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战场环境下遗传黏菌算法的多机协同任务分配

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1748-1756页

作者：薛雅丽李寒雁欧阳权崔闪洪君南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106 上海机电工程研究所上海201109

针对已知战场环境下的多无人机协同任务分配问题,提出基于融合遗传黏菌算法的任务分配方法.综合单机约束、机群总体收益和损耗以及任务需求等条件,构建多机协同任务分配目标函数.针对遗传算法易陷入局部最优、黏菌算法收敛慢的问题,改... 详细信息

针对已知战场环境下的多无人机协同任务分配问题,提出基于融合遗传黏菌算法的任务分配方法.综合单机约束、机群总体收益和损耗以及任务需求等条件,构建多机协同任务分配目标函数.针对遗传算法易陷入局部最优、黏菌算法收敛慢的问题,改进遗传迭代和黏菌探索行为.将离散黏菌算法引入遗传算法,增强融合算法的搜索能力.在种群迭代中加入干扰操作,提高求解精度.在已知环境下进行分配试验和路径演示,并与其他算法进行对比.结果表明,利用所提出的融合算法,能够获得目标函数值更高的任务分配方案.

关键词：多机协同任务分配遗传算法黏菌算法局部收敛

铁矿氧化球团低温还原粉化性能的影响因素评述

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工程科学学报 2024年第11期46卷 1978-1988页

作者：杨聪聪夏光辉朱德庆潘建郭正启李思唯中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学低碳与氢冶金研究中心长沙410083 中南大学金属资源开发利用碳减排教育部工程研究中心长沙410083

在高炉和气基竖炉工艺中,为使炉况良好,应保证上升还原气能快速且均匀地穿过料柱,而含铁炉料的低温还原粉化和还原膨胀是恶化料柱透气性的两大主要原因.本文主要综述了影响铁矿氧化球团低温还原粉化性能的因素,并在此基础上讨论了改善... 详细信息

在高炉和气基竖炉工艺中,为使炉况良好,应保证上升还原气能快速且均匀地穿过料柱,而含铁炉料的低温还原粉化和还原膨胀是恶化料柱透气性的两大主要原因.本文主要综述了影响铁矿氧化球团低温还原粉化性能的因素,并在此基础上讨论了改善球团矿低温还原粉化性能的主要措施.影响球团矿低温还原粉化性能的主要因素包括:球团矿的化学成分(碱度、SiO_(2)、MgO、Al_(2)O_(3)含量等)、物相组成、微观结构和碳沉积等.在实际生产中,可以通过优化球团矿成分(适当提高碱度或MgO含量等)和固结形式(发展部分液相固结)、调控球团矿孔隙结构(喷洒或涂层降低球团孔隙率)等来降低还原速率,减少还原过程产生的内应力,从而改善球团矿的低温还原粉化性能.

关键词：铁矿球团焙烧行为高炉气基竖炉低温还原粉化冶金性能

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基于离散余弦变换的快速对抗训练方法

浙江大学学报（工学版） 2024年第11期58卷 2230-2238页

作者：王晓淼张玉金张涛田瑾吴飞上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 常熟理工学院计算机科学与工程学院江苏常熟215500

为了提升深度神经网络的鲁棒性,从频域的角度提出基于离散余弦变换(DCT)的快速对抗训练方法.引入对抗初始化生成模块,根据系统的鲁棒性自适应地生成初始化信息,可以更精准地捕捉到图像特征,有效避免灾难性过拟合.对样本进行随机谱变换,... 详细信息

为了提升深度神经网络的鲁棒性,从频域的角度提出基于离散余弦变换(DCT)的快速对抗训练方法.引入对抗初始化生成模块,根据系统的鲁棒性自适应地生成初始化信息,可以更精准地捕捉到图像特征,有效避免灾难性过拟合.对样本进行随机谱变换,将样本从空间域变换至频谱域,通过控制频谱显著性提高模型的迁移与泛化能力.在CIFAR-10与CIFAR-100数据集上验证提出方法的有效性.实验结果表明,在以ResNet18为目标网络,面对PGD-10攻击时,本文方法在CIFAR-10上的鲁棒精度较现有方法提升了2%~9%,在CIFAR-100上提升了1%~9%.在面对PGD-20、PGD-50、C&W等其他攻击以及架构更复杂的模型时,均取得了类似的效果.提出方法在避免灾难性过拟合现象的同时,有效提高了系统的鲁棒性.

