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水泥分解炉SNCR脱硝系统的深度强化学习多目标优化控制研究

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4815-4825,I0017页

作者：刘定平吴泽豪广东省能源高效低污染转化工程技术研究中心(华南理工大学) 广东省广州市510640

选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝过程的工艺参数优化可以有效减少水泥分解炉NO_(x)排放和脱硝运行成本。以某水泥分解炉为研究对象,建立基于LightGBM的NO_(x)浓度预测模型,以脱硝成本和NO_(x)浓度最小化... 详细信息

选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝过程的工艺参数优化可以有效减少水泥分解炉NO_(x)排放和脱硝运行成本。以某水泥分解炉为研究对象,建立基于LightGBM的NO_(x)浓度预测模型,以脱硝成本和NO_(x)浓度最小化为优化目标,采用深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法对水泥分解炉掺烧污泥协同SNCR脱硝过程的相关工艺参数进行优化控制建模。结果表明,NO_(x)浓度预测模型均方根误差(root mean squared error,RMSE)为6.8,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)为3.48%;采用DDPG算法可以对相关工艺参数进行优化,喷氨量和污泥掺烧量分别为427.87 L/h和9.78 t/h时,NO_(x)排放浓度为225.99 mg/(Nm^(3)),脱硝运行成本为1 747.8元/h。该优化结果与其他优化算法结果和常规工况对比,NO_(x)排放浓度和脱硝运行成本均呈现不同程度下降;对模型进行仿真及效果验证可知,所建立模型能输出合理的喷氨量和污泥掺烧量组合,减少SNCR出口NO_(x)浓度波动,有效降低NO_(x)排放浓度和脱硝成本,可实现对SNCR脱硝系统的多目标优化控制。该结果可为基于智能算法的水泥分解炉SNCR脱硝的多目标优化控制设计提供一定参考。

关键词：喷氨污泥掺烧选择性非催化还原优化控制 LightGBM 强化学习深度确定性策略梯度

基于改进蜣螂优化算法的海洋牧场三维UWSN覆盖方法

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第2期63卷 115-122页

作者：付雷王骥广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 广东省智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心广东湛江524088

针对海洋牧场三维环境监测,提出了一种基于改进蜣螂优化算法(IDBO,improved Dung beetle opti‐mizer)的UWSN(underwater wireless sensor networks)覆盖方法。首先,在蜣螂优化算法(DBO)种群初始化时加入Chebyshev混沌映射,使得种群资... 详细信息

针对海洋牧场三维环境监测,提出了一种基于改进蜣螂优化算法(IDBO,improved Dung beetle opti‐mizer)的UWSN(underwater wireless sensor networks)覆盖方法。首先,在蜣螂优化算法(DBO)种群初始化时加入Chebyshev混沌映射,使得种群资源在搜索空间的分配方面更加均衡。其次,通过自适应权重因子和Levy飞行改进觅食小蜣螂的位置更新方式,提升了位置搜索能力和DBO算法的收敛能力。将IDBO算法应用在海洋牧场UWSN覆盖优化中,仿真结果表明:在不同参数环境下,IDBO算法的覆盖率高于随机部署和其他智能优化算法,并且能以较低的节点能耗获得更高的覆盖率,节点分布也更加合理。

关键词：海洋牧场水下无线传感器网络 Chebyshev混沌映射自适应权重因子 Levy飞行

基于混合博弈的多区域电-储共享运营模式与经济效益分析

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 31-41页

作者：张军钟康骅张勇军秦绍基秦颖婕邓文扬智慧能源工程技术研究中心华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东省广州市510062

随着用户侧新能源设备与储能装置的广泛接入,如何有效地促进新能源本地消纳与降低储能运行成本变得至关重要。针对多区域间电能与储能资源的共享问题,提出了一种基于主从-演化混合博弈的多区域电能-储能共享运营模式。首先,建立主从博... 详细信息

随着用户侧新能源设备与储能装置的广泛接入,如何有效地促进新能源本地消纳与降低储能运行成本变得至关重要。针对多区域间电能与储能资源的共享问题,提出了一种基于主从-演化混合博弈的多区域电能-储能共享运营模式。首先,建立主从博弈模型和演化博弈模型进行优化决策。运营商作为领导者根据各区域供需平衡情况,制定区域内部电价;用户作为跟随者,根据区域电价与跨区交易传输费用信息,基于演化博弈模型调整自身用电量与区域选择概率。其次,考虑到各主体利益诉求不同,建立了运营商和用户的收入与成本模型,并以最大化双方收益、最小化与电网交互电量为目标函数,得到运营商的定价策略、共享储能配置与充放电策略,以及各主体的最终收益。最后,通过算例分析验证了所提运营模式的有效性。

关键词：新能源产消者多区域能量共享交易机制混合博弈电能共享共享储能

海洋牧场WSN中移动Sink节点的路径规划

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：林海伦王骥广东海洋大学电子与信息工程学院广东省智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心

