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RR-SC:边缘设备中基于随机计算神经网络的运行时可重配置框架

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计算机研究与发展 2024年第4期61卷 840-855页

作者：宋玉红沙行勉诸葛晴凤许瑞王寒华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

随着人工智能民主化的发展,深度神经网络已经被广泛地应用于移动嵌入式设备上,例如智能手机和自动驾驶领域等.随机计算作为一种新兴的、有前途的技术在执行机器学习任务时使用简单的逻辑门而不是复杂的二进制算术电路.它具有在资源(如... 详细信息

随着人工智能民主化的发展,深度神经网络已经被广泛地应用于移动嵌入式设备上,例如智能手机和自动驾驶领域等.随机计算作为一种新兴的、有前途的技术在执行机器学习任务时使用简单的逻辑门而不是复杂的二进制算术电路.它具有在资源(如能源、计算单元和存储单元等)受限的边缘设备上执行深度神经网络低能耗、低开销的优势.然而,之前的关于随机计算的工作都仅仅设计一组模型配置并在固定的硬件配置上实现,忽略了实际应用场景中硬件资源(如电池电量)的动态改变,这导致了低硬件效率和短电池使用时间.为了节省电池供电的边缘设备的能源,动态电压和频率调节技术被广泛用于硬件重配置以延长电池的使用时间.针对基于随机计算的深度神经网络,创新性地提出了一个运行时可重配置框架,即RR-SC,这个框架首次尝试将硬件和软件的重配置相结合以满足任务的时间约束并最大限度节省能源.RR-SC利用强化学习技术可以一次性生成多组模型配置,同时满足不同硬件配置(即不同的电压/频率等级)下的准确率要求.RR-SC得到的解具有最好的准确率和硬件效率权衡.同时,多个模型配置运行时在同一个主干网络上进行切换,从而实现轻量级的软件重配置.实验结果表明,RRSC可以在110 ms内进行模型配置的轻量级切换,以保证在不同硬件级别上所需的实时约束.同时,它最高可以实现7.6倍的模型推理次数提升,仅造成1%的准确率损失.

关键词：边缘设备随机计算运行时重配置动态硬件环境轻量级软件重配置强化学习

改进的基于贝叶斯框架和Lamb波的复合材料损伤定位方法

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应用力学学报 2024年第3期41卷 499-508页

作者：范朝珠李志强刘鹏王菡太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学航空航天学院太原030024 太原理工大学力学国家级实验教学示范中心太原030024

研究了一种改进的在贝叶斯框架下将椭圆轨迹法与概率成像法进行概率集成的重构算法,通过研究Lamb波在复合材料层合板上的传播特性,对重构算法进行改进,解决了原有算法对于传感器网络边缘的分层损伤定位不准确的问题。本研究还以曲面复... 详细信息

研究了一种改进的在贝叶斯框架下将椭圆轨迹法与概率成像法进行概率集成的重构算法,通过研究Lamb波在复合材料层合板上的传播特性,对重构算法进行改进,解决了原有算法对于传感器网络边缘的分层损伤定位不准确的问题。本研究还以曲面复合材料层合板为例,进行了几种不同分层损伤工况下的有限元分析,提出了权重系数β,为该方法应用在曲面复合材料层合板上提供了可靠的解决方法。结果表明,改进的重构算法可以实现对传感器网络边缘分层损伤和曲面复合材料板分层损伤的精准定位,定位的绝对误差小于1 cm。

关键词：复合材料分层损伤贝叶斯损伤成像信号处理

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喀斯特湖泊-河流系统溶解性有机质光谱特征

生态学报 2024年第11期44卷 4584-4596页

作者：龙靖潇王志康王晗马永梅倪茂飞贵州民族大学生态环境工程学院贵阳550025 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 贵州省工程地质灾害防治工程研究中心(贵州民族大学) 贵阳550025

为探索喀斯特湖泊-河流系统溶解性有机质(DOM)光谱特征空间格局,该研究以我国贵州红枫湖、百花湖和老马河为对象,分析了表层水体DOM紫外参数(SUVA_(254)、SUVA_(280)、S_(275—295)、S_(350—400)、S_(R)和E2/E3),利用三维荧光-平行因子... 详细信息

