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大气辐射传输计算中气溶胶模型评估及选取

光学学报 2024年第12期44卷 112-121页

作者：汪沁程晨施海亮王先华叶函函孙熊伟朱锋吴时超熊伟中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 光学定量遥感安徽省重点实验室安徽合肥230031

利用AOD-AROD气溶胶分类方法,选用MODIS数据,分析研究区域气溶胶模型的年际变化规律。在规律不明显的月份,分析了气象要素和气溶胶源对模型的影响,构建了基于随机森林方法的多时相气溶胶模型评估方法,即后向轨迹与大气概率分布场分析方... 详细信息

利用AOD-AROD气溶胶分类方法,选用MODIS数据,分析研究区域气溶胶模型的年际变化规律。在规律不明显的月份,分析了气象要素和气溶胶源对模型的影响,构建了基于随机森林方法的多时相气溶胶模型评估方法,即后向轨迹与大气概率分布场分析方法,并分析了多时相气溶胶模型评估方法的准确性,讨论误差原因。使用所提方法评估了香河地区的气溶胶模型,并使用TROPOMI L1B数据对评估结果进行验证。研究结果显示,采用该模型对香河地区的气溶胶类型进行评估的准确度为71.04%,辐亮度模拟的平均误差率减少了38.25%,表明该方法能有效提高气溶胶模型选择的准确性。

关键词：大气光学气溶胶模型大气辐射传输计算多源数据气象要素随机森林

多模式下的车辆和无人机联合配送模型与优化算法

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控制与决策 2024年第7期39卷 2125-2132页

作者：贾兆红王少贵刘闯安徽大学互联网学院合肥230000 安徽大学计算机科学与技术学院合肥230000

无人机已广泛用于物流配送,具有快速投递和低成本的优势.针对远离仓库中心、交通受限制客户的需求,在车机并行配送模式上引入车载无人机以服务该类客户,提出多模式下的车辆和无人机联合配送模型及其路径优化问题.该模型融合了车机协同... 详细信息

无人机已广泛用于物流配送,具有快速投递和低成本的优势.针对远离仓库中心、交通受限制客户的需求,在车机并行配送模式上引入车载无人机以服务该类客户,提出多模式下的车辆和无人机联合配送模型及其路径优化问题.该模型融合了车机协同配送模型和并行配送模型,包括搭载无人机的卡车和独立的无人机舰队.在此基础上建立以最小化交付时间为优化目标的混合整数规划模型,并设计基于知识学习策略的多算子遗传算法来提高搜索效率.实验结果表明,与传统交付方式相比,车辆与无人机联合配送模型可显著减少交付时间.在大规模数据集上,改进的遗传算法表现出更好的性能.该研究成果可为解决物流配送中的复杂动态的“最后一公里”问题提供指导和参考.

关键词：卡车无人机联合配送路径优化无人机遗传算法最后一公里

面向室外应用的重复频率锁定皮秒脉冲光纤激光器

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中国激光 2024年第2期51卷 10-18页

作者：姚波段典豆贤安陈雨君刘孝兵毛庆和中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室安徽合肥230031 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026

本文报道了一种可满足室外应用的具有重复频率锁定功能的皮秒脉冲光纤激光器。通过选用Figure-9光纤激光器结构,并通过优化腔结构来调控非线性,确保了激光器的快速锁模自启动功能;采用低导热材料绝热封装创建“恒温”微环境,松弛了室外... 详细信息

本文报道了一种可满足室外应用的具有重复频率锁定功能的皮秒脉冲光纤激光器。通过选用Figure-9光纤激光器结构,并通过优化腔结构来调控非线性,确保了激光器的快速锁模自启动功能;采用低导热材料绝热封装创建“恒温”微环境,松弛了室外环境下锁定重复频率对PZT频率调谐执行器件调谐量的要求。以此为基础,设计并研制了质量仅为3 kg的10 MHz、20 ps锁模光纤激光器样机。在室温、极端温度(-40℃或50℃)和振动(加速度为1.5g)环境下,该激光器样机都能保持快速锁模自启动和重复频率锁定功能;在室外环境下,该激光器样机的重复频率锁定功能可抵御夏季高温环境下的10℃温度波动。

关键词：激光器锁模激光皮秒脉冲重复频率锁定环境温度

热键合、凹端面及晶体棒直径对Er∶YSGG中红外激光性能的影响

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 571-579页

作者：程毛杰董昆鹏胡伦珍张会丽罗建乔权聪韩志远孙敦陆中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 安徽大学安徽合肥230601 安徽省先进激光技术实验室安徽合肥230037

