采用蒸馏训练的时空图卷积动作识别融合模型

目的 基于深度学习的动作识别方法识别准确率显著提升,但仍然存在很多挑战和困难。现行方法在一些训练数据大、分类类别多的数据集以及实际应用中鲁棒性较差,而且许多方法使用的模型参数量较大、计算复杂,提高模型准确度和鲁棒性的同时对模型进行轻量化仍然是一个重要的研究方向。为此,提出了一种基于知识蒸馏的轻量化时空图卷积动作识别融合模型。方法 改进最新的时空卷积网络,利用分组卷积等设计参数量较少的时空卷积子模型;为了训练该模型,选取两个现有的基于全卷积的模型作为教师模型在数据集上训练,在得到训练好的教师模型后,再利用知识蒸馏的方法结合数据增强技术训练参数量较少的时空卷积子模型;利用线性融合的方法将知识蒸馏训练得到的子模型融合得到最终的融合模型。结果 在广泛使用的NTU RGB + D数据集上与前沿的多种方法进行了比较,在CS(cross-subject)和CV(cross-view)两种评估标准下,本文模型的准确率分别为90.9%和96.5%,与教师模型2s-AGCN(two-stream adaptive graph convolutional networks for skeleton-based action)相比,分别提高了2.4%和1.4%;与教师模型DGNN(directed graph neural network)相比,分别提高了1.0%和0.4%;与MS-AAGCN(multi-stream attention-enhanced adaptive graph convolutional neural network)模型相比,分别提高了0.9%和0.3%。结论 本文提出的融合模型,综合了知识蒸馏、数据增强技术和模型融合的优点,使动作识别更加准确和鲁棒。     

高性能整数倍稀疏网络行为识别研究

目的 行为识别在人体交互、行为分析和监控等实际场景中具有广泛的应用。大部分基于骨架的行为识别方法利用空间和时间两个维度的信息才能获得好的效果。GCN (graph convolutional network)能够将空间和时间信息有效地结合起来,然而基于GCN的方法具有较高的计算复杂度,结合注意力模块和多流融合策略使整个训练过程具有更低的效率。目前大多数研究都专注于算法的性能,如何在保证精度的基础上减少算法的计算量是行为识别需要解决的关键性问题。对此,本文在轻量级Shift-GCN (shift graph convolutional network)的基础上,提出了整数倍稀疏网络IntSparse-GCN (integer sparse graph convolutional network)。方法 首先提出奇数列向上移动,偶数列向下移动,并将移出部分用0替代新的稀疏移位操作,并在此基础上,提出将网络每层的输入输出设置成关节点的整数倍,即整数倍稀疏网络IntSparse-GCN。然后对Shift-GCN中的mask掩膜函数进行研究分析,通过自动化遍历方式得到精度最高的优化参数。结果 消融实验表明,每次算法改进都能提高算法整体性能。在NTU RGB+D数据集的子集X-sub和X-view上,4流IntSparse-GCN+M-Sparse的Top-1精度分别为90.72%和96.57%。在Northwestern-UCLA数据集上,4流IntSparse-GCN+M-Sparse的Top-1精度达到96.77%,较原模型提高2.17%。相比代表性的其他算法,在不同数据集及4个流上的准确率均有提升,尤其在Northwestern-UCLA数据集上提升非常明显。结论 本文针对shift稀疏特征提出整数倍IntSparse-GCN网络,对Shift-GCN中的mask掩膜函数进行研究分析,并设计自动化遍历方式得到精度最高的优化参数,不但提高了精度,也为进一步的剪枝及量化提供了依据。     

连续梁负弯矩钢筋分批切断时延伸长度试验研究

通过对６个足尺约束梁正负弯矩过渡段和两个悬臂段的静力试验，研究了负弯矩钢筋分批切断时延伸段的受力性能。在对延伸段上钢筋应变分布进行细致测定的基础上，结合对斜裂缝发展状况及规律的考察，分析了不同剪跨比下钢筋延伸段的受力特点，获得了一系列新的认识。发现现行设计规范规定的延伸长度在剪跨比大时取值不足，剪跨比小时又裕量较大，为分批切断钢筋时延伸长度的合理取值提供了理论和试验依据。     

Discrete-time contraction constrained nonlinear model predictive control using graph-based geodesic computation

Modern chemical processes need to operate around time-varying operating conditions to optimize plant economy, in response to dynamic supply chains (e.g., time-varying specifications of product and energy costs). As such, the process control system needs to handle a wide range of operating conditions whilst optimizing system performance and ensuring stability during transitions. This article presents a reference-flexible nonlinear model predictive control approach using contraction based constraints. Firstly, a contraction condition that ensures convergence to any feasible state trajectories or setpoints is constructed. This condition is then imposed as a constraint on the optimization problem for model predictive control with a general (typically economic) cost function, utilizing Riemannian weighted graphs and shortest path techniques. The result is a reference flexible and fast optimal controller that can trade-off between the rate of target trajectory convergence and economic benefit (away from the desired process objective). The proposed approach is illustrated by a simulation study on a CSTR control problem.     

