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    2025,17(2):0-0, DOI:
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    2025,17(2):0-0, DOI:
    摘要:
    2025,17(2):0-0, DOI:
    摘要:
    2025,17(2):151-164, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.20241009001
    摘要:
    针对车载影像中的道路病害尺寸差异大,小尺度病害多,导致检测精度低的问题,本文提出一种基于YOLOv5s改进的实时车载影像道路病害检测模型VRD-YOLO(Vehicle-mounted image Road Damage Detection-YOLO).首先,提出通道混合滑动Transformer模块,增强模型全局上下文建模能力,强化细粒度道路病害语义特征信息提取;其次,引入具有跨层融合和跨尺度融合特性的广义特征金字塔,扩大网络感受野,强化多尺度病害特征融合;再次,设计动态检测头,实现尺度感知、空间感知和任务感知,优化模型特征响应,进一步提升模型的检测性能;最后,构建车载影像道路病害数据集VIRDD(Vehicle-mounted Image Road Damage Dataset),扩充现有道路病害数据集数量及类型,并基于该数据集进行消融和对比实验.实验结果表明:VRD-YOLO在VIRDD数据集上的平均精度均值(mAP@0.5)为74.45%,检测速度(FPS)可达到28.56帧/s,与YOLOv5s模型相比,精确度、召回率、F1分数和mAP分别提升2.79、2.32、2.54和3.19个百分点.同时,通过与其他6种经典及主流目标检测模型比较,VRD-YOLO以最少的模型参数量(9.68×106)获得了最佳的检测精度,验证了本文方法的有效性和优越性.
    2025,17(2):165-171, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.20241024001
    摘要:
    针对点云语义分割中,传统的图神经网络算法存在监督精度要求高、节点标签传递只能单向、未考虑全局信息等缺陷,本文提出一种基于双向注意力机制的点云语义分割方法.首先,将点云超分割为超点并建立超点图,从而将点云分类问题引入超点图网络框架中.然后,利用双向注意力模块,交替关注超点,根据邻接超点的权重更新超点特征,实现信息的双向传递.与以往的图池化方法不同,本文同时引入最大池化和平均池化,并将池化特征结合.最后,使用公开数据集Semantic3D进行训练和实验.结果表明,本文提出的方法可以有效地对标注误差进行纠正,同时耦合局部特征和长程信息,数据集的平均交互比(mIoU)和总体准确度(oAcc)分别为75.4%和95.1%,相比现有方法体现出更完善的标签传递机制和更高的分类精度.
    2025,17(2):172-180, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.20240927001
    摘要:
    针对桥梁裂缝识别效率低、实时性差等问题,本文提出一种基于改进YOLOv8模型的桥梁裂缝无人机图像检测方法.首先,将动态蛇形卷积核融入YOLOv8骨干部分中的C2f模块,以增强裂缝特征提取能力;然后,引入CAM模块,提升小目标检测能力;最后,通过优化预测框损失函数,减少了低质量数据集对检测结果的影响.实验结果表明,改进后模型的GFLOPs达到14.4,mAP@50达到94%,较基础模型实现了较大的精度提升,检测速度达到147帧/s,能够满足无人机实时裂缝检测需求.
    2025,17(2):181-190, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.20240513002
    摘要:
    针对三维激光扫描密集点云提取洞室表面变形信息的问题,本文提出一种基于改进的Alpha Shapes算法识别洞室轮廓点云和多尺度模型到模型的点云比对(Multiscale Model-to-Model Cloud Comparison,M3C2)的洞室表面变形监测方法.首先对获取到的两期洞室表面点云数据进行配准,采用改进的Alpha Shapes算法识别洞室表面外轮廓点云.获得的两期洞室表面外轮廓点云经精配准后,再采用M3C2算法进行各点变形值计算,最后进行距离聚类提取连续形变区域.实验结果表明:该方法能够有效剔除点云中细小沟壑处的点及受到混合像元影响的点,在洞室截面到扫描仪距离10 m的范围内,两期点云剔除率分别为14.17%及13.52%,在70 m范围内,分别为6.25%及6.42%;该方法能够准确高效地提取出2倍配准误差以上的洞室表面形变区域.
