基于鱼类上溯行为的导鱼堰设计与效果评估

河道内鱼类上溯路径不唯一,聚集位置更是难以预测,对鱼类上溯行为进行有效引导有助于提升过鱼设施进口的效率。为此,该研究提出了一种导鱼堰的概念和设计方法,结合姚家坪水电站的过鱼设施,利用流场三维数值模拟、鱼类洄游(active fish migration,AFM)模型和实鱼试验对导鱼堰的效果进行评估。结果表明:姚家平水利枢纽工程的导鱼堰上下游水面落差为0.36~0.40 m,过堰水流流速可达1.5~2.8 m/s,形成阻鱼的屏障,并在导鱼堰下游侧形成了诱导鱼类向集鱼渠进鱼口游动的唯一低流速上溯通道,鱼类聚集点趋于唯一,验证了导鱼堰方案的合理性。利用鱼类洄游模型对导鱼堰的导鱼效果进行预测,结果表明,下游高水位和低水位2种工况下,90%以上的鱼类游动路径均表现出相似的规律,鱼类沿河道右岸和导鱼堰下游侧的低流速通道上溯,并最终聚集在集鱼渠的进鱼口处。放鱼试验中试验个体全部进入集鱼渠,结果进一步证实导鱼堰可以有效引导鱼类游动路线,并在集鱼渠进鱼口处形成唯一的聚集区。本文提出的导鱼堰丰富了生态水工建筑物的形式,可为过鱼设施进口的水力设计及下游河道的局部整治提供参考。

基于RFieldbus的Token-Passing协议实时性能建模

RFieldbus 无线现场总线的 MAC 协议 Token Passing 可看成是一个多台多队列排队系统。在分析了 TTR(令牌目的循环时间)对 RFieldbus 中 3 个优先级队列的服务时间的动态限制后,多台单队列排队模型 RF-P 被提出。对从站的轮巡交换数据任务被转化为RF-P 中的令牌内走步时间,原有的高、低级别两个队列则化成了两个具有不同 Poisson 到达率的 M/G/1/∞服务台。利用排队论中的准守恒 PCL 定律,在将服务时间限制转换为数量限制后,求出了等待响应时间的数学解析式。与试验结果的比较表明,在负载不大于 60%时其偏差度约在 10-20%间。

一种基于Message Passing的并行程序设计技术

本文首先分析介绍构造并行计算机系统的两种方法：Ｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ和Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，然后介绍一种Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｕｔｅｒｓ并行计算机系统中基于ｍｅｓｓａｇｅｐａｓｓｉｎｇ的并行程序设计环境以及并行程序设计方法，它具有程序设计简单、直观等特点，易于构造程序模型，并能获得较好的加速比。

基于末端触觉传感器的智能机器人压力补偿

末端触觉是智能机器人实现对外部环境做出直接反应的必需媒介。触觉传感器的弹性层易导致表面接触压力测量结果出现偏差,降低机械手的抓取力度的合理性。提出智能机器人末端触觉传感器压力误差补偿方法。建立触觉传感器三维力学模型,分析表面接触应力与弹性层之间的关系,得到传感器压力特征;计算弹性层的低通效应值,通过传感器测量值推理得到表面压力值,利用线性迭代反卷积算法对压力误差补偿。实验结果表明,研究方法应用下,压力误差补偿的均方误差接近于10-3,精度与理想效果更接近,上述方法获取的传感器对不同大小作用力的电学响应结果与实际数据具有较高一致性。

应用消息传递和卡尔曼模型的无线传感网定位跟踪算法

针对无线传感网系统中传感节点的定位跟踪问题,提出了一种基于消息传递和卡尔曼模型的定位跟踪算法。将目标物与多个锚节点之间的测距整理为线性混合模型,通过贝叶斯公式进行因式分解,建立因子图。假定目标物位置随时间连续移动,相邻的定位坐标之间存在潜在的缓变关系,并利用卡尔曼模型挖掘该关系,即将测距、定位和卡尔曼模型整体进行优化。在因子图中选择合适的消息更新规则,对每条边上的消息进行更新计算,形成定位跟踪算法。最后,建立虚拟和实测环境对所提算法进行数值验证。由于将测距、跟踪和卡尔曼模型融合为一个整体进行优化,相比文献中已有方法,所提定位跟踪算法在仿真环境中表现出超过2 dB的性能优势,在实测场景下也具有接近1 dB的性能增益,证明了其有效性。