对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,... 详细信息

对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,然后进行了高温热键合,透过谱表明键合界面基本无损耗,达到了一体化。热焦距结果表明,热键合、凹端面能够有效改善和补偿高功率泵浦条件下晶体的热透镜效应,有利于提高晶体的激光性能。对比未键合、热键合及凹面热键合Er∶YSGG晶体在968 nm LD侧面泵浦条件下的激光性能发现,低频150 Hz以下,键合与凹面并未表现出优势,三种棒的最大输出功率和斜效率分别均在24 W和28%附近;但随重频增加,热效应逐渐加重,键合晶体良好散热能力和凹面热补偿效应使激光性能得到提高。在重频300 Hz下,未键合、热键合及凹面热键合三种棒的最大输出功率分别为15.54,17.85和18.33 W、斜效率分别为16.6%,18.3%和18.4%;重频600 Hz条件下,三种棒的最大输出功率分别为9.4,13.32和13.18 W、斜效率分别为6.7%,8.6%和9%。此外,对比研究了不同直径Er∶YSGG晶体的激光性能,在低于100 Hz的低频下,三种晶体的激光性能接近。但相比于3和4 mm键合凹面棒,直径2 mm棒有大的比表面积,拥有更好的热管理能力,使其在高重频条件下具有更好的激光性能。如在150 Hz条件下,2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒获得了功率23.82 W、斜效率27.7%的中红外激光输出,大大高于直径3和4 mm棒的18 W和23%。在600 Hz,直径2 mm键合凹面棒中实现了功率13.18 W,斜效率9%的激光输出,相比于直径3和4 mm键合凹面棒的9 W,7%具有较大的改善。测量得到2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒在150 Hz,200μs条件下的光束质量因子M_(x)^(2)/M_(y)^(2)=6.28/6.30,表明该激光具有良好的光束质量。综上,选择合适晶体棒直径,并将键合与凹面相结合是实现高性能2.79μm激光的有效方法。

关键词：热键合 Er∶YSGG激光晶体凹端面 LD侧面泵浦 2.79μm中红外激光斜效率光束质量因子

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基于光声光谱气溶胶吸收测量的标定方法研究

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 88-94页

作者：徐秋怡朱文越陈杰刘强郑健捷杨韬杨腾飞中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学技术大学研究生院科学岛分院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室安徽合肥230031 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230026

大气气溶胶吸收太阳辐射,直接影响地气系统辐射平衡,降低能见度,改变局地气候效应。光声光谱技术具有灵敏度高、原位测量、结构简单等优势,是研究气溶胶吸收特性最为直接、有效的方法。光声光谱近红外气溶胶吸收系数测量系统的精度与标... 详细信息

大气气溶胶吸收太阳辐射,直接影响地气系统辐射平衡,降低能见度,改变局地气候效应。光声光谱技术具有灵敏度高、原位测量、结构简单等优势,是研究气溶胶吸收特性最为直接、有效的方法。光声光谱近红外气溶胶吸收系数测量系统的精度与标定方法密切相关,为了探究不同标定方案的差异,选择NO_(2)气体(532 nm)和单分散苯胺黑气溶胶(532、 1 064 nm)分别开展气溶胶吸收系数标定实验。其中,单分散苯胺黑气溶胶的标定方法主要基于Mie理论,结合苯胺黑气溶胶粒子数浓度、苯胺黑气溶胶粒子的复折射率、苯胺黑粒子粒径分别计算532和1 064 nm单分散苯胺黑气溶胶吸收系数。实验结果表明:NO_(2)气体获取的标定系数介于苯胺黑气溶胶在532和1 064 nm波长处获取的标定系数之间,与532 nm波长处粒径225 nm的苯胺黑单分散气溶胶、 1 064 nm波长处粒径125 nm的单分散苯胺黑气溶胶标定系数相近,在其他粒径处存在一定差异。尽管NO_(2)气体与苯胺黑气溶胶在特定波长处具有相似的连续吸收特征,对于同一标定系统,标定气体和气溶胶性质、状态不同导致标定过程仍然存在光声效应之外的光与物质的相互作用、标定介质损耗、测量环境等不确定因素,这些都会导致这两种标定介质的标定结果差异;苯胺黑气溶胶采用不同波长光源得到的标定系数明显不同,同一粒径的单分散苯胺黑气溶胶在532 nm波长处获取的标定系数约为1 064 nm波长处标定系数的1.5~2倍。导致该结果的可能原因有两个,一是未准确获取1 064 nm波长处苯胺黑的复折射率,二是标定过程中532 nm光束、 1 064 nm光束与谐振腔的匹配模式不一致导致;标定系数与单分散气溶胶的粒径存在反比关系,随着苯胺黑气溶胶粒径每增大50 nm, 532 nm波长光源的标定系数减小19%, 1 064 nm波长光源的标定系数减小12%。标定系数与粒径的反比关系可能由不同粒径的苯胺黑气溶胶粒子经过管道和光声池的损耗不同导致。由此可见,气体标定方法与气溶胶标定方法各有其优势与不足,但两种标定方式都可以获取相应的标定系数,在实际标定方法的选择上,需要综合考虑多种因素,选择合适的标定方法。

