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基于光谱指数的土壤重金属Zn的定量预测与空间分布研究

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光谱学与光谱分析 2024年第11期44卷 3287-3293页

作者：李智缘田安红昆明理工大学国土资源工程学院昆明理工大学信息工程与自动化学院

高光谱技术在反演土壤重金属含量方面具有独特优势，而高光谱中存在大量冗余信息，需要采用相应方法来减少冗余信息对反演精度的影响，以实现对土壤Zn含量的准确预测。以云南省墨江哈尼族自治县农田采集的土壤Zn含量与高光谱数据为数据... 详细信息

高光谱技术在反演土壤重金属含量方面具有独特优势，而高光谱中存在大量冗余信息，需要采用相应方法来减少冗余信息对反演精度的影响，以实现对土壤Zn含量的准确预测。以云南省墨江哈尼族自治县农田采集的土壤Zn含量与高光谱数据为数据源，将获取的高光谱数据利用Savitzky-Golay平滑处理后，使用R′、（1/R）′、（■）′、（logR）′四种不同数学形式的变换对光谱进行处理并构建了五种指数，即归一化指数（NDI）、差值指数（DI）、比值指数（RI）、和指数（SI）、倒数差值指数（IDI），从中挑选出与土壤Zn含量相关系数绝对值最大的光谱指数值作为模型输入量，结合偏最小二乘法（PLSR）与多元回归分析法（MLR）建立土壤Zn含量的最优反演模型，结果表明：（1）在不同数学变换形式下所得到的优化光谱指数值与土壤Zn含量均表现出较高的相关性，优化光谱指数能有效增强光谱与土壤Zn含量的敏感性，相关系数绝对值可达到0.7以上。（2）基于优化光谱指数得到的最佳预测模型（1/R）′～PLSR其验证集R2为0.77,RMSE为5.07mg·kg-1,RPD达到了2.09，较于相同变量的MLR模型R2提高了0.04,RMSE降低了0.47,RPD提高了0.18，具有较好的预测能力，可作为研究区土壤Zn含量的最优估测模型。（3）由最优估算模型结合空间插值方法，绘制出研究区土壤Zn含量空间分布图可知，土壤Zn含量的空间分布在图中部含量较高，且随着地形高程的增加而降低。基于优化光谱指数结合PLSR建模方法在估测土壤Zn含量方面具有一定的可行性，可为农田土壤Zn含量的估测提供参考。

关键词：土壤高光谱反演 Zn含量优化光谱指数偏最小二乘空间分布

协同换道避障模型和轨迹数据驱动的车辆协同避障策略

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吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1311-1322页

作者：秦雅琴钱正富谢济铭昆明理工大学交通工程学院昆明650500

考虑车辆类型、驾驶风格及不同阶段影响车辆换道的关键目标,将车辆避障过程中的“车-车交互”机理描述为力的关系,构建协同换道避障模型(CLAM),提取并建立适用于突发事件的车辆避障微观轨迹数据集,将车辆避障转化为多约束优化控制问题,... 详细信息

考虑车辆类型、驾驶风格及不同阶段影响车辆换道的关键目标,将车辆避障过程中的“车-车交互”机理描述为力的关系,构建协同换道避障模型(CLAM),提取并建立适用于突发事件的车辆避障微观轨迹数据集,将车辆避障转化为多约束优化控制问题,以优化算法(OA)为纽带,设计车辆协同避障控制(CLAM-OA)策略。结果表明:相较于数据驱动的长短时记忆模型,CLAM-OA策略输出的误差均显著减小、车速与位移在不同时域的输出结果也更加稳定。

关键词：交通运输系统工程避障策略混合驱动车辆控制换道行为微观轨迹数据

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植入式脑机接口医学应用伦理规范考量

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 177-183页

作者：张喆陈衍肖赵旭王帆丁鹏赵磊(综述) 伏云发(审校) 昆明理工大学马克思主义学院昆明650500 昆明理工大学脑认知与脑机智能融合创新团队昆明650500 昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学理学院昆明650500

植入式脑机接口(BCI)因电极接近或植入大脑皮质,其空间分辨率和信噪比高,具有重要的临床应用前景。然而,植入式BCI的手术和电极存在损伤脑组织的安全风险,其医学应用面临着伦理挑战,而迄今为止少有文献系统地考量这一问题。为促进该类BC... 详细信息

植入式脑机接口(BCI)因电极接近或植入大脑皮质,其空间分辨率和信噪比高,具有重要的临床应用前景。然而,植入式BCI的手术和电极存在损伤脑组织的安全风险,其医学应用面临着伦理挑战,而迄今为止少有文献系统地考量这一问题。为促进该类BCI技术的临床转化,本文从降低植入式BCI手术和电极对脑组织损伤的风险、向患者提供定制的个性化植入式BCI治疗、确保多学科协作的植入式BCI临床应用、负责任地使用植入式BCI等方面考量植入式BCI医学应用伦理规范,以期为植入式BCI医学应用伦理规范的研究及制定提供思考与借鉴。

