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基于卷积神经网络的物联网终端目标快速检测方法研究

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基于卷积神经网络的物联网终端目标快速检测方法研究

作者：刘榆重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着物联网的发展,在智慧交通、公共安全等物联网应用领域中对目标检测的需求越来越多,要求也越来越高。物联网终端作为物联网体系中的重要设备,需承担起目标检测的任务。卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)作为计算机视... 详细信息

随着物联网的发展,在智慧交通、公共安全等物联网应用领域中对目标检测的需求越来越多,要求也越来越高。物联网终端作为物联网体系中的重要设备,需承担起目标检测的任务。卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)作为计算机视觉领域的常用算法,其在物联网领域的目标检测场景发挥着重要的作用。但是,卷积神经网络算法需要消耗大量的资源,导致其在资源受限的物联网终端上难以实现目标快速检测,进而无法满足物联网终端的实际应用需求。FPGA凭借低功耗、灵活性高、可并行计算的特点,成为把卷积神经网络应用在物联网终端的不错选择。为此,本文基于ARM+FPGA架构的物联网终端,对卷积神经网络加速以及物联网终端实际应用需求进行研究,主要研究内容如下:(1)根据物联网终端需要实现目标快速检测,以及与服务器交互的功能,提出面向物联网终端的目标检测总体设计方案。(2)为了在物联网终端实现目标快速检测,提出了面向物联网终端的目标快速检测方法。首先根据ARM+FPGA的结合优势,采用ARM和FPGA的软硬件协同策略,把硬件加速放在FPGA上运行,把软件逻辑放在ARM上运行。然后对卷积神经网络中卷积层加速进行研究,并采用输入通道并行和输出通道并行相结合的加速方案。(3)根据输入通道并行和输出通道并行相结合的卷积并行策略,建立时间模型。该模型以物联网终端的存储资源和计算资源为约束条件,根据卷积神经网络中卷积层的数据传输时间和卷积计算时间对卷积层运行时间进行评估。测试结果表明,根据终端资源对时间模型进行求解可得到最佳的计算参数,从而减少目标检测时间。在物联网终端上实现目标快速检测外,本文还利用物联网终端与服务器之间的交互,对物联网终端上的目标检测模型参数进行更新,使物联网终端可适应不同的物联网应用场景。在终端上进行了功能验证和性能测试,测试结果表明,能够在物联网终端上实现目标检测模型参数的更新,以及所提目标快速检测方法能够在物联网终端上实现目标快速检测。

关键词：卷积神经网络物联网终端软硬件协同目标检测时间模型

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崇明岛河岸植被缓冲带宽度规划研究

崇明岛河岸植被缓冲带宽度规划研究

作者：罗坤华东师范大学

学位级别：硕士

河岸植被缓冲带作为河岸带的重要组成部分,具有重要的水文、生态、美学和社会经济功能,是欧美国家河岸带研究和管理中常用的概念。在河岸带生态系统管理过程中,寻求适宜的河岸植被缓冲带宽度以实现最优的河岸缓冲带生态服务功能成为一... 详细信息

