山东大学学报 (工学版)

一种基于主动学习的集成协同训练算法

谢伙生,刘敏

2012, 42(3): 1-5.

摘要 ( 615 )

PDF (1545KB) ( 1519 )

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为了更好地发挥主动学习、半监督学习和集成学习这3种机器学习方法的优势,研究了1个不需要2个充分冗余视图、泛化能力强的高效学习算法。从聚类假设出发,给出每轮协同训练过程中添加自动标记样本的置信度度量方法,降低误标记率;提出作为主动选择未标记样本依据的贡献度的概念,贡献度越高的样本,越具有人工标记的价值,在协同训练迭代结束后,选择贡献度高的样本标记,就能增强反馈的效果,提升学习性能,提出一种基于主动学习的集成协同训练算法。应用于图像检索的实验结果表明,提出的算法是高效可行的。

手指静脉图像感兴趣区域提取方法研究

杨金锋,张海金

2012, 42(3): 6-12.

摘要 ( 830 )

PDF (1996KB) ( 2519 )

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研究了一种手指静脉感兴趣区域(ROI)的定位与提取方法,以解决手指在采集静脉图像时的随机运动对手指静脉识别结果的影响。通过计算手指轮廓线的主方向和末节关节腔位置对手指摆放位置的随机变化进行校正,并初步定位分割出手指静脉感兴趣区域。运用迭代优化方法实现手指静脉感兴趣区域分割结果的精确提取。在小型数据集上进行实验的结果表明:该方法得到的感兴趣区域具有较好的聚类特性。说明该方法能够有效地从同一手指姿态变化的多幅静脉图像中定位并分割出相似度较高的感兴趣区域。

基于复合加密的自适应DCT域盲检彩色水印算法

刘志军, 刘春立

2012, 42(3): 13-17.

摘要 ( 678 )

PDF (1887KB) ( 1755 )

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提出了一种基于时域和频域(整数小波域)复合加密自适应彩色水印算法,采用Logistic混沌映射和Chebychev混沌映射生成复合混沌序列置换像素的值,Arnold变换置乱像素的位置,并根据离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)系数计算水印嵌入强度因子,设计了彩色水印的嵌入与盲检提取算法。利用Matlab7.0平台验证了该算法,实验结果表明:该算法对常见的水印攻击不仅具有较好的透明性,而且具有较强的鲁棒性。

利用颜色通道间关系的源相机分类方法

林旭峰,胡永健,刘琲贝

2012, 42(3): 18-24.

摘要 ( 709 )

PDF (3114KB) ( 1144 )

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颜色滤波阵列(color filter array, CFA)插值会在不同颜色通道间引入相关性。为了提高源相机分类识别的准确率,提出了一种新的利用颜色通道间相关性的源相机分类方法。用不同颜色平面频谱差分的方差图来反映插值算法之间的差异,对来源于不同品牌或型号相机的图像进行分类。所提出的方差图可以有效准确地区分不同的插值算法。实验表明,所提出的算法对现有消费类相机所拍摄的图像有较好的识别率和鲁棒性。

协作通信网络中基于Lagrange算法的中继选择和功率优化方案

白智全,贾建岚,杨祥来,崔娟

2012, 42(3): 25-30.

摘要 ( 703 )

PDF (1573KB) ( 1429 )

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协作通信技术可以有效获取空间分集,并进一步改善系统的性能。为最小化多中继解码转发(decode-and-forward,DF)协作通信系统的总功率,同时满足系统要求的数据传输速率,提出了一种基于Lagrange算法的中继选择和功率分配的联合优化方案。首先根据信源与中继的瞬时信道状态信息(channel state information, CSI)使信源的发送功率最小化,然后选择出最大的可解码中继集合,再利用Lagrange算法对中继功率进行优化,根据得到的信源和中继的功率分配,选择出最佳中继集合,达到最小化系统总功率的目的。仿真结果表明,相对于直传方案和机会中继(opportunistic relay selection, ORS)方案,本研究中总功率消耗明显减少。

基于模糊隶属度的加权广义不定核判别分析

杨静,范丽亚

2012, 42(3): 31-38.

