基于深度学习神经网络技术的脊柱椎弓根螺钉自动规划研究

目的:针对骨科手术机器人螺钉手工规划效率低下的问题,实现基于CT的脊柱椎弓根螺钉自动、高效、高质量规划。方法:采用深度学习神经网络对标注分割和螺钉的CT图像进行有监督的机器学习,实现脊柱椎弓根螺钉的自动规划;本实验使用44例腰椎CT共440枚螺钉作为训练集,使用11例CT生成110枚螺钉作为测试集,以手工规划作为对照组,通过盲法专家评价评估螺钉规划效果,并通过记录规划时间评估规划效率。结果:该自动规划方法生成的螺钉规划临床可用率为95.4%,自动规划时间与平均手工规划时间分别为68.8 s和177.6 s。结论:该自动规划方法可初步实现高效、高质量的脊柱椎弓根螺钉自动规划,但仍需临床医生监督复核。

全自动挤奶机器人领域在华专利分析

深入研究全自动挤奶机器人在中国的专利布局,对中国的技术研发和保护有重要意义。基于德温特(DI)专利数据库,利用文献计量法和主题聚类法,从专利申请年度变化、技术来源国、专利权人、专利法律状态、专家分类、IPC分类、研究热点等方面分析归纳出全自动挤奶机器人技术中国布局的特点。中国在该领域起步慢,2011年进入技术发展期。该技术重点专利权人集中,整体失效专利占比41%,专利维持力度不强。国外机构申请专利占比22.6%,主要来自瑞典、德国、荷兰和美国,专利权人主要包括利拉伐、基伊埃等。国内机构中授权且有效的专利数量较多的是安徽永牧、山东成城物联网等。国外机构在华专利有效专利比例和技术方向多于国内机构,尤其在自动奶杯套杯及脱落的定位及乳头识别装置、自动奶杯套杯或脱杯机械臂及动力装置、自动添加或移除奶牛群的挤奶机器或设备方向。建议中国机构建立专利池等有效合作机制,加强企业和大学、科研机构的合作,加强整体专利布局力度和前沿技术专利布局。

基于数据驱动的数据中心平面布局三维数字化设计

[目的]数据中心的平面布局是其设计方案的重要设计输入,其变化将导致设计成果的巨大变化。而数据中心又是一个极其复杂的基础设施,各专业之间的关联性较强,每个专业的变化又会同时影响一个或多个专业,从而影响整个平面布局。对于目前传统的各专业各司其职的并行工作模式,往往平面布局的确认需要经过多专业多次的计算分析、互提资料及协调沟通,不仅消耗了大量的时间,频繁的调整也难以确保质量。[方法]为提高平面布局的设计效率和质量,文章提出了一种基于数据驱动的模块化、参数化、可视化平面布局设计模型及方法,通过三维数字化设计工具Revit、可视化编程工具Dynamo,实现平面布局随着输入参数自动完成设计。[结果]通过这种方法,设计人员只需要输入一些关键的需求和指标参数,即可以完成平面布局的自动设计。[结论]基于数据驱动在数据中心平面布局三维数字化设计,一方面大大提升了设计效率,节省了人力物力,一方面通过将标准规范等硬性约束内置在设计模型中,不仅可以大大提升设计质量,还为项目设计各阶段节省大量时间。

基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法

为解决输电网潮流图自动生成中厂站布局与线路布线问题,提出基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法。针对厂站布局,首先,在力导向算法的基础上引入基于图纸中心点的惩罚函数,以解决力导向算法布局不均匀的问题,提高布局的均布度;然后,利用厂站分布率参数控制算法平衡次数,引导厂站向图纸边界运动,解决布局自动适应给定图幅大小的问题;最后,通过位置映射变换将围绕图纸中心点的椭圆分布转换为矩形分布,解决引入惩罚函数布局均匀但不符合传统输电网潮流图绘制习惯的问题。针对线路布线提出以构建通道树为中心的布线方法,有效降低布线交点个数,提升布线效果。所提布局与布线算法在实际工程应用中取得了良好的效果,通过案例验证了输电网潮流图自动生成的正确性和有效性。

模块化钢结构建筑平面布局方案智能生成式设计方法

为研究模块化钢结构建筑平面布局方案的智能生成式设计方法,分别基于平面可行域的有限离散化、不同的变量定义方法、约束条件和目标函数,形成了多目标非线性约束整数规划问题和线性整数规划问题,并分别提出了基于遗传算法和平面密铺算法的求解方法。通过一例基于L形平面可行域的数值算例,阐释了所提出方法的可行性和有效性。数值算例结果表明,在相同目标函数下的模块化钢结构建筑布局方案最优解不唯一;基于遗传算法的智能生成式方法可在较小的计算代价下得到较优的可行解,并可为模块单元尺寸的选型提供依据;基于平面密铺算法的智能生成式方法适应于不同的模块单元集,并在给定模块类型的基础上给出模块单元总数最低的布局方案。通过对比2种智能生成式方法的寻优结果,建议采用基于遗传算法的智能生成式方法初步确定模块单元的尺寸,并进一步结合2种智能生成式算法求解不同的最优平面布局方案。

