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科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于FSC和TCSC混合复用的交直流混联线路潜供电弧特性

    刘洋何柏娜吴硕孟凡涛...
    9437-9444页
    查看更多>>摘要：为提高系统运行稳定性,高补偿度串补装置广泛投入使用,但线路故障后潜供电流存在高幅值的低频分量,潜供电弧难以自熄.针对此问题,基于交直流混联输电线路,研究了不同布置方式下串补度对潜供电流与恢复电压幅值影响,提出了一种固定串补(fixed series compensation,FSC)和可控串补(thyristor controlled series compensation,TCSC)混合复用抑制潜供电弧的方法.此外,为满足线路对高补偿度的需求,设计FSC和TCSC混合复用串补度最佳配置方案.结果表明,交直流混联线路采用串补度40％的双平台分散布置方式,潜供电流与恢复电压幅值达到最小,燃弧时间最短.高补偿度串补线路TCSC采用串补度10％、20％的配置方案更利于熄弧,提高重合闸成功率.

    交直流混联输电线路FSC和TCSC混合复用潜供电弧串补度配置方案设计

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    基于集成机器学习和分子对接方法筛选新型的BTK抑制剂

    孙丽丽汪子肖陈琴孙耀...
    9445-9455页
    查看更多>>摘要：布鲁顿酪氨酸激酶(Bruton's tyrosine kinase,BTK)在B细胞恶性肿瘤和自身免疫性疾病等多种生物学过程中发挥重要作用,因此,抑制BTK是治疗多种疾病的一种有效策略.为了开发一种基于机器学习的虚拟筛选方法,以识别潜在的BTK抑制剂.首先,通过收集了一个由3 499个活性BTK抑制剂和7 927个非活性化合物组成的数据集,并使用3种分子描述符和6个机器学习算法构建了 18个分类模型和2种集成分类模型.模型性能评估显示,基于直径为4的扩展连接指纹(extend-ed-connectivity fingerprint with diameter 4,ECFP4)描述符和深度神经网络(deep neural network,DNN)、随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector machine,SVM)算法构建的集成模型更加准确可靠.接着,利用最佳集成模型从ZINC数据库中的5 ×106个分子中筛选出93个潜在的新型的BTK抑制剂,通过分子对接进一步分析它们与BTK蛋白晶体的结合模式.最终筛选出6个具有高亲和力的BTK抑制剂,它们能与活性口袋中的关键的氨基酸残基Thr474、Glu475、Met477、Cys481和Asp539等形成稳定的氢键相互作用.预测的吸收、分布、代谢、排泄和毒性(absorption,distribution,metabolism,excretion and toxicity,ADMET)参数表明这些候选化合物具有良好的药代动力学参数和安全性.分子动力学模拟进一步说明了这些化合物能与BTK蛋白稳定结合,有望成为开发新型BTK抑制剂的先导化合物.

    机器学习BTK抑制剂虚拟筛选分子对接分子描述符

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    基于无监督深度学习的单目视觉里程计

    白宇钟锐王奥博方浩...
    9456-9463页
    查看更多>>摘要：近年来,视觉实时定位与建图技术(visual simultaneous localization and mapping,VSLAM)技术取得了快速发展.然而,大多数传统的VSLAM系统存在鲁棒性较差的问题而基于深度学习的VSLAM存在精度较低等问题.为了提高VSLAM系统的性能,提出了一种基于无监督深度学习的单目VSLAM.该方法首先设计深度估计网络完成对图像的深度估计.然后,设计位姿估计网络进行相机的位姿估计.最后,使用合理的损失函数保证网络在迭代过程中的有效收敛.在KITTI数据集上验证了该系统的性能.实验结果表明,与SfMLearner相比,绝对轨迹误差(absolute trajectory error,ATE)降低大约50％.与传统的VSLAM系统相比,绝对位姿误差(absolute pose error,APE)的平移部分误差也明显下降且鲁棒性得到提升.

