多种残差补偿的贝叶斯网络下的短期交通预测

为了解决道路车流量的数据生成条件时变场景下的交通预测问题,本文建立道路交通控制与交通流预测数据之间的联系,提出一种基于多种残差补偿的贝叶斯网络的短期交通预测方法。提取城市中大规模多路口主干道车道及车辆信息构造多个平行的贝叶斯网络,使用贝叶斯关系及期望最大化算法进行短期交通预测。再通过数据自相关残差补偿、车辆换道和多路口连通性的线性残差补偿提高了预测的精度,解决了传统研究对相邻路口和换道导致的误差等因素处理能力不足的问题。仿真结果表明:使用贝叶斯网络预测交通流,并基于车辆行为的残差进行精度补偿,可以更准确地预测复杂的交通演化场景的短期交通流。

织构几何参数对超疏水钛合金表面润湿性的影响

目的研究表面织构几何参数对超疏水钛合金表面润湿性的影响规律。方法利用纳秒激光在钛合金表面构筑不同织构间距、边长和形状的微织构,通过氟硅烷改善钛合金表面的润湿性;借助电子扫描显微镜(SEM)观察钛合金表面织构,利用接触角测量仪表征织构表面接触角;通过多元线性回归方法研究织构参数对钛合金表面润湿性的影响规律。结果氟硅烷改性试样表面静态接触角达到150°,满足超疏水要求,各织构表面滚动角基本稳定在4°~11°,满足疏水要求。当钛合金表面织构间距在0~0.6 mm变化时,织构相对试样表面的占比从80%至20%发生不等变化,随织构占比的减小,织构表面静态接触角明显下降,滚动角呈上升趋势。当织构边长在0~0.6 mm变化时,液滴在不同织构图案上的接触角变化并不一致,正方形钛合金表面接触角从164.6°增加到170°,而圆形、三角形钛合金表面接触角减小,分别从166.9°降低到162.1°、从169.6°降低到160.2°,滚动角呈先增后减的趋势。结论织构几何参数变化对试样表面润湿性有显著影响。织构间距不同会改变织构占比,织构图案几何特征的不同会影响表面润湿性,并且表面润湿性随织构面积的改变而显著变化。通过研究典型织构几何参数对表面润湿性的影响有利于进一步深入理解织构特征对表面润湿性的影响,为未来设计具有多元功能化的表面结构具有重要意义。

带线性红利和干扰的复合Poisson-Geometric风险模型的破产问题

考虑了常利力环境下,包含线性红利、随机干扰和随机保费的复合P-G风险模型。通过应用全期望公式,推导出该模型的Gerber-Shiu函数及破产概率的更新方程。在不考虑分红且保费额和索赔额均服从指数分布时,进一步得到了破产概率所满足的具体微分方程,并求解得到了其解析表达式。通过数值实验,系统分析了多个关键因素对破产概率的具体影响,所得结论与保险公司的实际经营情况相吻合。

基于图像处理的水培生菜冠层图像叶面积估测研究

为实现精准、高效、无损地获取植物工厂环境下水培生菜相关长势参数叶面积(Leaf area,LA),基于数字图像处理和机器学习回归方法建立单株水培生菜冠层图像LA估测模型。首先,通过智能手机获取2个生菜品种不同生长期的冠层可见光图像,利用Photoshop图像处理软件将原始图像统一剪裁为900像素×900像素大小,采用中值滤波(MedianBlur)法对剪裁后的图像进行去噪运算,将RGB图像转化为HSV颜色空间,再采用mask掩膜法分割彩色图像;然后,利用图像法获取单株生菜LA实测值,构建以LA实测值为因变量,以生菜冠层投影面积(Projected leaf area,PLA)为自变量的线性回归(Linear regression,LR)模型和以全局图像特征(颜色、形状、纹理等)为自变量的支持向量回归(Support vector regression,SVR)、多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)和随机森林(Random forest,RF)等LA估测模型进行对比分析;最后,采用决定系数(Coefficient of determination,R^(2))和均方根误差(Root mean square error,RMSE)评估模型的准确性。结果表明:RF模型估测效果最好,对于生菜品种‘绿萝’单株LA估测结果的R^(2)为0.9714、RMSE为8.89 cm2,对于品种‘碧霄’估测结果的R^(2)为0.9201、RMSE为23.34 cm2。本研究验证了RF回归模型能够较准确地估测生菜单株叶面积,可为植物工厂水培生菜LA无损估测提供新的解决方案和研究基础。

