山东大学学报 (工学版)

核心集径向基函数极限学习机

翟俊海,张素芳,胡文祥,王熙照

2016, 46(2): 1-5. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2015.030

摘要 ( 1608 )

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径向基函数极限学习机(radial basis function-extreme learning machine, RBF-ELM)中的两个参数都随机地生成,这导致RBF-ELM算法的不稳定性问题。另外,对于不同的数据集,难于确定隐含层结点的个数。针对RBF-ELM的这两个问题,提出了一种改进算法。首先用核心集方法选择重要的样例,然后用选择的样例初始化中心参数,宽度参数采用随机化方法初始化。该算法不仅可以在一定程度上解决RBF-ELM的不稳定性问题,而且可以确定隐含层结点的个数。试验结果表明:该算法优于RBF-ELM。

融合二级评价指标的人脸图像质量评价方法

邹国锋,傅桂霞,李震梅,李海涛,王科俊

2016, 46(2): 6-13. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2015.160

摘要 ( 1741 )

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针对姿态和光照对人脸的干扰,提出基于子区域直方图距离的人脸对称度评价,用于评估非对称光照和姿态对人脸质量的影响。提出针对含有人脸的原始图像质量的第一级评价与针对人脸有效区域的第二级评价相融合的评价策略,第一级评价的反馈信息能有效指导图像采集环境构建和改善,为后期人脸检测和识别提供优质图像源。主要评价指标包括:对比度、适宜度、对称度、清晰度、人脸有效区域面积等物理参数。实验结果表明了本研究提出的对称度评价方法和融合二级指标评价策略的可靠性与准确性。

基于成分金字塔匹配的对象分类方法

朱杰,王晶,刘菲,高冠东,段庆

2016, 46(2): 14-21. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2015.065

摘要 ( 1131 )

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提出基于成分金字塔匹配(component pyramid matching, CPM)的图像表示方法,将图像块按照颜色进行分层,在每一层中通过优化的方式选取几种颜色的图像块作为当前层次图像的前景成分,其余颜色的图形块作为图像的背景成分。前景成分对应对象的某些区域,能够为图像表示提供弱语义信息。然后,利用相似的颜色选择方法,对每一层背景成分进行再次划分,将其分为下一层前景成分和背景成分两部分。最后将这些成分所表示的直方图连接起来作为图像表示用于分类。试验采用Soccer、Flower17和Flower102 3个图像集进行测评,试验结果表明提出的算法能够得到比较好的分类结果。

基于FCA与CBR的设计模式检测

肖卓宇,何锫,余波,黎妍,胡振涛

2016, 46(2): 22-28. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2015.046

摘要 ( 1421 )

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以一个精确可靠的设计模式检测模型为目标,结合形式概念分析(formal concept analysis, FCA)与实例推理(case based reasoning, CBR)技术,提出一种基于更完整问题描述的改进技术模型,通过FCA与余弦理论思想计算特征指标与相近案例的相似性值Score,对其结果进行优先级排序,并取得最优选择之后,将其匹配的特征结果存储到学习模型的保存过程阶段。最后,给出一种基于平均精度MAP的性能评估方法模型。试验结果表明,该检测模型较传统的检测模型在性能上有较大改进。

基于加权的K-modes聚类初始中心选择算法

江峰,杜军威,刘国柱,眭跃飞

2016, 46(2): 29-34. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.101

摘要 ( 1501 )

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针对现有的K-modes聚类初始化方法没有考虑不同的属性具有不同的重要性这一问题,提出一种基于加权密度与加权重叠距离的初始中心选择算法Ini_-Weight。Ini_-Weight算法通过计算每个对象的密度以及对象之间的距离来选择初始中心。在计算对象的密度以及对象的距离时,Ini_-Weight算法根据每个属性的重要性为不同的属性赋予不同的权值。最后,在UCI数据集上将Ini_-Weight与现有的方法进行了比较,结果表明,Ini_-Weight算法可以有效地区分不同的属性,而且提高了初始中心选择的准确性。

一种基于话题演化的意见领袖发现方法

王祎珺,张晖,李波,杨春明,赵旭剑

2016, 46(2): 35-42. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2015.165

摘要 ( 1516 )

