山东大学学报 (工学版)

基于语境相关图传播的图像标注改善方法

田枫,刘卓炫,尚福华,沈旭昆,王梅,王浩畅

2016, 46(5): 1-6. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2015.316

摘要 ( 978 )

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提出一种图像标注改善方法,利用数据集蕴含的语境相关信息进行标注改善。构建标签相关图和视觉内容相关图,利用正则化框架将标注改善问题描述为两个无向加权图上的损失函数最小化问题。采用数据分割,逐次优化和放松约束的策略,获得该问题的近似解。该方法充分利用标签的语境相关信息和图像内容相关信息,对数据集分割的粒度具有较好的鲁棒性,具备近似线性的时间复杂度。测试结果表明,该方法适用于大规模数据集,性能优于其它对比方法,可以较大幅度的提升图像标注性能。

基于HITS算法的微博用户可信度评估

吴树芳,徐建民

2016, 46(5): 7-12. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.257

摘要 ( 1602 )

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以新浪微博为研究平台,在HITS(hyperlink-induced topic search)算法的基础上,提出融合用户交互行为和博文内容的微博用户可信度评估算法。分别构建基于交互行为和基于博文内容的微博用户有向链接图,图中节点表示用户,有向边体现用户基于交互行为或基于内容的指向关系;依据HITS算法计算两种拓扑结构下微博用户的权威度和中心度;以融合的权威度作为度量评估用户可信度。试验采用从新浪微博采集的数据作为测试集合,通过反复训练法获得可信度阈值,绘制不同可信度算法的用户可信度曲线,验证了算法的可行性和有效性。

一种基于模糊信息熵的协同过滤推荐方法

林耀进,张佳,林梦雷,王娟

2016, 46(5): 13-20. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.165

摘要 ( 1402 )

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针对评分数据的稀疏性制约协同过滤推荐性能的情况,提出一种新的相似性度量方法。首先,定义了用户的模糊信息熵以反映用户评分偏好的不确定程度;其次,利用两两用户的模糊互信息衡量用户之间的相似程度;最后,同时考虑用户之间的模糊互信息和用户的模糊信息熵,并设计一种基于模糊信息熵的相似性度量方法以计算用户之间的相似性。在两个公开数据集上的试验结果表明:基于模糊信息熵的相似性度量方法能够降低数据稀疏性的影响,并能显著提高推荐系统的推荐性能。

零等待flow shop多目标调度的混合差分进化算法

邓冠龙,杨洪勇,张淑宁,顾幸生

2016, 46(5): 21-28. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.215

摘要 ( 1508 )

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针对具有零等待约束的flow shop问题,以总流程时间和最大完工时间为多目标,提出一种结合多目标变邻域搜索的混合差分进化算法(multi-objective differential evolution hybridized with variable neighborhood search,MDEVNS)进行求解。提出一种基于改进Nawaz-Enscore-Ham(NEH)规则的多样化种群初始化方法;设计了差分进化的变异、试验、目标个体更新操作; 为提高多目标搜索能力,在算法的进化中混合了一种多目标变邻域搜索方法。通过Taillard标准测试算例的计算试验,证明了MDEVNS算法获得的Pareto前沿解在多样性和性能方面要优于多目标模拟退火算法和非支配排序遗传算法,验证了MDEVNS算法求解多目标零等待流水车间调度问题的有效性。

一种局部协同过滤的排名推荐算法

黄丹,王志海,刘海洋

2016, 46(5): 29-36. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.2.2015.008

摘要 ( 1132 )

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基于矩阵分解模型、时间因素和排名模式,提出一种局部协同过滤的排名推荐算法,并放松用户对项目的评分矩阵是低秩的这一假设,假设用户对项目的评分矩阵是局部低秩的,即评分矩阵在某个用户项目序偶的近邻空间内是低秩的。修改信息检索中常用的评价指标平均倒数排名(mean reciprocal rank, MRR)函数,使其适合评分数据集合,然后对其进行平滑化操作和简化操作,最后直接优化这一评价指标。提出的算法易于并行化,可以在大型的真实数据集合上运行。试验结果表明该算法能提升推荐的性能。

