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参数化S谱幅值调制及轴承故障诊断应用

西安交通大学学报 2024年第3期58卷 117-128页

作者：姜祖华张坤杨欢胥永刚北京工业大学材料与制造学部北京100124 北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124

针对传统谱幅值调制方法易受噪声影响的问题,利用参数化S变换得到信号在时频域中的幅值,提出了一种参数化S谱幅值调制方法。该方法首先使用参数化S变换将信号转换到时频域并得到幅值和相位,然后将不同权重赋予时频域中的幅值以改变不同... 详细信息

针对传统谱幅值调制方法易受噪声影响的问题,利用参数化S变换得到信号在时频域中的幅值,提出了一种参数化S谱幅值调制方法。该方法首先使用参数化S变换将信号转换到时频域并得到幅值和相位,然后将不同权重赋予时频域中的幅值以改变不同能量频率成分在信号中的占比,最后将调制后的幅值与原相位结合,使用参数化S逆变换重构一系列修正信号并计算其平方包络谱以提取故障特征。仿真和实验结果表明,该方法获得的幅值信息相比传统谱幅值调制方法更加准确和全面,对强噪声环境更具鲁棒性,能够有效实现滚动轴承的外圈、内圈和复合故障诊断。将所提方法与传统谱幅值调制方法和快速谱峭度方法进行对比,证明了参数化S谱幅值调制既能检测强噪声环境下的轴承故障信息,又能同时提取多种故障分量,在滚动轴承的故障特征提取中更具优越性。

关键词：滚动轴承故障诊断谱幅值调制参数化S谱幅值调制

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虚拟环境中面向灭火指挥的火场信息可视分析

系统仿真学报 2024年第4期36卷 1001-1016页

作者：张本润曹卫群北京林业大学信息学院北京100083 国家林业和草原局林业智能信息处理工程技术研究中心北京100083

针对森林火灾现场指挥的需求,综合分析地理环境、气象条件、森林资源和林火行为等灭火指挥所需信息,设计实现了在虚拟林火环境中的数据可视化可视分析方法。使用王正非-3D混合元胞自动机模型模拟林火蔓延过程;采取差时方法预测林火蔓延... 详细信息

针对森林火灾现场指挥的需求,综合分析地理环境、气象条件、森林资源和林火行为等灭火指挥所需信息,设计实现了在虚拟林火环境中的数据可视化可视分析方法。使用王正非-3D混合元胞自动机模型模拟林火蔓延过程;采取差时方法预测林火蔓延行为;实时捕捉不同兴趣域内环境数据的变化,结合多视图面板及图层叠加的方法,构建火场信息可视分析模块。通过调整虚拟林场的环境参数,对不同场景下的林火蔓延过程进行模拟仿真,并对火场信息进行可视化可视分析。实验结果表明:该方法能够在一定条件下较准确地预测林火蔓延行为,还可以较全面地描述火场信息。

关键词：三维虚拟环境林火蔓延模型可视化可视分析林火仿真

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农业大模型:关键技术、应用分析与发展方向

智慧农业（中英文） 2024年第2期6卷 1-13页

作者：郭旺杨雨森吴华瑞朱华吉缪祎晟顾静秋国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 农业农村部数字乡村技术重点实验室北京100097 新加坡国立大学设计与工程学院新加坡117583新加坡

[目的/意义]近年来,人工智能在农业领域的应用取得了显著进展,但仍面临诸如模型数据收集标记困难、模型泛化能力弱等挑战。大模型技术作为近期人工智能领域新的热点技术,已在多个行业的垂直领域中展现出了良好性能,尤其在复杂关联表示... 详细信息

[目的/意义]近年来,人工智能在农业领域的应用取得了显著进展,但仍面临诸如模型数据收集标记困难、模型泛化能力弱等挑战。大模型技术作为近期人工智能领域新的热点技术,已在多个行业的垂直领域中展现出了良好性能,尤其在复杂关联表示、模型泛化、多模态信息处理等方面较传统机器学习方法有着较大优势。[进展]本文首先阐述了大模型的基本概念和核心技术方法,展示了在参数规模扩大与自监督训练下,模型通用能力与下游适应能力的显著提升。随后,分析了大模型在农业领域应用的主要场景;按照语言大模型、视觉大模型和多模态大模型三大类,在阐述模型发展的同时重点介绍在农业领域的应用现状,展示了大模型在农业上取得的研究进展。[结论/展望]对农业大模型数据集少而分散、模型部署难度大、农业应用场景复杂等困难提出见解,展望了农业大模型未来的发展重点方向。预计大模型将在未来提供全面综合的农业决策系统,并为公众提供专业优质的农业服务。

