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高速气流下激光辐照金属平板热⁃力响应尺度律研究

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中国激光 2024年第12期51卷 22-31页

作者：崔悦王睿星马特袁武宋宏伟黄晨光中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院力学研究所空天飞行高温气动国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

高速气流作用下激光辐照结构诱导的热-力响应相似关系,因涉及多物理场之间的强耦合而非常复杂。笔者采用近似等效方法,将切向气流的作用等效为金属平板结构的力载荷和热载荷边界条件,建立了该耦合问题的无量纲控制方程,并结合主控因素分... 详细信息

高速气流作用下激光辐照结构诱导的热-力响应相似关系,因涉及多物理场之间的强耦合而非常复杂。笔者采用近似等效方法,将切向气流的作用等效为金属平板结构的力载荷和热载荷边界条件,建立了该耦合问题的无量纲控制方程,并结合主控因素分析,推导出了适用于高速气流与激光联合作用下的金属平板热-力响应特性的相似关系与尺度律。采用高速气流下强激光辐照金属平板的流-热-固多场耦合数值算例对该尺度律进行考核验证,结果表明:不同缩比率及不同马赫数条件下,满足该相似关系的缩比模型与原模型之间的热-力响应误差均在1%之内。本研究为高速气流条件下激光辐照缩比模型近似等效试验的开展奠定了理论基础。

关键词：激光技术尺度律方程分析法金属平板多场耦合热-力响应

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中国城市区域高质量发展时空分异及影响因素

地理学报 2024年第4期79卷 819-836页

作者：伏润得杨振山中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

全面建设社会主义现代化国家新征程下,高质量发展必然是秉轴持钧的关键。基于新发展理念,通过梳理城市高质量发展的理论内涵,构建了包含创新、协调、绿色、开放、共享在内的5个维度的综合评价指标体系,并运用空间分析、俱乐部收敛检验... 详细信息

全面建设社会主义现代化国家新征程下,高质量发展必然是秉轴持钧的关键。基于新发展理念,通过梳理城市高质量发展的理论内涵,构建了包含创新、协调、绿色、开放、共享在内的5个维度的综合评价指标体系,并运用空间分析、俱乐部收敛检验以及空间杜宾模型分析了2005—2020年中国城市发展质量的时空演变特征及其影响因素。结果显示,研究期间中国城市发展质量平均水平提升了48.4%,低水平城市数量显著缩减,城市发展质量的空间分布模式发生转变且空间聚集特征显著;城市发展质量不平衡的局面尚未根本扭转,差距弥合挑战仍然较大,且高质量发展进程中城市间存在显著的角色分化,在全国及区域层面均形成“示范—追赶”模式,其中北京、上海、深圳等11个城市成为高质量发展的先行者;城镇化、政府投资、数字经济、环境规制以及经济增长均能显著促进城市发展质量水平的提升,城市规模与发展质量则呈现倒“U”型关系。新时期实现中国城市高质量发展目标仍需要在中西部地区持续着力,发挥先行者的示范作用,需要持续推动数量增长、强化环境规制、培育数字经济新业态以及优化城市规模体系。

关键词：城市高质量发展时空格局俱乐部收敛空间杜宾模型中国

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基于改进顶帽变换的红外弱小目标检测

电子与信息学报 2024年第1期46卷 267-276页

作者：张晶晶曹思华崔文楠张涛中国地质大学(武汉)自动化学院武汉430074 中国科学院智能红外感知重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室武汉430074 地球探测智能化技术教育部工程研究中心武汉430074

天空背景下的红外弱小目标检测技术较为成熟,但在近地复杂背景下,红外弱小目标的检测存在准确率不高、虚警目标多、实时性差的问题。针对以上问题,该文提出一种基于改进顶帽变换的红外弱小目标检测算法(OTHOLCM)。该算法采用基于改进顶... 详细信息

天空背景下的红外弱小目标检测技术较为成熟,但在近地复杂背景下,红外弱小目标的检测存在准确率不高、虚警目标多、实时性差的问题。针对以上问题,该文提出一种基于改进顶帽变换的红外弱小目标检测算法(OTHOLCM)。该算法采用基于改进顶帽变换的图像预处理算法(OTH),通过对不同灰度值的图像采取不同的策略针对性地处理图像,达到目标增强、背景抑制的效果。并在此基础上,采用基于改进多尺度局部对比度的红外弱小目标检测算法(OLCM),通过针对目标尺寸特点进行尺度设计,使得在保证算法实时性的基础上扩大目标尺寸检测范围。实验证明:OTHOLCM算法可以保证实时性并明显提高目标检测准确率、减少虚警目标数量。与3层模板局部差异度量算法(TTLDM)、基于边角感知的时空张量模型(ECASTT)等先进算法相比,OTHOLCM算法可使真阳性率分别提高近79%,61%,假阳性率分别降低近77%,73%,目标检测速度达到每秒25帧。

