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期刊信息/Journal information
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GRA-GWO-LSTM的多元负荷协同预测方法

    李文卜凡鹏王坤高宇琪...
    15518-15525页
    查看更多>>摘要：精准的多元负荷预测有助于综合能源系统的合理规划和优化运行.针对多元负荷预测时输入参数难确定和模型网络参数较难合理设置的问题,提出一种建筑电、冷、热多元负荷协同预测方法.首先,考虑到不同输入参数对多元负荷的影响,采用灰色关联度分析法(grey relation analysis,GRA)计算各输入参数与负荷间的相关性,选择灰色关联度大于0.6的参数作为模型输入;同时利用灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)对长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)中的关键网络参数进行优化,建立GRA-GWO-LSTM多元负荷预测模型;最后,以亚利桑那州立大学为例,通过与单一神经网络模型和混合神经网络模型GWO-LSTM对比,所提预测模型在电、冷、热负荷长期预测上具有更高的预测精度,较LSTM模型和GWO-LSTM模型的平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)分别降低了 31.64％和23.47％,且其对短期负荷预测也具有良好预测性能,可用于指导综合能源系统的规划和智能化运行.

    多元负荷预测深度学习长短时记忆神经网络(LSTM)灰狼优化算法(GWO)灰色关联度分析法(GRA)

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    DoS攻击下供应链系统的数据驱动无模型自适应控制

    张志鹏熊双双侯忠生
    15526-15539页
    查看更多>>摘要：针对未知非线性供应链系统(supply chain systems,SCS),研究其受到拒绝服务(denial-of-service,DoS)攻击时商品输出量跟踪期望市场需求及抑制牛鞭效应的问题.首先使用动态线性化方法将供应链系统转化为动态数据模型.然后考虑DoS攻击服从伯努利分布且随机发生在传感器与控制中心的传输信道中,使用上一时刻历史数据的估计值代替因DoS攻击造成丢失的商品输出量.进而基于每条子链在DoS攻击下的原材料订单量与商品输出量设计无模型自适应防御控制算法,并通过理论分析证明该控制算法下闭环系统的收敛性.最后,通过仿真验证了控制算法的有效性.

    供应链系统(SCS)拒绝服务(DoS)攻击牛鞭效应无模型自适应控制

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    基于改进Monodepth2的内窥镜图像深度估计方法

    王晓雨孟晓亮张立晔宋政...
    15540-15547页
    查看更多>>摘要：内窥镜图像深度估计是微创手术中的重要技术难题.为提高内窥镜图像深度估计的准确性,提出一种基于改进Monodepth2的内窥镜图像深度估计方法.在深度估计网络中,编码器使用ResNet34模块,并引入SAB(sparse attentive back-tracking)注意力机制、改进的FPN(feature pyramid network)模块以及特征增强模块,以使所提网络更好地理解全局信息、灵活有效地处理多尺度特征,并进一步增强其稳定性和可靠性.解码器通过上采样获取图像的深度信息和位姿信息.采用光度重投影误差、结构相似性和边缘感知平滑误差作为损失函数,以进一步提高所提方法的准确性.评估采用Hamlyn公共数据集,实验结果表明:所提方法可更加准确地估计内窥镜图像的深度信息,进一步验证了所提方法的有效性和准确性.

    深度估计内窥镜图像特征增强损失函数

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    基于YOLOv8n的小目标交通标志检测算法

    宋京京张振利
    15548-15557页
    查看更多>>摘要：针对传统交通标志检测算法识别精度低和漏检误检率高的问题,提出一种基于YOLOv8n的小目标交通标志检测算法.该算法首先使用Conv-SPD模块替换跨步卷积实现下采样,以减少浅层特征信息的丢失;然后添加小目标检测层,能够有效提高模型小目标感知能力;其次嵌入多尺度注意力机制融合深浅层空间语义特征,从而更好地捕获像素级成对关系;再次为进一步提高模型检测精度,采用MPDIoU损失函数计算预测框回归损失;最后在数据集TT00K、GTSDB与CCTSDB上进行验证.实验结果表明:所提模型的检测精度分别达到87.3％、93.2％和98.4％,参数量仅为2.031 MB,同时满足实时检测标准.