摘要 ( 647 )

PDF (1017KB) ( 1178 )

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For linear non-separated problems, many dimensionality reduction methods which are based on the definite kernel were proposed. The Fisher discriminant analysis method, one of the commonly used methods, was improved and extended. The definite kernel was extended to the indefinite kernel, and then indefinite kernel discriminant analysis based on fuzzy memberships was proposed. In addition, weighted generalized IKDA algorithms were achieved according to the weighting function. Experimental results showed that the proposed methods could achieve good classification results, and the choice of the weighting function could have a significant effect on the classification results.

一种基于免疫稳态维持的Web服务负载均衡模型

于振梅1,杨蓉蓉2,齐凤美3,张晖3,刘凤鸣4

2012, 42(3): 39-44.

摘要 ( 690 )

PDF (1580KB) ( 1556 )

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基于免疫稳态维持机制,提出一种负载均衡的面向服务的系统架构(service-oriented architecture, SOA)模型。首先分析了免疫稳态和SOA框架上的Web服务负载均衡问题,提出了基于免疫系统的扩展SOA框架,在此基础上提出了Web服务的动态负载均衡模型,建立两个阶段的负载均衡优化算法,在多Agent仿真平台下对比研究该模型的负载均衡能力。模拟实验和分析表明,该免疫模型能够提高支持Web服务的负载均衡性能,降低服务请求处理的失败比率。

核化空间深度间距的特征提取方法

张思懿1,2,王士同1*

2012, 42(3): 45-51.

摘要 ( 559 )

PDF (2931KB) ( 1845 )

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针对传统的特征提取方法对于不同分布特征的数据集获得的特征提取效果不佳的问题,提出了结合深度函数的特征提取新方法。通过对传统欧式距离特征提取方法的研究,算法利用核化空间深度函数的思想根据数据集中各个数据特征之间的关系来衡量距离,能更有效地把握数据间距的特征,提取出相似的特征来判断出同类和异类。最后,采用对6个标准UCI数据集进行了3种不同维度和3种不同运行次数的仿真实验,对提出的算法进行了充分验证,实验结果表现该方法有良好的适应性。因此,核化空间深度间距的特征提取方法可以获得较好的特征提取效果,为Relief算法的研究提出了新的思路。

基于结构特征的图像质量评价模型

梁敏瑜, 孙权森*

2012, 42(3): 52-56.

摘要 ( 713 )

PDF (1503KB) ( 1867 )

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由于图像的结构特征与人类视觉系统的特性密切相关,为了提高评价结果与主观视觉的一致性,提出了一种基于结构特征的图像质量综合评价模型。该模型首先提取了与图像结构密切相关的特征,然后模拟人眼对图像区域敏感程度不同,对不同的结构成分赋予不同的权值,最后结合线性回归的思想提出了一种综合评价方法。分析了不同失真图像的实验结果,表明该评价方法的正确性,同时与峰值信噪比(peak signal to noise ratio, PSNR)和均方根误差(root mean squared error, RMSE)方法进行了比较,表明本模型更准确和符合主观视觉效果。

工业轻烃回收装置的全流程静态仿真模型

潘多涛1, 黄明忠1, 张学军2, 袁德成1

2012, 42(3): 57-62.

摘要 ( 815 )

PDF (1952KB) ( 2122 )

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为提高轻烃回收 (natural gas liquids recovery,NGL) 装置的产品收率、降低生产能耗,同时确保生产安全、降低装置停车造成的损失,开发了某油田轻烃回收装置的全流程静态仿真模型。基于CAPEOPEN技术,建立流程中的精馏塔等单元,通过模拟计算分析工艺参数,并以现场实际数据为参考进行校正。结合提高乙烷收率的生产要求,评价分析了各工艺参数的影响程度,给出脱甲烷塔的最佳工艺参数。结果表明:该模拟计算结果与实际工艺相吻合,最优工艺参数可应用于指导实际工业生产。

模糊需求环境下的供应链契约协调机制研究

桑圣举1,张强2

2012, 42(3): 63-72.