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微博中的意见领袖不仅在社交网络的信息传播中发挥着举足轻重的作用,而且在网络舆情演化中也表现出显著的意见代表性。针对已有的意见领袖挖掘方法仅从复杂网络或者基本图模型来建模发现意见领袖,忽略了意见领袖在具体的话题演化中的意见代表性的问题,提出了基于话题演化的意见领袖发现的方法。该方法首先根据用户之间的交互构建图模型,然后利用寻找中心节点的图论算法挖掘潜在意见领袖,再利用话题演化模型判断潜在意见领袖的演化中心度,最后发现在整体舆情上的具有意见代表性的真实意见领袖。在新浪微博的话题数据集上的试验结果表明,该算法较仅考虑网络模型的意见领袖发现方法更优。

基于信息熵的协同过滤算法

张佳,林耀进,林梦雷,刘景华,李慧宗

2016, 46(2): 43-50. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2015.047

摘要 ( 1533 )

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针对用户评分数据的稀疏性制约着系统的推荐质量的问题,提出了一种基于信息熵的协同过滤算法。首先定义了用户信息熵以反映用户评分分布和倾向程度;然后,利用大间隔的方法计算目标用户与其他用户的间隔距离,结合目标用户的信息熵,得到目标用户的近邻选择范围;最后,同时考虑用户的信息熵和用户间的相似性大小得到目标用户的近邻集合,以降低数据稀疏性对推荐结果的影响。试验结果表明:基于信息熵的协同过滤算法能够有效地提高推荐质量。

基于改进合同网协议的多Agent动态任务分配

李明,刘玮,张彦铎

2016, 46(2): 51-56. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2015.218

摘要 ( 1426 )

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为了使多Agent系统的任务分配更能适用于动态环境,提出一种改进的合同网协议的多Agent动态任务分配方法。该方法首先建立Agent能力模型和Agent执行的任务描述,在此基础上改进合同网中的招标阶段,Agent通过将正在执行的任务进行招标来动态改变自身能力以进行任务的再分配。最后,通过建立AGV(automatic guilded vehicle)物流仓库搬运仿真系统以验证改进方法的可行性和有效性。仿真结果表明,该方法能有效减少系统完成任务的总时间,提高了系统的整体效率,并且提高多Agent系统适应动态环境的能力。

一种基于频域特征和过渡段判决的端点检测算法

郭逾,张二华,刘驰

2016, 46(2): 57-63. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2015.147

摘要 ( 1349 )

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PDF (2077KB) ( 1100 )

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为了提高语音端点检测的准确性,增强端点检测算法在噪声环境下的鲁棒性,提出两种新的端点检测参数。其中,基于临界频带的谱熵参数综合考虑了人耳对语音的感知特性以及语音信号和噪声信号的频域分布差异,差值频域能量参数考虑了语音帧和无声帧在频域上的能量差异。结合两种参数的优点,构成一种鲁棒的端点检测参数,同时,为了避免因阀值判决的单一性而产生误判,在端点检测过程中加入了基于特征分布统计的过渡段判决。试验结果表明,本研究提出的语音端点检测算法对语音帧和无声帧具有较好的区分性,在不同噪声且信噪比较低情况下,端点检测准确率相比传统抗噪端点检测算法均有所提升,特别是在非平稳噪声下,准确率提升超过5%。

基于连续高阶模滑的多机电力系统励磁控制

刘向杰,韩耀振

2016, 46(2): 64-71. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.011

摘要 ( 1504 )

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PDF (1681KB) ( 839 )

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为了提高多机电力系统暂态稳定性,提出一种连续高阶滑模励磁控制策略。各发电机功角偏差为滑模变量,把具有非线性和不确定性多机电力系统的高阶滑模控制转化为不确定积分链系统的有限时间稳定问题,控制器结合几何齐次连续控制律和二阶滑模超螺旋算法,实现系统状态有限时间收敛,克服系统未建模动态、测量误差和外部扰动等不确定性,利用精确鲁棒微分器观测功角微分,理论分析证明了闭环系统的有限时间稳定。所设计高阶滑模励磁控制器能够保持机端电压稳定,并能有效提高电力系统的暂态稳定性。针对3机系统的仿真结果验证了该控制方法的有效性。

基于决策人满意度的区间UTA方法

熊文涛,冯育强

2016, 46(2): 72-77. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.381

摘要 ( 1506 )