关键词：对抗样本快速对抗训练离散余弦变换(DCT) 鲁棒性样本初始化

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基于径流事件的农业面源监测采样间隔分析

中国环境科学 2024年第2期44卷 1085-1093页

作者：王超王剑文立群秦赫柳根贾海燕尹炜长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051 华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070 水环境污染监测先进技术与装备国家工程研究中心湖南长沙410205 南水北调中线水源有限责任公司湖北丹江口442700

选择丹江口库区的五龙池小流域为对象,以典型降雨径流事件的水质水量加密监测数据作为径流过程真实值,通过不同时间间隔和水量间隔模拟采样,分析污染负荷通量估算误差,并确定有效采样间隔.结果显示,五龙池小流域降雨径流事件具有明显的... 详细信息

选择丹江口库区的五龙池小流域为对象,以典型降雨径流事件的水质水量加密监测数据作为径流过程真实值,通过不同时间间隔和水量间隔模拟采样,分析污染负荷通量估算误差,并确定有效采样间隔.结果显示,五龙池小流域降雨径流事件具有明显的峰值特征(初始流量55m^(3)/h,峰值流量977.3m^(3)/h),TP浓度与径流高度同步(初始浓度为0.05mg/L,峰值浓度为0.25mg/L),TN随径流达到峰值后下降不明显(初始浓度为2mg/L,峰值浓度为8mg/L).模拟采样表明,时间间隔5,10,15,20,30,60,120,240,480,720min,采样点数量从1957个减少到14个;水量间隔16,32,64,128,256,384,576,800,1600,3200m^(3),采样点数量从2893个减少到14个;水量间隔采样对径流峰值的捕捉能力明显高于时间间隔采样.负荷估算误差显示,TP误差波动大于TN;以±5%作为允许的误差范围,降雨径流事件采样监测的有效时间间隔为120min,有效水量间隔为1600m^(3).

关键词：降雨径流事件小流域农业面源自动监测采样间隔

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有压热闷渣微粉对环氧涂料的性能影响

工程科学学报 2024年第8期46卷 1403-1410页

作者：龙红明武皓天张浩程峥明王同宾任晓健郑伟成王毅璠冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室马鞍山243002 安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032 首钢京唐钢铁联合有限责任公司唐山063200 江苏永钢集团有限公司张家港215628 安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032

以有压热闷渣为研究对象,采用超细立式粉磨机处理有压热闷渣形成微粉,利用有压热闷渣微粉替代传统防腐填料与环氧树脂、二甲苯、正丁醇及聚酰胺形成有压热闷渣/环氧复合防腐涂料.根据《色漆和清漆摆杆阻尼试验》(GB/T 1730—2007)、《... 详细信息

以有压热闷渣为研究对象,采用超细立式粉磨机处理有压热闷渣形成微粉,利用有压热闷渣微粉替代传统防腐填料与环氧树脂、二甲苯、正丁醇及聚酰胺形成有压热闷渣/环氧复合防腐涂料.根据《色漆和清漆摆杆阻尼试验》(GB/T 1730—2007)、《漆膜划圈试验》(GB/T 1720—2020)、《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》(GB/T 1768—2006)、《漆膜、腻子膜柔韧性测定法》(GB/T 1731—2020)测定涂层的硬度、附着力、耐磨性、柔韧性,《色漆和清漆耐中性盐雾性能》(GB/T 1771—2007)与《漆膜吸水率测定法》(HG/T 3344—2012)测定涂层的耐盐雾性能及吸水率.采用接触角测量仪、精密阻抗测试仪和电化学工作站测定涂层的接触角、阻抗模量和腐蚀电位.采用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和激光粒度分析仪测试微观形貌、化学成分、矿物组成和粒度分布.研究有压热闷渣微粉对环氧复合防腐涂料涂层力学性能、防腐性能的影响,及其作用机理.结果表明有压热闷渣的主要矿物成分C_(3)S、C_(2)S、Ca(OH)_(2)、C_(2)F、RO相和f-CaO等,其具有硅酸盐特性可以提高耐久性.利用超细立式粉磨机对有压热闷渣进行加工,有利于f-CaO矿化,减小颗粒粒径、增大比表面积.当有压热闷渣微粉的粒径均匀度为2.240,其添加量为5%时有压热闷渣/环氧复合防腐涂料涂层的性能最佳,即摆杆硬度测试结果为115.75 s、附着力为3级、磨损量最小、柔韧性为4 mm、阻抗模量为10^(6.1)Ω·cm^(2)、腐蚀电位E为0.143 V.有压热闷渣微粉作为一种刚性粒子,将其加入环氧涂料体系中,一方面可以改善涂层的硬度、耐摩擦、力学等性能,另一方面合理的粒径均匀度可以增强涂层的密实度,提升防腐性能.开启有压热闷渣在非建材领域高值化利用的新途径,实现钢铁行业“以废增效”、涂料行业“以废降本”的目的.