关键词：红外弱小目标目标检测顶帽变换局部对比度目标增强

智能区块链与区块链智能:构筑DePIN的基础设施智能

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智能科学与技术学报 2024年第1期6卷 5-16页

作者：李娟娟管桑田秦蕊侯家琛王飞跃中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室北京100190 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 澳门科技大学创新工程学院中国澳门999078

去中心化物理基础设施网络是未来数字社会不可或缺的基石,它将传统依赖于集中式控制和管理的物理设施转变为由社区驱动且自主治理的新型基础设施网络,而区块链与人工智能(artificial intelligence,AI)技术的深度融合在其中起到了关键的... 详细信息

去中心化物理基础设施网络是未来数字社会不可或缺的基石,它将传统依赖于集中式控制和管理的物理设施转变为由社区驱动且自主治理的新型基础设施网络,而区块链与人工智能(artificial intelligence,AI)技术的深度融合在其中起到了关键的赋能作用。为此,首先强调有机结合“AI赋能区块链”与“区块链赋能AI”,形成协同增效的双向闭环回路,以构建真正意义上的智能区块链,从而实现区块链智能新范式。其次,提出智能区块链的新型技术架构:一方面,将智能性内嵌至传统区块链架构的每一层,以培育从基础智能到基础设施智能再到应用智能的区块链智能生态;另一方面,为实际智能区块链构建与之对应的人工的智能区块链,并通过二者的虚实反馈与平行执行,形成从静态规则导向到动态适应演进的区块链智能生态。然后,从智慧合约、去中心化身份、知识管理、自主治理等角度辨析区块链智能的核心智能属性。最后,概述区块链智能的典型应用场景及面临的关键挑战。积极推进智能区块链与区块链智能技术的研究与发展,有助于构筑未来数字时代的核心基础设施。

关键词：去中心化物理基础设施网络区块链智能智能区块链 Web 3.0 基础智能基础设施智能

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水载压力对管道超声导波信号的影响研究

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 206-213页

作者：胡晓谍林霆威张维煊魏子麒王奕首厦门大学航空航天学院厦门361005 中国科学院自动化研究所北京110007

为了研究水载压力对管道超声导波信号的影响,利用半解析有限元的方法分析了管道导波的频散曲线和波结构,选择L(0,2)模态导波用于实验验证。设计了一个可承受30 MPa压力的防水卡箍,对管道上的压电传感器进行封装。将安装了防水耐压卡箍... 详细信息

为了研究水载压力对管道超声导波信号的影响,利用半解析有限元的方法分析了管道导波的频散曲线和波结构,选择L(0,2)模态导波用于实验验证。设计了一个可承受30 MPa压力的防水卡箍,对管道上的压电传感器进行封装。将安装了防水耐压卡箍的管道放入压力舱中进行打压循环测试,压力在0~30 MPa之间变化。打压过程中采集无损伤及5%损伤的管道超声导波信号,分析水载压力对导波信号的影响。实验结果表明,该防水卡箍具有良好的防水和耐压性能,水载压力对L(0,2)模态导波信号幅值没有显著影响。

关键词：管道超声导波水载压力半解析有限元

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融合轨道动力学的小行星探测器自主视觉定位

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 19-27页

作者：樊铭瑞张世栋李运牛文龙彭晓东高辰杨震中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室(中国科学院国家空间科学中心) 北京100190 中国科学院大学北京100049

针对小行星探测器高精度自主视觉定位问题,提出了一种融合轨道动力学的深空探测器自主视觉定位方法,能修正视觉视觉定位与地图构建算法(simultaneous localization and mapping,SLAM)的定位误差。该方法通过融合轨道动力学的轨道改进技... 详细信息

针对小行星探测器高精度自主视觉定位问题,提出了一种融合轨道动力学的深空探测器自主视觉定位方法,能修正视觉视觉定位与地图构建算法(simultaneous localization and mapping,SLAM)的定位误差。该方法通过融合轨道动力学的轨道改进技术,能够在缺乏表面先验信息、无人工手动标记的场景下,实现探测器的高精度视觉导航,并建立小行星表面稠密三维模型。首先,基于视觉同时定位和建图方法(VSLAM)提取小行星表面特征,通过因子图优化算法估计探测器位姿,设计回环检测提高定位精度;其次,重构行星表面三维模型,实现基于多面体法的行星不规则引力场建模;最后,提出了一种基于轨道动力学的伪相对运动轨道优化算法,将其作为物理约束修正视觉定位累积误差,分析反演视觉初始定轨误差在轨道动力学中的传播过程,实现修正视觉定位累积误差,改善初始定位结果。仿真实验结果表明,融合轨道动力学可以有效提升小行星探测视觉定位的精度,从而实现高精度导航,为深空探测技术的未来发展提供参考借鉴。

关键词：深空探测自主导航轨道动力学视觉SLAM 状态估计

基于自适应时间步脉冲神经网络的高效图像分类

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自动化学报 2024年第9期50卷 1724-1735页

