基于自注意力和门控循环神经网络的雷达回波外推算法研究

为提升现有神经网络对雷达回波序列的时、空特征提取能力,建立外推性能更优的时、空序列预测模型,开展雷达回波外推算法改进研究。基于深圳市气象局与中国香港天文台共同建立的雷达回波数据集,在数据处理层面,通过改进对雷达回波图像序列归一化的方法,提升了常用的5种时、空序列预测模型对强回波的预测水平;在模型算法层面,将两个联立的自注意力结构引入ST-LSTM结构,组成新的循环门控单元,并将这些循环门控单元进行堆叠,建立ST-SARNN模型。选用CSI和POD作为精度评价指标,进行模型对比分析得到:(1)改进的归一化方法提升了近几年内常用的5种时、空序列预测模型对强回波的预测水平。(2)加入自注意力的ST-SARNN模型对雷达回波的预测性能显著优于ConvLSTM、PredRNN和MIM等模型。改进的归一化方法能改变样本数据分布,并在一定程度上提升模型外推性能;自注意力结构能够有效挖掘雷达回波序列的时、空特征,进而改进神经网络的外推表现。

无级转向履带车辆驾驶员转向操控行为建模与预测

基于现役有人驾驶履带车辆进行无人化改造是无人履带车辆研制的有效技术途径之一。为实现某现役履带车辆无人化线控技术改造,设计车辆数据采集系统,以实现车辆状态数据与驾驶员操控数据的同步采集。依据人类驾驶员的操控数据,基于高斯混合模型对驾驶员转向操控行为进行聚类分析,并建立转向操控行为概率模型。基于不同转向类别,以车辆行驶速度和航向角偏差为模型输入,以静液马达摆臂转角为转向操控量预测真值,对驾驶员转向操控预测模型进行训练,实现对驾驶员转向操控行为准确预测,并在真实越野场景下进行验证。试验结果表明,所提转向操控预测模型可以准确地预测驾驶员转向操控。

面向专网的信息能源协同关键技术研究

随着双碳战略的落地,移动网络方案不仅要实现依据业务变化的特点进行网络方案的制定与优化,也需要结合能耗与业务需求多种目标,进行精准规划及优化,从而在提升网络建设投资精准度的同时实现绿色低碳网络,因此提出了一种基于NP-MAPPO算法的端网协同优化方案,通过同时降低组网环境中基站及终端的能耗实现绿色组网方案,根据得到的奖励值收敛曲线,所提算法相较于IPPO及MADDPG能探索到更高的奖励值,相较于MAPPO能更快地达到收敛。

超声速喷管起动过程激波结构演化特征

通过改变进出口压比,对马赫数2.7的二维对称拉瓦尔喷管流动进行了试验研究,给出了超声速喷管起动过程中的激波结构演化特征。在试验过程中,固定喷管喉道出口面积比,改变喷管上下游压比,使喷管起动激波从喉道发展到喷管出口处,逐渐过渡到设计工况。在起动激波向下游发展的过程中,喷管内流动经历了教科书上给出的理论过程:喉道正激波、扩张段内正激波、喷管出口马赫反射、喷管出口规则反射、设计工况等;但由于附面层的存在,每一个过程与无粘情况下的激波示意图都有所不同。比如,试验中捕捉到的激波串在向下游的移动过程中,出现的由λ型激波向Х型激波的转变,以及激波串非对称现象的出现等。基于纹影和剪切敏感液晶摩阻显示技术获得了起动激波串的首道激波的三维特征。

神经符号学及其应用研究

深度学习在感知智能上的不断突破推动了人工智能在各领域的广泛应用。但在实际落地过程中,只有把感知智能提高到更高层的认知智能,才能更好地满足日益复杂的应用需求。神经符号学将擅长感知任务的神经网络方法和擅长推理任务的逻辑符号学有机地融合在一起,是实现高层认知智能的途径之一。基于此,提出了一套神经符号学的实用框架NSFOL,并基于NSFOL实现了机器人任务规划、自学习机器人运动规划和教育实验视频评估3个典型应用。实验结果表明,尽管NSFOL尚未完善,但是它已经能够很好地支持相关应用,在可学习、可推理、可解释和可泛化方面具备一定的优势。希望通过阐述神经符号学的阶段性研究成果,激发更多的思考和研究,共同推动神经符号学的发展。

