摘要：无人机技术已经广泛应用于各种研究领域,任务分配是多无人机协同的关键技术之一,对多无人机任务完成质量的影响极大,针对多个目标追踪场景下的多无人机任务分配问题,提出了一种基于拍卖鸽群优化(auction-PIO)算法的分布式分配方法.首先采用追踪总距离、分配均衡性、任务完成时间3个性能指标,结合追踪任务约束条件,建立了分布式多指标0/1整数规划模型.然后以拍卖策略作为分布式优化框架,无人机作为拍卖者对地面目标进行竞拍出价,通过多轮竞拍确定任务分配方案.为提高拍卖分配的最优性,增强了各无人机间的共享信息量,进而使无人机可对所有目标进行竞拍出价,并引入PIO算法更新各无人机的竞拍价格,将鸽子位置编码为无人机对各地面目标的竞拍增价,利用地图指南针算子和地标算子迭代更新种群位置,实现对无人机竞拍价格的优化更新.在此基础上,设计基于目标优先级的解算策略,用于将竞价矩阵和距离矩阵解算为任务分配方案,并进行了算法的计算复杂度分析.最后对所提拍卖鸽群优化算法分别进行了数值仿真、Gazebo虚拟仿真和实机户外飞行实验,结果表明:所提算法拥有良好的任务分配性能,不但在数值仿真对比中,优化性能比经典拍卖算法提高了12.16%,而且虚拟仿真和户外实验也说明算法能够满足实用性要求.

摘要：为了更好地利用人体姿态关键点特有的分布属性,提出强化先验骨架结构的轻量型高效人体姿态估计方法.利用高分辨率网络较好地保留空间位置信息,为了进一步降低模型参数量,提出轻量倒残差模块.设计体位强化模块,利用全局空间特征和上下文信息强化躯干位置的先验信息及关键点之间的联系.针对多分辨率特征图像融合时,像素位置模糊、卷积核优化方向偏移导致关键点空间特征信息遗失的问题,提出方向强化卷积模块,利用躯干上关键点分布的水平和垂直方向特性,高效融合关键点先验分布.实验结果表明,利用该网络,可以高效地估计人体姿态.与基准网络相比,该模型在COCO测试集上的平均精度达到78.4,参数量减少了17.4×10^(6),兼顾精度与效率.

摘要：哮喘是严重影响人类健康的一种慢性支气管疾病,其中嗜酸性粒细胞分泌的Galectin-10蛋白经历相变成为晶体被认为是哮喘的重要诱因.前期以Galectin-10蛋白为靶标设计多肽抑制剂WHYAENWY,然而自由能分析表明该抑制剂WHYAENWY与Galectin-10蛋白结合过程中,其E5、Y8氨基酸残基因为和Galectin-10蛋白的D49、E43带有相同电荷,导致静电斥力从而对结合不利.因此,本文针对WHYAENWY中E5、Y8进行序列重设计以优化其结合性能,使用带有相反电荷的氨基酸残基替换E5,同时删去Y8,筛选得到新抑制剂WHYAHNW.利用分子力学-泊松-玻耳兹曼方程表面积(molecular mechanics-Poisson-Boltzmann surface area,MM-PBSA)计算、分子对接、分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟、抑制效果验证等方法对新抑制剂进行表征.结果表明,氨基酸替换后H5对结合自由能的贡献为(-9.33±0.38)kJ/mol,对结合起到有利作用.WHYAHNW与Galectin-10蛋白的分子对接打分EVINA=-35.6 kJ/mol,表明二者具有较强相互作用.在分子动力学模拟过程中,WHYAHNW与Galectin-10蛋白的首次结合时间为(0.9±0.1)ns,结合过程迅速.二者结合的最小距离为(0.18±0.01)nm,质心距离为(1.84±0.01)nm,结合紧密,结合构象稳定.模拟过程的Coulomb势能为(-211.66±86.55)kJ/mol,Lennard-Jones势能为(-185.25±33.26)kJ/mol,均低于理性设计前WHYAENWY的相应势能,表明WHYAHNW与Galectin-10蛋白结合稳定且结合性能优于WHYAENWY.在抑制效果验证中,WHYAHNW与Galectin-10蛋白的平均结合时间和势能也都优于WHYAENWY,确证其结合性能有所改进,可促进后续哮喘药物的设计与开发.

