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基于二阶共同邻节点的链路预测算法

软件工程 2024年第4期27卷 17-21页

作者：王海龙李晨璞王浩森河北建筑工程学院信息工程学院河北张家口075000 河北建筑工程学院数理系河北张家口075000

针对链路预测共同邻居算法(CN算法)预测精确度偏低且不适用于多类型网络的缺点,在CN算法的基础上,提出一种将共同邻居的概念扩展到二阶的链路预测算法,算法将待预测节点的邻节点分为3种类型,不同类型的邻居点被赋予不同的权重,建立基于... 详细信息

针对链路预测共同邻居算法(CN算法)预测精确度偏低且不适用于多类型网络的缺点,在CN算法的基础上,提出一种将共同邻居的概念扩展到二阶的链路预测算法,算法将待预测节点的邻节点分为3种类型,不同类型的邻居点被赋予不同的权重,建立基于二阶共同邻节点的链路预测算法(CN2算法)。以7个真实网络为例,通过计算分析AUC值(ROC曲线下的面积)测试算法预测精确度,将测试集数据划分为5%~50%的不同比例以测试算法的鲁棒性。综合得出CN2算法的链路预测准确性较CN算法在7个网络中平均提升9.9%左右,并且鲁棒性更优。

关键词：复杂网络链路预测共同邻居

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基于车载激光点云的路面坑槽检测方法

中国激光 2024年第5期51卷 182-195页

作者：马新江岳东杰沈月千刘如飞王旻烨俞家勇张春阳河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 青岛秀山移动测量有限公司山东青岛266590

针对基于车载激光点云的坑槽检测受道路横、纵坡度影响而导致误检和漏检等问题,提出了一种联合粗糙度与负偏态分布的路面坑槽检测方法。首先利用垂直度分割路面点云。然后,通过M估计样本一致性(MSAC)拟合局部基准平面,并计算点云的粗糙... 详细信息

针对基于车载激光点云的坑槽检测受道路横、纵坡度影响而导致误检和漏检等问题,提出了一种联合粗糙度与负偏态分布的路面坑槽检测方法。首先利用垂直度分割路面点云。然后,通过M估计样本一致性(MSAC)拟合局部基准平面,并计算点云的粗糙度;以粗糙度较小的区域作为潜在坑槽区域,并利用密度聚类和连续度实现潜在坑槽的单体化。最后,根据坑槽与邻域路面点云的粗糙度统计特征,结合负偏态分布实现坑槽区域的精确筛选,并提取坑槽的三维几何特征。采用开源数据和实测数据进行实验验证与分析。实验结果表明:实测数据路面中,坑槽检测的召回率达到89.2%,准确率达到76.7%;坑槽几何特征的提取结果与人工实地测量结果的最大相对偏差为9.4%,可为大规模的路面损坏检测提供有力支撑。

关键词：遥感车载激光点云粗糙度偏态分布路面坑槽检测

完全匹配层在矩阵式波动方程SBP-SAT方法应用

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振动与冲击 2024年第13期43卷 53-60页

作者：孙铖杨在林蒋关希曦刘泰玉广西民族大学建筑工程学院南宁530006 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150080 哈尔滨工程大学工业与信息化部先进船舶材料与力学重点实验室哈尔滨150080 南京工业大学数理科学学院南京211816

数值离散方法和截断边界效果是地震动模拟实现的关键。基于分部求和(summation-by-parts,SBP)和一致逼近(simultaneous approximation term,SAT)的SBP-SAT方法具有较高的稳定性,这使得该方法具备了较高的应用前景和价值。此外,完全匹配... 详细信息

