郑州大学学报(工学版) /oa 2022年01期目录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202100000 2022年01月09 00:00 2022年01期 0 0 1696175 基于深度学习的加油站销量预测与营销策略应用研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202107020 营销策略的制定是加油站业务的重要部分,而数据驱动的营销策略制定已成为加油站实现精准营销的迫切需求。本文提出了一种基于加油站历史数据、营销策略和关键特征的油品销量预测的深度学习模型和基于销量预测模型的营销策略制定方法。根据加油站历史数据特征,我们设计了一个多层次的网络结构处理不同类别特征的数据,并结合营销策略信息以执行油品的销量预测。此外,通过引入关键特征,我们提升了销量预测模型的准确度;通过输入营销策略信息的变更,我们实现了加油站营销策略的自动选择。在真实加油站数据构建的数据集上进行的实验的结果显示,我们提出的销量预测模型相比其他主流方法具有更低的预测误差。 2022年01月09 00:00 2022年01期 1 6 0 卢晨辉,冯硕,易爱华,叶晓俊 基于宽度&深度学习的基站网络流量预测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202105030 针对无线网络流量长期预测问题,提出一种基于宽度&深度学习的基站网络流量预测方法。首先,利用S-H-ESD(Seasonal Hybrid Extreme Studentized Deviate Test)算法和数据平滑方法对网络流量数据进行预处理,以降低噪声数据对预测的影响。然后,将网络流量作为宽度&深度模型的深度部分(神经网络)的输入,将无线资源控制(Radio Resource Control,RRC)连接数和物理资源块(Physical Resource Block,PRB)利用率作为模型的宽度部分输入,通过深度和宽度部分结合来预测网络流量。该方法为所有基站的网络流量建立一个预测模型,以简化建模过程。将该方法用于实际网络流量预测,实验结果表明,该方法比季节性差分自回归滑动平均模型(Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average,SARIMA)和BP神经网络模型具有更高的预测准确度。 2022年01月09 00:00 2022年01期 7 13 0 陈浩杰,黄锦,左兴权,韩静,张百胜 改进的协同训练半监督SVM在油层识别中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101040 实际石油测井中有标签数据获取代价昂贵,且大量低廉的无标签数据未被使用,如何利用有限的有标签样本及大量的无标签样本获取准确的油层分布有待解决。半监督学习方法同时利用少量有标签样本及大量无标签样本便可获取良好的分类模型。因此,基于半监督支持向量机(Semi-supervised support vector machine, S3VM),提出一种改进的基于量子行为粒子群优化(QPSO)的协同训练S3VM油层识别算法(QPSO-CS3VM)。首先,引入多视图的协同训练策略思想,构造两个独立的初始分类器,然后互相交换并标记无标签样本来提高总体油层识别精度。其次,为提高初始分类精度,引入了量子行为粒子群算法用以优化S3VM。然后,针对S3VM中错分类的无标签样本在训练中迭代导致错误累计,模型性能下降的问题,一种新颖的K近邻数据剪辑方法被用来预测无标签样本伪标签的置信度,从而减少因为传播的错分样本导致的模型性能恶化下降。最后,将该改进算法用于测井数据挖掘中的油层识别。经过对某油田两口井的实际测井资料进行处理,结果表明:本文提出的新颖半监督协同训练油层识别方法要优于传统的半监督分类算法,识别率更高,分类效果更显著,与全监督SVM算法相比较,得到相差不大的分类精度的同时,速度更快。 2022年01月09 00:00 2022年01期 14 19 0 潘用科,贺紫平,夏克文,牛文佳 基于特征蒸馏的改进Ghost-Yolov5红外目标检测算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202105065 红外目标检测算法一直是重要的研究领域之一,广泛应用于安防、军事等领域。当前大部分目标检测算法存在计算复杂度高、准确率低、适应性差等问题,难以满足实际应用需求,以及部署于移动嵌入式平台设备。