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基于拥堵感知的自动化集装箱码头AGV充电策略

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2621-2630页

作者：马宁丽胡志华上海海事大学物流研究中心上海201306

为解决集装箱码头自动导引小车(AGV)作业过程中的拥堵、充电问题,以最小化AGV的完工时间为目标建立混合整数规划模型,提出分流拥堵路网分区中AGV的充电策略,并设计两阶段算法进行求解。第一阶段利用模拟退火算法优化AGV任务调度,第二阶... 详细信息

为解决集装箱码头自动导引小车(AGV)作业过程中的拥堵、充电问题,以最小化AGV的完工时间为目标建立混合整数规划模型,提出分流拥堵路网分区中AGV的充电策略,并设计两阶段算法进行求解。第一阶段利用模拟退火算法优化AGV任务调度,第二阶段对于最优的AGV调度,进一步利用基于Dijkstra的拥堵预测算法应用拥堵感知充电策略优化AGV充电任务调度。实验表明拥堵感知充电策略比排队等待充电策略和按需充电策略分别平均节约了5.94%和2.73%的作业时间、方差分别为4.08和3.09。拥堵感知充电策略提高了AGV的作业效率,且其有效性与路段利用率、最大拥堵系数密切相关。

关键词：自动化码头自动导引车调度充电策略拥堵预测模拟退火算法

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全国港航科技创新网络结构特征及演化

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 24-34页

作者：金嘉晨殷明上海海事大学上海国际航运研究中心上海200080

为探究港航科技创新合作特征及其变化规律,本文采用2007—2021年港口和航海领域科技创新获奖项目数据,根据奖励类别和获奖等级确定主体间合作关系的质量权重,构建基于合作质量的全国港口和航海科技创新无向加权网络;选取平均度、平均加... 详细信息

为探究港航科技创新合作特征及其变化规律,本文采用2007—2021年港口和航海领域科技创新获奖项目数据,根据奖励类别和获奖等级确定主体间合作关系的质量权重,构建基于合作质量的全国港口和航海科技创新无向加权网络;选取平均度、平均加权度、网络密度、特征路径长度及聚集系数指标,分析网络整体结构特征;构建加权度数中心度-加权中介中心度平面,识别网络个体的总体发展、不同组织类型的网络角色以及网络的核心节点;最后,根据合作伙伴的数量、强度和空间分布,揭示主体间合作的时空分异特征。结果显示:全国港口和航海科技创新网络呈现网络规模扩大、网络密度减小、合作伙伴增多及合作质量提高的趋势,港口科技创新网络具有“小世界”效应,航海科技创新网络呈现层次结构特征。全国港口和航海科技创新网络均形成有明确权力中心的网络结构,创新主体的信息控制和桥接能力不强。科研机构和高校更容易成为网络权力中心,企业在港口科技创新网络中发挥主导作用,公共机构和政府部门在航海科技创新网络中更具有影响力,部委直属或国有背景的组织在网络中占据核心位置。全国港口和航海科技创新主体的伙伴数遵循幂律分布,港口科技创新主体形成强强联合和强弱互动的合作局面,航海科技创新主体趋向异配合作。港口科技创新主体的同城合作质量更高,航海科技创新主体的同城和跨城合作质量协同提高。

关键词：交通运输经济演化网络分析科技创新质量权重港航业

基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络的残饵密度估计

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农业工程学报 2024年第14期40卷 137-145页

作者：张丽珍李延天李志坚孟雄栋张永琪吴迪上海海洋大学工程学院上海201306 上海海洋可再生能源工程技术研究中心上海201306

及时、准确地估算饵料盘中残留饲料量是提高养殖效益的重要措施。针对虾类养殖场景下残饵检测模型复杂度高、计数精度低的问题,提出了一种基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络(hybrid dilated convolution and attention multi-scale ne... 详细信息

