度耦合非线性颤振分析方法。首先，采用强迫振动数值模拟技术识别了该断面不同折减... 详细信息

为分析主梁断面三自由度耦合非线性颤振特性并考察侧向自由度对非线性颤振特性的影响，以某典型箱梁断面为例，建立了一种考虑18个幅变颤振导数的三自由度耦合非线性颤振分析方法。首先，采用强迫振动数值模拟技术识别了该断面不同折减风速和不同振幅下的18个幅变颤振导数。随后，基于识别的幅变颤振导数采用建立的三自由度耦合非线性颤振分析方法计算了该断面的非线性颤振响应，并与自由振动数值模拟结果进行对比，验证了幅变颤振导数识别结果和非线性颤振分析方法的准确性。最后，量化了侧向自由度对非线性颤振的影响，并揭示了其影响机制。研究结果表明，侧向自由度的参与不仅在一定程度上降低颤振临界风速，也会增大非线性颤振的稳态振幅，且振幅越大这种增幅越明显，这主要是因为侧向自由度的引入降低了扭转模态分支的阻尼比，进而降低了系统的稳定性。进一步的，组成扭转模态分支阻尼比的各项中，扭转-竖向耦合气动阻尼比与扭转-侧向耦合气动阻尼比项均不利于扭转模态运动的稳定。

关键词：非线性颤振箱梁侧向振动幅变颤振导数数值模拟

基于三级式可扩展多模块并联架构的低压大电流高距径比无线电能传输系统

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1144-1152,I0024页

作者：沈豪杰刘福鑫陈旭玲金科南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市211106

在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并... 详细信息

在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并联系统建模并分析其传输特性。为提升系统效率,对比3种输出级结构及其控制策略并遴选出一种最优拓扑。进一步地,提出线圈级具体参数设计方法以减小电压电流应力并实现输入级软开关。最后搭建一台距径比为1(30 cm/30 cm)的1 kW原理样机验证理论分析,对比3种不同输出级拓扑的性能。实验结果表明,系统最高效率可达75.2%。

关键词：磁谐振式无线电能传输多模块并联高距径比低压大电流

虚拟母线式多端无线能量互联系统混合式多线圈结构设计与效率优化

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5693-5701,I0021页

作者：周明华刘福鑫陈旭玲金科南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市211106

在面向区域型电能互联应用的虚拟交流母线式多端无线能量互联系统中,双极型线圈较低的耦合系数会导致母线侧线圈损耗过高,系统效率偏低。为此,该文提出一种混合式线圈结构,即利用平面方形线圈替代原来单一式结构中的部分双极型线圈,在... 详细信息

在面向区域型电能互联应用的虚拟交流母线式多端无线能量互联系统中,双极型线圈较低的耦合系数会导致母线侧线圈损耗过高,系统效率偏低。为此,该文提出一种混合式线圈结构,即利用平面方形线圈替代原来单一式结构中的部分双极型线圈,在保证多线圈交叉解耦的前提下提高耦合系数。在该结构的基础上,对系统参数展开优化设计。基于线圈拆分与等效的思想,提出一种统一化线圈建模方法,以此获取最大效率下线圈匝数、补偿电感和母线电流幅值的最优取值。最后,搭建四端口原理样机验证所提线圈结构和参数优化设计的有效性,优化后的系统其在不同运行模式下的效率均提升8%以上。

关键词：多端口无线能量互联(WEI) 虚拟交流母线双极型线圈交叉解耦

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冀东高板河矿床硫同位素特征及其对高于庄组硫化物及锰矿石成矿机制的约束

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岩石学报 2024年第1期40卷 267-281页

作者：高兆富朱祥坤中国地质科学院地质研究所自然资源部同位素地质重点实验室北京100037

河北兴隆县高板河矿床是我国典型的中元古代喷流-沉积(SEDEX)型多金属硫化物矿床,其矿石及赋存围岩类型多样,目前不同类型矿石的主导成矿机制及其成因关系尚存争议。本文聚焦该矿床代表性矿石的硫同位素特征,发现与富锰黑色页岩密切相... 详细信息

河北兴隆县高板河矿床是我国典型的中元古代喷流-沉积(SEDEX)型多金属硫化物矿床,其矿石及赋存围岩类型多样,目前不同类型矿石的主导成矿机制及其成因关系尚存争议。本文聚焦该矿床代表性矿石的硫同位素特征,发现与富锰黑色页岩密切相关的条带状/纹层状黄铁矿矿石和含锰白云岩赋矿的块状、浸染状及脉状硫化物矿石的硫同位素组成呈明显的两端元分布特征:前者主要由自形程度较好的黄铁矿微晶组成,相对富集重的硫同位素(δ34 S值在+6.7‰~+27.1‰之间);而后者以粗粒他形黄铁矿为主,硫同位素组成明显偏轻(δ34 S值总体在-10.0‰~+5.0‰之间)。不同于传统SEDEX模型强调局限盆地硫化水体环境,本文结合前人对该时期海平面及沉积相变化的认识,提出高板河矿化是海侵向海退转化过程中局部热液喷流活动加强的产物。底板黑色页岩上覆于浅水台地相碳酸盐岩地层以及其下部赋存白云质结核等地质证据指示该套富锰黑色页岩属于海侵成因。海侵过程使得潮下带深水区域形成局部硫化水体环境,低浓度海水硫酸盐几乎完全被还原,使得具有明显沉积特征的条带状/纹层状黄铁矿矿石富集重的硫同位素,其δ34 S平均值与前人报道的同时期海水硫酸盐硫同位素组成基本一致。相比之下,含锰碳酸盐岩中大量叠层石出现、硫化物矿层的下伏围岩由黑色页岩横向上过渡为碳酸盐岩的“穿时”特征共同指示层状矿体形成于海侵向海退转换过程中的沉积相突变带。同时,广泛发育的热液交代等地质特征指示碳酸盐岩中硫化物成矿过程中热液活动加强,由于潮间带碳酸盐岩沉积-早期成岩环境中硫酸盐浓度较高,水岩界面附近发生硫酸盐热化学还原作用产生较大的硫同位素分馏,因此碳酸盐岩赋矿的块状、浸染状及脉状矿石的硫同位素相比海水硫酸盐明显偏轻。综上所述,高板河矿床是喷流沉积和热液交代两种方式成矿的产物,成矿过程伴随着海侵向海退转换中发生的沉积相变,不同类型矿石硫同位素组成差异是由于不同水深条件下海水硫酸盐浓度差异导致的硫酸盐还原过程产生不同程度分馏的结果。本次研究为研究高于庄组二段所赋存的硫化物及锰矿石成矿过程提供了有效约束。

关键词：高板河 SEDEX 中元古代硫化物硫同位素