    2025,17(2):191-202, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.20240229001
    摘要:
    为了有效解决现有彩色图像可逆数据隐藏(Reversible Data Hiding,RDH)算法中隐写图像视觉质量低的问题,提出一种多层次插值预测和全局排序的彩色图像RDH方案.首先,为了充分利用图像中不同纹理区域的特征,设计一种多层次插值预测方法,显著地提升了像素的预测精度;然后,设计一种基于复杂度的全局排序策略,分别对彩色图像三个通道中的预测误差进行排序,充分利用每个通道中预测误差的全局特征,生成分布更加集中的三维预测误差直方图(Three-Dimensional Prediction Error Histogram,3D PEH);最后,利用自适应三维映射策略修改误差直方图,嵌入秘密数据.实验结果表明,与最新的一些方案相比,所提的方法实现了更好的嵌入性能.
    2025,17(2):203-214, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.20230927001
    摘要:
    本文提出一种基于梯度权值追踪的剪枝与优化算法(GWP),旨在解决无监督领域中存在的过拟合问题,即在下游任务上的精度远低于在训练集上的精度.针对无监督领域自适应中基于差异与基于对抗的方法,将稠密-稀疏-稠密策略应用于解决过拟合问题.先对网络进行密集预训练,并学出哪些连接是重要的;在剪枝阶段,与原有的稠密-稀疏-稠密策略中的剪枝过程不同,本文的优化算法同时将权值和梯度联合考虑,既考虑到了权值信息(即零阶信息),也考虑到了梯度信息(即一阶信息)对网络剪枝过程的影响;在重密集阶段,恢复被修剪的连接,并以较小的学习率重新训练密集网络.最终,得到的网络在下游任务上取得了理想的效果.实验结果表明,与原有的基于差异和基于对抗的领域自适应方法相比,本文提出的GWP可以有效提升下游任务精度,且具有即插即用的效果.
    2025,17(2):215-226, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.20230810003
    摘要:
    作为天气系统的主要组成部分,三维云仿真在军事、航空等领域都起着重要作用.目前主流的边界体积层次结构(Bounding Volume Hierarchy,BVH)在处理形状不均匀且体积较大的云时存在渲染效率低下的问题,为此提出一种基于优化BVH算法的云产品渲染方法.将WRF(Weather Research and Forecasting,天气研究与预报)模型网格点中的数据作为云基元,利用Z-order Hilbert曲线对其进行空间排序,结合云基元密度优化BVH算法,提高计算效率.提出ONS (Overlapping Node Sets,重叠节点结构)降低数据存取耗时.优化BVH算法能够减少不必要的光线和三角形面之间的相交测试次数,并解决边界体无效重叠问题.仿真实验显示,SAH(Surface Area Heuristic,表面积启发式)成本较同类最优算法可提升15.6%,EPO(Effective Partial Overlap,有效重叠部分)可提升10%,构建时间减少100%以上,在任意云场景中优化BVH算法的计算效率较同类算法都有显著提高,表明其能实现WRF云产品的快速渲染.
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    2014,6(5):405-419, DOI:
    [摘要] (2294) [HTML] (0) [PDF 1.98 M] (26942)
    摘要:
    随着物联网、云计算、移动互联网的迅猛发展,大数据(Big Data)吸引了越来越多的关注,正成为信息社会的重要财富,同时也给数据的处理与管理带来了巨大挑战.首先从大数据概念入手,阐述了大数据的来源、主要挑战、关键技术、大数据处理工具和应用实例等,并对比了大数据与云计算、物联网、移动互联网等技术之间关系,然后剖析了大数据核心技术、大数据企业解决方案,讨论了目前大数据应用实例,最后归纳总结了大数据发展趋势.旨在为了解大数据当前发展状况、关键技术以及科学地进行大数据分析与处理提供参考.
    2009(1):1-15, DOI:
    [摘要] (2621) [HTML] (0) [PDF 1.11 M] (18557)
    摘要:
    根据个人学习研究稳定性的心得体会,首先介绍了前苏联伟大的数学力学家Lyapunov院士的博士论文《运动稳定性的一般问题》在全世界产生的超过1个世纪的巨大影响.叙述了由该博士论文首创的几个巨大成就何以能奠定1门学科的基础,从而开创了1个新的重要的研究方向,以及留给后人很多很多研究的课题的理由.特别地,用事实和科学断语回答了“Lyapunov稳定性已领风骚100多年,余晖还几何”的问题.明确表明1个观点:稳定性将是1个“永恒的主题”,不老的科学,定将永恒地给人启迪,洞察力,智慧和思想.
