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期刊信息/Journal information
郑州大学学报（工学版）
郑州大学
郑州大学学报（工学版）

郑州大学

辛世俊

双月刊

1671-6833

gxb@zzu.edu.cn

0371-67781277

450001

河南省郑州市科学大道100号

郑州大学学报（工学版）/Journal Journal of Zhengzhou University(Engineering Science)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1962年，为自然科学综合性学术期刊，主要刊登化工、电气、机械、水工、信息工程、工程力学、土木工程、材料工程、环境工程、数学、物理、化学及交叉学科方面的学术论文。为全国高校优秀学报，曾获国家教育部高校优秀科技期刊一等奖，河南省优秀科技期刊一等奖，河南省高校学报“三优”评比一等奖。所刊论文被美国《化学文摘》、《数学评论》、俄罗斯《文摘杂志》及国内十余家重要数据库和权威文摘固定收录。
正式出版
收录年代

    基于GAN和多尺度空间注意力的多模态医学图像融合

    林予松李孟娅李英豪赵哲...
    1-8页
    查看更多>>摘要：针对多模态医学图像融合过程中多尺度特征和纹理细节信息丢失的问题,提出一种基于生成对抗网络和多尺度空间注意力的图像融合算法.首先,生成器采用自编码器结构,分别利用编码器和解码器对输入图像进行特征提取、融合和重建,生成融合图像;其次,整个对抗网络框架采用双鉴别器结构,使得生成器生成的融合图像同时保留多个模态图像的显著特征;最后,构建一种多尺度空间注意力作为编码器进行特征提取的基本模块,利用多尺度结构充分捕获并保留源图像的多尺度特征,并且引入空间注意力更好地保留源图像的结构和细节信息.全脑图谱数据库上的实验结果表明:所提算法生成的融合图像不仅纹理细节更为丰富,有助于人类视觉观察,而且在3种不同类型的医学图像融合任务上平均梯度、峰值信噪比、互信息、视觉信息保真度等客观评价指标的平均值分别达到0.3023、20.7207、1.4414、0.6498,与其他先进的算法相比具有一定的优势.

    图像融合多模态医学图像生成对抗网络特征金字塔注意力机制

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    面向肺部介入的光纤光栅三维力传感器设计

    刘艳红苗亚洲张宽陈鹏冲...
    9-16页
    查看更多>>摘要：支气管曲折复杂的环境对肺部介入手术中柔性机器人末端力感知造成了较大的困难,现有的力传感器难以满足其要求.根据肺部介入手术的需求,为柔性机器人提供精确、实时的末端力反馈,设计了分段式光纤光栅三维力传感器,并对其结构进行了有限元仿真分析与优化,设计了解耦算法,完成传感器内部4根光栅受到三维力时波长变化的解耦,从而实现对横向力与轴向力的检测.设置温补光栅进行温度补偿,设计了补偿策略,降低了温度变化对传感精度的影响.最后,对所设计的光纤光栅力传感器进行了校准与实验验证.实验结果表明:设计的光纤光栅三维力传感器的横向力灵敏度系数分别为431.3 pm/N与517.6 pm/N,轴向力灵敏度系数为153.5 pm/N,均方根误差分别为0.026、0.025、0.041 N.

    柔性机器人光纤光栅肺部介入手术温度补偿三维力

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    组合缓冲约束下的多目标混合流水线节能调度

    轩华耿祝新李冰
    17-25页
    查看更多>>摘要：为解决生产阶段间带有无限缓冲和阻塞两种中间缓冲约束的混合流水线节能调度问题,考虑不相关并行机和多时间约束建立数学模型,结合问题特征提出一种改进多目标模因算法以同时最小化最大完工时间和机器总能耗.采用基于不相关机器分配的矩阵编码方案,利用基于Tent混沌映射的混合初始化策略生成初始元胞数组,全局优化算子应用基于参数的自适应遗传策略改进的非支配排序遗传算法,局部增强搜索算子应用一种融合自适应选择邻域搜索和多目标模拟退火的搜索策略以提高算法搜索能力.通过24种不同规模问题的算例实验,验证了所提算法求解该问题的有效性和优越性.实验结果表明:改进多目标模因算法在平均运行时间241.26 s内得到的平均IGD值为47.89,平均SP值为857.25,均低于其他3种对比算法.改进多目标模因算法所求解集具有较好的收敛性、多样性和分布性.