作者：李千鹏贾顺程张铁林陈亮中国科学院自动化研究所北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京101408 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心上海200031

脉冲神经网络(Spiking neural network,SNN)由于具有相对人工神经网络(Artifcial neural network,ANN)更低的计算能耗而受到广泛关注.然而,现有SNN大多基于同步计算模式且往往采用多时间步的方式来模拟动态的信息整合过程,因此带来了推... 详细信息

脉冲神经网络(Spiking neural network,SNN)由于具有相对人工神经网络(Artifcial neural network,ANN)更低的计算能耗而受到广泛关注.然而,现有SNN大多基于同步计算模式且往往采用多时间步的方式来模拟动态的信息整合过程,因此带来了推理延迟增大和计算能耗增高等问题,使其在边缘智能设备上的高效运行大打折扣.针对这个问题,本文提出一种自适应时间步脉冲神经网络(Adaptive timestep improved spiking neural network,ATSNN)算法.该算法可以根据不同样本特征自适应选择合适的推理时间步,并通过设计一个时间依赖的新型损失函数来约束不同计算时间步的重要性.与此同时,针对上述ATSNN特点设计一款低能耗脉冲神经网络加速器,支持ATSNN算法在VGG和ResNet等成熟框架上的应用部署.在CIFAR10、CIFAR100、CIFAR10-DVS等标准数据集上软硬件实验结果显示,与当前固定时间步的SNN算法相比,ATSNN算法的精度基本不下降,并且推理延迟减少36.7%~58.7%,计算复杂度减少33.0%~57.0%.在硬件模拟器上的运行结果显示,ATSNN的计算能耗仅为GPU RTX 3090Ti的4.43%~7.88%.显示出脑启发神经形态软硬件的巨大优势.

关键词：脉冲神经网络低功耗推理高效训练低延迟

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基于随机森林融合的金融机构风险关联影响因素研究

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系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 296-315页

作者：李靖宇郭湘媛谢启伟郑晓龙北京工业大学经济与管理学院北京100124 中国科学院自动化研究所北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京101408

“太关联而不能倒”使得金融机构风险关联及其影响因素成为维护金融稳定的重要问题.本文借鉴随机森林进行基因调控研究的思想,将森林融合和随机置换相结合,提出构建变量间关联网络的方法,探究金融机构风险关联及相关因素的影响关系.所... 详细信息

“太关联而不能倒”使得金融机构风险关联及其影响因素成为维护金融稳定的重要问题.本文借鉴随机森林进行基因调控研究的思想,将森林融合和随机置换相结合,提出构建变量间关联网络的方法,探究金融机构风险关联及相关因素的影响关系.所提出的方法能克服传统回归分析、格兰杰因果检验和贝叶斯网络等方法的不足,随机置换的引入提升了模型对变量异质性的解决能力.基于2012–2022年46家中国上市金融机构的实证结果表明,所构建的网络能够清晰识别不同因素对风险关联的直接或间接影响作用,并且揭示了因素的影响路径,从而提供更为系统全面的影响关系刻画结果,表明本文方法在解决该问题上具有适用性,可以为金融监管和风险管理提供有力工具.

关键词：金融机构风险关联随机森林随机置换

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横断山区暴雨型山洪灾害发育特征与形成模式

地理学报 2024年第3期79卷 600-616页

作者：李怡帆张晨笛张国涛中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

横断山区是中国山洪灾害发育最集中、灾情最严重的区域之一,也是西南重大工程、美丽乡村建设的重点部署区。然而,现有研究对横断山区的山洪灾害发育特征与形成模式尚缺乏系统梳理和总结,制约了西南山区防洪理论和技术体系的发展完善。... 详细信息

横断山区是中国山洪灾害发育最集中、灾情最严重的区域之一,也是西南重大工程、美丽乡村建设的重点部署区。然而,现有研究对横断山区的山洪灾害发育特征与形成模式尚缺乏系统梳理和总结,制约了西南山区防洪理论和技术体系的发展完善。本文聚焦横断山区山洪灾害形成、运动、成灾的物理过程,提炼了横断山区山洪的主导孕灾条件(多重湿润季风环流条件、高位能地形地貌条件与高异质性下垫面条件)和灾害发育特征(时空分异、能量集中、链生性与群发性),从灾害全过程的视角提出了横断山区山洪灾害的三大形成模式:高水力坡降主导的生—水—土耦合的山地产汇流模式、山洪运动过程的强水沙耦合运动模式、承灾体较高暴露度导致灾害损失严重的成灾模式。最后,基于现有研究存在的问题提出了横断山区山洪灾害研究面临的四大未来科学挑战,以期推动横断山区乃至全国的山洪理论体系建设、区域山洪灾害风险精准评估与精细化预警预报等防灾减灾基础研究工作。

关键词：横断山区暴雨型山洪孕灾条件灾害发育特征形成模式