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Safe flight corridor constrained sequential convex programming for efficient trajectory generation of fixed-wing UAVs

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Chinese Journal of Aeronautics 2025年第1期38卷 537-550页

作者： Jing SUN Guangtong XU zhu wang Teng LONG Jingliang SUN School of Aerospace Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Huzhou Institute Zhejiang UniversityHuzhou 313000China Department of Automation North China Electric Power University(Baoding)Baoding 071003China

Generating dynamically feasible trajectory for fixed-wing Unmanned Aerial Vehicles(UAVs)in dense obstacle environments remains computationally *** paper proposes a Safe Flight Corridor constrained Sequential Convex Programming(SFC-SCP)to improve the computation efficiency and reliability of trajectory ***-SCP combines the front-end convex polyhedron SFC construction and back-end SCP-based trajectory optimization.A Sparse A^(*)Search(SAS)driven SFC construction method is designed to efficiently generate polyhedron SFC according to the geometric relation among obstacles and collision-free *** transforming the nonconvex obstacle-avoidance constraints to linear inequality constraints,SFC can mitigate infeasibility of trajectory planning and reduce computation ***,SCP casts the nonlinear trajectory optimization subject to SFC into convex programming subproblems to decrease the problem *** addition,a convex optimizer based on interior point method is customized,where the search direction is calculated via successive elimination to further improve *** experiments on dense obstacle scenarios show that SFC-SCP can generate dynamically feasible safe trajectory *** studies with state-of-the-art SCP-based methods demonstrate the efficiency and reliability merits of ***,the customized convex optimizer outperforms off-the-shelf optimizers in terms of computation time.

关键词： Fixed-wing unmanned aerial vehicle Efficient trajectory planning Safe flight corridor Sequential convex programming Customized convex optimizer

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震后变电站瓷柱型设备性能快速评估方法

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振动工程学报 2025年第1期38卷 68-77页

作者：朱旺张秀丽谢强同济大学土木工程学院上海200092 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州510640

当前电力系统的抗震研究技术主要针对震前设计、分析与防灾减震。为了快速辅助震后应急响应工作,本文提出了利用监测数据预测结构地震响应的瓷柱型设备震后性能评估方法。该方法在震前融合机器学习和用于算法架构优化的群体智能演化技... 详细信息

当前电力系统的抗震研究技术主要针对震前设计、分析与防灾减震。为了快速辅助震后应急响应工作,本文提出了利用监测数据预测结构地震响应的瓷柱型设备震后性能评估方法。该方法在震前融合机器学习和用于算法架构优化的群体智能演化技术以构建设备地震响应替代模型,建立瓷柱型设备精细化仿真模型,通过输入大量地震动形成结构响应数据库,进而对替代模型进行训练和性能评价。地震中监测结构响应,震后可利用替代模型快速提供设备根部应力响应以判断设备抗震性能。采用1100 kV变压器套管‐支架体系进行案例研究,并通过振动台试验和分布参数体系理论进行了验证。结果表明利用瓷柱型设备加速度响应数据可在震后准确评估根部应力;粒子群算法能有效调整替代模型的内部结构,提升模型准确性;振动台试验和理论分析结果验证了替代模型评估结果的准确性。

关键词：瓷柱型设备振动台试验快速评估机器学习群体智能演化分布参数体系

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生态学研究方法论:需求牵引、假说驱动、多层次综合、研究-过程尺度匹配、定性定量结合、应用验证

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水生生物学报 2025年第1期49卷 14-28页

作者：王洪铸中国科学院水生生物研究所武汉430072

生态学是研究生物与环境关系的科学,目的是解决人类面临的生态环境问题。然而,不少生态研究结果不能可靠地解释、预测野外现象,更无助于实际问题的解决,其根本原因是方法论出了问题。与物理系统不同,生态系统是复杂适应系统,由具有独特... 详细信息

