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具有稳定性保证的基于模型与条件神经过程的强化学习算法

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中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 265-274页

作者：杨嘉楠丁一航朱益民蔡博马雨婷李云鹏韩铭昊哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150000

安全性是强化学习智能控制与决策方法大规模推广应用的必需能力.本文旨在实现智能体只通过安全策略(即将智能体动作限制在安全区域内的策略)收集数据进行训练,并使得最终训练的策略具有安全性保证.针对上述需求,研究拟采用控制理论中稳... 详细信息

安全性是强化学习智能控制与决策方法大规模推广应用的必需能力.本文旨在实现智能体只通过安全策略(即将智能体动作限制在安全区域内的策略)收集数据进行训练,并使得最终训练的策略具有安全性保证.针对上述需求,研究拟采用控制理论中稳定性分析的方法,在一致最终有界性约束下优化强化学习训练的策略.具体而言,本方法提出了一类学习系统动态模型和李雅普诺夫函数的有效方法,在不将智能体驱动到安全区域之外的前提下,利用其实现闭环系统的稳定性分析.此外,本文给出了如何在提高策略性能的同时逐步扩大安全区域的方法,并在此基础上,给出了一种实用有效的算法来保证闭环系统在训练中及训练后的策略稳定性.最终,本文通过倒立摆对理论结果进行了仿真验证,即验证如何在倒立摆不倒下的情况下优化强化学习策略.

关键词：强化学习安全性稳定性分析条件神经过程

Buildup dynamics of multiple solitons in spatiotemporal mode-locked fiber lasers

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Photonics Research 2021年第10期9卷 1898-1906页

作者： KEWEI LIU XIAOSHENG XIAO yihang ding HONGYAN PENG DONGDONG LV CHANGXI YANG State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments Department of Precision InstrumentsTsinghua UniversityBeijing 100084China State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications School of Electronic EngineeringBeijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing 100876China School of Physics and Electronic Engineering Hainan Normal UniversityHaikou 571158China

Spatiotemporal mode locking is a nonlinear process of multimode soliton self-organization.Here the real-time buildup dynamics of the multiple solitons in a spatiotemporal mode-locked multimode fiber laser are investigated,assisted by the time-stretch technique.We find that the buildup processes are transverse mode dependent,especially during the stages of relaxation oscillation and Q-switching prior to multiple soliton formation.Furthermore,we observe that the transverse modal composition of these generated pulses among the multiple solitons can be different from each other,indicating the spatiotemporal structure of the multiple soliton.A simplified theoretical model based on pulse energy evolution is put forward to interpret the role of 3D saturable absorber on spatiotemporal structures of spatiotemporal mode-locking multiple solitons.Our work has presented the spatiotemporal nonlinear dynamics in multimode fiber lasers,which are novel to those inside the single transverse mode fiber lasers.

关键词： fiber mode solitons

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四川盆地40年耕地土壤化学计量变化特征

应用与环境生物学报 2024年第2期30卷 205-211页

作者：廖达航白银萍李富程黄晶张荣萍黄鑫刘源丁已航杨刚西南科技大学生命科学与工程学院绵阳621000 西南科技大学环境与资源学院绵阳621000

为揭示不同时间和空间维度上四川盆地耕地土壤化学计量的分布与变化特征,以四川东部盆地为研究区,运用地统计分析的方法分析不同时间点(1980年第二次土壤普查和2021年土壤调查)土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)元素含量及其化学... 详细信息

为揭示不同时间和空间维度上四川盆地耕地土壤化学计量的分布与变化特征,以四川东部盆地为研究区,运用地统计分析的方法分析不同时间点(1980年第二次土壤普查和2021年土壤调查)土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)元素含量及其化学计量比.(1)半方差分析结果表明,四川盆地耕地土壤化学计量属于中等程度空间自相关,受随机因素(人为因素)和区域结构性因素的共同影响;(2)相较于第二次土壤普查的结果,2021年四川盆地耕层土壤TOC的含量提高了72%,TN提高了45%,TP提高了40%;(3)四川盆地碳氮磷化学计量比时空变化结果显示,土壤C/N、C/P和N/P空间分布较为相似,呈现中部平原低、四周高的分布.综上所述,2021年四川盆地耕地相较于1980年第二次土壤普查,整体上土壤碳、氮、磷的含量提高了,但其化学计量比存在空间分布差异.(图2表3参36)

关键词：四川盆地耕地碳氮磷化学计量

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实海域实时小尺度目标检测算法

华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第4期51卷 24-29页

作者：冯辉蒋成鑫丁轶航徐海祥武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063

针对实海域可见光图像中海天线附近的远距离小目标特征少、检测精度低的问题,设计了一种基于YOLOv5的实海域实时目标检测算法.首先,通过在网络结构中设置双向特征融合结构,结合高层特征图的强语义信息和低层特征图的定位信息,提高了小... 详细信息

