山东大学学报 (工学版)

基于小波子空间集成的人脸识别

翟俊海1,翟梦尧1,张素芳2,王熙照1

2012, 42(2): 1-6.

摘要 ( 673 )

PDF (1581KB) ( 1202 )

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基于小波变换的人脸识别方法通常选用低频子图进行人脸识别,这样会丢失其他子段图像中的识别信息。针对这一问题,提出了两种小波子空间集成人脸识别方法并与其他相关方法进行了实验比较。第1种方法集成每1层小波低频子空间图像进行人脸识别;第2种方法首先对人脸图像做L层小波分解,然后对每1层的3个高频子空间图像求平均,连同每层的1个低频子空间图像得到L个小波子空间图像,最后集成这L个小波子空间图像进行人脸识别。本文提出的方法充分利用了不同频率小波子段图像的识别信息,能够提高人脸识别的精度。在ORL、YALE和JAFFE 3个人脸数据库上的实验结果显示,本文提出的方法特别是方法2在识别精度方面都优于其他方法。

基于邻域关系的决策表约简

吴克寿,陈玉明,曾志强

2012, 42(2): 7-10.

摘要 ( 667 )

PDF (948KB) ( 1207 )

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针对经典粗糙集理论难以处理连续型数据的特点,提出基于邻域关系的决策表约简方法。该方法在连续型数据的决策表中引入邻域关系,通过邻域关系进行信息粒化,避免离散化过程带来的信息损失。通过定义邻域正域和邻域约简概念,分析邻域正域的单调性原理,提出基于邻域关系的属性重要度概念,进一步设计了两种启发式约简算法。理论分析与实例表明该方法是有效可行的。

一种解决协同过滤系统冷启动问题的新算法

李改1,2,3, 李磊2,3

2012, 42(2): 11-17.

摘要 ( 1011 )

PDF (2031KB) ( 3266 )

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在基于矩阵分解的协同过滤算法中,新用户和新项目的冷启动问题是所面临的难点问题之一。通过运用基于K近邻的属性——特征映射的算法得到新用户和新项目的特征向量,解决了该类协同过滤算法所面临的冷启动问题。在真实的实验数据集上验证了该算法的有效性。

两阶段近邻传播半监督聚类算法

张友新,王立宏

2012, 42(2): 18-22.

摘要 ( 813 )

PDF (1012KB) ( 1597 )

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近邻传播聚类算法(affinity propagation, AP)受偏向参数影响较大,很难确定最优聚类所需的参数。设计了两阶段近邻传播半监督聚类算法(two-stage semisupervised clustering algorithm based on affinity propagation, 2SAP),在整个数据集上运行半监督近邻传播算法(semi-supervised clustering based on affinity propagation, SAP),得出类代表点集合,在类代表点集合上运行SAP算法得出结果。在实际数据集上进行实验,结果证实:与算法SAP和并行近邻传播半监督聚类算法(parallel computation of semi-supervised clustering algorithm based on affinity propagation,PSAP)相比,2SAP算法的CRI和FCRI值较高,而相应的离散系数较小,说明2SAP受偏向参数的影响较小。

结肠癌基因表达谱的特征选取研究

潘冬寅，朱发，徐昇，业宁*

2012, 42(2): 23-29.

摘要 ( 666 )

PDF (2604KB) ( 1719 )

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为了找到与结肠癌相关的基因,提高结肠癌样本的识别率,提出了基于Chernoff距离的浮动顺序搜索算法(sequential floating search method, SFSM)。通过对结肠癌基因表达谱数据集的分析,对每个基因进行评价和筛选;对筛选后的基因子集利用SFSM算法进行搜索,并以Chernoff距离作为其评估函数,生成若干候选特征基因子集;利用支持向量机(support vector machine,SVM)、K-近邻(Knearest neighbor,KNN)和径向基(radical basis function,RBF)神经网络分类器来检验候选特征基因子集的分类效果。实验结果表明,利用SFSM及评估函数Chernoff距离发现在参数β=025时能找到最佳的特征基因组合,该组合能以很高的正确率识别结肠癌样本。

Lin-Kernighan算法初始解的启发式构造策略

曾华1,崔文2,付连宁1,吴耀华1*

2012, 42(2): 30-35.