聚偏氟乙烯-b-聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物的合成和凝聚态结构

为了制备综合性能优异的固态聚合物电解质基材,通过碘转移活性自由基聚合(ITP)合成聚偏氟乙烯-b-聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PVDF-b-PPEGMA)共聚物。通过1H-核磁共振和凝胶渗透色谱证明了共聚物分子的合成,采用红外光谱和透射电子显微镜分析共聚物的凝聚态结构,并测试共聚物/双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSi)固态聚合物电解质的电导率。结果表明:聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PPEGMA)链段的嵌段引入可促进β相聚偏氟乙烯(PVDF)结晶的形成;PVDF和PPEGMA链段热力学不相容,嵌段共聚物存在微相分离,随着PPEGMA嵌段比增加,共聚物由“海-岛”相结构向双连续相结构转变。PPEGMA质量分数为25.5%的嵌段共聚物与锂盐混合(氧化乙烯与Li^(+)物质的量比n(EO):n(Li^(+))为10:1)能达到9.4×10^(-5)S·cm^(−1)的室温离子电导率。

架空输电线路覆冰厚度预测技术研究

通过统计和分析历年输电线路覆冰案例，根据气象和地理规律，提出一种基于气象信息的输电线路覆冰厚度预测方法。利用气象模式预报资料、气象台站观测资料和地形地貌信息，对冷空气中心路径预报，并通过覆冰气象地理模型预报未来一段时间出现覆冰的区域和线路，给出输电线路覆冰厚度预报值。另外采用高精度的地理信息资料订正冰厚，实现输电线路覆冰厚度预报。系统在湖北电网部署以来，多次准确预报了覆冰发生区域和输电线路冰厚，为线路运维人员防灾应急处置争取了宝贵时间。经实际验证，本方法预测输电线路覆冰厚度准确度高、实用性强，具有推广价值，同时也为开发输电线路舞动、雷电等灾害预报系统积累了经验。

无机涂料的种类、机理及展望

环境友好涂料已成为21世纪涂料发展的主题,无机涂料的发展已经受到普遍重视。本文详述了无机涂料的种类、成膜机理和发展现状,并对代表无机涂料发展方向的水性无机纳米陶瓷涂料进行了重点论述,希冀开发出各种优异性能的纳米陶瓷涂料。

仿生人工心脏瓣膜材料的研究进展

治疗瓣膜性心脏病的重要方式是进行人工心脏瓣膜置换。通过仿生设计构建的人工心脏瓣膜材料,有利于在结构和性能上模拟天然组织,有望改善现有人工心脏瓣膜材料生物力学不匹配、生物耐久性较低等缺陷。以聚合物为原料制备的瓣膜具有高度可调可控性,表现出重现原生瓣膜三层异质、各向异性特点的显著优势。本文从人体原生瓣膜的结构和性能特点出发,重点关注其结构各向异性和力学各向异性特征,分析了仿生人工心脏瓣膜材料的设计思路;重点介绍了水凝胶瓣膜、纤维基瓣膜和水凝胶/纤维基复合瓣膜等聚合物瓣膜中涉及仿生材料的研究进展,提出根据原生瓣膜纤维层、海绵层和心室层各层结构、组分和功能进行更精确的仿生设计是仿生人工心脏瓣膜材料未来重要的优化方向。

基于DART模型的盐地碱蓬植被指数饱和问题分析

植被指数饱和问题直接影响植被参数的遥感估算精度.基于DART模型定量分析盐地碱蓬群落植被指数对LAI的响应,讨论不同植被指数的饱和问题,研究发现:1)盐地碱蓬LAI与株数之间呈显著线性相关,R2为0.99,RMSE为0.008.2)TSAVI抗饱和性最好,NDVI及RVI次之,EVI、SAVI一般,PVI、MVI及MSAVI最差.3)RVI、NDVI及TSAVI敏感度最优,且LAI<0.68时,SRVI>SNDVI>STSAVI;0.68≤LAI<2时,SNDVI>SRVI>STSAVI;LAI≥2时,TSAVI最优,RVI和NDVI出现饱和现象;EVI、SAVI对LAI敏感性一般;剩余3种植被指数对LAI的敏感性弱.对于辽河口滨海湿地典型植被盐地碱蓬,结合实测LAI数据,初步分析认为TSAVI、NDVI及RVI可以作为较强适用性植被指数来进行相关研究,能够区分不同LAI下的盐地碱蓬群落.

