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智能化科研(AI4R):第五科研范式

中国科学院院刊 2024年第1期39卷 1-9页

作者：李国杰中国科学院计算技术研究所北京100190

文章将“智能化科研”(AI4R)称为第五科研范式,概括它的一系列特征包括:(1)人工智能(AI)全面融入科学、技术和工程研究,知识自动化,科研全过程的智能化;(2)人机智能融合,机器涌现的智能成为科研的组成部分;(3)有效应对计算复杂性非常高... 详细信息

文章将“智能化科研”(AI4R)称为第五科研范式,概括它的一系列特征包括:(1)人工智能(AI)全面融入科学、技术和工程研究,知识自动化,科研全过程的智能化;(2)人机智能融合,机器涌现的智能成为科研的组成部分;(3)有效应对计算复杂性非常高的组合爆炸问题;(4)面向非确定性问题,概率统计模型在科研中发挥更大的作用;(5)跨学科合作成为主流科研方式,实现前4种科研范式的融合;(6)科研更加依靠以大模型为特征的科研大平台等。文章指出科研的智能化是一场科技上的革命,它带来的机遇和挑战将深刻影响中国科技发展的前途,呼吁各行业的科学家本身实现智能化转型。

关键词：智能化科研涌现组合爆炸问题非确定计算大科学模型科研大平台

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基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路保护方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2663-2672,I0016,I0017页

作者：马静张宇锋徐国杰新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

针对双馈风机的暂态特性呈现多态性且区别于传统同步机,双馈风机的短路电流频率含有比例较大的衰减转速频率分量导致送出线路区内外故障难以区分,传统保护容易出现误动拒动的现象,提出了一种基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路纵联... 详细信息

针对双馈风机的暂态特性呈现多态性且区别于传统同步机,双馈风机的短路电流频率含有比例较大的衰减转速频率分量导致送出线路区内外故障难以区分,传统保护容易出现误动拒动的现象,提出了一种基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路纵联保护方法。首先,结合双馈风电场拓扑结构,考虑集电线上各风机机端电压幅值相角差异,求得双馈风场短路电流,提取高频分量并构造双馈风电场故障高频模型。在此基础上,构建双馈风场送出线路高频突变量网络,并推导送出线路两侧保护所测得的高频阻抗,利用高频突变量网络区内外测得阻抗差异性,构造保护判据。最后,利用RT-LAB平台进行仿真,验证了所提方法可实现区内外故障的准确判别,且无需线路两端信息实时同步。

关键词：双馈风电送出线路纵联保护故障高频模型高频阻抗突变量

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智能时代呼唤新的科研方法

科技导报 2024年第10期42卷 40-45页

作者：李国杰中国科学院计算技术研究所北京100190

智能化科研(AI4R)是科研方法的重大变革。提出科技界不仅要关注科学智能(AI for Science,AI4S),更要重视技术智能(AI for Technology,AI4T);不仅要关注大语言模型(LLM),更要重视大科学模型(LSM)。同时提出,人工智能的突破主要不是靠大算... 详细信息

智能化科研(AI4R)是科研方法的重大变革。提出科技界不仅要关注科学智能(AI for Science,AI4S),更要重视技术智能(AI for Technology,AI4T);不仅要关注大语言模型(LLM),更要重视大科学模型(LSM)。同时提出,人工智能的突破主要不是靠大算力,而是计算模型的转变,中国应当争取在基础模型上做出颠覆性的创新;智能化科研适合做复杂问题的组合搜索,神经网络模型也许已接近能处理困难问题的复杂度阈值点;智能化科研的一种趋势是放弃绝对性,拥抱不确定性,一定时期内要适当容忍“黑盒模型”。

关键词：科研方法智能化科研大科学模型复杂性阈值不确定性黑盒模型

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商品中介的批判—马克思平等思想研究

商品中介的批判—马克思平等思想研究

作者：张国杰吉林大学

学位级别：硕士

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气候变化对冷蒿在我国潜在地理分布影响研究

生态学报 2024年

作者：杜毅倩余国杰殷晓洁平晓燕北京林业大学草业与草原学院北京林业大学草地资源与生态研究中心西南林业大学林学院

气候变化会影响群落的物种组成和生态功能，物种分布模型是探究物种地理分布格局的重要工具。冷蒿（Artemisia frigida）作为我国温带草原的退化指示种，其地理分布格局会如何响应气候变化还缺乏深入系统的了解。以冷蒿为研究对象，选取... 详细信息

