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自适应多保真度Kriging模型辅助的一阶可靠性分析方法

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机械工程学报 2025年

作者：孟德彪杨恒飞杨世源苏晓燕朱顺鹏电子科技大学机械与电气工程学院电子科技大学广东电子信息工程学院波尔图大学工程系上海电力大学自动化工程学院

结构可靠性分析对于保障工程装备安全可靠运行至关重要。传统的一阶可靠性方法及其改进算法精度受限于极限状态函数的类型与梯度信息，往往无法适用于复杂工程案例。面对日益复杂的工程场景，虽然多保真度模型的建立策略被广泛研究，但... 详细信息

结构可靠性分析对于保障工程装备安全可靠运行至关重要。传统的一阶可靠性方法及其改进算法精度受限于极限状态函数的类型与梯度信息，往往无法适用于复杂工程案例。面对日益复杂的工程场景，虽然多保真度模型的建立策略被广泛研究，但在可靠性分析中，其应用潜力尚有待进一步开发。为此，发展了一种自适应多保真度Kriging(Multi-fidelity Kriging,MF-Kriging)模型辅助的一阶可靠性分析方法。首先，通过增广拉格朗日函数将一阶可靠性分析问题转化为无约束优化问题，从而使其能够采用启发式优化算法求解。其次，通过融合多个数据源进行自适应MF-Kriging建模，以进一步降低可靠性分析的计算成本。基于该可靠性分析方法，任意自适应MF-Kriging建模策略不论是全局搜索或者是局部搜索均可嵌套使用。另外，考虑到一阶可靠性方法的重要步骤之一是精确定位设计验算点(Most probable point,MPP)，提出了一种混合MF-Kriging建模策略。通过权衡全局搜索策略和基于迭代MPP邻域的局部搜索策略，平衡了可靠性分析的局部精确度以及全局收敛性。最后，利用四个数学算例和三个工程案例对所提出方法进行了应用。结果表明，该可靠性分析方法在精度、效率和鲁棒性方面均具有显著优势。

关键词：结构可靠性分析一阶可靠性方法多保真度Kriging模型启发式优化算法

液晶智能超表面辅助的室内可见光通信系统优化设计

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工程科学学报 2025年第2期47卷 307-314页

作者：余礼苏吕欣欣钟润张鸣莉王正海王玉皞南昌大学信息工程学院南昌330031 南昌大学先进信号处理与智能通信江西省重点实验室南昌330031

可见光通信(VLC)作为6G的候选技术,具备广阔的免许可频谱、更高的安全级别、避免射频干扰等诸多优势,这些特点使得VLC成为射频通信的有效补充方案.本文设计并优化了一种基于功率域非正交多址(PD-NOMA)技术的室内VLC下行链路通信系统,该... 详细信息

可见光通信(VLC)作为6G的候选技术,具备广阔的免许可频谱、更高的安全级别、避免射频干扰等诸多优势,这些特点使得VLC成为射频通信的有效补充方案.本文设计并优化了一种基于功率域非正交多址(PD-NOMA)技术的室内VLC下行链路通信系统,该系统中包括一块位于信道中间的同时透射和反射智能超表面(STAR-RIS)和一个基于液晶智能超表面(LC-RIS)的接收器.为了评估所设计的系统性能,本文提出了一个和速率最大化问题,并考虑了实际情况下发射机和接收机之间的视距(LoS)路径存在非用户遮挡因素.由于所提出优化问题的非凸性,首先使用二次变换将目标函数转化为一个分式规划(FP)问题,其次采用分步优化算法和凸优化(CVX)工具来获得可行解.此外,本文分析了发光二极管(LED)的数量、入射光波长以及液晶折射率对室内可见光通信系统和速率的影响.数值仿真结果表明,在能量分裂(ES)操作协议下,STAR-RIS和LC-RIS联合辅助的室内VLC系统的和速率明显高于仅有反射智能超表面(RIS)和无LC-RIS的VLC系统.LED灯数量、入射光波长以及液晶(LC)折射率均会在一定程度上对系统性能产生影响.这些研究结果为室内可见光通信系统的设计和优化提供了重要参考.

关键词：可见光通信同时透射和反射智能超表面液晶智能超表面功率域非正交多址分式规划

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滚动预报优化调度模式下水库防洪和发电效益分析

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水利水电技术(中英文) 2025年

作者：黎良辉曹志明万迪文何中政李邦浩兰芳南昌大学工程建设学院南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西省峡江水利枢纽工程管理局

【目的】水库调度是目前水资源综合利用的重要非工程措施。近年来，随着水文预报技术水平的提升，结合水文预报开展水库优化调度日渐受到关注。然而水库滚动预报优化调度下防洪和发电效益影响机制尚不明晰。【方法】针对此问题，研究建... 详细信息

