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基于多起点和Mask策略的深度强化学习算法求解覆盖旅行商问题

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控制与决策 2024年第4期39卷 1160-1166页

作者：方伟接中冰陆恒杨张涛江南大学江苏省人工智能国际合作联合实验室江苏无锡214122 江南大学江苏省模式识别与计算智能工程实验室江苏无锡214122 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

覆盖旅行商问题(covering salesman problem,CSP)是旅行商问题的变体,在防灾规划、急救管理中有着广泛应用.由于传统方法求解问题实例耗时严重,近年来深度神经网络被提出用于解决该类组合优化问题,在求解速度和泛化性上有明显的优势.现... 详细信息

覆盖旅行商问题(covering salesman problem,CSP)是旅行商问题的变体,在防灾规划、急救管理中有着广泛应用.由于传统方法求解问题实例耗时严重,近年来深度神经网络被提出用于解决该类组合优化问题,在求解速度和泛化性上有明显的优势.现有基于深度神经网络求解CSP的方法求解质量较低,特别在大规模实例上与传统的启发式方法相比存在较大差距.针对上述问题,提出一种新的基于深度强化学习求解CSP的方法,由编码器对输入特征进行编码,提出新的Mask策略对解码器使用自注意力机制构造解的过程进行约束,并提出多起点策略改善训练过程、提高求解质量.实验结果表明,所提方法对比现有基于深度神经网络的求解方法进一步缩小了最优间隙,同时有着更高的样本效率,在不同规模和不同覆盖类型的CSP中展现出更强的泛化能力,与启发式算法相比在求解速度上有10~40倍的提升.

关键词：覆盖旅行商深度强化学习组合优化多起点 Mask策略

氨/柴油双燃料船用中速发动机燃烧及排放特性

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 32-38页

作者：冷先银高晓亮魏胜利何志霞江苏大学能源研究院江苏镇江212000 江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212000

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;... 详细信息

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;柴油能量比提高,会提高燃烧效率,但过高的柴油能量比会使柴油燃烧不充分,导致CO排放量增加;适当降低发动机压缩比能延长滞燃期,从而提高燃烧效率和指示热效率.当发动机压缩比为13、氨气预混合气当量比为0.55、柴油能量比为10%时,燃烧爆发压力为18.2 MPa,指示热效率达到47.2%,发动机能够获得较为优越的综合性能.

关键词：船用发动机氨气柴油当量比柴油能量比压缩比

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桃苗圃适用除草剂的筛选、混配与安全性评价

中国农业科学 2024年第9期57卷 1734-1747页

作者：郭磊黄晨艳宋宏峰沈志军张斌斌马瑞娟孙朦何鑫俞明亮江苏省农业科学院果树研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室

【目的】杂草防治是果树生产中的重要环节，论文旨在评价不同除草剂对桃的安全性并筛选适于桃苗圃和生产园利用的除草剂，为桃产业中化学除草的应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验方法，选用毛桃苗以及黑麦草、狗牙根、空心莲子草... 详细信息