辽东湾北部碱蓬群落及滩涂土壤盐分遥感反演模型

土壤盐分是评价土壤质量的重要指标,也是影响辽河口滨海湿地盐地碱蓬生长的主要环境因素之一,提出一种实时、准确、大尺度监测碱蓬群落及周围滩涂土壤盐分的算法十分必要.为了减少大气对模型的影响,该文利用地面高光谱数据模拟Landsat 8 OLI卫星反射率,采用基于交叉验证的逐步回归分析方法构建土壤盐分反演模型.结果表明:1)碱蓬样本的土壤盐分明显低于裸滩,海南三区域土壤盐分在总体上低于鸳鸯沟和笔架岭区域,而植株高度和生物量普遍均高于鸳鸯沟和笔架岭区域,在一定程度上说明了土壤盐分对盐地碱蓬生长的影响;2)模拟卫星反射率构建的多光谱指数与土壤盐分的相关性相较于单波段在整体上有所提高,其中植被指数NDVI和RVI与土壤盐分的相关性较高,相关系数达到了-0.689和-0.683;3)利用基于交叉验证的逐步回归分析法构建土壤盐分反演模型,模型的自变量为RVI、SAVI和SI3,模型的建模集决定系数R^(2)为0.684,均方根误差(RMSE)为3.45,验证集RMSE为1.88,相对分析误差(RPD)为2.28,表明模型的反演精度和反演能力较好;为了进一步验证模型的精度,对比分析基于逐步回归分析法筛选的指数因子构建的多元线性回归反演模型,发现交叉验证的逐步回归模型的R^(2)、RMSE均优于多元线性回归反演模型,同时土壤盐分反演值和实测值散点图更接近1∶1线,为辽东湾北部碱蓬群落及裸滩土壤盐分因子的反演提供技术及数据支持.

基于HY-1C CZI数据的辽河口湿地盐地碱蓬群落碳储量评估

为采用高分辨率的HY-1C CZI数据准确评估辽河口湿地盐地碱蓬Suaeda salsa碳储量和固碳效益,分别于2013年9月和2018年9月在辽河口湿地盐地碱蓬群落区域采集盐地碱蓬光谱数据和植株样本,并对生物量及含碳率进行测定,利用回归分析法构建基于转换型土壤调整植被指数(transformed soil adjusted vegetation index,TSAVI)的地上生物量反演模型,并结合异速生长模型估算地下生物量,进而计算盐地碱蓬群落的碳储量和固碳收益。结果表明:线性模型为辽河口湿地盐地碱蓬群落地上生物量的最优反演模型,其决定系数(R~2)为0.69(P<0.05),地面数据验证集的均方根误差(E)和可预测技能(Skill)值分别为0.078和0.929,卫星数据验证集的相对均方根误差(E)和可预测技能值分别为9.55%和0.987;2018、2019、2020年辽河口湿地盐地碱蓬群落地上生物量分别为1.69×10^(6)、1.13×10^(6)、3.26×10^(6)kg,地下生物量分别为3.02×10^(5)、2.03×10^(5)、5.81×10^(5)kg,总生物量分别为1.99×10^(6)、1.33×10^(6)、3.85×10^(6)kg,进而获得盐地碱蓬群落2018、2019、2020年的碳储量分别为6.06×10^(5)、4.06×10^(5)、1.17×10^(6)kg。研究表明,采用HY-1C CZI数据评估盐地碱蓬的碳储量是可行的,盐地碱蓬群落的碳储量时空分布与其生物量分布趋势一致,盐地碱蓬的地上部分为主要储碳部分,辽河口湿地盐地碱蓬群落具有较高的生态效益和经济效益。