及时、准确地估算饵料盘中残留饲料量是提高养殖效益的重要措施。针对虾类养殖场景下残饵检测模型复杂度高、计数精度低的问题,提出了一种基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络(hybrid dilated convolution and attention multi-scale network,HAMNet)的残饵密度估计方法。首先,借鉴MCNN(multi-column convolutional neural network)多列架构的思想设计并行卷积块(parallel convolution block,PCB),使网络在单列架构中提取多种尺度的残饵特征,简化了网络结构并减轻了计算量;同时为了弥补网络结构简化造成残饵特征表示能力略有不足的问题,引入混合空洞卷积块(hybrid dilated convolution block,HDCB)避免信息丢失并增大感受野,增强模型深入挖掘多尺度残饵信息的能力。其次,在网络中嵌入通道注意力机制(channel attention mechanism,CAM),利用通道之间的相互依赖性重新校准有用特征信息的权重,凸显目标与背景的差异性。最后,针对下采样导致密度图质量差的问题,应用可学习的转置卷积恢复特征图细节信息,进而提升模型计数性能。利用饵料盘条件下采集的残饵图像进行了验证,试验结果表明,与基准模型MCNN相比,HAMNet模型的平均绝对误差、均方根误差和计算量分别降低了44.4%、40.8%和13.7%,参数量仅为0.52 MB。与经典密度估计模型CMTL(cascaded multi-task learning)、SANet(scale aggregation network)、CSRNet(congested scene recognition network)相比,该模型在各项性能指标上保持了最佳平衡,明显处于优势。该研究可为人工智能在水产养殖中快速量化残饵提供参考。

关键词：水产养殖模型残饵密度估计并行卷积块混合空洞卷积通道注意力机制转置卷积

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枸杞岛筏式贻贝养殖海域鱼类群聚特征

水产学报 2024年第1期48卷 54-69页

作者：高炜程汪振华章守宇林军谭益国李训猛陈健渠上海海洋大学海洋生态与环境学院上海海洋大学海洋牧场工程技术研究中心

为探究筏式贻贝养殖生境鱼类资源养护功能，于2020年9-12月对枸杞岛筏式贻贝养殖生境(分表层区和底层区)及周边岩礁生境的鱼类进行了多网目组合刺网采样。应用相对重要性指数IRI、多样性指数并结合等级聚类、非度量多维标度排序(nMDS)... 详细信息

为探究筏式贻贝养殖生境鱼类资源养护功能，于2020年9-12月对枸杞岛筏式贻贝养殖生境(分表层区和底层区)及周边岩礁生境的鱼类进行了多网目组合刺网采样。应用相对重要性指数IRI、多样性指数并结合等级聚类、非度量多维标度排序(nMDS)分析鱼类组成和群落结构。结果显示，在2种生境中共采集鱼类55种，隶属于10目34科47属，其中贻贝养殖生境采集到37种(底层和表层分别为29和20种)；岩礁生境共采集到40种。在鱼类组成上，中国花鲈和鲻是贻贝养殖生境表层区的典型优势种，而黄姑鱼和褐菖鲉是贻贝养殖生境底层区的典型优势种；褐菖鲉同时也是岩礁生境的典型优势种。多样性分析表明，贻贝养殖生境的总体鱼类多样性要高于岩礁生境，但尚不显著。多元分析显示，各月份2种生境中的鱼类群落格局均可分为3种类型，虽与养殖表层区、养殖底层区和岩礁区并非严格一致，但各群落间差异依然显著。研究表明，大规模筏式养殖设施的存在吸引了众多中上层鱼类及底层鱼类，也为岩礁生境优势鱼类提供了额外的栖息环境，发挥了近似于浮鱼礁系统的资源养护作用。研究结果可为岛礁海域海洋牧场目标种的选择和人工生境构建模式的应用提供重要参考。

关键词：鱼类群聚贻贝养殖浮鱼礁海洋牧场目标种枸杞岛

水产品贸易对东盟渔业绿色全要素生产率的影响

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上海海洋大学学报 2024年第1期33卷 275-284页

作者：杨正勇刘昱岐彭乐威上海海洋大学经济管理学院上海201306 中国渔业发展战略研究中心上海201306 海洋产业发展战略研究中心上海201306

中国与东盟国家水产品贸易往来日益密切,生态环境安全在建设绿色“一带一路”过程中有重要意义。使用DEA-Malmquist Luenberger指数法测算并分解了2001—2020年间东盟国家的渔业绿色全要素生产率指数,建立双向固定效应模型对其影响因素... 详细信息

