面向自组织人群的建筑安全评估算法

为了解决室内建筑节点不合理与人群逃生路线选择困难的问题,提出面向自组织人群的建筑安全评估算法.基于IndoorGML建立室内空间的水平平面结构和垂直层级结构,形成拓扑空间中的节点关联图,以表示多层建筑物的空间结构.通过对单元空间的风险、通行率的定义,设计基于A^(*)算法的安全疏散路线选择算法.通过分析逃生路线的选择人数、单条逃生路线上节点的最高风险、单条逃生路线的平均逃生时间,找出室内建筑不合理节点并提出优化方案.构建模拟场景进行仿真实验,对比不同路线选择方法的结果,分析并验证所提评估算法的有效性.结果表明,所提出的方法能够找出建筑拥堵的主要因素及其对疏散的影响程度,有助于在建筑设计阶段开展科学的建筑安全评估.

聚焦计算思维的算法分析与设计课程教学改革

针对学生不能灵活运用算法解决实际问题等教学现状,提出基于计算思维培养的算法分析与设计教学改革思想,从教学内容设计、计算资源开发、计算思维全方位训练3个方面介绍具体教改措施,阐述课程思政和专业课程同向育人的策略,最后通过课程考核、EOJ在线编程实践、调查问卷和参加编程竞赛成绩反馈说明教改效果。

多教师对比知识反演的无数据模型压缩方法

知识蒸馏是用于压缩深度神经网络的一种有效方法,但是由于用户数据隐私保护、数据机密性或传输的限制,很多时候人们无法获取到原始数据。现有的无数据知识蒸馏方法仅使用单教师模型进行有偏特征统计,生成的数据和原始数据相比存在着多样性和泛化性差问题,从而导致压缩后模型的准确率不高。为了解决此类问题,提出了一种多教师对比知识反演的无数据模型压缩方法(MTCKI),该方法从多个可用的教师模型中提取知识并将其融合到学生模型中,以消除模型有偏统计带来的偏差,增强了合成图片的泛化性。为提升合成的图像多样性,采用对比学习的策略将当前批次生成的图像与历史的图像进行对比,迫使生成器合成与历史不相似的图片。同时,提出多教师-学生对比的策略,进一步提升学生网络的表征能力。实验表明,该方法不仅能生成视觉上令人满意的图像,而且在多个指标上优于现有的方法。生成的合成图像更接近原始数据集的分布,而且只需要一次生成的图片数据集就能泛化用于不同模型训练。

基于Unity3D的能源站交互展示技术研究

本文以Unity3D为渲染引擎,构建一个基于Web的能源站交互展示系统,研究其中的交互、场景渲染和数据驱动的可视分析等关键技术。利用state模式,设计实现了五个视图层的低耦合交互虚拟展示逻辑框架。从事件响应机制和按需触发,实现了简洁友好的用户交互机制。利用Unity3D为渲染引擎,实现了能源站场景的高质量可视化,包括动态材质变化、水管流水动画、建模和烘培。利用json数据库中转实现夕产部数据访问功能,进而实现实时数据的动态图表展示。系统的应用实施表明上述虚拟交互设计极大地增强了场景真实感和用户体验性。

基于VR火灾逃生游戏的应急行为评估系统

在突发事件场景中,个体的行为和心理具有较强的复杂性和动态性,是真实感群体行为模拟所面临的一大挑战。将虚拟现实和游戏技术相结合,设计了虚拟现实火灾逃生游戏VRFEG(Virtual Reality Fire Escape Game),并对用户的应急行为进行有效的评估分析。VRFEG主要由交互式情节设计、架构设计、数据采集和行为分析等四个模块组成。实验表明,VRFEG系统具有直观、易用等特点,能让人们在感受游戏刺激的同时学习到一些应急逃生的技能,也为获取人们在突发状况下的部分行为数据提供了一个有效和有趣的通道。

面向移动设备的矢量图形绘制技术

在绘制资源受限的移动设备上研究了OpenVG标准中路径的绘制算法.该算法包括几何处理阶段的填充/描边算法、基于活性边的光栅化以及基于位图的缓冲区显示,实现了矢量图形的跨平台绘制.提出了基于曲率的曲线非均匀细分法,通过基于拐点的曲线预处理、求取曲率较大的区间和各区间均匀细分3个步骤,减少了曲线细分和光栅化的计算量,而且生成曲线的光滑程度更高.老虎头和贺卡实例验证了绘制算法在移动设备上的可行性,非均匀细分法的绘制时间更短.