关键词：生成式人工智能大模型农业知识服务机器学习自主决策多模态深度学习

赤眼鳟LGP2序列结构、组织表达及与MDA5互作特征

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水产学报 2024年第1期48卷 28-41页

作者：李耀国廖依静王静安肖调义湖南农业大学湖南省特色水产资源利用工程技术研究中心

为探究赤眼鳟遗传学和生理学实验室蛋白2 (laboratory of genetics and physiology 2,LGP2)的功能特征及抗草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus, GCRV)育种参考潜力，实验克隆获得了2 940 bp的赤眼鳟lgp2 (Sclgp2)全长cDNA和721 bp的5... 详细信息

为探究赤眼鳟遗传学和生理学实验室蛋白2 (laboratory of genetics and physiology 2,LGP2)的功能特征及抗草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus, GCRV)育种参考潜力，实验克隆获得了2 940 bp的赤眼鳟lgp2 (Sclgp2)全长cDNA和721 bp的5’端上游序列。Sclgp2 cDNA编码680个氨基酸，包含DEXDc(DExD/H-box helicase domain)、HELICc (helicase superfamily C-terminal domain)和CTD (C-terminal regulatory domain)结构域；其5’端上游序列含有MafB (muscle aponeurosis fibromatosis B)和IRF3 (interferon regulatory factor 3)等转录因子结合位点。不同物种LGP2的功能结构域、磷酸化修饰位点数具有相似性，同时也存在结构域排布位置及序列的差异。赤眼鳟和草鱼lgp2 cDNA序列比较初步发现2个位于RNA结合功能区的GCRV抗性关联位点。系统进化分析显示，赤眼鳟LGP2先与草鱼、鲫和青鱼聚在一起，再与鲤科鱼类等聚为一大支。荧光定量表达分析显示，赤眼鳟脾脏中sclgp2表达水平显著高于其他组织，肌肉、心脏中表达量次之，而肠中表达量最低。GCRV感染后，肝脏中ifn1表达水平在24～72 h显著下降，其他组织sclgp2和ifn1表达水平未有显著变化。相关性分析结果显示，赤眼鳟肌肉sclgp2与ifn1表达水平呈极显著正相关(0.999)。酵母双杂交互作检测发现，赤眼鳟LGP2与MDA5存在弱相互作用，而其DEXDc (1～201 aa)、HELICc (390～476 aa)以及CTD(553～668 aa)结构域与MDA5无互作。该研究成功获得了sclgp2全长cDNA及5’端上游序列，明确了其序列结构、免疫表达及与MDA5的互作特征，为赤眼鳟LGP2免疫功能属性研究奠定了基础，并为草鱼抗GCRV育种提供了参考。

关键词：赤眼鳟生理学实验室蛋白2(LGP2) 序列结构表达特征蛋白互作 GCRV抗性

基于电路分解模型的TAB电流有效值优化控制策略

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电工技术学报 2024年

作者：兰征王雪丽余雪萍邹彬刘贝国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南工业大学电气与信息工程学院

三有源桥DC-DC变换器（TAB）作为可再生能源、电动汽车和储能等灵活接入直流电网的有效解决方案，在直流电网中应用前景十分广阔。本文针对TAB在单移相控制（SPS）下电感电流有效值较大，而移相加脉宽控制（PS-PWM）下数学模型复杂难以... 详细信息

三有源桥DC-DC变换器（TAB）作为可再生能源、电动汽车和储能等灵活接入直流电网的有效解决方案，在直流电网中应用前景十分广阔。本文针对TAB在单移相控制（SPS）下电感电流有效值较大，而移相加脉宽控制（PS-PWM）下数学模型复杂难以求解的问题，提出一种基于电路分解模型的TAB电感电流有效值优化控制策略。首先分析TAB在PS-PWM下的工作原理，建立PS-PWM下的电路分解模型，得出不同工作模式下各端口功率和电感电流有效值的统一表达式，构建TAB各端口的电感电流有效值平方和的优化数学模型，并采用遗传算法求解最优移相角。仿真和实验结果表明，本文所提分析方法和控制策略能够降低模型的复杂度及计算难度，有效减小各端口的电感电流有效值平方和，提高系统效率。

