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Improved Data Stream Clustering Method: Incorporating KD-Tree for Typicality and Eccentricity-Based Approach

Computers, Materials & Continua 2024年第2期78卷 2557-2573页

作者： Dayu Xu Jiaming Lu Xuyao zhang hongtao zhang College of Mathematics and Computer Science Zhejiang A&F UniversityHangzhou311300China College of Economics and Management Zhejiang A&F UniversityHangzhou311300China

Data stream clustering is integral to contemporary big data ***,addressing the ongoing influx of data streams efficiently and accurately remains a primary challenge in current *** paper aims to elevate the efficiency and precision of data stream clustering,leveraging the TEDA(Typicality and Eccentricity Data Analysis)algorithm as a foundation,we introduce improvements by integrating a nearest neighbor search algorithm to enhance both the efficiency and accuracy of the *** original TEDA algorithm,grounded in the concept of“Typicality and Eccentricity Data Analytics”,represents an evolving and recursive method that requires no prior *** the algorithm autonomously creates and merges clusters as new data arrives,its efficiency is significantly hindered by the need to traverse all existing clusters upon the arrival of further *** work presents the NS-TEDA(Neighbor Search Based Typicality and Eccentricity Data Analysis)algorithm by incorporating a KD-Tree(K-Dimensional Tree)algorithm integrated with the Scapegoat *** arrival,this ensures that new data points interact solely with clusters in very close *** significantly enhances algorithm efficiency while preventing a single data point from joining too many clusters and mitigating the merging of clusters with high overlap to some *** apply the NS-TEDA algorithm to several well-known datasets,comparing its performance with other data stream clustering algorithms and the original TEDA *** results demonstrate that the proposed algorithm achieves higher accuracy,and its runtime exhibits almost linear dependence on the volume of data,making it more suitable for large-scale data stream analysis research.

关键词： Data stream clustering TEDA KD-tree scapegoat tree

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Design of low-alloying and high-performance solid solution-strengthened copper alloys with element substitution for sustainable development

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2024年第5期31卷 826-832页

作者： Jiaqiang Li hongtao zhang Jingtai Sun Huadong Fu Jianxin Xie Beijing Advanced Innovation Center for Materials Genome Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Key Laboratory for Advanced Materials Processing(MOE) University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Beijing Laboratory of Metallic Materials and Processing for Modern Transportation University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Liaoning Academy of Materials Shenyang 110004China

Solid solution-strengthened copper alloys have the advantages of a simple composition and manufacturing process,high mechanical and electrical comprehensive performances,and low cost;thus,they are widely used in high-speed rail contact wires,electronic component connectors,and other *** the contradiction between low alloying and high performance is an important challenge in the development of solid solution-strengthened copper *** the typical solid solution-strengthened alloy Cu-4Zn-1Sn as the research object,we proposed using the element In to replace Zn and Sn to achieve low alloying in this *** new alloys,Cu-1.5Zn-1Sn-0.4In and Cu-1.5Zn-0.9Sn-0.6In,were designed and *** total weight percentage content of alloying elements decreased by 43%and 41%,respectively,while the product of ultimate tensile strength(UTS)and electrical conductivity(EC)of the annealed state increased by 14%and 15%.After cold rolling with a 90%reduction,the UTS of the two new alloys reached 576 and 627MPa,respectively,the EC was 44.9%IACS and 42.0%IACS,and the product of UTS and EC(UTS×EC)was 97%and 99%higher than that of the annealed state *** dislocations proliferated greatly in cold-rolled alloys,and the strengthening effects of dislocations reached 332 and 356 MPa,respectively,which is the main reason for the considerable improvement in mechanical properties.