某大科学装置项目工艺冷却水系统设计

介绍了某在建大科学装置项目的工艺冷却水系统设计,包括服务对象、系统形式、系统组成、水温控制策略、流量控制策略等方面的内容。简述了热回收型水源热泵在工艺冷却水系统中的应用方案,并对工艺冷却水系统设计后续可开展的工作和研究提出了3个方向。

基于产品的柔性SERU系统构建问题研究

不断加剧的市场动荡性和环境复杂性,使得柔性成为制造企业保持竞争优势的关键。作为一种以高柔性著称的生产系统,SERU生产得到了业界和学术界的广泛关注。然而,柔性SERU系统构建问题却鲜有研究。本文综合考虑柔性投资成本和柔性损失成本,建立了柔性SERU系统构建(Flexible SERU System Formation Problem,FSFP)模型。分析了问题的复杂性,并将其转化为等价的线性模型以精确求解小规模问题。通过大量数值实验,从需求场景和成本参数的视角,对比了FSFP模型与现有文献中基于特定生产任务的SERU系统构建策略(Task-Oriented SERU Formation,TOSF),验证了FSFP模型的有效性。研究指出,FSFP模型考虑了需求动态变化的性质,能够根据需求变化产生不同层次的柔性,更加适用于动态需求环境。此外,相对于TOSF策略,FSFP模型对成本参数的变化更加敏感,并且随着成本参数的增大,FSFP模型的优势越来越突出。本研究不仅丰富了SERU生产相关研究领域,而且对优化构建方式,助力企业发挥SERU系统高柔性优势提供启示。

农林院校线性代数课程小班授课模式改革与研究

线性代数是农林院校中一门重要的数学基础课,但目前由于多种因素的限制,该课程大多采用大班授课模式进行教学,教学效果难以提高。针对线性代数课程大班授课模式下存在的多种问题,进行了小班授课模式的改革和研究。在教学方式上灵活采用翻转课堂、课堂讨论、竞答比赛、引导总结等多种教学形式,课程考核增加过程评价;在教学过程中融入专业应用知识,实现“通专融合”;结合网络课程平台与智慧化教学手段,加强信息化教育。实践表明,线性代数课程的小班授课模式有利于提高学生的学习状态和综合能力,推进线性代数教学改革,也是学校培养卓越农林人才教学模式的有效探索与实践。另外,基于线性代数课程的小班授课模式也为其他通识课程的教学提供参考和选择。

基于线性规划优化小精细化工企业的生产措施

由于小精细化工企业生产灵活、工艺复杂、对成本和利润控制严格,因此,对生产工艺的优化,就成为小精细化工企业生产措施改进的主要内容之一。文章结合小精细化工企业的生产状况以及在该状况条件下相应的约束因素等,采用运筹学线性规划法构建最优计划数学模型,利用计算软件就具体数据进行求解,得到生产计划的最优解。

纸张抗张强度相关因素的数学统计分析方法

为实现对纸张抗张强度的自动化检测,提高纸张产品的生产质量和生产效率,对造纸企业实际生产数据实施标准化预处理,并通过灰色关联度算法对纸张抗张强度与其他因素之间的相关性进行分析。在此基础上,采用线性回归模型对灰色关联度算法进行求解。为验证该模型的有效性,通过拟合优度指标对模型进行验证,发现该模型相较于Xgboost-SVM、Lasso回归以及逐步回归等模型,体现出了更加理想的拟合效果。最终得到检测厚度、检测定量、喂料泵电流等15个与纸张抗张强度高度相关的影响因素,可用于指导现场工作人员对纸张抗张强度的合理化控制,具有一定的应用价值。

面向光纤光栅传感线性拟合度的PSO-GPR算法

【目的】为了提高光纤布拉格光栅(FBG)传感系统中反射光谱中心波长与外部环境变量之间的线性拟合度,文章提出了使用粒子群优化的高斯过程回归模型应用于FBG应力传感领域。【方法】针对FBG的反射光谱特性,文章研究了对于FBG传感系统在光谱拟合中线性拟合度的影响,通过粒子群算法去寻找高斯过程回归模型中的最优超参数以提升对反射光谱中心波长的预测性能。文章搭建了FBG应力传感实验平台,将FBG铺设在强度梁上,在等强度梁一端施加不同重量的砝码对FBG产生轴向应变,通过光谱仪采集反射光谱数据并使用文章所提模型进行线性拟合分析处理,将未优化的高斯过程回归模型、最大值法、高斯拟合法和质心法得到的结果作为对照组。【结果】结果表明,在掺铒光纤放大器输出功率为10 dBm、传输光纤距离为50 m、光谱仪采样点个数为501的条件下,反射光谱中心波长与砝码重量之间的线性拟合度均优于对照组,文章所提模型的线性拟合度最高能达到0.9519,相较于对照组均有所提升。在501、251、167和126点的光谱采样点条件下,文章所提模型能将系统的线性拟合度提升到0.9900,相较于最大值法最大提升了0.2587。【结论】分析结果表明,使用粒子群优化的高斯过程回归模型能够有效提高FBG应力传感系统的线性拟合度。

