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基于大核重参UNet网络的遥感影像变化检测

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计算机工程 2024年

作者：吴潮宇杨斌南华大学电气工程学院

本文针对现有变化检测方法在处理高精度遥感影像时存在的漏检、误检，及边缘检测效果差等问题，提出了一种基于大核重参UNet网络的遥感影像变化检测方法，简称RepUNet-CD。该网络以UNet为骨干网络，在编码端用大核重参模块代替单卷积核... 详细信息

本文针对现有变化检测方法在处理高精度遥感影像时存在的漏检、误检，及边缘检测效果差等问题，提出了一种基于大核重参UNet网络的遥感影像变化检测方法，简称RepUNet-CD。该网络以UNet为骨干网络，在编码端用大核重参模块代替单卷积核结构进行特征提取，实现注意力机制的全局感受野。同时，利用重参技术将小核融合进大核结构中辅助训练，使网络保留捕获小感受野中细节特征的能力，从而生成多尺度特征，提高变化检测精度。在网络解码端将不同时相的特征图融合得到特征差分图，再通过跳跃连接和上采样得到变化特征图，最后利用特征边缘增强模块加强网络对特征图的边缘信息关注度，进一步提高检测精度后生成变化结果。此外，针对数据集客观存在的正负训练样本不平衡问题，采用有更好鲁棒性的混合损失函数进行网络训练。本文方法在LEVIR-CD和WHU-CD两个主流的公开数据集上进行实验验证，并与其他最新的遥感变化检测方法进行了对比。结果显示本文方法在许多评估指标上有显著改进，其中F1值分别提高到91.71%和92.60%，IoU分别提高到84.69%和86.20%。

关键词：变化检测结构重参化边缘增强遥感影像 U-Net

不同取代基对联苯二酰亚胺基空穴传输材料光电性能的影响

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材料导报 2024年第8期38卷 238-245页

作者：郑惠文金宏璋徐炎闫磊王行柱湘潭大学物理与光电工程学院湖南湘潭411105 南华大学电气工程学院湖南衡阳421001

本工作设计了四种以联苯二酰亚胺为核心的新型空穴传输材料(HTMs),并且分别研究了含H、OH、OMe和NH_(2)取代基对其性能的影响。基于密度泛函理论(DFT),讨论了所设计的分子的几何结构、前线分子轨道(FMOs)、HOMO-LUMO能级能隙、态密度(D... 详细信息

本工作设计了四种以联苯二酰亚胺为核心的新型空穴传输材料(HTMs),并且分别研究了含H、OH、OMe和NH_(2)取代基对其性能的影响。基于密度泛函理论(DFT),讨论了所设计的分子的几何结构、前线分子轨道(FMOs)、HOMO-LUMO能级能隙、态密度(DOS)、绝对硬度、静电势(ESP)以及空穴传输速率。基于含时密度泛函理论(TD-DFT),讨论了空穴传输材料分子的吸收光谱、电荷密度差图(CDD)、热图、D指数、H指数、S_(r)指数、激子结合能(E_(coul))以及片段间的电子转移量。模拟计算结果表明:设计的HTMs的能级都与钙钛矿层(MAPbI_(3))的能级匹配,并且都具有较高的稳定性和空穴传输速率。根据溶解自由能的研究结表明:设计的分子均可溶于二氯甲烷溶剂中。所有的分子在200~400 nm之间有较为明显的吸收峰,不会与钙钛矿层在可见光区域发生光吸收竞争,并且光激发过程电子是从给体转移到受体;所设计的HTMs具有良好的电学性质、光学性质、空穴传输速率和稳定性,该研究为高效性能的空穴传输材料的设计提供了新的思路。

关键词：密度泛函理论空穴传输材料钙钛矿太阳能电池联苯二酰亚胺

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旋转磁岛对捕获快离子输运影响的研究

核聚变与等离子体物理 2024年第1期44卷 78-84页

作者：赵建华曹锦佳向东戴勇智杨骏辉赵佳蔚杨文军南华大学核科学技术学院衡阳421001 南华大学电气工程学院衡阳421001

采用漂移动理学理论,研究了旋转磁岛与捕获快离子的反弹运动和进动频率(包括极向进动和螺旋进动)之间共振引起的快离子输运。求解捕获离子香蕉轨道回旋心动理学方程,获得了共振和非共振情况下的快离子分布函数。计算了磁漂移、电漂移和... 详细信息