关键词：三有源桥电流有效值遗传算法移相加脉宽控制 DC-DC变换器

结合对抗训练和注意力机制的蔬菜种植领域命名实体识别

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计算机工程与应用 2024年

作者：胡乔赵春江吴华瑞缪祎晟郭旺北京市农林科学院信息技术研究中心江苏大学农业工程学院农业农村部数字乡村技术重点实验室国家农业信息化工程技术研究中心

针对复杂语境下的蔬菜种植领域命名实体识别任务中存在实体分布不均衡、实体边界不清晰和语义关联不足等问题，提出一种基于对抗训练和多头自注意力机制的蔬菜种植领域命名实体识别模型。以番茄为研究对象，采用ALBERT（ALiteBERT）提... 详细信息

针对复杂语境下的蔬菜种植领域命名实体识别任务中存在实体分布不均衡、实体边界不清晰和语义关联不足等问题，提出一种基于对抗训练和多头自注意力机制的蔬菜种植领域命名实体识别模型。以番茄为研究对象，采用ALBERT（ALiteBERT）提取语料动态词向量，结合对抗训练对词向量扰动生成对抗样本并集成为嵌入层输出，缓解农业数据不平衡问题；在特征提取层中通过引入多头自注意力机制对BiLSTM提取的序列特征进一步优化权重分布，更多关注边界信息，加强文本语义关联；最后采用条件随机场解码标注序列。在由8个类别和5542条标注样本构建的语料库Veg-Tomato上进行了实验。结果表明，该模型的精确率、召回率和F1值分别达89.26%、85.77%、87.48%，较最优基线模型提高了0.69%、3.56%、2.21%，在小样本数据上仍能表现较高的识别精度，适用于蔬菜种植领域命名实体识别任务。

关键词：蔬菜种植命名实体识别 ALBERT 对抗训练多头自注意力

玉米EIN3/EIL家族基因Zm EIL9调控籽粒发育

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中国农业科学 2024年第18期57卷 3522-3534页

作者：朱俊杰张鑫悦潘梦影张静雯郑琦李玉玲董永彬河南农业大学农学院/河南省玉米产业融合工程技术研究中心

【目的】玉米籽粒大小和粒重是影响其产量的重要因素。EIN3/EIL基因家族是乙烯信号转导途径中的关键转录因子，解析EIN3/EIL家族基因ZmEIL9在玉米籽粒发育中的生物学功能。【方法】利用生物信息学和RT-qPCR分析ZmEIL9在玉米籽粒发育中... 详细信息

【目的】玉米籽粒大小和粒重是影响其产量的重要因素。EIN3/EIL基因家族是乙烯信号转导途径中的关键转录因子，解析EIN3/EIL家族基因ZmEIL9在玉米籽粒发育中的生物学功能。【方法】利用生物信息学和RT-qPCR分析ZmEIL9在玉米籽粒发育中的表达特征，对ZmEIL9及其同源基因进行多序列比对，利用邻接法构建其系统进化树，分析ZmEIL9编码蛋白序列特征，对目的蛋白进行亚细胞定位。筛选ZmEIL9的玉米Mu转座子插入突变体和CRISPR/Cas9编辑突变体，鉴定突变体和对照的农艺性状表型，分析籽粒灌浆速率，测量淀粉粒、蛋白含量等籽粒储藏物质。【结果】根据玉米中EIN3/EIL家族成员，系统进化树分析显示，ZmEIL9编码蛋白与ZmEIL1、SbEIL1亲缘关系较近。玉米自交系B73籽粒转录组数据库中，ZmEIL9在籽粒发育早期和晚期表达量较高，但在自交系N04籽粒发育中期和晚期表达量较高。在自交系丹232和N04中ZmEIL9编码644个氨基酸，自交系B73中编码642个氨基酸；亚细胞定位表明，ZmEIL9编码蛋白定位于细胞核中。获得不同Mu转座子插入位点的ZmEIL9突变体，以及发生氨基酸移码突变的CRISPR/Cas9编辑突变体，表型分析表明，ZmEIL9的Mu转座子突变体和编辑突变体的株高、籽粒粒长和百粒重均比对照显著降低。对不同发育时期玉米籽粒干重进行分析，显示Zmeil9突变体的籽粒灌浆速率小于野生型。扫描电镜观察显示，Zmeil9突变体比野生型成熟籽粒中的淀粉粒明显变小，并表现不规则形态；进一步分析表明，Zmeil9编辑突变体籽粒中总淀粉含量和醇溶蛋白浓度均显著低于野生型。【结论】ZmEIL9在玉米籽粒发育过程中起重要调控作用。