关键词：有压热闷渣环氧树脂防腐涂料力学性能防腐填料

组织文化认同对铁路工程企业员工建言行为的影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 2059-2071页

作者：谢斌王振宇许怡灵崔利兵兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为激发铁路工程企业员工建言行为的发生,研究以组织文化认同为切入点,在文献理论分析基础上,基于社会认同理论和自我决定理论,引入情感投入和感知组织支持作为组织文化认同和建言行为间关系的中介变量和调节变量,探究组织文化认同对铁... 详细信息

为激发铁路工程企业员工建言行为的发生,研究以组织文化认同为切入点,在文献理论分析基础上,基于社会认同理论和自我决定理论,引入情感投入和感知组织支持作为组织文化认同和建言行为间关系的中介变量和调节变量,探究组织文化认同对铁路工程企业员工建言行为影响机理。使用组织文化认同和建言行为等成熟量表,以中国铁道建筑总公司、中国铁路工程总公司,中国交通建设集团有限公司企业员工为研究对象进行问卷调查;运用Mplus8.0和SPSS27.0等分析软件对收集数据进行验证性因子分析、相关性分析;在验证性因子分析和相关性分析的基础上,将建立的结构方程模型通过运用Mplus8.0进行路径假设检验;运用fsQCA3.0进行前因变量对建言行为模糊定性比较分析。结构方程模型检验结果表明,组织文化认同显著正向影响情感投入;情感投入正向影响建言行为;即情感投入在组织文化认同和建言行为影响关系中起中介作用;组织文化认同显著正向影响建言行为;感知组织支持显著正向调节情感投入对建言行为的影响。fsQCA分析结果表明,有5种组态可以发生建言行为,其中组织文化认同3个维度为核心存在条件,与结构方程模型检验结果相符合。以上结果丰富了建言行为边界机制和作用条件,基于“想做”和“能做”二元视角,揭示了组织工作氛围中,组织文化认同对员工产生“想建言”的心理动机产生重要影响,感知组织支持(“能建言”)正向促进了员工将建言的动机转化为实际的建言行为,为铁路工程企业管理者在实践中提供建议和启示。

关键词：组织文化认同建言行为情感投入感知组织支持结构方程模型模糊集定性比较分析

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强化先验骨架结构的轻量型高效人体姿态估计

浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 50-60页

作者：孙雪菲张瑞峰关欣李锵天津大学微电子学院天津300072

为了更好地利用人体姿态关键点特有的分布属性,提出强化先验骨架结构的轻量型高效人体姿态估计方法.利用高分辨率网络较好地保留空间位置信息,为了进一步降低模型参数量,提出轻量倒残差模块.设计体位强化模块,利用全局空间特征和上下文... 详细信息

为了更好地利用人体姿态关键点特有的分布属性,提出强化先验骨架结构的轻量型高效人体姿态估计方法.利用高分辨率网络较好地保留空间位置信息,为了进一步降低模型参数量,提出轻量倒残差模块.设计体位强化模块,利用全局空间特征和上下文信息强化躯干位置的先验信息及关键点之间的联系.针对多分辨率特征图像融合时,像素位置模糊、卷积核优化方向偏移导致关键点空间特征信息遗失的问题,提出方向强化卷积模块,利用躯干上关键点分布的水平和垂直方向特性,高效融合关键点先验分布.实验结果表明,利用该网络,可以高效地估计人体姿态.与基准网络相比,该模型在COCO测试集上的平均精度达到78.4,参数量减少了17.4×10^(6),兼顾精度与效率.

