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基于信息分形的行人轨迹预测方法

电子与信息学报 2024年第2期46卷 527-537页

作者：杨田王钢赖健汪洋哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院深圳518055 哈尔滨工业大学智能海洋工程研究院深圳518055

行人轨迹预测应用十分广泛,比如自动驾驶、机器人导航等。在轨迹预测中,一些不确定信息给轨迹预测任务带来了挑战,比如判别器中对轨迹信息判别的不确定,复杂的交互信息。在不确定信息处理科学领域,信息分形能有效处理不确定信息的不确... 详细信息

行人轨迹预测应用十分广泛,比如自动驾驶、机器人导航等。在轨迹预测中,一些不确定信息给轨迹预测任务带来了挑战,比如判别器中对轨迹信息判别的不确定,复杂的交互信息。在不确定信息处理科学领域,信息分形能有效处理不确定信息的不确定性和复杂性。受此启发,为了充分处理判别器中轨迹信息判别的不确定性,提升预测精度,该文提出了基于信息分形的轨迹预测方法。首先,场景信息和历史轨迹信息被特征提取模块提取。然后,通过注意力模块获取到场景-行人之间的交互信息与行人-行人之间的交互信息。最后基于生成对抗网络和信息分形生成合理的轨迹。在两个公共数据集ETH/UCY上实验表明,该方法能有效处理轨迹信息的不确定性,提高轨迹预测的精度。比如突然转弯、从后方超越前人、避让等行为的轨迹都能有效预测。在平均位移误差(ADE)和终点位移误差(FDE)上相比基准模型误差平均降低了11.11%和23.48%。

关键词：行人轨迹预测不确定信息处理信息分形生成对抗网络

基于双惯容调谐质量系统的半潜式海上风力机振动控制

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 983-994页

作者：曾伟杰张颖邓燕飞郭川睿任伟新深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518061 广东工业大学机电学院广州510006 哈尔滨工业大学深圳智能海洋工程研究院广东深圳518055

与固定式海上风力机相比,漂浮式海上风力机的振动问题更为突出,进一步控制漂浮式海上风力机的振动成为了工程难题.针对此问题,探索了惯容调谐质量阻尼器(惯容-TMD,即IBA)系统对半潜式海上风力机的振动抑制效果,并提出一种基于结构阻抗... 详细信息

与固定式海上风力机相比,漂浮式海上风力机的振动问题更为突出,进一步控制漂浮式海上风力机的振动成为了工程难题.针对此问题,探索了惯容调谐质量阻尼器(惯容-TMD,即IBA)系统对半潜式海上风力机的振动抑制效果,并提出一种基于结构阻抗的惯容-TMD综合优化设计方法,从整个设计空间出发保证惯容-TMD的最优性.为寻求最优的减振效果,基于达朗贝尔原理建立风力机-惯容-TMD动力学模型,采用双IBA的控制策略同时对半潜式海上风力机浮台和塔筒的振动响应进行抑制,并从增益效果角度,比较了双IBA与双TMD的减振性能.最后对OpenFAST软件进行二次开发,数值验证了风浪联合作用下双IBA相对于双TMD减振性能的提升.结果表明:双减振装置的减振性能相较于单个减振装置有明显提升,且双IBA振动控制效果要优于双TMD;此外,基于惯容器质量增益效果,在达到最优TMD相同减振效果的情况下,机舱惯容-TMD(NIBA)和浮台惯容-TMD(PIBA)分别可将结构减振器中质量元件的质量减少23.9%和32.2%,大幅降低装置成本.

关键词：漂浮式海上风力机惯容调谐质量阻尼器振动控制

固-液两相内流激励下悬臂输流管道稳定性特征研究

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力学学报 2024年第3期56卷 577-585页

作者：高云陈晓东程玮刘磊哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院山东威海264209 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072

对输送介质为固-液两相流的悬臂输流管道模型进行了数值研究.首先,采用能量法以及哈密顿变分原理建立了固-液两相内流激励下悬臂输流管道的动力学方程.随后,用Galerkin方法对方程进行离散,将偏微分方程转化为一系列常微分方程构成的方程... 详细信息

对输送介质为固-液两相流的悬臂输流管道模型进行了数值研究.首先,采用能量法以及哈密顿变分原理建立了固-液两相内流激励下悬臂输流管道的动力学方程.随后,用Galerkin方法对方程进行离散,将偏微分方程转化为一系列常微分方程构成的方程组.最后,利用特征值法以及Newton-Raphson迭代法对管道的稳定性特征展开了数值求解.对4种不同无量纲端部质量块下无量纲细长比、无量纲重力系数、以及无量纲固相比这几个重要参数对临界速度的影响展开了研究.研究结果表明,当内流速度小于临界速度时,系统特征频率虚部均为正数,结构振动形式表现为衰减振动;当内流速度超过临界速度时,系统的某阶特征频率虚部会出现负数,结构振动形式表现为颤振失稳.此外,端部质量对临界速度的影响随着重力系数的增加呈下降趋势;当重力系数增加到一定值时,临界速度值基本不受端部质量影响.当细长比和固相比较小时,随着端部集中质量块质量的增加,临界速度均呈下降趋势;当细长比和固相比较大时,临界速度不再呈单调变化趋势,而是呈现出较为复杂的变化趋势.该研究对悬臂输流管道早期的合理设计,以及服役期的安全工作均有着重要的理论和工程价值.