关键词：光声光谱气溶胶光学吸收系数气溶胶吸收系数标定

粒径对土壤石油烃荧光特性影响及校正方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2093-2100页

作者：杨金强杨瑞芳赵南京殷高方方丽石高勇刘梁晨黄朋刘文清中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 安徽省环境光学监测技术重点实验室安徽合肥230031 合肥学院生物食品与环境学院安徽合肥230601

采用紫外诱导荧光技术对土壤中石油烃污染物进行检测时,不同粒径土壤会对测量带来较大误差,为了消除土壤粒径(soil particle size,PS)对测量带来的影响,配制3种不同粒径的常见的土壤石油烃污染物(土壤原油、土壤柴油、土壤汽油)样本,搭... 详细信息

采用紫外诱导荧光技术对土壤中石油烃污染物进行检测时,不同粒径土壤会对测量带来较大误差,为了消除土壤粒径(soil particle size,PS)对测量带来的影响,配制3种不同粒径的常见的土壤石油烃污染物(土壤原油、土壤柴油、土壤汽油)样本,搭建紫外诱导荧光检测系统,研究了不同粒径下各类土壤石油烃污染物的荧光特性,构建了土壤石油烃粒径校正方法。结果表明,对于土壤原油、土壤柴油和土壤汽油样本,当样本浓度为4、4和10 g·kg^(-1)时,各类型土壤油类样本的荧光信号与粒径具有良好的线性相关性,相关系数R^(2)分别达到了0.9989、0.9686和0.9045。通过土壤颗粒物吸附模型,对实验结果进行解释分析,建立土壤粒径校正方法,对各类型土壤石油烃样本在不同粒径下的荧光信号进行校正;粒径校正前后3种类型的土壤石油烃荧光强度与浓度的相关系数R^(2)分别由校正前的0.3265、0.0047、0.3298上升到校正后的0.9838、0.9832、0.9533,浓度反演的相对误差(RE)分别为11.02%、5.71%、10.19%。建立的土壤粒径校正方法可以有效地降低土壤粒径对土壤石油烃类污染物荧光强度的影响,为采用紫外诱导荧光技术快速、原位、准确的检测土壤石油烃类污染物提供了理论依据和技术支持。

关键词：土壤石油烃紫外诱导荧光土壤粒径校正方法

DBI-Go:动态插桩定位Go二进制的非法内存引用

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软件学报 2024年第6期35卷 2585-2607页

作者：陈金宝张昱李清伟丁伯尧中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230026

Go语言,也称Golang,由于其语法简单、原生支持并发、自动内存管理等特性,近年受到很多开发者的欢迎.Go语言期望开发者不必了解变量或对象是分配在栈上还是在堆中,而由Go编译器的逃逸分析来决定分配位置,再由Go垃圾收集器自动回收无用的... 详细信息

Go语言,也称Golang,由于其语法简单、原生支持并发、自动内存管理等特性,近年受到很多开发者的欢迎.Go语言期望开发者不必了解变量或对象是分配在栈上还是在堆中,而由Go编译器的逃逸分析来决定分配位置,再由Go垃圾收集器自动回收无用的堆对象.Go的逃逸分析必须正确决定对象的分配位置以保证内存状态的正确性.然而,目前Go社区中逃逸相关问题频发,潜在导致程序崩溃等致命问题,而目前对该方面的研究缺失.为有效检测编译器生成的代码是否存在可能引起运行时崩溃的非法内存引用,填补研究空白,对Go程序执行进行抽象建模,并提出两条判定写入违例的规则.基于这两条规则,克服Go二进制中高层语义缺失、运行时信息不便获取等挑战,设计一个轻量化的分析工具***-Go采用静态分析加动态二进制插桩的分析方式,基于动态二进制分析框架Pin来实现,可以识别Go二进制中违例的store指令.实验结果表明,DBI-Go可以检测出Go社区中所有已知的逃逸相关Issues;DBI-Go还发现一个目前Go社区未知的问题,该问题已经得到确认.在实际项目上的应用则表明DBI-Go可以帮助开发人员找出逃逸算法的错误.测试结果还表明DBI-Go采取的措施可以有效降低误报率且在93.3%的情况下带来的额外运行时开销小于原先的2倍.同时,DBI-Go无需修改Go的编译运行时,可以适配不同版本的Go,有较高的适用性.