生态学是研究生物与环境关系的科学,目的是解决人类面临的生态环境问题。然而,不少生态研究结果不能可靠地解释、预测野外现象,更无助于实际问题的解决,其根本原因是方法论出了问题。与物理系统不同,生态系统是复杂适应系统,由具有独特内在性质的适应主体组成;子系统种类多,非线性相互作用类型多;系统不同层次间相互作用不稳定。根据这些特点,基于科学哲学原理、复杂性科学理论及生态学研究成功案例,文章首次提出生态学研究方法的六个原则,建立了生态学研究范式。原则1:需求牵引。社会需求是科技发展的根本驱动力。生态学本质上是一门应用科学,故更应注重需求牵引,提出与解决实际生态环境问题密切相关的科学问题。原则2:假说驱动。假说-演绎法是现代科学研究的基本范式。这对复杂适应系统的研究显得尤为重要,好的假设可使我们从复杂现象中抓住解决科学问题的突破口,开展直奔主题式的研究设计。原则3:多层次综合分析。由于不同层次间作用动态变化,且各层次成员间普遍存在非线性相互作用,故对此类系统的研究应进行多层次综合分析。至少要考虑三个层次,即现象发生的中心层次及其邻近的高、低两个层次。首先应对中心层次宏观量进行归纳分析,建立经验关系即宏观格局,进而探讨宏观格局与高层次背景及历史演化的关系,然后开展宏观格局的低层次机制研究。原则4:研究尺度与过程尺度相匹配。研究尺度与所研究现象相关过程的尺度不匹配是导致众多生态研究结论不可靠的最重要原因。尺度不匹配有两种类型:实验与现象的时间、空间和组织尺度不匹配;调查数据分析尺度与相关过程尺度不匹配。因此,生态研究尺度必须与过程尺度相匹配。首先必须开展野外观测,开展恰当尺度的分析,然后在近自然系统开展长时间模拟实验,证实野外结论,分析机制;中小宇宙实验应能模拟相关生态过程。原则5:定性机制与定量模型相结合。对于适应系统,精确的定量关系难以建立,其原因是变量异质性、难以运用统计量演绎法。据此特点,适应系统研究应首先阐明定性机制,即建立概念模型。定性机制很重要,不仅自身就有解释、预测能力,而且为定量模型提供坚实的基础;只有基于机制,定量模型才能具有更强的普适性和预测能力。为了减少变量异质性的影响,可在不同区域对定量模型进行率定,以提高预测能力。原则6:应用验证。除实验验证外,应不断进行应用验证,以检验所得规律是否真正有助于解决实际问题,并确定其适用范围。

关键词：科学哲学复杂适应系统生态系统物理系统研究范式

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《民法典》用人者替代责任的司法解释完善--兼论网络平台用工关系替代责任的法律适用

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北京理工大学学报（社会科学版） 2025年第1期27卷 44-55页

作者：王竹帅仁策四川大学法学院四川成都610207

《民法典侵权责任编解释(一)》第15条将“用工单位劳务关系”和“个体工商户用工关系”纳入《民法典》第1191条第1款规定的“用人单位”替代责任的适用范围,但未能明确网络平台用工替代责任的法律适用规则。《民法典》第1191~第1193条... 详细信息

《民法典侵权责任编解释(一)》第15条将“用工单位劳务关系”和“个体工商户用工关系”纳入《民法典》第1191条第1款规定的“用人单位”替代责任的适用范围,但未能明确网络平台用工替代责任的法律适用规则。《民法典》第1191~第1193条已构建“用人单位劳动关系—个人劳务关系—独立承揽关系”三分法用工关系谱系。应当以第1191条第1款为中心补正用工单位劳务关系替代责任规则的缺失,以第1192条为中心构建个体工商户用工关系替代责任法律适用框架,以第1193条为中心构建网络平台用工替代责任法律适用框架。

关键词：用人者替代责任用人单位用工单位个体工商户网络平台用工

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长三角地区城市碳排放效率的区域差异及空间溢出效应

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环境科学 2025年第1期46卷 19-29页

作者：杨清可王磊吕立刚李平星范业婷朱高立王雅竹南京财经大学公共管理学院南京210023 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 自然资源部碳中和与国土空间优化重点实验室南京210023

采用超效率SBM模型测算长三角地区城市碳排放效率,选取Dagum基尼系数刻画城市碳排放效率的区域差异,运用空间面板模型探究碳排放效率的空间溢出效应.结果表明:①2001~2020年长三角地区城市碳排放效率均值最高仅为0.698,整体水平较低,呈... 详细信息

采用超效率SBM模型测算长三角地区城市碳排放效率,选取Dagum基尼系数刻画城市碳排放效率的区域差异,运用空间面板模型探究碳排放效率的空间溢出效应.结果表明:①2001~2020年长三角地区城市碳排放效率均值最高仅为0.698,整体水平较低,呈扁平“倒U”形的演化趋势,纯技术效率成为影响碳排放效率变化的主要因素.②城市碳排放效率的基尼系数相对较高,在研究期内起伏波动,仍以增长态势为主,碳排放效率的区域差异持续增大.③长三角地区城市组间差异贡献是碳排放效率差异的主要来源.Moran's I指数均为正,碳排放效率具有正向空间相关,溢出效应明显.人口密度、经济水平与技术水平等因素影响显著,产业结构、路网密度与外资强度等因素对碳排放效率的直接效应、间接效应和总效应均未通过显著性检验.基于要素投入产出视角,准确测算含有非期望产出的长三角地区城市碳排放效率,明确城市碳效率的差异组成根源,引入“空间溢出效应”解析碳排放效率的作用机制,可为城市低碳发展提供量化支撑和科学启示.