    2011(1):1-22, DOI:
    [摘要] (2203) [HTML] (0) [PDF 1.29 M] (15900)
    摘要:
    系统辨识是研究建立系统数学模型的理论与方法.虽然数学建模有很长的研究历史,但是形成系统辨识学科的历史才几十年.在这短暂的几十年里,系统辨识得到了长足的发展,一些新的辨识方法相继问世$其理论与应用成果覆盖了自然科学和社会科学的各个领域,包括物理学、生物学、地球科学、气象学、计算机科学、经济学、心理学、政治学等。在这样的背景下,回过头来深思系统辨识的一些基本问题,对系统辨识的发展不无裨益。作为系统辨识的导引论文,简单介绍了辨识的定义,系统模型与辨识模型,辨识的基本步骤与辨识目的,包括辨识试验设计与数据预理,以及辨识方法的类别,包括最小二乘辨识方法、梯度辨识方法、辅助模型辨识方法、多新息辨识方法、递阶辨识方法等。
    2013,5(5):385-396, DOI:
    [摘要] (2037) [HTML] (0) [PDF 1.40 M] (11905)
    摘要:
    近年来,多智能体系统的协调控制在多机器人合作控制、交通车辆控制、无人飞机编队和网络的资源分配等领域有着广泛的应用,成为当前控制学科的一个热点问题.首先介绍了多智能体系统的研究背景、智能体的概念和相关的图论知识;然后从多智能体系统协调控制包含的几个问题入手,即群集问题、编队控制问题、一致性问题和网络优化问题等,对其国内外的发展现状进行了总结和分析;最后,给出了多智能体系统有待解决的一些问题,以促进对多智能体系统协调控制理论与应用的进一步研究.
    2010(5):410-413, DOI:
    [摘要] (2565) [HTML] (0) [PDF 960.26 K] (11600)
    摘要:
    设计了一个三维声源定位系统,提出了一个新的系统模型,并对传统的基于声波到达时间差TDOA的算法进行了优化。通过检测麦克风接收到信号的时间差,结合已知的阵列元的空间位置确定声源的位置。该系统声源采集部分由4个阵列成正四面体的麦克风组成。算法的硬件实现由TMS320C5416DSP芯片完成'整个系统实现了声源定位的功能。
    2012,4(4):351-361, DOI:
    [摘要] (1862) [HTML] (0) [PDF 1.22 M] (9933)
    摘要:
    近年来,云计算作为一种新的服务模式已成为计算机科学领域的一个研究热点.首先从定义、部署模式、特征和关键技术等方面对云计算进行了综述,然后剖析了当前主流云计算参与企业和应用实例,最后讨论了目前云计算发展存在问题与机遇,旨在为了解云计算当前发展状况、研究趋势以及科学地评估云计算的运营和使用提供参考.
    2017,9(2):159-167, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2017.02.006
    [摘要] (1453) [HTML] (0) [PDF 1.56 M] (9424)
    摘要:
    室内定位由于在工业生产和日常生活中存在重要的应用价值而成为研究的热点,传统的Wi-Fi、蓝牙等无线定位技术由于电磁干扰和多径效应等原因很难实现高精度的室内定位.经过调制的白光LED在满足照明需求的同时能够传送位置信息,实现室内的高精度定位.首先介绍了可见光定位系统中常用的几种调制方式,对不同调制方式的特点做出比较,提出了一种适用于可见光定位的调制方式;然后,介绍并讨论了可见光定位系统的两种解调方法;之后介绍了几种可见光定位的算法,并对每一种算法的性能进行详细的分析;最后对于可见光定位中存在的问题进行了讨论与展望.
    2017,9(2):174-178, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2017.02.008
    [摘要] (1147) [HTML] (0) [PDF 830.02 K] (8224)
    摘要:
    随着对光纤中非线性效应研究的不断深入,光纤分布式传感器得到了广泛的研究和应用.本文介绍了光纤传感的应用领域,综述了基于布里渊散射、拉曼散射及瑞利散射3种散射光实现不同类型光纤分布式传感的原理,最后从光纤分布式传感优势方面对其未来发展方向进行了展望.
    2014,6(5):426-430, DOI:
    [摘要] (1706) [HTML] (0) [PDF 1.04 M] (7441)
    摘要:
    提出了一种实验上可行的,通过光学谐振腔内多通道参量下转换过程直接产生多色连续变量对纠缠频率梳的方案,腔内增益介质为周期极化的准相位匹配的钽酸锂(LiTaO3)一维光学超晶格.通过连续变量纠缠判据证明了每个通道中产生的每对参量光之间是相互纠缠的.讨论了对纠缠频率梳的纠缠特性随系统参数的变化.此方案在量子通信网络中有着一定的应用前景.