关键词： element substitution copper alloy solid solution strengthening microstructure and performance

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Interfacial assembly of 2D polydopamine/graphene heterostructures with well-defined mesopore and tunable thickness for high-energy planar micro-supercapacitors

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Chinese Chemical Letters 2024年第7期35卷 439-444页

作者： Jieqiong Qin Zhi Yang Jiaxin Ma Liangzhu zhang Feifei Xing hongtao zhang Shuxia Tian Shuanghao Zheng Zhong-Shuai Wu College of Science Henan Agricultural UniversityZhengzhou 450002China State Key Laboratory of Catalysis Dalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian 116023China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Mechanical and Electrical Engineering Institute Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou 450002China

Two-dimensional(2D)mesoporous pseudocapacitive polymer/graphene heterostructures combine the advanced merits of 2D materials and mesoporous materials,possessing unique nanosheet structure,large specific surface area(SSA),abundant oxygen/nitrogen-containing groups,desirable electrical conductivity and admirable electrochemical redox activity,and hold great potential for constructing high-performance planar micro-supercapacitors(MSCs).Herein,we demonstrate the interfacial assembly of 2D mesoporous polydopamine/graphene(mPDG)heterostructures with well-defined mesopore structure(12 nm)and adjustable thickness(7.5–14.1 nm)for planar high-energy pseudocapacitive *** to medium thickness,exposed mesopore of 12 nm and large SSA of 108 m^(2)/g,the m PDG with 10.8 nm thickness reveals prominent mass capacitance of 419 F/g and impressive cycling stability with~96%capacitance retention after 5000 ***,the symmetric mPDG-based MSCs with“water-in-salt”gel electrolyte present wide voltage window of 1.6 V,superior volumetric energy density of 11.5 mWh/cm^(3),outstanding flexibility and self-integration ***,this work offers a new platform of controllably synthesizing 2D mesoporous heterostructures for high-performance MSCs.

关键词： 2D materials Mesopores Heterostructures Polydopamine High energy density Micro-supercapacitors

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Cooperative Distributed Beamforming Design for Multi-RIS Aided Cell-Free Systems

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ZTE Communications 2024年第2期22卷 99-106页

作者： ZHU Yuting XU Zhiyu zhang hongtao Key Lab of Universal Wireless Communications Ministry of Education of ChinaBeijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing 100876China ZTE Corporation Shenzhen 518057China

Cell-free systems significantly improve network capacity by enabling joint user service without cell boundaries,eliminating intercell ***,to satisfy further capacity demands,it leads to high-cost problems of both hardware and power *** this paper,we investigate multiple reconfigurable intelligent surfaces(RISs)aided cell-free systems where RISs are introduced to improve spectrum efficiency in an energy-efficient *** overcome the centralized high complexity and avoid frequent information exchanges,a cooperative distributed beamforming design is proposed to maximize the weighted sum-rate *** particular,the alternating optimization method is utilized with the distributed closed-form solution of active beamforming being derived locally at access points,and phase shifts are obtained centrally based on the Riemannian conjugate gradient(RCG)manifold *** results verify the effectiveness of the proposed design whose performance is comparable to the centralized scheme and show great superiority of the RISs-aided system over the conventional cellular and cell-free system.

关键词： cell-free systems reconfigurable intelligent surface cooperative distributed beamforming Riemannian conjugate gradient

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Necessary and Suﬃcient Conditions for Oscillations of the Generalized Liénard Systems

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Applied Mathematics 2024年第6期15卷 391-405页

作者： hongtao zhang Xiaolin Liu Ping Yan College of Mathematics and Computer Science Zhejiang A&F University Hangzhou China Department of Mathematics and Statistics University of Helsinki Helsinki Finland

In this paper, we study the second-order nonlinear differential systems of Liénard-type x˙=1a(x)[ h(y)−F(x) ], y˙=−a(x)g(x). Necessary and sufficient conditions to ensure that all nontrivial solutions are oscillatory are established by using a new nonlinear integral inequality. Our results substantially extend and improve previous results known in the literature.

