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基于改进EfficientNet V1的可回收垃圾分类算法

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物联网技术 2024年第6期14卷 79-83页

作者：李镇宏刘心中林泽宇聂文峰马树森葛焰赵津福建工程学院生态环境与城市建设学院福建福州350118

随着城市的快速发展,居民的生活质量日渐提高,但生活垃圾数量也迅速增加,许多城市都面临着垃圾分类处理的难题。可回收垃圾占生活垃圾的比例很大,且其回收价值较高,可二次利用。针对目前人工分拣和机械分拣低效率、高成本的问题,文中提... 详细信息

随着城市的快速发展,居民的生活质量日渐提高,但生活垃圾数量也迅速增加,许多城市都面临着垃圾分类处理的难题。可回收垃圾占生活垃圾的比例很大,且其回收价值较高,可二次利用。针对目前人工分拣和机械分拣低效率、高成本的问题,文中提出了改进EfficientNet V1的可回收垃圾图像分类方法,使用通道和空间注意力模块和空间转换器模块用于改进模型,增强对特征的提取能力。实验结果表明,仅使用空间转换器模块的模型在TrashNet数据集上的准确率达到了98.88%,高于所有对比模型,而使用通道和空间注意力模块以及同时使用两种模块的模型相对于原模型来说精度有提升。在2种公共数据集Cifar100和ImageNet100上进行实验,仅使用空间转换器模块的模型仍获得了最高准确率62.78%和68.17%。利用深度学习技术,实现了可回收垃圾准确快速分类,为垃圾分类事业提供了帮助。

关键词：卷积神经网络垃圾分类深度学习注意力机制图像分类数据增强

高应变率荷载作用下钢筋与ECC的黏结滑移关系研究

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振动与冲击 2024年第1期43卷 71-82页

作者：崔双双孟瑶陈伟宏孙浩福建理工大学地下工程福建省高校重点实验室福州350118 福建理工大学土木工程学院福州350118 福州大学土木工程学院福州350116

采用水泥基复合材料(engineering cementitious composite,ECC)替代混凝土可以提高结构在偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能,但在悬链线大变形阶段钢筋与ECC间可能会出现黏结滑移破坏。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,进行了钢筋与... 详细信息

采用水泥基复合材料(engineering cementitious composite,ECC)替代混凝土可以提高结构在偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能,但在悬链线大变形阶段钢筋与ECC间可能会出现黏结滑移破坏。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,进行了钢筋与ECC的动态黏结滑移性能试验,分析了ECC强度等级、应变率、钢筋直径对极限黏结强度、刚度和滑移量的影响规律,获得了高应变率下钢筋与ECC的平均黏结滑移曲线,得到其黏结滑移破坏模式。并与静态黏结滑移试验进行对比,得到了动态黏结强度增强因子。进一步,通过钢筋开槽内贴应变片法,获得不同锚固位置的黏结应力及相对滑移的分布规律,提出黏结位置函数。最后,根据试验结果得到钢筋与ECC平均黏结滑移本构,进而乘以黏结位置函数得到考虑锚固位置影响的动态黏结滑移本构,为ECC结构构件设计及有限元分析提供试验依据和理论参考。

关键词：水泥基复合材料(engineering cementitious composite ECC) 高应变率荷载钢筋-ECC黏结滑移分离式霍普金森压杆(SHPB)试验位置函数黏结滑移本构关系

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重组竹抗弯试验及特征值确定

林业科学 2024年第7期60卷 149-157页

作者：盛叶何钰雯郭任坤何乘根郭楠福建农林大学交通与土木工程学院福州350002

[目的]通过重组竹抗弯力学性能试验和理论分析,提出重组竹抗弯强度和抗弯弹性模量特征值取值建议,拟合相关关系,为重组竹在建筑结构中的应用提供参考。[方法]参考ASTM D143-14等规范,对40个重组竹试件进行抗弯力学性能试验,结合试件的荷... 详细信息

[目的]通过重组竹抗弯力学性能试验和理论分析,提出重组竹抗弯强度和抗弯弹性模量特征值取值建议,拟合相关关系,为重组竹在建筑结构中的应用提供参考。[方法]参考ASTM D143-14等规范,对40个重组竹试件进行抗弯力学性能试验,结合试件的荷载-跨中位移关系曲线以及各阶段的破坏模态,分析其受力性能;运用统计学理论,分别采用参数法、非参数法以及相关规范计算抗弯强度和抗弯弹性模量特征值。[结果]由试件的荷载-跨中位移关系曲线可知,重组竹抗弯破坏经历3个阶段,加载初期变形与荷载呈线性关系,此时试件处于弹性阶段;随着荷载增大,试件受拉区最外侧竹纤维的拉应力达到抗拉强度发生断裂,截面刚度降低,此时试件处于弹塑性阶段;继续加载,裂缝沿试件纵向和中性轴处发展,最终试件达到极限荷载后发生破坏,试件受压区未发现明显破坏。对于抗弯强度特征值,参数法计算结果均高于非参数法,基于正态分布和对数正态分布计算的抗弯强度特征值十分接近,且均大于Weibull分布计算的特征值;对于抗弯弹性模量,参数法、非参数法以及相关规范计算的特征值较为接近。[结论]对比3种计算方法的准确度,取非参数法计算的5%分位值作为抗弯强度特征值,取参数法计算的5%分位值作为抗弯弹性模量特征值,在此基础上,提出不同抗弯弹性模量等级对应的抗弯强度建议取值。