采用漂移动理学理论,研究了旋转磁岛与捕获快离子的反弹运动和进动频率(包括极向进动和螺旋进动)之间共振引起的快离子输运。求解捕获离子香蕉轨道回旋心动理学方程,获得了共振和非共振情况下的快离子分布函数。计算了磁漂移、电漂移和磁岛旋转产生的快离子输运通量。与极向角周期性相关的磁漂移和电漂移产生的输运在磁岛分界线附近存在强烈的流剪切,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运向内;磁岛旋转诱发的输运则与磁漂移和电漂移产生的输运相反,在磁岛靠近等离子体边界一侧输运沿径向向外,并起主要作用。当磁岛宽度大于某一阈值岛宽时,捕获快离子输运增长缓慢,趋于饱和。

关键词：捕获快离子旋转磁岛极向进动共振输运

电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益分析

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环境科学 2024年第5期45卷 3119-3128页

作者：徐圆圆龚德鸿黄正光杨浪贵州大学电气工程学院贵阳550025

为精准预测电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益,以单辆重卡为对象,通过预测2023~2050年的电力和柴油碳排放因子变化特性,耦合两类重卡寿命及生命周期行驶里程,分阶段构建了重卡动态碳排放模型,深入分析了“2050年净零排放(NZE... 详细信息

为精准预测电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益,以单辆重卡为对象,通过预测2023~2050年的电力和柴油碳排放因子变化特性,耦合两类重卡寿命及生命周期行驶里程,分阶段构建了重卡动态碳排放模型,深入分析了“2050年净零排放(NZE)情景”、“承诺目标(APS)情景”和“既定政策(STEPS)情景”下两类重卡的碳排放足迹,并计算碳减排量和碳减排率.结果表明,电池生产和电池回收是分别导致电动重卡生产阶段和拆解回收阶段碳减排效益不佳的重要因素.电力碳排放因子(以CO_(2)计)每降低1 g·(kW·h)^(−1),电动重卡全生命周期碳排放可减少1.74 t.3种情景下,两类重卡运行阶段碳排放均占全生命周期碳排放总量的90%以上.碳减排效益由高到低的情景依次为NZE、APS和STEPS,其对应的全生命周期碳减排量分别为1054.68、1021.78和1007.97 t,碳减排率分别为54.38%、52.68%和51.97%.

关键词：重卡碳排放因子动态模型情景分析碳排放全生命周期

基于图自编码器和GRU网络的分层交通流预测模型

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计算机科学 2024年第S1期51卷 680-685页

作者：赵子琪杨斌张远广南华大学电气工程学院湖南衡阳421001

准确的交通流预测信息不仅可以为交通管理人员提供交通决策的坚实基础,还可以减少交通拥堵情况。在交通流预测任务中,获得有效的交通流的时空特性是保证预测效果的前提。现有的方法大多是用未来时刻的数据进行监督学习,提取的特征具有... 详细信息

准确的交通流预测信息不仅可以为交通管理人员提供交通决策的坚实基础,还可以减少交通拥堵情况。在交通流预测任务中,获得有效的交通流的时空特性是保证预测效果的前提。现有的方法大多是用未来时刻的数据进行监督学习,提取的特征具有局限性。针对现有预测模型无法充分挖掘交通流的时空特性的问题,提出了基于改进的图自编码器和门控循环单元的分层交通预测模型。首先使用图注意力自编码器以无监督的方式深度挖掘交通流的空间特性,然后使用门控循环单元进行时间特征提取。分层结构采用分开训练的方式进行时空依赖关系的学习,旨在获取路网天然存在的空间拓扑特征,使其可以兼容不同时间步下的交通流预测任务。大量实验证明,所提出的GAE-GRU模型在不同数据集下的交通预测任务中取得了优异的表现,MAE,RMSE和MAPE指标均优于基线模型。

关键词：交通流预测图自编码器门控循环单元分层时空依赖

直流电弧热等离子体制备纳米镍粉过程的数值模拟

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稀有金属材料与工程 2024年第7期 1999-2005页

作者：陈文波李自军陈伦江冯军阳璞琼南华大学电气工程学院核工业西南物理研究院南华大学机械工程学院

研究镍粉颗粒在直流电弧热等离子体中的汽化过程可以为优化热等离子体纳米镍粉的制备工艺提供参考。本工作通过对磁流体力学方程和颗粒热动力学方程的耦合求解，研究了原料粒径、工作气流量及送粉速率等参数对镍粉颗粒在直流热等离子体... 详细信息

