摘要:居民出行信息可体现居民活动规律、反映城市交通问题,是制定交通规划与管理的重要依据.利用GPS获取的轨迹数据虽具有大量时空信息但不能直接表达出行模式,需要数据处理和挖掘算法提取隐藏知识来识别出行模式.由于居民出行模式具有高度的非线性和复杂性,识别具有很大挑战.本文利用深度学习方法的特征学习表征优势,解决特征提取的繁琐计算或漏提特征等弊端,通过对轨迹进行去野和划分等预处理后,计算轨迹片段的运动学特征构成输入数据,提出基于卷积神经网络与门控循环单元相结合的识别出行模式方法,利用卷积神经网络的深层特征表征优势和门控循环单元的时序特性挖掘能力,提高对非线性分类问题的学习能力和识别出行模式的准确性.为验证所提出方法的有效性,还设计单独的卷积神经网络和门控循环单元等模型,在Geolife数据集上进行测试和对比.实验结果表明,本文方法虽仅计算4个特征量仍具有较好的识别效果,并且优于单独采用卷积神经网络等分类方法的识别性能.

摘要:全球范围内乳腺癌发病率持续上升,乳腺癌的异质性导致良恶肿瘤在超声声像上呈现不同程度交叉和重叠,只利用一种图像信息不能得到满意的分类效果.因此本文提出基于超声和钼靶的两阶段乳腺癌诊断系统:第一阶段用拒绝分类方法对乳腺超声图像进行识别,对置信度高的肿瘤赋予其类别标签,对不确定的肿瘤不予分类；第二阶段对这些没有分类的肿瘤使用钼靶图像进行辨别.该系统利用多模态图像信息,筛查难以辨识的超声图像,辅以钼靶图像信息,对乳腺肿瘤进行诊断.本研究采用的超声和钼靶图像数据由哈尔滨医科大学肿瘤医院和哈尔滨医科大学第一附属医院提供,分别对拒绝分类方法和两阶段诊断系统进行实验验证和方法对比.与只使用乳腺超声特征的诊断系统相比,本文提出的两阶段诊断系统性能更优:正确率为92.59%,AUC为0.933 3,G-mean为93.09%、敏感性为86.67%,特异性为100%,阳性预测值为100%,阴性预测值为85.71%,马修斯相关系数为0.861 9.实验结果表明,增加钼靶图像信息可提高只使用超声图像的单一模态诊断系统的性能.

摘要:为更好地解决云计算中网络环境的动态性对失效检测性能的影响,提出一种适用于云计算环境的双滑动窗口accrual失效检测器（Two Windows Accrual Failure Detector, 2WA-FD）.首先,对不同网络环境下心跳消息到达时间间隔的概率分布进行实验分析,发现威布尔分布是一种更加合理的描述心跳消息到达时间间隔的概率分布模型,以此概率分布模型作为计算accrual失效检测器怀疑值的依据能够获得更高的精确度；其次,通过对accrual失效检测器实现架构的分析,通过采用双滑动窗口处理机制处理心跳消息能够更好地应对网络环境的突然变化；最后,通过开源实验数据以及租用云服务器搭建的实验平台比较和分析5种不同的accrual失效检测器实现的性能.实验结果表明,该失效检测器较其他同类型失效检测器在同样的检测负载情况下,能够获得更好的检测速度与检测准确性.因此,本文所提出的基于威布尔分布的双滑动窗口的accrual失效检测器2WA-FD能够准确、快速地发现云计算中的节点失效,有效地降低网络环境动态性对失效检测性能的影响.