虚拟健身网络游戏集成同步技术

分布式虚拟现实技术应用于游戏领域,并和体育锻炼结合产生了虚拟健身网络游戏,其同步性问题影响这类游戏的可玩性.总结了影响同步性的因素,将同步算法分为保守和乐观两大类.利用人眼的视觉特征,通过变更对象的运动速度提出自适应同步算法,以提高同步性和响应性;从补偿网络延迟和减少带宽需求的角度,在服务器端和客户端分别采用兴趣管理和动态用户列表技术.实验结果表明了这种集成同步技术的可行性.

基于GIS的网上世博场馆导航系统

网上世博场馆导航系统能够引导游客流向,提高世博会的服务水平。将GIS和虚拟现实技术相结合实现了网上世博场馆虚拟导航系统,系统具备场馆漫游和查询、路线推荐和定制以及流量估计等功能。系统建立了ArcGIS数据库模型,实现了基于FNR树时空数据索引和智能导航组合算法,并利用经验导航路线设计符合用户期望的最佳导航路线。系统能够提供直观、可视、可交互的导航服务。

基于rs-fMRI数据的脑功能网络构建与分析

从脑网络的角度研究大脑功能脑区之间的连接关系,对于理解大脑的工作方式乃至探究精神疾病的病理机制具有重要意义。本文基于静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)数据,计算264个脑区间的相关性,提出了3个合理的假设来确定相关系数阈值,构建出相应的脑功能网络。通过计算网络的聚类系数和平均最短路径长度等属性,结果表明脑功能网络具有小世界特性。针对脑区节点数大于信号时间序列长度情况下的偏相关计算,提出了一种矩阵变换法,获得脑区间的偏相关系数,能够消除其他节点的间接影响。最后在标准脑图上实现了脑功能网络连接关系的可视化。实验证明本文的构建和分析算法是可行的,为脑功能网络分析提供了有益的探索。

移动设备上基于Wang tiles的双向纹理合成算法

为了在移动设备上实现纹理合成,首先在总结了PC平台上纹理合成技术特点的基础上,指出基于Wangtiles的纹理合成适合在资源受限的移动平台上实现;然后通过深入分析Cohen随机贴片算法中的不足,提出了改进的基于Wang tiles的双向纹理合成新算法,即包括样本纹理子图的选取、片填充和基于双向扫描的贴片算法。该算法不仅扩大了最佳切割线的搜索范围和增加了贴片的随机性,同时也减少了计算和存储需求。实验结果表明,该算法不仅能够运行在移动设备上,而且与随机贴片算法相比,还提高了非周期性视觉效果。

基于动态规划的实时立体匹配算法

立体匹配通过计算和标识匹配图像的视差图来获得图像的深度信息,一般计算量大,无法满足实时性要求。本文聚焦立体匹配的匹配代价聚集和视差计算环节,在动态规划方法的基础上,提出了一种实时的立体匹配算法。根据连续性约束,提出了基于自适应形状窗口的快速匹配代价聚集算法,加速了臂长和匹配代价聚集的计算效率;利用边缘检测技术获得图像边界信息,修改动态规划的转移方程,使得边界像素可以在整个视差空间中选择视差值,降低边界处匹配视差的误匹配率。实验结果表明:通过结合上述两个步骤的改进算法,可以获得满足实时性要求、高质量的匹配视差图,整体的匹配准确率较高。

多学科交叉课程软件知识产权管理的教学实践

软件知识产权管理的教学能满足社会对多方位复合型人才的需求。分析该课程的多学科交叉特点和教学现状,确定教学目标和策略,提出以现代教学理论为基础,在课程的教学实践中,通过设立清晰教学目标、形成全面教学观、鼓励深层学习法、创设模拟学习环境、组织案例教学和重视学习效果评估等手段,达到培养"厚基础、宽口径、重实践"的交叉人才的目标。

基于传染病机制的突发事件下群体情绪感染模型

突发事件往往伴随着大量的人员伤亡,实践表明群体恐慌情绪的产生和蔓延是上述伤亡的一个重要致因。基于SIRS传染病模型,提出了一个改进的群体情绪感染模型E-SIRS,建立恐慌传播过程中的状态转移关系及其定量表达函数。利用Lyapunov理论计算该自组织环境下群体情绪感染的平衡稳定点;利用NetLogo动态模拟了突发事件下群体情绪感染的人数变化趋势。实验结果表明,E-SIRS能较全面地刻画恐慌人群情绪的动态变化,有助于进一步的应急决策。

VR+药效团:一种交互可视的虚拟筛选系统

基于药效团的虚拟筛选技术比传统筛选技术具有更高的准确率、更快的计算速度和更低的研究成本.但分子的微观性和结构复杂性对用户的空间感知和数据分析能力提出了挑战.本文将虚拟现实和药效团计算技术相结合,基于Unity3D引擎和HTC Vive设备,设计实现了一个交互可视的虚拟筛选系统,主要功能包括分子解析和绘制、药效团计算、基于HTC Vive的可视交互.实验表明,本文提出的交互可视虚拟筛选系统能够为药效团的设计分析带来新的视角,增强药物设计研究者的交互体验.

