融合矩阵分解和代价敏感的微生物数据扩增算法

微生物会对人类健康产生直接影响,对相关数据的分析有助于疾病诊断。然而,采集到的数据存在类不平衡与高稀疏性两个问题。现有的过采样方法在一定程度上可缓解数据的类不平衡,但是难以应对微生物数据的高稀疏性。本文提出了一种融合矩阵分解和代价敏感的数据扩增算法,其包含3个技术。首先,将原始矩阵分解为样本子空间和特征子空间;其次,利用样本子空间的正向量及其近邻向量生成合成向量;最后,根据合成向量与所有负向量的距离对其过滤。实验在8个微生物数据集上进行,同时与5种过采样算法对比,结果表明本文所提算法能够增强正样本的多样性,在识别出更多正样本的同时,分类结果的代价更低。     

基于空间形态数据的铁路通信数字工程设计系统

建筑信息模型 (building information modeling, BIM)技术作为建筑业实现信息化数字化转型的核心技术, 在铁路建设全生命周期中具有很高的研究价值. 在铁路通信机械室内、站场、区间设计中, 将铁路通信实体的空间位置、形状、大小、关系等空间形态描述数据化, 结合铁路通信设计规范、相关铁路BIM标准以及专业实际设计需求, 研究开发出铁路通信数字工程设计系统. 本系统以空间形态数据为支撑, 铁路工程实体结构分解标准为基础, 在三维环境下实现了铁路通信机械室内机柜设备的智能布设, 站场通信沟槽线缆的路径规划, 区间通信信息点位置的准确布置. 系统进一步基于数字工程模型和图论基本原理, 实现了从数字工程模型中获取逻辑关系并生成通信逻辑网图. 经实际工程验证, 系统对铁路通信数字工程设计效率和准确率都有较大提升, 从工程源头实现了铁路通信工程数字化成果交付和应用, 促进了铁路通信工程项目全过程技术升级和数字化模式革新.     

基于IGWO-XGBoost融合模型的沥青路面抗滑性能评估

为研究沥青路面抗滑性能影响因素,精确预测路面抗滑性能,本文使用Gocator 3110三维智能传感器采集沥青混合料试件表面纹理并使用摆式摩擦仪测试试件表面摩擦系数.针对三维纹理点云数据中的异常数据,提出基于径向基函数(RBF)的邻域插值算法进行数据质量提升.根据修复后的三维纹理点云数据计算出具有代表性的10类宏观纹理特征参数,并采用Pearson系数相关性分析法去除冗余因子,改进模型的输入特征,并构建基于改进灰狼优化算法(IGWO)与XGBoost融合的沥青路面抗滑性能预测模型,预测沥青路面的摩擦系数.结果表明,提出模型的预测精度优于多元线性回归模型、支持向量机回归模型以及基于网格化搜索的XGBoost模型.     

有向符号网络的边能控性研究

符号网络是一类具有正负符号特征的网络.在多智能体系统中,符号网络能够描述智能体之间的合作与对抗交互关系,因此受到学者的广泛关注.本文主要研究有向符号网络的边能控性.首先,对具有符号网络的多智能体系统边动力学进行建模,得到边能控性模型.其次,从网络拓扑结构角度对边能控子空间进行定量刻画,利用有向符号网络的距离和等价划分得到能控子空间的上下界估计.进一步,讨论了符号网络边能控性与顶点能控性的关系.所得结果表明:当顶点符号图为结构非平衡时,符号网络的边能控性与顶点能控性等价.最后,通过仿真结果验证所得理论的有效性.     

融合多重实例关系的无监督跨模态哈希检索

大多数跨模态哈希检索方法仅使用余弦相似度进行特征匹配,计算方式过于单一,没有考虑到实例的关系对于性能的影响.为此,提出一种基于多重实例关系图推理的方法,通过构造相似度矩阵,建立全局和局部的实例关系图,充分挖掘实例之间的细粒度关系.在多重实例关系图的基础上进行相似度推理,首先分别进行图像模态和文本模态关系图内部的推理,然后将模态内的关系映射到实例图中进行推理,最后执行实例图内部的推理.此外,为了适应图像和文本两种模态的特点,使用分步训练策略训练神经网络.在MIRFlickr和NUS-WIDE数据集上实验表明,提出的方法在mAP指标上具有很明显的优势,在Top-k-Precision曲线上也获得良好的效果.这也说明所提方法对实例关系进行深入挖掘,从而显著地提升检索性能.     