摘要:高斯过程是一种函数的分布,在机器学习领域常用于回归.对于n个训练样本,其训练和预测时间复杂度分别为O(n³)和O(n²),因此难以应用于大规模数据.针对这个问题,本文基于分治的思想,提出一种简单高效的近似模型,称为“重叠局部高斯过程”.本文方法假设随机变量在给定邻近变量的值后,会与距离较远的变量条件独立.首先将训练样本集递归划分,构建一棵三叉树,其中兄弟节点包含的样本存在交集,交集中的样本起到诱导点的作用,可构建相邻区域的依赖关系.然后利用每个叶子结点所包含的样本建立局部的高斯过程回归模型,在当前假设下,每个父节点的边缘似然和预测分布可通过组合其子节点的计算结果来近似,从而降低计算量.同时,这种组合方式可保证拟合的函数是连续的.理论分析表明,对于n个训练样本,近似模型训练和预测的时间复杂度均为O(n^t),其中t与交集的大小相关,通常介于1与2之间.此外通过在公共数据集上的实验对比也验证了本文近似模型的有效性.

摘要:铜铅合金由于铜的高塑性、高强度以及铅的自润滑功能,是经过实践检验证明的优良减磨材料,广泛应用于精密机械和航空航天领域中.为研究元素比例在铜铅合金材料纳米拉伸过程中对其力学特性的影响,采用Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法建立大规模多晶铜分子动力学模型,在此基础上,采用混合蒙特卡洛/分子动力学方法(hybrid Monte Carlo/molecular dynamics, MC/MD)建立铜铅合金模型.根据真实铜铅合金比例成分建立具有不同铅原子比例的铜铅合金模型并与多晶铜纳米拉伸模型对比,模拟计算多晶体及铜铅合金的纳米拉伸过程,计算各模型的缺陷结构的配位数、内应力、原子势能等参数.结果表明:具有不同元素比例的铜铅合金纳米拉伸过程存在显著的规律性,铜铅合金和多晶铜的静水压力及势能分布相似,铅原子能够抑制铜铅合金晶界处位错的形核与扩展从而使合金材料结构更稳定,合金材料塑性变形过程中晶粒和晶界的势能变化特点相反,铅原子的加入主要影响晶界状态,晶界结构组成在合金塑性变形过程中具有主要作用.因而,通过改变铜铅合金中的元素比例,可改变合金材料各方面性能,本文的研究结果为制备高性能铜铅合金材料提供一定的理论指导.

摘要:为满足卫星通信领域反射器高精度和轻量化的要求,以某地球同步轨道气象卫星反射器为应用背景,采用ABAQUS有限元模拟复合材料反射器的热变形并运用最小二乘拟合原理计算其型面精度RMS值,利用M55碳纤维复合材料层合板面内热膨胀系数较小的特性设计出全复合材料格栅反射器结构.在相同工况的条件下,采用工业近景三维测量方法对格栅反射器结构进行热变形实验测试,利用工作面变形的均方根RMS值来表征型面精度,并将测试值与模拟值进行比对发现两者吻合较好.最后对格栅结构反射器的装配误差,粘接方式,胶层厚度,蒙皮和筋条的铺层角度等影响型面精度RMS值的因素进行计算分析,结果表明:粘接方式和胶层厚度是影响全复合材料格栅反射器型面精度的最主要因素,并且蒙皮与格栅结构的胶接更宜采用点粘方式,同时随着胶层厚度和装配误差的增大,型面精度呈现非线性的增长趋势.在相同工况、相同宏观结构尺寸的前提下,与碳纤维铝蜂窝夹层结构反射器结构相比,全复合材料格栅结构反射器的型面精度仅为0.455 μm,型面精度提高了一个数量级,为高精度深空探测和信号传输提供了可靠设计方案.

摘要:谱峰搜索类多重信号分类MUSIC(multiple signal classification,MUSIC)算法作为测向算法中的经典算法,由于具有良好的参数估计性能,因此被广泛使用.但由于庞大的计算量,提高了测向系统的复杂度以及研发成本.相比之下,利用多项式求根获取目标信源方位信息的求根MUSIC(root multiple signal classification,root-MUSIC)算法降低了测向的计算复杂度.但由于root-MUSIC算法涉及复系数多项式求根运算,因此其计算量依然很大.为进一步有效降低算法的计算量,本文基于空间谱函数的极值处导数为零这一性质,提出一种基于实系数多项式闭式求根的快速阵列测向算法.所提算法利用坐标映射关系,在新的坐标系u域内构造一个与传统z域root-MUSIC算法同阶次的实系数求根多项式.同时,由于多项式的根关于实轴对称,利用Bairstow算法进一步将该实系数多项式分解为若干个二次多项式,最后利用一元二次方程求根公式直接给出对目标信源方位信息的估计结果.理论分析和仿真实验表明:新算法相比于传统root-MUSIC算法极大降低了计算量,提高了测向速度,同时保持了相同的估计精度.