一种基于Hartigan-Wong和Lloyd的定性平衡聚类算法

周旺,张晨麟,吴建鑫

2016, 46(5): 37-44. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.1.2016.031

摘要 ( 1698 )

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基于传统的Hartigan-Wong聚类算法会产生不平衡聚类结果的缺点,提出一种新的聚类算法Charl,这种算法会改进聚类结果的平衡性但不要求绝对平衡。结合Lloyd算法和Hartigan-Wong算法的思想,Charl算法采用一种自适应性的动态调整策略来调整平衡程度。跟Lloyd算法一样,Charl算法以批处理的方式更新中心,所以具有计算高效的性质。在13个数据集上进行的试验表明,Charl方法不仅产生了平衡的聚类结果,并且同时得到了比Lloyd算法更低的代价函数值和更好的聚类性能(聚类准确率、归一化互信息、聚类时间等)。这种定性平衡聚类算法也明显优于严格平衡的聚类算法。

基于自适应终端滑模控制器的机械手跟踪控制

唐庆顺,金璐,李国栋,吴春富

2016, 46(5): 45-53. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.328

摘要 ( 1461 )

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针对具有不确定性的机械手轨迹跟踪控制问题,提出一种自适应二阶终端滑模控制器设计方法。设计一类非线性不确定系统的自适应二阶终端滑模算法,使得不连续符号函数包含在控制微分项,实际控制作用连续;采用自适应律克服不确定性上界未知问题,基于Lyapunov方法证明系统稳定性;针对机械手轨迹跟踪问题,基于所提出控制方法设计机械手自适应终端滑模控制方案;通过对双关节机械手轨迹跟踪仿真研究,验证所提出控制策略的有效性。

移动机械臂手眼关系标定及视觉伺服控制方法

杨元慧,李国栋,吴春富,王小龙,蔡小伟

2016, 46(5): 54-63. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.262

摘要 ( 1659 )

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将视觉传感器集成到移动机械臂上构成眼在手上构型的视觉伺服系统是服务机器人实现物品抓取与搬运操作的一种有效方法,但存在手眼关系标定算法复杂非线性,以及难以处理移动机械臂的非完整性约束等难题。为了克服以上难题,首先将移动机械臂抽象为一个广义机械臂,对其进行运动学建模,并求出其运动学解析逆解;然后提出一种全新的线性主动视觉摄像机标定方法对手眼关系进行标定;最后设计包含眼注视逼近和look-then-doing开环抓取的视觉伺服切换控制律来控制移动机械臂实现家庭物品的抓取操作。仿真及试验结果表明,该线性手眼关系标定法易于实现,且具有极高的标定精度,同时设计的视觉伺服切换控制律能够有效克服移动机械臂的非完整性约束带来的控制困难。

积分时滞对象的一种内模PID鲁棒控制方法

侯明冬,王印松,田杰

2016, 46(5): 64-67. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.407

摘要 ( 1537 )

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针对工业系统中常见的具有积分和时滞特性的过程对象,基于内模控制原理,将IMC-PID(internal model control-proportional integral derivative)控制器参数整定与鲁棒控制相结合,设计一种IMC-PID控制器参数的鲁棒整定方法。通过一阶环节逼近积分环节,采用泰勒公式逼近时滞项,推导得到IMC-PID控制器参数的设计公式。并基于鲁棒性能指标给出了简单的参数整定解析表达式,实现IMC-PID控制器的鲁棒整定。仿真结果表明,基于鲁棒性能指标的IMC-PID控制方法克服了常规方法中参数整定的盲目性,可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性。

沥青路面病害力学研究进展

崔新壮,黄丹,刘磊,蓝日彦,吕海波,赵艳林,曹卫东,常成利

2016, 46(5): 68-87. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.368

摘要 ( 1684 )

