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时空关键区域增强的小样本异常行为识别

计算机学报 2025年第1期48卷 68-81页

作者：肖进胜王澍瑞吴原顼赵持恒陈云华章红平武汉大学电子信息学院武汉430072 广东工业大学计算机学院广州510006 武汉大学GNSS研究中心武汉430072

异常行为识别在维护社会安全稳定方面起着重要的作用,相比于常见的正常行为识别,它是一项更具挑战性的任务。其难点主要体现在:异常行为实际发生的概率较低,因此可用于训练的样本数目相对较少;监控视频中,包含判断性信息的异常行为特征... 详细信息

异常行为识别在维护社会安全稳定方面起着重要的作用,相比于常见的正常行为识别,它是一项更具挑战性的任务。其难点主要体现在:异常行为实际发生的概率较低,因此可用于训练的样本数目相对较少;监控视频中,包含判断性信息的异常行为特征往往只存在于局部的关键区域中;异常行为时空变化复杂,导致连续地定位并利用关键区域特征变得更加困难。为了解决上述难题,本文提出时空关键区域增强的小样本异常行为识别方法,通过学习大规模正常行为数据集中的共性知识实现对数量较少的异常行为的识别,并选取视频中的关键区域对异常行为特征进行增强。特征向量由于其中的信息被压缩,而难以准确地定位关键区域,本文创新性地挖掘特征图中的二维空间信息,以自适应地选取异常行为的关键区域。单个的视频帧很难反映行为的变化情况,因此需要根据时空信息动态地选取关键区域。本文提出在特征图级别将长时间范围内的时序信息和短时间范围内的运动信息进行关联,以使关键区域有效地捕捉异常行为的连续变化。最后提出时空精细化小样本损失函数,以保证模型有效学习到在时间和空间中更精细化等级的特征。本文在HMDB51、Kinetics以及UCF Crime v2数据集上进行了实验,结果证明本文方法识别效果优于其他方法,在异常行为数据集上相对于最强的竞争者准确率提升了0.6%。

关键词：异常行为识别小样本学习关键区域增强时空精细化损失时空关联

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抑制剂胱氨酸结模式多肽的降糖作用及机制

生物化学与生物物理进展 2025年第1期52卷 50-60页

作者：陈林芳张家璠郭烨宁黄慧中胡康洪尧晨光湖北工业大学中德生物医学中心武汉430068 湖北工业大学工业微生物湖北省重点实验室武汉430068 湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室武汉430068 湖北工业大学/国家“111”细胞调控与分子药物学中心武汉430068

糖尿病及其并发症严重影响人类健康和生活质量,其发病人数呈逐年上升趋势。目前市场糖尿病药物如二甲双胍等小分子化学药以及胰岛素、胰高血糖素样肽1(GLP-1)受体激动剂等多肽药物在一定程度上控制患者血糖水平,但预防和治疗效果仍然不... 详细信息

糖尿病及其并发症严重影响人类健康和生活质量,其发病人数呈逐年上升趋势。目前市场糖尿病药物如二甲双胍等小分子化学药以及胰岛素、胰高血糖素样肽1(GLP-1)受体激动剂等多肽药物在一定程度上控制患者血糖水平,但预防和治疗效果仍然不理想。新型理想的糖尿病治疗药物一直都是市场需求和研究热点。抑制剂胱氨酸结(inhibitor cystine knot,ICK)模式多肽是一类多功能环肽,具有三对保守的二硫键(C3-C20、C7-C22和C15-C32)形成紧凑的“结”结构,可以抵抗消化道蛋白酶的降解。近期研究显示,豆科植物来源的ICK模式多肽包括PA1b、Aglycin、Vglycin、Iglycin、Dglycin和aM1等,在细胞水平和动物水平展现出良好的糖脂代谢功能。机制上,ICK模式多肽通过激活胰岛素受体(insulin receptor,IR)/AKT信号通路促进肌肉和肝脏对葡萄糖利用,同时改善胰岛素抵抗,通过激活PI3K/AKT/Erk信号通路修复胰腺功能,从而降低血糖。鉴于ICK模式多肽的生物稳定性和降糖功效满足口服药物商业化要求,在理论上可以开发成天然口服糖尿病多肽药物。本文综述了ICK模式多肽的结构特性、调节糖脂代谢活性及机制的最新研究进展,为糖尿病口服多肽类新药开发提供参考。