    同步定位与建图深度估计网络位姿估计网络无监督学习

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    融合外部知识和图卷积神经网络的生物医学事件联合识别

    杨书鸿牛玥刘力铭
    9464-9473页
    查看更多>>摘要：利用自然语言处理技术从生物医学文本中抽取药物治疗、疾病诊断等事件以及事件中涉及的疾病、药物等实体,对于生物医学领域相关学术研究以及各类生物医学应用系统具有重要意义.针对生物医学文本中的缩略词及专业术语难以识别和生物医学语义关系难以嵌入的问题,提出了 一种融合外部知识和图卷积神经网络的生物医学信息联合识别模型.图卷积神经网络构建了包含实体和语义关系的异构图,能够迭代地融合本地知识图和外部知识图中的交互信息,根据得到的交互信息来进行生物医学实体对之间关系的抽取任务.预训练编码后利用图卷积神经网络构建本地和外部知识两个知识图,获得两个图中每个节点的特征表示,并且通过注意力实体链接的方法将两个图进行融合与信息迭代,进而抽取其最后一层隐藏层来完成最终的分类识别.其中统一医学语言系统(unified medical language system,UMLS)被用作实体消歧的外部知识库,实体链接器根据注意力权重选择对应实体.通过在MLEE语料库上进行的实验表明,联合任务能够实现事件抽取和触发词、元素识别的综合性能.

    生物医学事件抽取外部知识库生物医学实体链接图卷积神经网络

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    飞机结构静强度试验屈曲检测系统设计实现

    许向彦常亮韩志华聂小华...
    9474-9480页
    查看更多>>摘要：全机结构危险部位的实时判断与筛选一直是结构强度验证过程中非常棘手的问题之一,屈曲部位的识别与判断作为飞机结构静力试验中的一项重要监测指标,决定着现场试验人员对试验全局的掌控程度.针对飞机结构静强度试验中,试验风险越来越难以把控,不可预期的结构失效状况时有发生等问题,为了准确高效地实现对结构屈曲部位的识别,设计实现了屈曲实时检测系统,该系统基于定时器技术实现采集数据的实时获取,基于非线性度完成屈曲部位判断,最后分别通过二维与三维方式对屈曲部位进行可视化显示.系统在航空型号试验现场进行了应用,结果表明效果显著.

    静力试验屈曲识别实时检测软件设计

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    基于自适应聚类和线性规划最优选点的彩色图像低成本打印方法

    李军陆鹤灵同乐钮焱...
    9481-9489页
    查看更多>>摘要：彩色点画是一种从视觉上由大量小像素点构建图像的艺术技术,像素个数的多少直接影响着构图的成本.其优化选点构图方法为实现低成本打印提供了一个重要的方式.目前,点画生成存在着多通道采样点难以均匀分布,颜色层次难以兼顾等难点,并耗费大量的计算成本.对此,提出了一种基于超像素自适应聚类和线性规划最优选点的彩色点画生成方法,该方法在初步超像素划分图像的基础上,使用基于颜色密度峰值的自适应聚类方法得到最佳聚类个数,并进一步划分子聚类,然后根据每个子聚类的颜色均值作为子聚类内部选点的最佳间隔距离,在选点的同时依据SSIM指标,建立目标优化模型,通过数学优化器Gurobi实现模型选点,使点保留最少个数的目标基础上,同时保持聚类内部分布均匀和颜色渐变层次,以提高所生成的点画图像的可视化效果.实验结果表明,本文算法极大地降低了像素个数并在生成的点画的平均结构相似性(mean structural simi-larity index measure,SSIM)、峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)等评价指标方面均优于当前方法.

    彩色点画自适应聚类泊松圆盘采样线性规划低成本打印

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    融合多尺度CNN与双向LSTM的唐卡问句分类模型

    王铁君闫悦郭晓然王铠杰...
    9490-9497页
    查看更多>>摘要：当前大语言模型的兴起为自然语言处理、搜索引擎、生命科学研究等领域的研究者提供了新思路,但大语言模型存在资源消耗高、推理速度慢,难以在工业场景尤其是垂直领域应用等方面的缺点.针对这一问题,提出了一种多尺度卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与双向长短期记忆神经网络(long short term memory,LSTM)融合的唐卡问句分类模型,本文模型将数据的全局特征与局部特征进行融合实现唐卡问句分类任务,全局特征反映数据的本质特点,局部特征关注数据中易被忽视的部分,将二者以拼接的方式融合以丰富句子的特征表示.通过在Thangka数据集与THUCNews数据集上进行实验,结果表明,本文模型相较于Bert模型在精确度上略优,在训练时间上缩短了 1/20,运算推理时间缩短了 1/3.在公开数据集上的实验表明,本文模型在文本分类任务上也表现出了较好的适用性和有效性.