摘要 ( 1345 )

PDF (1793KB) ( 3053 )

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Lin-Kernighan算法被认为是求解旅行商问题效率最高的启发式算法之一,而初始解构造策略是影响Lin-Kernighan算法路径改进效率重要环节。以往的研究中通常采用某一种启发式策略构造初始解,但目前尚无相关研究对不同启发式构造策略在Lin-Kernighan算法中的性能给出对比。以经典的旅行商问题为对象,分析了8种常用启发式构造策略解的生成情况,得出其中最远插入法,最近插入法,最邻近法和节约算法适用于Lin-Kernighan算法的初始解构造。通过对TSPLIP中6个经典TSP实例仿真,进一步验证了这4种启发式构造策略均可以在保证解具有较高质量的情况下,显著缩小搜索空间和计算时间,提高寻优效率。此外,实验结果表明节约算法由于初始解构造效果较好,较其他启发式构造策略具有更快的收敛速度,而最近插入法在寻优率方面优于其他策略。

一类非线性时滞系统的有限时间稳定性

杨仁明,王玉振*

2012, 42(2): 36-44.

摘要 ( 806 )

PDF (1071KB) ( 1348 )

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研究了一类非线性时滞系统的有限时间稳定性,给出了一些新的时滞无关和时滞相关的有限时间稳定性结果。应用Razumikhin方法 (R方法), 给出了一般非线性时滞系统的一个有限时间稳定性判据。为了研究这类系统的有限时间稳定性, 根据正交分解法和坐标变换方法,得到了这类系统的一个等价形式。基于上述得到的稳定性判据和等价形式,给出了这类系统的几个时滞无关和时滞相关的稳定性结果。通过仿真模拟验证了该方法的有效性。

PVA-ECC与混凝土界面钻芯拉拔试验研究

卜良桃,周宁,鲁晨,李为

2012, 42(2): 45-51.

摘要 ( 865 )

PDF (3172KB) ( 1746 )

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为了研究聚乙烯醇纤维砂浆(PVA-ECC)与混凝土之间的粘结性能,通过钻芯拉拔试验分析了混凝土强度等级、界面剂类型、聚乙烯醇纤维水泥砂浆强度等级3种因素对聚乙烯醇纤维水泥砂浆与混凝土之间粘结性能的影响,最后用Table Curve 3D软件拟合PVA-ECC与混凝土界面的钻芯拉拔强度受3因素影响的回归公式。研究结果表明:混凝土的强度等级对界面粘结性能影响极不显著,而聚乙烯醇纤维水泥砂浆强度等级对界面粘结性能影响显著,界面剂因素影响高度显著。公式计算结果与试验结果吻合良好。

矸石山内部粒径分布规律的实验研究

崔乃鑫,赵芳芳,梁冰,盖迪

2012, 42(2): 52-57.

摘要 ( 679 )

PDF (2295KB) ( 1200 )

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以阜新海州立井矸石山为原型,通过矸石山相似模拟实验,分析了煤矸石粒径分布特征,在此基础上利用Matlab图像处理功能画取钻孔,实现矸石山实体模型的三维构建。实验结果表明:矸石山主要存在3个区域,分别为分布于矸石山上部区域的小粒径煤矸石、分布于矸石山中部区域的中等粒径煤矸石和分布于矸石山底部的大粒径煤矸石;在区域交界处形成了锯齿状条纹结构,其条纹数量在轨道坡两翼方向上逐渐减少;同时受不同粒径煤矸石分布区域的影响,矸石山整体表现为中上部区域有较大的容重,周边位置容重相对较小。

可拓综合评判在某水工隧洞岩爆等级评价中的应用

张永习

2012, 42(2): 58-63.

摘要 ( 601 )

PDF (969KB) ( 1405 )

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岩爆作为深埋隧洞开挖后常见的一种地质灾害,严重威胁着施工人员和现场设备的安全。从岩性与应力两个方面入手,结合实际情况和现场试验,采用可拓综合评判对某隧道岩爆等级进行预测。岩性方面的指标采用现场岩石力学试验确定,应力方面的指标采用空芯包体法地应力测量和有限元数值模拟计算确定,通过对比分析和现场实际验证,该评价结果合理,对后期施工起到了很好的指导作用。

波浪能发电装置叶轮轮毂半径FLUENT分析

王世明1,张福曦1*,胡庆松1,仵悦2

2012, 42(2): 64-69.