摘要:为在消除噪声的同时有效保护地震图像线性结构,提出一种改进光流算法与纹理平滑滤波相结合的新方法.首先,利用高斯金字塔多尺度描述方法解决大流速计算问题,提高精度；其次通过设置迭代结果残差的均方根的门限值,减少迭代次数,缩短处理时间；最后,根据地震图像剖面纹理复杂度,结合纹理属性分析,选用不同的模板进行纹理平滑滤波,提高信噪比.经与传统的均值滤波和目前较先进的改进Sobel滤波器以及利用标准化全梯度进行地震图像边界探测的方法相比,本文提出的算法能够有效的保存地震数据的边缘信息,增强地震图像同相轴的连续性,提高信噪比7~10 dB,缩短处理时间2~3分钟.实验结果表明:本文构建的高斯金字塔多尺度描述与光流算法结合,同时结合纹理平滑滤波构成的综合改进算法,在提高信噪比的同时,较好地保持了原图像的纹理结构和能量,并减少了处理时间,提高了地震资料解释的效率,是目前地震图像纹理分析领域处理效果较好的方法之一.

摘要:针对深埋地层中修建盾构隧道,特别是围岩表现蠕变特性,研究一种管片衬砌配合压缩层与锚杆的联合支护技术.采用有限差分与离散元的耦合计算方法,进行了管片衬砌壁后注浆、管片衬砌壁后填充碎石可压缩层、管片衬砌配合碎石可压缩层和高强预应力锚杆的支护效果对比研究.从围岩塑性区发展、沉降随时间变化、管片衬砌弯矩和轴力分析了联合支护效果.从碎石可压缩层的压缩变形路径、锚固围岩的位移矢量等角度揭示了联合支护的细观作用机理.研究结果表明:仅采取管片衬砌配合碎石可压缩层的让压支护手段无法维持管片衬砌的长期稳定；联合支护结构型式既可以提高围岩自身承载能力,也能够有效吸收围岩的蠕变变形.联合支护的作用机理由两部分构成:碎石可压缩层的让压作用与高强预应力锚杆加固围岩作用.其中,碎石可压缩层的让压机理主要通过颗粒间相互嵌挤和错动移位作用调减管片衬砌壁后接触力；高强预应力锚杆的加固机理是由锚杆形成的锚固区控制了蠕变变形的过大发展.研究结果对未来盾构工法修建深部高地应力、强蠕变隧道的支护型式设计具有一定参考价值.

摘要:传统的拥塞控制算法已经不能满足当前复杂的网络环境,谷歌提出的BBR算法(Bottleneck Bandwidth and Round-Trip)为拥塞控制提供了一种新思路,它可以在具有一定丢包率的网络链路上充分利用带宽,并保证较低的时延.但是该算法存在以下问题:首先,当无线网络的时延剧烈抖动时,BBR具有很低的传输速率,即便网络不丢包且此时未发生拥塞,这一问题在以往的论文中还没有人提出过；其次,BBR对网络带宽的降低不够敏感.本文详细分析以上问题出现的原因,进而提出改进BBR算法:通过比较RTT的均值和标准差判断网络时延的抖动程度,在时延抖动很剧烈时,使用RTT的均值取代最小RTT来计算拥塞窗口；在网络不稳定时,降低PROBE_BW状态中平稳阶段的时间长度.在实际网络中的实验表明,改进后的BBR算法几乎不受时延波动的影响,随着时延波动程度的提高,改进后算法的传输速率基本保持不变,在BBR几乎不能工作时仍能保持正常的传输速率；而且改进后的BBR算法在网络不稳定时能够更快地探测到网络带宽的降低并收敛.