【目的】杂草防治是果树生产中的重要环节，论文旨在评价不同除草剂对桃的安全性并筛选适于桃苗圃和生产园利用的除草剂，为桃产业中化学除草的应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验方法，选用毛桃苗以及黑麦草、狗牙根、空心莲子草、白三叶草和黄花苜蓿5种草为试材，对13种除草剂的安全性进行初步筛选。根据各除草剂药害等级结果，选择10%精喹禾灵和60%二氯喹啉酸进行混配。按照精喹禾灵有效剂量25、50、75 m L·hm-23个水平，二氯喹啉酸有效剂量150、300、450 g·hm-23个水平，共设置形成9个除草剂混配制剂。茎叶喷施处理后7、14、21 d，调查计算杂草抑制率，处理30 d后测定桃苗株高、茎粗、地上和地下部生物量、叶片和根尖细胞电解质渗透率、根系总根长、总根表面积、根体积和根尖数的变化，并基于主成分分析对不同处理的安全性和杂草抑制率进行综合评价。【结果】茎叶喷施处理后，有11种除草剂对桃苗产生药害，桃苗出现不同程度的失绿、萎蔫、枯死等症状，精喹禾灵和二氯喹啉酸对桃苗生长无显著影响。利用精喹禾灵单剂喷施杂草后，处理21 d对禾本科杂草的抑制率为100%，但对阔叶杂草无抑制作用。相反，喷施二氯喹啉酸对禾本科杂草的抑制率为0，对黄花苜蓿、白三叶草、空心莲子草的抑制率范围为80%—100%。精喹禾灵与二氯喹啉酸混配后，9个混配制剂在处理21 d后的杂草总抑制率可达90%以上，同时各制剂对桃苗株高、地上和地下部生物量、叶片和根尖细胞电解质渗透率无显著性影响。综合分析显示，精喹禾灵有效剂量对混配制剂的综合评价D值有较大影响，当精喹禾灵有效剂量提升至75 m L·hm-2时，混配制剂的综合评价D值超过0.563，但D值未出现随二氯喹啉酸有效剂量提升而增大的趋势。【结论】桃苗对多数除草剂敏感，混配是提高精喹禾灵和二氯喹啉酸杂草综合抑制率的有效措施。有效剂量75 m L·hm-2精喹禾灵与300g·hm-2二氯喹啉酸混配后，制剂的综合评价D值最高，可在保证桃苗安全的基础上达到最佳除草效果。

关键词：精喹禾灵二氯喹啉酸桃苗除草剂综合评价

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电氢市场主体参与电力市场的路径及发展展望

电网技术 2024年第4期48卷 1403-1417,I0004,I0005页

作者：张泽熙杨争林郑亚先冯树海栾天中国电力科学研究院有限公司江苏省南京市210003

随着世界各国氢能发展战略的出台,电氢耦合成为备受关注的方向。电氢市场主体作为电力系统的灵活调节资源,能够助力实现双碳目标下新型电力系统的安全经济运行。中国电力现货市场建设稳步推进,致力于通过电价信号引导电力系统的资源配置... 详细信息

随着世界各国氢能发展战略的出台,电氢耦合成为备受关注的方向。电氢市场主体作为电力系统的灵活调节资源,能够助力实现双碳目标下新型电力系统的安全经济运行。中国电力现货市场建设稳步推进,致力于通过电价信号引导电力系统的资源配置,电氢市场主体能够通过参与电力市场降低其购电成本并获得额外收益,进而促进电氢产业的发展。为此,首先从技术可行性和商业模式的角度综述了已有电氢市场主体参与电力市场的相关研究;总结现有电力市场机制下电氢市场主体的参与方式;提出电氢负荷参与电能市场的投标模型和提供调频服务的机会成本计算模型并进行算例验证,在此基础上结合中国电力现货市场建设现状,为促进电氢市场主体参与电力市场提出了待解决的问题和建议。

关键词：碳达峰电氢耦合电力市场需求响应

活动理论视阈下公共卫生应急信息公开的运行结构透视：要素解析与系统刻画

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情报资料工作 2024年

作者：胡峰江苏省科学技术发展战略研究院江苏省科学技术情报研究所

[目的/意义]在乌卡时代织就的风险景观社会中，公共卫生应急信息公开是构筑民主和责任政府、保障公民身心健康、维持社会秩序稳定不可或缺的行动策略。[方法/过程]以活动理论为分析框架，对公共卫生应急信息公开活动的要素和运行系统进... 详细信息