关键词： Generalized Liénard System Nonlinear Integral Inequality Oscillation

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可“临-永”转换抢修钢墩设计及应急使用稳定性

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铁道学报 2024年第8期46卷 152-160页

作者：刘子玉陈士通支墨墨张红涛张凯石家庄铁道大学大型基础设施性能与安全省部共建协同创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通应急保障工程技术创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁路职业技术学院铁道工程系河北石家庄050041

为解决既有桥墩抢修器材仅适用于临时抢修、不能与永久恢复有效结合的问题,提出一种可“临-永”转换抢修钢墩,并介绍其结构组成和结构特点。针对应急使用阶段,基于Abaqus建立空间模型开展结构稳定分析,考虑列车活载、横向风载、制动力... 详细信息

为解决既有桥墩抢修器材仅适用于临时抢修、不能与永久恢复有效结合的问题,提出一种可“临-永”转换抢修钢墩,并介绍其结构组成和结构特点。针对应急使用阶段,基于Abaqus建立空间模型开展结构稳定分析,考虑列车活载、横向风载、制动力、平面扭转、初始缺陷等影响因素,分别从线弹性和非线性两个层面系统研究应急使用状态结构稳定性能。研究表明:线弹性分析时,随着横向风压增大,钢墩临界荷载呈减小趋势,下降速率与列车荷载强度及活载加载图式相关;钢墩临界荷载随着平面扭角增大呈减小趋势,具体使用时宜将扭转角度控制在0.5°以内,此外,平面扭转发生位置越低,对结构稳定影响越明显;钢墩临界荷载随几何初始缺陷增大呈下降趋势,不同类型缺陷对钢墩稳定的影响程度由大到小为双向缺陷、横向缺陷、纵向缺陷;考虑非线性影响时,双重非线性影响最大,材料非线性次之,几何非线性最小。

关键词：桥梁工程抢修钢墩稳定性 “临-永”转换应急使用线弹性非线性

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基于粒子群优化BP神经网络的激光扫描投影系统畸变预测方法

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光子学报 2024年第6期53卷 275-286页

作者：张宏韬唐芳吴坤朱亦然侯茂盛长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室长春130022 中国人民解放军66736部队北京100095

为了精准、高效地预测和校正激光扫描投影系统的畸变误差,研究了基于粒子群优化BP神经网络的畸变预测方法。建立了BP神经网络结构,并融合粒子群优化算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化,得出基于粒子群优化BP神经网络的激光扫描投影... 详细信息

为了精准、高效地预测和校正激光扫描投影系统的畸变误差,研究了基于粒子群优化BP神经网络的畸变预测方法。建立了BP神经网络结构,并融合粒子群优化算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化,得出基于粒子群优化BP神经网络的激光扫描投影系统投影畸变预测模型。选取距激光扫描投影仪器两米的待投影面上的理论坐标点及各点相应畸变值Δx作为粒子群优化BP神经网络的训练数据集,将待投影面上实际投影位置坐标代入训练好的粒子群优化BP神经网络进行预测得到预测畸变值输出,并与实际畸变值对比,最后,引入Elman神经网络预测模型的预测结果与所研究预测方法进行对比。结果表明:在±30°的全视场扫描投影范围内粒子群优化BP神经网络预测模型的均方根误差为0.0176 mm,解算时间仅需22.4 s,相较于Elman神经网络效率提升78.33%,预测精度及时间明显优于Elman神经网络,可以有效预测激光扫描投影系统的畸变误差。

关键词：激光扫描投影粒子群优化算法 BP神经网络误差预测二维振镜图形畸变

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基于相关双采样探测的非连续扫描方法研究

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中国激光 2024年第5期51卷 48-59页

作者：侯茂盛吴坤张宏韬顾崇可段洁长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室吉林长春130022 华东师范大学物理与电子学院上海200241

为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题,首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法,设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块,经实验验证,设计的相关双采样探测模块在输入信号... 详细信息

