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显微CT技术助力植物考古与农业起源演化研究

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科学通报 2024年第27期69卷 4091-4102页

作者：安婷张之恒彭宇蒋乐平顾万发浙江大学艺术与考古学院杭州310028 浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江省文物考古研究所杭州310014 郑州市文物考古研究院郑州450052

植物印痕是植物考古的重要研究对象之一,往往存在于陶片、红烧土以及泥质塑像等泥土类遗存之中,由植物嵌入泥土中后经燃烧而形成,能够重现植物遗存在“新鲜”状态下的形态,为探讨农业起源、作物驯化、自然环境和生业结构复原以及植物资... 详细信息

植物印痕是植物考古的重要研究对象之一,往往存在于陶片、红烧土以及泥质塑像等泥土类遗存之中,由植物嵌入泥土中后经燃烧而形成,能够重现植物遗存在“新鲜”状态下的形态,为探讨农业起源、作物驯化、自然环境和生业结构复原以及植物资源多样化利用等议题提供植物遗存信息,具有重要的研究价值.我国遗址出土的陶片、红烧土等遗存极为丰富,其中蕴含的植物印痕信息亟待“发掘”.近年来,基于显微计算机断层摄影(micro computed tomography,microCT)技术的印痕研究成为该领域的热点,国际上已有相关研究对东南亚、东亚、非洲等地出土陶器中的植物印痕进行扫描分析,探讨生业经济及作物驯化状况,构建当地农业的时空发展框架,彰显出该方法在国内植物考古和农业起源演化议题中有着广阔的应用前景.

关键词：植物考古植物印痕显微计算机断层摄影农业起源

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基于计算机视觉的电力作业人员行为分析研究现状与展望

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高电压技术 2024年第5期50卷 1842-1854页

作者：闫云凤陈汐金浩远齐冬莲储海东汪金维浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江大学海南研究院三亚572025 香港大学计算机科学学院中国香港999077 国家电网有限公司北京100031 浙江天衡五维电子科技有限公司天衡310027

电力作业人员的有效监管是保障电力安全生产的基础。该文对电力视频中作业人员的行为识别研究进行了归类总结,涵盖静态行为分析(穿戴分析、动作分析和组合分析)和动态行为分析(复杂动作、时序行为和行为预测等);详细综述了电力作业行为... 详细信息

电力作业人员的有效监管是保障电力安全生产的基础。该文对电力视频中作业人员的行为识别研究进行了归类总结,涵盖静态行为分析(穿戴分析、动作分析和组合分析)和动态行为分析(复杂动作、时序行为和行为预测等);详细综述了电力作业行为分析中的核心算法模块,包括目标检测、姿态估计和视频跟踪等;论述了电力作业行为识别在算法高效性、鲁棒性、灵活性等方面所面临的应用难点和挑战,并展望了电力作业行为智能监控领域的未来发展方向,特别强调了在软硬件结合、通用大模型、生成式人工智能方面进行技术创新和改进所蕴含的潜在机会。

关键词：行为分析视觉理解电力监控目标检测姿态估计视频跟踪行为预测

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水下推进器转子叶片数与伴流场的匹配关系研究

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推进技术 2024年

作者：陈鹏磊梁宁丁永乐张坚伟李健曹琳琳吴大转西安精密机械研究所浙江大学能源工程学院

为了明确水下推进器转子叶片数和伴流场的匹配关系，以四个不同转子叶片数的水下推进器为对象，采用数值模拟方法研究了叶片数与水下推进器激振力特性的关联机理。使用分块网格技术对航行体及推进器的计算域进行离散，采用RANS计算方法... 详细信息

为了明确水下推进器转子叶片数和伴流场的匹配关系，以四个不同转子叶片数的水下推进器为对象，采用数值模拟方法研究了叶片数与水下推进器激振力特性的关联机理。使用分块网格技术对航行体及推进器的计算域进行离散，采用RANS计算方法及SST k-ω湍流模型计算了推进器的激振力。借助谐调分析方法得到了航行体的伴流场特性，并结合推进器瞬时流场的分布特性，分析推进器激振力和伴流场的内在联系。结果显示：使用八个附体的航行体其伴流场以4、8、12为主要周期。当推进器转子叶片数为4a±1（a为任意正整数）时，转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值较大；当推进器转子叶片数为4a+2时，转子横向激振力和垂向激振力脉动幅值明显降低，但转子轴向激振力幅值会有所增大，且脉动峰值出现在二倍叶频处。随着转子叶片数的增加，推进器转子和导管的激振力幅值逐渐减小。研究发现，对于后置定子泵喷推进器而言，转子叶片数应避开谐调分量较大的阶数，且转子叶片数与伴流场的匹配关系会影响转子和定子的脉动幅值及峰值出现的位置。同时，增加转子叶片数可以有效地降低推进器转子和导管的激振力脉动幅值。

关键词：水下推进器转子叶片数激振力谐调分析后置定子

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基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法

工程科学与技术 2024年第3期56卷 32-40页

作者：龚士林孙辅庭黄维陈铿沈海尧中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014 国家能源局大坝安全监察中心浙江杭州311122 浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310015

