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多源数据驱动的隧道场景驾驶员识别方法

交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 81-93页

作者：金盛周梦涛白聪聪浙江大学智能交通研究所杭州310058 浙江大学中原研究院郑州450000

针对隧道环境中监控图像分辨率低与车辆运动轨迹特征异质性减弱导致的驾驶员识别准确率偏低问题,本文提出一种融合卷积与多头注意力机制的驾驶员识别方法(Multi-scale CNN with Multi Attention),通过充分利用驾驶过程人—车—路—环境... 详细信息

针对隧道环境中监控图像分辨率低与车辆运动轨迹特征异质性减弱导致的驾驶员识别准确率偏低问题,本文提出一种融合卷积与多头注意力机制的驾驶员识别方法(Multi-scale CNN with Multi Attention),通过充分利用驾驶过程人—车—路—环境多源信息的协同耦合关系提升识别精度。首先,设计开展实车驾驶试验,构建针对隧道路段的人—车—路多源驾驶数据库并设计特征集合;其次,搭建驾驶员识别模型框架,该框架通过多尺度卷积神经网络学习驾驶过程中的局部波动,并通过并行的多头自注意力层结构捕捉驾驶时间序列的长期依赖性,实现局部信息与全局信息的有效整合,从而提升隧道场景的驾驶员识别效果。结果显示,与其他先进的算法相比,所提出的模型在驾驶员身份识别任务中的准确率高达99.07%,调和F_(1)分数达到99.03%,充分证明了所提方法的有效性。此外,通过特征贡献度评估方法对隧道场景下驾驶员身份识别任务中的特征重要性进行深入探究发现,相较于车辆历史运动数据,驾驶员心理、生理及视觉特征显示出更高的贡献度。研究结果可为隧道场景多源数据应用提供支持,并对隧道安全监管提供技术支撑。

关键词：交通工程驾驶员识别深度学习隧道场景多头注意力机制多尺度卷积

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高性能薄膜铌酸锂电光调制器(特邀)

光学学报 2024年第15期44卷 1-21页

作者：陈耿鑫刘柳浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310058 浙江大学嘉兴研究院浙江嘉兴314000

薄膜铌酸锂凭借着集成度高、透明波段宽、物理化学性质稳定的优势在近年来受到了广泛的关注和研究。相比于传统体材料铌酸锂调制器,薄膜铌酸锂调制器具有小尺寸、宽带宽、低功耗等优势,调制性能远远优于传统体材料铌酸锂调制器,是光通... 详细信息

薄膜铌酸锂凭借着集成度高、透明波段宽、物理化学性质稳定的优势在近年来受到了广泛的关注和研究。相比于传统体材料铌酸锂调制器,薄膜铌酸锂调制器具有小尺寸、宽带宽、低功耗等优势,调制性能远远优于传统体材料铌酸锂调制器,是光通信领域中极具竞争力的光调制器件形式。薄膜铌酸锂的进一步发展将对信号处理、生物传感和量子信息等领域的广泛应用产生深刻影响。本文简要地概括了铌酸锂晶体材料的发展历史以及薄膜铌酸锂材料的制备方法,重点介绍并总结了不同结构形式、不同工艺平台以及不同工作波长的薄膜铌酸锂调制器,并对调制性能进行对比和综合评估,最后简要概括了薄膜铌酸锂调制器的相关应用。

关键词：集成光学薄膜铌酸锂微纳光子学光波导电光调制器

自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章·特邀)

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 11-25页

作者：王韵澎燕静郝翔浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心浙江嘉兴314000

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往... 详细信息

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往会因样品引起的像差而降低。自适应光学是一种矫正波前误差的技术,在超分辨显微成像技术中引入自适应光学技术可以显著提高超分辨系统的成像分辨率、成像深度、成像速度。为了进一步提高超分辨显微成像系统的成像性能,研究者不断创新自适应光学在超分辨技术的应用方法。介绍了自适应光学技术,阐述了其在显微成像中的应用;详细分析了近年来自适应光学在超分辨显微成像技术的应用,最终进行了总结,并对未来技术发展方向进行了展望。

关键词：超分辨显微成像自适应光学机器学习波前探测

单晶多级孔ZSM-5分子筛酸性质对正庚烷催化裂解反应传质性能的影响

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化工进展 2024年第5期43卷 2661-2672页

作者：谢小金张晓雪刘晓玲崇明本程党国陈丰秋浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000

采用L-赖氨酸作为介孔模板剂,通过调控铝源(偏铝酸钠)添加量改变分子筛硅铝比,在单晶分子筛内部引入晶内介孔,成功地合成了一系列具有不同硅铝比的单晶多级孔ZSM-5分子筛,研究了其酸性质对正庚烷催化裂解反应传质性能的影响。利用X射线... 详细信息