基于PCA的盐地碱蓬植被信息提取新指数研究

盐地碱蓬是海岸带一种重要的先锋植被,其时空分布信息是海岸带湿地生态系统保护及湿地修复工程的基础数据.为准确地获取碱蓬群落时空分布信息,构建一种盐地碱蓬提取指数十分必要.该文以辽东湾北部海岸带湿地为研究区域,基于Landsat8 OLI数据,采用主成分分析方法(PCA,principal components analysis)构建盐地碱蓬指数(suaeda principal components analysis index,SPCAI),并将其应用到多源遥感数据(Landsat5 TM、Landsat7 ETM+、Landsat8 OLI和Sentinel-2 MSI)中,最后利用SPCAI获取近21年辽东湾北部海岸带湿地碱蓬群落的时空分布信息.结果表明:1)经主成分分析的Landsat数据的第4波段(PCA 4)对盐地碱蓬的响应最为明显,且Landsat8 OLI数据的主成分分析结果明显优于TM和ETM+数据;2)基于Landsat8 OLI的PCA 4波段构建SPCAI,SPCAI对碱蓬的响应明显优于NDVI、SAVI、MSAVI,并且SPCAI在四种传感器数据中的提取精度均较高,可以有效地将潮间带地区的碱蓬提取出来,特别是在碱蓬光谱相似的潮滩区域,说明SPCAI面对多源遥感数据具有好的适用性;3)辽东湾北部海岸带湿地碱蓬群落呈退化趋势,群落分布主要经历了三次由大斑块聚集过渡为小斑块分散分布的阶段(2000年至2002年、2002年至2011年、2011年至2020年).

Analysis of Unstarted Hypersonic Flow Unsteadiness Based on Schlieren Image Processing

The unstarted flow field in a hypersonic inlet model at a design point of Ma 6 is studied experimentally.The time-resolved spatial flow characteristics of the separation shock oscillation,which is induced by the unstarted flow,are analyzed based on a high-speed Schlieren system and an image processing method.The motion of the separation shock detected by the shock-detection algorithm is compared to the results of fast-response wall-pressure measurements,and good agreement is demonstrated by comparing the frequency components in the power spectral density contours between shock oscillation and pressure fluctuation.The hysteresis of the pressure and separation shock during oscillation cycles is observed from the time history of the shock motion,which means that the unsteady flow pattern of the unstarted hypersonic flow can be accurately clarified by time-resolved Schlieren image processing.These results convincingly demonstrate that the shock-detection technique is successfully applied to an unstarted hypersonic flow case.

贝叶斯网络分类算法在状态监测设备可用性判断的应用

利用贝叶斯网络分类算法技术对各厂家输变电设备状态监测装置的可靠性指标进行自动监控统计的初步方法,为系统主站可靠性功能开发提供参考依据。由于现场装置的组成结构以及现场应用条件十分复杂,因此通过系统主站不可能完全实现对装置可靠性的自动监控,仍需要提供人工确认,以及辅助判断的输入接口,给出最终的可靠性统计指标。

输电线路装置运行可用性分析技术研究

针对目前输电设备各类监测装置故障种类多、可靠性较低的问题,结合目前监测装置的实际应用情况,分析了输电设备状态监测装置在通信、缺陷故障、数据采集有效性等方面的问题,提出了相应的处理措施,以提高输电设备监测装置的可用性。

含卸压孔煤岩蠕变特性数值模拟研究

随着煤炭开采深度的增加,煤岩体赋存条件变得更加复杂,冲击地压事故频发,严重影响了煤炭的安全高效开采。大直径钻孔卸压是治理冲击地压的有效方法之一,为了研究含卸压孔煤岩的蠕变特性,基于FLAC3D数值模拟软件,采用Burgers蠕变本构模型开展了煤岩蠕变数值模拟研究,对比分析了单轴压缩条件下完整试样与含卸压孔试样在不同应力水平下的蠕变特性,结果表明:蠕变曲线全面反映了数值模型的瞬时弹性变形、减速蠕变和等速蠕变的演化阶段;卸压孔为煤岩体提供了变形补偿空间,减少了巷道的变形量;在合理的卸压孔尺寸范围内,卸压孔直径越大,其可为煤岩提供的变形空间越大,越有利于减小冲击地压。工程应用结果显示,卸压后的巷道变形量为同时期未卸压巷道变形量的70%左右。研究成果可为煤矿巷道的长期稳定和冲击地压解危提供参考。