AMPLE智力模型——PASS智力模型的扩展

本文根据实验事实,对PASS智力模型进行扩展,并提出一个简称AMPLE的智力模型。这个模型基于脑的四个功能系统学说,包括注意(attention)、操纵(manipulation)、计划(planning)、学习(learning)和评估(evaluation)等过程。它是一个囊括觉、知、情、意诸成分在内的全面的智力模型。

基于一体化电磁骚扰传导模型的开关柜微机保护装置电磁干扰滤波器设计

为解决高压开关柜断路器在海上风电场等场景下频繁操作产生的电磁干扰问题,分析其电磁骚扰传导过程,并设计合理的抗干扰措施以提高微机保护装置的电磁兼容水平,该文提出一种高压开关柜一体化电磁骚扰传导仿真模型,针对断路器开断电磁骚扰设计了电磁干扰(EMI)滤波器并验证其性能。首先以KYN61—40.5型开关柜真空断路器为例,建立其电磁骚扰一体化仿真模型,通过试验与仿真获得断路器开断电磁骚扰的特征;然后根据该特征设计了基于定K型和m推演的EMI滤波器并验证其性能。研究结果表明,微机保护装置电流测量端口的骚扰电压主导频率约为312 kHz,一体化电磁骚扰传导仿真模型仿真结果与试验结果最大相对误差为9.8%,表明该模型可用于电磁骚扰传导过程的仿真;该文设计的EMI滤波器的陷波频率与理论设计值的最大相对误差为-8.8%,接入EMI滤波器后骚扰电压下降93.94%,持续时间下降71.42%。研究成果可为高压开关柜微机保护装置的电磁骚扰传导过程分析和电磁兼容水平提升提供参考。

基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型

由于爆破区域地形地质条件的复杂、监测仪器的误差、振动传播介质的反射以及磁场的干扰等原因,采集的原始爆破振动信号常常会掺杂大量的噪声,针对此问题提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的信号降噪光滑模型。此模型将爆破振动信号进行CEEMD,基于分解所得到的IMF分量建立低通滤波算法。根据滤波算法的相似度与光滑度,构造目标函数并计算最优解,其对应的滤波算法模型即为爆破振动信号的最优降噪光滑模型。通过构造仿真信号验证了降噪光滑模型算法的可行性,并将模型应用了实际露天深孔爆破振动信号的研究。采用信噪比和均方根误差两种指标对比经验模态分解(EMD)方法、小波阈值法、CEEMD-小波阈值法与滤波算法模型BP3的降噪效果,验证了降噪光滑模型在对露天矿山爆破振动信号降噪方面的有效性,并通过频谱分析进一步验证了降噪光滑模型较CEEMD-小波阈值法的优越性。结果表明:基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型具有良好的降噪能力,能够在保留原始爆破振动信号真实特征信息的前提下对信号进行降噪,且降噪效果优于EMD方法、小波阈值法和CEEMD-小波阈值法。

“船闸+升船机”协同控制下的船舶调度优化

为提高“船闸+升船机”协同控制模式下的内河水运枢纽通航设施工作效率,分析该模式下通航设施和船舶过坝特点,提出一种用于“船闸+升船机”协同控制的基于滑动时间窗的船舶调度两阶段双目标整数规划优化模型。第一阶段采用滑动时间窗和先到先服务规则,设计不同船型的船舶过闸编队方案;第二阶段仍采用滑动时间窗,建立以船舶平均延误时间最短和最大泊位占用数最小为目标的双目标整数规划优化模型。使用带精英策略的非支配排序遗传算法(elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)进行求解,分别对船舶稀疏过坝、船舶密集过坝、船舶部分时段集中过坝3种情形进行仿真分析,并与不采用滑动时间窗的排队论模型进行比较。结果表明,3种情形下船舶平均延误时间均缩短了15%以上。