针对上述问题,本文提出了一种基于特征蒸馏的改进Ghost-YOLOv5红外目标检测算法,该算法首先在YOLOv5模型结构的基础上利用Ghost模块做模型剪枝,然后继续对模型进行通道剪枝;其次使用Mosaic和Copy-paste两种数据增强方法和特征蒸馏方法提高压缩后模型的检测精度。进一步地,考虑到安防红外目标检测领域尚无开源的数据集,本文构建了一个包含多种场景下人、机动车和非机动车目标的数据集(即将开源)。在上述数据集上测试实验结果表明:本文提出的算法利用Ghost模块和通道裁剪可以把原始的YOLOv5模型大小减少到1.9M,相比于原模型大小减少了93%,模型复杂度(GFLOPS)降低了86.1%,并通过知识蒸馏和数据增强的方法,使得裁剪后的模型在红外数据集上的精度提升了6.9,总体mAP值达到了90.4,比YOLOv5模型高0.3。在型号为Hi3519AV100的海思平台上实测,模型的检测速度能达到25帧,平均检测精度能达到90.2,比YOLOv5s高0.4,比YOLOv3高4.8,比YOLOv3-tiny高14.4,比YOLOv4-tiny高9.6。 2022年01月09 00:00 2022年01期 20 26 0 李北明,金荣璐,徐召飞,刘晴,王水根 改进PSO-BPNN算法在管道腐蚀预测中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202105045 针对腐蚀管道的剩余强度预测中公式计算准确性较低和有限元分析(FEA)过于繁琐的问题,提出了一种改进的粒子群算法优化的神经网络模型(IPSO-BPNN)来预测腐蚀管道剩余强度。首先,在传统粒子群算法的基础上,提出了一种双向递减惯性权重,引入了遗传交叉算子,形成了改进的粒子群算法(IPSO)。其次,采用IPSO算法对神经网络的权重和阈值进行优化,建立IPSO-BPNN模型。最后,在真实的管道测试爆破数据集上进行实验,分别使用线性回归(LR)、FEA、BPNN、PSO-BPNN以及IPSO-BPNN模型对腐蚀管道剩余强度进行预测。结果表明,IPSO-BPNN模型的预测精度较LR、FE、BPNN和PSO-BPNN有明显提升。 2022年01月09 00:00 2022年01期 27 33 0 肖斌,张恒宾,刘宏伟 基于YOLOv3和注意力机制的野外蝴蝶种类识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202105009 蝴蝶,作为昆虫纲中一个庞大的分支,其种类多样性强、生物形态特性突出并且呈现较强的拟态性,一直是昆虫分类学研究的重难点问题之一。通过蝴蝶数字图像对蝴蝶种类进行辨别,是目前在不影响研究对象及周边环境的情况下,最具效率的一种分类方法。然而,蝴蝶分类粒度极为细致,现有模型难以在图像样本缺乏的情况下对蝴蝶的外部形态特征进行有效学习。此外,由于蝴蝶的强拟态性,通过野外拍摄的图像对蝴蝶具体种类进行准确分辨,更是对模型的局部细节特征提取能力提出了巨大挑战。因此,本文以野外蝴蝶图像的种类自动识别为目标,在自建混合数据集基础上,对Yolo v3模型的主干网络进行了改进,构建出一种内嵌通道注意力MutiSE1D识别网络,该网络使用多尺度提取高维特征,使网络具有多种感受野,更好地关注了蝴蝶众多子类间、周围环境间存在的局部细微差异;并使用一维卷积代替压缩激励层,避免通道特征降维的同时,有效降低模型参数量,提升模型运行效率。根据上述方法在本文自建数据集上实验,模型最终的mAP达到了83.2%。结果表明,本文改进的识别网络可以有效提升原模型提取蝴蝶图像特征的准确性及细节特征的学习能力,能为野外蝴蝶数字图像的种类识别问题提供有效的解决方案。 2022年01月09 00:00 2022年01期 34 40 0 周文进,李凡,薛峰 一种基于自适应信息素蒸发系数的WSN蚁群路由算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103022 目前无线传感器网络中存在蚁群环路现象和网络节点能量分布不均衡等问题,容易导致节点过早休眠、网络生存周期短。本文以现有蚁群算法为基础,在蚂蚁数据包中增加前向蚂蚁数据包序列号、前向蚂蚁数据包源地址和蚂蚁数据包生存时间等数据,并引入自适应信息素蒸发系数,将路由跳数修正为多跳消耗的能量值,提高信息素更新公式的准确性,使网络中各节点的能量消耗更均衡。通过仿真实验对比,本文算法平均剩余能量提高了9.6%,证明该算法可有效削弱蚂蚁环路效应,平衡网络节点能量,延长网络寿命。 