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结构动力学自启动单解隐式积分器的分析与优化

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振动工程学报 2025年

作者：李金泽刘耀坤崔乃刚于开平哈尔滨工业大学航天学院

时间积分算法是分析大型航天结构动态响应的一种常用且高效的数值求解技术。在众多算法中，具有竞争性的隐式时间积分法通常需满足一系列严苛要求，包括自启动性、单解性、无条件稳定性、二阶精度、数值高频耗散的可控性以及零阶超调。... 详细信息

时间积分算法是分析大型航天结构动态响应的一种常用且高效的数值求解技术。在众多算法中，具有竞争性的隐式时间积分法通常需满足一系列严苛要求，包括自启动性、单解性、无条件稳定性、二阶精度、数值高频耗散的可控性以及零阶超调。为了深入探讨自启动单解隐式积分法的局限性，本文构建了一个具有普遍适用性的自启动单解时间积分算法框架，并详细分析了实现一致精度阶数、超调阶数和可控数值高频耗散所需的代数条件。基于这一框架，证明了在没有额外技术的加持下，自启动单解隐式积分法无法同时满足位移和速度的二阶精度、零阶位移和至多一阶速度超调，以及可控的数值高频耗散。鉴于这一限制，本文进一步设计、分析和优化了三类具有不同超调阶数的隐式积分算法。提出的算法均具备自启动性、单解性、无条件稳定性、二阶精度和可控数值高频耗散（全历程变化），而不同之处在于加速度的精度阶数与超调的阶数。通过优化振幅与相位误差，提出的三类算法在性能上均优于已发表的自启动单解隐式积分法。性能比较和数值算例验证了理论分析，并充分展示了提出的三类算法在精度方面的显著优势。

关键词：自启动隐式算法单解时间积分方法振幅和相位误差最优化设计

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社会性蜂类昆虫认知行为研究进展

环境昆虫学报 2025年

作者：文超张金秋张晨阳郭宇豪王偲葛瑨温俊宝北京林业大学草业与草原学院北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室华南农业大学林学与风景园林学院中国科学院动物研究所农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室

关于动物认知研究主要侧重于大脑相对较大的脊椎动物，如灵长类和鸟类。本文综述了社会性蜂类个体、群体水平认知相关的研究工作。研究表明蜂类昆虫也具有复杂的个体认知能力，包括联想学习、自我认知、工具使用和空间导航等。蜂类昆虫... 详细信息

关于动物认知研究主要侧重于大脑相对较大的脊椎动物，如灵长类和鸟类。本文综述了社会性蜂类个体、群体水平认知相关的研究工作。研究表明蜂类昆虫也具有复杂的个体认知能力，包括联想学习、自我认知、工具使用和空间导航等。蜂类昆虫表现出基于多巴胺的情绪状态，这种情绪是由对食物的欲望和个体经历引起的。蜂类昆虫同样还具有复杂的社会认知行为，蜂群中不同个体间能够进行个体识别，这是蜂群内部进行社会互动的基础。此外，部分蜂类被证实通过训练之后能解决一些非自然任务的能力，这些行为可以通过社会学习在不同个体间传播，最终在整个种群中保留下来。本文最后讨论了蜂类昆虫认知行为的神经基础，越来越多的证据表明蜂类昆虫具备认知能力的神经细胞基础，这取决于神经元之间的复杂连接。本文回顾了蜂类昆虫认知行为的最新进展，这有助于为动物行为和认知演化提供独特的视野。

关键词：认知社会性昆虫蜂联想学习工具使用

基于干细胞因子/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用

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食品科学 2025年第3期46卷 20-26页

作者：项芳琴李玉星李柏良东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150006

目的:基于干细胞因子(stem cell factor,SCF)/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用。方法:雄性ICR小鼠随机分为空白组、模型组以及鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12低剂量(1.5×10^(6)CFU/只)、中剂量(1.5×10^(7)CFU/只... 详细信息

目的:基于干细胞因子(stem cell factor,SCF)/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用。方法:雄性ICR小鼠随机分为空白组、模型组以及鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12低剂量(1.5×10^(6)CFU/只)、中剂量(1.5×10^(7)CFU/只)和高剂量(1.5×10^(8)CFU/只)组,各组小鼠分别连续灌胃相应的药物15 d后,灌胃盐酸洛哌丁胺混悬液(4 mg/kg)建立便秘模型,测定各组小鼠的体质量、首粒黑便排出时间、5 h内黑便排出数量及质量、小肠推进率、血清中胃肠调节肽和炎性细胞因子水平及小鼠结肠组织SCF、C-kit转录水平,并观察结肠病理结构。结果:与模型组相比,中、高剂量的鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12均能缩短小鼠的首粒黑便排出时间(P<0.001),增加小鼠5 h内排黑便的粒数和质量(P<0.01、P<0.001),提高小肠内的墨汁推进率(P<0.001);升高小鼠血清中胃动素、胃泌素、P物质和白细胞介素(interleukin,IL)10的质量浓度,降低内皮素1、生长抑素、血管活性肠肽和IL-6的质量浓度;增加结肠组织中SCF和C-kit mRNA相对表达量(P<0.01、P<0.001);修复受损结肠屏障。结论:鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12能够通过调节SCF/C-kit通路,进而影响胃肠调节肽和炎性细胞因子的释放,发挥其促进胃肠蠕动的功能,改善便秘症状。