基于改进粒子群算法的高压配电网拓扑自动成图技术

配电网拓扑成图能够以图形化的方式显示配电网结构,这种可视化有助于操作人员更好地理解和监控网络,从而提高电网可靠性和自动化运营。但现有的拓扑成图技术更多仍依赖于人工绘制,针对高压配电网拓扑成图人工工作量大且布局不合理的问题,该文基于改进粒子群算法设计一种针对高压配电网的拓扑自动成图技术,首先,对数据模型进行抽取,结合布置图框架设计原则和布线规则,确定以线路交叉和线路总长度最小作为复合优化目标;然后,通过对基本粒子群算法的惯性权重和局部粒子的搜索方式进行改进,提升全局寻优水平。实验仿真结果表明,所提方法求解时间短,完成率较高,整体布局更美观合理,可以很好地解决配电网拓扑自动成图问题。

从上至下产品设计在布局(Layout)数据传递的应用

Pro/E布局(Layout)是设计中产品的主要参数改变后组成的零件也随之改变,这可通过数据传递来完成。布局传递可以进行产品的宏观传递,比如产品参数的传递、空间基准位置关系的传递。通过布局的参数进行了电动机、变速箱和轴的自动装配和其中零件的自动替换。因为利用布局文件就可将零件自动组装起来。通过修改布局文档的相关参数,就能自动将更改的地方反映到零件文件或组件文件中,大大提高了组装的效率与可维护性。

基于多站接力探测的雷达自动规划仿真方法

为实现基于多套机动式雷达装备对大射程弹道导弹全弹道态势感知场景的有效合理规划,本文提出一种基于多站接力探测的雷达自动规划仿真方法.首先针对大射程导弹全弹道测量任务,基于多部机动式雷达的多站接力探测方式进行优选;然后从任务规划、仿真推演、数据融合和场景评估四个流程实现基于多站接力探测的雷达自动规划,给出最优布站方案;最后对假设场景进行了仿真.仿真结果表明,该方法通过规划、仿真、评估和反馈等流程,能有效完成布站方案的策划.

环境空气质量监测点位优化调整分析——以东莞市为例

为研究东莞市国控环境空气质量监测站点布设的合理性,从多角度展开分析。结果显示,目前东莞市内监测站点布设存在网络分布不均衡、代表性欠缺等问题。对此,提出通过新增或调整监测站点布局等方式,保证站点数据能客观反映城市环境空气质量水平和变化规律,同时兼顾未来城市空间格局发展可延续性。

重载铁路列控系统应答器布置方法

以重载铁路四显示自动闭塞线路为基础,考虑重载列车长度不固定、机车制动参数差异、机车控制设备切换等因素,研究重载铁路列控系统的应答器布置方法。分别根据区间应答器、出站应答器、连接应答器、预告应答器、执行应答器、注销应答器的不同应用要求,分析应答器布置过程中需满足的技术条件,建立满足重载铁路列控系统的应答器布置模型。与CBTC系统以及CTCS-2/3级列控系统应答器布置方法相比,该模型能够根据自身限制条件给出有效的应答器布置方案,以供设计人员参考。通过开发相关软件,结合准池线路实际工程应用,验证了应答器布置方案的可行性与高效性。

煤浆提浓项目的工程设计与PDMS软件的应用研究

结合凯越煤化的煤浆提浓项目,介绍了其煤浆提浓系统,并针对该系统的工程设计,从设备布置、工艺管道设计、自动控制系统和联锁设计等方面进行探讨,阐述了设计要点和注意事项。在设计过程中,为提高设计质量和出图效率,采用了PDMS软件进行三维设计,介绍了PDMS软件的特点、建模设计过程和设计成品文件。

河南省地热资源监测技术研究

河南省地热资源丰富,而地热资源的可持续利用需要依赖准确的监测手段。布设地热监测网和监测井能够更好地探测和监测地下地热资源的分布和变化情况,而科学合理的监测频率不仅有助于节约成本,还可以有效提高数据的准确性。随着科学技术的发展,地热监测逐步趋向自动化,可以实现对地热动态数据的实时监测,从而制定科学的开发利用方案,避免对地热资源的过度开发和浪费。

关于卫生间自动布置系统研发的思考

卫生间是各类建筑中常见的功能空间,也是各类设备设施数量较为集中的房间,且设计过程涉及多项规范。在REVIT平台中研发实现卫生间自动布置的功能,可有效提高设计师的设计效率,控制最终布局的合规性。通过不断的数据积累,甚至有可能实现直接生成最佳方案,迈入智慧设计领域。在家具布置的研发方面具有优秀的扩展潜力,为实现更多类别的自动化布置奠定基础。