[目的/意义]在乌卡时代织就的风险景观社会中，公共卫生应急信息公开是构筑民主和责任政府、保障公民身心健康、维持社会秩序稳定不可或缺的行动策略。[方法/过程]以活动理论为分析框架，对公共卫生应急信息公开活动的要素和运行系统进行深入透视。一方面，采用规范分析法对公共卫生应急信息公开的活动要素和系统构成进行阐释；另一方面，以半结构化访谈、政府官网（官微）、学术文献、政策文件、媒体报道等为数据来源，针对公共卫生应急信息公开系统运行实践中存在的短板和解决方案进行实证探讨。[结果/结论]主体、客体、社群、规则、工具和分工六类要素的耦合互补构成了公共卫生应急信息公开的运行要素结构；信息生产系统、发布规范系统、任务协作系统、对话共享系统则建构了公共卫生应急信息公开的运行系统结构。同时，就四大子系统运行中存在的工具嵌入不深入、规则制度不完备、高效协同不顺畅、对话沟通不积极的四大困局，分别针对性地提出纾困策略。

关键词：信息公开公共卫生应急信息运行要素运行系统活动理论

基于多尺度分量特征学习的用户级超短期负荷预测

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电网技术 2024年第6期48卷 2584-2592,I0093-I0098页

作者：臧海祥陈玉伟程礼临朱克东张越孙国强卫志农河海大学电气与动力工程学院江苏省南京市211100 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

针对用户级负荷波动性强,一步分解后数据维度增加导致运行效率降低以及精度提升有限等问题,该文提出一种新的多尺度分量特征学习框架,用于用户级超短期负荷预测。构建基于自适应噪声的完整经验模态分解(complete ensemble empirical mod... 详细信息

针对用户级负荷波动性强,一步分解后数据维度增加导致运行效率降低以及精度提升有限等问题,该文提出一种新的多尺度分量特征学习框架,用于用户级超短期负荷预测。构建基于自适应噪声的完整经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、排列熵(permutation entropy,PE)以及变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的自适应二次模态分解框架,捕捉周期性等时序特征,并降低其非平稳特性;采用多维特征融合的方式挖掘各本征模态函数之间的耦合关系,丰富特征信息;利用改进的多尺度空间注意力(multiscale spatial attention,MSA)模块沿时间、空间以及通道等多尺度提取时空特征及多分量间耦合关系,进而便于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)学习多分量特征。基于江苏省南京市房地产业、教育业以及商务服务业共12位用户的实际负荷数据进行算例分析,各行业平均绝对百分误差分别为5.82%、4.54%以及8.78%,与效果最好的对照模型相比,分别降低了10.46%、6%以及7.48%,验证了该文模型具有较高的预测精度和良好的泛化性能。

关键词：负荷预测卷积神经网络自适应二次模态分解多尺度空间注意力机制

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四轮分布式线控转向系统稳定与协调控制研究

机械工程学报 2024年第10期60卷 425-438页

作者：张寒刘开华王春燕赵万忠栾众楷南京航空航天大学能源与动力学院南京210000 江苏省车辆分布式驱动与智能线控技术工程研究中心南京210016

四轮分布式线控转向车辆拥有四个独立控制的车轮,在行驶过程中受到外界干扰时容易导致四个车轮转角响应不同步,从而影响车辆行驶稳定性。提出一种分层式四轮分布式线控转向系统稳定与协调控制策略,上层采用模型预测控制算法计算参考四... 详细信息

四轮分布式线控转向车辆拥有四个独立控制的车轮,在行驶过程中受到外界干扰时容易导致四个车轮转角响应不同步,从而影响车辆行驶稳定性。提出一种分层式四轮分布式线控转向系统稳定与协调控制策略,上层采用模型预测控制算法计算参考四轮转角对理想的横摆角速度和质心侧偏角进行跟踪从而实现车辆的稳定性控制,下层采用超扭转二阶滑模控制算法跟踪上层计算出的参考车轮转角,提高执行机构响应速度和精度,消除干扰影响。通过Carsim和Matlab/Simulink联合仿真对提出的稳定与协调控制策略进行不同工况下的仿真验证。结果表明,在受到外界干扰时,所提出的稳定与协调控制策略能够大幅降低转向执行机构的跟踪时延,提高横摆角速度和质心侧偏角的跟踪效果,有效提升四轮分布式线控转向车辆的稳定性。