摘要 ( 642 )

PDF (1029KB) ( 1164 )

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考虑由一个供应商和一个零售商所组成的两级供应链,建立模糊需求环境下的集成供应链模型、收益共享契约模型以及回购契约模型。利用模糊截集理论中的模糊数积分排序方法对模型进行求解,给出各模型下的最优策略。通过数值算例验证了模型的有效性。结果表明,在模糊需求环境下,零售商的最优订购量在模糊需求中心点的左、右浮动,并随着零售价格的提高而增加;批发价格和回购价格存在唯一最优解;通过改变供应链契约中的参数可以实现供应链成员间的协调。

钢框架与节能复合墙板连接方式的试验研究

侯和涛1,吴明磊1*,邱灿星1,王静峰2

2012, 42(3): 73-80.

摘要 ( 667 )

PDF (3141KB) ( 1389 )

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钢框架与复合墙板通过一定方式进行连接,形成一种协同作用的结构体系,这种体系具有良好的抗侧力性能。为了研究不同连接方式对结构抗侧力性能及滞回性能产生的影响,设计了墙板与钢框架梁连接方式和柱连接方式两榀足尺模型,并对其进行了水平循环加载试验。研究结果表明：这种结构体系能有效提高结构的极限承载力与抗侧刚度;相比梁连接方式,柱连接方式表现出更好的延性与耗能能力,结构的整体性与可靠性也较好,其抗震性能优于梁连接方式。

基于改性乳化沥青-水泥双胶结料的半柔性再生混合料性能研究

郭银涛1, 2,刘清泉2,刘振清3,王松根3

2012, 42(3): 81-86.

摘要 ( 726 )

PDF (1658KB) ( 1609 )

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首先采用干燥条件和浸水条件下的劈裂试验研究了水泥加料顺序对半柔性再生混合料性能的影响,在此基础上提出击实试验法与修正的马歇尔试验法相结合,并基于性能评价的混合料配合比设计程序,包括材料选择、级配设计及性能评价。研究结果表明：先添加水泥的半柔性再生混合料具有密实的整体结构,且抗水损坏能力较强;半柔性再生混合料具有良好的高温抗车辙能力、低温抗开裂能力、抗水损害能力以及抗收缩能力。结合依托工程发现,基于改性乳化沥青-水泥双胶结料的半柔性再生技术是一种经济有效的路面大中修养护方式,有着良好的经济效益、社会效益和环境效益,具有重要的推广应用价值。

基于污染物体积分数判识的长大隧道竖井位置优化研究

徐庆辉1,孙克国2*,朱峰2,许洪伟2

2012, 42(3): 87-92.

摘要 ( 661 )

PDF (1628KB) ( 1025 )

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采用竖(斜)井纵向分段式通风的长大山岭隧道由于涉及隧道特点、交通状况、气象特征、环境要求等多种因素,对通风井与隧道相对位置如何确定目前还没有定论。基于计算流体动力学和污染物体积分数判识标准,以FLOW-3D为分析工具,参考隧道可行性报告中远景交通量预测的相关数据,对隧道建立了可以综合考虑交通污染、隧道内环境、井外影响等多种因素的通风井位置优化方法。首先以计算流体动力学的相关假设为前提,对气流在隧道与竖井中的运移进行动力学分析,然后采用高次多项式的数据拟合法根据分析结果对规范中未确定的竖井设定位置进行量化。采用此优化方法对某隧道宜布置竖井的大致范围(1km长)的距离上进行分析,研究得出竖井的最优位置是距气流进口端519m,即竖井距进出口的距离比为1.079的结论。最后通过总结前人关于采用竖井纵向分段式通风的隧道设计实例,对此方法计算结果的合理性和可靠性进行了验证。

基于光滑有限元法的体积锁定研究

王建明1,张刚1*,戚放2,樊现行1,余丰1

2012, 42(3): 93-99.