    混合流水线改进多目标模因算法组合缓冲约束不相关并行机多目标优化节能调度

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    基于Radix-4 Booth编码的并行乘法器设计

    范文兵周健章
    26-33页
    查看更多>>摘要：速度和面积是评价乘法器单元性能优劣的两个基本指标.针对当前乘法器设计难以平衡版图面积和传输延时的问题,采用Radix-4 Booth算法,设计了一种新型的16位有符号定点乘法器.在部分积生成过程中,首先改进对乘数的取补码电路,然后优化基数为4的改进Booth编码器和解码器,此结构采用较少的逻辑门资源,并且易对输入比特进行并行化处理.在Wallace压缩电路中,对符号扩展位进行预处理并设计新的压缩器结构,优化整个Wallace压缩模块.在第二级压缩过程中提前对高位使用纹波进位加法器结构计算,减小了多bit伪和的求和位数.在求和电路中,使用两级超前进位加法器结构,在缩短关键路径传输延时的同时避免增大芯片面积,提高了乘法器的运行速度.新型定点乘法器与已有的乘法器结构相比,减少了12.0％的面积,降低了20.5％的延时.

    Radix-4Booth编码面积传输延时编码器解码器Wallace压缩

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    基于图重构和子图挖掘的僵尸网络检测方法

    景永俊吴悔陈旭宋吉飞...
    34-41页
    查看更多>>摘要：针对伪装后僵尸网络主机难以检测的问题,提出一种基于图重构和子图挖掘的僵尸网络检测方法(GR-SGM).首先,将网络数据转化为图数据,并对其进行重构以此增强主机节点特征表示;其次,基于重构图中拓扑结构、节点的特征和位置变化设计僵尸网络子图评分函数,以此捕捉伪装后的特征,提取出僵尸网络子图,并对原始图和重构图进行预检测,以提高检测的准确率和效率,减少重构误差;最后,对预检测结果和僵尸网络子图进行综合评分,以获取完整的僵尸网络信息.在ISCX2014僵尸网络数据集和CICIDS2017僵尸网络数据集上的实验结果表明:GR-SGM的检测准确率分别达到99.98％和99.91％,F1分别达到99.94％和99.65％,相较于其他僵尸网络检测模型,GR-SGM能更加高效准确地识别僵尸网络节点,同时具有更低的误报率.

    僵尸网络子图挖掘图重构网络安全预检测

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    k-center问题的算法研究综述

    王晓峰华盈盈王军霞彭庆媛...
    42-50,97页
    查看更多>>摘要：k-center问题是设施选址的基础问题,同样是NP难问题,在分配、紧急服务等领域也有着实际的应用.随着问题规模的扩大,原有的算法已不再适用,需要进一步优化或者改进.为了找到求解该问题的高效算法,对现有算法进行研究.对各类求解k-center问题的算法进行梳理,将求解算法划分为精确算法、启发式算法、元启发式算法、近似算法等,从算法原理、改进思路、性能和精度等方面进行对比综述.精确算法在求解小规模k-center问题时可在多项式时间内得到最优解,但是算法效率低,不适用于大规模问题;启发式算法可以在多项式时间内给出相对最优解,但是没有理论保证,无法衡量与最优解的关系;元启发式算法可对目前存在的智能优化算法进行改进,给出相对最优解,但是解的质量无法保证;利用近似算法得到的解具有近似比保证,有较大的理论研究价值,但是实用价值较弱.目前求解k-center问题的元启发式算法已取得一定的研究成果,但是在求解时间、求解规模、算法效率等方面仍待突破,这将是未来k-center问题的研究重点.