针对静态部署的海洋牧场无线传感网络在数据多跳传输过程中近Sink节点区域易出现能量空洞的问题，提出一种基于改进蚁群算法的移动Sink节点可靠通信路径规划方法。首先，对于传统蚁群算法，采用非均匀分配初始信息素浓度，解决算法初期... 详细信息

针对静态部署的海洋牧场无线传感网络在数据多跳传输过程中近Sink节点区域易出现能量空洞的问题，提出一种基于改进蚁群算法的移动Sink节点可靠通信路径规划方法。首先，对于传统蚁群算法，采用非均匀分配初始信息素浓度，解决算法初期盲目搜索的问题;修改状态转移概率函数，增加拥挤度因子，避免死锁现象的同时加快收敛速度;采用改进的信息素更新规则，保证算法后期的收敛能力。其次，利用LEACH协议对网络进行分簇，根据簇头节点的位置和通信覆盖区情况，构建移动Sink遍历节点集。最后，将移动Sink节点路径规划问题看成旅行商问题，并通过改进蚁群算法和构建的骨干节点集求出移动Sink节点的最优路径。仿真实验结果表明，在275个网络节点规模内，该方法与其他算法相比，在路径长度方面依次减少了41.9%、20.3%、30.4%，数据传输时延依次降低了42%、38.5%、46.7%，网络吞吐量依次提高了10%、10.6%、16.4%，验证了该方法的优越性。文章所提出的方法通过引入移动Sink节点并利用其移动路径的合理性可以有效优化海洋牧场无线传感网络数据接收的可靠性、网络的能耗特性与生命周期。

关键词：无线传感网络路径规划蚁群算法移动Sink节点节点集海洋牧场

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面向数字货币量化交易的OAC模型研究

智能科学与技术学报 2024年第2期6卷 220-231页

作者：许波贺一峻李祥霞广东财经大学信息学院广东广州510320 广东省智能商务工程技术研究中心广东广州510320

针对数字货币量化交易中存在的问题,即大量且复杂因子以及因子状态空间维度较高,导致交易模型制定策略的准确性和风险控制能力难以兼顾,提出了一种改进的OAC模型——OAC_LSTM_ATT。该模型采用了LSTM和多头注意力机制来优化OAC的网络结构... 详细信息

针对数字货币量化交易中存在的问题,即大量且复杂因子以及因子状态空间维度较高,导致交易模型制定策略的准确性和风险控制能力难以兼顾,提出了一种改进的OAC模型——OAC_LSTM_ATT。该模型采用了LSTM和多头注意力机制来优化OAC的网络结构,从而提高OAC对时间序列数据的建模能力和泛化能力。通过这种融合,智能体在量化交易环境中可以更加灵活和准确地做出交易决策,进一步提高交易策略的质量和效果。实验结果显示,在比特币市场中,累计收益率达到了16.36%,最大回撤率为9.08%,夏普比为0.014,波动率为13.09%。在以太坊市场中,对应的指标为16.30%、8.56%、0.014和13.42%。与PPO、LSTM_PPO和A2C等模型相比,OAC_LSTM_ATT在有效性和稳定性方面具有一定优势,为量化交易策略制定提供了有价值的参考。

关键词：量化交易深度强化学习注意力机制长短期记忆网络数字货币

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数字智能化微创研究型肝胆胰外科的学科建设

中华消化外科杂志 2024年第1期23卷 91-97页

作者：杨剑伍禧雯祝文胡浩宇项楠曾宁刘智豪方薛泉方驰华南方医科大学珠江医院肝胆一科、广东省数字医学临床工程技术研究中心广州510282

数字智能化技术的出现和更新,对微创研究型肝胆胰外科学科的发展起到了深远的影响。在不同的时期,笔者团队都一直秉持"以临床问题为导向,以临床需求为目的"的宗旨,不断进行多领域学科交叉融合的创新研发与发展,推动了数字智能化技术从... 详细信息

数字智能化技术的出现和更新,对微创研究型肝胆胰外科学科的发展起到了深远的影响。在不同的时期,笔者团队都一直秉持"以临床问题为导向,以临床需求为目的"的宗旨,不断进行多领域学科交叉融合的创新研发与发展,推动了数字智能化技术从数字虚拟人、三维可视化、分子荧光影像、增强与混合现实、人工智能到人体可视化元宇宙的20余年的发展,实现了肝胆胰外科疾病从二维经验性诊断到深度学习智能化诊断;从肿瘤的形态学诊断到分子影像学诊断;从传统经验性手术到智能化导航手术的转变。笔者分享团队数字智能化诊断与治疗技术助力微创研究型肝胆胰外科学科建设的发展历程和成果,以期推动数字智能化医学发展和应用。

关键词：数字智能化三维可视化数字化微创研究型肝胆胰外科

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基于全偏振显微成像的数字病理技术

中国激光 2024年第9期51卷 131-142页

作者：姚悦裴浩杰李浩万嘉晨陶丽丽马辉清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055 广东省偏振光学检测与成像工程技术研究中心广东深圳518055 北京大学深圳医院病理科广东深圳518036