摘要 ( 849 )

PDF (1671KB) ( 1166 )

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采用FLUENT软件对波浪能发电装置中轴流式水轮机叶轮进行模拟计算,得出水叶轮在不同轮毂半径条件下受力、转矩等数据,并与试验结果进行比对,分析了轮毂半径对叶轮发电效率的具体影响,遴选出最合适的轮毂半径。研究结果表明本方法可提高叶轮优化效率,并证明了所提方案有效性,可为叶轮的优化设计提供参考。

永磁同步电机的转动惯量辨识及状态估计

丁信忠1,张承瑞1*,李虎修1,于乐华2

2012, 42(2): 70-76.

摘要 ( 893 )

PDF (3010KB) ( 2756 )

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为提高永磁同步电机伺服系统的动态性能和鲁棒性,研究了基于模型参考自适应系统的转动惯量辨识方法以及基于卡尔曼滤波器的自适应状态估计策略。提出了一种适用于宽转速、高噪声环境下的电机角速度、角位移和负载扰动转矩的在线估计方法,分析了该方法的抗干扰能力以及系统参数变化对估计效果的影响,并通过辨识出的伺服系统转动惯量对卡尔曼滤波器的系数矩阵进行实时更新,实现了转动惯量自适应状态估计。仿真和实验结果表明该算法在速度分辨率、实时性和抗干扰能力上均优于传统M／T方法。

支链烷基苯磺酸盐在油水界面的分子动力学模拟

石静1,2,吕凯2,苑世领2*

2012, 42(2): 77-82.

摘要 ( 766 )

PDF (1811KB) ( 1581 )

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采用分子动力学的方法研究了阴离子表面活性剂十六烷基苯磺酸盐在正十六烷-水界面上的聚集结构,研究了苯环在碳氢链上的取代位置对油水界面性质的影响。由界面生成能和界面层厚度的计算结果可知,苯磺酸盐接在十六烷第2个碳上体系从能量上最稳定,界面厚度最大;不同体系的分子占有面积和分子构象参数决定了不同表面活性剂界面单层膜排列情况。研究结果表明,对于较大碳数烷烃,支链烷基苯磺酸盐结构的影响主要来自于尾链的构象排布,苯环的取代位置越靠近碳链端点,分子占有面积越小,在界面上的吸附能力越强。表面活性剂分子的伸展性和有序性的增加使界面排布更紧密,更容易达到低界面张力,利于驱油。

生物滤池脱氮除磷的强化及其对含盐废水的处理

赵海霞,石恺,付林,高金强,周维芝*

2012, 42(2): 83-89.

摘要 ( 848 )

PDF (1987KB) ( 1641 )

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为实现含盐废水中营养类污染物的有效去除,构建并启动了曝气生物滤池系统,确定了系统最佳运行参数。实验废水为人工配制的模拟废水,其主要水质参数如下:CODCr 300～400mg／L,总氮30～45mg／L,总磷3.5～5.5mg／L。为提高曝气生物滤池脱氮除磷能力,对滤池曝气模式进行改变,研究了间歇曝气生物滤池的处理性能并确定了最佳间歇曝气周期。结果显示,间歇曝气生物滤池CODCr、总氮及总磷的去除率分别可达92.1％、77.9％和70.3％,脱氮除磷效果明显优于常规曝气生物滤池。研究发现,在含盐废水(盐度0％～3％)的处理中,微生物系统对有机物的去除较对氮磷的去除受盐度的影响更小;与其他生物工艺相比,间歇曝气生物滤池表现出较高的耐盐能力和营养污染物去除效率,因而此工艺具有较好的应用前景。

甲基丙烯酸酯-乙烯基吡啶-丙烯锌三元缔合型配位络合石油减阻剂的合成及其减阻和抗剪切性能的研究

陈世伟1, 慕春玲2,吕小博1,王齐天1, 张长桥1*

2012, 42(2): 90-96.

