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Multi-agent mobile networking observation experiment at the air-sea interface of ocean eddy

Science China Earth Sciences 2024年第10期67卷 3083-3097页

作者： Yi ZHANG Dongxiao WANG Li ZHOU Chunhua QIU Yunfei ZHANG Zhiliang DENG Biao ZHANG yunping liu Yeqiang SHU Fenghua ZHOU Danian liu Zhengqiu ZHANG School of Marine Sciences Sun Yat-Sen UniversityZhuhai 519082China Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai) Zhuhai 519082China School of Marine Technology and Geomatics Jiangsu Ocean UniversityLianyungang 222005China Zhuhai Yunzhou Intelligent Technology Co. Ltd.Research and Design CenterZhuhai 519000China School of Automation Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044China School of Marine Sciences Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044China State Key Laboratory of Tropical Oceanography South China Sea Institute of OceanologyChinese Academy of SciencesGuangzhou 510301China

Current climate forecasting has advanced to the stage of investigating mesoscale air-sea interactions. Recent studies have identified significant structural differences between the cores and edges of mesoscale eddies;however, the effects of these structural variations on air-sea fluxes and the Marine Atmospheric Boundary Layer(MABL) remain underexplored. Traditional observations often fail to capture the detailed structures of eddies, necessitating enhanced observations at high spatiotemporal resolution for mesoscale eddies. To address this, efforts have been made to develop multi-agent platforms and expendable air-sea interface observation technologies. A task-oriented observation scheme was developed to monitor the spatial characteristics of mesoscale eddies. The South China Sea(SCS) is rich in mesoscale eddies with rapid motion changes, requiring enhanced observations of the air-sea interface using multi-agent mobile networking. An anticyclonic eddy was observed in the eastern region of the Xisha Islands in the SCS, and we examined variations in air-sea fluxes across different regions within the eddy.

关键词： Multi-agent Mobile networking Mesoscale eddy Air-sea interface Collaborative observation

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极端暴雨情景下的城市脆弱性评价

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灾害学 2024年第1期39卷 222-227,234页

作者：程娅娅高玉琴刘云苹徐龙升河海大学水利水电学院江苏南京210098

近年来极端暴雨频率呈上升趋势,面对极端暴雨给城市带来的巨大财产损失和人员伤亡,评价城市脆弱性,确定城市应对暴雨的能力是脆弱性研究中的重要方向。该文通过阐述城市脆弱性的内涵及特点,梳理了极端暴雨情景下的城市脆弱性的主要影响... 详细信息

近年来极端暴雨频率呈上升趋势,面对极端暴雨给城市带来的巨大财产损失和人员伤亡,评价城市脆弱性,确定城市应对暴雨的能力是脆弱性研究中的重要方向。该文通过阐述城市脆弱性的内涵及特点,梳理了极端暴雨情景下的城市脆弱性的主要影响指标,从敏感程度、易损程度和应对能力三个方面构建极端暴雨情景下的城市脆弱性评价指标体系,并运用AHP、熵权法和灰色关联度法构建基于AHP-熵权法的灰色关联度评价模型,最后以秦淮河流域南京地区为例进行实例分析。结果表明:在极端暴雨条件下,南京市城市脆弱性为中低等级;与极端暴雨条件相关的指标中,最长洪水淹没历时和洪峰调蓄容量是影响南京市城市脆弱性的主要因素。南京城市脆弱性的主要障碍因素有人均地方财政支出、建成区排水管道密度、城市污水集中处理率和人均地区生产总值。

关键词：极端暴雨城市脆弱性 AHP-熵权法灰色关联度障碍度

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基于多元状态评估和相关分析的振动故障诊断

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振动与冲击 2024年第17期43卷 269-277页

作者：黄杨森王勇刘云平冯小健东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

针对运行状态汽轮发电机轴振、瓦振异常预警及其原因诊断困难问题,提出一种基于多元状态评估(multivariate state evaluation technology,MSET)和相关分析(correlation analysis, CA)的故障诊断方法。首先基于MSET和滑动窗口计算当前评... 详细信息

针对运行状态汽轮发电机轴振、瓦振异常预警及其原因诊断困难问题,提出一种基于多元状态评估(multivariate state evaluation technology,MSET)和相关分析(correlation analysis, CA)的故障诊断方法。首先基于MSET和滑动窗口计算当前评价窗口内参量估计值与其运行值的残差;其次计算当前评价窗口内参数间相关系数与状态矩阵中对应相关系数的残差;再次通过为各参数相对偏差均值或残差均值、各相关系数残差设定阈值,从而提取出异常特征;最后基于异常特征和欧式距离进行振动异常预警和异常故障诊断。利用掌握的汽轮发电机运行数据测试验证,测试结果表明,所提故障诊断方法切实可行,与单一的参数自身变化评价或相关分析相比,可提取更多异常或故障特征,具备多故障诊断分析能力,更有利于振动异常预警和提高故障诊断准确性。

关键词：多元状态评估(MSET) 相关分析(CA) 异常预警故障诊断

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基于组合赋权-云模型的城市洪涝灾害韧性评价方法

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水利水电科技进展 2024年第2期44卷 22-29,36页