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为促进沥青路面病害力学的研究发展,通过概括国内外的相关研究工作,阐述路面几种主要病害的力学模型和力学机理。针对道路条件复杂、超载现象严重的现状,梳理沥青路面永久性变形的研究成果,以及国内外目前主要的车辙预测方法;针对沥青路面在反复荷载作用下出现的断裂损伤,研究沥青材料的开裂及损伤力学模型;针对沥青路面水损坏问题,从微观角度分析水损坏机理,并基于流固耦合动力学探究水对沥青路面的影响;针对车辆反复作用下路面抗滑性能下降的问题,研究了路面磨损机理,以及不同因素对道路抗滑性能衰减的作用。

不同扩径体数量、位置对支盘桩承载力的影响

李连祥,李先军

2016, 46(5): 88-94. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.153

摘要 ( 1457 )

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通过有限元模拟现场试验并以此设计34组对比模型,全面深入研究支盘桩承载性状,揭示内部工作机理。以相同扩径体数量的纵向对比,总结出侧阻力主要在前期发挥作用,端阻力主要在后期发挥作用,扩径体位置越深,支盘桩后期承载力越高,沉降曲线越缓;以不同扩径体数量的横向对比,发现承载力提高效率和扩径端阻力发挥效率的变化规律:扩径体数量设置过多,会使桩基承载力提高效率降低,扩径端阻力也不能正常发挥。为使经济性达到最优,建议最佳扩径体数量为2~3个,为工程设计提供参考。

预应力悬锚式挡土墙受力特性

张宏博,解全一,岳红亚,崔琦,孙润生,王珂

2016, 46(5): 95-101. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.420

摘要 ( 1412 )

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为了研究不同侧向预应力水平及竖向荷载对预应力悬锚式挡土墙墙背土压力、锚定板板前土压力、墙身剪应力分布特性的影响规律,设计了室内模型试验及数值模型并对悬锚式挡土墙受力特性进行测试与计算分析。研究结果表明:侧向预应力作用下,挡土墙墙背土压力呈抛物线分布并在锚杆处呈现峰值,锚定板板前土压力沿板宽度方向呈“马鞍型”分布并以约35°角向两侧扩展,锚定板板前土压力沿锚索轴向的压缩影响范围约2倍板宽;竖向荷载作用下,挡土墙侧向土压力呈“S”形分布,靠近挡墙底板位置处墙体剪应力急剧增大,应加强该类挡土墙根部配筋设计。结论可为预应力悬锚式挡土墙在公路建设中的推广和应用提供借鉴。

硅灰粉煤灰对喷射混凝土性能影响

张露晨,李树忱,李术才,廖麒凯

2016, 46(5): 102-109. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.391

摘要 ( 1310 )

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PDF (1624KB) ( 669 )

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为了解决现场喷射混凝土普遍存在强度低、喷层易开裂、回弹量大、粉尘浓度高等问题,在喷射混凝土中加入不同掺量的硅灰、粉煤灰替代水泥,并通过室内试验和现场试验研究硅灰、粉煤灰对添加铝酸盐液态速凝剂喷射混凝土性能的影响。结果表明:铝酸盐液态速凝剂掺量为3%时,凝结效果最好;单掺8%的硅灰能有效促进铝酸盐液态速凝剂的凝结效果,提高混凝土强度,增加粘聚性;单掺粉煤灰可以降低速凝剂的促凝效果、降低混凝土强度、提高和易性。硅灰、粉煤灰和铝酸盐液态速凝剂混掺,对混凝土1 d抗压强度影响由主到次为粉煤灰掺量>速凝剂掺量>硅灰掺量,28 d抗压强度影响由主到次为速凝剂掺量>硅灰掺量>粉煤灰掺量,从而得出三者最佳组合。并结合新型喷射工艺进行现场试验,得出最佳组合能有效减少水泥用量、提高喷射混凝土强度、减少开裂、降低回弹和粉尘的结论。

循环往复Pushover分析轴压比对圆柱桥墩延性能力的影响

朱俊,赵建锋,陈之健

2016, 46(5): 110-115. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.382

摘要 ( 1434 )