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针对区间数多准则决策问题,扩展了传统的效用加性(utility additive, UTA)方法,提出了一种区间UTA方法。该方法首先根据传统的UTA方法,将参考方案的所有指标值转换为效用范围,即效用区间;然后利用区间数运算,得到参考方案的综合效用,进一步根据决策人的满意度和区间数的中点、半宽构建一个线性规划模型,计算出最小误差;在再优化分析中,以各指标下所有节点郊用的方差最小为目标函数,建立二次规划模型,计算出每一指标下各节点的效用值,利用效用值得到待评方案的综合效用区间和排序。算例表明,提出的区间UTA方法能有效地对方案排序,并与决策人以往的偏好信息一致。

随机Markov跳跃系统有限时间稳定性

周绍伟

2016, 46(2): 78-84. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.362

摘要 ( 1497 )

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研究了一类随机线性It(^overo)Markov跳跃系统的有限时间稳定性问题。首先,定义了系统的有限时间随机稳定和有限时间有界;其次,给出了系统有限时间随机稳定的充分必要条件,利用线性矩阵不等式技术设计了状态反馈能稳控制器;最后,通过数值例子和系统仿真验证了方法的有效性。

可溶盐作用下水泥稳定花岗岩风化料特性

姚占勇,张昊,商庆森,宫本辉,刘志杭,王旭刚

2016, 46(2): 85-93. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.234

摘要 ( 1369 )

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为了分析水泥稳定花岗岩风化料底基层的病害机理,并优化材料设计,通过3种不同粗集料含量的水泥稳定花岗岩风化料不同养生条件下的材料性能试验,分析了粗集料含量(质量分数)对风化料抗可溶盐腐蚀性能的影响。研究结果表明:长期的水环境,尤其是存在可溶盐腐蚀介质的水环境会导致水泥稳定花岗岩风化料性能的迅速衰减;粗集料含量小于20%时,在可溶盐腐蚀介质的作用下,材料的物理力学性能极差,随着粗集料含量的增加,除标准养生条件下材料的劈裂强度略有降低外,各种条件下的材料性能均得到明显改善;粗集料含量由20%增加到30%,对于改善各种环境下材料的抗压性能和水温稳定性,以及长期水环境下材料的抗拉性能和刚度,效果更为显著;粗集料含量由30%增加到40%,对于改善材料在可溶盐腐蚀环境下的抗拉性能和刚度,效果更为显著。

基于离散裂隙网络法的地下石油洞库洞室间水封性评价

王者超,张振杰,李术才,毕丽平,方水鑫,钟克诚

2016, 46(2): 94-100. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.278

摘要 ( 1447 )

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PDF (3361KB) ( 1006 )

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为研究地下水封石油洞库洞室间水封性,依托黄岛地下水封石油洞库工程,采用离散裂隙网络法进行了7个不同工况的分析,分别获得了在不同水幕压力、洞室间液面差、洞室间距和裂隙倾角条件下的地下水头分布和流体渗流情况。研究结果表明:水幕压力增大、洞室间液面差减小与洞室间距增大均会改善洞库水封性;裂隙网络中裂隙倾角的变化会影响围岩的渗透张量,从而改变裂隙网络中地下水的渗流路径,继而影响地下水封石油洞库洞室间水封性;仅靠增加水幕系统压力并不能保证洞室间水封性,地下水封石油洞库相邻洞室水封设计应综合考虑储油情况、洞室间距、裂隙倾角等因素。

岩质边坡锚杆应力监测离心模型试验研究

郭永建,曹周阳,生丽娟

2016, 46(2): 101-107. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.048

摘要 ( 1443 )

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PDF (2379KB) ( 1047 )

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基于离心模型试验方法,以m(重晶石粉)∶m(石英砂)∶m(石膏)∶m(水)=1.50∶1.00∶0.25∶0.50的质量比制备岩石替代材料,并制作3类典型岩质边坡的试验模型,通过应力监测方法研究岩质边坡失稳前的应力变化规律。试验结果为3类岩质边坡失稳前的应力变化曲线均较为平缓,监测预警易于把握,且具有相通性,均可采用Logistic曲线形式进行拟合;层状岩质边坡监测应以滑动面下部监测为主,结构面控制岩质边坡的破坏形式主要以拉剪破坏为主,试验选取的边坡类型监测应以上部结构面为主,碎裂结构岩质边坡应以边坡上部监测为主。综合离心模型试验结果表明,采用应力监测的方法评价公路岩质边坡的稳定性具有可行性。

车辆外风挡结构对高速列车横风气动性能影响

牛纪强,梁习锋,熊小慧,刘峰

2016, 46(2): 108-115. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.162

摘要 ( 1562 )

