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基于损伤程度量化评估的光学薄膜元件激光损伤阈值测量方法

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红外与激光工程 2024年第3期53卷 193-202页

作者：辛磊杨忠明孟君刘兆军山东大学信息科学与工程学院山东青岛266237

光学薄膜元件是高功率激光器中的关键器件,其抗激光损伤的能力对整个激光系统的运行至关重要。精确测量薄膜元件激光诱导损伤阈值对提升激光器使用寿命与出光效率有着重要意义。提出一种新型激光损伤程度量化评估法,该方法对薄膜元件在... 详细信息

光学薄膜元件是高功率激光器中的关键器件,其抗激光损伤的能力对整个激光系统的运行至关重要。精确测量薄膜元件激光诱导损伤阈值对提升激光器使用寿命与出光效率有着重要意义。提出一种新型激光损伤程度量化评估法,该方法对薄膜元件在不同能量密度下的激光损伤程度量化分析,通过损伤趋势拟合,评估激光损伤阈值。对激光损伤区域的量化采用图像超分辨白光显微干涉测量法,可实现纳米量级测量精度。通过仿真验证该测量方法可实现纳米量级损伤结构的三维重构,重构损伤区域误差小于0.01%。在实验部分,以激光谐振腔镜及窗口片为测试样品,无需大量重复性激光损伤实验,基于单片样品在一组不同能量密度激光束照射下产生的单次损伤结果实现测量,结果数据与S-on-1方法吻合,偏差小于0.5 J/cm^(2),两个样品多次测量结果的标准差分别为0.361 J/cm^(2)和0.064 J/cm^(2)。

关键词：光学薄膜元件激光诱导损伤损伤阈值测量白光干涉技术三维形貌测量

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局部一致性主动学习的源域无关开集域自适应

软件学报 2024年第4期35卷 1651-1666页

作者：王帆韩忠义苏皖尹义龙山东大学软件学院山东济南250101

无监督域自适应在解决训练集(源域)和测试集(目标域)分布不一致的问题上已经取得了一定的成功.在面向低能耗场景和开放动态任务环境时,在资源约束和开放类别出现的情况下,现有的无监督域自适应方法面临着严峻的挑战.源域无关开集域自适... 详细信息

无监督域自适应在解决训练集(源域)和测试集(目标域)分布不一致的问题上已经取得了一定的成功.在面向低能耗场景和开放动态任务环境时,在资源约束和开放类别出现的情况下,现有的无监督域自适应方法面临着严峻的挑战.源域无关开集域自适应(SF-ODA)旨在将源域模型中的知识迁移到开放类出现的无标签目标域,从而在无源域数据资源的限制下辨别公共类和检测开放类.现有的源域无关开集域自适应的方法聚焦于设计准确检测开放类别的源域模型或增改模型的结构.但是,这些方法不仅需要额外的存储空间和训练开销,而且在严格的隐私保护场景下难以实现.提出了一个更加实际的场景:主动学习的源域无关开集域自适应(ASF-ODA),目标是基于一个普通训练的源域模型和少量专家标注的有价值的目标域样本来实现鲁棒的迁移.为了达成此目标,提出了局部一致性主动学习(LCAL)算法.首先,利用目标域中局部特征标签一致的特点,LCAL设计了一种新的主动选择方法:局部多样性选择,来挑选更有价值的阈值模糊样本来促进开放类和公共类分离.接着,LCAL基于信息熵初步筛选出潜在的公共类集合和开放类集合,并利用第一步得到的主动标注样本对这两个集合进行匹配纠正,得到两个对应的可信集合.最后,LCAL引入开集损失和信息最大化损失来进一步促使公共类和开放类分离,引入交叉熵损失来实现公共类的辨别.在Office-31、Office-Home和VisDA-C这3个公开的基准数据集上的大量实验表明:在少量有价值的目标域样本的帮助下,LCAL不仅显著优于现有的源域无关开集域自适应方法,还大幅度超过了现有的主动学习方法的表现,在某些迁移任务上可以提升20%.