采用L-赖氨酸作为介孔模板剂,通过调控铝源(偏铝酸钠)添加量改变分子筛硅铝比,在单晶分子筛内部引入晶内介孔,成功地合成了一系列具有不同硅铝比的单晶多级孔ZSM-5分子筛,研究了其酸性质对正庚烷催化裂解反应传质性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、吡啶红外(Py-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征了单晶多级孔ZSM-5分子筛的物理结构、酸性质和微观形貌。同时,利用零长柱(ZLC)装置测试获取了正庚烷在单晶多级孔ZSM-5分子筛中的表观扩散系数,用于反映其传质性能。研究结果表明,随着硅铝比的提高,单晶多级孔ZSM-5分子筛的物理结构基本保持一致;传质性能随酸量的减少而提升,催化裂解性能随酸量的增加而提高。当单晶多级孔ZSM-5分子筛的Si/Al从80提高至140,正庚烷的表观扩散系数提升了87%以上;当单晶多级孔ZSM-5分子筛的Si/Al=80时,正庚烷的转化率最高可达97.5%,乙烯和丙烯的选择性分别为24.3%和35.1%。

关键词： L-赖氨酸硅铝比单晶多级孔ZSM-5分子筛传质催化反应

离子液体强化不饱和键差异化合物分离的研究进展

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化工进展 2024年第1期43卷 198-214页

作者：容凡丁丁泽相曹义风陈俐吭杨柳申福星杨启炜鲍宗必浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000

结构相似物的分离是物耗和能耗最集中的化工过程之一。对于具有不饱和键差异的化合物而言,它们的物化性质极为相近,高效分离极具挑战。离子液体因其特殊的理化性质、结构可设计以及多重分子间相互作用位点等特点而广泛应用于不饱和键差... 详细信息

结构相似物的分离是物耗和能耗最集中的化工过程之一。对于具有不饱和键差异的化合物而言,它们的物化性质极为相近,高效分离极具挑战。离子液体因其特殊的理化性质、结构可设计以及多重分子间相互作用位点等特点而广泛应用于不饱和键差异化合物的分子辨识分离。本文综述了离子液体强化不饱和键差异化合物分离的研究进展,重点介绍了常温常压下为气态的低碳烃、液态的中等碳链烃及固态的天然活性同系物等代表性体系的分离,突出了离子液体分离不饱和键差异化合物的构效关系、分离机理及分离工艺流程评价,并展望了离子液体强化不饱和键差异化合物分离的未来方向。

关键词：离子液体分子辨识分离萃取选择性不饱和键

基于GPU高速并行计算实现逆信噪比-复值退相关OCTA实时成像

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中国激光 2024年第9期51卷 170-180页

作者：郭大佑刘开元章慧英林腾翔丁志华李鹏浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心浙江嘉兴324000

在光学相干层析血流造影(OCTA)系统的实际应用中,高质量数据的采集受到多种因素的干扰,如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元(GPU)的OCTA数据实时处理框架,使用C++和CUDA... 详细信息

在光学相干层析血流造影(OCTA)系统的实际应用中,高质量数据的采集受到多种因素的干扰,如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元(GPU)的OCTA数据实时处理框架,使用C++和CUDA开发系统软件,实现了逆信噪比-复值退相关光学相干层析血流造影(ID-OCTA)的实时信号处理与图像显示,线处理速度达到了365 kHz。同时,通过闪烁光刺激诱发小鼠视网膜功能性充血实验,证明了本研究实现的OCTA投影图像实时显示功能有助于操作人员调节系统,监测受试对象的状态,从而提高数据采集成功率。

关键词：生物医学成像光学相干层析血流造影实时成像功能性充血

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循环流化床锅炉节能减碳运行调控及工程验证

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1618-1627页

作者：李钦武俞李斌刘庭宇张京旭翁卫国郑政杰王韬王海郑成航高翔浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027 浙江浩普环保工程有限公司浙江杭州310012 浙江大学碳中和研究院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院浙江嘉兴314001

构建基于烟气中氧气体积分数及炉膛出口压力的锅炉运行协同控制模型,可以实时、准确地预测烟气中氧气体积分数的变化趋势,提前给定锅炉二次风机和引风机控制指令,显著减小了不同负荷条件下锅炉烟气中氧气体积分数、负压等关键运行参数... 详细信息