为探索喀斯特湖泊-河流系统溶解性有机质(DOM)光谱特征空间格局,该研究以我国贵州红枫湖、百花湖和老马河为对象,分析了表层水体DOM紫外参数(SUVA_(254)、SUVA_(280)、S_(275—295)、S_(350—400)、S_(R)和E2/E3),利用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)解析DOM主要成分,同时基于荧光参数(HIX、FI、BIX和β∶α)揭示其来源信息。该研究运用Spearman相关性分析及主成分分析(PCA)方法,揭示DOM参数的内在联系及重要组分贡献。结果显示,红枫湖、百花湖和老马河SUVA_(254)和SUVA_(280)值较低,而E2/E3、S_(275—295)和S_(350—400)值较高,说明芳香类成分占比较少且DOM整体分子量较小。水体DOM主要成分为:红枫湖/百花湖(C1:微生物代谢类腐殖质;C2:可见光范围腐殖质;C3:色氨酸),老马河(C1:色氨酸;C2:富里酸;C3:陆源类腐殖质)。水体BIX范围在0.77—1.12之间,说明生物源和陆源输入共同贡献DOM。红枫湖与百花湖FI值小于1.4,而老马河在1.4—1.9间,说明河流内源DOM贡献率高于湖泊。水体β∶α值范围在0.73—1.10之间,说明新生DOM具有显著贡献。湖泊与河流HIX值低于4,表明水体腐殖化程度低。老马河HIX与S_(R)和S_(275—295)呈正相关(P<0.05)且与FI呈负相关(P<0.05),说明DOM腐殖化程度与分子大小和来源密切联系。芳香类DOM的同质性导致SUVA_(254)和SUVA_(280)相互耦合。研究发现新生DOM多具有生物降解性,表现为BIX和β∶α强相关。相对于激流系统,湖泊具有更多的水力停留时间,这可能进一步促进内源微生物的代谢,导致生物驱动的有机质快速循环,因此不同DOM生物讯号相互耦合。研究阐明了喀斯特湖泊-河流系统DOM成分与来源特征,有望为研究全球碳循环过程提供数据支撑。

关键词：喀斯特湖泊-河流空间格局溶解性有机质平行因子分析

地理大数据揭示中国主要城市建成环境物质存量的空间格局

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Engineering 2024年第3期34卷 143-153页

作者： Zhou Huang Yi Bao Ruichang Mao han wang Ganmin Yin Lin Wan Houji Qi Qiaoxuan Li Hongzhao Tang Qiance Liu Linna Li Bailang Yu Qinghua Guo Yu Liu Huadong Guo Gang Liu Institute of Remote Sensing and Geographical Information Systems School of Earth and Space SciencesPeking UniversityBeijing 100871China International Research Center of Big Data for Sustainable Development Goals Beijing 100094China SDU Life Cycle Engineering Department of Green TechnologyUniversity of Southern DenmarkOdense 5230Denmark Department of Construction Management School of Civil EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084China School of Computer Science China University of GeosciencesWuhan 430074China School of Geographical Sciences East China Normal UniversityShanghai 200062China Land Satellite Remote Sensing Application Center Ministry of Natural ResourcesBeijing 100048China Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China Department of Geography California State UniversityLong BeachCA 90840USA Aerospace Information Research Institute Chinese Academy of SciencesBeijing 100094China College of Urban and Environmental Sciences Peking UniversityBeijing 100871China

The patterns of material accumulation in buildings and infrastructure accompanied by rapid urbanization offer an important,yet hitherto largely missing stock perspective for facilitating urban system engineering and informing urban resources,waste,and climate ***,our existing knowledge on the patterns of built environment stocks across and particularly within cities is limited,largely owing to the lack of sufficient high spatial resolution *** study leveraged multi-source big geodata,machine learning,and bottom-up stock accounting to characterize the built environment stocks of 50 cities in China at 500 m fine-grained *** per capita built environment stock of many cities(261 tonnes per capita on average)is close to that in western cities,despite considerable disparities across cities owing to their varying socioeconomic,geomorphology,and urban form *** is mainly owing to the construction boom and the building and infrastructure-driven economy of China in the past ***’s urban expansion tends to be more“vertical”(with high-rise buildings)than“horizontal”(with expanded road networks).It trades skylines for space,and reflects a concentration-dispersion-concentration pathway for spatialized built environment stocks development within cities in *** results shed light on future urbanization in developing cities,inform spatial planning,and support circular and low-carbon transitions in cities.