关键词：城市碳排放效率 Dagum基尼系数区域差异空间溢出效应长三角地区

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基于多变量GERT的复杂装备研制进度控制方法及应用

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控制与决策 2025年第3期40卷 963-972页

作者：刘勇张静怡王朱程赵焕焕江南大学商学院无锡职业技术学院管理学院

研制进度管理是复杂装备项目的重要工作之一,合理的进度计划和调控措施能够保证项目研制成功和及时交付.然而,研制进度受到工期、成本、客户需求等众多因素的影响和制约,并且这些因素呈现一定的不确定性.为描述和解决此类进度控制问题,... 详细信息

研制进度管理是复杂装备项目的重要工作之一,合理的进度计划和调控措施能够保证项目研制成功和及时交付.然而,研制进度受到工期、成本、客户需求等众多因素的影响和制约,并且这些因素呈现一定的不确定性.为描述和解决此类进度控制问题,考虑到工期、成本等变量的不确定性和客户质量需求的满足程度,利用区间数、随机网络(GERT)、优化模型等理论和方法,构建了基于多变量随机网络的复杂装备研制进度控制方法.首先,考虑到工期、成本、质量价值等变量的不确定性,将区间数引入随机网络,并考虑客户质量价值需求,定义了基于区间数的多变量随机网络,分析了复杂装备质量价值与产品质量水平和研制成本之间的内在联系,进而提出产品质量价值的量化表达式;其次,鉴于工期、成本和质量价值之间的交互效应,构建复杂装备研制的工期-成本-质量价值多目标优化模型,并使用多目标遗传算法(NSGA-II)设计求解策略;最后,通过实际案例充分验证模型的有效性与合理性.

关键词：复杂装备研制进度控制多变量 GERT网络质量价值不确定性

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安全走廊约束的无人机轨迹序列凸优化方法

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系统仿真学报 2025年第1期37卷 134-144页

作者：王祝张振鹏张梦通徐广通华北电力大学(保定)自动化系河北保定071003 浙江大学湖州研究院浙江湖州313000

针对无人机时间最优轨迹规划的序列凸优化方法存在初值敏感与收敛能力弱等不足,提出了一种基于安全飞行走廊约束的序列凸优化方法(safe flight corridor-sequential convex programming,SFC-SCP)。通过前端路径规划获得避障路径,用以构... 详细信息

针对无人机时间最优轨迹规划的序列凸优化方法存在初值敏感与收敛能力弱等不足,提出了一种基于安全飞行走廊约束的序列凸优化方法(safe flight corridor-sequential convex programming,SFC-SCP)。通过前端路径规划获得避障路径,用以构建安全飞行走廊,即为每个轨迹点构建一个不含障碍的凸多边形安全区域,将非凸避障约束转换为线性不等式约束,以提高规划收敛能力。后端使用序列凸优化方法将安全走廊约束下的非线性轨迹优化问题转换为一系列凸规划子问题进行逐次求解,降低问题的复杂度。其中,轨迹优化的初始解基于前端规划的避障路径构建,以缓解局部优化算法的初值敏感问题。仿真对比结果表明SFC-SCP算法在规划成功率、计算时效性和飞行时间最优性等方面相比于SCP有较大提升。

关键词：四旋翼轨迹规划安全飞行走廊序列凸优化时间最优轨迹

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添附理论视角下数据产权结构性分置的关系解耦与规则耦合

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贵州大学学报(社会科学版) 2025年第1期43卷 66-79页

作者：王竹唐先勇四川大学法学院四川成都610207

《数据二十条》提出的数据产权结构性分置制度确立了“数据三权”(持有权、加工使用权和产品经营权)与“三权客体”(数据资源、数据、数据产品)的一一对应关系。“数据三权”和“三权客体”关系逐渐呈现出解耦的倾向,并出现关系耦合的... 详细信息

《数据二十条》提出的数据产权结构性分置制度确立了“数据三权”(持有权、加工使用权和产品经营权)与“三权客体”(数据资源、数据、数据产品)的一一对应关系。“数据三权”和“三权客体”关系逐渐呈现出解耦的倾向,并出现关系耦合的可能。添附理论中的“权属认定规则”与“原始取得与损害回补的利益平衡规则”为解读数据产权结构性分置提供了一种新思路。数据的非消耗性具有倍增效应,非排他性具有叠加效应,非竞争性具有放大效应。基于添附理论实现数据产权结构性分置规则耦合,在数据资源、数据集合和数据产品上设置数据持有权,在数据集合和数据产品上设置数据加工使用权,在数据产品上设置数据产品经营权。确立数据权益原始取得的单向归属规则和继受取得的基本归属规则,实现添附确权规则的限制、数据添附的利益衡平和数据权益行使的限制。