构建基于烟气中氧气体积分数及炉膛出口压力的锅炉运行协同控制模型,可以实时、准确地预测烟气中氧气体积分数的变化趋势,提前给定锅炉二次风机和引风机控制指令,显著减小了不同负荷条件下锅炉烟气中氧气体积分数、负压等关键运行参数的波动.在300 t/h循环流化床锅炉上的工业验证结果表明:利用协同控制模型可以提高锅炉运行控制的品质,锅炉变负荷工况条件下烟气中氧气体积分数控制在目标值±0.25%范围内,炉膛出口压力控制在目标值±45 Pa范围内的统计概率为99%.运行一周的统计结果表明,相比于原有控制,协同控制模型投运后单位产汽量耗煤可以减小1.508%,单位产汽量风机耗电可以减少1.886%.

关键词：氧气体积分数协同控制模型炉膛出口压力节能减碳

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软体机器人离子/电响应驱动材料与结构进展

机器人 2024年第2期46卷 178-194页

作者：吴佳祥邱林涛王吕婷赵雨开张凯航石烨杨栩旭李铁风浙江大学浙江杭州310013

介电弹性体和水凝胶这些软材料具有特殊的物理和化学特性,能够对外界刺激做出良好响应,使其成为新型软驱动器、可穿戴设备、医疗保健设备和人机交互机器人的重要组成部分。本文首先探讨了电子型电活性聚合物(介电弹性体材料)的应用前景... 详细信息

介电弹性体和水凝胶这些软材料具有特殊的物理和化学特性,能够对外界刺激做出良好响应,使其成为新型软驱动器、可穿戴设备、医疗保健设备和人机交互机器人的重要组成部分。本文首先探讨了电子型电活性聚合物(介电弹性体材料)的应用前景和改良路径。讨论了硅橡胶类、聚氨酯类和丙烯酸酯类介电弹性体的性能和优缺点,阐述了该类材料在人工肌肉中的应用前景及局限性。进而提出了利用瓶刷式介电弹性体(BBE)以及互穿型网络结构(IPN)改良材料性能等解决方案。其次,介绍了电磁响应型、渗透压响应型以及光响应型水凝胶驱动器,并对其各自的工作原理和应用进行了全面的阐述。最后,总结了介电弹性体和水凝胶两类驱动材料与结构对软体机器人性能的影响,展示了这两大类驱动器在软体机器人、人工肌肉和智能传感器等领域的应用可能性,并提出了未来的一些研究方向。

关键词：介电弹性体多功能材料水凝胶驱动器软体机器人

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基于个人舒适系统杭州住宅冬季热舒适与能耗

同济大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 480-488页

作者：陈淑琴陈悦华颖孔舒怡张彦彤王子煜刘佳琪徐怡宁浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑中心浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310058

为揭示该地区个人舒适系统(PCS)作用下的居民冬季热舒适特征和供暖能耗需求,以杭州市为对象,采用问卷调研和入户现场实测的方式得出冬季住宅开窗、遮阳、使用空调和PCS等典型热环境组合调节模式以及典型供暖模式和居民活动状态组合下的... 详细信息

为揭示该地区个人舒适系统(PCS)作用下的居民冬季热舒适特征和供暖能耗需求,以杭州市为对象,采用问卷调研和入户现场实测的方式得出冬季住宅开窗、遮阳、使用空调和PCS等典型热环境组合调节模式以及典型供暖模式和居民活动状态组合下的热舒适特征;在此基础上模拟得到冬季室内热舒适和供暖能耗特征。结果表明,冬季“无设备+静坐”、“空调+静坐”、“PCS+静坐”、“无设备+家务劳动”、“空调+家务劳动”、“PCS+家务劳动”等6种工况下的冬季中性温度分别是17.3、18.8、16.4、15.7、15.7、13.9℃,舒适温度区间分别是14.3~20.3℃、17.1~20.5℃、14.4~18.4℃、13.7~17.8℃、13.3~18.1℃、11.0~16.9℃。冬季室内热舒适水平受热环境调节模式影响较大,客厅在室舒适时间占比在43.74%~80.21%之间,卧室在室舒适时间占比均为70%以上。使用空调与PCS供暖时,典型建筑在冬初冬末的供暖能耗强度是1.28 kWh·m^(-2),在严冬的供暖能耗强度是13.06 kWh·m^(-2)。

关键词：夏热冬冷地区个人舒适系统热舒适供暖能耗住宅