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融合结构重参数化变换的气体泄漏红外检测

光子学报 2024年第1期53卷 187-201页

作者：庄宏张印辉何自芬曹辉柱昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对常规工业气体泄漏检测装置需泄漏扩散到一定范围并与传感器接触时才能响应的不足,提出一种融合结构重参数化变换的红外非接触式检测网络模型GRNet。GRNet模型采用Mosaic-Gamma变换的预处理方法增加泄漏样本数量并提高图像对比度以... 详细信息

针对常规工业气体泄漏检测装置需泄漏扩散到一定范围并与传感器接触时才能响应的不足,提出一种融合结构重参数化变换的红外非接触式检测网络模型GRNet。GRNet模型采用Mosaic-Gamma变换的预处理方法增加泄漏样本数量并提高图像对比度以增强模型的鲁棒性;通过K-means聚类分析出适用于气体泄漏红外检测的候选框以预置模型参数;优化定位损失函数以提高模型对泄漏区域的定位准确性;采用改进后的轻量化网络RepVGG模块重构特征提取网络增强模型的特征提取能力,以实现轻量化并提高检测精度。实验结果表明,GRNet模型对氨气泄漏的平均检测精度达到94.90%,单张图像平均检测时间达到3.40 ms。采用伪色彩映射实现泄漏浓度的视觉感知效果,采用PyQt5将GRNet模型进行封装实现气体泄漏红外检测系统界面的可视化并在Jetson Nano B01嵌入式实验平台部署该模型,验证了实际工程应用的可行性和有效性,为开发气体泄漏非接触探测装置以保障涉气企业的安全生产和稳定运行提供一种有效的检测算法。

关键词：目标检测气体泄漏检测定位损失函数图像预处理聚类分析结构重参数化

双重信息引导的蚁群算法求解绿色多舱车辆路径问题

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1067-1078页

作者：郭宁申秋义钱斌那靖胡蓉毛剑琳昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500

针对当前实际运输中广泛存在的绿色多舱车辆路径问题(GMCVRP),文章提出一种双重信息引导的蚁群优化算法(DIACO)进行求解.首先,在DIACO的全局搜索阶段,重新构建传统蚁群优化算法(TACO)中的信息素浓度矩阵(PCM),使其同时包含客户块信息和... 详细信息

针对当前实际运输中广泛存在的绿色多舱车辆路径问题(GMCVRP),文章提出一种双重信息引导的蚁群优化算法(DIACO)进行求解.首先,在DIACO的全局搜索阶段,重新构建传统蚁群优化算法(TACO)中的信息素浓度矩阵(PCM),使其同时包含客户块信息和客户序列信息,即建立具有双重信息的PCM(DIPCM),从而更全面学习和累积优质解的信息;采用3种启发式方法生成较高质量个体,用于初始化DIPCM,可快速引导算法朝向解空间中优质区域进行搜索.其次,在DIACO的局部搜索阶段,设计结合自适应策略的多种变邻域操作,用于对解空间的优质区域执行深入搜索.再次,提出信息素浓度平衡机制,以防止搜索陷入停滞.最后,使用不同规模的算例进行仿真测试和算法对比,结果验证了DIACO是求解GMCVRP的有效算法.

关键词：多舱车辆路径问题绿色蚁群优化算法双重信息引导信息素浓度平衡机制

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混合多馈入直流输电系统中LCC分层接入方式下后续换相失败抑制策略

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高电压技术 2024年第7期50卷 2760-2773,I0001页

作者：束洪春邵宗学赵伟省部共建智能电网故障检测与保护控制协同创新中心(昆明理工大学) 昆明650051 昆明理工大学电力工程学院昆明650051 昆明理工大学机电工程学院昆明650051

随着直流输电的发展,LCC-HVDC与VSC-HVDC将不可避免的馈入同一区域电网,我国部分地区已经形成了混合多馈入直流输电系统,而受端LCC分层接入方式能够提高混合多馈入直流输电系统的电压支撑能力。受端分层接入方式下特高压直流输电工程在... 详细信息

随着直流输电的发展,LCC-HVDC与VSC-HVDC将不可避免的馈入同一区域电网,我国部分地区已经形成了混合多馈入直流输电系统,而受端LCC分层接入方式能够提高混合多馈入直流输电系统的电压支撑能力。受端分层接入方式下特高压直流输电工程在本层阀组发生换相失败时,由于层间耦合关系,可能引发非故障层阀组同时发生换相失败。提出基于MMC快速无功支援与LCC非故障层超前触发角补偿的协调控制策略,根据不同交流电压跌落程度,考虑受端MMC四象限运行能力向受端LCC非故障层提供无功支援,需要的无功支援量在MMC四象限运行范围内时,仅由MMC进行无功支援,利用公共耦合母线的电压跌落值确定MMC无功支援指令值。需要的无功支援量超过MMC四象限运行范围内时,MMC无功支援指令值为四象限运行有功临界值时的无功最大值,同时启动LCC非故障层的超前触发角补偿控制。大量仿真测试表明所提协调控制策略对高低端逆变器同时发生换相失败的抑制效果明显。