大坝监测点数量众多、分布无序,传统监控方法难以描述监测点之间的空间关系和结构机理关联特性。针对此问题,本文提出一种基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法。首先,参照知识图谱要素特征,明确大坝监测点命名规则、拟定监测点空间... 详细信息

大坝监测点数量众多、分布无序,传统监控方法难以描述监测点之间的空间关系和结构机理关联特性。针对此问题,本文提出一种基于知识图谱的大坝安全智能监控预警方法。首先,参照知识图谱要素特征,明确大坝监测点命名规则、拟定监测点空间相邻关系和数据序列相似关系的判定规则、提取监测点的内在属性特征,提出大坝安全监控知识体系;其次,以Neo4j图数据库为基底,采用网状图结构描述监测点的复杂关系和内部特征,构建大坝安全监控知识图谱;然后,基于图数据库知识引导和多级关系查询能力,建立监测点的关联响应机制,将异常监测点识别出来并划分为不同异常测点组,明确各异常测点组之间的结构机理关联特性;进一步,提出多测点聚集度概念并构建异常测点组的空间影响区域算法,并以坝体的异常影响区域为核心计算大坝运行性态分数,从大坝整体结构层面进行综合监控预警;最后,以一座混凝土重力坝的部分坝段为例,验证所提出方法的可行性。研究表明:该方法充分利用知识图谱在信息融合、类脑推理方面的优势,将大坝监测点整合成数据网络进行统一分析,提出异常监测点的结构影响区域概念,并以此为依据对大坝安全进行评判,在综合考虑监测点数量、空间分布、结构机理关联特性情况下实现多测点大坝安全监控预警。

关键词：知识图谱大坝多测点监控预警聚集度多级查询

结合空间结构卷积和注意力机制的三维点云分类网络

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中国图象图形学报 2024年第2期29卷 520-532页

作者：武斌刘溢安赵洁天津城建大学计算机与信息工程学院天津300384

目的三维点云分类作为一项关键任务,在计算机视觉、机器人和自动驾驶等领域有着广泛的应用场景。现有的三维点云分类网络在使用边卷积进行局部特征提取时通常存在输入特征差异性小,空间结构信息提取、融合不充分等问题。针对上述问题,... 详细信息

目的三维点云分类作为一项关键任务,在计算机视觉、机器人和自动驾驶等领域有着广泛的应用场景。现有的三维点云分类网络在使用边卷积进行局部特征提取时通常存在输入特征差异性小,空间结构信息提取、融合不充分等问题。针对上述问题,设计了一种结合空间结构卷积和注意力机制的点云分类网络。方法首先,提出一种空间结构卷积,在边卷积的基础上引入邻接点之间的相对位置信息来降低输入特征相似性,而后从结构和位置两个角度分别进行特征编码,实现更具多样性的局部几何结构捕获。其次,设计了全局特征编码模块,从坐标信息中提炼全局特征信息,同时在网络中融合了注意力机制,用于关联局部和全局特征表示,有效保留了全局特征信息,实现全局特征的适应性调整。最后,将局部几何结构信息和全局位置信息进行有效的融合,获得更具代表性和差异性的特征表征。结果设计实验在公开数据集ModelNet40上对提出的网络模型的性能进行评估,点云分类总体准确率和平均准确率分别达到93.0%和89.7%,具备良好的分类性能和预测效率。实验结果表明,空间结构卷积的使用有效增加了输入特征的多样性,位置和结构的单独编码有效提高了局部特征的表达能力。同时,提出的注意力加权方式在保留全局特征前提下实现了局部特征和全局特征的关联。结论提出的网络有较强的细粒度特征提取能力,具有良好的分类性能。

关键词：点云边卷积(EdgeConv) 空间结构注意力机制分类

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无人机任务卸载与充电协同优化

工程科学与技术 2024年第1期56卷 99-109页

作者：何涵刘鹏赵亮王青山杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018 沈阳航空航天大学计算机学院辽宁沈阳110136 合肥工业大学数学学院安徽合肥230009

在野外恶劣环境应用中,可以使用具有灵活性和便捷性的无人机(UAV),通过无线数据传输辅助携带用户任务到边缘服务器。然而,UAV飞行平台难以提供长时间的任务卸载服务,大大限制了其应用前景。本文研究了在移动边缘计算环境中,如何有效整合... 详细信息