数值离散方法和截断边界效果是地震动模拟实现的关键。基于分部求和(summation-by-parts,SBP)和一致逼近(simultaneous approximation term,SAT)的SBP-SAT方法具有较高的稳定性,这使得该方法具备了较高的应用前景和价值。此外,完全匹配层(perfect matching layer,PML)是一种应用广泛用于模拟截断边界的技术,但引入匹配层可能会破坏原始方程的稳定性,特别是在各向异性介质或曲线域模型中。首先基于数理推导,给出弹性波动方程系数矩阵的对称形式。在此基础上,引入多轴完全匹配层(multi-axis perfect matching layer,MPML),并建立相应的匹配层方程。通过本征值分析,我们可以判断阻尼函数对原方程特征根实部的走向和取值范围的影响。然后,我们采用SBP-SAT方法对矩阵对称形式匹配层方程进行离散,并在频域中采用能量法进行稳定性评估。通过对不同模型的数值仿真,表明所提出的离散框架具有整合度高、稳定性好和拓展性强等特点。此外,多轴匹配层可以与SBP-SAT方法结合,可以稳定地模拟曲线域中的波传播。

关键词：弹性波动方程对称矩阵形式高阶有限差分方法分部求和-一致逼近(SBP-SAT) 多轴完全匹配层(MPML) 稳定性

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基于演化博弈的建筑垃圾处理协同机制及仿真

中国管理科学 2024年第7期32卷 324-334页

作者：邵志国李梦笛韩传峰孟令鹏吴启迪青岛理工大学管理工程学院山东青岛266525 同济大学经济与管理学院上海200092 山东建筑大学管理工程学院山东济南250101 上海海事大学中国(上海)自贸区供应链研究院上海201306 同济大学电子与信息工程学院上海200092

随着城市化进程的不断推进,大规模建筑活动产生巨量建筑垃圾,加重了资源浪费、环境污染及市容破坏等问题。建筑垃圾的有效处理可减轻环境污染及资源短缺,促进建筑业的可持续发展。建筑垃圾处理中参与主体之间的利益均衡是实现垃圾有效... 详细信息

随着城市化进程的不断推进,大规模建筑活动产生巨量建筑垃圾,加重了资源浪费、环境污染及市容破坏等问题。建筑垃圾的有效处理可减轻环境污染及资源短缺,促进建筑业的可持续发展。建筑垃圾处理中参与主体之间的利益均衡是实现垃圾有效处理的关键所在。因此,本文在有限理性假设条件下,从利益视角出发,以提高建筑垃圾处理效率为目标,厘清施工企业、政府和公众在建筑垃圾处理中的角色和复杂利益关系。基于演化博弈理论,建立演化博弈收益矩阵与演化博弈树,构建各利益主体的复制动态方程,分析系统的演化稳定策略,利用Matlab仿真演化路径,并结合系统动力学对系统初始策略与外部变量进行仿真分析。研究结果表明,当施工企业、政府和公众积极处理的收益大于消极处理的收益或成本时,各主体趋向于积极处理;施工企业是建筑垃圾的生产者,因而政府和公众应加强协作,积极监管引导其合法处理建筑垃圾;施工企业受罚、政府补贴及公众积极参与等行为可有效促进建筑垃圾的合法处理。研究成果可为提高建筑垃圾处理效率、促进建筑企业的可持续发展提供理论参考。

关键词：建筑垃圾处理协同机制演化博弈系统动力学数值仿真

融合多源海洋大地测量数据的南海海底地形多层感知机反演

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1368-1382页

作者：周帅刘新李真祝程程袁佳佳李静静郭金运孙和平山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590 山东建筑大学测绘地理信息学院济南250101 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 地理信息工程国家重点实验室西安710054 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430077

本文融合SIO(Scripps Institution of Oceanography)发布的垂线偏差、重力异常和垂直重力梯度数据及NCEI(National Centers for Environmental Information)发布的船载测深数据,利用多层感知机神经网络(Multi-Layer Perceptron,MLP)建立南海海域(108°E—121°E,6°N—23°N)分辨率为1'×1'的海底地形模型(MLP_Depth).首先,将642716个船载测深控制点的位置信息与周围4'×4'格网点处的地球重力信息(垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度)作为输入数据,将船载测深控制点处实测水深值作为输出数据,训练MLP神经网络模型,训练结束时决定系数R2为99%,平均绝对误差MAE为39.33 m.然后,将研究区域内1'×1'格网正中心点处的输入数据输入于MLP模型中,可得格网正中心点处的预测海深值.最后,根据预测海深值建立研究区域范围内分辨率为1'×1'的MLP_Depth模型.将MLP_Depth模型预测水深与160679个检核点处实测水深对比,其差值的标准差STD(75.38 m)、平均绝对百分比误差MAPE(5.89%)与平均绝对误差MAE(42.91 m)皆优于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型与检核点实测水深差值的STD(108.88 m、113.41 m、229.67 m)、MAPE(6.11%、6.94%、18.37%)与MAE(47.33 m、52.24 m、130.08 m).同时,为了研究不同区域内利用该方法建立的海底地形模型的精度,本文在研究区域内分别建立了A、B区域的海底地形模型(MLP_Depth_A、MLP_Depth_B).经过验证得:MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度,更能反应海底地形的变化趋势.