针对实海域可见光图像中海天线附近的远距离小目标特征少、检测精度低的问题,设计了一种基于YOLOv5的实海域实时目标检测算法.首先,通过在网络结构中设置双向特征融合结构,结合高层特征图的强语义信息和低层特征图的定位信息,提高了小目标的检测精度;其次,引入双通道注意力机制,并改进权重分配函数,提高了小目标的检测召回率;然后,通过新增极小目标检测层,增加对小目标物体的检测精度;最后,通过实海域数据集对算法进行验证,证明了算法对小尺度目标检测精度提升明显,同时保持了良好的实时性.

关键词：可见光图像小尺度目标目标检测双向特征融合双通道注意力机制

氧化镁、生物炭与钙镁磷肥对Cd污染农田土壤的协同钝化修复

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环境污染与防治 2023年第2期45卷 145-150页

作者：毛战坡曹永生张琢丁乙航张丽中电建生态环境集团有限公司广东深圳518133 中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 北京润鸣环境科技有限公司北京102600

基于西南地区某实际Cd污染农田土壤探究3种修复材料(氧化镁、生物炭与钙镁磷肥)单独及联合使用对Cd的钝化效果,重点探究材料联合使用时投加比、养护时间、养护方式以及养护含水率对Cd污染农田土壤钝化修复效果的影响。结果表明,氧化镁... 详细信息

基于西南地区某实际Cd污染农田土壤探究3种修复材料(氧化镁、生物炭与钙镁磷肥)单独及联合使用对Cd的钝化效果,重点探究材料联合使用时投加比、养护时间、养护方式以及养护含水率对Cd污染农田土壤钝化修复效果的影响。结果表明,氧化镁、生物炭与钙镁磷肥联合使用对农田土壤中有效态Cd的钝化修复效果较3种材料分别单独使用更显著。3种材料联合使用(以质量比1∶1∶1配制)投加比(以质量分数计)为0.5%,采用密闭养护方式养护5 d且养护含水率为60%,该实际农田土壤中有效态Cd含量降低了42.1%,远超出一般农田修复与风险管控项目对有效态Cd降低10%~30%的修复目标要求。

关键词： Cd污染农田土壤修复材料

基于HPD的核电厂分布式控制系统验证与确认

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核动力工程 2016年第6期37卷 75-79页

作者：丁义行李世欣环境保护部核设施安全监管司北京100034 环境保护部核与辐射安全中心北京100082

验证和确认(V&V)过程是核电厂安全级数字化分布式控制系统(DCS)应用和取证关注的重要问题之一。硬件描述语言可编程逻辑器件(HPD)技术应用于核电厂安全级DCS会给取证带来新的审查问题。对国外的V&V法规和美国电气与电子工程师协会(IEEE... 详细信息

验证和确认(V&V)过程是核电厂安全级数字化分布式控制系统(DCS)应用和取证关注的重要问题之一。硬件描述语言可编程逻辑器件(HPD)技术应用于核电厂安全级DCS会给取证带来新的审查问题。对国外的V&V法规和美国电气与电子工程师协会(IEEE)标准进行初步分析,依据IEEE 1012-2012标准,结合HPD特性,给出HPD系统各生命周期过程的V&V任务和方法,以及基于HPD技术的安全级DCS审查建议。

关键词：硬件描述语言可编程逻辑器件核电厂数字化分布式控制系统验证与确认

地理空间数据等积全球格网多模式三维扩展方法

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测绘学报 2024年第1期53卷 173-188页

作者：周建彬丁俊杰贲进陈艺航梁启爽信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

全球离散格网系统是新型地理空间数据组织框架,等面积格网由于在采样和空间分析方面的独特优势而备受关注,但相关研究囿于地球表面,缺乏扩展至三维广域空间的一般方法。本文首先提出将等积球面格网系统扩展为球体格网系统的多种剖分模式... 详细信息

全球离散格网系统是新型地理空间数据组织框架,等面积格网由于在采样和空间分析方面的独特优势而备受关注,但相关研究囿于地球表面,缺乏扩展至三维广域空间的一般方法。本文首先提出将等积球面格网系统扩展为球体格网系统的多种剖分模式,并实现其统一数学描述和详细数学证明;然后引入体积和紧致度指标定量评价不同剖分模式的体元性质,并与球体退化八叉树格网(SDOG)、大圆弧八叉树格网(SGOG)作对比;最后初步探索了本文方法的应用案例,讨论了不同应用需求下选择剖分模式的原则。对比试验结果表明,退化剖分的体元各项指标均优于规则剖分,等体积和退化剖分的体积性质优于SDOG,紧致度性质优于SGOG。本文多剖分模式三维扩展方法不仅符合国际标准等体积的要求,而且兼顾常规剖分设计选项,为不同应用需求提供了参考依据。