摘要 ( 822 )

PDF (3083KB) ( 1664 )

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配位络合石油减阻剂的主要合成方法为溶液聚合和乳液聚合, 为确定最佳聚合方法,以甲基丙烯酸和正十二醇合成了较纯的甲基丙烯酸十二酯。以苯乙烯与合成的甲基丙烯酸十二酯为原料、4-乙烯基吡啶和甲基丙烯锌为聚合极性单体,分别采用溶液聚合和乳液聚合的方法合成了缔合型配位络合石油减阻剂。利用红外谱图表征了缔合型配位络合石油减阻剂分子的结构,用热分析仪与动态光散射粒度分析仪对减阻聚合物进行了表征测试,采用减阻剂减阻效果环道测试评价系统,分别对两体系进行了减阻性能与抗剪切性能的比较研究。研究结果表明:两种方法均可获得有效的缔合型配位络合石油减阻剂,但是乳液聚合产物的流体力学半径更大，玻璃化转变温度 (glass transition temperature, TG)更高,表明缔合作用更强,减阻和抗剪切性能均优于溶液聚合产物,同时乳液聚合得到的减阻剂产率较高, 因此缔合型配位络合石油减阻剂的最佳聚合方法是乳液聚合。

恒热流条件下振动圆管外结垢特性实验

廉根宽1,田茂诚2,冷学礼2

2012, 42(2): 97-101.

摘要 ( 627 )

PDF (2180KB) ( 1272 )

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建立了污垢特性实验台,对恒热流条件下静止与振动圆管表面的结垢过程进行了实验,得到了不同工况下污垢热阻随时间的变化过程。实验结果表明,静止与振动条件下污垢热阻随时间变化曲线均为典型的渐近线型,渐近污垢热阻随着振动雷诺数的增加而呈指数型减小, 相同工况下圆管振动时管外表面的渐近污垢热阻较静止时小,且振动污垢热阻随振动频率、振幅的升高而显著降低。

分离式热管换热器与低压省煤器的性能分析

陆万鹏,史月涛,孙奉仲

2012, 42(2): 102-107.

摘要 ( 859 )

PDF (1661KB) ( 1962 )

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根据火电厂热系统节能理论,对低压省煤器(low pressure economizer, LPE)系统利用电站锅炉排烟余热加热凝结水进行了节能定量分析,同时分析了分离式热管换热器的工作原理与传热机理。结合某320 MW凝汽机组参数,应用等效焓降法,对分离式热管换热器与低压省煤器进行了经济性与可靠性分析比较。结果表明,分离式热管换热器具有等壁温防低温腐蚀的优点,但结构布置的特点导致其更易积灰。分离式热管换热器加热的凝结水温度受热管工质饱和温度的限制,排挤抽汽的能级低,回收相同的烟气热量,低压省煤器的节能量约为相同换热面积分离式热管换热器的2倍。

预测混合生物质灰熔点的CV-GA-SVM模型

孙鹏,程世庆*,谢敬思,张海瑞

2012, 42(2): 108-111.

摘要 ( 669 )

PDF (1107KB) ( 1223 )

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为了更加快速、精确地对混合生物质灰熔点进行预测,利用交叉验证(cross validation,CV)方法进一步优化了前人提出的经遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的支持向量机(support vector machine,SVM)回归模型。以灰成分作为输入量,灰熔点为输出量,以单生物质数据训练该模型,对混合生物质灰熔点进行了预测;并与仅经GA优化模型的预测结果进行了比较。研究结果表明:经GA与CV优化的SVM模型对混合生物质灰熔点进行预测,平均绝对误差为25。0℃,平均相对误差为2。7％,比仅经GA优化的SVM模型预测结果更为精确;适当地设置相关参数可以节省程序运行时间。

气固两相流绕流H型翅片管流动及积灰特性的数值模拟

袁晓豆,史月涛*

2012, 42(2): 112-117.

