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迁移增量启发式动态规划及污水处理应用

北京工业大学学报 2025年第3期51卷 277-283页

作者：王鼎李鑫北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 智慧环保北京实验室北京100124 北京人工智能研究院北京100124

针对污水处理系统中的溶解氧(dissolved oxygen,DO)质量浓度控制问题,提出一种迁移增量启发式动态规划(transferable incremental heuristic dynamic programming,TI-HDP)算法。针对污水处理过程的特性,该算法通过将控制变量的更新方式... 详细信息

针对污水处理系统中的溶解氧(dissolved oxygen,DO)质量浓度控制问题,提出一种迁移增量启发式动态规划(transferable incremental heuristic dynamic programming,TI-HDP)算法。针对污水处理过程的特性,该算法通过将控制变量的更新方式改进为增量形式,提升了算法的抗干扰能力,并弱化了与增量式比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)算法之间的结构差异。基于数据驱动的思想,通过利用PID算法所产生的历史数据,成功地将传统控制领域中的专家经验迁移到TI-HDP算法框架中,保证了TI-HDP算法前期控制策略的稳定性。仿真结果表明:与PID算法和传统的启发式动态规划算法相比,所提算法对DO质量浓度具有更高的控制精度。

关键词：启发式动态规划(heuristic dynamic programming,HDP) 智能控制知识迁移非线性系统神经网络污水处理

基于多尺度特征聚合的轻量化跨视角匹配定位方法

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地球信息科学学报 2025年第1期27卷 193-206页

作者：刘瑞康卢俊郭海涛朱坤侯青峰张雪松汪泽田信息工程大学郑州450001 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450001 智慧地球重点实验室北京100020 32158部队喀什844000

【目的】跨视角图像匹配与定位是指通过将地视查询影像与带有地理标记的空视参考影像进行匹配,从而确定地视查询影像地理位置的技术。目前的跨视角图像匹配与定位技术主要使用固定感受野的CNN或者具有全局建模能力的Transformer作为特... 详细信息

【目的】跨视角图像匹配与定位是指通过将地视查询影像与带有地理标记的空视参考影像进行匹配,从而确定地视查询影像地理位置的技术。目前的跨视角图像匹配与定位技术主要使用固定感受野的CNN或者具有全局建模能力的Transformer作为特征提取主干网络,不能充分考虑影像中不同特征之间的尺度差异,且由于网络参数量和计算复杂度较高,轻量化部署面临显著挑战。【方法】为了解决这些问题,本文提出了一种面向地面全景影像和卫星影像的多尺度特征聚合轻量化跨视角图像匹配与定位方法,首先使用LskNet提取影像特征,然后设计一个多尺度特征聚合模块,将影像特征聚合为全局描述符。在该模块中,本文将单个大卷积核分解为两个连续的相对较小的逐层卷积,从多个尺度聚合影像特征,显著减少了网络的参数量与计算量。【结果】本文在CVUSA、CVACT、VIGOR 3个公开数据集上进行了对比实验和消融实验,实验结果表明,本文方法在VIGOR数据集和CVACT数据集上的Top1召回率分别达到79.00%和91.43%,相比于目前精度最高的Sample4Geo分别提升了1.14%、0.62%,在CVUSA数据集上的Top1召回率达到98.64%,与Sample4Geo几乎相同,但参数量与计算量降至30.09 M和16.05 GFLOPs,仅为Sample4Geo的34.36%、23.70%。【结论】与现有方法相比,本文方法在保持高精度的同时,显著减少了参数量和计算量,降低了模型部署的硬件要求。

关键词：跨视角图像匹配多尺度特征特征聚合大卷积核分解轻量化地理定位

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基于对比学习和标签挖掘的点云分割算法

计算机研究与发展 2025年第1期62卷 132-143页

作者：黄华卜一凡许宏丽王晓荣北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 交通数据分析与挖掘北京市重点实验室(北京交通大学) 北京100044 轨道工程北京市重点实验室(北京交通大学) 北京100044 智慧高铁系统前沿科学中心(北京交通大学) 北京100044

基于深度学习的点云分割算法通过设计复杂的特征提取模块,可以对高维空间点云进行有效的分割.但由于缺乏对边界点集的特征挖掘,使得其对边界分割的精度欠佳.已有将对比学习思想用于点云分割以解决边界区域分割性能不足问题的研究中,忽... 详细信息

基于深度学习的点云分割算法通过设计复杂的特征提取模块,可以对高维空间点云进行有效的分割.但由于缺乏对边界点集的特征挖掘,使得其对边界分割的精度欠佳.已有将对比学习思想用于点云分割以解决边界区域分割性能不足问题的研究中,忽略了点云无序和稀疏特性,特征提取不够准确.对此,设计了基于对比学习和标签挖掘的点云分割模型CL2M(contrastive learning label mining),通过自注意力机制学习不同位置处点云更为精准的特征,并引入对比学习方法,提高了点云边界处的分割精度.在对比边界学习过程中通过深入挖掘语义空间中的标签并设计了基于标签分布的对比边界学习模块,使得高维空间点云标签分布包含更多的语义信息.CL2M充分利用标签的分布规律计算分布间的距离,可准确划分正负样本,减少了常规硬划分带来的累计错误.在2个公开数据集上进行的实验结果表明,CL2M在多个评价指标上优于既有的点云分割模型,验证了模型的有效性.

