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机械剩余使用寿命预测模型的增量学习方法

计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1397-1407页

作者：董家欢邱清盈管成浙江大学机械设计研究所浙江杭州310027

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出... 详细信息

机械剩余使用寿命预测模型依据设备状态监测数据样本进行寿命预测,当样本模式发生变化时,基于原模式样本训练好的模型在新模式样本上的预测表现往往较差。为使模型保留对原模式样本的处理能力,同时拓展出针对新模式样本的处理能力,提出了3种增量学习方法:第一种方法使用新模式样本与原模式样本的标签值构建损失函数;第二种方法在第一种方法基础上增加了模型参数初始化步骤;第三种方法在第一种方法的损失函数中增加了表示当前模型与原模型参数分布差异的正则化项。在涡扇发动机数据集上进行了不同学习方法的对比实验,结果表明所提方法实现了增量学习的目标,其中第三种方法在模型预测准确度和模型训练时长两方面取得了最优的综合表现。

关键词：剩余使用寿命涡扇发动机深度学习增量学习

考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法

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土木工程学报 2024年第6期57卷 127-135页

作者：楼文娟顾逸张跃龙浙江大学浙江杭州310058

刚性直棒法作为一种简单高效的输电导线风偏响应估算方法,在输电工程领域得到了广泛的应用,然而其适用对象仅限于水平风作用下的未覆冰导线,对于线路常遇的覆冰以及二维风荷载情况未能涉及。该文采用阵风荷载包络线法(GLE法)推导了二维... 详细信息

刚性直棒法作为一种简单高效的输电导线风偏响应估算方法,在输电工程领域得到了广泛的应用,然而其适用对象仅限于水平风作用下的未覆冰导线,对于线路常遇的覆冰以及二维风荷载情况未能涉及。该文采用阵风荷载包络线法(GLE法)推导了二维等效静力风荷载的表达式,获得了考虑二维风荷载作用的导线风荷载调整系数,通过引入二维等效静力风荷载改进了现有刚性直棒法,改进后的刚性直棒法综合考虑了线路是否覆冰、二维风荷载、上升气流以及风的脉动效应。建立了某真型输电线路的精细化有限元仿真模型,采用覆冰导线气动力风洞试验结果和非线性数值仿真验证了改进后刚性直棒法的准确性。基于改进后的方法分析了竖向平均风速和导线覆冰厚度对风偏响应的影响。研究表明:考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法是一种准确度明显提高的通用方法,能适用于常规的、覆冰的、有上升气流的多种工况下的导线风偏位移计算。

关键词：输电线路风偏阵风荷载包络线法二维等效静力风荷载覆冰导线刚性直棒法

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软体机器人离子/电响应驱动材料与结构进展

机器人 2024年第2期46卷 178-194页

作者：吴佳祥邱林涛王吕婷赵雨开张凯航石烨杨栩旭李铁风浙江大学浙江杭州310013

介电弹性体和水凝胶这些软材料具有特殊的物理和化学特性,能够对外界刺激做出良好响应,使其成为新型软驱动器、可穿戴设备、医疗保健设备和人机交互机器人的重要组成部分。本文首先探讨了电子型电活性聚合物(介电弹性体材料)的应用前景... 详细信息

介电弹性体和水凝胶这些软材料具有特殊的物理和化学特性,能够对外界刺激做出良好响应,使其成为新型软驱动器、可穿戴设备、医疗保健设备和人机交互机器人的重要组成部分。本文首先探讨了电子型电活性聚合物(介电弹性体材料)的应用前景和改良路径。讨论了硅橡胶类、聚氨酯类和丙烯酸酯类介电弹性体的性能和优缺点,阐述了该类材料在人工肌肉中的应用前景及局限性。进而提出了利用瓶刷式介电弹性体(BBE)以及互穿型网络结构(IPN)改良材料性能等解决方案。其次,介绍了电磁响应型、渗透压响应型以及光响应型水凝胶驱动器,并对其各自的工作原理和应用进行了全面的阐述。最后,总结了介电弹性体和水凝胶两类驱动材料与结构对软体机器人性能的影响,展示了这两大类驱动器在软体机器人、人工肌肉和智能传感器等领域的应用可能性,并提出了未来的一些研究方向。