2022年01月09 00:00 2022年01期 41 47 0 王恭,孙铭阳,孙汇阳,腾子铭 基于立方型转矩分配函数的SRM直接转矩控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101027 开关磁阻电机具有结构简单、成本低廉、启动转矩大等优点,但也存在转矩脉动大的缺点。直接转矩控制用于开关磁阻电机虽能降低转矩脉动,但在换相期间存在转矩失控现象,为了避免这种失控现象的发生,需对开关磁阻电机的直接转矩控制进行优化。提出将立方型转矩分配函数与直接转矩控制相结合,其中转矩分配函数以合成瞬时转矩恒定为目标,利用其分配各相在不同位置的期望转矩,通过转矩滞环控制使合成瞬时转矩跟踪由速度闭环控制器输出的指令转矩,以实现均衡换相,从而抑制转矩脉动,并对传统的直接转矩控制6扇区进行细分,通过增加过渡电压矢量对开关表进行优化,结合磁链和转矩双滞环的控制方法避免了转矩失控,最后对控制方法进行数字仿真和实验验证。结果表明:当电机转速达到3 000 r/min,负载转矩为1 N·m时,转矩脉动由原来的112.02%降低至23.32%;当负载转矩为1.5 N·m时,转矩脉动由原来的65.25%降低至34.62%,SRM的转矩脉动小于直接转矩控制的转矩脉动。 2022年01月09 00:00 2022年01期 48 54 0 白国长,吴贺松,郑鹏 对称Y型分岔微通道微滴分裂数值模拟与实验探究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202102019 本文在Fluent软件中利用VOF模型研究了微流控芯片中微滴通过对称Y型微通道的分裂行为,与试验结果的吻合度较高,主要得到以下结论,在对称Y型分岔微通道中观察到四种流态,即永久阻塞破裂型、暂时阻塞破裂型、只接触Y型分岔处破裂型和非破裂型。通过毛细数Ca的增加,微滴变形的上游压力增大,加速实现微滴的分裂。微滴尺寸的减小使得微滴的形状由柱状变为球形,微滴的变形能力减弱,形成非破裂的流动状态。本研究不仅为微滴分裂提供一种有效方法,在生物医学、能源化工及食品工程等领域也具有潜在应用价值。 2022年01月09 00:00 2022年01期 55 61 0 郑艳萍,张瑞根,梁帅,李洋,徐刚,舒海涛 弯曲气动肌肉驱动手腕康复装置的设计与研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103030 针对传统手腕康复训练装置采用电机驱动,柔性不足的问题,设计手腕康复外骨骼装置,辅助患者完成腕关节屈曲/背伸运动和腕关节内收/外展运动康复训练。手腕康复装置包括外骨骼康复手套、控制系统、感知系统和交互系统。外骨骼康复手套采用弯曲型气动人工肌肉作为执行机构;控制系统包括嵌入式微控制器和小型气路控制系统;感知系统通过角度传感器实时采集腕关节运动方向和角度信息;交互系统实现上位机交互和语音交互。测试结果表明,手腕康复装置能有效地驱动手腕做运动康复训练,满足系统设计要求。 2022年01月09 00:00 2022年01期 62 68 0 韩坤峰,刘艳红,毛晓波,张季东,王葳,逯鹏 基于熵权法-云模型的石拱桥技术状况评定 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103023 针对现行石拱桥技术状态评定过程中不同技术人员对病害标度确定的评价结果及等级认定差异问题,提出了一种基于熵权法-云模型的石拱桥技术状况评定方法,在现有石拱桥评定标准的基础上,将评语集、评估数据转换为云模型,用熵权法对石拱桥部件间的权重进行调整,并引入组合模糊贴进度方法计算相似度获得评定结果,最后以某石拱桥为例,探究该方法在石拱桥技术状况评定中的适用性,结果表明:云模型的评价结果与《公路桥梁技术状况评定标准》方法得到的结果一致,符合现场检查结果,且该方法考虑了病害标度确定的主观随机性和工程项目实际的差异性,其评价结果可以为石拱桥养护提供更加科学合理的决策依据. 2022年01月09 00:00 2022年01期 69 75 0 张鹏,钟山,朱锐,焦美菊 隧道Park收敛模式正交下穿既有隧道影响分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202105052 摘 要:针对传统力控制方法分析隧道正交下穿引起的地表和既有隧道变形过程复杂的问题,本文基于Park收敛模型,采用位移控制方法对隧道开挖引起的地表沉降以及既有隧道拱底变形进行研究。首先,通过将工程实例地表沉降数据、本文方法以及传统力控制方法的结果进行对比,验证了位移控制方法在研究新建隧道垂直下穿既有隧道的合理性,然后使用Park的四种隧道收敛模式作为新建隧道的边界条件进行进一步分析。