关键词： Urban system engineering Built environment stock Spatial pattern Urban sustainability Big geodata

Vibronic effect study of ^(1)A_(2) state of H_(2)O and D_(2)O

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Chinese Physics B 2024年第5期33卷 395-399页

作者：张倍源王礼涵朱剑辉徐卫青马子茹赵小利吴勇朱林繁 Department of Modern Physics University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China Center for Transformative Science ShanghaiTech UniversityShanghai 201210China Department of Physics Yantai UniversityYantai 264005China Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100088China School of Physics and Information Technology Shaanxi Normal UniversityXi'an 710119China HEDPS Center for Applied Physics and TechnologyPeking UniversityBeijing 100084China

The generalized oscillator strengths of the dipole-forbidden excitations of the ^(1)A_(2) of H_(2)O and D_(2)O were calculated with the time dependent density functional theory,by taking into account the vibronic *** is found that the vibronic effect converts the dipole-forbidden excitation of the ^(1)A_(2) into a dipole-allowed one,which enhances the intensities of the corresponding generalized oscillator strength in the small squared momentum transfer *** present investigation shows that the vibronic effect of H_(2)O is slightly stronger than that of D_(2)O,which exhibits a clear isotopic effect.

关键词： water heavy water generalized oscillator strength vibronic effect isotope effect

从“在线”到“在场”——元宇宙赋能酒店在线商品展示对顾客购买意愿的影响

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经济论坛 2024年第4期 69-83页

作者：刘芳王涵湖南师范大学旅游学院湖南长沙410081

信息技术的快速发展使顾客能够线上了解和体验商品利益,线上商品展示已成为酒店业重要的营销策略。随着Web 3.0时代的迈进,虚拟现实技术作为一种新兴的在线商品展示方式受到了广泛关注。文章基于情境线索理论和双系统理论模型,通过三项... 详细信息

信息技术的快速发展使顾客能够线上了解和体验商品利益,线上商品展示已成为酒店业重要的营销策略。随着Web 3.0时代的迈进,虚拟现实技术作为一种新兴的在线商品展示方式受到了广泛关注。文章基于情境线索理论和双系统理论模型,通过三项实验深入探讨了酒店在线商品展示对顾客购买意愿的影响机制。实验结果表明,与传统的图片和视频展示方式相比,虚拟现实技术能够显著提高顾客的社会临场感和感知诊断性,从而显著增强其购买意愿。同时,展示方式中融入人类或富有视觉元素的情境能进一步增强社会临场感和感知诊断性。此外,对于满意型决策风格的顾客,这种影响尤为显著。研究结论丰富了在线商品展示与购买意愿的相关理论体系,以期为酒店制定在线商品展示策略提供决策参考。

关键词：酒店在线商品展示顾客购买意愿决策风格

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多层次矿床本体的构建及在知识图谱中的应用

矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 211-217页

作者：张前龙周永章虞鹏鹏王汉雨韩枫贺炬翔中山大学地球科学与工程学院广东珠海519000 中山大学地球环境与地球资源中心广东珠海519000 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广东珠海519000

将具有多元异构性和复杂语义的矿床数据转化为结构化数据,是目前矿产资源勘查大数据领域面临的关键问题。传统的机器学习方法无法精确描述实体概念、属性及其属性值的语义信息,导致多源异构数据的可解释性较差。因此,可解释性的知识图... 详细信息