基于IFC标准的施工信息模型至图数据库的自动映射机制及其应用

工业基础类(industry foundation classes, IFC)文件是建筑信息模型的数据存储和交互的标准通用文件,其难以直接被用于数据分析和数据挖掘。图数据在描述数据间复杂关联关系时具有天然的优势,被大量应用于对关联关系的分析和挖掘中。建立从IFC文件到图数据库的自动映射机制,将IFC文件中的实体及其关联关系一一映射至图数据库的节点和关系中,并分析该自动映射机制的完备性和基于图数据库的信息管理效率。映射得到的基于图数据库的施工信息模型被应用于施工离散事件仿真、施工进度网络分析和施工延迟分析中。分析结果表明,提出的自动映射机制能够完整地传递基于IFC标准的信息,映射效率满足施工过程中信息高效交互的需求,且基于图数据的信息管理效率也高于直接操作IFC文件的效率。在此基础上,通过具体工程中施工进度信息的关系利用和挖掘体现所提数据映射机制的优越性,结果表明所提数据映射机制提高了预制装配式建筑施工管理效率。     

Fast accessing Web3D contents using lightweight progressive meshes

Accessing Web3D contents is relatively slow through Internet under limited bandwidth. Preprocessing of 3D models can certainly alleviate the problem, such as 3D compression and progressive meshes (PM). But none of them considers the similarity between components of a 3D model, so that we could take advantage of this to further improve the efficiency. This paper proposes a similarity‐aware data reduction method together with PM, called lightweight progressive meshes (LPM). LPM aims to excavate similar components in a 3D model, generates PM representation of each component left after removing redundant components, and organizes all the processed data using a structure called lightweight scene graph. The proposed LPM possesses four significant advantages. First, it can minimize the file size of 3D model dramatically without almost any precision loss. Because of this, minimal data is delivered. Second, PM enables the delivery to be progressive, so called streaming. Third, when rendering at client side, due to lightweight scene graph, decompression is not necessary and instanced rendering is fully exerted. Fourth, it is extremely efficient and effective under very limited bandwidth, especially when delivering large 3D scenes. Performance on real data justifies the effectiveness of our LPM, which improves the state‐of‐the‐art in accessing Web3D contents. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于电压源换流器HVDC联网的受端电网扩展黑启动方案

结合电压源换流器高压直流(VSC-HVDC)输电系统向受端无源电网供电时的稳态运行特点,提出基于VSC-HVDC联网的受端电网扩展黑启动的优化决策方法。在分析黑启动过程中VSC-HVDC逆变器采用定交流电压控制策略下运行特性的基础上,提出拟进相运行能力及其裕度两个指标来反映换流器吸收充电无功功率和抑制工频过电压的能力。进而考虑VSC-HVDC的影响,在扩展黑启动多目标优化模型中,引入反映系统整体无功功率水平的目标函数及VSCHVDC稳态运行的约束条件,通过快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)和模糊熵权法得到最优扩展黑启动恢复方案。最后采用电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)建模,并基于修改的新英格兰10机39节点系统仿真证明了VSC-HVDC在黑启动初期的优越性。     

采用储能电源辅助的暂态稳定紧急控制方法

为减少切机量并使暂态稳定紧急情况得到有效控制,提出采取切机措施同时联合储能电源进行暂态紧急控制的策略。推导了含储能电源的系统三阶等值模型,基于反步法计算中间控制变量的控制律,并进一步设计储能电源装置的暂态稳定非线性鲁棒控制器。在扩展等面积法(EEAC)的基础上提出一种参考切机量的简化计算方法。提出通过切机组合优化算法选择最优切机组合并在切除机组的同时投入储能电源。基于含储能两区域系统近似等效模型分析储能有效控制时段并给出了退出时间的计算方法。利用PSASP 7.0用户自定义(UD)模型搭建储能电源及控制器模型并接入WEPRI 36节点系统中进行控制器及控制策略有效性的验证。仿真结果显示所设计的控制器能够有效提高系统暂态稳定性,所提出的策略和储能电源切除时间计算方法能够达到减少紧急控制切机量和储能充放电次数的目的。     

基于扩展格雷码的高速数据传输加固设计

星载雷达系统由于其工作环境和高速信号传输特性,在数据传输过程中无可避免的会因为各种干扰而出现误码.为了加固高速信号抵抗传输过程中的误码干扰,采用能纠错3位的完备码格雷码,经添加一位奇偶校验位扩展得到的扩展格雷码设计了编译码电路.根据扩展格雷码的生成矩阵和校验矩阵,以及一种硬判决译码算法,基于FPGA实现了扩展格雷码的并行信息编译码器以及串行信息编译码器.行为仿真结果表明该扩展格雷码编码器能正常实现连续编码,同时在模拟星载雷达系统因为干扰而出现的误码时,该译码器能自我纠正编码分组内3个以内的任意误码组合,达到了数据传输加固的目的.