摘要：废旧电子产品“互联网+回收”模式的推广,使得无人化、智能化的废旧手机(UMP)回收装备成为典型城市固体废物资源化领域的重点关注对象.本文以基于回收装备的UMP智能化识别组件为研究对象,设计并实现了一种基于并行差分进化(PDE)–梯度特征深度森林(GfDF)算法的UMP识别方法.本方法由UMP识别模型和PDE参数寻优模型组成,其中:前者包含的UMP定位裁剪模块基于Faster–RCNN模型对图像裁剪以获得有效信息, GfDF识别模块通过引入多尺度梯度特征策略使其更易学习“定位模块”抓取信息;后者使用并行策略优化GfDF模型超参数以提高UMP识别精度.实验结果表明,相比于深度模型和其他机器学习模型,本方法在识别精度和训练时间上均具有优势,能够有效提高回收装备自动化程度和手机回收效率.

摘要：对于工业现场中传感器进行故障诊断时难以获取参考值的问题,本文提出了一种基于贝叶斯推理的无参考值情况下自诊断传感器设计方法.首先,运用传递熵方法对传感器之间存在的冗余关系进行量化评价,并借助β–二项分布建立传感器的故障统计模型;其次,利用贝叶斯推理对有参考和无参考时的传感器测量系统设计故障自诊断算法,对于无参考值情况下的传感器测量系统,通过引入观测值,进行自学习获取传感器的健康状况;最后,以镍闪速炉中的温度测量系统为例,验证了文中方法的可行性与有效性.

摘要：国家标准GB/T 39108-2020《消费品安全危害识别情景模拟法》提出了运用虚拟现实技术搭建伤害场景,开展危害识别的方法。本文以儿童玩具智能机器人为例,运用该标准所提出的情景模拟法进行危害场景构建,识别出产品的主要危害源为小零件、激光、弹射动能,为企业优化产品设计提升产品质量安全水平提供指引。

摘要：研究目的:桩-土复合地基在列车荷载下会产生动力作用,甚至造成强度失效或整体变形破坏,严重威胁列车运行安全。因此,亟需开展列车荷载下桩-土复合地基动力特性的研究,对有效提高铁路路基的稳定性、保证高速列车的行驶安全具有重要意义。本文通过分析桩-土复合地基的加固机理及破坏模式,总结国内外关于桩-土复合地基在不同动荷载下的动力响应研究现状以及几种常用的不同桩型复合地基在列车荷载下的动力响应规律,并在此基础上指出目前的研究不足和提出未来需要重点关注的研究问题。研究结论:(1)尽管不同动荷载作用下桩-土复合地基的动力响应呈现了不同的特征,但在动荷载下桩体响应都大于土体响应,这与桩-土复合地基的作用机理吻合,不管在静载或动载下桩体承担了大部分荷载,因此对桩-土复合地基动力响应的研究应重点分析桩体的响应,但同时也不能忽略桩间土的影响;(2)桩体材料、桩体形状、桩帽、褥垫层厚度、复合土体模量等因素都会影响复合地基的动力特性,列车荷载下桩-土复合地基的动力响应特性还与列车的车速、列车载重、循环次数等有关,且普遍认为刚性桩复合地基具有良好的抗震性能,碎石或砂砾垫层表现出良好的隔震作用;(3)列车荷载下不同桩型构成的桩-土复合地基其桩间土体振动响应沿深度方向存在衰减特性,但桩体则存在某个部位的放大现象,在设计不同桩型复合地基时应注意考虑桩体动力特性的研究;(4)本研究结论可为设计单位进行铁路桩-土复合地基的优化设计提供理论依据。

摘要：针对纺织服装产品碳足迹核算与评价中清单数据难以追溯来源、核算过程不透明、核算结果可追溯性的缺失等情况带来的核算成本高、核算过程的科学性和规范性缺乏监督及核算结果利用效率低等问题,有必要建立一个来源清晰、透明可查、保护企业隐私的纺织产品碳足迹可追溯核算方法。文章梳理纺织服装产品碳足迹追溯的研究现状,基于区块链特性和追溯应用研究现状,阐述了区块链应用于纺织服装产品碳足迹追溯的优势和挑战;结合纺织服装产品模块化碳核算方法,设计了基于区块链技术的纺织服装产品碳足迹追溯与核算的工作机制及系统架构,并通过实例数据展示了系统追溯过程,实现了产品碳足迹的“产品—模块—方法—源数据”追溯查询与控制访问。此外,总结了系统在建立组织及信息处理两方面的局限。