摘要 ( 852 )

PDF (2479KB) ( 1687 )

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针对数值模拟中求解几乎不可压缩材料时产生的体积锁定问题,提出了2种基于光滑有限元法的解决方案。方案1基于光滑子单元域有限元法,通过将材料特性矩阵划分为剪切部分和挤压部分,利用选择积分分别形成相应的刚度矩阵,对产生体积锁定的挤压部分运用一个光滑子单元进行计算,而对剪切部分运用多个光滑子单元进行计算;方案2综合应用光滑节点域有限元法和光滑边域有限元法,用免于体积锁定的光滑节点域有限元法计算挤压部分,用结果精确的光滑边域有限元法计算剪切部分。算例研究结果证明了2种方案的正确性和有效性,且方案2的计算精度高于光滑节点域有限元法。

超硬磨料砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的表面完整性研究

霍文国1,徐九华2,傅玉灿2,戚厚军1，邵娟1

2012, 42(3): 100-104.

摘要 ( 705 )

PDF (2006KB) ( 1421 )

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针对钛合金干式磨削特点,制备了金刚石和立方氮化硼(cubic boron nitride, CBN)超硬磨料砂轮,进行了与碳化硅陶瓷砂轮干式磨削Ti6Al4V合金的对比试验研究。用扫描电子显微镜、三维体视显微镜、粗糙度仪和显微硬度计对磨削工况和试样表面进行了测定。分析了磨削用量对表面粗糙度的影响,比较了3种砂轮磨削工件的表面粗糙度、表面形貌、微观组织及显微硬度。研究表明:工件表面粗糙度随着磨削深度增大而增大,随着砂轮速度的增大而减小。与绿色碳化硅陶瓷结合剂砂轮相比,CBN和金刚石超硬磨料砂轮磨削工件的表面粗糙度和变质层深度较小,表面无明显烧伤,在一定用量条件下更适合Ti6Al4V合金干式磨削加工。

有机泡沫浸渍法制备多孔羟基磷灰石生物支架的研究

张爱娟,高增丽,王卫伟,李成峰

2012, 42(3): 105-109.

摘要 ( 707 )

PDF (1818KB) ( 1299 )

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以聚氨酯海绵为模板,采用浸渍法合成了孔隙率可控的羟基磷灰石(hydroxyapatite, HAP)生物支架。首先自制了羟基磷灰石粉体, 并借助X射线衍射对其进行了物相组成的分析;其次,利用聚氨酯海绵自身均匀的孔隙结构,采用浸渍法制备了多孔羟基磷灰石支架。支架孔隙率的高低与浸渍次数有关, 可达45％～90％。支架的扫描电子显微镜(SEM)分析显示,多孔支架孔形状近似为圆形,尺寸400μm左右。随浸渍次数的增加,支架的抗压强度会相应增高,浸渍5次可达3。51MPa,满足临床要求。最后还对支架的生物亲和性进行了研究,结果表明制备的羟基磷灰石支架在人体环境中具有一定的生物亲和性。

胞嘧啶与金属离子Cu+／2+,Zn2复合物的稳定性研究

刘静静,艾洪奇*,赵磊,石虎

2012, 42(3): 110-114.

摘要 ( 804 )

PDF (1724KB) ( 1650 )

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锂皂石颗粒对聚合物驱采出水乳化稳定性的影响

王燕1,李玉江1*,孙德军2,吴涛2

2012, 42(3): 115-119.

摘要 ( 671 )

PDF (2189KB) ( 1641 )

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研究了锂皂石颗粒对模拟聚合物驱采出水乳化稳定性能和油水界面性质的影响。通过分析含油量表征分析了锂皂石颗粒对聚合物驱采出水乳化稳定性的影响,发现在HPAM质量浓度为100～600mg／L、锂皂石颗粒质量浓度为50～100mg／L时,对聚合物驱采出水稳定性影响最大。研究了锂皂石颗粒对模拟聚驱采出水中油滴Zeta电位、油水界面张力、颗粒油滴聚集状态及乳化体系黏度的影响。结果表明:在实验浓度下,随锂皂石颗粒质量浓度增大,Zeta电位下降、界面张力降低、体系黏度提高,对采油污水稳定性影响显著;当锂皂石颗粒质量浓度大于100mg／L后,聚驱采出水稳定性减弱,此时有利于聚合物驱采出水的处理。

硫脲类三唑衍生物结构与活性的密度泛函理论研究

李金云1,马海霞2*,黄洁2,王花丽2,宋纪蓉2

2012, 42(3): 120-125.