关键词：计算机视觉点云分割对比学习自注意力机制边界挖掘

基于建筑光伏的社区综合能源系统热电交互优化

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太阳能学报 2025年第1期46卷 480-490页

作者：魏长祺周源金莺赵磊李雨欣王江江华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003 北京电控智慧能源股份有限公司北京100015

针对光伏建筑一体化社区的产消失衡问题,以建筑光伏的就地消纳和社区综合能源系统的低碳经济调度为重点开展能源共享,在保护参与成员隐私的前提下采用交替方向乘子法制定社区群总运行成本最低策略,并基于参与社区的贡献度通过Shapley值... 详细信息

针对光伏建筑一体化社区的产消失衡问题,以建筑光伏的就地消纳和社区综合能源系统的低碳经济调度为重点开展能源共享,在保护参与成员隐私的前提下采用交替方向乘子法制定社区群总运行成本最低策略,并基于参与社区的贡献度通过Shapley值法进行效益分配。对交互运行下的社区综合能源系统进行数学分析,并与独立运行下的社区综合能源系统进行比较。算例结果表明:交互运行策略较独立运行策略带来的运行成本效益提升范围为3%~5%,碳减排效益提升范围为4%~8%,光伏消纳提升率在4%~25%之间;然而,交互运行策略对于单一多电社区组合的效益提升甚微。

关键词：综合能源系统优化调度光伏建筑一体化光伏消纳效益分配

融合内在拓扑与多尺度时间特征的骨架动作识别

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计算机工程与应用 2025年第4期61卷 150-157页

作者：王琪何宁北京联合大学北京市信息服务工程重点实验室北京100101 北京联合大学智慧城市学院北京100101

图卷积网络在基于骨架的人体动作识别任务中发挥着关键作用。为了解决现有的图卷积网络忽略内在关系,时间卷积功能受限,以及未能充分探索关节与骨骼之间潜在功能相关性等问题,提出一种融合内在拓扑与多尺度时间特征的骨架动作识别方法... 详细信息

图卷积网络在基于骨架的人体动作识别任务中发挥着关键作用。为了解决现有的图卷积网络忽略内在关系,时间卷积功能受限,以及未能充分探索关节与骨骼之间潜在功能相关性等问题,提出一种融合内在拓扑与多尺度时间特征的骨架动作识别方法。为推断上下文内在拓扑关系,模型利用多头自注意力机制和共享拓扑构建内在拓扑空间图卷积模块;基于复杂的动作序列分析构建多尺度时间卷积模块,旨在扩展时间卷积结构并捕捉多尺度时间特征;模型搭建关节和骨骼信息交互桥梁,实现两者信息的有效传输和融合,以便更深入地探索它们之间的功能相关性。对所提出的方法进行验证,在NTU-RGB+D 60数据集上取得了CS基准91.5%和CV基准96.9%的识别准确率,在NTU-RGB+D 120数据集上分别取得了C-Sub基准89.0%和C-Set基准90.8%的准确率。实验结果表明所提出方法能够更加有效地提取骨架时空特征,进而提升识别精度。

关键词：骨架动作识别图卷积内在拓扑多尺度信息融合

计及能效-能质-碳效的能源站规划方案综合评价方法

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电力系统保护与控制 2025年第2期53卷 100-111页

作者：窦真兰张春雁周天烁王丹张帅陈洪银国网上海市电力公司上海200122 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 天津市智慧能源与信息技术重点实验室(天津大学) 天津300072 中国电力科学研究院有限公司北京100192

科学、合理的能源站规划方案综合评价方法,对于新型能源体系的规划建设与发展具有重要意义。针对现有评价方法未综合考虑能效-能质-碳效,且评价指标体系中存在同向性指标的问题,首先,提出基于专家信任传播关系的评价指标筛选方法。然后... 详细信息

