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基于改进的图卷积网络算法的孔间地层界线预测分析

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上海交通大学学报 2024年

作者：仇雅诗刘洪池曹化锦冯国辉杨开放徐长节浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心香港理工大学土木及环境工程学系中铁第四勘察设计院集团有限公司浙大城市学院工程学院华东交通大学江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室江西省地下空间技术开发工程研究中心

将图卷积网络算法应用于地层界面预测，并对图卷积网络进行了改进，提出了一种改进的图卷积网络算法，使其能够仅通过场地内不等距且稀疏的钻孔来预测场地的孔间地层界线，并提出了边界准确率来更好的判断预测的地层界线的准确性。将本... 详细信息

将图卷积网络算法应用于地层界面预测，并对图卷积网络进行了改进，提出了一种改进的图卷积网络算法，使其能够仅通过场地内不等距且稀疏的钻孔来预测场地的孔间地层界线，并提出了边界准确率来更好的判断预测的地层界线的准确性。将本方法应用于实际地质剖面案例中，并与现有的马尔可夫随机场方法和IC-XGBoost方法进行比较，结果表明，本方法在全局准确率和边界准确率上均有所提高，说明该方法能较为准确的预测孔间地层界线。将该方法实际应用于杭州某基坑的孔间地层界面预测，其中验证钻孔的准确率均高于0.8。讨论了钻孔间距大小和间距是否相等对预测结果的影响，结果表明钻孔间距越小，预测出的地质剖面边界越准确，但钻孔间距的缩小和预测准确率的提高并不是简单的线性关系，预测准确率的提高取决于增加的钻孔提供的土层空间信息；当钻孔数量相同时，钻孔不等间距对结果的影响取决于钻孔的位置所提供的土层空间信息，钻孔提供的土层空间信息越多，预测越准确。

关键词：图卷积神经网络稀疏钻孔非等间距地层界面边界准确率

基于“三查”体系的丹巴县滑坡隐患早期识别与监测

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 734-746页

作者：付豪李为乐陆会燕许强董秀军郭晨谢毅王栋刘刚马志刚成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院四川成都610081 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

针对高位隐蔽性滑坡隐患传统地面调查手段难以识别的问题,笔者所在团队提出了天-空-地协同的滑坡隐患识别与监测“三查”体系,并已在全国范围进行工程化应用,取得了较好的成效,但相关工作的学术报道较少。以滑坡灾害频发的大渡河流域丹... 详细信息

针对高位隐蔽性滑坡隐患传统地面调查手段难以识别的问题,笔者所在团队提出了天-空-地协同的滑坡隐患识别与监测“三查”体系,并已在全国范围进行工程化应用,取得了较好的成效,但相关工作的学术报道较少。以滑坡灾害频发的大渡河流域丹巴县段为研究区,开展基于“三查”体系的滑坡隐患识别与监测具体实践。首先利用干涉图堆叠技术(stacking-interferometric synthetic aperture radar,Stacking-InSAR)和小基线集InSAR(small baseline subsets-InSAR,SBAS-InSAR)两种InSAR技术结合高分辨率光学遥感实现整个实验区活动滑坡隐患的广域普查,并对比分析Stacking-InSAR和SBAS-InSAR的识别结果;随后利用机载激光雷达测量技术和无人机航空摄影测量技术对丹巴县城周边高风险区段滑坡隐患进行详查,进一步通过现场调查实现重大滑坡隐患的核查,最后利用SBAS-InSAR技术对典型滑坡隐患形变进行监测分析。协同利用天-空-地观测手段在研究区共探测到滑坡隐患41处,主要为大型古老滑坡堆积体在长期重力作用、河流冲刷和人类工程活动等因素扰动下产生的局部复活,大部分滑坡隐患形变演化趋势与季节性降雨有较好的相关性。

关键词：滑坡隐患识别与监测 “三查”体系合成孔径雷达干涉测量机载激光雷达测量丹巴县

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一种高分辨率影像道路中心线提取算法

中国矿业大学学报 2013年第5期42卷 887-892,898页

作者：苗则朗史文中张华中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 武汉大学-香港理工大学空间信息联合实验室香港九龙999077

针对传统道路提取算法欠缺几何特征的考虑以及中心线提取不光滑的问题,提出一种基于形状特征和多元自适应样条回归(MARS)的遥感影像道路中心线提取算法.算法首先改进了传统的长宽比指数,然后利用该指数对遥感影像分割结果进行滤波,提取... 详细信息

针对传统道路提取算法欠缺几何特征的考虑以及中心线提取不光滑的问题,提出一种基于形状特征和多元自适应样条回归(MARS)的遥感影像道路中心线提取算法.算法首先改进了传统的长宽比指数,然后利用该指数对遥感影像分割结果进行滤波,提取线性特征;在此基础上,结合光谱特征从线性特征中提取纯净道路段,最后利用多元自适应样条回归算法提取道路中心线.采用Matlab语言编程实现道路提取算法,并采用3幅高分辨率遥感影像对算法进行了验证.试验结果表明:改进后的长宽比指数可以有效地提取线性特征;同时,相比于传统的道路中心线提取算法,利用多元自适应样条回归算法提取的中心线更加光滑.