关键词：数据产权添附结构性分置关系解耦规则耦合

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Estimating posterior inference quality of the relational infinite latent feature model for overlapping community detection

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Frontiers of Computer Science 2020年第6期14卷 55-69页

作者： Qianchen YU Zhiwen YU zhu wang Xiaofeng wang Yongzhi wang School of Computer Science and Engineering Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China Shanxi Provincial Key Laboratory for Embedded System Xi'an 710072China College of Computer Science and Engineering North Minzu UniversityYinchuan 750021China College of Earth Exploration Science and Technology Jilin UniversityChangchun 130025China

Overlapping community detection has become a very hot research topic in recent decades,and a plethora of methods have been ***,a common challenge in many existing overlapping community detection approaches is that the number of communities K must be predefined *** propose a flexible nonparametric Bayesian generative model for count-value networks,which can allow K to increase as more and more data are encountered instead of to be fixed in *** Indian buffet process was used to model the community assignment matrix Z,and an uncol-lapsed Gibbs sampler has been ***,as the community assignment matrix Zis a structured multi-variable parameter,how to summarize the posterior inference results andestimate the inference quality about Z,is still a considerable challenge in the *** this paper,a graph convolutional neural network based graph classifier was utilized to help tosummarize the results and to estimate the inference qualityabout *** conduct extensive experiments on synthetic data and real data,and find that empirically,the traditional posterior summarization strategy is reliable.

关键词： graph convolutional neural network graph classification overlapping community detection nonparametric Bayesian generative model relational infinite latent feature model Indian buffet process uncollapsed Gibbs sampler posterior inference quality estimation

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二维相位对比磁共振成像在髂静脉压迫综合征中的应用研究

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磁共振成像 2025年第1期16卷 146-151页

作者：成善聪曹新山王柱韩新强滨州医学院附属医院介入血管外科滨州256603 滨州医学院附属医院放射科滨州256603

目的探讨二维相位对比(2D phase contrast,2D PC)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)序列在定量分析髂静脉压迫综合征(iliac vein compression syndrome,IVCS)患者静脉管腔内血液平均流速(mean blood flow velocity,MV)的应用价值。材料与方法前瞻性招募2023年12月到2024年7月在本院经数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)诊断明确为IVCS且需要血管腔内介入治疗的患者30例(试验组)及10名健康志愿者(对照组),收集患者临床资料并行1.5 T飞利浦超导MRI检查,在自由稳态进动(balance fast field echo,B-FFE)序列图像基础上分别在下腔静脉、双侧髂外静脉的冠状位、矢状位及轴位图上垂直扫描2D PC MRI序列,使用定量流量(quantitative flow,Q_FLOW)后处理软件得到血管垂直横切面感兴趣区(region of interest,ROI)内MV值。所有2D PC MRI检查进行两次,通过分析两次扫描结果的一致性(Bland-Altman图)来验证序列稳定性;分别比较IVCS试验组与对照组双侧髂外静脉MV值,评估IVCS患者髂总静脉受压对远端血流的影响;比较IVCS试验组(健侧髂外MV-患侧髂外MV)与对照组(右侧髂外MV-左侧髂外MV)髂外静脉MV差值,分析流速差诊断IVCS的效能;术中通过中心静脉导管(central venous catheter,CVC)测量IVCS患者组髂-下腔静脉压力梯度,并与患侧髂外静脉MV值进行相关性分析。结果两次2D PC MRI扫描结果一致性良好(P均<0.001);试验组患侧髂外静脉血液流速低于健侧(P<0.001),对照组双侧髂外静脉MV值差异没有统计学意义(P=0.518);使用双侧髂外静脉MV差值诊断IVCS效能高,AUC为0.939(95%CI:0.887~0.991),敏感度为81.7%,特异度为100.0%;术中CVC测量压力梯度结果与狭窄静脉远心端MV呈负相关(r=-0.951,P<0.001)。结论2D PC MRI定量分析IVCS患者静脉血液流速结果稳定、可靠,双侧髂外静脉MV差值诊断IVCS特异性高,IVCS患者髂外静脉MV值与髂-下腔静脉压力梯度符合伯努利原理,2D PC MRI可作为一种无创诊断IVCS及间接评估静脉血流压力的工具,为IVCS患者血管腔内介入治疗的手术指征提供重要参考。

关键词：髂静脉压迫综合征二维相位对比血液流速压力梯度血管内介入磁共振成像

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