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硬件感知的神经架构搜索

中国科学：信息科学 2023年第5期53卷 899-917页

作者：王鑫姚洋蒋昱航关超宇朱文武清华大学计算机科学与技术系北京100084 清华大学清华-伯克利深圳学院深圳518055

深度神经网络(deep neural networks, DNNs)能否取得令人满意的性能很大程度上依赖于其神经网络架构.研究人员提出神经网络架构搜索(neural architecture search, NAS)来自动搜索神经网络的最优架构,现有的工作大多使用每秒浮点运算次数... 详细信息

深度神经网络(deep neural networks, DNNs)能否取得令人满意的性能很大程度上依赖于其神经网络架构.研究人员提出神经网络架构搜索(neural architecture search, NAS)来自动搜索神经网络的最优架构,现有的工作大多使用每秒浮点运算次数(floating point operations per second, FLOPs)来评价神经网络架构的实际效率,但是FLOPs和实际延迟并不是完全一致的.随着任务变得越来越复杂以及越来越多的硬件平台开始运行基于深度神经网络的算法,为硬件平台搜索高效的神经网络架构已成为亟待解决的难题.为了解决这一问题,本文提出了硬件感知的搜索空间构造方法,并借助考虑架构推断延迟的搜索策略,来搜索最优的神经网络架构.本文在可变换神经网络架构搜索方法(transformable architecture search, TAS)和图神经网络架构搜索方法 (graph neural architecture search, GraphNAS)上应用了该方法,提出了硬件可感知的可变换神经网络架构搜索方法 (hardwareaware transformable architecture search, HTAS)和硬件感知的图神经网络架构搜索方法 (hardwareaware graph neural architecture search, HGNAS).相比于现有方法,本文所提出的这两种算法在多种数据集上均针对不同类型目标硬件搜索出了更加高效的深度神经网络架构,从而证明了该方法的有效性.

关键词：深度学习神经网络架构搜索可变换神经网络架构搜索图神经网络架构搜索硬件感知

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雾霾条件下支柱绝缘子的闪络特性

高电压技术 2019年第2期45卷 433-439页

作者：王黎明李剑超梅红伟卢明刘泽辉张楚岩清华大学清华–伯克利深圳学院深圳环境与新能源技术工程实验室深圳518055 清华大学深圳研究生院深圳518055 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州540052 中国地质大学(北京)信息工程学院北京100010

为研究各因素对雾霾条件下支柱绝缘子闪络特性的影响,首先建立了适用于支柱绝缘子的人工盐雾模拟平台,以雾水电导率作为控制变量,采用恒压升降法法对110kV支柱绝缘子试品进行了人工污秽试验,给出了不同雾水电导率包括清洁雾条件下的支... 详细信息

为研究各因素对雾霾条件下支柱绝缘子闪络特性的影响,首先建立了适用于支柱绝缘子的人工盐雾模拟平台,以雾水电导率作为控制变量,采用恒压升降法法对110kV支柱绝缘子试品进行了人工污秽试验,给出了不同雾水电导率包括清洁雾条件下的支柱绝缘子的污闪特性;同时研究了不同伞形结构的5种支柱绝缘子在盐雾条件下的污闪特性,给出了盐雾条件下等效直径、伞下有无棱等伞形结构对绝缘子污闪电压的影响。结果表明:高雾水电导率条件在一定的污秽区间内对绝缘子污闪电压有影响,轻度污秽的绝缘子污闪电压下降较明显,对污秽盐密值>0.15mg/cm2的绝缘子污闪电压影响不明显;支柱绝缘子的等效直径直接影响其爬电距离利用率和污闪电压,等效直径较小的支柱绝缘子单位爬距的污闪电压较高,伞下有棱的绝缘子防污闪性能更好。

关键词：支柱绝缘子雾霾盐雾环境人工污秽等效直径伞形结构

膨胀负极的力学强化:“厚密”硅-碳电极新策略

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科学通报 2021年第2期66卷 141-142页

作者：成会明清华大学清华-伯克利深圳学院深圳盖姆石墨烯中心深圳518055 中国科学院金属研究所沈阳110016

随着人工智能时代的来临,消费电子器件便携性要求的提高以及电动汽车使用空间的限制,使锂离子电池的发展面临"空间焦虑",即体积能量密度已成为锂离子电池发展的当务之急.高(质量、体积)比容量的硅基负极是最有潜力部分取代商用石墨的锂... 详细信息

随着人工智能时代的来临,消费电子器件便携性要求的提高以及电动汽车使用空间的限制,使锂离子电池的发展面临"空间焦虑",即体积能量密度已成为锂离子电池发展的当务之急.高(质量、体积)比容量的硅基负极是最有潜力部分取代商用石墨的锂离子电池用新一代负极材料,但在嵌锂过程中会发生巨大的体积膨胀,导致固态电解质界面(SEI)破裂及电极粉化等问题,使得容量迅速衰减.

