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平面SV波入射下地上建筑群-地铁隧道群动力相互作用研究

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振动与冲击 2024年第4期43卷 27-37页

作者：刘中宪王建旭金立国天津城建大学土木工程学院天津300384 天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 中国地震局地质研究所强震构造与地震危险性研究室北京100029

该研究采用一种高精度间接边界元方法(indirect boundary element method, IBEM),研究了平面SV波入射下地上建筑群-地铁隧道群的动力相互作用问题。研究表明:“建筑群-隧道群”系统存在显著的动力相互作用,其规律与入射波性质、建筑物... 详细信息

该研究采用一种高精度间接边界元方法(indirect boundary element method, IBEM),研究了平面SV波入射下地上建筑群-地铁隧道群的动力相互作用问题。研究表明:“建筑群-隧道群”系统存在显著的动力相互作用,其规律与入射波性质、建筑物和隧道数量排布等因素密切相关。通过对比不同建筑物数量对隧道动力响应的影响,能够发现:低频波作用下,建筑物对下穿隧道的动力响应有放大作用,而高频波作用下则会削弱隧道的动力响应,最多可以降低37.5%左右。从频域分析中可以看出:隧道对地震波有较强的屏蔽作用,从而降低了其上建筑群的地震响应。建筑群的存在降低了各个单体建筑的动力响应,但在高频波作用时位于建筑群来波一侧的建筑会产生较大的动力响应。该研究成果可为城市建筑群-地铁隧道群的动力相互作用分析以及地上建筑和地铁隧道的抗震设计提供理论依据。

关键词：结构-土-结构相互作用地铁隧道地上建筑群间接边界元法(IBEM) 频谱特性

A New Kernel Function Yielding the Best Known Iteration Bounds for Primal-Dual Interior-Point Algorithms

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Acta Mathematica Sinica,English Series 2009年第12期25卷 2169-2178页

作者： Yan Qin BAI jin liguo Cornelis ROOS Department of Mathematics Shanghai University Shanghai 200436 P. R. China Business School University of Shanghai for Science and Technology Shanghai 200093 P. R. China Faculty of Electrical Engineering Mathematics and Computer Science Delft University of Technology P.O. Box 5031 2600 GA Delft The Netherlands

Kernel functions play an important role in defining new search directions for primal-dual interior-point algorithm for solving linear optimization problems. In this paper we present a new kernel function which yields ... 详细信息

关键词： linear optimization interior-point method primal-dual method large-update method polynomial complexity

针对嵌入式设备的YOLO目标检测算法改进方法

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高技术通讯 2024年第4期34卷 356-365页

作者：张立国孟子杰金梅燕山大学电气工程学院秦皇岛066000

针对算法在资源有限的嵌入式设备实现困难的问题,本文基于YOLO系列算法提出适应嵌入式设备实现的轻量化改进方法。方法具体包括:基于YOLOv4-Tiny算法结构,引入GhostNet思想改进其网络主干,大量降低网络参数量和计算量;通过加强颈部网络... 详细信息

针对算法在资源有限的嵌入式设备实现困难的问题,本文基于YOLO系列算法提出适应嵌入式设备实现的轻量化改进方法。方法具体包括:基于YOLOv4-Tiny算法结构,引入GhostNet思想改进其网络主干,大量降低网络参数量和计算量;通过加强颈部网络特征融合效果,减少模型压缩导致的精度损失;采用训练中量化的方式将网络模型参数从32位浮点型数据转换为适合嵌入式设备计算的8位定点型参数。实验结果表明,改进后的网络在检测精度满足应用要求的情况下,模型尺寸相对原算法降低57%,在嵌入式设备上实现功耗仅3.795W。

关键词：目标检测 YOLOv4-Tiny 轻量化设计嵌入式实现加速器

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深切V型峡谷物理驱动人工智能波动模拟

岩土工程学报 2024年第6期46卷 1246-1253页

作者：栾绍凯陈苏丁毅金立国王巨科李小军北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 中国地震局地球物理研究所北京100081

