The realization of positive definite matrices via planar networks and mixing-type sub-cluster algebras

As an improvement of the combinatorial realization of totally positive matrices via the essential positive weightings of certain planar network by S.Fomin and A.Zelevinsky[7],in this paper,we give a test method of positive definite matrices via the planar networks and the so-called mixing-type sub-cluster algebras respectively,introduced here originally.This work firstly gives a combinatorial realization of all matrices through planar network,and then sets up a test method for positive definite matrices by LDU-decompositions and the horizontal weightings of all lines in their planar networks.On the other hand,mainly the relationship is built between positive definite matrices and mixing-type sub-cluster algebras.

核心专利识别的共引网络分析研究——以“平坦化工艺”为例

[目的/意义]探索利用专利共引网络识别核心专利的可行性及其方法,发展专利网络分析理论和方法。[方法/过程]首先,构建专利共引和直接引证网络,比较网络参数,分析引用时滞分布差异;其次,定义节点重要性评价指标CPTR;最后,利用CPTR识别核心专利,比较两种网络识别结果。[结果/结论]案例研究发现,专利共引网络和引证网络存在差异,共引网络能够展现专利关系的多样性特征,具有更显著的整体结构和更好的“知识流”传递能力;CPTR指标降低了PageRank算法的约束条件,识别的“平坦化工艺”技术领域内的核心专利的时效性更强。

基于电容频率扫描法的机翼结冰实时探测系统

针对平面电极传感器在薄冰探测过程中存在硬件设计复杂、厚度计算滞后和无法重复探测的问题,设计了一种可用于小型飞机的机翼结冰实时探测系统。选取具有高导热特点的氧化铝作为平面电极传感器基板材料,使用电容频率扫描法对不同厚度下的薄冰特性进行测量,并通过嵌入NUC平台中的神经网络模型完成对冰厚的实时预测。实验结果表明,在0~2 mm的探测厚度范围内,所建立模型的训练集、验证集和测试集在[-0.2 mm,+0.2 mm]误差区间内的预测概率分别为97.7%、96.3%和70.5%。为实现系统的重复性探测,进一步研究了不同初始温度下传感器表面的薄冰相变行为,为机翼覆冰厚度的高精度检测与实时测量提供了一种潜在的技术。

基于深度学习的电能质量扰动分类辨识

随着我国电力事业的飞速发展,人们对电能质量的关注度越来越高。为满足用户对电能质量的高要求,电能质量的治理尤其重要。电能质量扰动的分类辨识是电能质量治理的前提。提出了一种电能质量扰动的分类辨识算法。该算法只需输入原始扰动信号图像,便可辨识单一和叠加扰动信号的具体类别。首先,在数学建模的基础上,使用Matlab仿真单一和叠加扰动信号随时间变化的图像。其次,在特定频率下进行扰动信号采样,通过相空间重构法将采样获得的一维数据转换为二维平面轨迹图。再次,基于指定训练样本空间和标签,构建所需的卷积神经网络结构并经过迭代更新确定最终的网络结构训练参数。最后,对各类单一和叠加扰动进行分类辨识正确率的统计。仿真结果表明,该算法在不同信噪比的测试条件下具有良好的辨识正确率。仿真结果验证了该算法具有较强的抗噪性和鲁棒性。

平面流铸冷却辊热变形预测及恒间距控制

基于非均匀热流边界条件,采用热流固耦合方法,研究了喷嘴长度与宽度、合金液喷射速度、冷却辊厚度和转速对冷却辊热变形的影响。在此基础上,建立了基于广义回归神经网络(GRNN)的冷却辊热变形预测模型,进一步提出了基于该预测模型的恒间距控制方法。结果表明,相比冷却辊转速和厚度,合金液参数如喷嘴长度、宽度与喷射速度对冷却辊变形的影响更为明显;基于GRNN的神经网络预测模型的精度较高,平均相对误差为5.98%;与传统PID控制方法相比,本文提出的间距控制策略可实现喷嘴包快速、精确地跟踪冷却辊变形,保证了间距的恒定,显著提高薄带初始制备过程中的合格率和生产效率。