关键词：锂离子电池固态电解质负极材料硅基负极电动汽车碳电极体积膨胀便携性

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能源互网下虚拟电厂调度及市场竞价综述

浙江电力 2021年第12期40卷 46-53页

作者：杨翾骆哲叶刚进沈欣炜尹建兵黄天恩国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州310009 清华-伯克利深圳学院(清华大学深圳国际研究生院清华大学)广东深圳518000

通过聚合、协调控制可再生能源、柔性负荷、电动汽车等分布式资源,VPP(虚拟电厂)可以实现不同资源的出力互补,将有效降低新能源大规模并网对电力系统运行稳定性的影响,是推动可再生能源发展的有效途径。同时,虚拟电厂可以为分布式资源... 详细信息

通过聚合、协调控制可再生能源、柔性负荷、电动汽车等分布式资源,VPP(虚拟电厂)可以实现不同资源的出力互补,将有效降低新能源大规模并网对电力系统运行稳定性的影响,是推动可再生能源发展的有效途径。同时,虚拟电厂可以为分布式资源参与电力市场提供有效方案。从电力市场的角度出发,首先基于能源互联网"能量-信息-经济"三元驱动理念,介绍虚拟电厂的基本架构;针对VPP内部分布式资源管理模式,对VPP的3种控制方式进行分析及总结,重点介绍VPP内部资源的调度机制。然后,针对VPP参与电力市场竞价的问题,从时间尺度、优化模型、不确定性因素三方面梳理国内外相关研究。最后,对VPP的未来发展趋势及研究方向进行了分析和总结。

关键词：能源互联网虚拟电厂分布式资源调度机制竞价策略

锂电池并行流道液冷板结构设计和散热性能分析

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吉林大学学报（工学版） 2022年第12期52卷 2788-2795页

作者：余剑武陈亚玲范光辉胡仕港包有玉湖南大学机械与运载工程学院长沙410082 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

为探究并行流道液冷板的散热性能,采用计算流体力学(CFD)数值计算方法对液冷板进行三维稳态分析,对比研究了液冷板在不同冷却液流量、流道宽度、流道深度和强化传热结构下的散热性能、均温性能以及能耗性能。结果表明:增加流量在一定程... 详细信息

为探究并行流道液冷板的散热性能,采用计算流体力学(CFD)数值计算方法对液冷板进行三维稳态分析,对比研究了液冷板在不同冷却液流量、流道宽度、流道深度和强化传热结构下的散热性能、均温性能以及能耗性能。结果表明:增加流量在一定程度上可以提升液冷板的散热性能,但持续增大流量不仅会增加系统能耗,而且改善效果十分受限。流道宽度从中心向两侧递减变化、流道深度减小、布置强化传热结构的设计都有利于提高液冷系统的散热和均温性能;相对于等宽(A5)流道设计,整体布置强化传热结构(S1)的流道设计可使液冷板的平均温度和最大温差分别降低8.9℃和9.06℃。本文研究成果可为电池热管理系统的结构设计提供理论指导。

关键词：车辆工程液冷板并行流道散热性能能耗强化传热结构

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二维材料理论:材之魂,料之魄

科学通报 2021年第6期66卷 533-534页

作者：张助华邹小龙南京航空航天大学纳米科学研究所机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 清华大学清华大学深圳国际研究生院和清华-伯克利深圳学院深圳盖姆石墨烯中心深圳518055

自2004年石墨烯问世以来,单个或数个原子厚度的二维材料迅速赢得了学术界的广泛关注.过去十几年里,许多"明星"二维材料陆续涌现,包括具有狄拉克色散关系的石墨烯、宽禁带的氮化硼(也称白石墨烯)、具有直接带隙和旋光选择性的二硫化钼、... 详细信息

自2004年石墨烯问世以来,单个或数个原子厚度的二维材料迅速赢得了学术界的广泛关注.过去十几年里,许多"明星"二维材料陆续涌现,包括具有狄拉克色散关系的石墨烯、宽禁带的氮化硼(也称白石墨烯)、具有直接带隙和旋光选择性的二硫化钼、具有各向异性和高载流子迁移率的黑磷、具有丰富多态性的金属性硼烯,以及一系列二维磁性与二维拓扑材料等.