摘要:为获取通常情况下大部分厂家保密但在计算过程中所必须的热电制冷器（TEC）的热电材料参数,对温度依赖的热电材料参数进行了提取.利用一款一级TEC性能的测试结果,基于热电基本公式,根据两种不同的材料参数取值方法分别建立了两个超定方程组,通过对这两个方程组进行求解,分别提取了两组TEC的热电材料参数.并用所提取的两组热电材料参数对另一款相同材料的5级TEC性能进行了计算以验证所提取材料参数的有效性.结果表明:厂家性能曲线误差随级数增加而增大,对于5级TEC,制冷温度误差可达20 K以上,这在TEC选型中应予以重视;本文所提取的材料参数在计算另一款5级TEC制冷温度时,不同制冷量下误差最大为1.6 K~6.1 K.同时,电压的计算结果表明计算模型中接触电阻是不可忽略的,通过所提取的电阻误差对电压的计算进行修正后,在TEC适用工作电流区间内,两组参数计算的电压相对误差分别小于4.80%和7.00%.本文方法计算的制冷温度误差约为极值法误差的1/5~1/2,约为厂家参数误差的1/10~1/4,准确度与有限元法利用热电材料参数实测值计算的结果近似,可有效的用于相同材料TEC的性能评估.

摘要:粒子群算法（PSO）是基于种群的全局搜索算法,具有原理简单,搜索稳定高效等特性,在航路规划领域被普遍运用,但是其在陷入局部最优以及收敛速度方面都存在一定的缺陷.本文针对无人机的任务权重值与生存权重值引入随机游走策略,按照一定规律改变粒子的惯性权重值,可以有效的避免上述情况发生,提升无人机在航路规划中找到最优路径的效率.另一方面,为了能够给规划的路径提供优劣性的判断标准或参考依据,需要构建适用于评估无人机飞行路径点上的生存状态概率模型,本文将随机游走粒子群算法（RWPSO）的航路规划模型与马尔科夫链生存状态随机性模型相结合,得到一个可以用来评估路径点生存概率的航路规划问题模型.仿真结果表明,基于任务权重、生存权重、任务生存权重随机游走的RWPSO算法在寻优时比PSO、量子粒子群算法（QPSO）效率更高,并成功结合马尔科夫链得到一个可以描述出无人机生存概率变化的模型.此模型框架还能够扩展应用于有辐射源、武器、电磁干扰等复杂场景中的航路与任务规划.

摘要:无线传感器网络在动态变化的信道和干扰环境工作时,为获得较高的信干噪比,节点会提高发射功率,致使节点间的干扰不断增大,为抵消其带来的消极影响,节点将继续增加发射功率,这将导致网络环境逐渐恶化,同时过多浪费节点能量.针对以上问题,本文提出一种合作博弈下无线传感器网络功率控制策略,为使节点能够更加精准的根据周围环境信息动态调节发射功率,算法引入节点间距离作为干扰权重因子以修正有效干扰模型,进而改进信干噪比模型；基于合作博弈理论将节点信息传输速率和自身剩余能量整合,建立合作博弈下的效用函数,在对不同效用权重因子下的归一化信息传输速率、发射功率方差值、信干噪比和网络效用4种结果进行综合权衡后,得出适当的效用权重因子值,并证明效用函数存在纳什均衡解,通过算法多次迭代后得出使网络效用达到最高时的节点最优发射功率.仿真结果表明,本文算法得出的最优发射功率方差小,算法收敛速度快,网络在节点较低发射功率时即可获得较高的信干噪比,网络生存周期得以延长,实现更高的网络效用.

