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基于特征进化选择随机森林的MCI自动诊断

计算机应用与软件 2024年第6期41卷 250-256页

作者：高峰郑丽丽顾进广武汉科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430065 武汉科技大学大数据科学与工程研究院湖北武汉430065 湖北省智能信息处理与实时工业系统重点实验室湖北武汉430065 富媒体数字出版内容组织与知识服务重点实验室湖北武汉430065

近年来,作为正常与阿尔茨海默病过渡阶段的轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,MCI)病症的研究备受关注。但目前的医学MCI人工诊断不仅参考的特征局限性较大,且依靠人工判定,易产生主观上的误差。因此,提出一种基于随机森林的MCI... 详细信息

近年来,作为正常与阿尔茨海默病过渡阶段的轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,MCI)病症的研究备受关注。但目前的医学MCI人工诊断不仅参考的特征局限性较大,且依靠人工判定,易产生主观上的误差。因此,提出一种基于随机森林的MCI自动诊断方法,通过机器学习的方式,高效准确地判定MCI;同时应用遗传算法更高效地搜索求解模型的最优参数。结果表明,该方法与医学人工诊断方式相比准确率提高约5%,且在求取随机森林的最优参数问题上,与网格搜索相比,遗传算法所用时间约为其1/45。

关键词： MCI 随机森林遗传算法最优参数

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结合规则学习与深度学习的诊疗关系抽取

计算机应用与软件 2024年第3期41卷 56-62,93页

作者：高峰杨佳欣顾进广武汉科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430065 武汉科技大学大数据科学与工程研究院湖北武汉430065 湖北省智能信息处理与实时工业系统重点实验室湖北武汉430065 富媒体数字出版内容组织与知识服务重点实验室湖北武汉430065

诊疗关系的自动识别和抽取有助于医生进行诊疗决策。传统的关系抽取模型对部分数据没有良好的解释性,因此,以神经网络进行规则学习和泛化,设计打分机制,通过规则匹配实现关系抽取,而后对未正确匹配数据进行针对性深度学习模型训练,完成... 详细信息

诊疗关系的自动识别和抽取有助于医生进行诊疗决策。传统的关系抽取模型对部分数据没有良好的解释性,因此,以神经网络进行规则学习和泛化,设计打分机制,通过规则匹配实现关系抽取,而后对未正确匹配数据进行针对性深度学习模型训练,完成最终的诊疗关系抽取。使用以疾病为中心的诊疗流程相关文本展开实验验证该方法的效果。实验结果表明,该方法不仅通过少量人工规则使关系抽取增加了可解释性,还可以显著提高关系抽取的效果。

关键词：人工智能医疗领域关系抽取深度学习规则学习

甲醇重整固体氧化物燃料电池热电联产系统热力学分析与优化设计

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中国电机工程学报 2024年

作者：李青山郝勇生翁方龙韩敏芳孙立电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 中国船舰研究设计中心大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学能源与环境学院)

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点，在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)热电联产系统，基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器... 详细信息

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点，在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)热电联产系统，基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型，通过Aspen Custom Model软件建立SOFC机理模型。针对甲醇重整过程水醇比及反应器温度、SOFC工作过程燃料利用率及工作温度双参数共同作用的影响进行详细分析。结果表明，甲醇重整过程最佳水醇比为1.3/1，最佳反应出口温度为280℃；SOFC最佳工作温度和燃料利用率分别为760℃和0.65；系统能量损失和(火用)损失随SOFC电功率增加而增加；SOFC电功率为50 kW时，SOFC电效率、系统能量效率和(火用)效率分别为59%、89%和41%。所提出的热电联产系统可实现高效热电供应，为SOFC船舶平台应用提供指导建议。

关键词：甲醇蒸汽重整固体氧化物燃料电池低温催化燃烧热力学性能

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基于细粒度特征融合的部分多模态哈希

软件学报 2024年第3期35卷 1074-1089页

作者：殷崭祚李博涵王萌黄瑞龙吴文隆王昊奋南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京211106 软件新技术与产业化协同创新中心江苏南京211106 空天地海一体化大数据应用技术国家工程实验室(西北工业大学) 陕西西安710119 同济大学设计创意学院上海200092

多模态数据的指数级增长使得传统数据库在存储和检索方面遇到挑战,而多模态哈希通过融合多模态特征并映射成二进制哈希码,能够有效地降低数据库的存储开销并提高其检索效率.虽然目前已经有许多针对多模态哈希的工作取得了较好的效果,但... 详细信息