摘要：挥发性有机物(VOCs)是引起PM_(2.5)和光化学烟雾等环境问题的重要前体物质,是“十四五”期间我国空气质量改善指标之一,VOCs减排是当前大气污染治理的热点问题。作为我国主要的一次能源,煤炭消费在电力行业中仍占主导。煤炭是VOCs排放的主要贡献者,然而目前国内外单独针对燃煤电站烟气中VOCs治理的研究和工程实践很少。基于燃煤电厂烟气VOCs典型排放特性,综述了现有VOCs末端回收与销毁技术的研究现状,重点介绍了吸附、吸收、生物降解、光催化、低温等离子体、催化氧化、臭氧氧化法的特点、适用条件及最新研究进展。在我国碳减排和大气多污染物协同治理的背景下,展望了燃煤电厂烟气实现VOCs净化的技术研究方向。吸附、催化氧化技术适用于大风量、低浓度的燃煤烟气VOCs处理。吸附材料选择性低、可吸附多种VOCs。吸附技术的研究目前主要集中在探究吸附机理,设计高效吸附剂,分析VOCs在复杂烟气环境中的吸附行为。催化剂的催化活性受载体、金属负载量、制备方法等多因素影响。研发高效稳定的催化剂是催化氧化技术的关键。目前已有研究进行VOCs和NO_(x)协同催化氧化,在中高温条件下效果显著,仍需进一步探究协同催化机理、反应副产物及竞争吸附等。常温催化氧化技术可实现结构复杂、种类多样VOCs的常温高效降解,解决传统催化氧化技术能耗高、安全性差、高温易失活等问题,降低烟气治理成本,促进零碳排放,在燃煤电厂烟气VOCs治理上具有很好的应用前景。将VOCs常温催化氧化技术与现有烟气处理设备组合进行升级改造、开发多种污染物协同控制的催化工艺是控制燃煤电厂烟气VOCs排放的发展趋势。

摘要：基于时延估计的TDOA方法广泛地应用于声学定位技术中,应用时引入的干扰会导致一定程度的幅值失真,从而影响时延估计的准确与稳定性.文中分析了不同干扰因素带来的影响,进而针对幅值失真问题,提出了一种新的基于信号过零点信息进行时延估计方法.该方法对需要进行时延估计的两路信号进行幅值归一化处理,得到仅含0、1两种特征值的稀疏化信号,在一定范围内将稀疏化信号错位相减得到误差系数函数,通过索引误差系数函数的最小值求得通道时延估计值.为了验证该方法的有效性,分别进行了数值模拟、耦合腔实验与室内混响定位实验,实验中采用广义互相关(GCC)时延估计方法作为对比,结果表明:对于模拟信号和耦合腔标准声源生成信号,该方法均有较好的抗干扰能力,在信噪比为-5 dB时依然可以准确进行时延估计计算;与GCC方法相比,可用于极端条件如信号削波时的时延估计;在低采样率实验中,该方法较GCC方法受采样率降低影响小,在低采样率的条件下依然保留一定时延估计能力;在室内混响条件下的近距离声源定位实验中,该方法受声源距离、混响影响小,并且较GCC方法具备更强的抗突发干扰能力.文中所提出的方法能很好地抑制信号削波、低采样率、混响干扰等因素导致的幅值失真带来的影响,提升复杂环境下时延估计的精度与稳定性,面对突发干扰也表现出了更好的抗干扰能力.同时该方法设计简单、计算量较小,可满足对数据实时处理的需求.

摘要：近年来卷积神经网络在生物医学图像处理中得到了广泛应用,例如从磁共振图像中准确分割脑肿瘤是临床诊断和治疗脑部肿瘤疾病的关键环节.3D U-Net因其分割效果优异受到追捧,但其跳跃连接补充的特征图为编码器特征提取后的输出特征图,并未进一步考虑到此过程中的原始细节信息丢失问题.针对这一问题,本文提出前置跳跃连接,并在此基础上设计了一种前置跳跃连接倒残差U形网络(FS Inv-Res U-Net).首先,将前置跳跃连接用于改进DMF Net、HDC Net和3D UNet 3个典型网络以验证其有效性和泛化性;其次,采用前置跳跃连接和倒残差结构改进3D U-Net,进而提出FS Inv-Res UNet,最后在BraTS公开验证集上对所提网络进行验证.BraTS2018的验证结果在增强型肿瘤、全肿瘤和肿瘤核心的Dice值分别是80.23%、90.30%和85.45%,豪斯多夫距离分别是2.35、4.77和5.50 mm;BraTS2019的验证结果在增强型肿瘤、全肿瘤和肿瘤核心的Dice值分别是78.38%、89.78%和83.01%,豪斯多夫距离分别是4、5.57和6.37 mm.结果表明,FS Inv-Res UNet取得了不输于先进网络的评价指标,能够实现脑肿瘤精确分割.