关键词：资源约束开集识别源域无关域自适应开集域自适应主动学习

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岸基BDS-R海面测高及其观测值加权方法

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 1015-1026页

作者：侯金华贺凯飞高凡储倜吴宇中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院青岛266580 山东大学空间科学研究院威海264209 山东大学空间科学与物理学院威海264209

随着北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的全球组网完成,其反射信号在全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)海面测高领域的应用也更加广泛。为研究BDS-3 B1C反射信号码延迟海面测高性能,以及多星测高数据组合方法,进行了基于B1C码信号的双天线岸... 详细信息

随着北斗三号卫星导航系统(BDS-3)的全球组网完成,其反射信号在全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)海面测高领域的应用也更加广泛。为研究BDS-3 B1C反射信号码延迟海面测高性能,以及多星测高数据组合方法,进行了基于B1C码信号的双天线岸基北斗卫星导航系统反射测量(BDS-R)码延迟海面测高实验。利用自主研发的GNSS-R测高软件接收机对实验数据进行事后处理,将测高结果与岸基同步观测的雷达测高仪所测海面高度值进行对比分析,并基于反射信号信噪比(SNR)和卫星高度角加权的方法对多星测高观测值进行加权计算,评定BDS-R海面测高精度。结果表明:自主研发的GNSS-R测高软件接收机可用于海面测高,基于B1C码信号的BDS-R海面测高精度有达到分米级的可能性;根据10 s观测数据平滑可以得到,单颗卫星B1C码信号最优测高结果的均方根误差(RMSE)为0.634 m,平均绝对误差(MAE)为0.507 m,多星测高观测值加权组合最优结果的均方根误差为0.538 m,平均绝对误差为0.500 m,明显优于单星观测精度,最大可提升70%,最小可提升17%;针对同一信号多星GNSS-R测高数据加权方法,应用综合考虑卫星高度角和反射信号信噪比的加权模型优于其他加权模型,测高精度分别比信噪比分段模型、正弦函数模型、指数函数模型、等权模型提升9.4%、9.5%、20.5%、35.2%。

关键词： B1C 北斗卫星导航系统反射测量软件接收机海面测高加权模型

基于无冲突并行随机梯度下降的图布局求解方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：王智薛明亮王一凡钟发海汪云海山东大学计算机科学与技术学院山东大学软件学院中国人民大学信息学院

应力模型是计算节点连接图布局时最常用的方法之一. 随机梯度下降法由于具有很好的收敛性，常被用于求解应力模型，但该方法难以实现有效并行. 虽然无锁随机梯度下降方法能大幅提高并行效率，但其求解过程中常存在线程冲突，导致结... 详细信息

应力模型是计算节点连接图布局时最常用的方法之一. 随机梯度下降法由于具有很好的收敛性，常被用于求解应力模型，但该方法难以实现有效并行. 虽然无锁随机梯度下降方法能大幅提高并行效率，但其求解过程中常存在线程冲突，导致结果准确性低. 为了提高并行图布局的效率和准确性，提出一种无冲突的随机梯度下降的并行求解方法. 首先提出一种面向应力模型的线程分配算法，将j相同的点对分配到同一线程内计算，保证基于随机梯度下降方法的图布局无冲突化求解; 然后仅对线程内的样本随机洗牌并减少次数，进一步提升并行效率. 在16个不同规模的真实数据集上进行实验，并将所提方法应用在稀疏化应力模型的求解上，实验结果显示所提方法在求解精度上无损失且求解速度提高10倍以上，从布局质量和运行效率2个方面证明了该方法的高效性和可用性.

关键词：图布局随机梯度下降并行计算图可视化

基于多尺度-高效通道注意力网络的刀具故障诊断方法

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机械工程学报 2024年第6期60卷 82-90页

作者：狄子钧袁东风李东阳梁道君周晓天信苗苗曹凤雷腾飞山东大学信息科学与工程学院济南250100 山东大学控制科学与工程学院济南250061 齐鲁理工学院机电工程学院济南250200

目前,生产加工流程正向着智能化迈进,设备的故障诊断及预测性维护在保障企业生产效率,降低生产成本方面起着至关重要的作用。刀具作为数控机床的切削工具,其实时健康状态直接影响着机床的加工效率和产品质量。对刀具磨损状态的精准监测... 详细信息