多模态数据的指数级增长使得传统数据库在存储和检索方面遇到挑战,而多模态哈希通过融合多模态特征并映射成二进制哈希码,能够有效地降低数据库的存储开销并提高其检索效率.虽然目前已经有许多针对多模态哈希的工作取得了较好的效果,但是仍然存在着3个重要问题:(1)已有方法偏向于考虑所有样本都是模态完整的,然而在实际检索场景中,样本缺失部分模态的情况依然存在;(2)大多数方法都是基于浅层学习模型,这不可避免地限制了模型的学习能力,从而影响最终的检索效果;(3)针对模型学习能力弱的问题已提出了基于深度学习框架的方法,但是它们在提取各个模态的特征后直接采用了向量拼接等粗粒度特征融合方法,未能有效地捕获深层语义信息,从而弱化了哈希码的表示能力并影响最终的检索效果.针对以上问题,提出了PMH-F^(3)模型.该模型针对样本缺失部分模态的情况,实现了部分多模态哈希.同时,基于深层网络架构,利用Transformer编码器,以自注意力方式捕获深层语义信息,并实现细粒度的多模态特征融合.基于MIRFlickr和MSCOCO数据集进行了充分实验并取得了最优的检索效果.实验结果表明:所提出的PMH-F^(3)模型能够有效地实现部分多模态哈希,并可应用于大规模多模态数据检索.

关键词：部分多模态哈希多模态数据检索细粒度特征融合

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锂离子电池材料准静态压缩本构模型

储能科学与技术 2024年第10期13卷 3518-3522页

作者：邱宇超陈佰爽陈诚钱瑞鹏上海派能能源科技股份有限公司上海200120 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

锂离子电池储能系统在长循环过程中,电芯受力波动上升,这会影响电芯寿命及系统可靠性。数值模拟方法是预测电芯受力状态的有效方法,建立符合电芯力学特性的本构模型,并应用于数值模拟模型当中,可较准确地预测电芯受力状态,为工程设计提... 详细信息

锂离子电池储能系统在长循环过程中,电芯受力波动上升,这会影响电芯寿命及系统可靠性。数值模拟方法是预测电芯受力状态的有效方法,建立符合电芯力学特性的本构模型,并应用于数值模拟模型当中,可较准确地预测电芯受力状态,为工程设计提供参考。通过对电芯进行单轴压缩试验测试发现,电芯在加载过程中,表现有明显的非线性塑性行为;在卸载过程中,又表现有明显的非线性弹性行为,无法使用单一本构模型,对其加卸载力学响应行为进行表征。本工作使用两种类型的本构模型对电芯进行耦合建模,采用PE(porous elasticity)本构模型表征电芯的非线性弹性行为,采用CFP(crushable foam plasticity)本构模型表征电芯的非线性塑性及应变硬化行为。使用上述两种本构模型,对测试应力-应变数据进行材料参数反演,并将电芯视为层叠复合材料,分层交替赋予上述本构模型及材料参数,对电芯数值建模。针对电芯的单轴压缩试验测试工况,建立了仿真模型并数值求解,对比数值模拟结果与实际测试结果的应力-应变曲线数据,结果证明该建模方法可较准确表征电芯在加卸载过程中的力学行为,且吻合程度可满足工程仿真应用需求。

关键词：锂离子电池本构模型数值模拟单轴压缩膨胀力

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计及电量交易信息的用电碳计量方法

中国电机工程学报 2024年第2期44卷 439-450,I0001页

作者：李姚旺刘昱良杨晓斌何伟方宇娟杜尔顺张宁李佳电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 国网江西省电力有限公司江西省南昌市330096

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳... 详细信息

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳排放责任。针对此问题,该文从碳排放流理论出发,提出一套计及电量交易行为的用电碳计量新方法。首先,根据碳排放流理论的计算特性,针对有损网络建立其无损等效网络模型;之后,将交易电量和非交易流电量拆解开来,并分别根据其电量来源独立核算其产生的对应碳排放责任。该文方法严格遵守直接和间接碳排放的总量守恒原则,能够厘清电量交易行为背后蕴含的碳排放责任转移,且能够兼顾碳排放因子的时空差异性量化需求,进而具备引导用户开展低碳需求响应的能力。基于PJM-5节点系统和我国某地市实际数据开展仿真分析,仿真结果验证该文方法的有效性。