【目的】水库调度是目前水资源综合利用的重要非工程措施。近年来，随着水文预报技术水平的提升，结合水文预报开展水库优化调度日渐受到关注。然而水库滚动预报优化调度下防洪和发电效益影响机制尚不明晰。【方法】针对此问题，研究建立了水库防洪滚动预报优化调度模型，采用控制变量法分析了不同的洪水量级、预见期和汛期水位动态控制上限对水库防洪和发电效益的影响，以峡江水库为对象开展实例研究。【结果】结果表明：（1）水库洪水削峰率随汛期水位动态控制上限增加呈现逐渐减小的趋势；（2）水库发电量随着汛期水位动态控制上限的增高而增大，同时最大下泄流量也在增加；（3）洪水量级越大，水库调度达到最大削峰效果所需预见期逐渐减少；（4）考虑预报不确定性和确定性来水条件下的防洪滚动预报优化调度结果差别较小。【结论】综上所述，在水库防洪滚动预报优化调度模式下，洪水量级、预见期和汛期水位动态控制上限对水库防洪和发电效益影响存在规律，结合可靠的预报信息，提高水库汛限水位在风险可控的前提下能够提高发电效益。以50a一遇洪水为例，当预见期为72h时，汛期水位动态控制上限为43.5m与46m条件相比，平均削峰率仅仅提高0.46%(约104m3/s)，但平均发电量减少30.55%（约1555.57万kWh）。

关键词：滚动预报优化调度防洪调度发电调度洪水预见期汛限水位洪水预报流量数值模拟

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耗散双腔中两量子比特的量子关联动力学

山西大学学报(自然科学版) 2025年

作者：白雪敏史俊杰赵亚丽李嘉莹白雪云晋中学院物理与电子工程系晋中学院材料科学与工程系山西医科大学基础医学院物理系

基于与各自耗散双腔环境相互耦合的两量子比特系统，本文利用几何量子失协和1-范数几何量子失协两种量子关联度量，深入探讨了量子比特-腔耦合系数，腔-腔耦合系数及腔的衰减率对两量子比特之间产生的量子关联的影响。研究表明：两量子... 详细信息

基于与各自耗散双腔环境相互耦合的两量子比特系统，本文利用几何量子失协和1-范数几何量子失协两种量子关联度量，深入探讨了量子比特-腔耦合系数，腔-腔耦合系数及腔的衰减率对两量子比特之间产生的量子关联的影响。研究表明：两量子比特可从零量子关联状态演变为量子关联状态，其呈现出的量子关联会随着量子比特-腔耦合系数的增大产生振荡；对腔-腔耦合系数来说，存在一个临界耦合值，高于或低于该值时，两种量子关联度量表现出不同的动力学行为；腔的衰减率不等于零时，其大值会对量子关联有负面影响。此外，本文揭露了两种量子关联度量都能很好地表征量子关联的产生与衰减，但它们具有不同的临界点和稳定值。

关键词：量子关联几何量子失协 1-范数几何量子失协动力学

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AR/VR等近眼显示系统中的晕动症问题

激光与光电子学进展 2025年

作者：张钊荣陈文娟智婷许非凡窦蓉蓉谢自力庄喆陶涛刘斌南京大学电子科学与工程学院罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院

长时间使用AR/VR显示造成的晕动症是一种由非稳态刺激引发的短期功能紊乱，特别是在目前AR设备的分辨率和图像响应速率仍然不足的情况下，严重的晕动症是影响用户体验的关键因素之一。本文阐述了晕动症的发生机制与表现，分析不同延迟... 详细信息

长时间使用AR/VR显示造成的晕动症是一种由非稳态刺激引发的短期功能紊乱，特别是在目前AR设备的分辨率和图像响应速率仍然不足的情况下，严重的晕动症是影响用户体验的关键因素之一。本文阐述了晕动症的发生机制与表现，分析不同延迟造成的图像刺激紊乱，及其造成晕动症的现象；通过总结AR设备的组成、分类及其延迟来源与管理方式，以多种不同技术角度讨论了改善晕动症的方案；并对未来AR/VR显示系统的发展做出展望。

关键词：增强现实虚拟现实晕动症图像显示近眼显示

基于光谱分析的鞣花酸和尿石素A~D与HSA相互作用机理研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 282-290页

作者：谢星程鑫鹏张露罗晶王乐怀林文静卢菲艳涂宗财江西师范大学健康学院食品营养与健康系江西南昌330022 南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江西南昌330047

采用光谱分析结合分子模拟技术探究了鞣花酸(EA)及其代谢产物尿石素A~D(UA~D)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用机理,有助于解析其药理毒性和药效。研究结果表明EA和UA~D能与HSA以1∶1的摩尔比例结合并通过静态方式猝灭HSA的荧光。UA和UC与... 详细信息