基于自适应方向模板搜索的 FPC 走线薄浆检测

本文薄浆是柔性印刷电路板(FPC)导电涂层的一种缺陷,为避免其对电路性能产生不良影响而造成经济损失,将薄浆 位置检测出来进行修补或直接剔除板材均是合理的处理方式。 然而由于薄浆缺陷尺寸不定、光照不均致使图像灰度分布不均 匀、走线区域与背景纵横交错等问题,使得走线上薄浆的检测具有一定难度。 针对该问题,在对薄浆纹理及 FPC 走线形态特征 进行详细分析的基础上,提出了一种基于自适应方向模板(ADT)和灰度差分法的检测方案。 首先,使用定义的 ADT 模板按照 骨架跟踪流程对预处理所得图像的走线区域进行遍历,分别搜索相对于该 ADT 模板尺寸而定义的大、小尺度薄浆纹理的端部 和全部候选像素,从而将预处理图像分割成若干小区域;然后,根据各小区域的能量倾向值与预设阈值的数值关系对其中的边 缘噪声区域加以排除;最后,采用灰度差分法对上述两个步骤处理所得结果中的非缺陷区域进行再次筛查,从中提取出大尺度 薄浆纹理的中间区域,至此实现全部薄浆纹理的检测。 在自建图库 SUT-F2 上进行了测试,结果显示本文方法对薄浆缺陷检测 的等误率仅为 3. 92%,相对于其他典型纹理特征提取和薄浆检测方法其等误率至少降低了 5. 28%,表明了本文方法的高效性, 具有实际应用价值。     

同步发电机转子电磁暂态的准确表达

同步发电机电磁暂态建模是电网稳定分析和控制的基础。现有文献基于初值定理或超导体概念推导暂态/次暂态电抗/电势,人为假设过强、不能证明表达方式唯一。转子电磁暂态推导过程复杂、存在多种形式。本文基于定转子回路电压/磁链方程,通过矩阵变换,严格证明暂态/次暂态电感/电势表达形式唯一。提出基于内电势的转子电磁暂态准确表达。发现现有转子电磁暂态近似表达的时间常数存在误差。研究成果有助于对同步电机模型的理解和应用。     

基于灰度-梯度共生矩阵的车轮踏面缺陷聚类分析北大核心CSCD

车轮作为列车走行部的关键部件之一,其踏面产生缺陷后会直接影响到列车的运行安全。为了能够在检测时准确识别车轮踏面缺陷不同类型,提出一种基于灰度-梯度共生矩阵的纹理特征提取方法,对踏面图像的灰度和梯度特征分析之后,根据灰度-梯度共生矩阵提取踏面图像纹理特征矢量,再结合K-均值(K-means)聚类优化算法对踏面缺陷特征量进行聚类,从而将踏面缺陷类型进行分类,并将分类结果用可视化数据显示。实验结果表明,采用上述所提方法,对车轮踏面缺陷不同类型的分类识别精度达96%以上。     

一种面向RDSM系统的基于遗传算法优化色散矩阵的方法

矩形差分空间调制（rectangular differential spatial modulation,RDSM）是一种多天线非相干调制技术,该技术频谱效率高,低功耗且无信道估计开销,特别适用于信道快速变化的车联网、物联网、6G蜂窝网络等未来通信系统。然而发射端的稀疏酉矩形空时色散矩阵（dispersion matrix,DM）的构造问题一直是个难点,而当前使用的随机搜索优化方法具有极高的计算复杂度,对此,提出了一种低复杂度遗传算法（genetic algorithm, GA）。根据秩与行列式标准最大化准则（rank and determinant criterion,RDC）的方法计算适应度值,可避免差分系统中所需的分类讨论。根据星座旋转对称性的特点,降低 GA 单次迭代的计算复杂度。仿真结果表明,优化得到的DMs（DM set）显著改善了RDSM系统误比特率（bit error rate,BER）性能,对比随机搜索,低复杂度遗传算法有效提高了RDSMS的DMs优化效率,优化DMs所需的计算复杂度约为随机搜索的0.1%。     

一种适用于继电保护在线整定的极小断点集求取算法

复杂环网中继电保护在线整定的顺利进行依赖于极小断点集的快速求取,但现有极小断点集求取算法在算法复杂度、断点集维数及计算效率等方面还存在不足。对此,提出了一种适用于继电保护在线整定的极小断点集求取算法。该方法基于图论中基本割集矩阵与基本回路矩阵的固有关系,将复杂环网的断点集求取问题转换成了基于基本割集矩阵的基本回路断点集求取问题。通过动态调整基本割集矩阵,逐步计算得到网络极小断点集。算例分析表明,所提算法能够在有效的时间内求得网络极小断点集,大大降低了问题的复杂性。