益生乳酸杆菌抑制大肠杆菌的研究

本试验在分离选育出一批抗逆性较强的乳酸杆菌之后 ,测定了从胃粘膜分离筛选出的三株乳酸杆菌的乳酸产量、乳酸杆菌前期代谢产物的抑菌作用和乳酸杆菌及其代谢产物的协同抑菌作用。结果表明 ,乳酸杆菌代谢产物中乳酸不是唯一起抑菌或灭菌作用的代谢物。乳酸杆菌代谢产物对不同血清型大肠杆菌的抑制效果和乳酸杆菌及其代谢产物联合对大肠杆菌的抑菌作用相似 ,即抑制或杀灭大肠杆菌K88和K99较强 ,而对 987P的抑制作用较弱。同时 ,乳酸杆菌的菌体及其代谢产物对大肠杆菌具有一定的协同抑制作用。

移动设备图形技术的研究进展

移动设备图形技术是嵌入式系统、计算机图形学和移动通信等学科交叉后形成的新研究方向.对移动设备图形技术研究的特点进行了总结,将研究内容划分为平台、绘制和网络3个层次,并归纳了移动设备图形研究的关键技术;然后分层次介绍了该技术的国内外研究现状,展示了移动设备图形的典型应用,并分析了其中的主要技术;最后对该技术进行总结和展望,指出了目前研究中存在的问题和未来的研究方向.

高分辨率图像特征提取和VG重构技术研究

高分辨光栅图像的存储和实时传输是当今图形图像研究的一个热点。通过将高分辨率数字图像矢量化,显著降低图像存储所需的空间和图像传输的带宽要求,提高网络环境下图像信息传输的完整性和绘制的实时性。首先对采集得到的图像数据进行预处理,然后基于改进的LoG(Laplace of Gauss)算子提取其中的边缘信息。接着根据边缘信息,利用Delaunay对图像进行三角化,并提取三角区域的颜色信息。最后,将三角化后的数据和相应的颜色信息保存为XML格式,形成SVG文件来实现网络环境中的传输和重绘。实验结果表明,利用其使用的方法可以实现高分辨图像在不同客户端下的实时显示。

一种基于DirectCompute加速的实时流体仿真框架

针对流体仿真中流体粒子规模增大导致的仿真效率较低和较复杂固液边界处理耗时较长的问题,提出了一种基于DirectCompute加速的实时流体仿真框架,仿真中采用一种基于网格的局部碰撞检测方法来加快搜索固流边界,使用DirectCompute技术将流体计算、碰撞检测和流体表面重构部分放入GPU(Graphics Processing Unit)中并行计算来加速SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)流体仿真,并利用其特性优化了SPH流体仿真的存储结构,节省了存储空间。实验结果证明,该框架有效提高了带有较复杂静态场景的流体仿真速度,并能展现出流体水花细节。

基于ArcGIS的燃气行业信息管理系统

分析现代燃气行业的具体应用需求,利用ArcGIS平台开发燃气行业信息管理系统(GasGIS),实现按站点类型/选定区域/道路位置/排管时间(组合)查询、统一地图服务、三维空间分析、抢险调度决策、地图数据的转换和导入导出等功能。实验结果表明,空间数据的可视化效果能够满足系统用户的需求。

基于ADMM的分布式有序充电调度算法

随着电动汽车数量不断增加,大量电动汽车的无序充电行为会导致电网过载和电池寿命损耗。虽然当前已有很多研究关注电动汽车的有序充电行为,但如何在大规模有序充电过程中实现最大化车主便捷性同时减少电池寿命损耗尚未被研究。研究关注充电便捷性和减少电池损坏的充电服务调度优化对充电站充电服务质量和用户满意度提升具有重要意义。笔者提出一个实时充电服务调度策略来协调大量电动汽车的充电行为,以实现最大化车主便捷性同时降低电池损耗。为减少充电过程中信息直接交换造成隐私泄露,同时降低算法计算复杂度,基于交替方向多乘子(ADMM,alternating direction method of multipliers)的分布式算法被提出。大量实验表明所提算法比已有算法有显著提升,能减少33.0%的电池寿命损耗和18.3%的电费支出。