河岸植被缓冲带作为河岸带的重要组成部分,具有重要的水文、生态、美学和社会经济功能,是欧美国家河岸带研究和管理中常用的概念。在河岸带生态系统管理过程中,寻求适宜的河岸植被缓冲带宽度以实现最优的河岸缓冲带生态服务功能成为一个关键问题。由于不同的研究区域内的气候、水文、土壤、植物、地貌以及污染物类型等背景不同,甚至同一区域内不同河段也存在一定的差异,因此,河岸植被缓冲带的最适宽度也就各不不同,必须结合河岸带两侧的立地条件来因地制宜的加以确定。本文以上海市崇明岛为例,选择崇明岛内33条骨干河流作为研究对象,分析骨干河流河岸植被缓冲带景观格局现状特征;在此基础上,针对崇明岛南、北横引河,结合修正后的时间模型与水文模型,依托于崇明岛河岸植被缓沖带空间数据库来计算河岸带地块所需的植被缓冲带最小宽度,基于地理信息系统软件模拟三种不同规划情景模式下的可变宽度河岸植被缓冲带;并将不同规划情景模式下的河岸植被缓冲带模拟结果与现状对比,针对现状的所存在的问题与不足,提出崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带规划建议与措施。论文主要研究结果体现在以下方面:（1）修正后的时间模型与水文模型能够更好的从规划设计的角度来模拟不同情景模式下的河岸植被缓冲带宽度,满足不同的立地条件下的河岸植被缓冲带宽度的模拟。（2）以崇明岛地形图高程点生成的坡度数据,以崇明岛彩红外遥感航片解译的土地利用数据转换生成的曼宁系数,以土壤水分运动参数模型推求崇明岛土壤饱和导水率与土壤储水能力宋综合建立的崇明岛河岸植被缓冲带空间数据库,能有效的支持河岸植被缓冲带宽度模型的运行,保证崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带宽度的模拟。（3）崇明岛骨干河流河岸植被缓冲带总长为952.31km,面积为9.48km,河岸植被缓冲带建设率基本保持在80%以上,岛内骨干河岸植被缓沖带建设较好;但骨干河岸植被缓冲带普遍较窄,平均宽度仅为9.96m,河岸植被缓冲带密度较低,仅为0.75km/km,表明整个崇明岛内骨干河岸植被缓冲带比较稀疏。（4）以崇明岛南、北横引河为例,在河岸植被缓冲带除污效率比为1、植被构成以森林为主的规划情景模式1下,基于时间模型模拟生成崇明岛南、北引河河岸植被缓冲带,其宽度变化范围为3m～21m,其中,宽度主要分布在6m至12m之间。基于水文模型模拟生成崇明岛南、北引河河岸植被缓冲带,其宽度变化范围为6m～33m,其中,宽度主要集中在9m到15m之间。综合时间模型与水文模型模拟结果表明:崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带宽度在6m到33m之间变化,其宽度主要分布在9m至15m的区间范围内。（5）基于河岸植被缓冲带除污效率比为1、植被构成以草坡的为主规划情景模式2,时间模型模拟生成崇明岛南、北引河河岸植被缓冲带,其宽度在3m至33m之间变化,其中,主要宽度集中在6m～15m。水文模型模拟生成崇明岛南、北引河河岸植被缓冲带,其宽度在6m至42m之间变化,大部分宽度值均集中分布在12m～21m。综合时间模型与水文模型模拟结果表明:崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带宽度在6m～42m,其宽度值主要分布在12m至21m的范围内。（6）在河岸植被缓冲带除污效率比为1、以河岸带土地覆盖现状为河岸植被缓冲带基本构成的规划情景模式3下,时间模型模拟生成崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带宽度在6m至39m之间变化,其中,主要宽度值集中在9m到21m的区间范围内。基于水文模型模拟生成崇明岛南、北引河河岸植被缓冲带,其宽度最小仅6m,最大为48m,其中,大部分宽度值均集中分布在12m到24m之间。综合时间模型与水文模型模拟崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带,其宽度在6m至48m之间变化,总体而言,其宽度值主要分布在12m至24m之间。（7）不同规划情景模式下,崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带模拟结果与其现状对比分析结果显示,在规划情景模式1下,崇明岛南、北横引河总共需再建河岸植被缓冲带0.84km;规划情景模式2下,崇明岛南、北横引河总共需再建河岸植被缓冲带1.80km;在规划情景模式3下,崇明岛南北横引河两侧还需划定2.20 km的河岸带区域作为其河岸植被缓冲带。针对崇明岛南、北横引河河岸植被缓冲带不能满足其生态服务功能的区域,应结合不同规划情景下的模拟结果,加大建设力度,适当拓宽河岸植被缓冲带。对于河岸植被缓冲带现状要略宽于两种规划情景模式下的模拟结果区域,可以结合河岸带周边土地利用现状、景观格局以及河岸带立地条件,进行适当开发利用,保证城镇建设对河岸带周边土地资源的需求。

关键词：崇明岛河岸植被缓冲带时间模型水文模型

基于心理时—空模型的教学方法对中学生英语时态学习效果的影响

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基于心理时—空模型的教学方法对中学生英语时态学习效果的影响

作者：纪桂霞扬州大学

学位级别：硕士

本论文旨在研究基于心理时-空模型的教学方法对中学生英语时态学习的影响。本研究所探讨的研究问题如下:1.基于心理时-空模型的教学方法是否影响中学生对英语动词时态的学习和掌握?2.基于心理时-空模型的教学方法与传统教学方法相比对... 详细信息