关键词：鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12 便秘润肠通便效果炎性细胞因子胃肠调节肽干细胞因子/C-kit信号通路

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山东滨州应用于小开河灌区水库群引调水优化模型研究

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中国农村水利水电 2025年

作者：张许峰高占义杨芸樊煜郑欣荣周客中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室国家节水灌溉北京工程技术研究中心山东省滨州市引黄灌溉服务中心中国农业大学

为提升小开河灌区引调水管理水平，减少引调水过程的渗漏损失，本研究以灌区干渠渗漏水损失最小兼顾全年引调水频次少为目标，构建灌区水库群引调水优化模型。采用遗传算法对模型求解，得到灌区全年内水库群引调水过程优化方案。以小开... 详细信息

为提升小开河灌区引调水管理水平，减少引调水过程的渗漏损失，本研究以灌区干渠渗漏水损失最小兼顾全年引调水频次少为目标，构建灌区水库群引调水优化模型。采用遗传算法对模型求解，得到灌区全年内水库群引调水过程优化方案。以小开河灌区2022-2023调度年的水库群引调水过程为实例分析，结果表明，采用灌区水库群引调水优化模型制定的引调水方案，单次引调水过程最多可减少渗漏损失81.26万m3，损失率降低4.25%，全年可减少渗漏损失313.84万m3，损失率降低2.35%，全年引调水次数可减少3次，有效减少渗漏损失并便于灌区引调水管理。该研究构建的灌区水库群引调水优化模型可为灌区制定引调水计划提供科学支撑，指导灌区科学合理配水与集中统一调度。

关键词：灌区渗漏损失水库群引调水优化调度优化模型

特厚煤层卸压瓦斯定向钻孔精准抽采关键技术研究

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煤炭科技 2025年 1-6页

作者：刘金虎徐矿集团技术中心(创新管理办公室)

针对某矿近距离煤层群开采瓦斯防治难题,研究了特厚坚硬煤层卸压瓦斯定向钻孔精准抽采关键技术,优化了定向长钻孔抽采突出煤层卸压瓦斯技术参数,确定了卸压后采空区高浓度瓦斯的富集区域。根据煤层群开采顺序,建立了煤层群定向高位长钻... 详细信息

针对某矿近距离煤层群开采瓦斯防治难题,研究了特厚坚硬煤层卸压瓦斯定向钻孔精准抽采关键技术,优化了定向长钻孔抽采突出煤层卸压瓦斯技术参数,确定了卸压后采空区高浓度瓦斯的富集区域。根据煤层群开采顺序,建立了煤层群定向高位长钻孔、普通钻孔及地面钻井的联合、立体瓦斯抽采体系,确保了煤层群的安全开采。

关键词：近距离煤层群瓦斯防治保护层开采定向钻孔立体抽采

基于局部关系特征和注意力机制的交通事故预测方法

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北京理工大学学报 2025年第1期45卷 11-18页

作者：张亚辉李颖刘天恩燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

基于相机的事故预测方法主要是建立交通对象的全局关系,而缺乏对局部关系的考虑.为此,提出一种基于局部关系特征和注意力机制的预测模型,实现车载相机实时预测交通事故风险.该模型首先引入局部关系多图网络,捕捉车辆间的局部交互关系,... 详细信息

基于相机的事故预测方法主要是建立交通对象的全局关系,而缺乏对局部关系的考虑.为此,提出一种基于局部关系特征和注意力机制的预测模型,实现车载相机实时预测交通事故风险.该模型首先引入局部关系多图网络,捕捉车辆间的局部交互关系,解决交通对象的局部交互信息应用不充分的问题.其次利用动态空间注意力机制确定交通事故风险车辆.最后将门控循环网络和动态时间注意力机制联合,有效利用动态场景当前帧和历史帧间的时序信息.事故数据集的实验结果表明,该模型准确率达到73.78%,提前1.55s预测交通事故风险,同时单帧预测时间为1.65 ms,具有卓越的实时性.为交通事故风险预测提供一种有效的解决方案.