摘要:布谷鸟算法是一种简便而高效的元启发式算法.然而,布谷鸟算法在求解复杂的多峰优化问题时通常存在易陷入局部最优解的缺点.针对布谷鸟算法的这种缺点,结合神经网络算法和布谷鸟算法的特性,提出一种基于神经网络的布谷鸟算法.该算法的核心思想是借助改进神经网络算法的强大全局搜索能力和动态种群策略来平衡布谷鸟算法的全局搜索能力和局部搜索能力,从而减少布谷鸟算法陷入局部最优的可能性.该算法首先将种群中的个体依照适应度值的优劣进行排序,然后对种群中最好的一半个体通过布谷鸟算法进行优化,对种群中最差的一半个体通过改进的神经网络算法进行优化,最后将所有个体组成一个新的种群,并从中筛选出最优解. 采用24个复杂基准测试函数检验所提出算法求解多峰优化问题的性能,并将优化结果与神经网络算法,布谷鸟算法以及一些改进的布谷鸟算法所获取的优化结果相比较.实验结果表明:所提出的算法充分地展现了神经网络算法和布谷鸟算法的优势,其在求解质量,求解效率以及求解稳定性上均显著优于其它算法.

摘要:由于情感语料问题、情感与声学特征之间关联问题、语音情感识别建模问题等因素,语音情感识别一直充满挑战性.针对传统基于上下文的语音情感识别系统仅局限于特征层造成标签层上下文细节丢失以及两层级差异性被忽略的缺陷,本文提出嵌入注意力机制并结合层级上下文学习的双向长短时记忆（BLSTM）网络模型.模型分3个阶段完成语音情感识别任务,第1阶段提取情感语音特征全集后采用SVM-RFE特征排序算法降维得到最优特征子集,并对其进行注意力加权；第2阶段将加权后的特征子集输入BLSTM网络学习特征层上下文获得最初情感预测结果；第3阶段利用情感标签值对另一独立BLSTM网络训练学习标签层上下文信息并据此在第2阶段输出结果基础上完成最终预测.模型嵌入注意力机制使其自动学习调整对输入特征子集的关注度,引入标签层上下文使其联合特征层上下文实现层级上下文信息融合提高鲁棒性,提升了模型对情感语音的建模能力,在SEMAINE和RECOLA数据集上实验结果表明:与基线模型相比RMSE和CCC均得到较好改善.

摘要:大多数复合材料机械连接都是多钉连接,但由于复合材料的脆性等因素,钉载分配往往极不均匀,极易引起接头的过早破坏.为改善钉载分配的不均匀性,工程中通常采用在承载较大的钉孔处设计间隙配合的方法,然而间隙量的大小一般难以确定.本文基于一阶泰勒展开方法提出一种确定该间隙的近似算法.首先将钉载关于钉孔间隙进行一阶泰勒展开,进而建立钉载和钉孔间隙之间的线性方程组.然后在指定外载荷条件下,以钉载均匀分配时的螺栓载荷为已知量,以钉孔间隙为未知量,计算各钉近似均匀分配时的钉孔间隙.以5钉连接接头为例,对模型有效性进行验证.结果表明,优化后,首钉钉载比例由45.1%降低到23.0%,首钉位置净截面的拉伸应力和压缩应力也有明显降低,较优化前分别下降26%和39%.最后基于验证的优化模型研究了宽度、排距、螺栓数目以及外载荷等参数的影响.模型分析效率高,对于n钉连接的多钉连接问题,只需n+1个有限元模型即可计算得到钉载近似均匀分配时的钉孔间隙.模型对复合材料多钉连接的均匀化设计具有重要的指导意义.

摘要:相机高速移动引起的运动模糊在现实环境的中低端设备中经常出现,是影响实时定位与制图(Simultaneous Localization and Mapping SLAM）高精度运行的重要因素.现有的一些应对模糊的方法通常需要较大的计算量,不适用于计算性能有限的移动端、无人机等平台,这在一定程度上影响了SLAM算法的应用.本文通过序列图像分析运动模糊的产生原理,建立相邻图像特征坐标差与模糊尺度之间的量化关系表,利用相邻图像间匹配点的位置关系定量计算E_BL参数来表示图像的模糊程度并与帧筛除算法组成E_BL-帧筛除算法,在SLAM过程中不断筛除模糊较大的帧来应对运动模糊.在由于运动产生图像模糊的情况下,通过适当增加一些运算量,本文的方法可以提升SLAM系统的定位和建模精度.实验证明了E_BL参数对模糊表达的有效性,以及本文算法对SLAM系统精度的提升.结果表明,算法可以明显地降低相机轨迹估计的整体误差,对于模糊影响较严重的数据集,在合适的窗口大小下,用E_BL-帧筛除算法剔除部分帧后,通过余下的清晰帧计算得到的相机位姿整体误差下降了20%.