本论文旨在研究基于心理时-空模型的教学方法对中学生英语时态学习的影响。本研究所探讨的研究问题如下:1.基于心理时-空模型的教学方法是否影响中学生对英语动词时态的学习和掌握?2.基于心理时-空模型的教学方法与传统教学方法相比对中学生动词时态的学习和掌握所产生的影响是否存在差异?本研究主要采用定量为主,定性为辅的方法。定量研究主要涉及六个常用动词时态的教学及教学效果的测试。定性研究涉及六个具有代表性的学生对新教学方法的反馈。研究对象选取如皋市外国语学校60名八年级学生,其中包括30名实验班学生和30名控制班学生。根据前测,实验班和控制班在英语动词时态应用的整体水平上没有显著的差异,每个班级内部学生英语时态掌握情况的两级分化程度也基本相同。实验班采用基于心理时-空模型的教学方法,控制班采用常规教学方法。在为期6周的教学实验后,采用英语动词时态后测试题对学生时态学习掌握情况进行检验,并对采集到的数据进行分析。本研究的主要结果如下:(1)将心理时-空模型理论应用于中学英语时态教学,对提高中学生英语动词时态学习效果及应用能力有着积极的作用。实验班学生的后测结果显示,不仅均分水平明显高于前测成绩,两极分化的程度也得到了有效控制。(2)相较于传统的动词时态教学方法,基于心理时-空模型理论的时态教学方法更能帮助学生提升动词时态的学习效果及运用能力。(3)从学生的反馈来看,学生认为心理时-空模型的教学方法能够解释常规教学方法无法解释的复杂的语言现象,也能够促进教师更积极主动地进行教学研究,探索更好的教学方法。基于上述研究结果,本研究认为基于心理时-空模型的教学方法对中学生的英语时态学习以及教师的教学有积极的影响。以心理时空模型为例,认知语言学相关理论和其他语言学派相比,“对语言的本质和结构给予了不同的解释,这个解释更准确、更有说服力、更全面”(Tyler,2012:4)。因此,将以心理时-空模型为代表的认知语言学相关理论应用于外语教学能够为外语教学质量的提高开辟全新的视角和途径。

关键词：时间模型空间理论英语时态教学

小口径炮弹引信磁流变液延期解除保险机构特性分析

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小口径炮弹引信磁流变液延期解除保险机构特性分析

作者：吴小琅南京理工大学

学位级别：硕士

磁流变液延期解除保险机构将磁流变液运用于引信安全系统中,具有解除保险距离散布小,安全性高及结构简单可靠的特点。但对于磁流变液特性及其在小口径炮弹引信中的应用还处于探索阶段。结合了理论和仿真分析、试验的合理设计与实施,对... 详细信息

磁流变液延期解除保险机构将磁流变液运用于引信安全系统中,具有解除保险距离散布小,安全性高及结构简单可靠的特点。但对于磁流变液特性及其在小口径炮弹引信中的应用还处于探索阶段。结合了理论和仿真分析、试验的合理设计与实施,对磁流变液在延期解除保险机构尤其是小口径炮弹引信安全系统中的应用作了以下几个方面的研究： 1、针对小口径火炮延期解除保险距离小、设计空间局限的难点,设计出适合小口径炮弹引信安全系统的磁流变液延期解除保险机构,并对主要零部件进行了设计计算和校核。依据磁路理论设计永磁体尺寸,并进行了数值仿真分析验证。 2、对磁流变液泄流物理模型的分析中,运用流体动力学知识,建立了磁流变液延期解除保险机构的泄流时间模型。靶场试验结果及流场仿真结果验证了时间模型公式的正确性。利用Matlab软件对时间公式进行仿真,获得转速、泄流孔径及磁流变液粘度等因素对泄流时间的影响曲线。 3、对引信用磁流变液进行了一系列的试验设计与研究：(a)测试了引信用磁流变液在不同剪切速率下的零场粘度及剪切应力特性曲线等;(b)对不同配比下的磁流变液分别进行了特性测试,测试结果为引信用磁流变液的配比提供了试验依据;(c)通过引信用磁流变液与普通磁流变液的离心沉降对比试验,试验结果表明引信用磁流变液的沉降稳定性优于普通磁流变液;(d)对引信用磁流变液进行了温度与湿度试验、低温试验,试验结果表明温度与湿度交变环境对磁流变液性能有一定影响,而低温环境对于磁流变液性能几乎无影响;(e)引信用磁流变液的工作温度摸底试验采用了步进温度试验方式,试验结果为磁流变液的加速寿命试验提供了温度应力的选取依据。 4、通过分析引信用磁流变液的失效机理单一性及失效过程加速性,确定可对引信用磁流变液实施加速寿命试验,并基于改进型Powell算法对加速寿命试验数据进行处理。最后,对主要工作进行了总结,并提出了未来研究工作的重点。

关键词：引信磁流变液延期解除保险机构时间模型加速寿命试验

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基于Petri网的工作流模型扩展方法研究

基于Petri网的工作流模型扩展方法研究

作者：傅作为长沙理工大学

学位级别：硕士

近年来工作流技术已成为计算机应用领域广泛应用、极力研究和迅速发展的技术，因为它具有有效支持过程建模、优化分析、经营过程自动化等能力。进入二十一世纪以来，随着经济全球化的进程进一步加快，企业业务过程变得越来越复杂，使得... 详细信息