目前,生产加工流程正向着智能化迈进,设备的故障诊断及预测性维护在保障企业生产效率,降低生产成本方面起着至关重要的作用。刀具作为数控机床的切削工具,其实时健康状态直接影响着机床的加工效率和产品质量。对刀具磨损状态的精准监测有助于避免因刀具失效导致的产品质量问题。基于此背景,研究一种基于深度学习的刀具故障诊断方法,将高效通道注意力应用到多尺度卷积神经网络中,提出基于多尺度-高效通道注意力网络的刀具故障诊断方法,利用通道特征学习将机床主轴不同方向的振动信号进行自适应的特征融合,从而提升刀具磨损状态诊断精度。此外,设计刀具磨损试验平台,用于采集符合实际生产的数据,在实际生产场景中验证所提算法的性能。试验结果表明,所提出方法较多尺度网络的刀具故障诊断准确率提高4.47%。

关键词：刀具故障诊断多尺度卷积神经网络高效通道注意力特征融合智能制造

利用GNSS折射测量技术反演小麦体积含水量

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 27-36页

作者：徐天河李云伟山东大学空间科学与物理学院山东威海264200

小麦体积含水量是表征小麦生理状态、影响小麦产量的重要参数,传统的测量手段如人工采样烘干、卫星遥感等,难以实现小麦体积含水量的连续、动态、高精度监测,由此提出了一种利用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GN... 详细信息

小麦体积含水量是表征小麦生理状态、影响小麦产量的重要参数,传统的测量手段如人工采样烘干、卫星遥感等,难以实现小麦体积含水量的连续、动态、高精度监测,由此提出了一种利用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)折射测量技术反演小麦体积含水量的方法。首先,使用两组GNSS天线同时接收直射信号和穿透小麦植株层的折射信号,利用两信号的振幅比表示折射信号的衰减程度;然后,基于电磁波传播理论,建立了GNSS直射、折射信号的物理模型,并在此基础上导出小麦体积含水量、振幅比、小麦高度、气温的函数关系,进而构建了反演小麦体积含水量的数学模型。利用导航型GNSS设备采集的数据对所提方法进行了验证,结果表明,在小麦拔节期、抽穗期和成熟期,该方法反演的小麦含水量与人工实测数据符合较好;当小麦含水量在1~7 kg/m^(3)范围内时,反演结果的平均误差、标准差和均方根误差分别为0.058 kg/m^(3)、0.396 kg/m^(3)、0.399 kg/m^(3)。研究结果证明了利用导航型GNSS接收机准确获取植被含水量动态变化信息的可行性,为低成本、低功耗、小型化GNSS植被含水量监测设备的研制奠定了基础。

关键词： GNSS折射测量技术小麦体积含水量折射信号信噪比振幅比

高速率AEM电解水自支撑NiFe基气体扩散电极

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科学通报 2024年

作者：张登辉王浩宇赵文馨王虎啸王轲张振院寇天一山东大学机电与信息工程学院山东大学空间科学与物理学院山东大学澳国立联合理学院

阴离子交换膜（anion exchange membrane, AEM）电解水是一种新兴的低温电解水技术,其可兼容非贵金属催化剂且能在低温条件下快速响应,成为启动慢且效率低的传统碱性电解水替代技术路线.然而,由于阳极反应的析氧、传质动力学迟滞, AEM... 详细信息

阴离子交换膜（anion exchange membrane, AEM）电解水是一种新兴的低温电解水技术,其可兼容非贵金属催化剂且能在低温条件下快速响应,成为启动慢且效率低的传统碱性电解水替代技术路线.然而,由于阳极反应的析氧、传质动力学迟滞, AEM电解水在高速率(电流密度>400 mA cm-2)条件下的性能仍然受限.开发高性能析氧气体扩散电极是实现高速率AEM电解水的关键.通过将高本征活性NiFe基析氧催化剂锚定在气体扩散层,形成一种快速传荷传质的自支撑气体扩散电极,展现了突出的高速率析氧活性,近两年在AEM电解水领域受到极大关注.鉴于该方向的重要性和快速发展的趋势,本文重点围绕面向高速率AEM电解水的自支撑结构NiFe基气体扩散电极展开讨论,首先简要介绍了AEM电解水面临的关键挑战及评估指标,其次分类重点评述了通过磁控溅射、阴极电沉积、腐蚀工程、水热等策略实现NiFe基气体扩散电极的代表性研究进展,辩证分析了不同制备策略的优势,对其制备路线-电极结构及性能关联展开了讨论.最后,探讨了自支撑NiFe基析氧气体扩散电极在开发与工况表征过程中面临的关键挑战,以期为高速率AEM电解水自支撑析氧气体扩散电极的开发提供参考.

