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WSN Mobile Target Tracking Based on Improved Snake-Extended Kalman Filtering Algorithm

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Journal of Beijing Institute of Technology 2024年第1期33卷 28-40页

作者： duo peng Kun Xie Mingshuo Liu School of Computer and Communication of Lanzhou University of Technology Lanzhou Gansu 730050China

A wireless sensor network mobile target tracking algorithm(ISO-EKF)based on improved snake optimization algorithm(ISO)is proposed to address the difficulty of estimating initial values when using extended Kalman filtering to solve the state of nonlinear mobile target ***,the steps of extended Kalman filtering(EKF)are ***,the ISO is used to adjust the parameters of the EKF in real time to adapt to the current motion state of the mobile ***,the effectiveness of the algorithm is demonstrated through filtering and tracking using the constant velocity circular motion model(CM).Under the specified conditions,the position and velocity mean square error curves are compared among the snake optimizer(SO)-EKF algorithm,EKF algorithm,and the proposed *** comparison shows that the proposed algorithm reduces the root mean square error of position by 52%and 41%compared to the SOEKF algorithm and EKF algorithm,respectively.

关键词： wireless sensor network(WSN)target tracking snake optimization algorithm extended Kalman filter maneuvering target

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基于改进天鹰的三维室内多层结构定位算法

电子测量技术 2024年第6期47卷 50-57页

作者：彭铎罗贝陈江旭兰州理工大学计算机与通信学院兰州730050

在面向一些大型商超、医院、教学楼等大规模室内多层结构定位中,针对多层WSN结构的非测距定位问题,提出一种基于改进天鹰的三维室内多层结构定位算法IAODV-HOP算法。首先,为节点划分3类通信半径以细化跳数,同时利用最小均方差和权重因... 详细信息

在面向一些大型商超、医院、教学楼等大规模室内多层结构定位中,针对多层WSN结构的非测距定位问题,提出一种基于改进天鹰的三维室内多层结构定位算法IAODV-HOP算法。首先,为节点划分3类通信半径以细化跳数,同时利用最小均方差和权重因子修正节点的平均跳距。其次,用IAO算法对未知节点坐标进行寻优,通过佳点集策略对种群初始化,解决天鹰算法因初始种群随机分布而导致的种群的质量和多样性难以保证的问题,并且在局部搜索中加入黄金正弦的搜索策略完善种群的位置更新方式,增强了算法的局部搜索能力。通过仿真实验,本文所提算法IAODV-HOP相较于传统3D-DV-Hop、PSO-3DDV-Hop、N3-3DDV-Hop以及N3-ACO-3DDV-Hop算法,归一化平均定位误差分别下降70.33%、62.67%、64%、53.67%,表现出更优的性能,具有更好的稳定性和更高的定位精度。

关键词：无线传感器网络多层结构定位改进天鹰优化佳点集黄金正弦

青海湖入湖河流浮游植物群落时空格局及其影响因子

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环境科学学报 2024年第1期44卷 491-502页

作者：彭朵蒋小明孙兴缪荣丽艾雪西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 中国科学院水生生物研究所武汉430072 青海省生态环境监测中心国家环境保护青藏高原生态环境监测与评估重点实验室实验室青海省生态环境监测与评估重点实验室西宁810007

为了探究青海湖入湖河流浮游藻类的群落结构、时空分布特征及其影响因素,于2020年8月(夏)和10月(秋)对青海湖4条主要入湖河流(布哈河、泉吉河、沙柳河和哈尔盖河)进行了系统调查.两次调查共检出浮游植物7门26科48属76种,其中,硅藻门为... 详细信息

为了探究青海湖入湖河流浮游藻类的群落结构、时空分布特征及其影响因素,于2020年8月(夏)和10月(秋)对青海湖4条主要入湖河流(布哈河、泉吉河、沙柳河和哈尔盖河)进行了系统调查.两次调查共检出浮游植物7门26科48属76种,其中,硅藻门为主要优势类群.秋季浮游植物的密度和生物量高于夏季,但各多样性指数却低于夏季.泉吉河和哈尔盖河的物种数较多,生物多样性指数也较高.置换多元方差分析(PERMANOVA)和主坐标分析(PCoA)显示,浮游植物群落结构在4条入湖河流和2个季节间具有显著差异.基于距离的冗余分析(dbRDA)结果表明,入湖河流浮游植物群落分布主要受NH_(3)-N、pH、水温、海拔和总磷(TP)等环境因子及PCNM1、PCNM2和PCNM9等不同尺度空间因子的影响.变差分解结果显示,环境因子对浮游植物群落变化的单独解释率为9.4%,空间因子的单独解释率仅为0.3%,二者共同解释了5.4%的群落变化,表明环境因子起到了更重要的作用.本研究可为青海湖流域河流的浮游植物群落分布特征及水生生态系统保护提供基础资料和理论依据.