数字病理技术利用经过数字化的病理样本显微图像及其特征,并配合人工智能技术,实现生物组织病变特征的定量评估和判定,辅助临床医生做出诊断结论。利用偏振光照明和偏振探测可以实现全偏振成像,图像每个像素的偏振特征都包含更加丰富的... 详细信息

数字病理技术利用经过数字化的病理样本显微图像及其特征,并配合人工智能技术,实现生物组织病变特征的定量评估和判定,辅助临床医生做出诊断结论。利用偏振光照明和偏振探测可以实现全偏振成像,图像每个像素的偏振特征都包含更加丰富的信息,特别是普通光学成像难以获得的亚细胞超分辨微观结构特征信息,可为病变组织的识别和定量评估提供更为有效的手段。本文总结了全偏振成像技术,并结合典型临床应用归纳总结了全偏振显微图像的数据分析方法和最新进展。

关键词：医用光学全偏振显微成像偏振数字病理偏振特征提取机器学习

高光谱成像的黄瓜病虫害识别和特征波长提取方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 301-309页

作者：李杨李翠玲王秀范鹏飞李余康翟长远江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成... 详细信息

黄瓜霜霉病和斑潜蝇是制约黄瓜产业发展的严重病虫害。为实现黄瓜病虫害快速在线识别,采用高光谱成像和机器学习研究快速识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的方法,为开发实用的基于多光谱成像的黄瓜病虫害快速识别设备奠定基础。使用高光谱成像系统采集黄瓜无症状叶片、霜霉病叶片、斑潜蝇虫害叶片的高光谱图像,在病斑区域选择若干个感兴趣区域(ROI),计算每个ROI的平均反射率数据作为叶片原始光谱数据。使用Kennard-Stone算法将光谱数据按照3∶1的比例划分为训练集和测试集。使用直接正交信号校正(DOSC)、多元散射校正(MSC)、移动窗口平均平滑(MA)3种方法对原始光谱数据进行预处理。采用空间迭代收缩法(VISSA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)、迭代保留信息变量法(IRIV)、随机蛙跳算法(SFLA)对MA预处理后的光谱数据进行特征波长提取,分别提取出53、20、26、10个特征波长。然后使用连续投影算法(SPA)分别对特征波长光谱数据进行二次降维,最终VISSA-SPA提取的特征波长为455、536、615和726 nm;CARS-SPA提取的特征波长为452、501、548和578 nm;IRIV-SPA提取的特征波长为452、513、543和553 nm;SFLA-SPA提取的特征波长为462、484、500和550 nm。分别对全波段光谱数据、一次降维光谱数据、二次降维光谱数据进行支持向量机(SVM)、Elman神经网络、随机森林(RF)建模,结果表明,MA预处理后的全波段光谱数据所建模型识别效果最好,其中MA-RF模型测试集总分类精度(OA)达到97.89%,Kappa系数为0.97。采用一次降维光谱数据所建模型中,MA-VISSA-RF模型效果最好,测试集OA为98.19%,Kappa系数为0.97。采用二次降维光谱数据所建模型中,MA-IRIV-SPA-SVM模型效果最好,测试集OA为96.23%,Kappa系数为0.95。研究结果表明,使用高光谱成像技术识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害具有良好的效果,452、513、543和553 nm可以作为识别黄瓜霜霉病和斑潜蝇虫害的特征波长,为开发黄瓜病虫害快速识别设备提供了理论依据。

关键词：高光谱成像机器学习特征波长霜霉病斑潜蝇虫害

硅烷偶联剂改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的性能研究

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硅酸盐通报 2024年第7期43卷 2355-2362,2371页

作者：孙嘉琦刘曦王传林苏芝棋鲁鑫麦靖敏汕头大学土木与智慧建设工程系汕头515063 广东省结构安全与监测工程技术研究中心汕头515063

本文使用不同类型(KH550和KH560)和不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,质量分数)的SCA对聚丙烯纤维(PPF)进行表面改性,通过无侧限抗压强度试验和抗折试验,研究了SCA改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的承压能力,并使用扫描电子显微镜对改性... 详细信息

本文使用不同类型(KH550和KH560)和不同浓度(0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,质量分数)的SCA对聚丙烯纤维(PPF)进行表面改性,通过无侧限抗压强度试验和抗折试验,研究了SCA改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的承压能力,并使用扫描电子显微镜对改性后的聚丙烯纤维水泥基复合材料进行了微观表征。结果表明:KH560改性聚丙烯纤维对水泥基复合材料的流动度影响较大,KH550次之;整体上,SCA浓度越接近1.5%,对聚丙烯纤维水泥基复合材料流动度的影响越大;随着KH550浓度增大,水泥基复合材料孔隙率总体呈降低趋势,随着KH560浓度增大,水泥基复合材料孔隙率呈先下降后上升的趋势,并且浓度为1.5%时孔隙率最小;两种SCA均提高了PPF表面的粗糙度,并能在PPF-SCA-基体界面实现化学键连接;两种SCA对聚丙烯纤维水泥基复合材料抗折强度的影响较小,但能有效提高抗压强度。总体而言,KH550改性效果优于KH560。

关键词：硅烷偶联剂聚丙烯纤维水泥基复合材料表面改性力学性能微观结构