科学、合理的能源站规划方案综合评价方法,对于新型能源体系的规划建设与发展具有重要意义。针对现有评价方法未综合考虑能效-能质-碳效,且评价指标体系中存在同向性指标的问题,首先,提出基于专家信任传播关系的评价指标筛选方法。然后,基于能源站的基本特征,建立了计及能效、能质、碳效、安全、灵活和经济社会效益的能源站规划/运行综合评价体系,提出了基于标准间冲突性相关性-多准则妥协解排序(criteria importance through intercriteria correlation-vlsekriterijumska optimizacija Ikompromisno resenje,CRITIC-VIKOR)法的能源站规划方案综合评价方法。最后,通过算例验证了所提方法可以量化评估能源站的规划/运行综合效益,明确给出不同方案的排序,并检验了该方法的适用性和稳定性。

关键词：全电能源站能量品质碳效多指标评价规划运行

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异构无人系统协同控制研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 66-78页

作者：郭兴李擎姚其家鲁小雅北京科技大学自动化学院北京100083 工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、... 详细信息

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、科研院所和民用等三方面的实际应用.其次,针对异构无人系统关键技术之一的协同控制,分别阐述了异构无人系统协同控制在一致性、轨迹跟踪和编队‒合围等三方面的最新进展.此外,还特别讨论了在不同通信条件下协同控制所面临的挑战和解决方案.其中,由于一致性和轨迹跟踪存在上层控制理论性和下层控制可行性的区别,进一步从滑模控制、自适应控制、反步控制和自适应动态规划等四方面对轨迹跟踪研究展开阐述.然后,为了更好地促进异构无人系统协同控制在实际中的应用,通过总结前人相关工作,讨论了其在多约束控制与实时性、多任务切换控制和跨域通信下稳定性等三方面亟需解决的技术瓶颈.最后,综合异构无人系统协同控制研究现状和实际需求来看,指出了其在深度强化学习与分布式博弈、人机交互以及反群体智能等三方面的发展趋势.

关键词：异构无人系统协同控制跨域协同任务需求技术瓶颈

基于多特征融合和改进级联森林的MSWI过程燃烧状态识别

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控制工程 2025年第2期32卷 306-316页

作者：汤健潘晓彤夏恒李帷韬北京工业大学信息科学技术学院北京100124 北京工业大学北京智慧环保实验室北京100124 合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

准确识别城市固废焚烧(municipal solid wastes incineration,MSWI)过程的燃烧状态是提高焚烧效率、降低污染排放的关键因素之一。为此提出了一种基于多特征融合和改进级联森林(improved cascade forest,ICF)的燃烧状态识别策略。首先,... 详细信息

准确识别城市固废焚烧(municipal solid wastes incineration,MSWI)过程的燃烧状态是提高焚烧效率、降低污染排放的关键因素之一。为此提出了一种基于多特征融合和改进级联森林(improved cascade forest,ICF)的燃烧状态识别策略。首先,采用人工多曝光图像融合去雾算法、特征归一化、陷波滤波、中值滤波等预处理手段进行去雾和去噪处理,获得清晰图像;然后,提取图像的亮度、火焰、颜色和主成分等多特征,从多个视图进行图像表征,并基于互信息对多特征进行约简;最后,将约简特征输入ICF模型以建立MSWI过程燃烧状态识别模型。基于北京某焚烧发电厂的实际火焰进行实验验证,结果表明所构建的模型可达到96.01%的识别准确率。

关键词：城市固废焚烧燃烧状态识别特征提取互信息级联森林

开放型微通道内低表面张力工质SF-33过冷流动沸腾换热

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化工进展 2025年第2期44卷 764-772页

作者：银了飞杨钟琳张坷昕张志强党超北京交通大学微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

为满足环保要求并提高微通道热沉的流动沸腾换热能力,本文选用一种新型的环境友好型低表面张力工质SF-33进行流动沸腾换热研究,设计并制备了在通道顶部与盖板底部间具有开放间隙的大尺寸微通道热沉,搭建了流动沸腾换热实验平台,探究SF-3... 详细信息

为满足环保要求并提高微通道热沉的流动沸腾换热能力,本文选用一种新型的环境友好型低表面张力工质SF-33进行流动沸腾换热研究,设计并制备了在通道顶部与盖板底部间具有开放间隙的大尺寸微通道热沉,搭建了流动沸腾换热实验平台,探究SF-33在不同入口温度、质量流速下的过冷沸腾换热特性及压降特性,并基于可视化结果分析流型转变对换热的影响。结果发现,在本文工况范围内出现了4种流型,包括泡状流、弹状流、气弹-局部搅混流及气弹-局部分层流,开放结构以及较大的流通空间影响了微通道热沉内的流型布局。随着热流密度及出口干度的增加,微通道的换热系数及压降均随热流密度的增加而逐渐增大。降低工质入口温度,能够延缓临界热流密度(CHF)的发生,同时减小进出口压降。并且发现在不同质量流速条件下,随着热流密度增加,进出口压降的变化趋势存在显著差异。

关键词：开放型微通道低表面张力工质 SF-33 流动沸腾换热