    YOLOv8交通标志实时检测MPDIoU

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    基于域自适应的鲁棒图像分类算法

    李林娟张兆祥贺赟
    15558-15566页
    查看更多>>摘要：对抗样本的存在容易误导深度学习模型输出错误的预测,严重影响深度学习模型的稳健性.为了提高模型的鲁棒性,抵御对样样本的干扰,以深度图像分类网络为研究对象,提出了基于域自适的鲁棒图像分类方法.首先,通过分析干净图像和对抗样本的数据分布特点,使用域自适应学习方法对齐干净图像和对抗样本的特征空间.其次,将干净图像和对抗样本分别作为源域和目标域,构建生成对抗分类网络,最后,构造对抗学习的线性损失函数优化网络.采用l∞范数和l2范数约束的对抗样本验证所提算法,相较于标准训练和对抗训练算法,在MNIST-M数据集上,所提算法的标准准确率提高了 4.3％和1.23％.在CIFAR-10数据集上提高了 1.23％和20.45％.同时,在3种对抗样本上的鲁棒准确率均提高超过10％.在遥感场景分类SIRI-WHU数据集上鲁棒准确率达到79.6％.实验结果表明:所提算法能有效提高图像分类模型的标准准确率和鲁棒准确率,使模型在面对对抗样本扰动时表现出更强的鲁棒性.

    鲁棒性对抗样本域自适应性生成对抗网络

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    基于OLSR的小型无人机自组网低开销路由算法

    康一鸣刘庆华叶金才
    15567-15575页
    查看更多>>摘要：针对小型无人机自组网动态的网络拓扑环境,解决传统优化链路状态路由(optimized link state routing,OLSR)协议路由开销较大的问题,提出一种基于OLSR的小型无人机自组网低开销路由算法(low-overhead routing algorithm based on OLSR,LS-OLSR).该算法通过引入HELLO消息、TC(topology control)消息发送间隔自适应调整机制和MPR意愿值主动更新策略,利用网络实时状态自适应调整HELLO消息发送间隔和TC消息发送间隔,减少不必要的控制消息转发,同时根据节点接收功率和数据传输时延自适应调整节点MPR意愿值,提高数据转发节点的稳定性.仿真结果表明:在小型无人机自组网模型中,改进的路由算法在不增加网络端到端时延的前提下,自组网的路由开销降低约7％,丢包率降低约17％,减少了网络数据传输的延时,提高了自组网系统的效率和性能.因此,LS-OLSR作为一种针对小型无人机自组网环境优化的OLSR协议,弥补了传统算法的不足,为无人机自组网的高效通信提供了新的解决方案.

    小型无人机(UAV)自组网优化链路状态路由(OLSR)协议路由开销

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    基于事件触发碳纤维角联织机张力网络化H∞滤波控制

    刘玲玲刘薇翟鑫
    15576-15587页
    查看更多>>摘要：碳纤维角联织物因其轻质、高强、耐腐蚀等优异特性,可以作为复合材料的增强结构骨架,在各个领域广泛应用.针对碳纤维角联织机经纱张力控制的精度问题,提出基于事件触发的网络化经纱张力H∞滤波控制策略.首先,分析碳纤维角联织机的工作原理,对整机进行动力学分析及其建模,基于Kelvin模型对织机整体建立张力动态模型,其次,建立织机张力网络化模型,考虑网络时延,采用Bernoulli分布序列来描述随机丢包并引入事件触发机制,构造了一种时滞相关的Lyapunov-Krasovskii泛函,最后,结合舒化补、Jensen不等式和倒凸组合等方法,以线性矩阵不等式形式建立闭环系统的H∞性能条件和控制器设计方法.仿真结果表明:所提控制器抗干扰能力强,提高了张力的控制精度.