摘要 ( 594 )

PDF (2083KB) ( 1948 )

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为评价锅炉尾部烟道烟气流过H型翅片管省煤器时的积灰特性,使用Fluent软件对气固两相流绕流H型翅片管进行了冷态数值模拟。对颗粒相的计算采用单向耦合模型,忽略固相对气相的作用,在给定进口速度及烟气颗粒相质量浓度条件下,得到绕流流场。计算结果表明:颗粒速度在H型翅片管迎风面呈M型分布;背风面呈W型分布。H型翅片管开缝既可提高迎风面驻点附近速度,增强轴向吹扫分流,又可增大背风面的回流扰动。这种速度分布特点使H型翅片管不易积灰。在此基础上,模拟了不同入口流速和颗粒质量浓度时的工况,计算结果表明H型翅片管在高速高质量浓度下工作效果同样较好。

基于多频带信息融合的小电流故障选线方法

张峰1,梁军1,高红梅2,潘猛3

2012, 42(2): 118-123.

摘要 ( 677 )

PDF (2478KB) ( 1183 )

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经分析小电流接地系统单相接地时的故障特征,指出了适合暂态分量选线的高频频带,同时利用在时频空间具有良好聚焦特性的小波包,提出了一种利用多尺度小波包分解的多频带信息融合的选线方法。单一尺度的固定频带信息所形成的选线判据容错能力较低,无法保证选线的准确度和灵敏度,而利用多个频带故障信息,及其对应的小波分解系数所构造的选线判据,则可有效提高选线的鲁棒性。仿真结果表明,该方法可有效实现小电流系统的故障选线,较常规系统具有更高的可靠性和准确性。

基于时变相量的配电网PT过电压原因分析研究

杜正旺

2012, 42(2): 124-129.

摘要 ( 755 )

PDF (1990KB) ( 1553 )

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在配电网中性点不接地系统中,利用相模变换理论得到系统的0模等效电路,分析了导致电压互感器(potential transformer, PT)铁磁谐振过电压发生的内在原因。基于时变相量的数学模型建立0模网络,得到系统的ΔI(φL)曲线;通过对曲线的分析,可知系统中稳态谐振点的存在是导致铁磁谐振发生的主要原因;最后根据扰动的大小,基于李亚普诺夫能量函数提出了加速能量和减速能量的概念,并提出了判断系统发生稳态谐振准则——等面积法则。电力系统暂态仿真软件(alternative transient program,ATP)仿真结果验证了上述理论的正确性。此研究成果对分析配电网电压互感器(PT)烧坏事故及后续抑制铁磁谐振的研究工作提供了重要的理论依据。

交流潮流约束下的机组组合求解

潘志远1, 韩学山1*, 刘超男2

2012, 42(2): 130-137.

摘要 ( 682 )

PDF (1230KB) ( 2282 )

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针对当前大电网与分布式发电并进,可再生资源发电大量接入的电网发展格局,构建交流潮流约束下的机组组合模型,在传统考虑有功网络安全约束的基础上,引入无功电压的制约,并计及机组的安全运行极限。依据Benders分解思想,将该模型分解为主、子两个问题,主问题为单母线模型机组组合,子问题为交流潮流约束的检验,通过子问题导引的Benders割形成主、子问题之间关联的附加约束。修正的IEEE-14节点仿真结果表明,该方法能够有效解决交流潮流约束下的机组组合问题。

自供能转换器调理单元的等效建模与拓扑优化

黄金鑫1,张黎1,于春辉1,李庆民1,程艳2

2012, 42(2): 138-142.

摘要 ( 675 )

PDF (1718KB) ( 1198 )

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自供能技术为智能电网中亟待解决的智能监测传感器的现场供电难题提供了一种有效解决方法。其中自供能转换器调理单元的优劣对自供能装置整体性能有重要影响。通过对自供能转换器典型调理单元进行建模和仿真分析,推导出典型调理电路平均功率表达式,分析了调理电路效率的影响因素和开关的控制策略。在此基础上提出了一种改进的调理单元拓扑结构,利用电感的续流作用改善调理电路的电压输出波形。推导并定义了影响因子β,从理论上证明了新拓扑结构的可行性。提出新电路元件参数选择原则,并据此原则设计仿真和实验电路。仿真和实验结果均表明:改进的调理单元拓扑可从输出波形等方面克服原有拓扑的缺点,提高自供能系统的工作效率。

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