关键词：重组竹抗弯强度抗弯弹性模量特征值

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采用改进多目标粒子群算法的斜拉桥阻尼器参数优化

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振动工程学报 2024年第6期37卷 1006-1014页

作者：许莉李煜民丁自豪刘耿耿刘康贾宏宇福州大学土木工程学院福建福州350116 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 福州大学计算机与大数据学院福建福州350116

为克服大跨度斜拉桥黏滞阻尼器优化设计效率低、多个相互制约的减震控制目标的问题难以权衡,基于遗传算法的“变异”方法,提出了改进多目标粒子群算法来进行阻尼器参数优化设计。建立大跨度斜拉桥的有限元模型,开展了全桥地震响应分析,... 详细信息

为克服大跨度斜拉桥黏滞阻尼器优化设计效率低、多个相互制约的减震控制目标的问题难以权衡,基于遗传算法的“变异”方法,提出了改进多目标粒子群算法来进行阻尼器参数优化设计。建立大跨度斜拉桥的有限元模型,开展了全桥地震响应分析,根据抗震需求在桥梁纵向设置黏滞阻尼器;分别建立了塔底弯矩、阻尼力和梁端位移的减震响应与阻尼器参数之间的响应面数学模型;以减震响应面模型为研究对象,通过该算法进行阻尼器参数全局自动寻优分析,确定了阻尼器的最优参数,并与采用参数敏感性分析方法确定的一组阻尼参数进行对比分析。研究结果表明:该优化方法具有计算精度好、优化效率高和更好地权衡多个相互制约的减震控制目标的优点;通过优化算法获得的阻尼器参数组合相比采用参数敏感性分析方法获得的阻尼参数组合的减震响应,塔底弯矩增大1.73%,阻尼力减小5.97%,梁端位移减小1.66%;在无需多次有限元试算的基础上确定了更高精度的阻尼器优化参数组合,在提高减震效果的同时大大提升了计算效率。

关键词：桥梁工程黏滞阻尼器改进粒子群算法斜拉桥响应面法多目标优化

集成IHPO-ELM的转炉终点磷含量预测研究

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钢铁研究学报 2024年第4期36卷 456-468页

作者：杨荣称李爱莲崔桂梅解韶峰内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学基建处内蒙古包头014010

转炉终点钢水磷含量的预测对控制钢材质量和降低生产成本具有重要意义。为提高转炉终点磷含量的控制精准度和减少原料消耗,提出一种在Stacking集成学习框架下融合多个改进型极限学习机(Improved Extreme Learning Machine,IELM)的转炉... 详细信息

转炉终点钢水磷含量的预测对控制钢材质量和降低生产成本具有重要意义。为提高转炉终点磷含量的控制精准度和减少原料消耗,提出一种在Stacking集成学习框架下融合多个改进型极限学习机(Improved Extreme Learning Machine,IELM)的转炉终点磷含量预测模型。首先,根据理论基础和相关性分析确定模型的输入特征;其次,针对ELM(Extreme Learning Machine,ELM)的参数选取问题,提出一种改进的猎人-猎物优化(Improved Hunter-Prey Optimization,IHPO)算法对其进行参数寻优得到IELM;最后,在Stacking集成算法框架下,融合多个IELM初级学习器,以高斯过程回归(Gaussian Process Regression,GPR)作为次级学习器,建立Stacking-IELM-GPR集成学习模型。与7种单一模型和2种Bagging同质集成算法进行对比,结果表明,所提出模型在预测精度和误差性能指标方面表现最优,且预测误差在±0.003%间的命中率为92.86%。

关键词：转炉炼钢猎人-猎物优化算法集成学习磷含量预测

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基于深度学习的太阳能电池板优化研究

工业控制计算机 2024年第2期37卷 124-125,128页

作者：曾可尧黄靖钟万涵张子俊福建工程学院电子电气与物理学院福建福州350118

太阳能电池板的缺陷检测是保障电气安全的重要措施,但目前在太阳能电池板缺陷检测上的传统研究方法都存在效率低、误检、漏检率高等问题。基于此,提出利用深度学习方法,将YOLOv5结合到太阳能电池板缺陷检测中,对其进行优化研究,首先引... 详细信息

太阳能电池板的缺陷检测是保障电气安全的重要措施,但目前在太阳能电池板缺陷检测上的传统研究方法都存在效率低、误检、漏检率高等问题。基于此,提出利用深度学习方法,将YOLOv5结合到太阳能电池板缺陷检测中,对其进行优化研究,首先引入坐标注意力机制增强目标特征,改善YOLOv5颈部网络对于特征信息的捕获程度,使整体网络能够更准确定位并识别目标区域;将C3模块改进为CoT模块,提高网络对于太阳能电池板缺陷特征附近上下文信息的充分利用,加快收敛速度。改进模型在测试集上的精确率和召回率分别达到92.7%和93.6%,平均精度均值(mAP)达到了95%,相较于原网络提升了2%,在检测速度几乎不变的前提下,达到了比以往深度学习检测方法更高的精度。