关键词：混合多馈入 LCC分层接入 MMC无功支援换相失败协调控制

基于三幕结构思维链和语义自洽的事件驱动故事生成方法

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模式识别与人工智能 2024年第7期37卷 571-583页

作者：黄于欣赵源余正涛吴磊马九顺昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650504 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650504

事件驱动故事生成旨在根据有限的故事背景和事件信息生成连贯且符合事件内容的故事.然而,现有方法常因对复杂的事件关系推理不足,导致生成的故事存在语义不连贯、情节冲突等问题.为此,文中提出基于三幕结构思维链和语义自洽的事件驱动... 详细信息

事件驱动故事生成旨在根据有限的故事背景和事件信息生成连贯且符合事件内容的故事.然而,现有方法常因对复杂的事件关系推理不足,导致生成的故事存在语义不连贯、情节冲突等问题.为此,文中提出基于三幕结构思维链和语义自洽的事件驱动故事生成方法,在生成故事前选择类型多样的故事示例,学习不同类型故事的写作方式.生成故事时,按照故事的开端、冲突和结局三幕结构设计思维链,引导方法合理规划故事内容,避免故事情节前后矛盾.生成故事后,引入语义自洽,模拟作家的推敲过程,从生成的多个故事中选择语义一致、连贯性和相关性较高的故事.实验表明,相比提示学习方法,文中方法的BLEU-4和BERTScore指标值有所提升,并且在人工评估中也占有一定的优势.

关键词：事件驱动故事生成大规模语言模型语义自恰三幕结构思维链

增强三维分布估计算法求解分布式生产-运输-装配集成调度问题

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机械工程学报 2024年第2期60卷 323-341页

作者：张博茹胡蓉钱斌金怀平向凤红昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500

针对一类广泛存在的分布式生产-运输-装配集成调度问题(Integrated scheduling problem of distributed production,transportation and assembly,ISPDPTA),建立问题模型并提出一种增强三维分布估计算法(Enhanced three-dimensional estimation of distribution algorithm,E3DEDA)进行求解。在E3DEDA的全局搜索部分,先根据ISPDPTA的问题特性,对包含工厂信息的工件与产品进行多段编码,并依据最短路径规则获得各车辆路径;再采用双三维概率模型分别学习和积累种群中较优个体的工件块与产品块结构及其位置信息,并采样生成新个体,从而增强算法发现优质解空间区域的能力。在E3DEDA的局部搜索部分,设计自适应变邻域局部搜索来增强算法的局部搜索能力。具体而言,针对问题各阶段特性,设计10种有效的邻域操作组成备选集合,并采用二维概率模型学习由不同邻域操作所构成的优质邻域结构信息,进而采样生成合理的邻域操作排列并依次执行,以实现对全局搜索所发现优质区域的深入搜索。此外,设计块结构概率评价更新机制,可提升算法执行效率。最后,通过仿真试验与算法对比验证E3DEDA可有效求解ISPDPTA。

关键词：分布式生产车辆运输集成调度三维分布估计算法块结构

启发式列生成算法求解带恶化效应的同构并行机调度问题

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控制与决策 2024年第5期39卷 1636-1644页

作者：孙鑫伟钱斌胡蓉张森于乃康昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500

针对实际生产中广泛存在的一类带恶化效应的同构并行机调度问题,以最小化最大完工时间为优化目标,构建该问题的整数规划模型,并提出一种启发式列生成算法(HCGA)进行求解.在HCGA中,首先,利用Dantzig-Wolfe分解方法,将原问题分解为一个主... 详细信息

针对实际生产中广泛存在的一类带恶化效应的同构并行机调度问题,以最小化最大完工时间为优化目标,构建该问题的整数规划模型,并提出一种启发式列生成算法(HCGA)进行求解.在HCGA中,首先,利用Dantzig-Wolfe分解方法,将原问题分解为一个主问题(MP)和多个子问题;然后,设计启发式算法获得初始列,其中每列为一台机器上的一个调度方案,基于初始列构建限制主问题(RMP)模型;接着,设计快速有效的动态规划算法求解子问题,以得到需添加至RMP的列集,同时,考虑传统列生成算法收敛速度较慢,设计一系列方法来加速列生成过程;最后,基于所获取的MP线性松弛解,设计深潜启发式算法确定原问题的整数解. HCGA与商用求解器GUROBI的对比实验结果表明, HCGA可在较短时间内获得更优的解.