中国与东盟国家水产品贸易往来日益密切,生态环境安全在建设绿色“一带一路”过程中有重要意义。使用DEA-Malmquist Luenberger指数法测算并分解了2001—2020年间东盟国家的渔业绿色全要素生产率指数,建立双向固定效应模型对其影响因素及机制进行实证分析。结果表明:东盟9国的渔业绿色全要素生产率指数均值呈现“上升-下降-上升”的状态,渔业绿色全要素生产率水平有待提升;水产品贸易额、“一带一路”倡议及人力资本均对提升渔业绿色全要素生产率水平有积极影响,人均GDP与其存在负向相关关系;在作用机制中,“一带一路”倡议对技术进步、技术效率及规模效率均有显著促进作用。建议中国与东盟国家开拓水产品贸易市场,灵活运用贸易政策,提高经济发展质量,制定适合本国的发展方案,以期实现中国与东盟国家水产品贸易的协同发展。

关键词：水产品贸易绿色全要素生产率 DEA-Malmquist Luenberger指数法 “一带一路”倡议东盟

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大规模筏式养殖生境中端足类群聚特征和时空差异

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上海海洋大学学报 2024年第3期33卷 702-714页

作者：孙梦雨汪振华林军章守宇王凯李晶晶上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海201306 上海海洋大学海洋牧场工程技术研究中心上海201306

基于2022年2—7月(大型海藻快速生长期2—3月、成熟期4—5月和衰落期6—7月)在嵊泗枸杞岛贻贝养殖区和对照区潮间带的同步采集数据,采用相对重要性指数、Shannon-Wiener多样性和Margalef丰富度指数,结合聚类和排序等多元统计方法,对筏... 详细信息

基于2022年2—7月(大型海藻快速生长期2—3月、成熟期4—5月和衰落期6—7月)在嵊泗枸杞岛贻贝养殖区和对照区潮间带的同步采集数据,采用相对重要性指数、Shannon-Wiener多样性和Margalef丰富度指数,结合聚类和排序等多元统计方法,对筏架不同结构体及其上大型海藻所附生的端足类的种类组成、丰度密度变化和群聚特征进行分析。结果共采集端足类24种,隶属于2亚目7科16属,其中在养殖生境采集端足类24种,而潮间带仅采集到4种。养殖筏架上的优势种为钩虾亚目的强壮藻钩虾(Ampithoe valida)、毛日藻钩虾(Sunampithoe plumosa)和施氏玻璃钩虾(Hyale schmidti)以及麦秆虫亚目的凯氏麦秆虫(Caprella kroyeri)、十远麦秆虫(Caprella decipiens)和长腮麦秆虫(Caprella equilibra);潮间带各种类相对重要性指数(IRI)皆小于5,未出现优势种。端足类的整体丰度密度呈现逐月增加趋势,从2—3月大型海藻快速生长期的(580±90)ind./m^(2)增加到6—7月衰落期的(1604±1172)ind./m^(2);不同部位的平均丰度密度最大为浮球(1390±1478)ind./m^(2),最小为贻贝串(683±1610)ind./m^(2)。端足类在大型海藻快速生长期的丰富度和多样性最高,其次是海藻成熟期,再次是衰落期;丰富度和多样性指数最高的是贻贝串。在群聚特征方面,端足类群落不仅在时间方面有明显变化,不同部位间也存在显著差异(P研究发现,大规模筏式养殖区支撑了种类丰富、结构多元且生物量庞大的端足类资源,可为海洋牧场人工生境的构建和生态系统结构优化提供重要依据。

关键词：端足类种群密度生物量种类分布

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湍流破碎波中气泡运动与动力性能分析

中国造船 2024年第1期65卷 156-165页

作者：邵聿明王建华万德成上海交通大学船海计算水动力学研究中心船舶海洋与建筑工程学院上海200240

应用自适应网格加密技术对三维波浪破碎进行研究。通过对波浪破碎动力学特征进行分析,将波浪破碎划分为波浪稳定发展、砰击自由面、空腔坍塌、飞溅射流形成和波浪破碎后耗散5个阶段。通过分析气泡尺寸和速度的统计数据发现,大部分气泡... 详细信息