    2013,5(6):544-547, DOI:
    [摘要] (1055) [HTML] (0) [PDF 1.56 M] (7378)
    摘要:
    针对稳定状态下的电能质量信号,采用一种组合余弦窗的汉宁窗,将该窗函数与快速傅里叶变换相结合进行电能质量中的谐波分析,并利用Matlab7.0进行仿真验证,发现将窗函数与快速傅里叶变换相结合,在很大程度上能减少谐波泄漏,有效减弱谐波之间的干扰,有利于测量到较为精确的电能信号的幅值和相位.
    2014,6(3):226-230, DOI:
    [摘要] (916) [HTML] (0) [PDF 1.33 M] (7202)
    摘要:
    QPSK作为一种抑制载波的抗干扰能力较强的四相移键控调制方式,被广泛应用于无线卫星通信中.同步(载波同步和符号同步)是解调过程中最核心的问题之一.采用基于软件无线电的思想,把尽可能多的通信功能用可升级、可替换的软件来实现.载波同步采用数字Costas环的方式,符号同步采用模平方谱线估计法来完成,并通过Matlab仿真验证结果的可行性.将仿真获得的参数结合硬件平台,最终在工程上实现了一款基于FPGA(现场可编程逻辑门阵列)的气象卫星解调器的设计.
    2014,6(6):515-519, DOI:
    [摘要] (1326) [HTML] (0) [PDF 1003.25 K] (6983)
    摘要:
    针对多变量时间序列(MTS)的异常点的探测问题,提出了采用由粗到细的二次探测方案.基于滑动窗口数据的置信区间,构造了变化趋势值特征和相对变化趋势值特征分别用于二次探测,同时研究了特征的快速提取算法.通过对OPEN3000数据监测系统采集的事故发生前后某市城南变电站各设备表的数据集进行异常点探测,结果表明提出的算法能够快速准确地探测出异常点的位置.
    2011(1):23-27, DOI:
    [摘要] (3971) [HTML] (0) [PDF 1.11 M] (6882)
    摘要:
    为了更好地求解数独问题,提出一种新的求解方法:采用实数编码去除整数约束,同时采用0范数作为目标函数来保证解的稀疏性.在此基础上,根据RIP(Restricted Isometry Property)与KGG(Kashin Garnaev Gluskin)条件,用1范数近似0范数.最后引入松弛矢量,使1范数转换为一个凸线性规划问题.采用主对偶内点法求解该线性规划问题.实验表明:该方法对简单、中等、困难、恶魔级别的数独,可达到100%成功率;对最小提示数目的17数独,达到864%的成功率.另外,该算法耗时短,且与数独的难度无关.因此,该算法在成功率与运行时间上均优于约束规划与Sinkhorn算法
    2017,9(6):575-582, DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2017.06.002
    [摘要] (1558) [HTML] (0) [PDF 1.18 M] (6876)
    摘要:
    近年来知识图谱技术引起了广泛的关注和研究,本文介绍了近期知识图谱的发展、构建方法、详细的构建过程,并对知识图谱在交叉学科领域的应用和未来的研究方向做了总结.本文详细介绍了构建文本知识图谱、视觉知识图谱、多模态知识图谱的关键技术,比如信息提取、知识融合、知识表示等.作为知识工程的重要组成部分,知识图谱,尤其是多模态知识图谱的发展对大数据时代的高效知识管理、知识获取、知识共享有着重要的意义.
    2013,5(5):414-420, DOI:
    [摘要] (1370) [HTML] (0) [PDF 1.04 M] (6601)
    摘要:
    随着道路车量不断增多,由交通异常事件造成的非正常拥堵情况严重影响了出行者的出行效率和路网的整体运行水平.因此,需要准确及时地检测出非正常拥堵情况,通过诱导、疏通等方式改善拥堵状况.对车流量的准确预测是检测非正常拥堵的有效方法.根据交通流量的不确定性和非线性的特点,将改进的BP神经网络模型和ARIMA模型进行组合,建立组合预测模型.实验结果表明,组合模型的预测结果比单个模型的预测结果理想,且达到较高的预测精度.
