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基于门控注意力和多尺度残差融合的双源遥感图像语义分割

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激光与光电子学进展 2024年

作者：郭文杨虹刘畅北京信息科技大学应用数学研究所北京信息科技大学理学院

遥感图像语义分割是基于地理对象进行遥感图像分析的关键和重要步骤。遥感影像数据与高程数据可形成有效的特征互补，进而提升像素级分割精度。本文以Swin Transformer为主干网络提取多尺度特征，融合自适应门控注意力机制和多尺度残差... 详细信息

遥感图像语义分割是基于地理对象进行遥感图像分析的关键和重要步骤。遥感影像数据与高程数据可形成有效的特征互补，进而提升像素级分割精度。本文以Swin Transformer为主干网络提取多尺度特征，融合自适应门控注意力机制和多尺度残差融合策略，提出双源遥感图像语义分割模型STAM-SegNet。自适应门控注意力机制包含门控通道注意力机制和门控空间注意力机制。门控通道注意力通过竞争/合作的机制提升双源数据特征之间的相关性，有效提取双源数据的互补特征。门控空间注意力利用空间上下文信息动态地过滤掉部分高层语义特征，筛选出精确的细节特征。多尺度特征残差融合策略通过多尺度细化和残差结构充分捕获多尺度上下文信息，加强对阴影、边界等细节特征的关注，同时提升模型的训练速度。在Vaihingen和Potsdam数据集上进行实验，本文方法分别取得了89.66%和92.75%的平均F1-score值，具有比DeepLabV3+、UperNet、DANet、TransUNet、Swin-UNet等网络更高的分割精度。

关键词：遥感图像解译语义分割双源遥感数据自适应门控注意力机制多尺度残差融合

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聚苯胺红外电致变色器件研究进展

材料导报 2024年第5期38卷 249-258页

作者：陈渊泽牛春晖王雷杨明庆张世玉吕勇北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192

电致变色是材料反射、吸收等光学性质在外加电场驱动下发生稳定、可逆变化的现象,在不同波段可表现为颜色、红外发射率等变化。红外电致变色器件(IR-ECDs)能够动态调节物体的红外光学特性,在自适应伪装、热管理等应用中受到广泛关注。... 详细信息

电致变色是材料反射、吸收等光学性质在外加电场驱动下发生稳定、可逆变化的现象,在不同波段可表现为颜色、红外发射率等变化。红外电致变色器件(IR-ECDs)能够动态调节物体的红外光学特性,在自适应伪装、热管理等应用中受到广泛关注。作为最有代表性的有机电致变色材料,聚苯胺(PANI)制备方法简单,电化学性能优异,在多波段电致变色领域有着巨大的潜在应用价值。本文从电致变色器件结构出发,介绍了从可见电致变色到红外电致变色的原理和器件结构的演变,对近年来增强聚苯胺红外电致变色器件性能的策略和最新进展进行了归纳和分析,讨论了其多功能化应用的拓展方向,最后对所面临的挑战与未来的发展方向进行了总结与展望,为今后发展优异性能的IR-ECDs提供了参考,希望能够对本领域研究者有所启发,促进电致变色领域的发展。

关键词：聚苯胺红外电致变色器件结构多功能

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物联网设备识别及异常检测研究综述

软件学报 2024年第1期35卷 288-308页

作者：樊琳娜李城龙吴毅超段晨鑫王之梁林海杨家海清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 国防科技大学信息通信学院湖北武汉430019

随着物联网技术的发展,物联网设备广泛应用于生产和生活的各个领域,但也为设备资产管理和安全管理带来了严峻的挑战.首先,由于物联网设备类型和接入方式的多样性,网络管理员通常难以得知网络中的物联网设备类型及运行状态.其次,物联网... 详细信息

随着物联网技术的发展,物联网设备广泛应用于生产和生活的各个领域,但也为设备资产管理和安全管理带来了严峻的挑战.首先,由于物联网设备类型和接入方式的多样性,网络管理员通常难以得知网络中的物联网设备类型及运行状态.其次,物联网设备由于其计算、存储资源有限,难以部署传统防御措施,正逐渐成为网络攻击的焦点.因此,通过设备识别了解网络中的物联网设备并基于设备识别结果进行异常检测,以保证其正常运行尤为重要.近几年来,学术界围绕上述问题开展了大量的研究.系统地梳理物联网设备识别和异常检测方面的相关工作.在设备识别方面,根据是否向网络中发送数据包,现有研究可分为被动识别方法和主动识别方法.针对被动识别方法按照识别方法、识别粒度和应用场景进行进一步的调研,针对主动识别方法按照识别方法、识别粒度和探测粒度进行进一步的调研.在异常检测方面,按照基于机器学习算法的检测方法和基于行为规范的规则匹配方法进行梳理.在此基础上,总结物联网设备识别和异常检测领域的研究挑战并展望其未来发展方向.