天基信息传输高效低复杂度LDPC译码算法研究

军事卫星通信由于需满足信息实时性、传输速率高、通信容量大以及符合星间链路信道的时变特性等要求,通常采用高编码增益、高吞吐量的信道编码方案。低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码由于具备接近Shannon极限的优异纠错性能和可并行计算的特性成为卫星通信主导信道编码标准之一。目前卫星通信接收机的译码器模块设计仍存在诸如无法实时在线判断迭代停止、系统吞吐量受限、大量判决电路影响核心译码电路的低功耗和实时性等问题。考虑上述问题,以因子图模型为基础,针对空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS)标准深空通信码型,将校验节点归一化满足概率进化图案与LDPC译码器状态紧密耦合,给出可实时在线判断迭代停止的最优停止准则,实现高性能、低复杂度的停止准则译码算法设计。当优先考虑高吞吐量时,误码率(Bit Error Rate,BER)性能退化0.13 dB,中低信噪比平均迭代次数(Average Number of Iteration,ANI)降低50%以上;当优先考虑纠错性能时,BER性能仅退化0.02 dB,同时大幅降低ANI。该译码算法为高效低复杂度LDPC译码器设计提供有效解决方案。

基于BIM技术的城市道路施工保通方案设计

为降低道路施工对城市车辆通行造成的影响,引进BIM技术,以济南市舜泰北路道路工程项目为例,对施工保通方案的设计展开研究。使用BIM技术中的PowerCivil等软件,设计城市道路建筑物的三维建模;增设道路保通临时隔离墩,对施工段与道路车辆通行段进行合理隔离处理;根据城市道路工程施工的实际需求,进行保通方案的动态调整。设计对比实验,实验结果证明:设计的施工保通方案可以在提高车辆通行能力的基础上,降低道路施工与车辆通行的安全冲突行为发生次数,提高施工中车辆行驶的安全性。

基于高斯增强模块的相机模型辨别

在多媒体取证中,高通滤波器是卷积神经网络常用的预处理层之一,用于抑制图像内容的影响,只强调高频特征。但与此同时,其他一些包含取证痕迹的有用信息也将被不加区别地剔除。为了解决这一问题,文中提出了一个简单而高效的高斯增强模块(Gaussian Enhancement Module,GEM)来提取“扩展的”高频特征,即在维持原有特征强度的基础上增强高频细节信息。GEM由两个连续的一维低通高斯滤波器组成,以获得一个模糊版本的特征图,并进一步得到相应的扩展高频残差。通过以高频残差作为空间掩膜,它可以自适应地强化脆弱和细微的低级取证特征,并防止在特征传递过程中出现衰减现象。在相机模型辨别数据集上进行实验,通过将该模块插入多个主流骨干网络,GEM仅仅带来非常轻微的模型复杂度的增加,网络性能和鲁棒性却显著提高,表明该模块支持“即插即用”,与特定的网络架构无关。

一种基于Message Passing的并行程序设计环境

并行处理技术的发展使得高性能的并行计算机系统不断地推出，而方便、灵活的并行程序设计环境在并行计算机系统的推广应用中起着重要的作用。如何编写有效的并行程序代码以及如何将现有的串行应用程序并行化已成为并行处理的重要研究课题。

基于数学建模和仿真分析的车辆上下台阶通过性研究

通过性是车辆的重要性能之一,台阶是一种常见的通过性考察地形,《汽车通过性试验方法》(GB/T 12541-2023)推荐M类车辆进行上下台阶通过性试验。文章采用理论数学建模和基于ADAMS的仿真分析两种方法进行车辆上下台阶通过性研究,分析了车辆通过目标台阶时各系统的最小离地间隙,计算表明下台阶时挡泥板二和排气系统发生磕碰,需进行结构优化。文章研究方法可以推广至其它地形,在车型设计阶段完成地形通过性能力计算评估可以提前识别并规避动态磕碰风险、节省试验资源、压缩开发周期。

MPI:大有希望的massage_passing标准

message-passing是一个被广泛应用的并行计算模型,但至今,无论从语法或语义上message-Passing都还没有形成一个标准.并行计算机厂商在提供标准串行语言的同时,提供了各自不同的专有message一passing库,并行程序设计难免依赖于具体的系统和应用,这既限制了可移植性,也限制了听取用户对某些不易获得或对当前的应用不合适的系统的意见。没有一个标准,厂商们非常自然地把他们的专有库的优点视为有竟争力的优势,更加着力与众不同(因而不可移植)。为了应付可移植问题,研究团体已经开发了许多库来收集其它库之间的不同点.