    2009(1):19-26, DOI:
    [摘要] (1717) [HTML] (0) [PDF 1.81 M] (6111)
    摘要:
    介绍了北京空气质量多模式集成预报系统(EMS Beijing).系统中区域空气质量模式包括中国科学院大气物理所自主开发的嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS)模式、美国环保署(EPA)开发的Models 3/CMAQ模式及美国Envi ron公司开发的CAMx模式等,均使用SMOKE排放模型统一处理大气污染排放清单.此系统各模式采用统一的模拟区域和网格分辨率,采用中尺度气象模式MM5提供统一的气象场,并采用算术平均、权重集成等方法集成各空气质量模式结果,并投入北京空气质量业务预报,有效支持了北京奥运会空气质量数值预报.业务预报结果表明:1)采用SMOKE处理的奥运排放清单较接近实际,2008年8月各空气质量模式可吸入颗粒物(PM10)日均值预报结果相对偏差为-3% ~17%,与观测数据相关系数在07以上;2)在排放清单较接近实际的情况下,PM10日均值多模式算术平均优于单个空气质量模式;3)分析2008年4—11月业务预报表明,采用权重集成方法预报的PM10日均值优于算术平均方法,达61%.总体上,权重集成方法优于算术平均结果.
    2015,7(1):86-91, DOI:
    [摘要] (982) [HTML] (0) [PDF 4.24 M] (6097)
    摘要:
    基于NCEP 1°×1°再分析资料GDAS和NCEP2.5°×2.5°再分析资料GBL,利用美国NOAA 空气资源实验室ARL研发的一种用于计算和分析大气污染物输送、扩散轨迹的混合单粒子拉格朗日综合轨迹模式HYSPLIT,对2010年3月12日12时和田站距地100 m高度空气质点的3 d前向轨迹进行了模拟,分析了轨迹计算中的积分误差和分辨率误差.此次轨迹模拟试验中,积分误差对轨迹计算误差的贡献很小.随着积分时间的延长,积分误差略有增大.积分误差并未随着驱动数据分辨率的提高而减小.分辨率误差在积分的各个时刻并不相同,它与地形高度与天气系统有关.在轨迹模式中,轨迹计算基于风速在时间和空间上的线性插值,轨迹模拟的不确定性也与插值有关.使用不同分辨率的驱动数据对轨迹计算结果影响显著,分辨率误差对轨迹计算误差的贡献远大于积分过程中截断近似等带来的积分误差.
    2011(1):53-57, DOI:
    [摘要] (1738) [HTML] (0) [PDF 1002.41 K] (5965)
    摘要:
    我国钢铁产量连续11 a位居世界第一,同时也消耗了大量的化石燃料,排放出大量的温室气体.根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的通用方法计算我国钢铁工业的碳排放情况并进行研究分析.结果显示:1994—2006年内钢铁工业碳排放量平均占碳总排放的14%,煤炭类能源产生的CO2平均占钢铁工业碳排放量的97%,钢铁年产量的增长伴随着CO2排放量的增加且两者的相互依赖性有加强的趋势,但1994—2006年内吨钢CO2排放量呈降低的趋势.因此,钢铁工业是我国碳减排的重点行业,其碳减排工作应该尽快展开,而优化能源消费结构是最有效的减排路径,此外也要加强技术创新或是引进国外先进技术以提高能源利用效率.
    2009(1):32-37, DOI:
    [摘要] (1414) [HTML] (0) [PDF 1.78 M] (5907)
    摘要:
    提出了一种量化水汽输送路径的方法,基于NCEP/NCAR再分析资料研究了南海强、弱夏季风年水汽输送路径的特征.结果表明:南海强夏季风年水汽输送路径偏东偏南;弱夏季风年水汽输送路径偏西偏北,且弱夏季风年水汽输送路径呈抛物线型.南海夏季风活动和夏季风槽的异常必然引起水汽输送的异常,而南海地区水汽输送强度与前期黑潮区域海温异常存在密切联系.
    2009(4):309-313, DOI:
    [摘要] (1636) [HTML] (0) [PDF 1.17 M] (5892)
    摘要:
    分数阶PID控制器较传统整数阶PID控制器增加了2个可调参数,使得其控制器的设计更加灵活,控制性能更加优良.针对网络控制系统(NCS)中的时延以及数据包丢失问题,提出对系统采用分数阶PID控制方法进行补偿,利用MATLAB/TrueTime仿真工具箱对NCS进行仿真研究.仿真实验结果表明,采用分数阶PID控制方法可以对时延以及数据包丢失问题进行有效的补偿,且控制效果明显优于整数阶PID方法.

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