关键词：形状特征多元自适应样条高分辨率影像道路中心线提取

基于45°倾斜光纤光栅的光纤激光频率梳(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 99-108页

作者：黄梓楠黄千千田昊晨闫志君邹萌孙敬华顾澄琳王开徐子硕李卫淅戴礼龙梁新栋牟成博上海大学特种光纤与光接入网重点实验室上海先进通信与数据科学研究院特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444 中国计量科学研究院北京100029 华中科技大学光学与电子信息学院下一代互联网接入系统国家工程实验室湖北武汉430074 东莞理工学院电信工程与智能化学院广东东莞523808 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200062 浙江省引力波精密测量重点实验室国科大杭州高等研究院浙江杭州310024

利用45°倾斜光纤光栅(45°-TFG)作为光纤型起偏器,搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器,并以此为基础实现了重复频率f_(rep)和载波包络偏移频率f_(ceo)的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时,基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实... 详细信息

利用45°倾斜光纤光栅(45°-TFG)作为光纤型起偏器,搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器,并以此为基础实现了重复频率f_(rep)和载波包络偏移频率f_(ceo)的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时,基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实现3 dB光谱带宽为60.4 nm、脉冲宽度为68 fs的超短脉冲输出,在12 h内功率的均方根稳定性达到0.033%,且在较大的泵浦范围内均能维持较好的展宽锁模状态。经过自主搭建的非线性脉冲放大、超连续谱产生以及f-2f自参考拍频干涉光路,获得了信噪比为32 dB的f_(ceo)信号。最后通过搭建基于锁相环的主动反馈控制电路,将f_(rep)和f_(ceo)信号溯源至一台GPS时频系统,最终测得f_(rep)和f_(ceo)信号归一化后在1 s门时间内频率稳定度为2.38×10^(-12)和6.41×10^(-16)。这是首次实现基于45°-TFG的光纤激光频率梳,表明了基于45°-TFG的锁模光纤激光器在实际应用中的潜力。

关键词：锁模光纤激光器光纤光栅非线性偏振旋转光纤激光频率梳

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高超声速飞行器发汗冷却系统自抗扰控制研究

基于轨迹预测的安全强化学习自动变道决策方法

现代防御技术 2024年第2期52卷 33-41页

作者：易鑫王春彦董伟张鹏宇黎晓健王佳楠邓方北京理工大学宇航学院北京 100081 北京理工大学宇航学院北京 100081 北京理工大学前沿技术研究院山东济南 250300 北京理工大学自主智能无人系统全国重点实验室北京 100081 北京临近空间飞行器系统工程研究所北京 100076 武汉高德红外股份有限公司湖北武汉 430205 北京理工大学自主智能无人系统全国重点实验室北京 100081 北京理工大学重庆创新中心重庆 401120

针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真.该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数... 详细信息

针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真.该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数据中提取干扰信息并进行补偿,实现对热流干扰的抑制.仿真结果表明,针对发汗冷却系统设计的自抗扰控制器,能够实现对参考温度的快速跟踪;且相较于传统的PID控制,温度响应没有超调;在有外界热流干扰时,具有较强的鲁棒性和适应性,可以为发汗冷却控制系统的工程应用提供一定参考.

关键词：高超声速飞行器发汗冷却温度控制自抗扰控制鲁棒性抗干扰

来源：博看期刊评论

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计算机应用 2024年第9期44卷 2958-2963页

作者：肖海林黄天义代秋香张跃军张中山湖北大学计算机与信息工程学院武汉430062 宁波大学信息工程与科学学院浙江宁波315000 北京理工大学信息与电子学院北京100081

深度强化学习在自动变道决策问题中由于它的试错学习的特性,易在训练过程中导致不安全的行为。为此,提出一种基于轨迹预测的安全强化学习自动变道决策方法。首先,通过最大似然估计的概率建模并预测车辆的未来行驶轨迹;其次,利用得到的... 详细信息

深度强化学习在自动变道决策问题中由于它的试错学习的特性,易在训练过程中导致不安全的行为。为此,提出一种基于轨迹预测的安全强化学习自动变道决策方法。首先,通过最大似然估计的概率建模并预测车辆的未来行驶轨迹;其次,利用得到的预测轨迹和安全距离指标进行驾驶风险评估,并且根据驾驶风险评估结果进行安全动作约束,将动作空间裁剪为安全动作空间,指导智能车辆避免危险动作。在仿真平台的高速公路场景中,将所提方法与深度Q网络(DQN)及其改进方法进行测试比较。实验结果表明,在智能车辆训练过程中,所提方法在保证快速收敛的同时,使碰撞发生的次数相较于对比方法降低了47%~57%,有效提高了训练过程中的安全性。

关键词：安全强化学习自动变道决策轨迹预测风险评估动作空间裁剪

基于SBAS-InSAR的黄河干流军功古滑坡形变分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1407-1421页

作者：陈宝林李为乐陆会燕付豪周胜森黄维成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059 西安测绘总站陕西西安710054 滑坡灾害风险预警与防控应急管理部重点实验室四川成都610059 四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院四川成都610081 61287部队四川成都610036