Matlab对牛顿环半径实验的多种数据处理方法分析及可视化

在“大学物理实验”中,数据的处理尤为关键。本文以光的等厚干涉测量牛顿环曲率半径为例:首先采用Matlab对不同的实验数据处理方法进行模拟,比较逐差、最小二乘和加权平均三种数据处理方法和误差分析,并计算了不确定度,发现最小二乘法展现了最优的拟合结果,具有最小的误差;其次使用MATLAB成功生成了牛顿环的可视化图像,展示了不同光波长和牛顿环半径下的实验结果。比较数据处理方法优劣和实验可视化有助于直观理解和展示实验现象,为实验结果的分析提供了有效的辅助工具。

入炉煤总氯量对粗苯含氯超标的影响分析

粗苯为1种重要的化工原料,其主要用于深加工制苯、甲苯、二甲苯等产品。粗苯含氯高会严重腐蚀管道,对后续苯加氢等深加工利用带来危害。经对化工产品生产工艺以及入炉煤综合分析研判,基于粗苯含氯情况重点从入炉煤、介质、冷却器清洗、换热设备串漏等方面排查粗苯含氯增高的影响因素,并结合煤中氯的释放、洗煤对精煤含氯的影响探讨入炉煤含氯量与粗苯含氯量的关系。结果表明:高氯煤是造成粗苯含氯升高的直接因素,煤在碳化室热解过程中,煤中氯离子会以HCl的形式析出并进入荒煤气与化产回收系统中。当入炉煤总氯量偏高时,严重影响粗苯等化工产品的质量。在化工产品生产工艺正常的情况下,入炉煤中总氯含量应低于0.1%,以保证粗苯含氯量控制在10μg/g以内。

基于线结构光的管棒材捆缝与捆丝识别方法研究

特钢管棒材精整过程需要对其进行打捆和拆捆操作,而人工拆捆工作环境差、强度高。针对拆捆过程捆缝状态和捆丝识别这一难题,提出一种基于线结构光的管棒材捆缝与捆丝识别方法。提出一种基于图像各亮度值像素数量的二值化阈值算法,通过计算满足亮度的像素点数量得到二值化阈值,以减弱环境光照影响;针对单张图片视野无法确定最大捆缝位置的问题,提出一种基于圆弧顶点和端点特征的激光图像拼接算法;最后,提出一种基于霍夫变换和连通域分析的捆丝数量和状态识别算法,实现对生产现场不同规格管棒材捆丝特征的精确识别。实验结果表明:提出的二值化阈值算法相较传统算法对激光条纹的识别率更高,且速度提升17%;最大捆缝和捆丝识别算法的检测误差小于3 mm,完全满足实际生产需要。

直线变压器驱动源磁芯磁化过程的仿真研究

磁芯行为对于异常工况下直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)的输出特性具有很大的影响,为了预测磁芯剩磁状况,为LTD装置调试和运行提供指导,基于磁芯的测试结果构建了准确的数值模型,并应用于LTD的电路仿真。基于4级串联共用腔体LTD数值仿真研究了开关理想时序放电、开关异常自放电、开关非理想时序触发放电及去磁状况下各级磁芯的磁场强度和磁感应强度变化过程。在±70 kV充电电压下的理想时序放电后,各级磁芯最大剩磁变化量为1.27 T,稳态剩磁约为-0.38 T;在±70 kV充电电压下的单支路开关自放电引起的磁芯最大剩磁变化量为1.88 T,稳态剩磁约0.39 T,多支路开关同时自放电将使磁芯快速饱和;当触发时序系数的绝对值>1时,除最先放电的模块,其余模块磁芯先受到反向励磁,然后再正常磁化;去磁过程中越靠近负载的磁芯越早被去磁,磁场强度随着各级磁芯依次去磁而呈现阶梯式上升。该研究结果能够有效地模拟各种工况下LTD磁芯的磁化过程与剩磁状态,判断当前磁芯剩磁对下一次放电脉冲的影响。