关键词：多层感知机海底地形南海垂线偏差重力异常垂直重力梯度

我国脉冲星导航试验卫星核心载荷工作性能稳定性分析

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：闫林丽张健康周庆勇雷耀虎樊少娟安徽建筑大学数理学院西安测绘研究所地理信息工程国家重点实验室深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室

我国首颗脉冲星导航试验卫星（X-ray Pulsar Navigation Test Satellite， XPNAV-01）的核心载荷是一款结构精密的聚焦型X射线脉冲星望远镜（Focusing X-ray Pulsar Telescope， FXPT），受发射振动、空间辐射、器件寿命等因素的影响，F... 详细信息

我国首颗脉冲星导航试验卫星（X-ray Pulsar Navigation Test Satellite， XPNAV-01）的核心载荷是一款结构精密的聚焦型X射线脉冲星望远镜（Focusing X-ray Pulsar Telescope， FXPT），受发射振动、空间辐射、器件寿命等因素的影响，FXPT器件性能参数可能会发生一些细微变化，因此需要对其性能进行长期监测，为天文计时分析及导航解算提供更可靠的性能参数。为监测XPNAV-01卫星FXPT的性能变化，提出了一种光子计数率统计分布和脉冲轮廓形状特征相结合的综合分析方法，利用XPNAV-01卫星Crab脉冲星三年多的观测数据，分析了FXPT在轨工作稳定性。结果表明，FXPT获取的Crab脉冲星光子计数率的统计分布近似服从高斯分布，即使存在少量计数率异常时间段，脉冲轮廓的形状在不同时期仍呈现很高的相似度。由FXPT观测得到的计时模型能够折叠出高信噪比的脉冲轮廓，与根据Jodrell Bank天文提供的星历折叠出的脉冲轮廓相似度达到99.99%，证实了XPNAV-01卫星核心载荷FXPT在轨工作稳定。

关键词： XPNAV-01卫星 X射线脉冲星导航计时分析聚焦型X射线脉冲星望远镜稳定性分析

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超轻量级点云分类网络

计算机应用 2024年第S1期44卷 65-70页

作者：王豪洋田茂义俞家勇山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 安徽建筑大学土木工程学院合肥230601

传统深度学习网络通常具有大量参数和复杂的模型结构,需要大量的计算和存储资源,这给资源受限的应用场景如移动设备和嵌入式系统带来一定的限制。为使点云分类任务更好地应用于资源受限的场景,在保证分类精度的基础上,使用更少的网络层... 详细信息

传统深度学习网络通常具有大量参数和复杂的模型结构,需要大量的计算和存储资源,这给资源受限的应用场景如移动设备和嵌入式系统带来一定的限制。为使点云分类任务更好地应用于资源受限的场景,在保证分类精度的基础上,使用更少的网络层数与神经元个数降低网络的参数量,提出超轻量级点云分类网络—SuperLightPointNet。SuperLightPointNet由2个轻量级旋转对齐网络、3个卷积层、1个池化层和1个全连接层组成,总参数量仅有44337。在ModelNet40与ModelNet10数据集上的实验结果表明,SuperLightPointNet的整体精度(OA)分别为89.04%和92.72%,虽然比传统的PointNet低0.16和0.36个百分点,但参数量降低了98.73%,运算时间缩短了47.50%。与轻量级网络lightNet、lightPointNet相比,SuperLightPointNet与它们精度相当且参数量更少、更轻量化。可见SuperLightPointNet具有良好的分类性能。