高山峡谷区场地地震效应是地震工程领域研究热点。V形峡谷引起的圆柱形SH波散射和衍射波函数的级数解已较为成熟,并为众多河谷区重大工程提供了合理、科学的地震动输入。采用物理驱动深度学习方法结合与解析结果的对比分析,近一步明确了... 详细信息

高山峡谷区场地地震效应是地震工程领域研究热点。V形峡谷引起的圆柱形SH波散射和衍射波函数的级数解已较为成熟,并为众多河谷区重大工程提供了合理、科学的地震动输入。采用物理驱动深度学习方法结合与解析结果的对比分析,近一步明确了V型河谷地形地震反应特性及复杂波场空间分布。此方法主要关注稀疏样本及可诠释性人工智能,结合强形式自动微分和软约束边界条件嵌入,建立深度神经网络实现半无限域地震传播模型。采用时间域分解策略,实现不同给定波场工况下V型河谷高精度预测。通过与解析解对比,评估了所提出的物理驱动人工智能方法的精度和效率。结果表明,物理驱动人工智能方法可应用于地形效应分析,柱面SH波在V型峡谷底端发生显著衰减与振荡,边缘区呈现放大效应。

关键词：物理驱动深度学习河谷地震波动模拟科学人工智能

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改进YOLOX在近岸船舶检测中的应用

计量学报 2024年第1期45卷 30-37页

作者：张立国赵嘉士金梅曾欣沈明浩燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

为了解决近岸船舶检测时目标尺度变化大,环境干扰严重等问题,提出了一种改进YOLOX的无锚框检测算法。首先,在主干网络中引入CoT模块,通过动态利用上下文信息来增强表达能力,降低环境干扰的影响;其次,将SimAM注意力嵌在特征金字塔和检测... 详细信息

为了解决近岸船舶检测时目标尺度变化大,环境干扰严重等问题,提出了一种改进YOLOX的无锚框检测算法。首先,在主干网络中引入CoT模块,通过动态利用上下文信息来增强表达能力,降低环境干扰的影响;其次,将SimAM注意力嵌在特征金字塔和检测头之间,丰富语义信息,提升小目标检测精度。再利用CIOU来取代原有损失函数,以提高收敛速度;最后,使用深度可分离卷积替换特征金字塔中普通卷积,减少参数量,提升检测速度。实验结果表明:在SeaShips数据集上,改进后模型在减少参数量的同时,精度提高了6.73%,均值平均精度(mAP)达到了96.63%,检测速度达到了48.6帧/s,能够实时、高精度地检测近岸船舶。

关键词：视觉检测船舶目标深度学习 YOLOX CoT模块 SimAM注意力

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改进的轻量级行人目标检测算法

计量学报 2024年第2期45卷 186-193页

作者：金梅任婷婷张立国闫梦萧沈明浩燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

针对行人目标数量密集、目标尺度小和目标周围背景光照强弱不一而导致的检测精度低的问题,提出一种基于特征融合的轻量化行人检测算法。以TinyYOLOv4为基础框架,首先,搭建新的主干特征提取网络(CSPDarknet53-S),在原主干网络的基础上加... 详细信息

针对行人目标数量密集、目标尺度小和目标周围背景光照强弱不一而导致的检测精度低的问题,提出一种基于特征融合的轻量化行人检测算法。以TinyYOLOv4为基础框架,首先,搭建新的主干特征提取网络(CSPDarknet53-S),在原主干网络的基础上加入新的特征提取模块(REM)来增强网络提取行人特征的能力。其次,改进特征融合结构,在主干网络提取高低层特征图后,先是在主干网络与特征融合网络间加入特征融合模块(RM-block)来增大感受野;然后引入浅层特征信息保留更多小目标特征,形成新的特征融合网络(IFFM)。最后,通过YOLO Head对融合来的特征图进行处理获得输出结果。实验结果表明,提出的算法在行人数据集(PASCAL VOC2007和VOC2012的person数据)上取得了较高的检测精度以及较好的检测效果。

关键词：目标检测特征融合浅层特征 TinyYOLOv4算法注意力机制

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结构力学位移法实验教学装置开发及教学实践

实验室研究与探索 2024年第4期43卷 33-37页

作者：江守燕金蓉杨海霞孙立国河海大学力学与工程科学学院南京211100 大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