关键词：糖尿病抑制剂胱氨酸结模式多肽环肽口服药物豆类胰岛素

基于NFBMS创新设计综合模型的上肢康复产品设计研究

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图学学报 2025年第1期46卷 211-220页

作者：李晓英杨林王星达闫洛创唐毅湖北工业大学工业设计学院湖北武汉430068

为提升上肢康复训练产品的实用性和合理性,提出功能-行为-结构(FBS)模型拓展,以上肢康复动作特征为出发点,融入用户需求和康复动作构建了基于需求-功能-行为-动作-结构(NFBMS)的上肢康复产品设计模型。通过用户调研建立需求指标评价体系... 详细信息

为提升上肢康复训练产品的实用性和合理性,提出功能-行为-结构(FBS)模型拓展,以上肢康复动作特征为出发点,融入用户需求和康复动作构建了基于需求-功能-行为-动作-结构(NFBMS)的上肢康复产品设计模型。通过用户调研建立需求指标评价体系,运用熵权法对用户需求进行优先级排序;以NFBMS模型为设计框架开展设计解耦,并结合上肢康复动作,系统分析上肢康复产品概念模型映射过程,对映射结果执行设计结构矩阵(DSM)聚类求解,建立上肢康复产品功构耦合方法,为脑卒中患者设计一款可穿戴的上肢康复设备;使用NX12.0软件进行运动学仿真分析,验证上肢康复产品机构的合理性。研究表明:基于NFBMS模型与运动学仿真相结合的方法提升了上肢康复设备的功能结构,为同类产品的创新设计提供新思路。

关键词：上肢康复产品 FBS拓展模型运动学仿真熵权法 DSM设计结构矩阵

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针对毫米波雷达人员目标稀疏点云的聚类算法

计算机工程与应用 2025年第3期61卷 359-366页

作者：杨冬曾春艳郝丹妮万相奎湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室武汉430068 湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430068

毫米波雷达室内人员目标检测存在点云稀疏且有零散噪声点的问题,传统基于密度聚类算法受参数影响不能适应多变的目标点云数据,无法实现精准聚类。对此进行研究提出了一种针对人员目标稀疏点云的聚类算法。建立平均局部密度信息熵和邻域... 详细信息

毫米波雷达室内人员目标检测存在点云稀疏且有零散噪声点的问题,传统基于密度聚类算法受参数影响不能适应多变的目标点云数据,无法实现精准聚类。对此进行研究提出了一种针对人员目标稀疏点云的聚类算法。建立平均局部密度信息熵和邻域半径(Eps)的关系;利用DBSCAN算法识别零散噪声点并去除;利用每个点的局部密度和相对距离的乘积得到聚类中心权值,并画出降序图;在降序图中引入自适应指数衰减函数曲线,从而自动获得聚类中心,并完成聚类。通过实验验证,并与CFSFDP算法和DBSCAN算法进行对比,结果表明,提出的算法具有较高的ARI、AMI、NMI、FMI值,获得较好的聚类效果,适用于毫米波雷达室内检测场景。

关键词：毫米波雷达点云聚类稀疏点云目标检测

非平坦环境下履带机器人多目标路径规划方法研究

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中国机械工程 2025年第2期36卷 305-314页

作者：张道德卢子健赵坤杨智勇湖北工业大学机械工程学院武汉430068

为实现非平坦环境下履带机器人路径规划高效、安全、节能等运行目标,提出了一种改进的快速精英多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)多目标路径规划方法。首先综合分析非平坦环境下履带机器人的作业需求,建立2.5D栅格环境模型简化复杂的环境地图;然... 详细信息