船闸集装过闸平台模型试验及过闸效率分析

文章提出集装过闸方案,通过开展物理模型试验解决三峡船闸过闸效率低的问题。集装过闸平台闸室内充泄水状态下的系缆力、稳定性等均满足要求。过闸平台模型试验模拟了航行及转弯过程,试验结果表明航行及转弯过程中姿态稳定,连接牢靠,无明显间隙及船体碰撞声音,原理可行。模型试验模拟了船舶进出闸过程并记录了时间,通过计算分析与现有过闸船舶过闸次数进行对比,结果表明,采用集装过闸平台过闸每天能够提高1~2个闸次,过闸效率提高。

课程思政背景下高校“大学英语”SPOC 教学模式探索——以温州医科大学继续教育学院专升本英语为例

课程思政是实现高等教育“立德树人”目标的重要途径,具有隐性的思想政治教育功能。高校英语教学与思政教育元素融合是大学英语学科探索的重要方向。文章以温州医科大学继续教育学院专升本英语课程教学为例,从树立“立德树人”教育理念、从思政视角“二次处理”教材、优化教学过程设计等方面,探讨课程思政背景下基于超星学习通平台的大学英语SPOC教学模式,以期在课程思政背景下提升高校“大学英语”SPOC教学模式的实施效果,落实立德树人目标,提升学生的道德情操和综合素养。

I PASS结构化病情交班模式在急诊危重症患者交班中的应用效果

目的探讨I PASS结构化病情交班模式在急诊危重症患者交班中的应用效果。方法选取2021年5月至12月于南昌大学第二附属医院急诊科工作的42名护理人员为研究对象。其中2021年5月至8月南昌大学第二附属医院急诊科对危重症患者交接班实施传统床旁交接班模式,此阶段交接班相关资料作为对照组;2021年9月至12月南昌大学第二附属医院急诊科对危重症患者交接班实施I PASS结构化病情交班模式,此阶段交接班相关资料作为观察组。比较两组护理人员的交接班质量、交接班时间、交接内容完整性及其对交接班模式的满意度。结果观察组护理人员的交班环境、交班内容、沟通技巧、人文关怀、组织效率、临床判断及总体交班能力评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组护理人员的接班环境、沟通技巧、人文关怀、组织效率、临床判断及总体交班能力评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组护理人员的交接班时间短于对照组,交班内容完整性高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组护理人员对交接班模式的总满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论I PASS结构化病情交班模式应用于急诊危重症患者中,护理人员的交接班质量、交接班效率、交班内容完整性均得到提升,其对交班模式也更满意。

平整机组暗纹缺陷形成机理

针对国内某双机架平整机组生产过程中带钢出现的暗纹缺陷,分析了暗纹缺陷的宏观形貌,推断出暗纹形成的原因为平整轧制过程中金属流动受阻,并对比机组在湿平整改造之后的暗纹缺陷消失情况,进一步证实了推断的准确性。首先,通过平整过程中带钢的整体受力情况分析,确定了影响暗纹生成的主要作用力为平整轧制力和带钢与工作辊的摩擦力。针对平整过程中辊系和带钢的受力与变形情况,分别建立了辊系弹性变形模型、带钢出口厚度模型和金属塑性变形模型,进一步确定了通过联立模型求解轧制力沿带钢横向分布的计算方法,根据平整过程中轧制力计算模型给出了摩擦系数的反算方法。在此基础上,采取半无限平面假设分析带钢暗纹的受力模型,并考虑带钢平整过程中受到的垂直集中力和水平集中力,给出了暗纹判定标准并命名为暗纹指数。最后,选取典型规格生产带钢的生产工艺进行计算,确定了不同取样厚度下的暗纹指数,分析了取样厚度与暗纹缺陷发生的关系。

I-PASS模式在NICU护士交接班中的应用及效果分析

目的评估I-PASSI-care模式在NICU护士床旁交接班中的应用效果。方法选择某三甲医院2019年3月—5月入住NICU的60例患儿作为对照组,采用传统口头式床旁交接班模式,2019年6月—8月入住NICU的60例患儿作为观察组,采用I-PASS I-care模式进行床旁交接班。比较两组护士的患儿病情交接漏项率及交接班质量。结果观察组的护士患儿病情交接漏项率低于对照组护士,交接班质量高于对照组护士。结论I-PASSI-care模式应用于NICU护士床旁交接班中,可明显降低患儿病情交接漏项率,提高交接班质量,保证临床护理安全,可在临床上推广应用。