节点和边都有容量的有向平面网络中的最小截和最大流

在一般网络中,节点和边都有容量的最小截、最大流问题很容易转化为仅边有容量的问题.但传统转化方法用在平面网络中破坏了网络的平面性,使平面网络中节点和边都有容量的问题比仅边有容量的问题难.使用传统转化方法得到的两个问题的算法复杂度均为O(n2logn)(n表示网络中的节点数).对此,作者曾给出了无向平面网络中最小截问题的保持平面性的转化方法.在此基础上,这里进一步讨论有向平面网络中的最小截、最大流问题,给出有向网络中保持平面性的转化方法,并利用此转化得到了复杂度均为O(nlogn)的最小截和最大流算法.从并行计算复杂性角度来看,传统方法转化后的问题是P-完全的.而使用新方法可以得到NC算法,且可以证明节点和边都有容量的有向平面网络中的最小截、最大流问题都是属于NC的.

无向平面单位容量网络中的最大流

无向平面单位容量网络中的最大流问题在VLSI设计等领域中有广泛的应用.针对无向平面单位容量网络的特点,给出这类网络中一个O(n)时间的最大流算法,比一般平面网络中O(nlogn)时间的最大流算法快logn倍.

基于特征的城市交通网络非平面数据库的实现

针对基于特征的GIS及交通网络分析对数据结构的要求 ,着重讨论了如何建立基于交通网络特征的非平面拓扑 ,以改进地理分层 关系表设计方法及平面图弧段 节点数据结构在交通网络描述中的不足之处 ,并通过面向对象的方法、动态分段技术和关系表指针操作 ,结合实例描述了基于完整交通特征的非平面数据库的实现方法。

基于特征的城市交通网络非平面数据模型

本文通过分析交通网络特性 ,提出了一种适合城市交通网络数据表达与操作、基于完整交通特征的 GIS数据模型 ,以弥补传统基于弧段 -节点的 GIS数据模型在城市交通网络建模中的不足 ,并在此基础上将传统的交通网络平面图表达模式升华到非平面模式 ,设计了基于特征的交通网络非平面数据模型的概念建模与逻辑建模方法 ,为相应的数据结构与数据库实现奠定了基础。

基于DMG空间约束的公交网络演化模型

考虑到城市公交网络的生成和演化受到城市道路交通网络结构约束的现实,利用复杂网络的最新研究分支-空间网络相关理论,构建了适于城市道路交通网络的DMG约束空间;生成了DMG空间约束下的公交站点分布规则,并基于嵌套最短路径,提出了一个城市公交网络的演化模型。以辽阳市道路和公交网络为实证对象,将模型的结果与实际统计数据结果进行了对比,发现模型的仿真结果与实际数据可以很好地吻合,表明了此模型的有效性;利用此模型对城市建设速率和城市公交建设速率的相互关系进行了分析,结果表明,当两者比值呈现2个极端时,公交线网密度都会呈现几何级数级的变化。这为进行城市建设和交通建设规划的速度问题提供了一个决策依据。同时,本模型也揭示了城市公交网络演化的一般规律,为城市公交网络演化的研究提供了一种新思路。

基于机载LiDAR数据的林木冠层投影面积与体积测量

机载激光雷达系统能够采集反映林木三维结构的点云,利用点云分类及林木冠层投影面积和体积计算方法获得林木信息。通过不规则三角网法和平面拟合过滤算法分别提取地面和建筑物点云,并将建筑物点云过滤得到林木点云,将树冠点云投影到x-y平面,采用角度法搜索边界,提取林木点云边缘,并在与其相对应的CCD影像上显示。利用任意多边形面积算法计算各个连通区域的面积,将它们求和得到冠层投影面积,通过台体的体积计算得到冠层体积。在研究区域随机选出10个外业样地进行传统的人工测量,实验结果表明,基于Li DAR的激光测量与人工测量测得的投影面积和体积的相关系数分别为0.957和0.944。本文提出的方法准确有效,为高精度定量估算林木冠层生物量提供了依据。