考虑非线性累积损伤的铸造起重机疲劳性能分析

针对铸造起重机在服役过程中的疲劳问题,考虑实际的疲劳载荷谱,基于非线性累积损伤原理分析其疲劳性能。首先对某钢厂在役铸造起重机的关键疲劳危险点进行了应力时间历程实测,然后基于双参数雨流计数法和Goodman等寿命方程编制了一维载荷谱,采用常用的线性累积损伤模型和低⁃高、高⁃低的非线性累积损伤模型,计算并分析了关键部位的损伤特性和寿命特性。结果表明,铸造起重机的疲劳载荷谱与疲劳计算点所在部位和实际服役过程密切相关;非线性累积损伤模型与常用的线性累积损伤模型相比具有较高的预测精度,采用高⁃低的载荷加载顺序可以获得更加保守的寿命预测结果。

高频雷达中射频干扰的RD图表现机理与建模仿真

射频干扰对于高频超视距雷达是一大威胁。本文研究射频干扰的距离-多普勒图表现机理和建模方法,分析了射频干扰频域特性与距离-多普勒图表现的关系,讨论了雷达信号处理中的射频干扰信号频谱变化。根据高斯白噪声通过线性滤波器的特性,设计滤波器响应函数来产生不同频谱和距离-多普勒图形态的射频干扰。基于以上研究,本文将射频干扰分为单频、窄带和宽带3类,归纳出射频干扰的距离-多普勒图表现机理,并提出了基于卷积的射频干扰新型建模方法。实测数据和仿真表明:本文对射频干扰距离-多普勒图表现机理分析合理,建模方法能很好地模拟多数实测干扰距离-多普勒图形态。

一类含有有色噪声的鲁棒非线性扩展状态估计

针对含有有色噪声和通信带宽受限的网络化系统,设计了鲁棒非线性扩展状态估计算法。采用测量信息逐差法降低噪声相关性对系统造成的影响,再利用对数量化器进行测量信息处理,克服通信容量限制,创新地将不确定非线性项作为扩展系统的一个状态解决非线性问题,在此基础上设计了一种鲁棒非线性扩展状态估计器。运用Young’s不等式和矩阵分析求解Riccati方程,得到估计器的误差协方差上界,实现增益的实时优化。该估计算法处理非线性系统更加方便,能够克服非线性函数处理时的保守性,且估计性能优异。

基于主客观组合权重的上下车人机舒适性研究

汽车上下车人机舒适性直接影响着用户的日常使用体验。为研究上下车人机舒适性各细分区域的重要程度,列出主要影响因素,首先,扫描试验车辆,逆向出每台车的人体位置设计数据,从而获得客观数据,对客观数据进行皮尔逊相关分析,利用熵权法得到指标客观权重;其次,基于主观评价数据的线性回归及专家评价的层次分析法获得主观权重,利用权重因子法得到各指标最终的主观得分,并将其作为训练集来组合优化主观权重;最后,基于组合权重法将主观权重与客观权重相结合获得综合权重。结果表明,提供的主客观评价体系有较高的可靠性,可被较好地用于上下车人机舒适性的早期规划和后期设计、验证。

基于深度双目视觉处理的智能采摘机器人设计

针对采摘机器人对果蔬的位置定位不够准确、无法准确避障,导致采摘效率较低的问题基于深度双目视觉处理对智能采摘机器人进行了设计。智能采摘机器人的主要组成包括PLC控制器、视觉系统、移动平台、导航系统、机械臂、通信系统和电源。为了对采摘机器人的机械臂进行最优路径规划并避障,通过对采集的图像进行预处理后,利用双目视觉系统对果蔬进行精准定位,然后采用哈夫变换直线检测的方法进行最优路径的设计和选择,最终确定最优采摘路径。对采摘机器人进行运动轨迹精度试验和采摘试验,结果表明:采摘机器人对果蔬的采摘成功率较高,可以满足果农对于采摘机器人的要求。

基于CO_(2)激光加工ABF盲孔参数模型的研究

随着ABF载板结构和设计的多样化,激光钻孔技术变得越来越重要,同时激光钻孔参数的数量也变得越来越多。本文通过统计学原理,考察了CO_(2)激光钻基准能量和光罩直径对ABF盲孔孔径的影响,建立了一个基准能量,光罩直径与ABF盲孔的线性回归模型。测试结果表明,该模型在一定的基准能量范围内具有较高的拟合度和可行性。