基于多维度电力大数据的高电压企业用户信用评估模型

为实现不同信用等级高电压企业用户的差异化营销和电价风险识别,提高电力企业的风险管控水平,提出了基于多维度电力大数据的高电压企业用户信用评估模型。选取不同的原始凝聚点对企业用户的电网数据进行聚类分析;采用数据清洗、数据集成、数据规范和数据转换4个步骤对电网数据进行预处理;通过计算用户用电特征的信息增益,剔除错误数据,得到准确的用户用电特征;以守信能力为基础,建立高电压企业用户信用评价体系,设计基于支付积极性的高电压企业用户信用评价模型;计算企业加权定期支付周期值,建立信用价值权衡函数,完成对高电压企业用户支付信用的定量评价。实例测试结果表明,该方法能够准确获取高电压企业用户的用电特征,评价结果的准确性较高,为电网公司规避支付风险提供了数据依据。

规范化介入护理配合在行纤维支气管镜术中的应用效果分析

目的探讨规范化介入护理配合在行纤维支气管镜术中的临床效果。方法选取2021年4-6月20例在规范化护理配合下行纤维支气管镜术的患者,按介入前、介入后分为两组,分别对比介入前后两组的治疗效果、生命体征、血气分析指标及并发症的发生率。结果介入后的治疗有效率为95%,优于介入前(P<0.05)。介入后的舒张压、收缩压、心率等生命体征指标以及SpO_(2)、PaO_(2)、PaCO_(2)等血气分析指标分别为(83.46±5.53)mmHg、(124.51±6.21)mmHg、(102.12±4.74)次/min、(95.76±4.75)%、(86.64±10.54)mmHg、(42.51±12.21)mmHg,均要优于介入前(P<0.05),并且介入后并发症发生率为15%,优于介入前的50%(P<0.05)。结论规范化介入护理配合在行纤维支气管镜术中的临床应用效果良好,值得进一步应用。

锥形束CT与导板引导微创开髓精确性的体外研究

目的研究锥形束CT(CBCT)与三维打印导板引导微创开髓造成的偏移距离与偏移角度,探讨该操作的精确性。方法收集40颗人离体单根双根管上颌第一前磨牙,开髓前进行CBCT扫描。对所有样本进行编号,通过随机数字表法将样本分为A、B两组,每组20颗牙,包括40个根管。微创开髓洞型采用“Truss”开髓洞型的设计。其中A组为三维打印导板引导开髓组,根据CBCT图像制作导板;B组为CBCT引导开髓组,根据CBCT图像确定牙合面开髓的位置与方向,于样本标记后直接开髓。两组样本开髓后,在CBCT图像中测量并计算各开髓孔在牙合面与髓角平面的面积、颊腭向与近远中向的偏移距离及偏移角度,使用SPSS 20.0软件进行统计学分析。结果各组数据不满足正态分布及方差齐性,故采用Mann-Whitney U 检验分析。开髓孔在牙合面平面的面积分别为A组(1.34 ± 0.18)mm^2、B组(1.30 ± 0.15)mm^2,差异无统计学意义(U =0.876,P =0.393)。髓角平面的面积分别为A 组(1.74 ± 0.20)mm^2、B 组(1.67 ± 0.24)mm^2,差异无统计学意义(U = 1.290,P =0.194)。B组牙合面近远中偏移距离[(0.37 ± 0.26)mm]小于A组[(0.52 ± 0.30)mm],差异具有统计学意义(U =2.237,P =0.024)。两组的牙合面颊腭向偏移距离、髓角颊腭向偏移距离、髓角近远中偏移距离、颊腭向偏移角度及近远中偏移角度间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论单独使用CBCT可精确引导常规根管解剖形态患牙的微创开髓,CBCT结合导板对引导微创开髓的精确性与单独使用CBCT相比无显著提高,且两种引导方法对微创开髓洞型的大小无明显影响。