位移法基本原理是结构力学课程的难点和重点内容,该方法构建的基本系高度抽象,学生在学习过程中普遍感到难。将理论教学与实验教学相结合,开发了位移法基本原理的教学演示装置和实验装置。将基本系中无中生有的“刚臂”以实体部件的形... 详细信息

位移法基本原理是结构力学课程的难点和重点内容,该方法构建的基本系高度抽象,学生在学习过程中普遍感到难。将理论教学与实验教学相结合,开发了位移法基本原理的教学演示装置和实验装置。将基本系中无中生有的“刚臂”以实体部件的形式展现出来,再现“刚臂”的“放松”和“锁住”效果。从演示装置的定性分析和实验装置的定量分析2个角度阐述位移法基本原理,通过这2个装置再现位移法中原结构和基本系的变形过程。学生可以看到“结构”,看到“结构变形”,看到“基本系”及其在外荷载和结点位移单独作用下的2个状态,将抽象的位移法基本系形象化、直观化,加深了学生对位移法基本原理的理解。

关键词：结构力学位移法演示装置实验装置刚臂

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基于图像处理的电路板缺陷检测系统设计

高技术通讯 2024年第2期34卷 209-217页

作者：张立国雷璇瑞金梅吴文哲宋炳豪燕山大学电气工程学院秦皇岛066000

针对传统电路板缺陷检测多为人工检测、速度较慢且成本较高的问题,本文研究设计了一款以图像处理为基础、利用现场可编程门阵列(FPGA)实现对电路板缺陷准确、高速的检测系统。在传统图像增强算法的基础上提出一种针对不同图像信息采用... 详细信息

针对传统电路板缺陷检测多为人工检测、速度较慢且成本较高的问题,本文研究设计了一款以图像处理为基础、利用现场可编程门阵列(FPGA)实现对电路板缺陷准确、高速的检测系统。在传统图像增强算法的基础上提出一种针对不同图像信息采用不同感兴趣区间的方法,增强效果显著;为减少电路板上标识字样对匹配算法计算速度的影响,提出一种去除丝印算法,将电路板上多余的标识字样取消,减少图像匹配的计算量,加快检测的速度;在传统绝对误差和算法(SAD)模板匹配算法的基础上采用去平均值法计算图像信息,减小光照变化带来的影响;将传统2算子Sobel边缘检测扩展到8算子边缘检测,边缘信息更加明显清晰。采用FPGA作为硬件平台,在Vivado开发环境下实现Verilog HDL硬件逻辑语言,下载到FPGA中实现。实验结果表明,系统的平均检测精度为98.53%,检测单张电路板的时间为8.204 s。本系统设计在检测精度和速度上都有明显提升,且造价成本低。

关键词：图像处理缺陷检测去除丝印模板匹配现场可编程门阵列(FPGA)

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基于现场可编程门阵列的水果识别系统设计

高技术通讯 2024年第6期34卷 616-623页

作者：金梅曾欣张立国冯景瑞吴文哲燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004

针对目前大多数水果识别系统实时性差和成本较高的问题,本文提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的水果识别系统。整体硬件设计包含图像采集、检测识别和显示模块。软件部分通过图像采集平台将水果图像存储至双倍数据率同步动态随机存储... 详细信息

针对目前大多数水果识别系统实时性差和成本较高的问题,本文提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的水果识别系统。整体硬件设计包含图像采集、检测识别和显示模块。软件部分通过图像采集平台将水果图像存储至双倍数据率同步动态随机存储器(DDR3)控制模块,进行图像灰度化处理,并创造性地提出背景帧差法对水果图像进行分割。通过融合水果颜色和几何特征,实现对水果数量、颜色和种类的识别。整个水果识别系统在不同光照下对常见水果进行了测试。实验结果表明,水果平均识别准确率达到93.25%,识别速度约为16.67 ms,FPGA硬件资源消耗率仅占28.02%,可以满足实时性需求。

关键词：水果识别背景帧差法图像处理现场可编程门阵列(FPGA)