在野外恶劣环境应用中,可以使用具有灵活性和便捷性的无人机(UAV),通过无线数据传输辅助携带用户任务到边缘服务器。然而,UAV飞行平台难以提供长时间的任务卸载服务,大大限制了其应用前景。本文研究了在移动边缘计算环境中,如何有效整合UAV的任务卸载和充电调度。首先,构建了一个新的应用模型,该模型协同处理UAV的任务卸载调度和自身充电需求,并在UAV辅助任务卸载应用场景中加入了若干个无线充电平台。其次,考虑了用户任务的价值和UAV的充电需求,以在时延敏感和能量约束的条件下优化UAV辅助用户设备进行任务卸载的收益。最后,采用深度强化学习算法,对深度Q网络(DQN)进行调优后形成Fixed DQN算法,以有效处理模型中的大规模状态动作搜索空间问题。本文以UAV仅作为任务载体并考虑其自主充电需求为前提,通过在一个半径为3000 m、含有11个节点的区域验证Fixed DQN算法的可行性;并在不同用户节点数量、充电节点数量及服务时间条件下,通过与蚁群算法、遗传算法和DQN算法的对比实验评估其性能。实验结果表明:本文提出的Fixed DQN算法在所有测试条件下均显著优于蚁群算法、遗传算法和DQN算法,特别是在节点数量增加和服务时间延长的情景中;此外,Fixed DQN算法相对于DQN算法的性能提升突显了深度强化学习在参数调优方面的有效性。研究结果证实了Fixed DQN算法在解决UAV任务卸载和充电调度问题中的高效性和调参策略的重要性。

关键词：边缘计算无人机任务卸载强化学习充电调度

基于基因组学特征分布对齐和药物结构信息的癌症药物敏感性预测方法

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生物工程学报 2024年第7期40卷 2235-2245页

作者：廉令航杨旭华浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

近年来精准医学在癌症治疗中得到了广泛的应用,其重点在于如何准确地预测不同的患者对药物治疗的反应。本研究设计了一种基于基因组学特征分布对齐和药物结构信息的癌症药物敏感性预测方法,该方法首先对齐来自细胞系的基因组学特征与来... 详细信息

近年来精准医学在癌症治疗中得到了广泛的应用,其重点在于如何准确地预测不同的患者对药物治疗的反应。本研究设计了一种基于基因组学特征分布对齐和药物结构信息的癌症药物敏感性预测方法,该方法首先对齐来自细胞系的基因组学特征与来自患者的基因组学特征的分布并去除基因表达数据中的噪声,之后融合药物结构信息,使用多任务学习的方式进行患者药物敏感性预测。结果表明,在癌症相关药物敏感性基因组学数据集(genomics of drug sensitivity in cancer,GDSC)上,此方法的预测结果中均方误差降至0.905 2,相关系数提升至0.875 4,准确率提升至0.836 0,显著优于最近发表的方法,在癌症基因组图谱数据集(the cancer genome atlas,TCGA)上,此方法预测药物敏感性的平均召回率提升至0.571 4,F1-分数提升至0.658 0,表现出优秀的泛化性能。这展现了本方法未来用于辅助选择临床治疗方案的潜力。

关键词：精准医学基因组学特征分布对齐药物结构信息噪声去除

基于混合物理论的饱和孔隙-裂隙岩体本构模型

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浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1446-1456页

作者：胡亚元叶飞浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058

考虑饱和孔隙-裂隙岩体中固相材料应变与固相材料压力间的关系,完善模型力学参数的取值理论依据,建立新的本构模型.在混合物理论框架内,依据变形特征将固相体应变分解为裂隙骨架体应变、孔隙骨架体应变、岩块材料体应变.假定应变仅取决... 详细信息

考虑饱和孔隙-裂隙岩体中固相材料应变与固相材料压力间的关系,完善模型力学参数的取值理论依据,建立新的本构模型.在混合物理论框架内,依据变形特征将固相体应变分解为裂隙骨架体应变、孔隙骨架体应变、岩块材料体应变.假定应变仅取决于能量方程中的共轭应力,基于自由能势函数构建饱和孔隙-裂隙岩体本构模型,根据模型力学含义推导模型力学参数取值方法.结合达西定律建立流固耦合控制方程.一维固结算例分析表明,相比其他方法确定的参数,所提方法确定参数计算的初始超孔压偏低、初始沉降偏大,孔隙超孔压消散滞后于裂隙超孔压.参数敏感性分析表明,增大渗透系数比会显著提高岩体固结速率,增大形状系数对裂隙超孔压消散和岩体沉降影响较小.

关键词：饱和孔隙-裂隙岩体混合物理论岩块材料变形参数的取值方法一维固结

基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 529-536页

作者：万华平张梓楠周家伟任伟新浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

将直接基于有限元模型的蒙特卡罗方法用于结构动力不确定性量化较耗时,为此采用高斯过程模型取代耗时的有限元模型,提高不确定性量化的计算效率.提出基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法,通过样本填充准则迭代,选择... 详细信息

将直接基于有限元模型的蒙特卡罗方法用于结构动力不确定性量化较耗时,为此采用高斯过程模型取代耗时的有限元模型,提高不确定性量化的计算效率.提出基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法,通过样本填充准则迭代,选择最优样本点建立自适应高斯过程模型,提升动力不确定性量化精度.在建立的自适应高斯过程模型框架下,动力特性统计矩的高维积分转化为一维积分,进而进行解析计算.采用2个数学函数来展示自适应高斯模型的拟合过程,高斯过程模型的拟合精度随着迭代次数增加而明显增加.将所提方法应用于柱面网壳的固有频率统计矩计算,计算精度与蒙特卡罗法的结果相当.与传统高斯过程模型对比,所提算法的计算效率优势明显,表明所提方法具有计算精度高和效率高的优势.

关键词：结构动力特性不确定性量化序贯设计高斯过程模型统计矩