关键词：玉米 EIN3/EIL家族 ZmEIL9 籽粒发育生物学功能

中国重要落叶果树果实品质和熟期育种研究进展

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园艺学报 2024年第1期51卷 8-26页

作者：陈学森王楠彭福田毛志泉尹承苗姜远茂葛顺峰胡大刚李媛媛杜远鹏姚玉新张宗营山东农业大学园艺科学与工程学院国家苹果工程技术研究中心山东省苹果技术创新中心山东泰安271018

中国栽培面积66.67万hm^(2)以上的落叶果树有苹果、梨、桃和葡萄4种,针对这些重要果树果实品质和熟期,国内几代遗传育种工作者经过几十年的协同创新和联合攻关,在优异种质评价挖掘与创制的基础上,创建了优质高效育种技术体系,育成了优... 详细信息

中国栽培面积66.67万hm^(2)以上的落叶果树有苹果、梨、桃和葡萄4种,针对这些重要果树果实品质和熟期,国内几代遗传育种工作者经过几十年的协同创新和联合攻关,在优异种质评价挖掘与创制的基础上,创建了优质高效育种技术体系,育成了优质、耐贮、不同熟期、特色多样的苹果和梨系列优质新品种,育成了桃和葡萄早、中、晚熟期配套优质新品种;研发了新品种优质高效配套栽培技术体系,推动了自主研发新品种的大面积推广应用及产业优质高效发展,为保障优质水果的周年需求提供了重要支撑。

关键词：落叶果树苹果梨桃葡萄品质熟期配套耐贮

基于YOLOv7的红外相机野生动物图像筛选

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北京林业大学学报 2024年第2期46卷 143-154页

作者：齐建东马鐘添郑尚姿北京林业大学信息学院北京100083 国家林业和草原局林业智能信息处理工程技术研究中心北京100083

【目的】野外环境通常植被繁茂、树木杂乱,且受环境、天气、光照等因素影响,红外相机易误触发拍摄,从而捕获大量废片,需要耗费大量人力进行筛选。为解决此类问题,本研究以YOLOv7模型为基础,对其进行轻量化改进,以实现对废片的自动筛选... 详细信息

【目的】野外环境通常植被繁茂、树木杂乱,且受环境、天气、光照等因素影响,红外相机易误触发拍摄,从而捕获大量废片,需要耗费大量人力进行筛选。为解决此类问题,本研究以YOLOv7模型为基础,对其进行轻量化改进,以实现对废片的自动筛选。【方法】本研究构建了北京密云雾灵山自然保护区2014—2015年期间采集到的2172张野生动物图像数据集,并对图像中出现的动物进行位置标记。对YOLOv7网络使用不同方式进行改进:引入MicroBlock替换YOLOv7的主干网络,使用轻量化SPPCSPC结构降低模型参数量。采用SIoU损失、LNDown下采样、BiFPN提升模型检测动物的能力。使用YOLOv5-m、YOLOv5-l、Ghost-YOLOv5-l、YOLOv6、YOLOX-M、YOLOR-CSP模型,在含有1万张图像的Snapshot Serengeti相机陷阱图像子数据集上进行训练和验证,对比本文模型对野生动物图像的筛选效果。利用迁移学习训练自建野生动物数据集,测试冻结不同层数的训练效果。【结果】基于YOLOv7的改进模型推理时间降低了14.3%,每秒浮点运算次数FLOPS降低了33.5%,参数量减少了17.8%,误检测方面也优于YOLOv7模型。与其他模型进行对比,改进后的YOLOv7虽未在所有指标中均达到最优,但在检测时间与精度上达到了更好的平衡。在自建数据集中使用未冻结权重方式微调效果最优,平均精度比未使用迁移学习模型提高了12.6%。【结论】本研究为密云地区野生动物监测网络提供了更快速、准确的筛选方案。

关键词：野生动物图像图像筛选深度学习目标检测