应用自适应网格加密技术对三维波浪破碎进行研究。通过对波浪破碎动力学特征进行分析,将波浪破碎划分为波浪稳定发展、砰击自由面、空腔坍塌、飞溅射流形成和波浪破碎后耗散5个阶段。通过分析气泡尺寸和速度的统计数据发现,大部分气泡半径为2~3 mm,气泡的数密度符合-10/3幂律分布。在波浪破碎过程中气泡的纵向速度占主导地位。随着半径的增加,气泡的平均速度增大,而气泡最大速度呈现递减趋势。进一步分析湍流旋涡与气泡运动之间的关系发现,表面张力的增大会诱导波浪提前破碎,并阻止大尺度气泡分解为小尺度气泡。

关键词：波浪破碎空气夹带气泡运动气泡动力性能

淡水鱼类环境DNA宏条形码引物的筛选及其在千岛湖的应用

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湖泊科学 2024年第1期36卷 187-199页

作者：周严童璐胡文静李志力郝雷刘其根胡忠军上海海洋大学农业农村部鱼类营养与环境生态研究中心上海201306 上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有... 详细信息

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有研究综合评估这些引物的检出效果。本研究评估了来自COI、Cytb、12S rRNA和16S rRNA基因的29对鱼类e DNA宏条形码引物(包括本研究设计的2对和从国内外文献中引用的27对引物),首先基于计算机模拟PCR(in silico PCR)进行了初步分析,随后通过高通量测序对其中效果较好的17对引物开展了更进一步的验证,结果显示:计算机模拟PCR结果良好的引物在进行高通量测序时并非全部表现良好,表明引物的筛选不能仅仅依靠计算机模拟PCR;具有更长扩增片段长度的宏条形码引物并没有获得理想中更好的扩增效果,表现效果好的引物大多是扩增片段长度处于200~300 bp之间的引物;相对于COI和Cytb而言,12S rRNA引物与16S rRNA引物均具有良好的扩增效果,适宜作为鱼类环境DNA宏条形码而用于鱼类多样性研究;同时,鉴于当前的鱼类DNA条形码数据库尚不完备以及不同引物的特性不同,使用多对引物将大大增加物种的检出概率和e DNA研究的可信性。本研究展示了eDNA在评估生物多样性方面的潜力,有助于将来的鱼类eDNA研究,从而为鱼类多样性的保护提供参考。

关键词： eDNA DNA宏条形码生物多样性计算机模拟PCR 引物千岛湖

两种大型海藻提取物对杜氏盐藻生长和代谢活性的促进作用

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水生生物学报 2024年第8期48卷 1348-1357页

作者：王婧一蔡春尔张颖董傲查敏俊何培民上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海201306 上海海洋大学水域环境生态上海高校工程研究中心上海201306

实验选取绿潮藻提取物和铜藻提取物作为一种高经济价值藻一一杜氏盐藻生长的营养添加剂,与传统的f/2培养基相比,探究两种大型海藻提取物对杜氏盐藻的生长和某些代谢活性(色素、碳水化合物、蛋白质、光合活性)的影响。藻类生理指标和营... 详细信息

实验选取绿潮藻提取物和铜藻提取物作为一种高经济价值藻一一杜氏盐藻生长的营养添加剂,与传统的f/2培养基相比,探究两种大型海藻提取物对杜氏盐藻的生长和某些代谢活性(色素、碳水化合物、蛋白质、光合活性)的影响。藻类生理指标和营养成分分析表明,不同浓度的藻华提取物对杜氏盐藻生长的促进效果显著。添加0.26%、0.31%、0.38%的绿潮藻提取物和添加0.24%的铜藻提取物均能够显著促进杜氏盐藻生物量增长、光合色素和营养物质的积累,但对杜氏盐藻的最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和有效量子产量(Yield)无显著影响。研究表明,一定浓度的绿潮藻提取物和铜藻提取物能够显著促进杜氏盐藻的生长和营养物质的积累,该发现为藻华防控及利用大型藻华提取物来优化杜氏盐藻的生产提供了新的思路。

关键词：绿潮藻提取物铜藻提取物营养添加剂杜氏盐藻培养基