结论 计算结果表明,在给定隧道拱顶位移g的情况下,Park的四种收敛模式引起的地表沉降槽、隧道拱底变形的形状和数值均存在一定差异。收敛模式对地表沉降和拱底变形的影响由大到小依次为BC-2、BC-3、BC-4、BC-1。其中BC-3与BC-4较为接近,BC-1与实际的拟合效果最差。 2022年01月09 00:00 2022年01期 76 82 0 靳军伟,付柏毅,陈允斌,刘钢立,李明宇 再生混凝土抗氯离子渗透的五相细观数值模拟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202105008 考虑到再生混凝土微细观结构的非均质性,建立了包括新、旧界面过渡区、新砂浆、旧粘结砂浆和天然骨料的再生混凝土五相模型。基于Monte-Carlo理论借助Matlab软件平台开发真实再生混凝土凸多边形粗骨料分析模型,研究了再生骨料混凝土特性因子对氯离子渗透的影响。试验结果与模型计算结果相近,证明五相凸骨料细观模型能较好的预测再生混凝土中氯离子的渗透行为。研究结果表明:在高掺量的再生粗骨料含量下,氯离子渗透行为包括扩散系数和扩散深度的增大,这取决于界面过渡区和旧粘结砂浆随再生粗骨料含量的增加而增大;新、旧界面过渡区和旧粘结砂浆是导致再生混凝土抗氯离子渗透能力弱的根本原因。 2022年01月09 00:00 2022年01期 83 89 0 金立兵,余化龙,王振清,薛鹏飞,吴强 基于非零和信号博弈的主动防御模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202011050 近几年以APT为代表的网络攻击越来越频繁,危害也日趋严重,而当前网络攻防中存在防御滞后以及在对抗过程中双方收益不完全相等的问题。部分研究者们针对APT攻防过程中的特点采用了信号博弈理论进行研究,但在研究的过程中对于收益的量化采用的是零和方法以及单阶段的表示形式,忽略了攻防过程中双方收益不对等的现象以及多阶段的对抗过程。针对上述问题,本文采用非零和方法,提出了非零和信号博弈模型NSG (non-zero-sum signal game),并引入贴现因子对攻防过程中各阶段的收益对以后阶段的影响进行描述,量化表示攻防策略,在分析不同策略收益的基础上提出当前最优防御策略算法。最后,通过仿真实验对该模型和方法进行验证,实验结果表明了本文中所提出的模型和方法的可行性和有效性,能够更全面地表示出APT多阶段博弈过程。 2022年01月09 00:00 2022年01期 90 96 0 黄万伟,袁博,王苏南,张校辉 LCL型并网逆变器电压谐波抑制策略研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202102032 当电网电压存在背景谐波时,LCL型并网逆变器的并网电流会产生明显的畸变。为了抑制电网电压背景谐波对并网电流的影响,对LCL型并网逆变器电压谐波抑制策略进行研究,在电网电压比例前馈控制策略的基础上,分析LCL型并网逆变器逆变侧电感值以及滤波电容值对电网电压比例前馈控制策略的影响,对两者进行综合性考虑。实验结果表明:减小逆变侧电感以及滤波电容均会增强电网电压比例前馈控制策略对电网电压背景谐波的的抑制能力,并且减小滤波电容拥有更好的抑制能力和更优良的经济特性。 2022年01月09 00:00 2022年01期 97 102 0 刘海洋,董亮辉,高金峰,王要强,黄文剑 基于区块链的车联网安全信息共享机制设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202105061 随着汽车工业和物联网技术的快速发展,车联网(IoV)技术受到了越来越多的关注。车联网能够提高运输效率,促进车辆间的信息共享和合作。然而,由于该网络的高机动性和波动性等特质,车辆间的信任和隐私仍然是一个亟待解决的问题。对于车联网来说,防止内部车辆接收伪造信息的同时保护车辆隐私免受跟踪攻击是至关重要的。为解决上述问题,本文提出了一种基于区块链的安全数据共享机制。在该机制中,共享信息和车辆的信誉值是通过区块链进行存储的,为了激励更多车辆参与道路信息共享,车辆发布真实的交通信息可以获得数字货币奖励。该机制不仅通过多重签名技术和信誉机制验证共享信息的可信性,而且还使用基于用户隐私需求的假名替换技术确保用户信息的隐私性。最后,理论分析和仿真实验表明该机制可以有效地提升车联网中信息共享的安全性和可靠性。 2022年01月09 00:00 2022年01期 103 110 0 李永强,刘兆伟