摘要 ( 617 )

PDF (1116KB) ( 1513 )

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硫脲类三唑衍生物类化合物在农药创新中占有重要地位,为了揭示其结构与活性之间的关系,为新型杀菌剂的制备和筛选提供理论依据,本研究运用Gaussian 03程序,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-311G的基组水平上对6种甲酰基硫脲三唑衍生物进行研究, 对这6种化合物的几何构型进行了优化,得到其优化几何、原子净电荷以及分子轨道能量参数。根据优化结果分析了6种化合物的结构特点以及结构和活性之间的关系。计算了6种化合物的红外光谱数据,与实验数据吻合良好。分析结果表明:S(9)原子在化合物的杀菌活性中所起的作用最大,S(9)原子上的电荷越多,化合物的活性越高。

指标规范值的物元模型在水安全评价中的应用

李佳佳1,2,3,卢晓宁1,李祚泳1,熊东红2,3,刘志红1,翟娟1,2,3

2012, 42(3): 126-132.

摘要 ( 691 )

PDF (997KB) ( 939 )

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传统的物元模型用于水安全评价,当指标数较多时需要设计很多关联函数,设计和计算工作量皆很大,实际使用不便。为减少关联函数的设计并使之规范化,本研究提出了基于指标规范值的区域水安全评价的物元模型,即在对水安全23项常用指标适当设计参照值和对指标值进行规范变换的基础上,按各子系统将指标归为5类,同类指标设计为相同的关联函数,从而使设计和计算工作量大为简化。以山东省水安全评价为例验证了指标规范值的物元模型在水安全评价中的实用性,并与属性识别理论的评价结果进行了比较。结果表明:该评价模型简单实用,结果与实际符合较好,可为水安全评价提供一种新的参考方法。

磁悬浮轴承磨床电主轴中拍振现象的分析

卞斌1,刘淑琴1,贺思艳2，李德广1

2012, 42(3): 133-137.

摘要 ( 838 )

PDF (2669KB) ( 1613 )

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为减小拍振现象对高速精密磨床电主轴加工精度的影响,利用磁悬浮轴承自身的传感器及数字信号处理部件,在不外加其他设备的情况下对电主轴中的拍振进行了观察实测。通过时域、频域分析以及小波变换,提取振动信号的特征,经分析发现拍振现象是由转子机械不平衡以及转子动态偏心共同引起的。在磁悬浮轴承电主轴拍振机理的分析基础上,通过磁悬浮轴承系统的主动控制调节主轴动态特性,有针对性地对拍振现象进行抑制,可以有效改善高速精密磨床磁悬浮电主轴系统的稳定性和精密度。

高速公路中央分隔带绿化渗灌技术研究

米刚1,王昊2*

2012, 42(3): 138-142.

摘要 ( 743 )

PDF (1267KB) ( 1396 )

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结合国家3号高速公路枣庄段中央分隔带绿化灌溉工程,试验研究了渗灌技术在高速公路中央分隔带绿化灌溉中的应用问题。进行了室内微孔渗管渗水性能试验和渗灌条件下土壤水分运动实体模型试验,研究了渗管出流规律和土壤水分运动规律,并给出了渗灌设计主要参数。研究结果表明,对于平均流量为2.5L／h的渗管,适宜的最低水头为6m,渗管长度为50m;对于平均流量为6.0L／h的渗管,适宜的最低水头为5m,渗管长度为35m;渗管的埋深为45cm,双排布设间距为1m。

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