摘要:为针对特厚钢板厚向淬火冷速和冷却均匀性研究提供理论算法和实验数据,利用研发的辊式淬火装置及多通道温度记录仪,测试了160 mm、220 mm、300 mm钢板淬火温降曲线,采用有限元、最优化等方法建立三维反传热导热模型和热流密度计算模型,分析特厚钢板淬火厚向温度梯度、热流密度和冷速分布规律.结果表明:计算获得的温降曲线与实测值吻合良好,偏差小于4 %.高强度冷却可使钢板厚向形成较大温度梯度,随后适当减小冷却强度,可提高壁面过热度并维持厚向较大温度梯度,对特厚钢板心部~1/4H厚度区间温降有利.热流密度和温度梯度的耦合作用,共同影响钢板淬火温度场.随着壁面过热度的变化,220 mm和300 mm钢板厚向温降曲线出现“平台”和“反向温升”现象.“返温”现象一方面与钢板表面热流密度改变有关,另一方面与钢板厚向因温度梯度变化引起的MHF点（临界热流密度）位置改变有关.当钢板上下表面水流密度比分别为1∶1.25（0.8 MPa）和1∶1.4（0.4 MPa）时,能够实现上下表面基本对称冷却.

摘要:图像超分辨率（Super Resolution,SR）重建是计算机视觉领域中提高图像和视频分辨率的一种重要图像处理技术,针对基于深度学习的图像重建模型层次过多以及梯度传输困难导致训练时间长、重建图像视觉效果不理想的问题,本文提出了一种改进残差块和对抗损失的GAN(Generative Adversarial Networks)图像超分辨率重建模型.首先,在模型结构上,设计剔除多余批规范化操作的残差块并组合成生成模型,将深度卷积网络作为判别模型把控重建图像的训练方向,以减少模型的计算量；然后,在损失函数中,引入Earth-Mover距离设计对抗损失以缓解模型梯度消失的问题,采用L1距离作为重建图像与高分辨率图像相似程度的度量以指导模型权重更新来提高重建视觉效果.在DIV2K、Set5、Set14数据集上的实验结果表明:该模型剔除多余批规范化后的训练时间相比改进前模型减少约14%并有效提高图像的重建效果,结合Earth-Mover距离与L1距离的损失函数有效地缓解了梯度消失的问题.模型相较于双三次插值、SRCNN、VDSR、DSRN模型,提高了对低分辨率图像的超分辨率重建效率和视觉效果.

摘要:为提高船舶CAD建模效率,同时为CAE分析和船体结构设计程序（SDP）校核提供通用数据模型,设计并开发了一套面向审核流程的船舶CAD系统. 首先考虑审核流程的需求,采用几何与数据相结合的方式描述船舶模型,所有船舶构件均采用无厚度的几何片体表示. 其次建立包含发布模型、设计主模型和工具模型的三层板架模型,以板架属性的形式记录板架及其附属结构的几何关系,并结合自定义结构导航树、通用三维建模软件NX装配树和特征树组织管理板架及其附属结构. 然后基于轻量化数据库SQLite设计面向全生命周期的标准库系统,用来存储和管理船舶标准数据,确保快速查询. 最后通过参数化建模与基于自定义特征技术的结构建模方法,快速生成船舶模型. 该系统具有较强的交互性和稳定性,建模效率高且模型数据量小；模型经过数据转换可直接进行CAE分析和SDP校核,避免重复设计；数据库技术的使用实现了CAD、CAE和SDP模块间的数据共享,解决了数据分散不一致的问题；自定义结构导航树符合专业船舶设计人员的使用要求.