关键词：青海湖入湖河流浮游植物群落结构环境因子空间因子

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破产场景下企业数据资产处置路径研究

电子知识产权 2024年第3期 13-25页

作者：赵惠妙彭铎北京化工大学文法学院

破产场景下企业数据资产的处置在实践中存在被忽视和现有规则难以适用的困境。破产企业的数据资产如何处置成为破产法研究应当思考和回应的问题。建议通过交叉研究方法,以会计规则、数据法学的研究、破产法规则为参照,对企业数据资产做... 详细信息

破产场景下企业数据资产的处置在实践中存在被忽视和现有规则难以适用的困境。破产企业的数据资产如何处置成为破产法研究应当思考和回应的问题。建议通过交叉研究方法,以会计规则、数据法学的研究、破产法规则为参照,对企业数据资产做出定义,并明确其主要内容为数据资源持有权、数据加工使用权和数据产品经营权。在数据资产的破产处置中,应遵循优先保护个人信息、数据安全处置和数据价值最大化的原则。管理人的职权行使应以数据资产特性为依据,破产财产相关权利的行使亦应结合“数据三权”的本质。

关键词：企业数据资产破产场景处置路径破产规则适用

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多策略改进MPA在无线传感器网络中的应用

仪表技术与传感器 2024年第5期 119-126页

作者：彭铎张倩陈江旭吴海涛兰州理工大学计算机与通信学院

针对无线传感器网络中非测距节点定位算法自身存在算法定位误差较大的缺陷,提出了一种MMPA-3DDV-Hop算法。该算法先利用多通信半径细化节点间的跳数,然后添加了修正因子修正平均跳距,接着采用多策略融合改进MPA算法计算待定位节点位置... 详细信息

针对无线传感器网络中非测距节点定位算法自身存在算法定位误差较大的缺陷,提出了一种MMPA-3DDV-Hop算法。该算法先利用多通信半径细化节点间的跳数,然后添加了修正因子修正平均跳距,接着采用多策略融合改进MPA算法计算待定位节点位置最优解。多策略改进MPA算法首先利用Singer混沌映射策略对种群进行初始化,克服种群初始化的盲目性。其次,采用t-分布扰动策略来提升算法的全局搜索能力,在增加搜索空间多样性的前提下,达到快速收敛;最后,引入变异策略和小概率策略,将二者相结合来避免该算法陷入局部最优,对改进算法在复杂度、收敛性和稳定性方面进行性能测试,测试结果表明改进后的MPA算法具有较好的收敛性和稳定性。仿真结果表明:相比3DDV-Hop算法、多通信半径算法以及3D-VNDV-Hop算法,MMPA-3DDV-Hop算法的归一化定位误差平均降低了21.3%、13%与5.7%左右,尽管算法的平均运行时间略有增加,但有效提高了算法的定位精度。

关键词：三维DV-Hop 修正因子 Singer映射 t-分布扰动策略交叉变异策略

基于WBOA的3D-DV-Hop节点定位算法

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传感器与微系统 2024年第3期43卷 139-143页

作者：彭铎张腾飞黎锁平杨雅文兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 兰州理工大学理学院甘肃兰州730050

针对三维(3D)-DV-Hop定位算法未知节点从最近的锚节点获取平均跳距估算距离时定位精度低的问题,提出了一种新的基于WBOA的3D-DV-Hop算法。首先,该算法去除了网络中无法通信和无法定位的节点;然后添加了修正因子,修正平均跳距。接着创建... 详细信息

针对三维(3D)-DV-Hop定位算法未知节点从最近的锚节点获取平均跳距估算距离时定位精度低的问题,提出了一种新的基于WBOA的3D-DV-Hop算法。首先,该算法去除了网络中无法通信和无法定位的节点;然后添加了修正因子,修正平均跳距。接着创建一个用于优化的蝴蝶初始种群,构建目标函数。采用自适应权重来平衡全局搜索与局部搜索的能力,使得算法不易陷入局部最优,加快了算法的收敛精度;最终求得全局最优平均跳距。仿真结果表明:尽管算法的平均运行时间略有增加,但算法的定位精度得到了有效提高。

关键词：三维DV-Hop 平均跳距修正因子自适应权重定位精度

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扩展卡尔曼滤波的改进蛇定位算法在WSN中的应用

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无线电工程 2024年第6期54卷 1489-1496页