摘要：随着工业4.0时代的到来,神经网络在实现整个工业系统自动化的各个环节获得了广泛的应用。然而大规模神经网络往往消耗了大量的存储、内存带宽和计算资源,在计算受限的工业场景中很难高效利用,相比之下,轻量级网络具有更加广泛的应用前景。知识蒸馏提取一个大规模高性能教师网络的知识来指导一个轻量化低性能学生网络的训练,在提升轻量级网络性能方面已获得成功验证。但是,现有的知识蒸馏方法均采用传统的训练数据输入策略,即将训练数据集打乱后随机采样小批量的数据序列,从而将知识从教师网络迁移给学生网络,没有考虑样本输入顺序对学生网络学习知识产生的影响。针对该问题,提出将课程学习范式引入知识蒸馏场景,模拟现实教学场景,使学生网络学习知识遵循先易后难的顺序,即在知识蒸馏过程中,样本输入采用先易后难的策略,其中样本的难度由教师网络和学生网络协作判断,以综合教师网络的经验优势和学习网络的需求特点,达到最合理的课程设计。实验在CIFAR数据集上进行了验证,在多种网络结构下均能大幅提升传统知识蒸馏基线方法的准确率,而且提出的课程学习范式还可以应用于其他主流知识蒸馏方法,进一步提升其性能。另外,消融实验也说明了教师网络和学生网络协作相比单独采用教师网络或学生网络进行难度判断有明显的优势。通过研究验证了将课程学习范式引入知识蒸馏场景的有效性,并提出了切实有效且能广泛应用的算法,为知识蒸馏方法的研究提供了一种新的探索路径。

摘要：在桩靴上拔分析中,提出了将上拔阻力分为桩靴上部阻力和桩靴底部吸力的概念,通过数值模型模拟了多种加载条件和不同桩靴贯入深度时桩靴周围孔压的消散规律和桩靴上拔阻力不同组成部分的变化规律,证明了这种概念的可行性和准确性;在此基础上,确立了桩靴在不同贯入深度上拔时土体不同的破坏模式,给出了桩靴底部吸力在平台工作荷载、上拔速度和贯入深度等参数变化时的发展规律,数值模拟的吸力变化范围在总上拔阻力的27%～80%,极限上拔阻力系数为12.62,这为平台上拔能力储备和桩靴底部环喷系统的准确设计提供理论依据.

摘要：堆焊层稀释率和厚度是影响电弧堆焊质量的重要因素,它们是由各焊接参数相互影响综合作用决定的.文中通过中心复合设计试验方案,基于响应面法建立了Inconel 625镍基合金GTAW堆焊参数(焊接电流、焊接速度、送丝速度)与响应值稀释率、堆焊层厚度之间的数学模型,分析了各焊接参数对稀释率和堆焊层厚度的影响,并对堆焊参数进行了优化.结果表明,文中试验条件下送丝速度对堆焊层的厚度有着显著的影响,焊接速度和焊接电流对堆焊层厚度的影响较小;焊接电流对稀释率的影响最大,而焊接速度的影响最小;焊接电流和送丝速度的交互作用对稀释率有着重要的影响.

摘要：以闽三角城市群为研究对象,创新水文SCS-CN算法与GIS耦合技术,计算出不同暴雨重现期(5 a,10 a,50 a一遇)下的淹没范围,构建闽三角城市群内涝淹没风险评估体系。通过地理探测器进一步探究淹没风险与社会生态系统空间分布规律,为闽三角城镇群的生态安全保障与可持续发展提供技术支撑。研究表明:闽三角城市群内涝淹没区空间上呈现沿河道向入海口与海岸线聚集的状态,其风险性由海岸向内陆逐步递减。淹没区等级一类,二类,三类风险区占研究区面积的10.2%,14.6%,27.4%。厦、漳、泉市的淹没面积分别为135.67 km^(2)、304.10 km^(2)、572.09 km^(2)。其中一类风险区占比分别为84%,78%,62%,进一步确定研究范围内高频发淹没地段的具体位置。最终通过分析八类主要的社会生态因子与淹没区的空间异质关系,在区域层面提出兼顾城市开发强度的内涝防控分区。