作者：高玉琴汪键高见季孔阳刘云苹高力河海大学水利水电学院江苏南京210098 江苏省农村水利科技发展中心江苏南京210029

基于城市系统应对洪涝灾害事件的响应过程,从基础抵御、防灾预警、应急响应和适应恢复4个方面构建了包含4个一级指标和20个二级指标的城市洪涝灾害韧性评价指标体系,在此基础上通过可拓层次分析法和熵权法对指标分别进行主观和客观赋权... 详细信息

基于城市系统应对洪涝灾害事件的响应过程,从基础抵御、防灾预警、应急响应和适应恢复4个方面构建了包含4个一级指标和20个二级指标的城市洪涝灾害韧性评价指标体系,在此基础上通过可拓层次分析法和熵权法对指标分别进行主观和客观赋权,结合博弈论理论进行组合赋权,提出了基于组合赋权-云模型的城市洪涝灾害韧性评价方法。南京市6个行政区的验证结果表明:该方法可有效评价城市洪涝灾害韧性水平,6个行政区中建邺区、江宁区为高韧性地区,鼓楼区、秦淮区为较高韧性地区,雨花台区为中等韧性地区,溧水区为较低韧性地区。

关键词：城市韧性洪涝灾害韧性评价云模型组合赋权

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基于奇异摄动分解的带机械臂旋翼无人机飞行稳定性研究

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电光与控制 2024年第9期31卷 18-24,37页

作者：梅平谢双双张豪刘云平南京信息工程大学自动化学院南京210000

为了降低无人机和机械臂之间的耦合作用,提高带臂四旋翼无人机飞行过程中的稳定性,首先建立系统动力学模型,然后根据实际情况,对模型进行简化。在此基础上进行内、外环分解,外环为四旋翼位置控制和机械臂角度控制,内环为四旋翼俯仰角控... 详细信息

为了降低无人机和机械臂之间的耦合作用,提高带臂四旋翼无人机飞行过程中的稳定性,首先建立系统动力学模型,然后根据实际情况,对模型进行简化。在此基础上进行内、外环分解,外环为四旋翼位置控制和机械臂角度控制,内环为四旋翼俯仰角控制。对于外环的动力学模型,根据速度变化特点,利用奇异摄动理论对外环变量,即四旋翼线速度和机械臂角速度,进行快、慢变子系统分解,再次降低了系统间的耦合性。对于分解后的快、慢变子系统,设计非奇异终端滑模控制并引入干扰观测器,以期提高带臂四旋翼无人机飞行过程中的稳定性。最后,仿真验证了所设计算法的优越性。

关键词：无人机机械臂飞行稳定性内外环分解奇异摄动理论非奇异终端滑模控制

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复杂环境下无人机集群运动一致性的群体熵度量

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中国惯性技术学报 2024年第1期32卷 88-96页

作者：刘云平牛天宇敖洋钒周朝杰还红华张婷婷南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 江苏省农业科学院南京210014 中国人民解放军陆军工程大学南京210001

针对无人机集群在多障碍物或空间受限等复杂环境中协同飞行时无法实现群体自主的协同演化及适应环境、态势的变化,导致整个群体运动产生振荡、失控等一致性差的问题,提出一种无人机集群运动一致性的群体熵度量理论。通过建立群体运动行... 详细信息

针对无人机集群在多障碍物或空间受限等复杂环境中协同飞行时无法实现群体自主的协同演化及适应环境、态势的变化,导致整个群体运动产生振荡、失控等一致性差的问题,提出一种无人机集群运动一致性的群体熵度量理论。通过建立群体运动行为稳定程度的熵度量函数,作为个体之间协同运动的适应度值指标,实现复杂环境下无人机集群运动一致性的自适应调节。最后进行仿真实验,相比传统无人机集群算法,引入群体熵度量的无人机运动集聚收敛速度提高30%,复杂环境中集群运动的熵值波动范围下降21.8%,有效证明群体熵度量对于无人机集群运动一致性的提高。

关键词：无人机集群运动运动一致性群体熵度量

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低轨大规模星座国内外二元治理之协调与完善

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北京航空航天大学学报（社会科学版） 2024年第3期37卷 128-139页

作者：欧蓝柠刘云萍中国民航大学法学院天津300300 湘潭大学法学院湖南湘潭411105

当前,低轨大规模星座外空治理面临的问题包括轨道频率资源有限、卫星相撞风险、环境污染等问题。各国对低轨大规模星座的近地轨道部署依旧在稳步推进,加上当前低轨大规模星座建设缺乏有序监管,国内与国际就低轨星座治理尚未达成共识,协... 详细信息