关键词： AEM电解水高速率析氧反应自支撑 NiFe基催化剂

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基于个性化随机游走的基因-表型关联分析

电子学报 2024年第5期52卷 1619-1632页

作者：谭好江王峻余国先陈建郭茂祖山东大学软件学院山东济南250101 山东大学人工智能国际联合研究院山东济南250101 中国农业大学农学院北京100083 北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

基因与表型间的关联分析对揭示生物的内在遗传关联具有重要意义.随机游走算法可以融合多组学数据,聚合一阶或高阶邻居的标签信息,对网络中不同节点间关联信息进行补全,提高关联预测的准确度,进而发现基因和表型间潜在的遗传关联.但现有... 详细信息

基因与表型间的关联分析对揭示生物的内在遗传关联具有重要意义.随机游走算法可以融合多组学数据,聚合一阶或高阶邻居的标签信息,对网络中不同节点间关联信息进行补全,提高关联预测的准确度,进而发现基因和表型间潜在的遗传关联.但现有随机游走算法通常平等地对待每个节点,忽略了不同节点的重要性,使非重要节点过度传播,降低了模型性能.为此,本文提出了一种基于多组学数据融合的个性化随机游走算法(individual Multiple Random Walks,iMRW),在由基因、miRNA及表型节点构建的多组学异质网络上,基于网络拓扑结构,设计个性化多元随机游走策略,为不同重要程度的节点分配不同的游走步长,并结合高斯相互作用属性核相似性与随机游走,对网络不同节点及节点间关联信息进行补全,最终实现多源基因-表型关联矩阵的融合,准确获取基因-表型关联预测矩阵.在不同实验设置下,与主流算法的对比实验结果均显示iMRW能够取得更优的预测性能.在玉米光合作用能力和淀粉含量表型的实验分析结果也进一步证实了iMRW在识别潜在的基因-表型关联的实用性与有效性.

关键词：基因-表型关联随机游走异质网络多组学数据融合网络拓扑结构

中国数字法学研究的奠基与深拓(2018-2023)

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山东大学学报（哲学社会科学版） 2024年第3期 182-192页

作者：宋保振赵强山东大学法学院青岛266237 山东大学智慧国家治理实验室山东大学信息科学与工程学院青岛266237

从研究热度、人员规模以及成果产出看,数字法学已成为当前我国法学研究的热点,并从基本范畴、基础理论、司法实践、学科建设等方面,促进了现代法学的全方位革新。理论上,数字法学从法理学和部门法两方面,提出和构建了法学新问题、新理... 详细信息

从研究热度、人员规模以及成果产出看,数字法学已成为当前我国法学研究的热点,并从基本范畴、基础理论、司法实践、学科建设等方面,促进了现代法学的全方位革新。理论上,数字法学从法理学和部门法两方面,提出和构建了法学新问题、新理念、新价值和新方法;实践中,数字法学秉持新文科建设要求,高度重视数字技术在法的运行全过程中的运用,努力构建新兴交叉学科。当下,我国数字法学研究具有理论的横断性、内容的创新性、方法的交叉性和视域的国际性等特征,但也存在两方面的不足:因忽视法学基础理论与范畴而招致“制造学术泡沫”批判,交叉研究有待深入融合各学科话语体系。当下的数字法学研究呈现出明显的“三阶段”特征,为助力数字法学研究实现阶段跃升,应继续重视法学基础问题研究,以实现科学创新,从实践立场发掘数字法学的新问题与新对策,以及兼顾数字法学研究的立法立场和司法立场。

关键词：新文科数字法学数字法治数字人权数据权利