摘要:在基于深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL）的战机自主作战机动决策研究中,战机向攻击区域的自主机动是战机对目标进行有效打击的前提条件.然而,战机活动空域大、各向探索能力不均匀,直接利用DRL获取机动策略面临着训练交互空间大、攻击区域样本分布设置困难,进而训练过程难以收敛.针对该问题,提出了一种基于深度Q网络（Deep Q-Network,DQN）的双网络智能决策方法.通过在战机正前方设置锥形空间,充分利用战机前向探索性能；建立角度捕获网络,利用DRL对战机偏离角调整策略进行拟合,实现偏离角自主调整,使攻击区域处于战机正前方的锥形空间内；建立距离捕获网络,在锥形空间内利用DRL对战机向攻击区域机动策略进行拟合,实现其向攻击区域的有效机动.实验结果表明,以战机活动空域作为交互空间直接引用DRL,不能有效解决战机向攻击区域机动的决策问题；采用基于DRL的双网络决策方法,在1 000次战机自主向攻击区域机动的测试中成功率达到了83.2%,有效解决了战机向己方攻击区域自主机动的决策问题.

摘要:浅海波导由于海底海面边界以及不均匀散射体的存在,使得其中声传播极其复杂,对信号处理造成了严重的干扰.本文针对浅海复杂环境下的多途效应对目标波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计的不利影响,提出了一种基于时反-压缩感知(Time Reversal-Compressive Sensing, TR-CS)的目标DOA估计算法.该算法针对利用压缩感知(Compressive Sensing, CS)理论进行DOA估计时浅海多径对信道稀疏性的干扰,引入时间反转(Time Reversal, TR)理论对信号进行预处理,将时反处理后的信号再次送入信道,建立了基于时间反转理论的浅海目标DOA估计模型,利用时间反转理论的空时聚焦特性实现了对多途畸变的修正,并且以多径数目作为环境复杂度的度量,在不同复杂度环境下验证了该算法的有效性,最后分析了不同快拍数下该算法的性能.仿真结果表明:在低信噪比、小快拍的浅海条件下,时间反转理论的引入通过对接收信号的再次处理,虽然对计算量提出了要求,但是明显抑制了旁瓣杂波,提高了信道的稀疏性及阵列接收信号的信噪比,改善了复杂浅海环境下的DOA估计性能,并且在多途效应越为严重的环境中,性能提高越为明显.

摘要:软件验证是保证核电软件质量的必经步骤之一,基准题验证是核电软件验证的一种重要手段.基准题的数据来源主要是通过自主实验、收集核电厂运行数据、加入国际实验研究计划和购买国际基准题的数据等传统方法获取,但是存在成本高,周期长的问题.为了给堆芯稳态核设计程序验证测试提供更多的验证基准题,本文基于蜕变测试原理提出一种基准题衍生技术,该技术首先建立基准题衍生框架,主要思想是根据蜕变关系的参变量及关系式,直接对原始基准题的相关输入和输出参变量进行计算求解,得到衍生基准题（新的测试用例）.再者,针对基准题以固定格式输入卡的形式实现待测程序数据输入的特点,为了提高衍生效率,设计基准题自动衍生算法,开发基准题自动衍生工具系统.最后,以堆芯稳态中子扩散程序的二维、三维基准题的衍生为实例展示.结果表明,该技术可自动地实现单个或者批量生成二维,三维衍生基准题.不但生成数据准确、效率高,而且比传统的方法成本低.