摘要：植被重金属污染监测是当今高光谱遥感监测研究的重要内容。为了将高光谱遥感技术定性的用于植被重金属污染监测研究,从盆栽实验采集的反射率光谱数据方面进行研究。在实验室室内设置不同胁迫浓度的重金属铜铅玉米盆栽实验,测定了不同浓度Cu^(2+)和Pb^(2+)胁迫下玉米叶片的反射率光谱和Cu^(2+)和Pb^(2+)含量等有关铜铅污染玉米的基础数据,形成了关于重金属铜铅污染玉米植株的一套完整的数据集。研究提出了一种铜铅探测指数(CLDI),实现了不同培育期的两种玉米品种的重金属铜铅胁迫监测,从而为当前植被重金属污染探测提供了新的思路。研究设计了不同浓度的铜铅污染实验,将测量获得的玉米叶片450~850 nm的光谱反射率进行一阶微分(D)和包络线去除(CR)处理后得到微分包络线去除(DCR)光谱曲线,利用皮尔逊相关系数(r)分析DCR数据和生化数据,选择对重金属Cu敏感的特征波段。计算的皮尔逊相关系数表明DCR值在490~520和680~700 nm与土壤和叶片中的Cu^(2+)含量呈现接近于1的线性正相关,在630~650和710~750 nm呈现接近于-1的线性负相关。选择波长505,640,690和730 nm的DCR值建立CLDI,通过计算土壤和叶片中的Cu^(2+)含量与CLDI和常规的植被指数(VIs)的皮尔逊相关系数,将两者进行对比,从而验证了CLDI的有效性。选用2017年实验获取的不同品种玉米叶片光谱数据,将CLDI同样和常规的植被指数(VIs)进行对比,从而验证了CLDI对不同品种的玉米具有鲁棒性。将CLDI应用到铅胁迫下玉米叶片的污染程度监测,验证了其对于不同重金属的普适性。结果表明,CLDI与Cu^(2+)和Pb^(2+)胁迫浓度相关性显著,与其他植被指数相比,相关性更高。提出的CLDI探测铜铅胁迫下不同品种不同时期的玉米污染程度,具有计算方便,鲁棒性,高效性、普适性的优点。该研究基于实验室叶片尺度,可为冠层尺度的重金属胁迫监测提供理论基础。

摘要：海上风力机是未来风电产业发展的技术制高点,而复杂海洋环境下风力机基础的波浪荷载精确计算尤为重要。为揭示风、浪、流复合流场对风力机基础结构的作用机理,以东海兴化湾6 MW大型海上风力机基础为背景,采用Fluent仿真平台构建数值波浪水池。首先改进传统风-浪复合造波法自由液面处风与水质点速度方向的一致性,其次对复合场中波浪的时空演变规律进行描述;在此基础上,进一步研究各工况中基础柱整体波浪荷载的复合特性,引入并确定极值荷载的复合系数;最后分析风力机基础波浪荷载沿水深与周向分布特性。结果表明:本文提出的改进边界风-浪复合造波法具有良好的稳定性和有效性;风、流与浪之间的复合作用总体对波浪荷载呈现放大效应,其中风-浪-流三场复合的放大效应最大达135%;基础波浪荷载沿水深呈指数型递减,并在波峰出现“加速度对流”现象。

摘要：目的手术器械分割是外科手术机器人精准操作的关键环节之一,然而,受复杂因素的影响,精准的手术器械分割目前仍然面临着一定的挑战,如低对比度手术器械、复杂的手术环境、镜面反射以及手术器械的尺度和形状变化等,造成分割结果存在模糊边界和细节错分的问题,影响手术器械分割的精度。针对以上挑战,提出了一种新的手术器械分割网络,实现内窥镜图像中手术器械的准确分割。方法为了实现内窥镜图像的准确表征以获取有效的特征图,提出了基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和Transformer融合的双编码器结构,实现分割网络对细节特征和全局上下文语义信息的提取。为了实现局部特征图的特征增强,引入空洞卷积,设计了多尺度注意融合模块,以获取多尺度注意力特征图。针对手术器械分割面临的类不均衡问题,引入全局注意力模块,提高分割网络对手术器械区域的关注度,并减少对于无关特征的关注。结果为了有效验证本文模型的性能,使用两个公共手术器械分割数据集进行性能分析和测试。基于定性分析和定量分析通过消融实验和对比实验,验证了本文算法的有效性和优越性。实验结果表明:在Kvasir-instrument数据集上,本文算法的Dice分数和mIOU(mean intersection over union)值分别为96.46%和94.12%;在Endovis2017(2017 Endoscopic Vision Challenge)数据集上,本文算法的Dice分数和mIOU值分别为96.27%和92.55%。相较于对比的先进分割网络,本文算法实现了分割精度的有效提升。同时,消融研究也证明了本文算法方案设计的合理性,缺失任何一个子模块都会造成不同程度的精度损失。结论本文所提出的分割模型有效地融合了CNN和Transformer的优点,同时实现了细节特征和全局上下文信息的充分提取,可以实现手术器械准确、稳定分割。

摘要：三维复杂黄土塬区初至走时计算与特征分析,对于分析复杂黄土塬区地震波运动学特征、观测系统设计、初至拾取及层析反演等均具有重要意义.针对该问题:首先,采用三维分区局部变加密不等距网格剖分复杂黄土塬速度模型;然后,建立基于费马原理和迎风格式的双线性插值局部走时算法,采用修正后的群推进法作为波前扩展方式;最后,以理论模型考察了算法的精度与效率、分析了三维复杂黄土塬区地震初至波的走时特征.结果表明:变加密网格策略能在增加很少计算量的情况下,大幅降低因震源奇异性引起的计算误差问题,同时还能无条件稳定且灵活的适应三维复杂黄土塬区的复杂地震地质条件;和层状均匀模型相比,黄土塬区地震初至波的走时场和时距曲线较为复杂.

摘要：全球变化已对陆地生态系统结构和功能产生深远影响,明确生态系统对全球变化的响应和适应机制是实现人类对生态系统服务可持续利用的前提。联网实验是理解区域乃至全球尺度生态系统结构功能对全球变化要素响应和适应的重要手段。科学的顶层设计有利于实现联网数据间融合、比对以及分析,进而支撑普适性生态学理论的发展。本文从全球变化联网控制实验的研究进展、发展需求、创新性设计及研究展望等几方面,综合阐述未来全球变化联网控制实验设计的理论基础、方法学原理以及全新的实验网络设计理念,并以我国草地生态系统为例,以空间基准点理念(水热均值点)为突破口,提出了我国草地生态系统联网实验创新设计技术体系,以期推动未来区域和全球尺度控制实验的联网研究发展。