作者：彭铎刘明硕谢堃兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050

针对接收信号强度指示(Received Signal Strength Index,RSSI)定位易受到环境因素的影响,提出了一种基于RSSI扩展卡尔曼滤波的改进蛇定位算法(RSSI Extended Kalman Filter-based Improved Snake Optimization Localization Algorithm,RSSI-EISL)。该算法利用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)模型对RSSI信号值进行平滑处理,使其能够抑制噪声和异常值对估计结果的影响,从而提高测距的准确性和鲁棒性。通过引入Levy飞行和非线性收敛因子的改进蛇优化算法(Improved Snake Optimization Algorithm,ISO),提升了蛇优化算法(Snake Optimization Algorithm,SO)的寻优能力,使之能够更加准确地计算出待测节点的坐标。根据仿真结果显示,相较于基于RSSI最小二乘定位算法(RSSI Ordinary Least Squares Localization Algorithm,ROL)、基于RSSI EKF的灰狼定位算法(RSSI Extended Kalman Filter-based Grey Wolf Optimization Algorithm,REGL)和基于RSSI EKF的蛇定位算法(RSSI EKF-based Snake Optimization Localization Algorithm,RESL),RSSI-EISL的定位精度分别提高了26.4%、8.75%和5.6%,算法的收敛速度和全局搜索能力也有所提升。

关键词：无线传感器网络接收信号强度蛇优化算法扩展卡尔曼滤波 Levy飞行非线性收敛因子

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多策略改进的蜣螂搜索算法优化3DDV-Hop节点定位

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第3期36卷 438-449页

作者：彭铎陈江旭张倩吴海涛王婵飞兰州理工大学计算机与通信学院兰州730050

为了提升传统3DDV-Hop算法的定位精度和稳定性,提出了MIDBO-3DDV-Hop算法。该算法利用多策略改进蜣螂搜索算法(multi strategy improvement dung beetle optimizer, MIDBO)来提高3DDV-Hop算法的定位精度。该算法通过通信半径分级方法细... 详细信息

为了提升传统3DDV-Hop算法的定位精度和稳定性,提出了MIDBO-3DDV-Hop算法。该算法利用多策略改进蜣螂搜索算法(multi strategy improvement dung beetle optimizer, MIDBO)来提高3DDV-Hop算法的定位精度。该算法通过通信半径分级方法细化跳数,使用加权平均跳距来修正节点之间的跳距误差。MIDBO算法引入立方混沌初始化和反向折射机制来初始化算法种群,采用变螺旋策略增强全局搜索能力。算法还融入Levy飞行策略和自适应权重因子,以避免陷入局部最优,并平衡算法的收敛性和搜索多样性。通过MIDBO算法对3DDV-Hop算法中未知节点位置进行优化。仿真结果显示,与传统的3DDV-Hop、IPSO-3DDV-Hop和IGA-3DDV-Hop算法相比,MIDBO-3DDV-Hop算法在定位精度、稳定性和收敛速度方面均达到最优水平。

关键词：蜣螂搜索算法 3DDV-Hop 变螺旋策略 Levy飞行策略平均跳距

秸秆还田、覆膜和施氮对旱地麦田土壤质量的影响

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环境科学 2024年第4期45卷 2292-2303页

作者：叶子壮王松燕陆潇史多鹏吕慎强李嘉杨泽宇王林权西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~... 详细信息

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~20 cm土壤样品,测定容重(BD)、孔隙度(SP)、田间持水量(FC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、矿质氮(NO_(3)^(-)-N+NH_(4)^(+)-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、蔗糖酶(SA)、碱性磷酸酶(ALP)、脲酶(UA)和脱氢酶(DHA)等土壤理化性质及生物性质等指标,基于两个最小数据集(MDS),利用线性(LT)和非线性(NLT)评分模型计算土壤质量指数(SQI),通过与冬小麦产量拟合来寻找最优SQI,据此分析土壤质量对秸秆还田、覆膜及氮肥的响应.结果表明,SR处理的SP、FC、SOC、TK、SA、ALP、DHA、MBN和MBC分别较CT显著高10.1%、40.5%、28.3%、14.3%、22.0%、8.9%、48.3%、35.9%和62.5%.FM处理的SP、FC、NO_(3)^(-)-N、AP、AK、ALP和MBN分别较CT显著高3.1%、14.6%、729.0%、37.4%、28.2%、7.2%和17.7%.SR和FM处理冬小麦产量分别较CT显著高25.1%和18.6%.与N_(0)相比,施用氮肥土壤SP、TN、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、ALP和MBN显著增加3.4%~407.6%,BD、SOC和MBC/MBN显著下降3.0%~31.7%.在3种栽培模式下,施氮显著增加冬小麦产量,增幅为69.4%~79.1%,相同栽培模式两施氮水平间差异不显著.基于MDS2的非线性评分模型计算的SQI能够更准确地评价旱地麦田土壤质量.在NLT-SQI2中,SR、FM和氮肥均可增加土壤的SQI,在SR配施N_(180)水平下SQI达到最大,FM次之,CT最小.综上,秸秆还田和覆膜配施适量氮肥能维持和提高土壤质量,秸秆还田优于覆膜.

关键词：秸秆还田覆膜氮肥主成分分析(PCA) 最小数据集(MDS) 土壤质量指数(SQI)