为解决激光扫描投影系统标定过程中易受环境光干扰、合作目标扫描时间长等问题,首先研究了应用于激光扫描投影合作目标定位的相关双采样探测方法,设计了适用于激光扫描投影仪的探测模块,经实验验证,设计的相关双采样探测模块在输入信号干扰比为-29.5 dB时仍能稳定地检测出激光光斑是否落在合作目标的高反射区。然后,针对相关双采样探测的特点,设计了一种基于二分原理的非连续扫描方法,以实现合作目标中心位置的快速提取。最后,使用此方法与栅矩形扫描方法对投影距离为3000 mm处的三个合作目标进行扫描探测和中心位置提取,实验结果表明,栅矩形扫描方式需获取10000个扫描点,而基于相关双采样探测的非连续扫描方法减少了97.4%的扫描点,且中心定位偏差优于0.06 mm。所研究的方法能够提高激光扫描投影系统合作目标探测过程的环境光自适应能力,大幅减少扫描点的同时还能保证中心位置提取精度。

关键词：激光扫描投影相关双采样二分原理合作目标

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基于改进双向A^(*)算法的软管线束自动布置方法

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现代制造工程 2024年第8期 136-143页

作者：乔凯张宏涛彭威江南大学机械工程学院无锡214122 江苏省食品装备与技术重点实验室无锡214122

为了解决传统A^(*)算法在软管线束路径规划时搜索节点过多、折弯过大,以及难以满足多种布线约束等问题,提出一种基于改进双向A^(*)算法的软管线束自动布置方法。首先,为了满足管线两端的接口方向约束,采用双向搜索策略,动态定义正、反... 详细信息

为了解决传统A^(*)算法在软管线束路径规划时搜索节点过多、折弯过大,以及难以满足多种布线约束等问题,提出一种基于改进双向A^(*)算法的软管线束自动布置方法。首先,为了满足管线两端的接口方向约束,采用双向搜索策略,动态定义正、反向搜索的目标节点;其次,引入双重权重参数优化评价函数并加入折弯代价,减少管线的拐点和折弯角度;然后,提出基于自适应步长的邻域搜索方法,并在搜索过程中设定父拐点和加入折弯角度限制约束,以提高搜索效率并满足管线最小弯曲半径要求;最后,针对搜索路径拐点较多和路径不平滑问题,提出基于节点过滤和B样条曲线插值的软管光顺方法。实验仿真表明,与传统A^(*)算法相比,所提方法规划出的管线路径拐点和搜索路径节点数都有较大减少,生成的软管路径光顺平滑,满足实际布线约束。

关键词：软管线束双向A^(*)算法自动布线邻域扩展接口方向

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基于电化学金属化的偏振无关超表面光开关

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激光与光电子学进展 2024年第13期61卷 402-408页

作者：吴凯陈治良李忠洋邴丕彬徐娟张红涛谭联姚建铨华北水利水电大学电气工程学院天津大学精密仪器与光电工程学院激光与光电子研究所

提出了一种工作在1.55μm波长处的基于电化学金属化的偏振无关超表面光开关。该器件子单元包括硅衬底，二氧化硅介质层和嵌入二氧化硅中的银十字结构。子单元之间导电细丝的形成和断裂可以改变银十字结构的共振波长，从而触发光开关的... 详细信息

提出了一种工作在1.55μm波长处的基于电化学金属化的偏振无关超表面光开关。该器件子单元包括硅衬底，二氧化硅介质层和嵌入二氧化硅中的银十字结构。子单元之间导电细丝的形成和断裂可以改变银十字结构的共振波长，从而触发光开关的开启或关闭。数值结果表明，所提出的超表面光开关在1.55μm波长处的消光比可以达到14 dB以上，并且对于横电（TE）模和横磁（TM）模的光不敏感。所提出的器件有望解决高功耗和大规模光开关的问题，可用于光开关、光调制、光存储和计算以及大规模光子集成器件中。

关键词：电化学金属化偏振无关导电细丝光开关超表面

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