气候变化会影响群落的物种组成和生态功能，物种分布模型是探究物种地理分布格局的重要工具。冷蒿（Artemisia frigida）作为我国温带草原的退化指示种，其地理分布格局会如何响应气候变化还缺乏深入系统的了解。以冷蒿为研究对象，选取355个地理分布记录和13个环境影响因子，对R语言“Biomod2”包中11个物种分布模型进行筛选，选择最大熵模型（MaxEnt）、随机森林（RF）、广义加法模型（GAM）和极端梯度提升（XGBOOST）等模型构建集成模型，对冷蒿在未来气候情景（ssp126、ssp245、ssp585）和两个时间序列（2041—2060年和2061—2080年）的潜在适生区进行预测。结果表明，年降水量、最湿季节降水量、最冷季均温、年均温是影响冷蒿分布的主导气象因子。当下情景（1970—2000年）冷蒿分布在我国北部草原，主要包括内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区、西藏自治区、青海省、甘肃省、黑龙江省、四川省、山西省和吉林省。未来三种气候情景下冷蒿的分布均表现为扩张，收缩区域主要发生在400 mm降水线以下中部地区。在高碳气候情景（ssp245和ssp585）下，冷蒿向青藏高原和东北地区的扩张趋势更加明显，ssp245情景下，2041—2060年和2061—2080年依次扩张14.86%、17.07%;ssp585情景下，2041—2060年和2061—2080年依次扩张17.09%、24.81%。未来气候情景下冷蒿的分布质心总体向西南方向迁移。高碳气候情景（ssp585）会加快冷蒿的迁移速率，进而对原生群落物种组成产生影响，可能会影响我国草地生态系统的物种组成和生态格局。冷蒿草原较易沙化，未来在暖干化趋势较为明显的东北地区如何科学合理的管理冷蒿草原对该区域荒漠化防治和生态修复就显得十分重要，本研究结果将为理解未来气候变化背景下冷蒿的分布格局和合理管理北方草地提供参考。

关键词：气候变化冷蒿物种分布模型集成模型潜在分布

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去除红外图像中脉冲噪声的双边加权中值滤波

传感技术学报 2024年第3期37卷 492-498页

作者：顾冬娟江西机电职业技术学院教务处江西南昌330013

针对现有方法在去除红外图像的脉冲噪声时,未能有效保持图像的边缘细节和纹理结构,提出了基于统计检测的双边加权中值滤波算法。算法根据脉冲噪声的取值和分布特征,用最小和最大像素值以及统计规律进行噪声检测;对检测出来的噪声像素,... 详细信息

针对现有方法在去除红外图像的脉冲噪声时,未能有效保持图像的边缘细节和纹理结构,提出了基于统计检测的双边加权中值滤波算法。算法根据脉冲噪声的取值和分布特征,用最小和最大像素值以及统计规律进行噪声检测;对检测出来的噪声像素,以多尺度的方式、自适应地用双边加权系数对邻域中的无噪像素和已经去噪处理的像素进行频次加权,然后取它们的中值作为当前噪声像素的估计值。其中双边加权系数自适应于距离邻近度与灰度相似度。实验结果表明,相对于部分现有方法,所提方法去噪所得的EPI和SSIM值更高,去噪图像的视觉效果更佳。

关键词：图像去噪双边加权中值滤波结构相似性指数脉冲噪声统计规律

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基于事件触发机制的船舶补给同步抗干扰控制

中国舰船研究 2024年

作者：胡鑫巩庆涛祝贵兵韩国杰王媛鲁东大学水利工程学院浙江海洋大学船舶与海运学院鲁东大学蔚山船舶与海洋学院烟台市科技创新促进中心鲁东大学数学与统计科学学院

【目的】针对多变海洋环境下补给船和被补给船航行中补给作业的同步航行问题，考虑风浪流引起的海洋环境干扰、船间效应导致的干扰、两船连接的相互作用，提出了事件触发下基于干扰估计和补偿的同步抗干扰控制方法。【方法】将补给船受... 详细信息