摘要:相较于奈奎斯特-香农定理所要求的采样数据量,压缩感知理论表明采用较少的测量值就可以实现高维信号的重构,因此压缩感知在视频信号传感中具有很大的潜力.现有的视频压缩感知重构算法是利用多假设预测来得到残差模型,大量文献采用基于最小均方误差的方法挑选多假设匹配块,由此对视频信号进行重构,然而没有考虑最大化重构视频的整体结构相似性,在图像重构的整体质量效果上存在较大改进空间,并且挑选匹配块的模式没有采用自适应的选择机制,挑选匹配块的方式较为单一.通过增加一定的复杂度,本文提出了一种基于动态多模式匹配的视频压缩感知三步重构算法,该算法主要包括三大步骤:第一步,对压缩感知的每一视频帧进行独立的重构；第二步,从参考帧中动态地挑选匹配块进行非关键帧的重构；第三步,基于整体结构相似性对重构帧进行最终挑选,完成多帧重构.实验结果表明,所提算法能够在重建端有效提高多假设过程的预测精度,与当前最优的视频重构算法相比,进一步提升了重构质量.

摘要:为解决克隆选择算法收敛速度慢、收敛精度低等问题,提出了双层协同进化克隆选择算法,该算法的每一层使用不同的进化方案进行寻优搜索,并通过信息共享实现了层间的协同进化,形成层内竞争与层间协作的进化模式.通过构建基于多种进化策略的混合协同进化机制,实现了不同进化策略在优化过程中的优势互补与信息增值,达到有效平衡算法的全局探索与局部开发的目的,同时也较好避免了算法的早熟收敛问题.用10个标准测试函数来验证所提出算法的可行性与有效性,仿真实验结果表明:相比克隆选择算法及其两个改进的算法,本文提出的优化算法具有全局搜索能力强、稳定性好、收敛速度快、收敛精度高等优势,且测试函数维度的增加对本文算法的收敛性能影响不大,其优势更加凸显.针对混沌系统控制与同步中的系统参数估计问题,以Lorenz混沌系统的参数估计为例,进行了未知参数估计的数值仿真,结果显示本文算法实现了混沌系统参数的高精度估计,是一种有效的混沌系统参数估计方法.

摘要:自动准确识别监控视频中的异常行为在安防领域具有广泛的应用前景.本文提出一种基于3D-LCRN(3D Long-short-term Convolutional Recurrent Network)视觉时序模型的视频异常行为识别方法.首先,基于视频图像帧间的结构相似性,结合光照感应与光照补偿机制进行背景建模,获取对光照突变与背景运动不敏感的矫正光流场与矫正运动历史图.同时,针对异常与正常行为视频数据失衡问题,计算三通道矫正光流运动历史图COFMHI(corrected optical flow motion history image),随机提取视觉词块进行聚类,对样本数量与维度进行双向扩充,充分获取样本的微分和积分运动信息.在此基础上,采用3D-CNN深度学习网络模型对COFMHI进行学习,获取局部短时序时空-域特征,结合可学习贡献因子加权的LSTM网络以压制无关、冗余、具有混淆性的视频片段,进一步提取由短时序-长时序,由局部-全局的多层次时-空域特征用于异常行为识别.通过与同类方法的客观定量对比,实验结果表明,本文方法在光照突变与背景运动等复杂场景下具有优异的异常行为识别性能,进一步表明该方法有效、可行.

摘要:为探讨节理形态及其吻合程度对应力波传播的影响,分析不同节理吻合系数JMC及其几何分布对节理的动态力学特性和应力波衰减规律的影响,试验采用水泥砂浆材料制备圆柱体试样模拟岩石试样,通过将圆柱体一端面分割为不同数量的扇形凹面来量化描述节理分布形态,同时对两个节理分布形态相同的试样旋转不同角度获得不同节理接触面积的组合试样.分离式霍普金森压杆（SHPB）冲击试验结果表明:当组合试样的节理分布形态相同时,试样应力-应变曲线在加载段的非线性随节理接触面积减小逐渐增大,这反映了节理接触面积越小节理对试样加载初期的力学响应越明显；同样在组合试样的节理分布形态相同时,应力波透射系数和节理等效刚度均随节理接触面积增大呈线性增大；当组合试样的节理接触面积相同时,节理接触面几何分布越分散（扇形凹面数量越多）应力波透射系数和等效刚度越大,而且接触面积越大几何分布形态作用影响愈明显.