关键词：固-液悬臂管道端部集中质量临界速度

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激光清洗技术研究进展及挑战(特邀)

中国激光 2024年第4期51卷 89-112页

作者：朱国栋张东赫李志超苏轩金阳徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学激光制造研究中心河南郑州450046

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光... 详细信息

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光清洗的基础理论、工艺探索、工程应用方面开展了大量的工作,但仍普遍存在构件清洗效率低、耦合机制不清晰、评价标准和在线监测技术有待完善等问题。针对我国航天、高铁、海洋等领域对激光清洗的重大需求,以航天新一代固液冲压发动机的TA15钛合金进气道、高铁车体特征件和转向架零部件、海洋船舶制造中的舱口盖等大型复杂构件为研究对象,介绍了激光清洗机制及工艺、清洗过程中多元参数的在线监测、清洗智能装备技术等方面的研究进展,以期为我国未来智能激光制造的可持续发展提供一定参考。

关键词：激光技术激光清洗清洗机制智能选区工程应用

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宽频非线性超声法在混凝土扩展微裂纹的应用

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 523-529,620页

作者：许颖曹宇萌刘欢哈尔滨工业大学(深圳)广东省土木工程智能韧性结构重点实验室深圳518055

混凝土微裂纹的扩展对于重要混凝土结构或者疲劳荷载下的建筑或桥梁的安全性和耐久性具有较大影响,传统的无损检测方法对微裂纹不敏感,针对此问题,提出一种利用宽频非线性超声调制原理检测混凝土扩展微裂纹的方法。借助扩展有限元仿真法... 详细信息

混凝土微裂纹的扩展对于重要混凝土结构或者疲劳荷载下的建筑或桥梁的安全性和耐久性具有较大影响,传统的无损检测方法对微裂纹不敏感,针对此问题,提出一种利用宽频非线性超声调制原理检测混凝土扩展微裂纹的方法。借助扩展有限元仿真法,模拟超声激励含微裂纹混凝土模型产生应力波,对混凝土模型接收点的位移信号进行频谱分析,建立了微裂纹扩展长度与非线性调制法中所定义的损伤指标峰值之间的关系。通过仿真模拟和试验检测,研究了宽频激励下非线性超声检测荷载下扩展微裂纹的可测性,从而实现对混凝土微裂纹扩展趋势的实时动态监测。

关键词：混凝土扩展微裂纹宽频非线性超声调制无损检测扩展有限元

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采用自复位U形连接件的装配式钢框架-复合墙结构性能研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 262-269页

作者：龚超贾明明刘信中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

对于内填RC墙的框架结构,为有效减小结构的损伤,改善结构力学性能,本文研究了一种在框架与墙之间设置开缝并安装耗能连接件,能够耗散能量从而有效地保护主体结构。采用ABAQUS分析了不同类型耗能连接件的内力特性以及节点的受力破坏模式... 详细信息

对于内填RC墙的框架结构,为有效减小结构的损伤,改善结构力学性能,本文研究了一种在框架与墙之间设置开缝并安装耗能连接件,能够耗散能量从而有效地保护主体结构。采用ABAQUS分析了不同类型耗能连接件的内力特性以及节点的受力破坏模式。通过在两侧开缝的密肋复合墙-钢框架结构中设置可滑移连接,实现了节点的耗能作用。研究结构表明:U形连接件水平段长度对连接件极限位移影响较大,可以通过双折线理想弹塑性荷载-位移曲线描述U形连接件在竖向压力与水平剪切作用下的荷载-位移关系。采用耗能连接件的结构在加载前期残余变形小,具有一定的自复位能力,并且能满足结构的大变形要求。通过以上分析,本文基于承载能力极限状态提出了耗能连接件的设计公式。

关键词： U形连接件自复位性能受力模式塑性损伤滞回曲线装配式结构框架-复合墙抗震性能

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基于结构化多孔表面定常吸气的圆柱绕流场控制

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工程力学 2024年第6期41卷 30-43页

作者：高东来余海洋陈文礼李惠哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学智慧基础设施研究中心黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