近年来工作流技术已成为计算机应用领域广泛应用、极力研究和迅速发展的技术，因为它具有有效支持过程建模、优化分析、经营过程自动化等能力。进入二十一世纪以来，随着经济全球化的进程进一步加快，企业业务过程变得越来越复杂，使得对工作流的性能要求变得越来越高，而在工作流系统中时间管理问题是一个很重要的方面。要解决工作流系统的时间管理问题，先决条件是要解决如何对时间信息和时间行为进行形式化的描述。国内外的学者已经提出了很多基于扩展Petri网的工作流时间模型，这些时间模型大多是基于时间的Petri网工作流模型。本文主要的研究工作就是对基于Petri网的工作流模型进行扩展和改进。本文首先详细介绍了工作流和Petri网的相关理论，然后重点分析了基于Petri网的工作流模型。在此基础上，对工作流模型的四种基本结构、工作流的触发机制、时间工作流模型中时间信息的定义以及工作流模型的扩展方法等内容做了较深入的研究。工作流在执行过程中每个任务都存在一定的延时，也即工作流从开始到结束整个过程需要一定的执行时间。另外，工作流在执行过程中每个任务被执行的可能性的大小被称为任务的实施概率。工作流中的时间因素以及每个任务的实施概率决定着整个工作流的执行效率。在工作流时间模型的基础上，本文加入了弧权值的概念，提出了一种建立加权的时间工作流网(EWTWFN)模型的新方法，并详细定义了模型中四种基本路由结构，给出了基于时间信息的工作流网的建模与分析方法。最后通过实例证明了EWTWFN能够比较完整地描述具有较大数量资源和活动的大规模工作流系统。

关键词： Petri网工作流工作流网时间模型实施概率弧权值

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基于用户上下文信息的协同过滤算法研究

基于用户上下文信息的协同过滤算法研究

作者：杨旭吉林大学

学位级别：硕士

众所周知，随着Internet技术的飞速发展，我们已经从信息匮乏的时代过渡到了信息超载的时代。然而，信息超载时代人们反而越来越难以找到自己满意的信息。推荐系统被认为是解决信息超载问题最重要的方法之一，因为推荐系统会更加主动地... 详细信息

众所周知，随着Internet技术的飞速发展，我们已经从信息匮乏的时代过渡到了信息超载的时代。然而，信息超载时代人们反而越来越难以找到自己满意的信息。推荐系统被认为是解决信息超载问题最重要的方法之一，因为推荐系统会更加主动地向用户提供个性化的服务。一个完整的推荐系统由不同模块组成，其中最重要的部分就是推荐算法的设计。协同过滤被认为是最早也是应用最为广泛的推荐算法。该算法通过向目标用户推荐与其兴趣相似的用户喜欢过的而自己又没有接触过的物品来实现推荐功能。传统的协同过滤算法确实有很高的推荐精确度，但是它依然存在着很多值得改进的地方。比如，传统协同过滤算法无法有效解决用户兴趣漂移的问题。另一方面，传统协同过滤算法过分地强调用户之间的相似度，而忽略了用户本身的特性。用户上下文信息在推荐系统中扮演着很重要的角色。本文特地选择了用户时间信息和用户信任信息来分析用户上下文信息对协同过滤算法的影响。时间信息的利用主要体现在用户偏好随时间变化和用户兴趣随时间变化两个方面。用户偏好是从用户本身性格特征来考虑的，在评分方面上的体现就是不同用户使用数字表达对物品的喜欢程度的标准是不同的，并且同一个用户在不同时期的标准也会不同。用户兴趣随时间变化就是所谓的用户兴趣漂移问题。用户的兴趣一般是多样的且兴趣也是会随时间变化的，所以有用户的长期兴趣和短期兴趣之分，并且长期兴趣和短期兴趣对协同过滤的影响也会不同。因而本文设计了一个能很好反映用户兴趣随时间变化的模型，这个模型能调整用户长期兴趣和短期兴趣的权重。实验表明加入了用户时间上下文信息之后的协同过滤算法在推荐准确度上要优于传统的协同过滤算法。本论文同时证明了用户信任信息也是一种非常重要的信息。现实生活中，当我们需要向一些人寻求意见的时候，我们往往会去寻找那些与自己兴趣相似的用户。另一方面,这个兴趣相似的用户是不是一个值得信任的人也是需要衡量的。在本文中，我们认为信任也是可以被计算的，在这一基础上我们建立了一个计算用户信任值的信任模型。我们将这种信任模型融合到传统的协同过滤算法之中。实验证明这种方法在推荐准确度上得到了提高。最后，我们设计了将上面两种用户上下文信息混合在一起的混合推荐算法。利用常见的加权混合方式来将这两种上下文信息混合到传统协同过滤算法之中。实验证明同时考虑多种上下文信息要比单独考虑一种上下文信息效果更好。