关键词：线控转向四轮分布式转向模型预测控制滑模控制车轮转角跟踪协调控制

面向电网前瞻调度嵌入领域知识的深度强化学习方法

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电网技术 2024年第8期48卷 3133-3142,I0019,I0020页

作者：成梁成严嘉豪姚建国杨胜春李亚平中国电力科学研究院有限公司江苏省南京市210003

强化学习由于具有自学习与自寻优能力,在电网前瞻调度等领域渐露头角。然而,现有基于强化学习的调度方法对最优策略的探索效率及收敛性较低。为了适应大规模电网,考虑历史发电数据、电力平衡、新能源消纳率、线路负载率等领域知识,将其... 详细信息

强化学习由于具有自学习与自寻优能力,在电网前瞻调度等领域渐露头角。然而,现有基于强化学习的调度方法对最优策略的探索效率及收敛性较低。为了适应大规模电网,考虑历史发电数据、电力平衡、新能源消纳率、线路负载率等领域知识,将其嵌入至强化学习策略网络正则项并用于引导智能体训练方向。该方法在训练前期基于专家修正后的历史机组出力轨迹学习调度员经验,使得智能体策略网络参数快速收敛到一个有效初始解;在训练中后期,引入电力平衡等损失函数正则项,引导智能体满足先验调度知识,有效预防智能体盲动行为,提升调度决策质量。最后,利用IEEE118节点系统验证所提算法有效性。

关键词：前瞻调度强化学习领域知识调度知识正则项

无人机多光谱影像的小麦倒伏信息多特征融合检测研究

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 197-206页

作者：朱文静冯展康戴世元张平平嵇文王爱臣魏新华江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 江苏省农业科学院粮食作物研究所江苏南京210014 江苏省洪泽湖农场集团有限公司农业科技研究所江苏宿迁223900

为探究多特征融合方法在作物倒伏领域快速精准识别中的适用性,利用无人机获取多田块冠层尺度的不同倒伏率麦田多光谱数据,对原始倒伏图像进行图像拼接、辐射校正、几何校正等预处理,并利用重归一化差值植被指数和阴影指数分别剔除土壤... 详细信息

为探究多特征融合方法在作物倒伏领域快速精准识别中的适用性,利用无人机获取多田块冠层尺度的不同倒伏率麦田多光谱数据,对原始倒伏图像进行图像拼接、辐射校正、几何校正等预处理,并利用重归一化差值植被指数和阴影指数分别剔除土壤和阴影背景,提取小麦倒伏DSM模型和植被指数分别与多光谱图像进行多特征图像主成分变换融合,筛选差异性较大的纹理特征,采用支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)和最大似然法(MLC)监督分类模型对多光谱和DSM融合图像、多光谱和归一化植被指数(NDVI)融合图像、多光谱图像和纹理特征图像进行监督分类,并采用总体精度(OA)、 Kappa系数和提取误差综合评价各监督模型的分类性能和倒伏提取精度。分类结果表明:各监督分类方法在不同倒伏区域提取结果建模效果趋势一致,SVM和ANN整体提取精度高于MLC,在高倒伏区域,多光谱与NDVI融合图像的SVM监督模型(OA:92.63%, Kappa系数:0.85,提取误差:1.11%)提取效果最好;在中倒伏区域,多光谱与DSM融合图像的SVM监督模型(OA:90.35%, Kappa系数:0.79,提取误差:9.34%)提取效果最好;在低倒伏区域,均值纹理特征图像的ANN监督模型(OA:91.05%, Kappa系数:0.82,提取误差:8.20%)提取结果较好。本研究将DSM模型、植被指数、纹理特征与多光谱图像进行融合对比,并对多特征融合方法能否高精度有效提取小麦倒伏信息进行了探究,结果表明无人机多光谱遥感结合特征融合技术能有效提取小麦倒伏面积,提取效果优于单特征小麦倒伏图像。本研究结果可为助力小麦倒伏灾情调查数据的精确获取方法提供参考。

关键词：无人机遥感图像处理多光谱特征融合倒伏小麦