    文本分类长短期记忆多尺度卷积神经网络唐卡

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    基于特征条件扩散模型的雷达回波外推算法

    吴其亮王兴苗子书叶威良...
    9498-9509页
    查看更多>>摘要：随着外推时效的延长,回波强度愈发衰减,且对于强回波的预报性能迅速下降.这是当前雷达外推结果不准确的两个典型特征.为改善上述问题,提出了 一种通过雷达回波帧驱动的扩散雷达外推算法(diffusion radar echo extrapolation,Dif-fREE).该算法利用条件编码模块将过去雷达回波帧的空间信息和时效信息深度融合,通过Transformer编码器自动提取回波的时空特征,并作为条件扩散模型的条件,驱动扩散模型重建当前雷达回波帧.实验结果表明,该方法可以生成高精度、高质量的雷达预报帧,较最好的基线算法在CSI、ETS、HSS和POD上分别提升42.2％、51.1％、49.8％和39.5％.

    深度学习短时预报雷达回波外推扩散模型条件编码

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    钢-PVA混杂纤维高性能混凝土断裂性能与弯曲韧性试验

    许成祥金旭许奇琦肖良丽...
    9510-9519页
    查看更多>>摘要：为了研究钢-聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)混杂纤维对高性能混凝土(high performance concrete,HPC)的增强增韧效果,以钢纤维体积分数、PVA纤维体积分数和矿粉掺量为三因素,采用正交试验,设计并制作16组试件,进行四点加载和三点加载弯曲试验,获取了荷载(P)-跨中挠度(δ)曲线和荷载(P)-裂缝张口位移(crack mouth opening displacement,CMOD)曲线,测定了 28 d龄期后的弯曲韧性和断裂性能等.研究表明:混凝土中掺入钢纤维或PVA纤维,P-δ曲线和P-CMOD曲线都变得更加饱满,对其有较为明显的增强增韧效果;特别是当两种纤维和一定量的矿粉掺入混凝土中,曲线下降段趋势变得更加平缓,混掺纤维高性能混凝土试件比单掺纤维混凝土试件具有更好的变形能力,掺入1.5％的钢纤维、0.2％的PVA纤维和20％的矿粉的效果最佳,对弯曲韧性和断裂性能的提升最为显著,具有不错的正混杂效应.

    钢-PVA混杂纤维弯曲韧性断裂性能混杂效应正交试验

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    梁端削弱形式对火灾下钢框架抗连续倒塌性能影响

    赵冲蒋媛媛黄嘉欢邓炼...
    9520-9528页
    查看更多>>摘要：为探究不同梁端削弱形式对火灾下钢框架结构抗连续倒塌性能影响,对中柱失效2层2跨钢框架梁-柱子结构进行常温下Pushdown加载试验,研究其竖向抗力曲线和破坏模态.试验结果表明:中柱失效钢框架结构主要依靠弯曲机制和悬链线机制抵抗外加荷载,且悬链线机制具有滞后性.随后在试验的基础上,通过ABAQUS建立二层平面钢框架模型,并对其展开常温下和火灾下的拟静力模拟,对出现的削弱型梁翼缘、二次削弱型梁翼缘、开洞梁腹板和开洞梁翼缘4种梁端削弱方式进行抗连续倒塌分析.有限元结果表明:削弱型梁翼缘和二次削弱型梁翼缘不论在常温还是高温下,都能提供比未削弱情况下的模型更高的结构竖向抗力和变形能力.较于其他梁端削弱形式,考虑悬链线效应,二次削弱型梁翼缘变形能力最好.

    钢框架结构梁端削弱形式Pushdown试验有限元模拟连续倒塌

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