关键词：介电弹性体多功能材料水凝胶驱动器软体机器人

灌浆料流变性能的时变特性与屈服应力演化模型

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土木工程学报 2024年第5期57卷 27-40页

作者：刘建祥赵唯坚孙博超江天任王清民浙江大学浙江杭州310058

为研究灌浆料流变性能的时变特性,厘清流变性能随时间变化的机理,通过流变试验研究灌浆料的流变模型和流变参数随时间的变化规律。结合灌浆料的冷冻扫描电镜微观结构随时间的变化过程和流体力学理论,研究屈服应力的时变机理,并建立考虑... 详细信息

为研究灌浆料流变性能的时变特性,厘清流变性能随时间变化的机理,通过流变试验研究灌浆料的流变模型和流变参数随时间的变化规律。结合灌浆料的冷冻扫描电镜微观结构随时间的变化过程和流体力学理论,研究屈服应力的时变机理,并建立考虑絮凝效应、水化反应和骨料颗粒-水泥浆体相互作用三者共同影响的新屈服应力演化模型。结果表明:灌浆料的流变模型符合Herschel-Bulkley模型,屈服应力随时间增加而增加。水化产物在网状絮凝结构上不断堆积,网状絮凝结构逐渐变大,这不仅增强了水泥浆体的抗剪切能力,也导致浆体表现更高的黏度,使得骨料颗粒-水泥浆体的相互作用力增大。因此,灌浆料的屈服应力增大。提出的新屈服应力演化模型能更好地描述含骨料颗粒水泥基材料的屈服应力随时间的变化规律。研究结果可为灌浆料的流动扩散研究和深入理解水泥基材料流变性能的时变性提供理论基础。

关键词：灌浆料流变性能屈服应力水化产物网状絮凝结构

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农业合成生物学研究生课程内容体系建设

生物工程学报 2024年第4期40卷 1251-1260页

作者：都浩浙江大学农业与生物技术学院浙江杭州310058 浙江大学杭州国际科创中心合成生物研究所浙江杭州311215

为了满足国家在农业领域高质量发展的战略需求,教育部把握经济社会和农业高质量发展趋势,在涉农优势高校布局建设生物育种工程硕博士专业。该专业将首次开设农业合成生物学课程,培养研究生解决生物育种的关键科学与技术问题,引领国家农... 详细信息

为了满足国家在农业领域高质量发展的战略需求,教育部把握经济社会和农业高质量发展趋势,在涉农优势高校布局建设生物育种工程硕博士专业。该专业将首次开设农业合成生物学课程,培养研究生解决生物育种的关键科学与技术问题,引领国家农业创新发展,服务现代农业强国建设。农业合成生物学研究生课程将注重多学科交叉、创新引领、产学研协同发展,培养具有扎实的多学科基础、自主的创新能力及务实的产业化理念的研究生,满足国内外未来农业发展需求,深入开展现代农业科学研究和产业化的未来农业科技人才。

关键词：合成生物学学科交叉未来农业研究生教育

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真菌发光途径的研究与应用进展

生物工程学报 2024年第1期40卷 1-14页

作者：吴予杰许嘉锐陈泓雨都浩浙江大学农业与生物技术学院现代种业研究所浙江杭州310058 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311215

真菌发光途径(fungal bioluminescence pathway,FBP)是一种来源于真菌的生物发光代谢途径。其能够利用FBP途径基因簇表达的蛋白,以咖啡酸为底物,合成真菌荧光素,在真菌荧光素酶的催化下,生成不稳定高能小分子,之后分子能量衰减释放出波... 详细信息

真菌发光途径(fungal bioluminescence pathway,FBP)是一种来源于真菌的生物发光代谢途径。其能够利用FBP途径基因簇表达的蛋白,以咖啡酸为底物,合成真菌荧光素,在真菌荧光素酶的催化下,生成不稳定高能小分子,之后分子能量衰减释放出波长约为520nm的绿色荧光。在发光真菌中,真菌发光途径基因在进化上非常保守。与其他生物发光系统不同的是,真菌发光途径适合于真核生物,特别是植物中的工程化应用。目前,经过代谢路径优化的发光植物可以持续发出肉眼可见光,照亮周围环境。该发光系统在生物检测、生物传感器、发光园艺植物培育和绿色照明等领域具有广阔的应用前景。

关键词：真菌发光系统植物咖啡酸代谢路径基因工程

锈蚀及疲劳损伤后钢筋混凝土梁寿命预测及敏感性分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 260-267页