采用光谱分析结合分子模拟技术探究了鞣花酸(EA)及其代谢产物尿石素A~D(UA~D)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用机理,有助于解析其药理毒性和药效。研究结果表明EA和UA~D能与HSA以1∶1的摩尔比例结合并通过静态方式猝灭HSA的荧光。UA和UC与HSA结合是氢键和范德华力驱动的放热过程,而EA和UD与HSA结合疏水相互作用驱动的吸热过程。三维荧光图谱分析表明UC~D和EA与UA~B分别增加了HSA色氨酸和酪氨酸微环境的亲水性和疏水性。分子模拟分析结果表明,EA和UA~D与HSA的活性氨基酸残基Lys436、Asp187、Lys432、Arg485、Leu430、Leu4、Ile388、Tyr411等形成氢键,与氨基酸残基Ala191、Val456、Lys199和Trp214之间存在疏水相互作用,证明其主要通过氢键和范德华力与HSA结合,屏蔽HSA的糖基化位点,抑制其糖基化。可为EA和UA~D作为糖基化抑制剂用于治疗糖尿病并发症奠定理论基础。

关键词：人血清白蛋白糖基化相互作用机理光谱分析鞣花单宁及其代谢产物

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基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割研究

光电子·激光 2025年第2期 216-224页

作者：熊炜张丽真杨茜孟圣哲李利荣湖北工业大学电气与电子工程学院美国南卡罗来纳大学计算机科学与工程系

针对结肠息肉大小差异较大、边界不明确、位置分布较散的问题，提出一种基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割方法。主支路通过重构减法单元与注意力模型进行相邻特征图的融合，加强息肉的边界信息以及息肉特征的提取能力，同时引入可... 详细信息

针对结肠息肉大小差异较大、边界不明确、位置分布较散的问题，提出一种基于双路特征多尺度减法的结肠息肉分割方法。主支路通过重构减法单元与注意力模型进行相邻特征图的融合，加强息肉的边界信息以及息肉特征的提取能力，同时引入可学习的视觉中心(learnable visual center, LVC)来聚合输入图像的局部角落关键区域；副支路设计多尺度提取模块与倒置残差上采样(conv-transpose upsample, CT-upsample)模块融合而成的AGG模块(aggregation, AGG)进行多尺度大小息肉提取，还原及补充更多的细节信息。提出的方法在4个公共数据集上进行了实验分析，实验结果表明该方法具有良好的息肉分割泛化性能，其中在CVC-ClinicDB数据集上，mDice和mIoU分别达到了93.28%和88.98%。

关键词：结肠息肉分割多尺度减法可学习的视觉中心(LVC) 倒置残差上采样(CT-upsample)

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ARWCGAN：一种高质量的多类别SAR图像生成方法

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西安电子科技大学学报 2025年

作者：郑洋王榕旭郭开泰梁继民西安电子科技大学电子工程学院

在合成孔径雷达（SAR）自动目标识别（ATR）领域，高质量的训练数据集通常十分匮乏。现有基于生成对抗网络（GANs）的SAR图像生成方法，常面临训练稳定性差、生成图像质量低的问题。为解决这些问题，提出了一种新的方法，称为注意力残差... 详细信息

在合成孔径雷达（SAR）自动目标识别（ATR）领域，高质量的训练数据集通常十分匮乏。现有基于生成对抗网络（GANs）的SAR图像生成方法，常面临训练稳定性差、生成图像质量低的问题。为解决这些问题，提出了一种新的方法，称为注意力残差Wasserstein条件生成对抗网络（记作ARWCGAN），旨在生成高质量的多类别SAR图像。该方法设计了注意力残差层，以提升模型对SAR图像特征的提取能力，增强生成图像的目标细节和纹理特征。同时，采用了联合梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络（WGAN-GP）损失函数和分类损失函数，以改进训练稳定性并提高生成图像的多样性。在MSTAR数据集进行了生成实验，并从定性视觉检查、定量质量评估和ATR模型贡献三个方面对生成图像效果进行了评估。实验结果表明，ARWCGAN能够生成高质量的图像，显著提升了ATR模型的识别精度。

关键词：合成孔径雷达图像生成自动目标识别生成对抗网络

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重尾噪声环境下的自适应TPMBM滤波器

系统工程与电子技术 2025年

作者：李翠芸赵泽宇张双武西安电子科技大学电子工程学院

针对未知重尾噪声统计特性的目标跟踪问题，提出了基于伽马学生t分布逆威舍特（gamma student’s t-distribution inverse Wishart，GSTIW）的轨迹泊松多伯努利混合滤波（trajectory Poisson multi-Bernoulli mixture filtering，TPMBM）算法。该算法利用学生t分布和逆威舍特分布对噪声和扩展目标扩展状态进行建模，并将多元多重滤波器（multivariate multiple filter，MMF）嵌入到TPMBM滤波器中以估计新息特征，自适应调整噪声自由度和尺度矩阵；并采用多窗口融合技术进一步提高MMF的自适应估计能力。仿真结果表明，与现有算法相比，所提算法在重尾噪声环境下具有更高的估计精度和噪声影响下的鲁棒性。

关键词：重尾噪声学生t分布扩展目标跟踪轨迹泊松多伯努利混合滤波