关键词：推荐系统协同过滤信任模型时间模型上下文信息

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协同过滤的服装推荐算法的改进研究

协同过滤的服装推荐算法的改进研究

作者：郑充林东华大学

学位级别：硕士

协同过滤技术作为迄今为止应用最成功的推荐技术之一,得到了研究者广泛的关注,成为推荐领域重点研究的内容。本文对协同过滤推荐技术进行了有益的探索和研究,针对协同过滤的缺陷,引入了用户兴趣变化,评分预测时间模型和项目生命周期,提... 详细信息

协同过滤技术作为迄今为止应用最成功的推荐技术之一,得到了研究者广泛的关注,成为推荐领域重点研究的内容。本文对协同过滤推荐技术进行了有益的探索和研究,针对协同过滤的缺陷,引入了用户兴趣变化,评分预测时间模型和项目生命周期,提出了基于用户兴趣变化和项目生命周期的协同过滤算法,对基于项目的协同过滤算法进行了改进。论文完成的主要工作包括： ①对推荐系统进行了较深入的研究,包括概念、研究内容和组成,并详细分析了各种推荐技术,比较了各种推荐技术的优势和不足,以及现有的典型推荐系统实例的特征。在此基础之上,重点研究了推荐领域的主流技术-协同过滤技术,对协同过滤算法做了全面而详细的分析。 ②考虑到用户兴趣度的动态变化问题,借鉴人类的遗忘规律,引入了时间遗忘函数,在当前研究成果基础上,提出了时间周期性模型和非线性权重函数模型,根据时间信息决定不同权值,按时间t对项目评分进行不同速度的衰减,改变不同时间内评分对推荐结果的贡献度。 ③创造性地在评分数据推荐过程中加入由项目生命周期决定的权重信息。实验结果表明,在协同过滤算法基础上融入时间信息变化,能够提高推荐结果的准确度以及时效性。

关键词：协同过滤用户兴趣时间模型生命周期

Recommending Authors and Papers Based on ACTTM Community and Bilayer Citation Network

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China Communications 2018年第7期15卷 111-130页

作者： Meilian Lu Zhihe Qu Mengxing Wang Zhen Qin State Key Laboratory of Networking and Switching Technology Beijing University of Posts and Telecommunications

Citation network is often used for academic recommendation. However, it is difficult to achieve high recommendation accuracy and low time complexity because it is often very large and sparse and different citations have different purposes. What's more, some citations include unreasonable information, such as in case of intentional self-citation. To improve the accuracy of citation network-based academic recommendation and reduce the time complexity, we propose an academic recommendation method for recommending authors and papers. In which, an author-paper bilayer citation network is built, then an enhanced topic model, Author Community Topic Time Model(ACTTM) is proposed to detect high quality author communities in the author layer, and a set of attributes are proposed to comprehensively depict the author/paper nodes in the bilayer citation network. Experimental results prove that the proposed ACTTM can detect high quality author communities and facilitate low time complexity, and the proposed academic recommendation method can effectively improve the recommendation accuracy.

关键词：作者引证网络社区报纸时间复杂性时间模型精确性

Survival analysis of car travel time near a bus stop in developing countries

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Science China(Technological Sciences) 2012年第8期55卷 2355-2361页

作者： YANG XiaoBao GAO ZiYou GUO HongWei HUAN Mei MOE Key Laboratory for Urban Transportation Complex Systems Theory and Technology Beijing Jiaotong UniversityBeijing 100044China Department of Transportation Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

This paper presents an important investigation into car travel time affected by mixed traffic flow near a bus stop on the basis of survival analysis theory.Travel time data associated with mixed traffic characteristics near a bus stop were collected by video cameras.A hazard-based duration model was introduced to analyze the effects of mixed traffic flow on car travel time.The results indicate that mixed traffic flow impacts car travel time significantly.And the presence of bus berthing violation would delay car travel time.The proposed model can be used to forecast temporal shifts in car travel time due to changes in mixed traffic flow.The influential factors related to mixed traffic flow should be given full consideration in the planning and designing of bus stops in developing countries.

关键词：生存分析理论公共汽车站发展中国家驾车混合交通流出行时间时间模型数据收集