作者：金伟良余一凡柏玉良浙江大学结构工程研究所杭州310058

为了探究锈蚀和疲劳作用后钢筋混凝土梁的长期性能,基于试验建立了钢筋混凝土梁含初始损伤的长期性能计算模型.基于该模型建立了锈蚀及疲劳损伤后钢筋混凝土梁的极限状态方程,采用蒙特卡洛模拟研究了梁长期性能的时变可靠度并进行了寿... 详细信息

为了探究锈蚀和疲劳作用后钢筋混凝土梁的长期性能,基于试验建立了钢筋混凝土梁含初始损伤的长期性能计算模型.基于该模型建立了锈蚀及疲劳损伤后钢筋混凝土梁的极限状态方程,采用蒙特卡洛模拟研究了梁长期性能的时变可靠度并进行了寿命预测,分析了设计参数和初始损伤对梁使用寿命的影响,研究了试验梁满足100 a使用寿命的临界服役条件.结果表明,锈蚀和疲劳作用会严重削弱钢筋混凝土梁的长期性能,仅含4%锈蚀率和15%疲劳损伤梁的长期性能难以满足服役要求.增加梁的截面高度和钢筋截面面积可以有效地提高梁的长期性能,增大梁的截面宽度只能改善初始损伤小的梁的长期性能.

关键词：损伤钢筋混凝土梁刚度计算模型寿命预测敏感性分析

基于个体记忆效应和距离效应的出行目的地识别

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 708-717页

作者：郑思静陈勇朱奕璋陈喜群浙江大学工程师学院智能交通研究所浙江杭州310058 浙江大学建筑工程学院智能交通研究所浙江杭州310058

通过分析个体出行轨迹数据,挖掘个体出行历史记忆特征以及个体所处位置与潜在目的地的距离特征,建立新的出行目的地识别模型.利用杭州市200个匿名个体62 880次出行数据测试所建模型的效果.对基于位置的服务(LBS)数据进行预处理,提取以... 详细信息

通过分析个体出行轨迹数据,挖掘个体出行历史记忆特征以及个体所处位置与潜在目的地的距离特征,建立新的出行目的地识别模型.利用杭州市200个匿名个体62 880次出行数据测试所建模型的效果.对基于位置的服务(LBS)数据进行预处理,提取以活动为目的的分段出行数据片段,采用GeoHash网格编码方法得到网格化后的个体历史目的地集合.利用随机缺失的个体出行历史轨迹数据构建训练集和测试集,采用非线性最小二乘法对模型进行参数标定.结果表明,所建模型提升了出行目的地识别精度;对比不同模型的召回率、折扣累计收益和F1分数,所建模型优于马尔可夫模型、决策树模型以及随机森林模型;数据缺失率敏感性分析结果验证了所建模型的鲁棒性.

关键词：智慧出行个体出行目的地识别记忆效应距离效应

基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 114-126页

作者：陈喜群朱奕璋谢宁珂耿茂思吕朝锋浙江大学建筑工程学院智能交通研究所杭州310058 浙江大学工程师学院智能交通研究所杭州310058 浙江大学建筑工程学院杭州310058

针对路网交通信号控制的复杂性,本文提出基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法,提升路网范围内多交叉口信号控制策略性能。首先,模型考虑多交叉口交通流的空间相关性,采用基于自注意力机制的价值编码器学习交通观测... 详细信息

针对路网交通信号控制的复杂性,本文提出基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法,提升路网范围内多交叉口信号控制策略性能。首先,模型考虑多交叉口交通流的空间相关性,采用基于自注意力机制的价值编码器学习交通观测表征,实现路网级通信;其次,面向多智能体策略更新的非稳态环境,模型在前序智能体的联合动作基础上,基于多智能体优势分解的策略解码器,顺序决策最优反应动作;最后,设计基于有效行驶车辆的动作掩码机制,在时效完备区间自适应调节决策频率,并提出考虑等待公平性的时空压力奖励函数,进一步提高策略性能与实用性。在杭州路网数据集上验证模型有效性,结果表明:所提模型在2个数据集和5个性能指标上均优于基准模型;相比最优基准模型,所提模型平均行程时间降低10.89%,平均排队长度降低18.84%,平均等待时间降低22.21%。此外,所提模型的泛化能力更强,且显著减少车辆等待时间过长的情形。

关键词：智能交通深度强化学习路网信号控制异构多智能体时空压力奖励