研究镍粉颗粒在直流电弧热等离子体中的汽化过程可以为优化热等离子体纳米镍粉的制备工艺提供参考。本工作通过对磁流体力学方程和颗粒热动力学方程的耦合求解，研究了原料粒径、工作气流量及送粉速率等参数对镍粉颗粒在直流热等离子体中的运动行为及加热过程的影响效应。研究表明，粒径较小的颗粒在高温区内停留的时间更长，从等离子体中吸收到的热量更多，因此能够在更短的时间内被加热到完全汽化；降低工作气流量及送粉速率均可以增加镍粉颗粒从热等离子体中获得的能量，这对于提升颗粒的汽化率，改善最终制备的纳米镍粉品质是有益的。

关键词：直流电弧热等离子体纳米镍粉汽化过程数值模拟

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基于光纤漏磁场测量的变压器磁平衡保护研究

电工技术学报 2024年第3期39卷 628-642页

作者：邓祥力朱宏业严康张展刘世明上海电力大学电气工程学院上海200090 山东大学电气工程学院济南250061

针对变压器绕组变形、轻微匝间故障等早期故障,传统的保护方案一般难以进行有效的诊断,根据变压器绕组漏磁场变化可以灵敏地检测出绕组的早期故障,但缺乏适用于工程应用的绕组漏磁场分析的解析方法和在线测量方案。针对这些问题,该文计... 详细信息

针对变压器绕组变形、轻微匝间故障等早期故障,传统的保护方案一般难以进行有效的诊断,根据变压器绕组漏磁场变化可以灵敏地检测出绕组的早期故障,但缺乏适用于工程应用的绕组漏磁场分析的解析方法和在线测量方案。针对这些问题,该文计算了简化模型下的变压器绕组漏磁场分布,通过测量绕组上、下表面和中部的漏磁感应强度,提出故障分量磁平衡保护的整定方法和判别逻辑。最后,建立了Ansys的仿真模型和动模实验模型,验证了保护方案具有不受负荷变化及不受励磁涌流的影响,并且区内故障检测灵敏度高的优点。

关键词：变压器保护匝间短路绕组变形磁平衡保护

结构参数对环形线性感应电磁泵性能的影响分析

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 92-101,110页

作者：刘慧娟易元元张振洋周佳明王宇北京交通大学电气工程学院北京100044 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

环形线性感应电磁泵(ALIP)是液态金属反应堆中泵送冷却剂的关键驱动设备。在电磁泵的设计和分析中,结构参数是影响电磁泵输出性能的重要因素。为了进一步研究环形线性感应电磁泵结构设计参数对输出性能的影响,首先利用有限元分析软件建... 详细信息

环形线性感应电磁泵(ALIP)是液态金属反应堆中泵送冷却剂的关键驱动设备。在电磁泵的设计和分析中,结构参数是影响电磁泵输出性能的重要因素。为了进一步研究环形线性感应电磁泵结构设计参数对输出性能的影响,首先利用有限元分析软件建立考虑端部效应和环形导电管道影响的环形线性感应电磁泵仿真模型,然后基于模型计算分析了不同齿槽比、流道高度和管道壁厚度对电磁泵的磁密分布、电磁力密度分布和输出电磁力的影响,最后进一步对比分析了不同结构参数下环形线性感应电磁泵的输出特性和效率,研究结果为环形线性感应电磁泵的结构参数优化提供了参考依据。

关键词：环形线性感应电磁泵电磁泵有限元电磁场结构参数端部效应

基于SE(3)的鲁棒自适应算法及其在SINS/DVL中的应用

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上海交通大学学报 2024年第4期58卷 498-510页

作者：钱镭源覃方君李开龙朱天高海军工程大学电气工程学院武汉430033

针对复杂环境下SINS/DVL组合导航易受干扰的问题,提出了基于SE(3)的鲁棒自适应算法.通过将李群/李代数理论和鲁棒自适应策略引入正交变换容积卡尔曼滤波(TCKF),使TCKF的估计状态纳入特殊欧氏群,改善了状态空间不一致问题.并利用卡方检验... 详细信息

针对复杂环境下SINS/DVL组合导航易受干扰的问题,提出了基于SE(3)的鲁棒自适应算法.通过将李群/李代数理论和鲁棒自适应策略引入正交变换容积卡尔曼滤波(TCKF),使TCKF的估计状态纳入特殊欧氏群,改善了状态空间不一致问题.并利用卡方检验和Huber方法,在量测更新时根据新息向量自适应地重构异常量测.SINS/DVL实验结果表明,所提方法具有比传统方法更优的空间一致性和鲁棒性.

关键词：组合导航李群/李代数 Huber方法正交变换容积卡尔曼滤波