关键词：物联网设备识别异常检测

基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化

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中国机械工程 2024年第4期35卷 614-623,635页

作者：胡福清孙江宏孙英杰孙雨彤马超周福强北京信息科技大学机电工程学院北京100192 清华大学机械电子工程研究所北京100084 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对现有糕点切片机切片效率和质量低下的问题,进行基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化。首先对切片机构型设计及椭圆导轨长短径比和转速进行计算,然后进行运动学和静力学分析,接着分别在不同长短径比和转速动力学仿... 详细信息

针对现有糕点切片机切片效率和质量低下的问题,进行基于新型旋转-直线往复机构的切片机设计分析及参数优化。首先对切片机构型设计及椭圆导轨长短径比和转速进行计算,然后进行运动学和静力学分析,接着分别在不同长短径比和转速动力学仿真分析基础上,构建切刀的加速度均值和均方根值三次多项式拟合方程作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行长短径多目标参数优化及转速择优,最后搭建样机完成不同转速对比实验及玉米饼切片性能测试。结果表明,最优长短径和转速分别为190 mm、120 mm和20 r/min,优化后切刀效率提高75%,切刀进刀加速度的最大和平均误差分别减小26%和49%,退刀加速度的最大和平均误差分别减小60%和63%,玉米饼切面整齐美观,验证了设计的可行性。

关键词：切片机新型旋转-直线往复机构运动学分析多目标优化

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基于特征构建的区域电力负荷增长归因及量化分析方法

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中国电力 2024年第8期57卷 190-205页

作者：邱敏周颖赵伟博王阳陈宋宋郭耀扬赵波中国电力科学研究院有限公司北京100192 国家电网有限公司北京100031 北京信息科技大学自动化学院北京100192

电力负荷由于受到气温、经济、特殊事件等多种因素及多因素耦合影响,增长成因量化分析困难。同时,目前对于电力负荷研究多集中于预测方面,对负荷增长原因分析较少。通过研究电力负荷数据特征构建方法,提出一种电力负荷增长归因分析方法... 详细信息

电力负荷由于受到气温、经济、特殊事件等多种因素及多因素耦合影响,增长成因量化分析困难。同时,目前对于电力负荷研究多集中于预测方面,对负荷增长原因分析较少。通过研究电力负荷数据特征构建方法,提出一种电力负荷增长归因分析方法。首先,构建气象相关性指标、基于经济发展的自然负荷增长指标、基于电力电量修正的产业结构变化指标以及事件趋势一致性评价指标;在此基础上,分别提取气象负荷、自然经济负荷、业扩负荷、随机负荷,利用贡献率量化各因素对负荷增长的影响程度。最后,利用西北某2省的电力电量数据进行验证,结果显示所提方法能够很好地量化负荷增长的原因。

关键词：负荷增长特征构建自然经济负荷产业结构变化特殊事件

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微波光子SAR最优子带融合的全分辨伪彩图生成方法

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 485-499页

作者：海宇刘玲李中余蒲巍王晓婷武俊杰李王哲李若明黄钰林杨建宇电子科技大学信息与通信工程学院成都611731 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院空天信息创新研究院微波成像技术重点实验室北京100190

微波光子(MWP)雷达是一种通过光子器件对传统微波雷达硬件架构进行改进的新型雷达系统。借助光子器件卓越的物理特性,MWP雷达能够发射超宽带、高线性度的高质量线性调频信号,从而实现对目标的超高分辨率探测与成像。在目标成像与探测过... 详细信息

微波光子(MWP)雷达是一种通过光子器件对传统微波雷达硬件架构进行改进的新型雷达系统。借助光子器件卓越的物理特性,MWP雷达能够发射超宽带、高线性度的高质量线性调频信号,从而实现对目标的超高分辨率探测与成像。在目标成像与探测过程中,不同结构和特性的目标区域对不同频率信号的响应存在差异。因此,微波光子雷达具备通过散射差异生成伪彩图像的潜力,从而进一步提升微波光子合成孔径雷达(MWP-SAR)的信息获取能力。传统的遥感技术生成的伪彩图像分辨率较低,无法达到厘米级的分辨。因此,该文提出了一种在保证MWP-SAR高分辨率的前提下合成伪彩图像的方法。该算法首先建立了最优子带回波搜索模型,随后采用最优子带搜索算法对超宽带回波进行处理,以获取散射特性相差最大的子带回波通道。再对多子带差异图像进行色彩合成,通过这一处理步骤,能够生成对目标散射特性最佳描述的伪彩图像。同时,为了确保MWP-SAR的分辨率不受到损失,建立了一个融合模型,将全分辨率的SAR图像与多子带图像相融合,以维持伪彩图像的高分辨率。最终,通过实测的机载MWP-SAR数据成功地合成了全分辨率的伪彩色图像,从而验证了该算法的有效性。该算法可以使得MWP-SAR在成像时获取更多的目标信息,为成像雷达微波视觉的实现提供辅助。