关键词：二维材料石墨烯二硫化钼氮化硼金属性狄拉克各向异性色散关系

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二维材料的凝胶化及电化学储能应用

高等学校化学学报 2021年第2期42卷 380-396页

作者：邓亚茜吴志坦吕伟陶莹杨全红清华大学深圳国际研究生院深圳盖姆石墨烯研究中心深圳518055 天津大学化工学院天津300350

近年来,二维材料由于其独特的结构以及高电化学活性在储能领域中备受关注.然而在实际应用中,二维材料的“面-面”堆叠极大地限制了其性能的发挥.凝胶化作为实现纳米材料液相三维组装的重要手段,不仅可以有效减少二维材料的团聚,保留更... 详细信息

近年来,二维材料由于其独特的结构以及高电化学活性在储能领域中备受关注.然而在实际应用中,二维材料的“面-面”堆叠极大地限制了其性能的发挥.凝胶化作为实现纳米材料液相三维组装的重要手段,不仅可以有效减少二维材料的团聚,保留更多活性位点,同时形成的三维网络结构可以提供畅通的离子电子传输通道,提升材料在储能应用中的实用性.不仅如此,二维材料的凝胶化在电极材料孔结构设计以及活性物质缓冲空间定制方面具有先天优势.本文以氧化石墨烯凝胶化过程的方法和原理为基础,综合评述了石墨烯及其它几类较典型的二维材料的凝胶化机制及方法,梳理了其孔结构调控策略,并对凝胶化二维储能材料的设计以及应用进行了归纳、总结及展望.

关键词：二维材料凝胶化三维组装储能应用

不同渗透率下非信控交叉路口混合预约多车协同控制

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汽车工程 2022年第8期44卷 1144-1152页

作者：钟文沁孔伟伟李志恒于杰罗禹贡清华大学深圳国际研究生院深圳518055 清华大学车辆与运载学院北京100084 中国农业大学工学院北京100083

预约式方法是解决非信控交叉路口多车协同控制问题的经典方法。传统预约式方法通常假设路口中仅存在智能网联车辆(intelligent and connected vehicle,ICV),缺少对人类驾驶车辆(human-driven vehicle,HDV)和ICV并存情况的讨论。本文基... 详细信息

预约式方法是解决非信控交叉路口多车协同控制问题的经典方法。传统预约式方法通常假设路口中仅存在智能网联车辆(intelligent and connected vehicle,ICV),缺少对人类驾驶车辆(human-driven vehicle,HDV)和ICV并存情况的讨论。本文基于预约式方法,针对ICV与HDV混行的非信控交叉路口协同控制方法展开研究,并探究ICV渗透率变化对非信控交叉路口通行效率的影响。首先,对混合交通流下非信控交叉路口进行功能区域划分,并提出混合预约多车协同控制架构;其次,基于预约式方法制定考虑HDV驾驶行为特性的混合预约多车协同控制策略,包括ICV单元格预约策略和ICV速度控制策略;最后,基于SUMO/Python搭建非信控交叉路口混合交通联合仿真平台,以路口通过率和路段平均速度为评价指标,在ICV渗透率分别为100%、90%、60%和30%的情况下进行不同交通流量下的仿真验证。结果表明,所提出的控制策略能保证所有车辆安全通过交叉路口,且非信控路口通行效率随ICV渗透率的提高而提高。

关键词：非信控交叉路口混合交通流智能网联汽车预约式方法不同渗透率

虚拟现实暴露疗法在社交焦虑中的应用:效果、机制及展望

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心理科学 2017年第6期40卷 1504-1510页

作者：王希董蕊李思佳倪士光清华大学深圳研究生院深圳518055 清华大学心理学系北京100084 浙江财经大学工商管理学院杭州310018 清华伯克利深圳学院深圳518055

由于传统干预方法的诸多局限,虚拟现实暴露疗法(virtual reality exposure therapy,VRET)逐渐应用于对社交焦虑的干预,VRET是将虚拟现实技术与传统行为暴露治疗相结合而形成的一种新的干预方法。文章总结了VRET的三个发展阶段及其研究范... 详细信息

由于传统干预方法的诸多局限,虚拟现实暴露疗法(virtual reality exposure therapy,VRET)逐渐应用于对社交焦虑的干预,VRET是将虚拟现实技术与传统行为暴露治疗相结合而形成的一种新的干预方法。文章总结了VRET的三个发展阶段及其研究范式,述评了在VRET过程中的作用机制。未来研究可致力于设计更加自然的人机交互技术,实现技术与社交焦虑治疗的深度融合以及关注第三人称视角应用的作用及机制。

关键词：虚拟现实虚拟现实暴露疗法社交焦虑