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运用有限元软件ABAQUS建立了圆柱桥墩非线性有限元模型,采用循环往复加载的Pushover方法模拟圆柱桥墩包括保护层及核心区混凝土、箍筋和钢筋的破坏过程,研究轴压比对圆柱桥墩延性破坏的影响。研究表明,核心区混凝土的破坏时间随着轴压比的增大而缩短;轴压比的变化对圆柱桥墩的保护层混凝土、纵筋首次屈服时间的影响无明显规律可循;一定范围内,位移延性系数随轴压比的增大而减小,表明适当的轴压比能够提高桥墩的抗倒塌能力;圆柱墩的滞回耗能能力也随轴压比的增大而减小。

传输损失对斯特林制冷机冷量的影响

魏露露,赖艳华,陆永达

2016, 46(5): 116-119. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.165

摘要 ( 1376 )

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PDF (1624KB) ( 555 )

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为了解超长线列焦平面器件与斯特林制冷机耦合过程中的冷量传输损失,针对冷量传输过程中的辐射损失、导热损失以及耦合损失,采用自主研发的大冷量斯特林制冷机冷量传输平台,对杜瓦的镀层、冷链的层数、支撑柱的数量以及传输过程中包裹单面镀铝涤纶薄膜减少辐射损失等方面进行试验研究。试验结果表明,冷量传输过程中杜瓦的表面积引起的辐射损失大于镀层辐射损失;而采用包裹方式进行的防辐射处理大大减少传输过程中的冷量损失,支撑柱结构在不变的情况下导热损失保持恒定;同时由6层0.1 mm厚的紫铜箔构成的冷链在冷量传输和减振方面具有良好优势。斯特林制冷机冷量传输损失的研究有利于提高制冷机的制冷效率。

吸附剂综合性能测试与分析

董震,赖艳华,吕明新,郑皓宇,潘继红

2016, 46(5): 120-125. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.255

摘要 ( 1523 )

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PDF (2051KB) ( 824 )

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为克服定容法测试吸附剂性能误差偏高及应用范围局限性,引入恒温水浴系统降低气温波动导致的测试误差,设计新的反应釜,保证吸附剂反应的均匀性,提高铠装热电偶的灵敏度。结合质量守恒和真实气体方程,获得各部件体积比,利用标准钢球实现系统各部件体积的高精度快速标定。结果表明:相对误差小于0.5%。根据误差传递原理,测试系统的总误差小于2%,满足吸附剂综合性能测试与分析。基于卤化盐吸附剂特性分析,设计新的平衡态、动力学及衰减性测试方法,通过对氯化钙及其复合吸附剂测试,获得吸附剂的平衡态连续曲线及伪平衡区,实现了变温变压过程动力学及温度曲线测试及定性定量分析,完成多次循环后吸附动力学曲线和最大吸附量测定及吸附剂抗衰减能力分析,扩展定容法的应用范围,证实测试系统及测试方法的可行性,为吸附剂快速研发提供简单高效的测试理论和分析方法。

四分仓回转空预器热力模型与漏风模型耦合计算

褚达,史月涛,王晓娟

2016, 46(5): 126-130. doi:10.6040/j.issn.1672-3961.0.2016.036

摘要 ( 1426 )

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PDF (3155KB) ( 394 )

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为分析四分仓回转空气预热器换热特性及抗低温腐蚀性能,建立热力及漏风计算模型,提出低温区域比的概念。先忽略漏风,基于回转空预器控制方程,利用有限差分法求解热力模型,得到温度分布,根据热力计算结果,求解漏风能量及质量方程组,得到漏风率,再根据进出口参数对两模型进行迭代。结果表明,计算值与设计值误差在5%以内;与同样面积的三分仓空预器对比,四分仓空气预热器的漏风率显著降低;各通道流体温度分布呈连续性,且与换热元件的温度分布基本一致;进口烟气流量沿转动方向的递减可显著地降低低温区域比,有效减少低温腐蚀。

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