【目的】针对多变海洋环境下补给船和被补给船航行中补给作业的同步航行问题，考虑风浪流引起的海洋环境干扰、船间效应导致的干扰、两船连接的相互作用，提出了事件触发下基于干扰估计和补偿的同步抗干扰控制方法。【方法】将补给船受到的干扰建模为一阶马尔科夫过程，描述风浪流引起的海洋环境干扰和未建模动态，将船间效应导致的干扰和两船软连接相互作用等均集中为未建模动态，构造干扰观测器在线估计时变未知有界干扰，在控制设计中利用干扰在线估计值对干扰进行补偿，抵消干扰和不确定性对航行补给控制的影响，设计辅助动态系统来降低推进器控制饱和的影响，引入事件触发机制降低推进器执行频率以避免其过度磨损。【结果】事件触发控制方法表明了存在大于0的最小采样间隔且不会在有限时间内发生无限次触发。该控制器能够实现补给船与被补给船的同步航行，保证控制系统所有信号全局一致最终有界。【结论】以补给船为例的仿真结果验证了事件触发干扰估计和补偿控制的有效性。

关键词：船舶工程同步航行扰动估计矢量反步法辅助动态系统事件触发1

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基于半双工机制的主动监听方案设计与优化

电讯技术 2024年

作者：廖嘉诚朱丰超胡国杰火箭军工程大学作战保障学院

针对可疑用户通过时分多址（Time Division Multiple Access， TDMA）进行广播通信场景，提出了一种基于半双工机制的主动监听方案。在该方案中，合法监听器通过主动干扰某些可疑传输时隙，以诱导可疑用户在其他时隙增加发射功率，从而... 详细信息

针对可疑用户通过时分多址（Time Division Multiple Access， TDMA）进行广播通信场景，提出了一种基于半双工机制的主动监听方案。在该方案中，合法监听器通过主动干扰某些可疑传输时隙，以诱导可疑用户在其他时隙增加发射功率，从而截获更多的可疑信息。为了实现这一目的，采取通过联合优化合法监听器的干扰功率分配和干扰集的方法，以最大化总平均监听速率。面对构建的非凸优化问题，提出了一个两阶段的联合优化算法。在第一阶段，通过固定干扰集以优化干扰功率分配，而后运用连续凸近似和标准凸优化技术转化非凸问题并求解。在第二阶段，提出了一种低复杂度的启发式干扰集选择方法。仿真结果表明，提出的主动监听方案不仅具有较低的复杂度，且在干扰功率为26～45dB时，获取的总平均监听速率显著优于其他基准方案，具有显著的性能优势。

关键词：主动监听干扰半双工总平均监听速率广播通信

农村饮用地下水NO污染及健康风险评估——以五台县为例

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中国地质 2024年

作者：孙岐发郝国杰国林胡宸赵剑王翰然凌昕黑龙江省两大平原地下水资源开发与保护省级重点实验室中国地质调查局东北地质科技创新中心自然资源部哈尔滨黑土地地球关键带野外科学观测研究站中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心

【研究目的】工农业生产以及人类生活产生的地下水NO3-污染，对人体存在健康风险，为了查清五台县茹村乡及周边地区农村饮用地下水中NO3-的污染现状及健康风险，为健康饮水提供支撑。【研究方法】利用统计分析软件(SPSS19)、通过构建人... 详细信息

【研究目的】工农业生产以及人类生活产生的地下水NO3-污染，对人体存在健康风险，为了查清五台县茹村乡及周边地区农村饮用地下水中NO3-的污染现状及健康风险，为健康饮水提供支撑。【研究方法】利用统计分析软件(SPSS19)、通过构建人类健康风险模型(HHRA)方法，对不同年龄、不同性别人群进行了NO3-健康风险定性和定量的评价。【研究结果】研究区NO3-平均浓度为43.99 mg/L，大于标准值20 mg/L 1倍多，89%的面积处于超标状态，地下水受NO3-污染严重，NO3-污染区主要集中在人类主要活动区。【结论】茹村乡及周边地区农村饮用地下水存在NO3-污染高健康风险。地下水NO3-污染对不同性别、不同年龄人群的健康危害存在婴儿＞儿童＞成年女性＞成年男性，主要受暴露持续时间、居民平均体重、预期寿命和皮肤接触表面积等因素影响。研究结果可为地下水NO3-污染防治提供科学依据。

关键词：农村饮用地下水 NO 污染健康风险环境地质调查工程