将具有多元异构性和复杂语义的矿床数据转化为结构化数据,是目前矿产资源勘查大数据领域面临的关键问题。传统的机器学习方法无法精确描述实体概念、属性及其属性值的语义信息,导致多源异构数据的可解释性较差。因此,可解释性的知识图谱已成为当前研究的热点。然而,当前矿床领域本体构建研究仍相对匮乏,这阻碍了矿床知识图谱的研究。本文聚焦于矿床领域的概念、关系、属性描述,结合知识工程、叙词表、复用前人本体及专家知识,采用基于知识工程和基于顶层本体相结合的本体构建方法,使用本体开发工具Protégé构建了以时空矿床文本为基础的矿床领域本体库,实现了矿床知识概念、关系的系统化、规范化、形式化表达。然后运用Neo4j构建本体库知识图谱,并以庞西垌多金属矿床为案例,将矿床本体与矿床数据进行了知识图谱连接,展示了矿床本体作为知识图谱骨架的重要性。本文研究对下一步矿床知识图谱推理分析具有一定的指导意义。

关键词：领域本体矿床知识图谱矿床本体可视化智能找矿地质大数据

生物信息学分析tspear表达在结直肠癌患者预后评估中的作用及机制

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四川生理科学杂志 2024年第5期46卷 945-950页

作者：韩旺王娟徐靖天津市人民医院天津市普通外科学重点建设学科实验室天津市人民医院普通外科天津300121

目的:基于癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据集,探索tspear基因在结直肠癌中的预后作用及机制。方法:自TCGA获取数据,应用R语言分析结直肠癌组织和正常组织间tspearmRNA的表达差异及TSPEAR表达与临床病理特征之间的相... 详细信息

目的:基于癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据集,探索tspear基因在结直肠癌中的预后作用及机制。方法:自TCGA获取数据,应用R语言分析结直肠癌组织和正常组织间tspearmRNA的表达差异及TSPEAR表达与临床病理特征之间的相关性。采用Kaplan-Meier分析、比例风险回归分析(Cox's proportional hazards regression model,Cox)和列线图确定tspear对结直肠癌患者总生存率和疾病特异性生存率的预测价值。对tspear相关的差异表达基因进行基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)、基因本体富集(Gene Ontology,GO)和信号通路富集(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)。结果:tspear在结直肠癌中的表达显著增加,其表达升高与肿瘤T分期、M分期、残余肿瘤、总生存期和疾病特异性生存期显著相关。单变量Cox回归分析表明tspear是结直肠癌生存率的预测因子。多变量Cox回归分析显示tspear是结直肠癌的独立预后因素。KEGG分析显示tspear相关差异表达基因主要富集于神经活性配体-受体相互作用通路。结论:tspear可能是一种新的结直肠癌独立预后生物标志物。

关键词：结直肠癌生物信息学预后

基于固态储氢与燃料电池耦合的车载氢能源系统建模与特性分析

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汽车工程学报 2024年第4期14卷 631-641页

作者：王晗朱丹长安大学西安710064

探讨了一种使用金属氢化物储氢罐和质子交换膜燃料电池的车载氢能源系统,旨在通过数学建模和工况测试评估氢能源系统内部的热量耦合效应。基于热交换系统结构和换热特性提出了氢能源系统多物理场模型,又基于增程式燃料电池物流车运行工... 详细信息

探讨了一种使用金属氢化物储氢罐和质子交换膜燃料电池的车载氢能源系统,旨在通过数学建模和工况测试评估氢能源系统内部的热量耦合效应。基于热交换系统结构和换热特性提出了氢能源系统多物理场模型,又基于增程式燃料电池物流车运行工况进行了数值模拟和试验验证。结果表明,所提出的数学模型能准确表征车载氢能源系统的动态特性,功率响应与温度动态变化具有显著的一致性。借助热交换系统提供热量补充,低温条件下固态储氢罐释氢速度加快,提高氢能源系统的动态响应速度和能源利用效率。研究结果可用于基于固态储氢与燃料电池耦合的氢能源系统最优尺寸设计、温度控制和能量管理策略设计。

关键词：车载氢能源系统金属氢化物氢存储质子交换膜燃料电池换热系统模型测试

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