    k-center问题精确算法近似算法蜂群优化遗传算法

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    基于SIR模型的城市路网拥堵传播分析

    郑长江周思达郑树康马庚华...
    51-58页
    查看更多>>摘要：研究城市道路交通拥堵传播规律对缓解交通拥堵问题有着积极作用,为此建立了基于SIR的城市道路交通拥堵传播模型,用以分析城市道路交通拥堵传播过程.首先,基于城市实际路网构建路网对偶拓扑网络,并依据SIR建立交通拥堵传播模型.其次,结合道路网络的复杂网络特征和道路自身的相关属性,引入随机森林算法计算相关权重,确定拥堵模型中的传播速率等关键参数.最后,以南京市秦淮区某区域路网为例,构建有69个节点,163条连线的城市路网对偶拓扑网络进行仿真实验.结果表明:道路节点度和道路饱和度是影响道路拥堵传播的关键因素,道路节点度的影响相对较小,传播范围增长在5％以内,恢复时间影响在10％左右;道路饱和度的影响相对较大,随着道路饱和度的增长,传播范围增长最大可至40％,恢复时间影响在20％左右.

    SIR模型城市交通拥堵传播道路节点度道路饱和度

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    考虑潜在溃坝的水库大坝运行成本和收益量化方法

    葛巍孙贺强李永闯景来红...
    59-66页
    查看更多>>摘要：针对水库大坝逐渐老化、自身风险和运行成本不断增加的情况,为了进一步明确水库大坝运行的经济性,构建了一种考虑潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本与综合收益量化模型.首先,综合考虑大坝潜在溃坝的影响,根据ISM理论明确了水库大坝运行成本与收益影响因素之间的相互作用关系,确定了水库大坝运行综合成本与综合收益量化指标;其次,基于DEMATEL法分析了各因素之间的相互作用程度,明确了各成本与收益指标之间相对重要程度;最后,结合技术经济学理论,计算了潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本和综合收益.将所提模型应用于国内某水库,计算了该水库的运行综合成本和综合收益,并对其经济性进行了分析,结果表明:在考虑潜在溃坝损失的情况下,该水库运行综合成本为743.62万元,综合收益为10911.83万元,收益成本比为14.67,运行综合收益远大于运行综合成本,创收能力良好,经济效益显著.

    水库大坝成本收益量化方法自身风险溃坝

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    富水粉细砂层联络通道顶管法施工地表沉降分析

    李晓龙栗鹏超刘小锋孙立军...
    67-74页
    查看更多>>摘要：为研究富水粉细砂层地铁联络通道顶管法施工对地表沉降的影响,对郑州地铁12号线08工区埋深15 m、长7.5 m的联络通道在顶管法施工过程中的地表沉降进行了监测,并结合"地层-主隧道-内支撑-联络通道"体系三维数值模型,深入分析了顶管掘进过程中地表沉降的时空演化规律.结果表明:地表沉降量随着顶管机的推进逐渐增大,顶推到位后达到最大沉降值,其中台车就位、始发破洞及接收破洞阶段产生的沉降增量明显大于其他开挖阶段,设备拆除后,受卸载作用影响,地层产生一定量回弹,沉降值减小;地表沉降曲面呈漏斗状,沿联络通道中心线方向左右对称,沿垂直于中心线方向不对称,最大沉降值位于纵向距离联络通道中心靠近始发端3 m处;联络通道顶管法施工对地表横向影响范围更大,地表沉降集中发生区域近似椭圆形,其长轴垂直于联络通道中心线.

    联络通道顶管法数值模拟现场监测地表沉降

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    洛阳盾构隧道地表沉降Peck公式参数修正

    郜新军魏文宇李珊珊苏庆辉...
    75-81页
    查看更多>>摘要：为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数 α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正.结果表明:针对单线隧道,采用线性回归方法拟合隧道横断面地表沉降得到的曲线与实际监测数据吻合度高,当修正系数α为0.4～0.9、β为0.5～0.7时得到的修正Peck公式精度最高;针对双线隧道,该地层下的地表沉降基本呈双峰"W"形,双线隧道的土体损失率 η 和沉降槽宽度系数K的分布区间分别为0.2％～0.8％和0.2～0.5,平均值分别为0.45％和0.37,且先行线的土体损失率均值、沉降槽宽度系数均值分别为后行线的1.4倍、1.3倍.研究成果可为洛阳典型粉质黏土与砂卵石复合地层中盾构隧道后续施工提供数据支撑.

    隧道盾构粉质黏土与砂卵石复合地层Peck公式线性拟合地表沉降修正系数

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