2019-09-20,中国青海省玛沁县拉加镇军功古滑坡发生局部失稳,导致公路交通中断,严重威胁当地居民生命财产安全,亟需查明古滑坡的形变区和形变规律,为防治工程设计和监测预警提供参考。首先利用高分辨率卫星影像和数字高程模型数据并结... 详细信息

2019-09-20,中国青海省玛沁县拉加镇军功古滑坡发生局部失稳,导致公路交通中断,严重威胁当地居民生命财产安全,亟需查明古滑坡的形变区和形变规律,为防治工程设计和监测预警提供参考。首先利用高分辨率卫星影像和数字高程模型数据并结合现场调查,基于滑坡形态特征和形变迹象对古滑坡进行分区;然后利用2017-01-2020-12的Sentinel-1雷达卫星降轨数据,基于小基线集合成孔径雷达干涉测量技术(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)对古滑坡的地表形变特征和形变规律进行分析。基于滑坡形态特征和变形迹象,将古滑坡分为4个次级滑坡区,SBAS-InSAR形变结果显示古滑坡整体处于持续的缓慢蠕滑状态。滑坡强变形区主要位于公路开挖段,人类活动对古滑坡稳定性扰动较大,滑坡强变形区形变速率与降雨具有较好的响应关系。虽然古滑坡局部已进行了抗滑桩等工程治理,但由于古滑坡存在多级滑面,已有抗滑桩深度不够,虽发挥了一定的抗滑作用,但未起到完全阻止滑坡整体蠕滑变形的作用,建议后续治理工程应利用钻探等勘察技术手段查明多级滑面深度后进行设计施工,并在强形变区安装裂缝计等现场实时监测预警设备,结合雷达卫星InSAR中长期监测,实现对该滑坡点、面结合的监测预警。

关键词：军功滑坡古滑坡复活滑坡分区形变规律小基线集合成孔径雷达干涉测量

基于扩展空间森林算子和自适应卡尔曼滤波的轴承剩余使用寿命预测

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机电工程 2024年

作者：张溧栗温志鹏曹菁菁韩鹏赵强伟曹小华华电重工股份有限公司武汉理工大学交通与物流工程学院

针对传统单一轴承退化指标所含信息不足，有限数据样本条件下轴承剩余寿命（RUL）难以预测等问题，提出了一种基于扩展空间森林算子和自适应卡尔曼滤波轴承剩余使用寿命（ESF-AKF）的预测方法。首先，提取了原始轴承振动数据的均方根值... 详细信息

针对传统单一轴承退化指标所含信息不足，有限数据样本条件下轴承剩余寿命（RUL）难以预测等问题，提出了一种基于扩展空间森林算子和自适应卡尔曼滤波轴承剩余使用寿命（ESF-AKF）的预测方法。首先，提取了原始轴承振动数据的均方根值和整流平均值两个退化指标；然后，根据扩展空间森林算子对两个退化指标进行了特征扩展，提出了新的动态退化评估准则，选择了两个新的退化指标融合构建综合轴承退化指标；接着，设计了自适应卡尔曼滤波预测模型以估计维纳过程的未知参数，即引入自适应因子代入先验误差协方差矩阵，实时调整了滤波的卡尔曼增益；最后，采用IEEE PHM2012公开数据集进行了轴承剩余寿命预测验证。实验结果表明：与两个传统退化指标相比，基于提出的综合轴承退化指标的预测结果平均误差分别降低了5.69%和21.10%；与卡尔曼滤波和粒子滤波相比，基于自适应卡尔曼滤波的平均误差分别降低了45.41%和10.92%；与其他模型相比，平均均方根误差、平均绝对误差分别降低了48.56%、29.11%。实验结果验证了所提轴承使用寿命预测方法的准确性和有效性。

关键词：滚动轴承剩余使用寿命扩展空间森林维纳过程卡尔曼滤波预测与健康管理

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基于数字孪生的注塑模具监控系统研究

机床与液压 2024年第16期52卷 13-20页

作者：朱姚郭巍刘小锐孟正华郑子铖武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 广汽本田汽车研究开发有限公司广东广州510000

针对当前注塑模具监控系统数智化程度低、模具状态监控过程中虚实空间融合缺失等问题,提出一种基于数字孪生的注塑模具可视化监控方法。从几何、物理、行为、知识4个维度构建注塑模具的多维融合模型,实现模具虚实空间的信息映射。在此... 详细信息

针对当前注塑模具监控系统数智化程度低、模具状态监控过程中虚实空间融合缺失等问题,提出一种基于数字孪生的注塑模具可视化监控方法。从几何、物理、行为、知识4个维度构建注塑模具的多维融合模型,实现模具虚实空间的信息映射。在此基础上,依托Unity3D引擎设计开发注塑模具的数字孪生监控系统,最后以某汽车用注塑模具为例进行验证。阐述了数字孪生系统的孪生模型、实时监测、数据分析功能,验证了所提方法的有效性及合理性。

关键词：注塑模具数字孪生多维融合模型监控系统