为实现非平坦环境下履带机器人路径规划高效、安全、节能等运行目标,提出了一种改进的快速精英多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)多目标路径规划方法。首先综合分析非平坦环境下履带机器人的作业需求,建立2.5D栅格环境模型简化复杂的环境地图;然后选取路径长度短、能量消耗低和安全性高作为机器人路径规划子目标指标;最后通过8邻域曼哈顿防碰撞算法改进栅格选择方式避免机器人与障碍物栅格顶点碰撞,并在NSGA-Ⅱ算法中引入精英替换策略扩大种群规模,防止优良路径基因流失,加速算法收敛。相较于多目标可变邻域搜索(MOVNS)算法,所提方法规划出的路径在路径长度上平均缩短9.02%、能耗上平均节省18.36%、危险率上平均降低7.28%,有助于提高非平坦环境下的路径规划质量。

关键词：路径规划非平坦环境能量消耗防碰撞多目标优化

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考虑土柱发展过程的淤泥真空预压大应变固结计算

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岩土力学 2025年第1期46卷 133-146,155页

作者：孙宏磊徐振恺刘斯杰蔡袁强浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310014 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

由于疏浚淤泥性质特殊,其真空预压固结特性与以往不同,然而现有能够准确描述真空预压过程中土柱发展的大应变固结模型仍然较少,无法充分考虑土体淤堵特性随时间和位置的变化。针对该问题,建立了能考虑土柱半径增长过程的真空预压大应变... 详细信息

由于疏浚淤泥性质特殊,其真空预压固结特性与以往不同,然而现有能够准确描述真空预压过程中土柱发展的大应变固结模型仍然较少,无法充分考虑土体淤堵特性随时间和位置的变化。针对该问题,建立了能考虑土柱半径增长过程的真空预压大应变固结模型,囊括了沿半径变化的渗透性、随时间变化的井阻、土体自重和非线性压缩渗透关系等因素的影响,推导了以孔隙比为控制变量的控制方程并采用有限差分法求解,获得了考虑土柱变化的疏浚淤泥真空预压固结行为的计算方法。通过将预测结果与现有分析模型进行比较,验证了所提出的模型的正确性,并通过参数分析,探讨了土柱区渗透系数分布模式、土柱半径增长时间和变井阻等因素的影响。研究结果表明,考虑土柱半径随时间的变化以及土体渗透性随到排水板距离的变化对固结计算结果有显著影响;忽略土柱发展过程将导致固结速度和固结度的计算结果偏低,造成的固结度计算误差可达10%以上;假定土柱渗透系数不随土体到排水板的距离变化而变化将低估固结速度和固结度,且误差随土柱的渗透性降低而增大;不同土柱半径增长时间下的固结度发展过程差异明显,该差异随着土柱半径的增大和土柱渗透系数的降低而增大。

关键词：真空预压疏浚淤泥大应变固结土柱

干湿循环与侵蚀耦合作用下碱渣固化淤泥的强度与损伤

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水利水电科技进展 2025年第1期45卷 94-103页

作者：何俊朱元军李文静湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

为揭示干湿循环与侵蚀耦合作用对固化淤泥性质的影响,以碱渣、矿渣、电石渣为固化剂对疏浚淤泥固化处理,开展了毛细浸润干湿循环与蒸馏水、海水、硫酸镁等侵蚀耦合作用下固化淤泥外观、无侧限抗压强度及损伤研究,探究了耦合作用规律、... 详细信息

为揭示干湿循环与侵蚀耦合作用对固化淤泥性质的影响,以碱渣、矿渣、电石渣为固化剂对疏浚淤泥固化处理,开展了毛细浸润干湿循环与蒸馏水、海水、硫酸镁等侵蚀耦合作用下固化淤泥外观、无侧限抗压强度及损伤研究,探究了耦合作用规律、机理和最优固化剂掺量。结果表明:硫酸镁侵蚀与干湿循环耦合作用下试样外观破损最严重、强度降低最明显;增加矿渣掺量可提高固化淤泥耐久性,当矿渣掺量分别为20%和15%时,碱渣掺量不宜超过25%和35%;多次干湿循环与海水和硫酸镁侵蚀耦合作用导致试样随应变迅速达到损伤破坏状态;干湿循环与海水侵蚀耦合作用导致试样中生成较多钙矾石和氯化钠结晶,并随循环次数的增加氯化钠结晶增多、试样不均匀性增强、中孔和大孔数量增多;干湿循环与硫酸镁侵蚀耦合作用导致水化硅酸钙等水化产物减少,碱渣掺量过高时还形成膨胀性的二水硫酸钙析出,导致固化淤泥耐久性下降;毛细浸润干湿循环与侵蚀耦合作用对固化淤泥产生严重的宏观和微观损伤。