当前,低轨大规模星座外空治理面临的问题包括轨道频率资源有限、卫星相撞风险、环境污染等问题。各国对低轨大规模星座的近地轨道部署依旧在稳步推进,加上当前低轨大规模星座建设缺乏有序监管,国内与国际就低轨星座治理尚未达成共识,协调和完善低轨大规模星座外空治理迫在眉睫。因此,通过归纳低轨大规模星座外空治理规则之不足,从治理政策及立法动向层面,分析中国、英国、美国等的国内治理环境,提出国际治理之完善建议与国内外协调治理之构想,即明确外空和平发展的底色和基调,强调空间命运共同体发展,合理利用联合国相关平台来积极改进现有规则,同时强化各航天国之间的现有合作机制,旨在对低轨大规模星座的外空治理以及相关治理规则的完善有所裨益。

关键词：外空低轨大规模星座二元治理空间命运共同体外空轨道资源治理

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Dynamics Modeling and Stability Analysis of Tilt Wing Unmanned Aerial Vehicle During Transition

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Computers, Materials & Continua 2019年第6期59卷 833-851页

作者： Yonghong Zhang Yunfei Deng yunping liu Lihua Wang School of information and control Nanjing University of Information Science and TechnologyNanjing210044China

In the transition mode of quad tilt wing-unmanned aerial vehicle(QTW-UAV),the system stability of UAV will change with the tilt angle changes,which will cause serious head drop ***,with the complex air flow and other disturbances,the system is prone to side bias,frying,stall and other kinetic stability problems,hence the system stability analysis has become an urgent problem to be *** solve the stability problem,we need the quantitative criteria of system stability and effective tool of stability analysis,and can improve the stability of the motion control by optimizing the structural parameters of the ***,based on the design of the mechanical structure,the quantitative relationship between the structure parameters of the aerial vehicle and kinetic stability of the system transition mode is established by the Lyapunov exponent *** this paper,the dynamic modeling of the position and attitude angle is carried out and the stability of the system is analyzed by Lyapunov exponent,the results show that changing the mechanical structure of the system can improve the flight stability for the system transition mode and lay a theoretical foundation for the system stability *** with the Lyapunov direct method,this method can be construct easily,has a simple calculation process and so *** improve the flight stability by optimizing the structure and the experiment confirms that expanding area can enhance flight stability within limits.

关键词： QTW-UAV transition stability dynamics model lyapunov exponent

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基于交叉注意力机制的多特征行人重识别

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南京信息工程大学学报 2024年第4期16卷 461-471页

作者：邬心怡邓志良刘云平董娟李嘉琦南京信息工程大学自动化学院南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

针对现有的行人重识别方法难以避免环境噪声导致的特征提取不精确、易被误认为行人特征等问题,提出一种基于动态卷积与注意力机制的行人多特征融合分支网络.首先,由于拍摄时存在光照变化、人体姿势调整以及物体遮挡等不确定因素,提出使... 详细信息

针对现有的行人重识别方法难以避免环境噪声导致的特征提取不精确、易被误认为行人特征等问题,提出一种基于动态卷积与注意力机制的行人多特征融合分支网络.首先,由于拍摄时存在光照变化、人体姿势调整以及物体遮挡等不确定因素,提出使用动态卷积替换ResNet50中的静态卷积得到具有更强鲁棒性的Dy-ResNet50模型;其次,考虑到拍摄行人图片的视角有较大差异且存在行人被物体遮挡的情况,提出将自注意力机制与交叉注意力机制嵌入骨干网络;最后,将交叉熵损失函数和难样本三元损失函数共同作为模型损失函数,在DukeMTMC-ReID、Market-1501和MSMT17公开数据集上进行实验,并与主流网络模型进行比较.结果表明:在3个公开数据集上,本文所提模型的Rank-1(第一次命中)与mAP(平均精度均值)相比当前主流模型均有所提升,具有较高的识别准确率.

关键词：行人重识别动态卷积自注意力机制交叉注意力机制

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非结构化环境下番茄采摘机器人目标识别与检测

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中国农机化学报 2024年第4期45卷 205-213页

作者：张永宏李宇超董天天秦夏洋刘云平曹景兴南京信息工程大学自动化学院南京市210044 无锡新松机器人自动化有限公司江苏无锡214000

针对采摘机器人收获技术中的识别技术受限于非结构化环境中复杂背景干扰的问题,采用改进模型后处理的研究路线,提出一种改进YOLOv5算法。首先将果实目标的中心点距离、预测框宽高实际差值与面积交并比三者共同考虑为损失项,提升预测框... 详细信息

针对采摘机器人收获技术中的识别技术受限于非结构化环境中复杂背景干扰的问题,采用改进模型后处理的研究路线,提出一种改进YOLOv5算法。首先将果实目标的中心点距离、预测框宽高实际差值与面积交并比三者共同考虑为损失项,提升预测框实际尺寸精度,再利用中心点距离作为惩罚项加权面积交并比得分,提升密集目标的识别能力,最后通过设置辅助训练头,提供更多的梯度信息以防止过拟合现象。通过多种损失函数损失值对比与模型改进精度对比试验证明改进有效性,部署至机器人验证可行性。结果表明,改进后的算法模型识别平均精度95.6%,召回率达到90.1%,相较于改进前全类精度提升0.4个百分点,召回率提升0.4个百分点,满足采摘机器人识别需求。

关键词：非结构化番茄果实目标识别损失函数优化 YOLOv5算法

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