关键词：人体姿态估计关键点检测深度学习体位强化卷积方向强化

位置敏感Transformer航拍图像目标检测模型

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光学精密工程 2024年第5期32卷 727-739页

作者：李大湘辛嘉妮刘颖西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121

针对无人机视角下航拍图像小目标多且检测困难的问题,提出了一个位置敏感Transformer目标检测(PS-TOD)模型。设计了一个基于位置通道嵌入三维注意力(PCE3DA)的多尺度特征融合(MSFF)模块,即PCE3DA利用空间与通道信息的相互依赖关系生成... 详细信息

针对无人机视角下航拍图像小目标多且检测困难的问题,提出了一个位置敏感Transformer目标检测(PS-TOD)模型。设计了一个基于位置通道嵌入三维注意力(PCE3DA)的多尺度特征融合(MSFF)模块,即PCE3DA利用空间与通道信息的相互依赖关系生成三维注意力,用于加强模型对兴趣区域的特征表达能力,且基于它构造了一个自底向上的跨层MSFF方案,使得融合后的特征语义信息更加丰富;然后,设计了一种新的位置敏感自注意力(PSSA)机制,且以此构造位置敏感Transformer编-解码器,使模型在捕获图像全局上下文信息的长期依赖关系时,也可提高模型对目标的位置敏感能力。基于无人机航拍数据集VisDrone的对比实验结果表明,提出模型的AP达到28.8%,与基线模型(DETR)相比提高了4.1%。该模型在复杂背景下能对无人机航拍图像进行精确的目标检测,且改善小目标的检测效果。

关键词：目标检测无人机图像位置敏感Transformer 多尺度特征融合注意力机制

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NTRU格基密钥封装方案GPU高性能实现

计算机学报 2024年第9期47卷 2163-2178页

作者：李文倩沈诗羽赵运磊复旦大学计算机科学技术学院上海200433 密码科学技术全国重点实验室北京100878

随着量子计算技术的发展,传统加密算法受到的威胁日益严重.为应对量子计算时代的挑战,各国正积极加强后量子密码算法的实现和迁移部署工作.由于NTRU密码方案具有结构简洁、计算效率高、尺寸较小、无专利风险等优点,因此NTRU格基密钥封... 详细信息

随着量子计算技术的发展,传统加密算法受到的威胁日益严重.为应对量子计算时代的挑战,各国正积极加强后量子密码算法的实现和迁移部署工作.由于NTRU密码方案具有结构简洁、计算效率高、尺寸较小、无专利风险等优点,因此NTRU格基密钥封装算法对于后量子时代的密码技术储备和应用具有重要意义.同时,图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)以其强大的并行计算能力、高吞吐量、低能耗等特性,已成为当前高并发密码工程实现的重要平台.本文给出后量子密码算法CTRU/CNTR的首个GPU高性能实现方案.对GPU主要资源占用进行分析,我们综合考虑并行计算、内存访问、数据布局和算法优化等多个方面,采用一系列计算和内存优化技术,旨在并行加速计算、优化访存、合理占用GPU资源以及减少I/O时延,从而提高本方案的计算能力和性能.本文的主要贡献在于以下几个方面:首先,针对模约减操作,使用NVIDIA并行指令集实现,有效减少所需指令条数;其次,针对耗时的多项式乘法模块,采用混合基NTT,并采用层融合、循环展开和延迟约减等方法,加快计算速度;此外,针对内存重复访问和冲突访问等问题,通过合并访存、核函数融合等优化技术,实现内存的高效访问;最后,为实现高并行的算法,设计恰当的线程块大小和数量,采用内存池机制,实现多任务的快速访存和高效处理.基于NVIDIA RTX4090平台,本方案CTRU768实现中密钥生成、封装和解封装的吞吐量分别为每秒1170.9万次、926.7万次和315.4万次.与参考实现相比,密钥生成、封装和解封装的吞吐量分别提高了336倍、174倍和128倍.本方案CNTR768实现中密钥生成、封装和解封装的吞吐量分别为每秒1117.3万次、971.8万次和322.2万次.与参考实现相比,密钥生成、封装和解封装的吞吐量分别提高了329倍、175倍和134倍;与开源Kyber实现相比,密钥生成、密钥封装和密钥解封装的吞吐量分别提升10.84~11.36倍、9.49~9.95倍和5.11~5.22倍.高性能的密钥封装实现在大规模任务处理场景下具有较大的应用潜力,对保障后量子时代的信息和数据安全具有重要意义.

关键词：后量子密码格基密码密钥封装方案并行处理图形处理器