关键词：固化淤泥碱渣毛细浸润干湿循环侵蚀作用无侧限抗压强度损伤

基于DEMATEL/GQFD/FBS的智能婴儿床设计研究

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林产工业 2025年第1期62卷 38-45页

作者：苏晨王文懿彭魏雷雨欣许德骅湖北工业大学工业设计学院湖北武汉430068

为促进国内智能婴儿床的发展,解决现有智能育婴类产品功能杂糅、实用性不强、企业难以决策等问题,提出一种基于DEMATEL/GQFD/FBS的智能婴儿床创新设计方法。运用决策实验室分析法(DEMATEL)识别与分析多元化需求间存在的因果关系与相互... 详细信息

为促进国内智能婴儿床的发展,解决现有智能育婴类产品功能杂糅、实用性不强、企业难以决策等问题,提出一种基于DEMATEL/GQFD/FBS的智能婴儿床创新设计方法。运用决策实验室分析法(DEMATEL)识别与分析多元化需求间存在的因果关系与相互影响关系,确定用户需求中的关键点。同时,通过GQFD将智能婴儿床的关键用户需求转化为具体的功能性需求,并确定对应的关键设计要素及其重要度。最后,通过FBS模型的“功能-行为-结构”映射,求解设计要素的结构形式,并输出设计方案,完成SUS测试。结果表明:按照该流程对智能婴儿床进行产品方案输出具有可行性。集成DEMATEL/GQFD/FBS的创新设计流程,能够为决策者提供更为高效与客观的产品需求排序以及结构求解过程,为智能育婴类相关产品的设计提供了新思路。

关键词：产品设计智能婴儿床产品需求排序 DEMATEL 灰色关联法

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基于SA-FEBS模型的叶菜收获机的设计

农机化研究 2025年第08期 69-76+83页

作者：郑祖芳朱瑶唐烽珩赵雅弘何珍文陈建峰湖北工业大学工业设计学院中国地质大学(武汉)

为了能够收获多种叶菜，提高机械利用率，降低蔬菜收获成本，基于用户作业情景分析(Scenario Analysis, SA),提取用户不同情境下的实际需求；运用需求分析方法，获取用户需求层次模型；采用Kano模型(Fuzzy-Kano Model, FKM),对实际需求... 详细信息

为了能够收获多种叶菜，提高机械利用率，降低蔬菜收获成本，基于用户作业情景分析(Scenario Analysis, SA),提取用户不同情境下的实际需求；运用需求分析方法，获取用户需求层次模型；采用Kano模型(Fuzzy-Kano Model, FKM),对实际需求进行重要度计算；构建用户需求和设计要求关联矩阵，通过质量功能展开(Quality Function Deployment, QFD)计算设计要求权重；引入环境变量(Environment, E)扩展功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure, FBS)模型，分析产品的功能-行为-结构与环境之间的关联，并进行功能求解和功构映射，从而对叶菜收获机进行部分构件和整机优化设计；运用集成SolidWorks Simulation仿真模块对关键产品部件进行模态有限元分析，完成叶菜有序收获机整机设计。基于SA获取的不同情景与实际农户需求作为设计要素，与多种方法结合可以系统地对叶菜收获机进行量化设计与仿真检验，能够减少叶菜收获机设计过程中的主观性和不确定性问题，使设计更加客观理性且符合不同情景下农户作业需求，为农业机械的研发提供设计思路。

关键词：叶菜收获机 SA-FEBS 情景分析用户需求