关键词：深度学习缺陷检测太阳能电池板 YOLOv5

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外加电场和B/N掺杂对锡烯带隙的影响

物理学报 2024年第8期73卷 90-96页

作者：吕永杰陈燕叶方成蔡李彬戴子杰任云鹏江苏大学机械工程学院镇江212013 江苏大学材料科学与工程学院镇江212013

锡烯具有超高载流子密度、无质量狄拉克费米子和高导热性等优良性质,并且存在能带反转现象,被认为是拓扑绝缘体,拓扑绝缘体在一定条件下可以获得无耗散电流,具有极高的应用潜力.由于锡烯在布里渊区高对称点K处的能带存在狄拉克锥,带隙为... 详细信息

锡烯具有超高载流子密度、无质量狄拉克费米子和高导热性等优良性质,并且存在能带反转现象,被认为是拓扑绝缘体,拓扑绝缘体在一定条件下可以获得无耗散电流,具有极高的应用潜力.由于锡烯在布里渊区高对称点K处的能带存在狄拉克锥,带隙为零,大大限制了锡烯在半导体领域的应用.本文采用在锡烯中掺杂B/N元素和在垂直于锡烯平面方向施加电场的方法来打开锡烯在K点处的带隙,并研究掺杂和施加电场强度对锡烯结构和电子性质的变化.研究发现施加掺杂B元素和垂直电场都能在保留锡烯拓扑性质的同时打开K点处的带隙,并且施加的垂直电场强度与K点处带隙呈正相关.在掺杂B元素的同时施加垂直电场可以增大K点处的带隙,当电场强度为0.5 V/A时,带隙达到0.092 eV.掺杂N元素后,锡烯变为间接带隙半导体,带隙为0.183 eV.施加垂直电场不能改变N元素掺杂锡烯的结构,施加的垂直电场强度与K点处带隙则呈负相关,当电场强度为0.5 V/A时,K点处带隙减小到0.153 eV.

关键词：锡烯拓扑绝缘体垂直电场掺杂

基于YOLOv8的工业环境平面积尘识别与清洁度评定

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工业控制计算机 2024年第2期37卷 117-118,121页

作者：朱婧陈鲤文刘伟涛福建工程学院电子电气与物理学院福建福州350118

针对高清洁度要求的工业场景的平面清洁缺乏积尘识别的问题,利用高效的YOLOv8算法对平面上的灰堆、灰斑、反光进行类别和数量的识别,并分配不同的权重系数加权得到清洁度指数,然后对检测区域洁净度进行等级评定。系统根据清洁度等级来... 详细信息

针对高清洁度要求的工业场景的平面清洁缺乏积尘识别的问题,利用高效的YOLOv8算法对平面上的灰堆、灰斑、反光进行类别和数量的识别,并分配不同的权重系数加权得到清洁度指数,然后对检测区域洁净度进行等级评定。系统根据清洁度等级来指挥平面清洁机器人进行清洁任务,使其高效完成清洁作业。实验结果表明:该模型在在测试集上的mAP@0.5达到80.6%,摄像头实时检测帧率可达到50~143 fps,可准确进行平面积尘识别并对检测平面进行清洁度评定。

关键词：深度学习 YOLOv8 平面积尘识别平面清洁度评定

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盾构隧道通用环管片拟合排版技术

地下空间与工程学报 2024年第05期 1648-1655页

作者：张稳军张弛起建兵牛荣健张高乐天津大学建筑工程学院广西大学土木建筑工程学院特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室华北电力大学(保定)基建处

为实现通用环排版计算步骤和结果与管片实际偏差计算在隧道坐标下的统一,以准确、高效开展基于隧道轴线的管片轴线拟合,进而优化盾构通用环管片排版技术,首先明确了隧道三维坐标系的选取方法及盾构管片空间姿态的表示方法,提出了盾构通... 详细信息

为实现通用环排版计算步骤和结果与管片实际偏差计算在隧道坐标下的统一,以准确、高效开展基于隧道轴线的管片轴线拟合,进而优化盾构通用环管片排版技术,首先明确了隧道三维坐标系的选取方法及盾构管片空间姿态的表示方法,提出了盾构通用环管片排版端面中心三维坐标的计算方法及起始环的定位方法。根据某盾构隧道工程实例,利用研发软件进行排版拟合,结果表明:该方法得到的排版结果与隧道设计轴线的拟合效果良好;将拟合得到的管片排版端面中心坐标与实际测量结果进行对比,能够得到施工偏差方向及具体数值,可为后续排版和纠偏提供定量控制指导,该研究成果还可实现管片楔形量的试算,从而优化管片设计参数,为盾构隧道的设计及建设提供技术支持。

关键词：盾构隧道通用环管片排版技术