基于BIM的喷淋喷头间距校核算法研究

自动喷水灭火系统是最有效的建筑自动灭火系统,喷头布置间距是其重要的设计参数。近年来,随着建筑信息模型(BIM)技术的发展,基于BIM的自动审查也成为发展趋势。在此背景下,研究了一种基于BIM的直立型、下垂型喷头矩形布置间距的校核算法。通过提取模型信息,对模型喷头按与配水管平行方向和垂直方向所在直线分组和排序,并考虑两种特殊情况进行拆分后,即可计算得到喷头间距。同时,通过包含2535个喷头的实际项目模型对算法进行测试,可以在35s内计算并定位不合规的喷头间距,效率和计算准确性满足需求。

一种基于路网数据聚类计算的烟草市场区域自动划分方法的研究

按照一定规则对市场区域进行划分是提高管理质效、增强布局科学性、优化市场单元管理的重要手段。在行业加快高质量发展、推进专卖数字化转型的大背景下,文章利用地图工具及路网数据实现了地图数据的聚类计算,从而探索了烟草市场区域的自动化划分方法。该方法既能提升烟草市场区域布局的科学性,又能利用大数据思维和方法助力烟草专卖管理的数字化转型。

LAME:Layout-Aware Metadata Extraction Approach for Research Articles

The volume of academic literature,such as academic conference papers and journals,has increased rapidly worldwide,and research on metadata extraction is ongoing.However,high-performing metadata extraction is still challenging due to diverse layout formats according to journal publishers.To accommodate the diversity of the layouts of academic journals,we propose a novel LAyout-aware Metadata Extraction(LAME)framework equipped with the three characteristics(e.g.,design of automatic layout analysis,construction of a large meta-data training set,and implementation of metadata extractor).In the framework,we designed an automatic layout analysis using PDF Miner.Based on the layout analysis,a large volume of metadata-separated training data,including the title,abstract,author name,author affiliated organization,and keywords,were automatically extracted.Moreover,we constructed a pre-trainedmodel,Layout-Meta BERT,to extract the metadata from academic journals with varying layout formats.The experimental results with our metadata extractor exhibited robust performance(Macro-F1,93.27%)in metadata extraction for unseen journals with different layout formats.

变电站电磁环境监测布点建模仿真研究

针对变电站电磁环境自动监测站布点方案普遍存在的效率不高、科学性不足等问题,以某500 kV变电站电磁环境自动监测站选址为例,通过建模仿真得到该变电站工频电场和工频磁场的空间分布,并实测验证了仿真结果的准确性。通过统计该变电站工频电场和工频磁场的空间分布特征,提出了基于变电站空间场强分布特征的自动监测站布点方案,建议优先在场强中位数分界线附近区域布点,以更好地反映变电站电磁环境。研究结果可指导变电站电磁环境自动监测站选址,提高变电站电磁环境监测布点的科学性,提升监测效率。

基于改进人工蜂群算法的体声波滤波器自动布局

针对体声波(BAW)滤波器布局中芯片面积利用率低、设计周期长、制造成本高等问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法的BAW滤波器自动布局方法。首先,构建了自动布局的评价模型,通过结合利用圆形容器的顺序布局和基于旋转角度编码的聚拢布局来简化自动布局的难度;同时,采用了一种改进人工蜂群算法去搜寻BAW滤波器的最优顺序布局和聚拢布局方案;最后,结合多组BAW滤波器的设计案例验证自动布局算法的有效性,其布局有效面积占比提升约17%,整体布局呈方形,且完成滤波器的自动布局仅需30 min。结果表明在保证BAW滤波器性能的前提下,提出算法可有效提升芯片面积利用率、大幅缩减滤波器的设计周期。

融合用户需求和边界约束的平面图生成算法

平面图设计是房屋设计的重要过程,而现有的自动化平面图设计方法缺乏考虑用户需求和建筑边界的共同约束,存在生成房间形状缺角、房间之间遮挡严重以及房间超越边界的布局不合理问题。针对上述问题,提出一种融合用户需求和边界约束的房屋平面图生成对抗网络(GBC-GAN),它由约束布局生成器和房间关系鉴别器构成。首先,将用户指定的房屋布局需求(包括房间数量和类型以及房屋之间的邻接方位关系)转化为约束关系图结构,之后对建筑边界和约束关系图分别编码并进行特征融合;然后,在约束布局生成器中引入边界框预测模块以将平面图生成问题转化为各房间对象边界框生成问题,并利用几何边界优化损失来解决房间之间遮挡严重、房间超越边界的问题;最后,将房间边界框布局和约束关系图输入到房间关系鉴别器训练生成符合房间对象及其关系的平面图布局。在大型真实建筑数据集RPLAN上,该方法的弗雷歇距离(FID)和结构相似性指数(SSIM)比House-GAN方法分别提升了4.39%和2.3%。实验结果表明,在不同用户需求和边界限制条件下,所提方法提高了房屋平面图的合理性和真实性。

适老化卫生间布局自动生成优化研究

平面布局自动生成是一种有助于提高布局规范程度与设计人员工作效率的软件辅助手段。文章以养老建筑卫生间平面布局图为研究对象,采用Python语言编写了后台程序,通过约束求解方法自动生成平面布局图,并对生成图纸进行优劣评分,再通过机器学习算法介入,从而生成质量较高或满足设计人员喜好的成果。