裂缝性页岩储层水力裂缝非平面扩展实验

开发页岩气藏通常需要采用大规模的水力压裂工艺技术,而页岩储层中的天然裂缝、层理面对水力裂缝的扩展路径又有着非常重要的影响。研究天然裂缝对水力裂缝扩展的影响可为现场预测水力裂缝扩展方向以及实施缝网压裂提供技术支撑。为此,选取4块尺寸为400mm×400mm×400mm的下志留统龙马溪组页岩露头标本,来进行真三轴水力压裂实验和声发射监测,以便研究水力裂缝与天然裂缝的沟通行为。实验结果表明:水力裂缝遇到天然裂缝时可发生转向或者穿透天然裂缝,形成一种空间非平面裂缝网络;大开度、低胶结强度的天然裂缝容易导致水力裂缝转向,难以形成新的主水力裂缝面;水力裂缝穿透层理面时,流入到层理面上的压裂液呈椭圆状分布;水力裂缝从岩石本体起裂的方向上声发射点较集中,沿着天然裂缝扩展的方向上声发射点少。结论认为:1水力裂缝能否穿透天然裂缝与天然裂缝的开度、胶结强度有关;2裂缝性页岩储层水力压裂易形成空间非平面网状裂缝;3与主裂缝面相比,压裂液进入到层理面的体积较少。

基于道路网络的商业网点市场域分析

社会经济活动中人们的空间行为往往是基于道路网络来实现的。但是,目前多数研究都假设地理空间是一个均质空间,采用基于平面欧氏距离的空间分析方法,这是有局限的。本文阐述了基于网络距离的网络Voronoi图基本概念和实现方法,以武汉市商业零售连锁企业为例,分别采用基于欧氏距离的普通Voronoi图方法和基于网络距离的网络Voronoi图方法来确定商业零售网点的市场域,结果表明武汉市主城区商业网点市场域较小、主城区外围市场域较大。市场域大小与城市路网密度呈现一定相关关系,路网密度高、市场域小,路网密度低、市场域大。两种方法的计算结果存在一定差异,差异大小与路网密度有关,路网密度大、差异小,路网密度小、差异大。这表明在路网密度大的情况下,可以采用普通Voronoi图粗略地模拟商业网点的市场域。

Ad Hoc网络中基于方向性天线的分布式拓扑控制算法

提出了一种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法,可以同时通过调整网络中各节点的发射功率和改变节点天线的方向来对网络的拓扑进行控制,每个节点逐渐增大它的发射功率直到该节点在其方向性天线的每个扇区内找到足够数量的邻节点为止.在这种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法的基础上又使用了两种不同的拓扑平面化优化算法,进一步删除了拓扑图中多余的交织边,使得网络最终的结构为一幅平坦图.由于每个节点使用了较低的发射功率以及算法形成的网络拓扑图中的平均节点度数较小,从而提高了整个网络的使用寿命,减少了节点间的干扰.仿真结果充分说明了算法的有效性.

无线传感器网络基于连通性的平面化算法

构建平面拓扑结构是无线传感器网络中一个重要的问题,它是设计许多高效网络协议的基础。传感器网络中许多重要的协议和应用都依赖于平面拓扑结构,比如著名的地理路由协议GPSR、GOAFR等。目前的平面化技术往往都需要网络中节点具有精确的位置测量信息。精确的位置或测距信息在资源受限的传感器网络中往往很难得到,因此基于位置的平面化技术的可应用性受到了很大的限制。设计有效的位置无关的平面化算法成为目前平面化技术研究面临的重要问题。本文提出了一种新的位置无关的分布式平面化算法。该方法仅基于网络的通讯连接关系信息,且运行复杂度低,便于分布式执行。本文通过证明确保所构建拓扑的平面性,并通过仿真实验验证了算法在随机生成网络中的有效性。