关键词：植入式BCI的安全性 BCI医学应用伦理植入式BCI BCI医学应用

增强三维分布估计算法求解分布式生产-运输-装配集成调度问题

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机械工程学报 2024年第2期60卷 323-341页

作者：张博茹胡蓉钱斌金怀平向凤红昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500

针对一类广泛存在的分布式生产-运输-装配集成调度问题(Integrated scheduling problem of distributed production,transportation and assembly,ISPDPTA),建立问题模型并提出一种增强三维分布估计算法(Enhanced three-dimensional estimation of distribution algorithm,E3DEDA)进行求解。在E3DEDA的全局搜索部分,先根据ISPDPTA的问题特性,对包含工厂信息的工件与产品进行多段编码,并依据最短路径规则获得各车辆路径;再采用双三维概率模型分别学习和积累种群中较优个体的工件块与产品块结构及其位置信息,并采样生成新个体,从而增强算法发现优质解空间区域的能力。在E3DEDA的局部搜索部分,设计自适应变邻域局部搜索来增强算法的局部搜索能力。具体而言,针对问题各阶段特性,设计10种有效的邻域操作组成备选集合,并采用二维概率模型学习由不同邻域操作所构成的优质邻域结构信息,进而采样生成合理的邻域操作排列并依次执行,以实现对全局搜索所发现优质区域的深入搜索。此外,设计块结构概率评价更新机制,可提升算法执行效率。最后,通过仿真试验与算法对比验证E3DEDA可有效求解ISPDPTA。

关键词：分布式生产车辆运输集成调度三维分布估计算法块结构

基于三幕结构思维链和语义自洽的事件驱动故事生成方法

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模式识别与人工智能 2024年第7期37卷 571-583页

作者：黄于欣赵源余正涛吴磊马九顺昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650504 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650504

事件驱动故事生成旨在根据有限的故事背景和事件信息生成连贯且符合事件内容的故事.然而,现有方法常因对复杂的事件关系推理不足,导致生成的故事存在语义不连贯、情节冲突等问题.为此,文中提出基于三幕结构思维链和语义自洽的事件驱动... 详细信息

事件驱动故事生成旨在根据有限的故事背景和事件信息生成连贯且符合事件内容的故事.然而,现有方法常因对复杂的事件关系推理不足,导致生成的故事存在语义不连贯、情节冲突等问题.为此,文中提出基于三幕结构思维链和语义自洽的事件驱动故事生成方法,在生成故事前选择类型多样的故事示例,学习不同类型故事的写作方式.生成故事时,按照故事的开端、冲突和结局三幕结构设计思维链,引导方法合理规划故事内容,避免故事情节前后矛盾.生成故事后,引入语义自洽,模拟作家的推敲过程,从生成的多个故事中选择语义一致、连贯性和相关性较高的故事.实验表明,相比提示学习方法,文中方法的BLEU-4和BERTScore指标值有所提升,并且在人工评估中也占有一定的优势.

关键词：事件驱动故事生成大规模语言模型语义自恰三幕结构思维链

启发式列生成算法求解带恶化效应的同构并行机调度问题

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控制与决策 2024年第5期39卷 1636-1644页

作者：孙鑫伟钱斌胡蓉张森于乃康昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500

针对实际生产中广泛存在的一类带恶化效应的同构并行机调度问题,以最小化最大完工时间为优化目标,构建该问题的整数规划模型,并提出一种启发式列生成算法(HCGA)进行求解.在HCGA中,首先,利用Dantzig-Wolfe分解方法,将原问题分解为一个主... 详细信息

针对实际生产中广泛存在的一类带恶化效应的同构并行机调度问题,以最小化最大完工时间为优化目标,构建该问题的整数规划模型,并提出一种启发式列生成算法(HCGA)进行求解.在HCGA中,首先,利用Dantzig-Wolfe分解方法,将原问题分解为一个主问题(MP)和多个子问题;然后,设计启发式算法获得初始列,其中每列为一台机器上的一个调度方案,基于初始列构建限制主问题(RMP)模型;接着,设计快速有效的动态规划算法求解子问题,以得到需添加至RMP的列集,同时,考虑传统列生成算法收敛速度较慢,设计一系列方法来加速列生成过程;最后,基于所获取的MP线性松弛解,设计深潜启发式算法确定原问题的整数解. HCGA与商用求解器GUROBI的对比实验结果表明, HCGA可在较短时间内获得更优的解.