关键词：新型电力系统碳计量电力市场碳市场碳排放流理论

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SDAA:面向申威智能加速卡的运行时系统

软件学报 2024年

作者：赵玉龙张鲁飞许国春李宇轩孙茹君刘鑫数学工程与先进计算国家重点实验室无锡先进技术研究院国家并行计算机工程技术研究中心清华大学计算机科学与技术系

自主研制的申威智能加速卡上搭载了脉动阵列增强的申威众核处理器,其智能计算能力与主流GPU相当,但仍缺少配套的基础软件.为降低申威智能加速卡的使用门槛,有效支撑人工智能应用开发,设计面向申威智能加速卡的运行时系统SDAA,语义与主流... 详细信息

自主研制的申威智能加速卡上搭载了脉动阵列增强的申威众核处理器,其智能计算能力与主流GPU相当,但仍缺少配套的基础软件.为降低申威智能加速卡的使用门槛,有效支撑人工智能应用开发,设计面向申威智能加速卡的运行时系统SDAA,语义与主流的CUDA运行时保持一致.针对内存管理、数据传输、核函数启动等关键路径,采用软硬协同的设计方法实现卡上段页结合的多级内存分配算法、可分页内存多线程多通道的传输模型、多异构部件自适应的数据传输算法和基于片上阵列通信的快速核函数启动方法,使得SDAA运行时性能优于主流GPU.实验结果表明, SDAA运行时系统的内存分配速度是NVIDIA V100对应接口的120倍,数据传输开销是对应接口的1/2,数据传输带宽达到对应接口的1.7倍,核函数启动时间与对应接口相当. SDAA运行时已支撑主流框架和实际模型训练在申威智能加速卡上的高效运行.

关键词：运行时系统申威智能加速卡人工智能软件定义

基于PSModel的海上风电场全电磁暂态建模与仿真

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电网技术 2024年第1期48卷 262-271页

作者：崔森郁舒雁清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 电网安全全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

开发有效的风机电磁暂态模型是进行海上风电并网研究的基础。根据不同生产厂家所提供的直驱风机模型,提出了一种基于厂家黑盒模型的直驱风机电磁暂态建模方法。利用厂家所提供的模型测试数据解析风机的故障响应特性,推导了不同厂家在电... 详细信息

开发有效的风机电磁暂态模型是进行海上风电并网研究的基础。根据不同生产厂家所提供的直驱风机模型,提出了一种基于厂家黑盒模型的直驱风机电磁暂态建模方法。利用厂家所提供的模型测试数据解析风机的故障响应特性,推导了不同厂家在电压故障下有功和无功功率响应表达式,包括故障期间的穿越控制过程及不同过程间的暂态切换策略。提出了加权平均压降的风电场等值方法,采用自主研发的全电磁暂态仿真软件(power system model,PSModel)对我国广东某海上风电场进行全电磁暂态建模。根据稳态潮流及暂态特性结果验证了模型可通过系统测试,且有效实现了海上风电场的全电磁暂态建模,从而为该风场接入大电网后的安全稳定分析提供了研究基础。

关键词：直驱风电机组黑盒模型海上风电场 PSModel 故障穿越

基于动态可重构电池网络的大规模退役动力电池梯次利用储能系统运行性能评估

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全球能源互联网 2024年第2期7卷 136-144页

作者：慈松张从佳周杨林李博文赵光金清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京市海淀区100084 国网河南省电力公司电力科学研究院河南省郑州市450052

退役动力电池因其一致性差、安全性薄弱等缺陷在梯次利用时面临巨大挑战。动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)能够有效提高退役动力电池梯次利用储能系统的一致性和安全性。目前DRBN储能系统已经进入工... 详细信息

退役动力电池因其一致性差、安全性薄弱等缺陷在梯次利用时面临巨大挑战。动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)能够有效提高退役动力电池梯次利用储能系统的一致性和安全性。目前DRBN储能系统已经进入工程应用阶段,然而现有的研究缺少对大规模DRBN储能系统的运行性能评估。为此,以实际运行的大规模退役动力电池梯次利用储能系统作为分析对象,选取储能系统中80个DRBN的1个月运行数据进行分析。从运行工况、均衡效果、薄弱辨识三个方面验证了DRBN储能系统对电池模组一致性的提升效果。数据分析表明,90%的DRBN一致性良好,且其他一致性较差的DRBN都能够被准确辨识。

关键词：动态可重构电池网络电池储能系统退役动力电池梯次利用一致性