通过风洞试验研究了在雷诺数为10000时圆柱尾流主动流动控制效果,流动控制通过基于结构化多孔表面定常吸气实现,试验工况具有不同的等效吸气系数C_μ。尾流的二维流场测量通过粒子图像测速(PIV)实现,在瞬时流场结果的基础上进行本征正... 详细信息

通过风洞试验研究了在雷诺数为10000时圆柱尾流主动流动控制效果,流动控制通过基于结构化多孔表面定常吸气实现,试验工况具有不同的等效吸气系数C_μ。尾流的二维流场测量通过粒子图像测速(PIV)实现,在瞬时流场结果的基础上进行本征正交分解(POD)得到模态特性、瞬时涡量演变、脉动速度功率谱、时间平均流动特性和阻力系数估计等的分析与对比,评估流动控制效果。试验结果表明:施加流动控制后的流场POD模态能量分布发生变化,旋涡的顺流向能量输运过程得到增强,当C_μ足够大时,旋涡脱落模式发生改变。剪切层沿顺流向延长,上下剪切层之间趋于平行,涡量值得到削弱。脉动速度的主频被削弱,湍流的波动和动量交换效应得到抑制;阻力系数估计值可降至无控圆柱的约11%。

关键词：圆柱绕流流动控制风洞试验粒子图像测速多孔表面

基于分层神经网络的压水堆堆芯换料关键参数的预测方法研究

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核科学与工程 2024年第3期44卷 564-571页

作者：姚建凡彭思涛何道敬徐智谢锡耀黄杰位金锋中广核研究院有限公司广东深圳518028 哈尔滨工业大学(深圳)计算与智能研究院广东深圳518055

压水堆堆芯换料方案的选择直接关系到核电厂运行的安全性和经济性,是一项费时费力的工作。为高效准确地选取可行的堆芯换料方案,本文提出了分层神经网络模型来预测堆芯换料方案的关键参数:循环长度和最大恰升因子。本方法设计了双层隐... 详细信息

压水堆堆芯换料方案的选择直接关系到核电厂运行的安全性和经济性,是一项费时费力的工作。为高效准确地选取可行的堆芯换料方案,本文提出了分层神经网络模型来预测堆芯换料方案的关键参数:循环长度和最大恰升因子。本方法设计了双层隐藏层网络结构,通过选取合适的权重初始化方法、激活函数、自适应学习率和优化器等,学习大量的工程换料数据获取堆芯关键参数预测模型。本文所提方法分开学习关键参数特征,避免相互干扰学习,从而提高了模型整体预测精度。数值实验也表明,本方法比经典深度神经网络模型(DNN)具有更高的预测精度和更强的鲁棒性,且在不同类型的新组件布局上同样具有准确的预测能力。

关键词：分层神经网络自适应学习率深度学习堆芯换料方案

基于自蒸馏视觉Transformer的无监督行人重识别

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计算机应用 2024年

作者：贾洁茹杨建超张硕蕊闫涛陈斌山西大学大数据科学与产业研究院山西大学计算机与信息技术学院山西省机器视觉与数据挖掘工程研究中心哈尔滨工业大学重庆研究院哈尔滨工业大学(深圳)国际人工智能研究院

针对视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)缺乏归纳偏置导致在相对小规模的行人重识别数据上难以学习有意义的视觉表征的问题，提出一种基于自蒸馏损失函数的无监督行人重识别算法。首先，利用ViT的模块化架构，即每个中间块生成的... 详细信息

针对视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)缺乏归纳偏置导致在相对小规模的行人重识别数据上难以学习有意义的视觉表征的问题，提出一种基于自蒸馏损失函数的无监督行人重识别算法。首先，利用ViT的模块化架构，即每个中间块生成的特征尺寸相同的特性，随机选择一个中间Transformer块并将其送入分类器得到预测结果；其次，通过最小化随机选择的中间分类器输出与最终分类器输出分布之间的Kullback-Leibler散度，约束中间块的分类预测结果与最终分类器的结果保持一致，据此构建自蒸馏损失函数；最后，通过对聚类级对比损失、实例级对比损失和自蒸馏损失进行联合最小化，对模型进行优化。通过向中间块提供软监督，有效地给ViT模型引入归纳偏置，进而有助于模型学习更鲁棒和通用的视觉表征。在Market-1501数据集上，与基于Transformer的自监督行人重识别算法(TransReid-SSL)相比，所提方法的平均精度均值（m AP）和Rank-1准确度分别提升了1.2和0.8个百分点；在MSMT17数据集上的平均精度均值（m AP）和Rank-1准确度分别提升了3.4和3.1个百分点。实验结果表明，所提算法能够有效提高无监督行人重识别精度。

关键词：行人重识别无监督学习 Vision Transformer 知识蒸馏特征表示