关键词：并行机恶化效应最大完工时间列生成动态规划深潜启发式

基于智能合约和CPSO_DNN的流程工艺参数可信自决策模型

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控制与决策 2024年第6期39卷 1869-1878页

作者：刘孝保袁智慧张雨东孙海彬阴艳超姚廷强顾文娟昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对流程制造过程中工艺关系复杂、优化效率难保证和数据安全问题,提出一种基于智能合约和改进混沌粒子群算法的工艺参数可信自决策模型PPO-TS.首先,基于区块链技术设计适合流程制造工艺特性的数据集成与存储机制,通过数据上链技术实现... 详细信息

针对流程制造过程中工艺关系复杂、优化效率难保证和数据安全问题,提出一种基于智能合约和改进混沌粒子群算法的工艺参数可信自决策模型PPO-TS.首先,基于区块链技术设计适合流程制造工艺特性的数据集成与存储机制,通过数据上链技术实现数据的可信存储;然后,设计工艺参数自决策智能合约机制,利用智能合约搭建基于区块链广播式通信协议的工艺参数优化网络,启动网络并编译质量指标访问、优化自决策和决策自执行智能合约,通过自动触发工艺参数优化事务完成自决策和自执行过程;在此基础上构建基于改进混沌粒子群算法CPSO和深度神经网络DNN的优化算法CPSO_DNN,实现流程制造工艺参数优化;最后,以现场采集的某流程生产线数据为例,验证了PPO-TS模型的实用性和有效性,为流程制造工艺参数优化提供了一种新思路.

关键词：流程制造区块链智能合约数据可信存储工艺参数自决策工艺参数优化

双重信息引导的蚁群算法求解绿色多舱车辆路径问题

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1067-1078页

作者：郭宁申秋义钱斌那靖胡蓉毛剑琳昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500

针对当前实际运输中广泛存在的绿色多舱车辆路径问题(GMCVRP),文章提出一种双重信息引导的蚁群优化算法(DIACO)进行求解.首先,在DIACO的全局搜索阶段,重新构建传统蚁群优化算法(TACO)中的信息素浓度矩阵(PCM),使其同时包含客户块信息和... 详细信息

针对当前实际运输中广泛存在的绿色多舱车辆路径问题(GMCVRP),文章提出一种双重信息引导的蚁群优化算法(DIACO)进行求解.首先,在DIACO的全局搜索阶段,重新构建传统蚁群优化算法(TACO)中的信息素浓度矩阵(PCM),使其同时包含客户块信息和客户序列信息,即建立具有双重信息的PCM(DIPCM),从而更全面学习和累积优质解的信息;采用3种启发式方法生成较高质量个体,用于初始化DIPCM,可快速引导算法朝向解空间中优质区域进行搜索.其次,在DIACO的局部搜索阶段,设计结合自适应策略的多种变邻域操作,用于对解空间的优质区域执行深入搜索.再次,提出信息素浓度平衡机制,以防止搜索陷入停滞.最后,使用不同规模的算例进行仿真测试和算法对比,结果验证了DIACO是求解GMCVRP的有效算法.

关键词：多舱车辆路径问题绿色蚁群优化算法双重信息引导信息素浓度平衡机制

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混合多馈入直流输电系统中LCC分层接入方式下后续换相失败抑制策略

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高电压技术 2024年第7期50卷 2760-2773,I0001页

作者：束洪春邵宗学赵伟省部共建智能电网故障检测与保护控制协同创新中心(昆明理工大学) 昆明650051 昆明理工大学电力工程学院昆明650051 昆明理工大学机电工程学院昆明650051

随着直流输电的发展,LCC-HVDC与VSC-HVDC将不可避免的馈入同一区域电网,我国部分地区已经形成了混合多馈入直流输电系统,而受端LCC分层接入方式能够提高混合多馈入直流输电系统的电压支撑能力。受端分层接入方式下特高压直流输电工程在... 详细信息

随着直流输电的发展,LCC-HVDC与VSC-HVDC将不可避免的馈入同一区域电网,我国部分地区已经形成了混合多馈入直流输电系统,而受端LCC分层接入方式能够提高混合多馈入直流输电系统的电压支撑能力。受端分层接入方式下特高压直流输电工程在本层阀组发生换相失败时,由于层间耦合关系,可能引发非故障层阀组同时发生换相失败。提出基于MMC快速无功支援与LCC非故障层超前触发角补偿的协调控制策略,根据不同交流电压跌落程度,考虑受端MMC四象限运行能力向受端LCC非故障层提供无功支援,需要的无功支援量在MMC四象限运行范围内时,仅由MMC进行无功支援,利用公共耦合母线的电压跌落值确定MMC无功支援指令值。需要的无功支援量超过MMC四象限运行范围内时,MMC无功支援指令值为四象限运行有功临界值时的无功最大值,同时启动LCC非故障层的超前触发角补偿控制。大量仿真测试表明所提协调控制策略对高低端逆变器同时发生换相失败的抑制效果明显。

关键词：混合多馈入 LCC分层接入 MMC无功支援换相失败协调控制