相控阵的子阵级数字波束扫描方法研究

在子阵级相控阵中,对于多波束形成等很多应用,需要在子阵级进行数字波束扫描。此时抑制扫描后的方向图旁瓣是一个重要问题。基于具有圆形投影区域的期望子阵方向图,构造了子阵级加权网络,通过对子阵输出进行后处理得到了新的子阵方向图,从而抑制了子阵级波束扫描的方向图旁瓣。该方法与基于矩形投影区域的期望子阵方向图方法相比,提高了子阵级波束扫描的旁瓣抑制性能。仿真结果验证了理论分析的有效性。

基于多输出支持向量回归的声发射源平面定位

为了解决直升机动部件疲劳损伤定位问题,提出了基于多输出支持向量回归算法的声发射源平面定位方法。以声发射信号的多个时域参数作为输入,破损点的平面坐标(x,y)作为输出,用支持向量回归机逼近输入输出之间的非线性映射关系,然后利用支持向量回归机的泛化推广能力,实现声发射源的平面定位。通过碳纤维材料试件断铅定位试验结果表明:该方法有效的实现了声发射源的平面定位,并且在收敛速度和定位精度上优于RBF神经网络。

一种新型宽带平面和差网络

提出了一种新型的基于环形电桥结构的宽带平面和差网络。首先提出了一种新型的宽带微带/槽线转换结构,然后将该结构引入到传统的环形电桥结构中,优化设计了一种改进型环形电桥,最后采用四个改进的环形电桥构建了双平面和差网络。测试结果表明:在4.05～7.425GHz的频率范围内,八个端口的驻波均小于2,输入端口之间的隔离度均在20dB以上,输出端口之间的隔离度大于30dB,和端口的插入损耗小于0.5dB,差端口的零值深度小于-30dB。该和差网络具有性能优良、结构简单、制作成本低等优点,在宽频带单脉冲雷达天馈系统中得到了成功的应用。

基于Delaunay三角剖分的Ad Hoc网络路由算法

Delaunay三角剖分已广泛地应用于计算流体力学、统计学、气象学、固体物理学、计算几何学等多个领域.随着无线AdHoc网络的发展,一些研究者提出了可以保证网络任意节点对之间分组顺利传输的几何路由协议,而这些协议的网络基础拓扑同样可以用Delaunay三角剖分的思想来实现.提出了一种新型的用于发现移动节点间通信路径的在线路由算法GLNFR(greedyandlocalneighborfacerouting).利用局部构造法,构造出局部化的Delaunay三角剖分作为网络的基础拓扑.在该网络拓扑中进行的GLNFR路由算法可以保证节点间分组的顺利传输,对网络变化具有更好的可扩展性和适应性.在NS(networksimulator)模拟器上仿真了该路由算法.结果表明,在分组成功传输率和路由分组开销性能方面,这一在线路由协议要优于先前提出的一些几何路由协议.

无线传感器网络高可靠低维护地理路由协议

无线传感器网络地理路由协议要求节点根据少量本地路由信息将数据分组传输路由到目标节点。为了消除路由环,地理路由算法通常需要将网络拓扑平面化。然而现有的平面化算法要么假设节点的通信半径是一固定值,在实际应用中不适用;要么对每一条链路都进行检测是否有交叉链路,路由维护代价很高。针对以上问题,提出一种具有高可靠性和低维护成本的地理路由协议RPR(region partitioning-based routing),其基本思想是将网络划分为规则多边形区域,并在贪心路由失败时将多边形区域内的所有节点看作一个虚拟节点进行周边路由。多边形区域间通信能够降低平均路由路径长度,从而提高了路由的可靠性。基于区域划分的网络平面化策略不需要检测和删除相交链路,因此减少了路由维护开销。模拟实验结果显示,RPR协议比现有方法的平均路由路径长度更短,路由维护开销更低。