关键词：微波光子(MWP) 合成孔径雷达(SAR) 伪彩色图像目标散射特性最优子带

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考虑灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的现货电能量市场出清模型

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电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 133-143页

作者：胡晓静李慧崔晖刘思嘉叶林路怡丁强电力调度自动化技术研究与系统评价北京市重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192 北京信息科技大学自动化学院北京100192 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

为解决风电不确定性引起的系统爬坡能力不足、高比例风电接入时系统总运营成本偏高等问题,提出了计及改进灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的现货电能量市场出清模型。首先,分析了单台机组在出力状态、投入/退出过程中需要满足的爬坡速率约束... 详细信息

为解决风电不确定性引起的系统爬坡能力不足、高比例风电接入时系统总运营成本偏高等问题,提出了计及改进灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的现货电能量市场出清模型。首先,分析了单台机组在出力状态、投入/退出过程中需要满足的爬坡速率约束,以及系统因净负荷波动需要满足的爬坡能力约束,提出了改进的灵活爬坡辅助服务产品。然后,以发电计划和机组状态为决策变量,构建了计及灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的目标函数。最后,通过两个算例从风电预测误差、风电渗透率和弃风惩罚成本等不同角度进行深入分析,验证所提出清模型的有效性。算例结果表明,所提出清模型既提高了系统运行的灵活性和经济性,又提升了高比例风电的消纳能力。

关键词：现货市场风电消纳灵活爬坡弃风惩罚出清模型

分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统设计与联合定位

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雷达学报（中英文） 2024年第4期13卷 747-760页

作者：刘新朱海滨刘宗强薛长虎穆雅鑫渠晓东叶盛波夏正欢方广有北京卫星信息工程研究所北京100095 北京信息科技大学机构北京100101 北京理工大学北京100081 中国科学院机构空天信息创新研究院北京100190

单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪。该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息... 详细信息

单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪。该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息估计。首先,设计了基于互补格雷码发射波形的超宽带雷达系统,解决了同频段多台雷达同时工作互相干扰的问题;分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统包括3个雷达节点,并通过无线模块与数据处理中心通信。其次,提出了一种基于行为认知理论和模板匹配相结合的数据同步方法,通过识别各雷达数据中的相同运动状态来解决无线组网雷达慢时同步问题,摆脱了传统同步方法对硬件的苛刻要求。最后,提出基于Levenberg-Marquardt(L-M)最优化算法的雷达位置自估计和目标位置求解方法,实现了无先验雷达节点位置信息下的目标快速定位与跟踪。通过仿真分析与实验验证,该文设计的无线组网雷达系统可以实现目标二维定位与实时跟踪,雷达自身位置的估计精度优于0.06 m,对运动人体目标定位精度优于0.62 m。

关键词：超宽带穿墙雷达分布式组网无线组网数据同步联合定位

能源转型下基于碳排放与新能源阶梯惩罚的抽水蓄能双层优化研究

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储能科学与技术 2024年第7期13卷 2414-2424页

作者：侯世豪赵波张利北京信息科技大学北京100192

伴随“双碳”目标推进,高比例新能源并网,火电有序退役,抽蓄作为灵活性调节资源加快建设,合理规划是确保电力系统多能源稳定、可持续转型的重中之重。首先,本文针对高比例新能源场景,开展抽水蓄能容量规划及调度优化方法研究,以系统各... 详细信息

伴随“双碳”目标推进,高比例新能源并网,火电有序退役,抽蓄作为灵活性调节资源加快建设,合理规划是确保电力系统多能源稳定、可持续转型的重中之重。首先,本文针对高比例新能源场景,开展抽水蓄能容量规划及调度优化方法研究,以系统各电源全寿命周期成本、碳排放和弃电惩罚成本最小化为上层优化目标,以系统各电源碳排放量和风光出力波动最小化作为下层优化目标,构建抽水蓄能双层优化模型。然后,本文研究了星鸦算法与遗传算法、灰狼算法各自的优劣性,通过对星鸦算法参数自适应优化,得到具备更佳寻优能力与速度的算法,结合CPLEX对双层优化模型求解。最后,通过引入碳排放与新能源弃电阶梯惩罚机制,对模型上下层优化目标起到促进作用。算例结果表明,该区域电网中抽水蓄能需加快建设约74.21%,火电需合理退役约40.79%,同时构建模型能够有效降低系统综合成本约5.80%,减少弃风弃光约20.43%,降低系统碳排放量约25.96%,平抑风光出力波动约1.18%,验证了模型的有效性与合理规划的重要性,为电力系统中长期规划提供参考。

关键词：高比例新能源抽水蓄能阶梯惩罚成本双层优化

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