关键词：等面积全球离散格网系统三维扩展剖分等体积紧致度

吉林省镍矿区附近设施蔬菜安全生产与风险评价

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吉林农业大学学报 2023年第2期45卷 195-203页

作者：龙振华李想丁乙航赵子郡 DO HoaiThuong 李明堂吉林农业大学资源与环境学院长春130118

为了评估镍矿区附近土壤对设施蔬菜的安全生产及对人体健康风险的影响,在对吉林省磐石镍矿采矿场以及冶炼厂附近设施蔬菜基地土壤-蔬菜协同采样分析的基础上,通过对样品镍含量进行测定,并运用单因子污染指数法、潜在生态危害指数法和靶... 详细信息

为了评估镍矿区附近土壤对设施蔬菜的安全生产及对人体健康风险的影响,在对吉林省磐石镍矿采矿场以及冶炼厂附近设施蔬菜基地土壤-蔬菜协同采样分析的基础上,通过对样品镍含量进行测定,并运用单因子污染指数法、潜在生态危害指数法和靶标危害指数法进行综合评价,探讨了蔬菜对镍的富集特征和土壤理化性质对蔬菜富集能力的影响。结果表明:叶菜类蔬菜镍平均含量高于茄果类蔬菜,食用辣椒对人体健康具有潜在的风险,且对儿童造成的健康风险更大;蔬菜对镍的富集能力大小顺序为菠菜>辣椒>豆角>韭菜>大白菜>生菜>茼蒿>芹菜>小白菜>油麦菜>西红柿>萝卜>茄子>油菜>黄瓜;叶菜类蔬菜富集系数与土壤有机质含量呈极显著负相关,茄果类蔬菜富集系数与土壤pH呈显著负相关。吉林省磐石镍矿区附近设施蔬菜生产基地土壤整体污染较轻,可种植大部分蔬菜,并根据所种植蔬菜的类型采取措施提高土壤pH或有机质含量来保障蔬菜安全生产。

关键词：镍矿区设施蔬菜风险评价安全生产吉林省

利用GPS和GRACE分析四川地表垂向位移变化

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地球物理学报 2018年第12期61卷 4777-4788页

作者：丁一航黄丁发师悦龄姜中山陈婷西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756

陆地水储量的季节性变化是导致地表周期性负荷形变位移的主要因素,有效地剔除地表位移中的陆地水储量影响,是获取地壳构造垂向运动的必要过程.四川地处青藏高原东边缘,地形分区明显,境内以长江水系为主,水资源丰富,研究四川地区地表负... 详细信息

陆地水储量的季节性变化是导致地表周期性负荷形变位移的主要因素,有效地剔除地表位移中的陆地水储量影响,是获取地壳构造垂向运动的必要过程.四川地处青藏高原东边缘,地形分区明显,境内以长江水系为主,水资源丰富,研究四川地区地表负荷形变位移,有助于分析陆地水储量的时空分布特性及地壳构造形变信息.本文利用研究区域内59个CORS站的GPS观测数据,计算了CORS站点的垂向位移,并将其与GRACE所得相应结果进行对比分析.结果显示,GPS和GRACE所得垂向位移时间序列的振幅大小整体相符,但存在明显的相位差.GPS站点振幅最大值为12.7mm,对应HANY站,最小值为1.5mm,对应SCMX站.GRACE所得的地表垂向位移振幅大小均为3～4mm,且最大位移集中出现在7—9月份;而GPS站点出现最大位移的月份和地形相关,东部盆地、西北部高原和南部山地分别出现在7—8月份、10—11月份和10月份.GPS站点时间序列中的周年项与陆地水的季节性变化强相关,为了讨论陆地水储量对GPS站点位移的影响,本文利用改进的总体经验模态分解方法(MEEMD:Modified Ensemble Empirical Mode Decomposition),从GPS垂向位移时间序列中提取出周年项及约2年的年际变化项.发现利用MEEMD获取的周年项改正原始GPS时间序列时可使其WRMS(Weight Root Mean Square)减少量减小约26%,结果优于最小二乘拟合方法提取的GPS周年项改正效果,验证了MEEMD方法在GPS坐标时间序列处理中的可行性及有效性.

关键词：地表垂向位移陆地水储量连续运行参考站时间序列分析改进的总体平均经验模态分解