    碳纤维角联织机张力控制网络化控制系统事件触发机制H∞控制

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    基于模糊数学的感官嗜好性评价软件开发研究

    陈曦蒙穆慧玲杜鹏郝一铭...
    15588-15596页
    查看更多>>摘要：随着食品种类的多元化,不同人群的食品感官嗜好性也出现明显差异,做到实时、客观、精准地评估不同人群的感官嗜好性仍比较困难.设计一种基于模糊数学的感官嗜好性评价软件,对于食品研发人员及时评估特定人群的食品感官嗜好性、准确掌握食品感官品质特性具有重要意义.软件包括后台管理和APP端两部分,后台管理提供权限系统、分类管理、产品管理、因素集、评语集、报表展示等功能;APP端收集被调研者信息及评分数据,并展示食品分类、新菜预告、具体食品信息等.软件解决了食品感官评价数据处理量大、可操作性差的问题,降低了人的主观性影响,减轻了传统纸质评价数据录入的工作负荷,有效提升了嗜好性评价结果的科学性、合理性和客观性,为改进食品配方工艺、优化感官特性提供数据支撑.

    感官嗜好性评价模糊数学后台管理APP端软件开发

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    高层竖向不规则双层隔震体系地震响应

    郑艳萍刘德稳凌康杰雷敏...
    15597-15606页
    查看更多>>摘要：为探究竖向不规则高层建筑采用双层隔震体系的地震响应情况.考虑竖向不规则高层结构在地震发生时对地震反应有放大效应而易遭到破坏,提出双层隔震结构控制体系.基于此,建立某24层竖向不规则的高层框架-剪力墙结构有限元模型,同时建立抗震结构、基础隔震结构、层间隔震结构模型进行对比分析.对这些模型进行罕遇地震动作用下的非线性时程分析.通过数值模拟的方法对这些模型进行罕遇地震动作用下的动力时程分析.结果表明:采用双层隔震体系的隔震效果最好,次之为基础隔震结构,再次是层间隔震结构.与抗震结构相比,双层隔震体系能使结构的自振周期增加1.25倍,且周期比最小,减小了层间位移角约74.3％,减小了顶层加速度约82.3％,减小了基底剪力约59.68％,降低了底层倾覆力矩约68.89％,减小了顶层层间扭转角约89.68％.采用双层隔震体系能有效地降低结构的整体地震反应,有效控制结构的扭转响应,具有应用可行性.

    基础隔震层间隔震双层隔震弹塑性时程分析抗震性能竖向不规则高层建筑

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    改性黄泛区松散粉砂土的渗透试验研究

    岳建伟王文坛赵丽敏韩溥...
    15607-15618页
    查看更多>>摘要：黄泛区地下室周围回填粉沙土存在回填不密实,极端降雨雨水渗入地下室四周引起地下室上浮,通过降低松散粉砂土的渗透系数防止雨水渗入,采用水玻璃、碳酸氢钠、苯丙乳液对松散粉砂土进行改性.开展凝胶时间、变水头渗透试验、浆液入渗研究.结果表明:混合浆液中各组分与水的比例:水玻璃为5∶45和15∶45、苯丙乳液为5∶45和15∶45、碳酸氢钠为(0.8～1.5)∶45时凝胶时间大于10 min能凝结成整块凝胶体符合注浆改性要求.改性粉砂土渗透系数随水玻璃用量增加而减小,水玻璃与苯丙乳液和碳酸氢钠和水的比例为15∶15∶1.2∶45时,粉砂土的渗透系数为1 ×10-8 cm/s.土体含水量对浆液渗透距离影响显著,改性施工宜在春天进行;水玻璃的用量对浆液渗透距离改变变化显著,距离需求可通过调节水玻璃用量来实现.浆液由上到下进行渗透,改性土渗透系数由1 × 10-8 cm/s逐渐增大到接近素土的渗透系数1 × 10-4 cm/s.通过电镜微观分析得出:浆液主要通过在土体表面形成阻水凝胶层和在土体内凝胶体填充土颗粒间孔隙且土颗粒间相互黏结起到阻水作用.

    水玻璃苯丙乳液渗透系数渗透距离松散粉砂土

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