关键词：交通事故预测图神经网络注意力机制

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抵抗间歇性DoS攻击下网联车辆系统协同输出反馈安全控制

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控制工程 2025年

作者：于洋王鑫刘冬黑龙江大学数学科学学院沈阳航空航天大学自动化学院

针对通信受到间歇性拒绝服务(denial-of-service， DoS)攻击的智能网联车辆系统，提出基于观测器的协同输出反馈控制方案。首先，分析纵向车辆队列系统的动力学模型并进行反馈线性化获得线性动态方程。其次，利用公共Lyapunov函数，设... 详细信息

针对通信受到间歇性拒绝服务(denial-of-service， DoS)攻击的智能网联车辆系统，提出基于观测器的协同输出反馈控制方案。首先，分析纵向车辆队列系统的动力学模型并进行反馈线性化获得线性动态方程。其次，利用公共Lyapunov函数，设计安全控制方案使得协同跟踪误差达到渐近稳定。此外，以最大化DoS攻击持续时间为目标选择适当的参数设计优化算法，来确保车队系统的安全运行。最后，利用车辆队列仿真来验证理论结果的有效性。

关键词：基于观测器的协同输出反馈控制智能网联车辆系统拒绝服务攻击切换拓扑

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面向工业场景的无人机时空众包资源分配

工程科学学报 2025年第1期47卷 91-100页

作者：刘娅汐李旭龙霍佳皓皇甫伟北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京市融合网络与泛在业务工程技术研究中心北京100083

无人机时空众包资源分配是工业物联网能源管理中的重要任务之一.尽管现有方法考虑了联合反映时间敏感性和公平性的信息新鲜度指标,但忽略了无人机禁飞区和窃听者对数据新鲜度的影响.本文提出了一种基于深度强化学习的无人机时空众包资... 详细信息

无人机时空众包资源分配是工业物联网能源管理中的重要任务之一.尽管现有方法考虑了联合反映时间敏感性和公平性的信息新鲜度指标,但忽略了无人机禁飞区和窃听者对数据新鲜度的影响.本文提出了一种基于深度强化学习的无人机时空众包资源分配方法,在考虑无人机禁飞区约束和对窃听者发送干扰信号以保障数据安全的情况下,最小化平均信息新鲜度和物联网设备能耗,从而得到最优无人机轨迹、发射干扰信号功率和物联网发射功率.然而,无人机时空众包中的资源分配复杂且存在挑战,主要表现为决策变量类型多且与考虑服务质量要求的系统性能指标关系复杂.本文将该问题建模为马尔可夫决策过程并使用先进的深度强化学习算法求解该问题,即软演员–评论家(SAC)算法.在多无人机场景下验证了所提出算法在解决无人机时空众包资源分配任务中的有效性和正确性.另外,SAC算法相较于其他两种先进的深度强化学习算法,即深度确定性策略梯度算法和双延迟深度确定性策略梯度算法,具有更快的收敛速度和更优的解.最后,分析了最优无人机数目的选择方案.

关键词：无人机工业能源管理时空众包资源分配深度强化学习

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机器学习在智能反射面辅助的通信系统中的应用综述

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北京工业大学学报 2025年第1期51卷 87-99页

作者：司鹏搏李双缘刘畅李萌北京工业大学信息学部北京100124 先进信息网络北京实验室北京100124

智能反射面(intelligent reflecting surfaces,IRS)可以通过大量低成本的无源反射元件巧妙地调整信号反射,从而动态改变无线信道,提高通信性能,目前已成为无线通信研究的焦点。然而,由于IRS的加入,整个通信系统变得更加复杂,系统的动态... 详细信息

智能反射面(intelligent reflecting surfaces,IRS)可以通过大量低成本的无源反射元件巧妙地调整信号反射,从而动态改变无线信道,提高通信性能,目前已成为无线通信研究的焦点。然而,由于IRS的加入,整个通信系统变得更加复杂,系统的动态性也更高,使通信系统面临着许多新的挑战。机器学习(machine learning,ML)具有很强的数据处理与自适应能力,能够不断适应变化的环境和需求,可以很好地应对通信系统中的许多挑战。因此,使用ML解决IRS辅助的通信系统中的问题,已经成为当前研究的重点。基于此,对ML在IRS系统中的应用进行了系统性的概述,从IRS辅助的通信系统中存在的问题入手,分别从反射因子的设计与优化、信道处理与建模、资源分配和管理、安全性增强4个方面对ML在IRS系统中的应用进行阐述和分析,并讨论了将ML应用在IRS系统中的优势及未来的发展趋势与挑战。

关键词：智能反射面(intelligent reflecting surfaces,IRS) 无线通信反射因子信道资源分配通信安全机器学习(machine learning,ML)

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