关键词：并行机恶化效应最大完工时间列生成动态规划深潜启发式

建成环境对共享单车与地铁组合出行的影响关系

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交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 200-211页

作者：关昊天戢晓峰李武陈方邓若凡昆明理工大学交通工程学院昆明650504 昆明理工大学云南省现代物流工程研究中心昆明650504

为探究建成环境对共享单车与地铁组合出行需求的影响,首先,基于12万次的共享单车出行数据,采用空间置信椭圆技术,刻画地铁站点领域内的共享单车集聚特征;其次,建立自行车—地铁骑行集聚缓冲区的量化方法,从密度、交通设施、土地利用、... 详细信息

为探究建成环境对共享单车与地铁组合出行需求的影响,首先,基于12万次的共享单车出行数据,采用空间置信椭圆技术,刻画地铁站点领域内的共享单车集聚特征;其次,建立自行车—地铁骑行集聚缓冲区的量化方法,从密度、交通设施、土地利用、目的可达性以及地铁客流这5个维度评估地铁站点领域内的建成环境属性;最后,引入梯度提升决策树模型拟合建成环境因素与组合出行需求之间的非线性作用关系。研究发现,地铁客流和工作场所是影响组合出行的核心因素,展示了明显的阈值效应,商业活动的增加在初期可以增强组合出行的需求,但过高的密度会因交通拥堵导致负面效应;公交站点密度的提升表征了共享单车与公交系统之间的相互竞争,突显了城市交通模式间的复杂互动;进一步,土地利用多样性和人口密度对组合出行的非线性影响,反映了城市规划与居民通勤模式的深层次联系。

关键词：城市交通组合出行梯度提升决策树共享单车建成环境骑行集聚缓冲区

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数据驱动下应急医疗物资需求预测及物流选址-分配优化

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控制与决策 2024年第9期39卷 3117-3125页

作者：罗治洪李婷昆明理工大学管理与经济学院昆明650504

为解决重大疫情爆发初期应急医疗物资需求量预测及分配问题,结合传染病的特征以及政府隔离措施对传染病传播的影响,建立改进易感-潜伏-感染-康复(SEIR)模型,基于数据驱动的思想对模型中的部分参数进行周期性更新,从而刻画疫情的扩散演... 详细信息

为解决重大疫情爆发初期应急医疗物资需求量预测及分配问题,结合传染病的特征以及政府隔离措施对传染病传播的影响,建立改进易感-潜伏-感染-康复(SEIR)模型,基于数据驱动的思想对模型中的部分参数进行周期性更新,从而刻画疫情的扩散演化规律,将需求量构建为感染规模的函数,实现应急医疗物资需求量的预测.在此基础上,建立以加权运输距离最小化为目标,公平分配等为约束的选址-分配模型,并设计自适应混合遗传禁忌算法进行求解.实例测算结果表明:数据驱动的参数更新方法保证了改进SEIR模型预测的精度,平均相对误差为3.8%;所提出选址-分配模型在对配送时效性进行优化的同时能够兼顾物资分配的公平性.不同规模算例求解结果表明:所提出算法的收敛性和解的质量优于标准遗传算法.

关键词：数据驱动传播动力学参数更新选址-分配问题遗传算法禁忌搜索

PEGMA刷微图案诱导聚苯乙烯纳米颗粒阵列化

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材料导报 2024年第14期38卷 270-276页

作者：高浩魏中华邓佳陈涛赵海利昆明理工大学化学工程学院昆明650504

基于光引发原子转移自由基聚合(ATRP)反应,在疏水性引发剂表面制备亲水性聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)聚合物刷微图案,以PEGMA聚合物刷图案化表面为模板,借助亲疏水区域间表面能的差异使聚苯乙烯(PS)纳米颗粒在亲水区域精准组装制备纳... 详细信息

基于光引发原子转移自由基聚合(ATRP)反应,在疏水性引发剂表面制备亲水性聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)聚合物刷微图案,以PEGMA聚合物刷图案化表面为模板,借助亲疏水区域间表面能的差异使聚苯乙烯(PS)纳米颗粒在亲水区域精准组装制备纳米颗粒微阵列。采用X射线光电子能谱仪(XPS)与拉曼光谱仪(Raman)对各阶段基体表面化学组分进行表征,结果表明,聚多巴胺/3-(三甲氧基硅烷基)丙基2-溴-2-甲基丙酸酯(PDA/SiBr)复合涂层、PEGMA聚合物刷以及PS纳米颗粒微阵列被成功制备。采用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜对PEGMA聚合物刷图案化表面及PS纳米颗粒阵列化表面进行观察,结果表明PS纳米颗粒在PEGMA聚合物刷微图案区域选择性组装。研究了PS纳米颗粒微阵列表面BSA蛋白吸附行为,荧光图像结果表明PS纳米颗粒在PEGMA聚合物刷微图案表面组装后可以有效促进BSA蛋白在该区域的黏附。相关研究工作拓展了图案化聚合物刷在纳米颗粒微阵列制备中的应用,为纳米颗粒在高质量生物微阵列、生物探针等领域的应用提供了技术支持。

关键词：聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)刷微图案亲疏水反差特性聚苯乙烯(PS)纳米颗粒微阵列蛋白吸附