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PDF (5277KB) ( 772 )

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采用三维、定常、不可压缩雷诺时均(navier-stokes, N-S)方程和重组化群(renormalization group, RNG) κ-ε双方程湍流模型,模拟3车编组高速列车气动性能。通过改变侧滑角研究不同风挡结构对列车气动性能影响。所选数值算法经过风洞试验验证,结果与试验数据变化规律一致,幅值相差不超过10%。不同风挡下列车表面压力系数沿车长分布规律一致,且幅值接近,风挡处车体表面压力系数差异显著,出现翻倍情况。随侧滑角增大,靠近风挡处列车表面压力系数分布发生明显变化。随侧滑角增大,不同风挡形式下的压力系数差异越显著,最大可达176%。随侧滑角增大,风挡的影响越显著;列车侧向力系数、升力系数和倾覆力矩系数的最大差异分别为17.71%、6.35%和7.52%;全封闭式风挡的列车抗倾覆能力相对最优,半风挡和平滑风挡对减小风环境下列车阻力有明显效果。

高速列车车轴-轴承温度特性及弛缓机理

刘义辉,李林,刘凯,孙杰

2016, 46(2): 116-121. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.326

摘要 ( 1514 )

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针对高速列车运行过程中的车轴-轴承普遍存在的弛缓现象,从温度角度揭示弛缓产生机理,并给出预防措施。采用ABAQUS软件对工作条件下轴-轴承温度特性有限元建模,并仿真分析轴承各部件在不同车速下不同的温升情况,结合材料膨胀系数测试试验和温升与轴承内圈膨胀量关系试验的方法,得出车轴、轴承内圈的膨胀量与温度的匹配关系。仿真和试验结果表明:在温升的作用下,车轴-轴承内圈的过盈量会出现一定程度的减小。最终获得温升对车轴-轴承内圈过盈量的影响规律,揭示弛缓产生的机理并从过盈量和温度两个角度给出指导参数。

发动机尾气温差发电装置

马宗正,邵凤翔,王新莉,杨安杰

2016, 46(2): 122-127. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.373

摘要 ( 1401 )

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为了对发动机尾气中蕴含的高温能量进行回收利用,对基于温差发电的发动机尾气温差发电装置进行试验。首先基于现有发动机台架试验系统增加温度、电压和电流测量系统,在此基础上,通过测量不同内部结构集热器表面温度和排气噪声的变化得到集热器内部结构对温差发电性能的影响规律,通过测量不同冷却方式下温差发电片两端温度以及输出电压和电流的变化,得到散热器冷却方式对温差发电性能的影响规律。结果表明,集热器内部结构采用中空结构时,不同位置表面温度差在6 ℃以内,有利于保持其表面温度的均匀性,有利于电能输出,但是对于降低噪声没有帮助;采用强制风冷方式有助于提高温差发电装置两端温差,相对于自然冷却方式温差大约可提高14 ℃,从而提升输出电能,但是由于风速的提升可以同时增加冷端和热端的表面换热效率,使得较多的热量扩散到环境中,从而产生当风速达到某一数值后温差不变的现象;相比于侧面冷却,正面冷却方式更具有优势,大约将温差发电器两端的温差提升15 ℃,但是只能冷却一面。

变加热功率下不同形状微肋阵热沉内的对流换热

管宁,栾涛,刘志刚,张承武,姜桂林,邱德来

2016, 46(2): 128-134. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.210

摘要 ( 1413 )

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PDF (2494KB) ( 961 )

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为探索变加热功率下微肋阵热沉内的对流换热规律,采用精密机械加工获得圆形、菱形和三角形微肋阵热沉,建立一体式加热试验系统,测试了微肋阵热沉的压力降、流动阻力系数、热阻等对流换热参数,研究Re为0~1 000时微肋阵内阻力及对流换热受加热功率的影响规律。研究结果表明,微肋阵内阻力系数先随加热功率增加而增大,圆形和菱形截面微肋阵中该现象在Re>400时消失,而三角形微肋阵在Re>250时消失。加热功率的增加强化了圆形和菱形截面微肋阵内的对流换热,三角形微肋阵的Nu在Re<250时随加热功率的增加而增大,当Re>250后则有所降低;加热功率对于圆形和菱形微肋阵热沉热阻的影响在Re<600时较为明显,而对于三角形微肋阵当Re>250后加热功率对于热阻的影响基本可以忽略。

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