关键词：点云分类神经网络超轻量级 PointNet 移动端

基于人工神经网络的RC框架结构地震响应预测方法

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地震研究 2024年第1期47卷 123-134页

作者：赵煜东许卫晓于德湖邱玲玲陈阵隆邱玉胜青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 青岛中建联合集团有限公司山东青岛266100 青岛市博物馆山东青岛266061

为了实现钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架结构地震响应的快速预测,提出了一种基于人工神经网络的RC框架结构地震响应预测方法,设计低层、多层和小高层共3个典型RC框架结构作为研究对象,以四川雅安地区为目标场地,基于条件均值... 详细信息

为了实现钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架结构地震响应的快速预测,提出了一种基于人工神经网络的RC框架结构地震响应预测方法,设计低层、多层和小高层共3个典型RC框架结构作为研究对象,以四川雅安地区为目标场地,基于条件均值谱选取地震动记录作为输入并进行弹塑性时程分析,所得样本数据用于训练人工神经网络。以地震动强度信息和结构信息为输入预测结构响应,同时对模型进行参数敏感性分析。结果表明:建立的人工神经网络模型具有较好的泛化性能,平均谱加速度具有最高的平均影响值,提出的方法为快速预测RC框架结构地震响应提供了方法借鉴。

关键词： RC框架结构人工神经网络地震响应参数敏感性分析

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可重构智能表面辅助的通信信号处理技术

信号处理 2024年第6期40卷 993-1006页

作者：张海霞马晓燕山东大学控制科学与工程学院山东济南250061 山东大学信息科学与工程学院山东青岛266237 山东省无线通信技术重点实验室山东济南250061

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)通过在平面上集成大量低成本无源反射元件,实现对无线传输环境的智能配置,从而显著提高无线通信网络的性能。具体来讲,RIS上的不同反射元件可以通过控制振幅和/或相位来独立反... 详细信息

可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)通过在平面上集成大量低成本无源反射元件,实现对无线传输环境的智能配置,从而显著提高无线通信网络的性能。具体来讲,RIS上的不同反射元件可以通过控制振幅和/或相位来独立反射入射信号,从而协同实现三维波束赋形,实现信号的增强或减弱。与其他类似技术形成鲜明对比的是,RIS通过高度可控地智能信号反射主动修正无线传输信道,来增强期望信号功率,或减小信道干扰,为进一步提升无线通信网络的性能提供了全新优化自由度。此外,RIS重量轻、体积小,很容易在墙壁、天花板、建筑物表面等实现安装、移除,具有可重复利用性;RIS的硬件结构通常比小型有源基站和中继简单,因此易于进行低成本快速部署。最后,RIS是一种补充设备,将其部署在现有无线系统中不需要更改相应标准和硬件,仅需对通信协议进行必要修改。基于以上优势,RIS引起了广泛关注,工业界、学术界对其开展了大量研究工作,包括传输协议设计、系统容量分析、能量/频谱效率分析、物理层安全、调制/编码方案设计等。尽管优点众多,但实现RIS与现有无线通信系统的完美融合,依然面临诸多挑战。首先,在RIS辅助的无线通信系统中,基站和RIS的主被动联合优化波束赋形是保证系统性能的基础。RIS由于结构特殊,无法对入射信号进行处理,只能被动的反射入射信号,此外,RIS反射元件数量巨大,导致发射机主动波束成形和RIS被动反射设计的联合优化非常复杂、耗时。因此,RIS辅助的无线通信系统设计面临两大亟需解决的关键问题:(1)如何设计低复杂度优化方法以实现基站和RIS主被动波束赋形的联合设计;(2)在RIS辅助的无线通信系统中,如何设计合理的协作传输方案,以实现系统性能的最优化。本文针对以上问题,着重探讨了RIS辅助的无线通信系统低复杂度信号处理技术,从单RIS辅助无线通信场景扩展到多RIS辅助协作通信场景,探讨适合大规模RIS辅助系统的低复杂度设计方法,推动RIS在实际场景中的部署应用。

关键词：可重构智能表面主被动联合波束赋形低复杂度

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