关键词：二进制分析动态二进制插桩静态分析 Go 编译器测试逃逸分析

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面向三维多目标追踪的运动补偿优化方法

电子学报 2024年第2期52卷 528-539页

作者：王顺洪张昱沈江楠吉建民张燕咏中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230027

三维多目标追踪是自动驾驶系统中的关键模块之一,其结果的优劣主要取决于追踪模块中数据关联过程的准确度.现有的追踪方法大多从外观特征或运动特征出发计算两帧之间物体的相似度,而基于运动特征的方法通常根据当前帧和历史帧三维包围... 详细信息

三维多目标追踪是自动驾驶系统中的关键模块之一,其结果的优劣主要取决于追踪模块中数据关联过程的准确度.现有的追踪方法大多从外观特征或运动特征出发计算两帧之间物体的相似度,而基于运动特征的方法通常根据当前帧和历史帧三维包围框之间的交并比(Intersection over Union,IoU)进行关联,然而这种方式在观测点物体自身运动时存在严重缺陷.在观测点物体自身进行运动时,观测到的两帧数据将处于不同的局部坐标系,导致无法使用运动模型准确预测已追踪物体在下一帧中的位置.本文针对上述问题,通过引入观测点自身的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)或全球定位系统(Global Positioning System,GPS)数据,在一帧数据到达之后计算当前帧局部坐标系与上一帧局部坐标系之间的旋转和平移关系,并对已追踪的物体状态按得到的坐标变换关系进行运动补偿,使其抵消因观测点自身运动造成的偏移量.这种运动补偿增强了追踪模块的数据关联环节,提高追踪时三维包围框的关联成功率,降低误关联数量,改善三维多目标追踪的精度.在相关追踪框架及KITTI数据集上的原型验证表明,所提的运动补偿优化方法实现了1%左右的精度提升.

关键词：自动驾驶运动补偿三维多目标追踪运动特征全球定位系统惯性测量单元

基于多模态对比学习的代码表征增强预训练方法

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软件学报 2024年第4期35卷 1601-1617页

作者：杨宏宇马建辉侯旻沈双宏陈恩红大数据分析与应用安徽省重点实验室(中国科学技术大学) 安徽合肥230027 中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230027 中国科学技术大学大数据学院安徽合肥230027 认知智能全国重点实验室安徽合肥230088

代码表征旨在融合源代码的特征,以获取其语义向量,在基于深度学习的代码智能中扮演着重要角色.传统基于手工的代码表征依赖领域专家的标注,繁重耗时,且无法灵活地复用于特定下游任务,这与绿色低碳的发展理念极不相符.因此,近年来,许多... 详细信息

代码表征旨在融合源代码的特征,以获取其语义向量,在基于深度学习的代码智能中扮演着重要角色.传统基于手工的代码表征依赖领域专家的标注,繁重耗时,且无法灵活地复用于特定下游任务,这与绿色低碳的发展理念极不相符.因此,近年来,许多自监督学习的编程语言大规模预训练模型(如CodeBERT)应运而生,为获取通用代码表征提供了有效途径.这些模型通过预训练获得通用的代码表征,然后在具体任务上进行微调,取得了显著成果.但是,要准确表示代码的语义信息,需要融合所有抽象层次的特征(文本级、语义级、功能级和结构级).然而,现有模型将编程语言仅视为类似于自然语言的普通文本序列,忽略了它的功能级和结构级特征.因此,旨在进一步提高代码表征的准确性,提出了基于多模态对比学习的代码表征增强的预训练模型(representation enhanced contrastive multimodal pretraining,REcomp).REcomp设计了新的语义级-结构级特征融合算法,将它用于序列化抽象语法树,并通过多模态对比学习的方法将该复合特征与编程语言的文本级和功能级特征相融合,以实现更精准的语义建模.最后,在3个真实的公开数据集上进行了实验,验证了REcomp在提高代码表征准确性方面的有效性.

关键词：代码表征预训练模型多模态对比学习