基于变分水平集的图像分割模型

基于传统的变分水平集方法的图像分割,水平集函数必须周期性地重新初始化使之保持为符号距离函数,这存在如何选择重新初始化的时间和方式的难题.Li模型通过在能量泛函中引入一个内部约束能量,去除了水平集函数在演化过程中需重新初始化的难题.通过对Li模型的分析,提出了一个新的变分水平集的分割模型.该模型通过在能量泛函中加入一个较简单的内部约束能量,同样可以实现水平集演化过程中的无需重新初始化.并且通过对边缘停止函数的重新定义,引入了新的外部能量,使得本文模型对噪声图像的分割更具鲁棒性.实验表明无论是在收敛速度上,还是在对噪声图像的分割质量上,本文模型和Li模型相比都具有一定的优势.     

Q: a molecular dynamics program for free energy calculations and empirical valence bond simulations in biomolecular systems

A new molecular dynamics program for free energy calculations in biomolecular systems is presented. It is principally designed for free energy perturbation simulations, empirical valence bond calculations, and binding affinity estimation by linear interaction energy methods. Evaluation of ligand-binding selectivity and free energy profiles for nucleophile activation in two protein tyrosine phosphatases as well as absolute binding affinity estimation for a lysine-binding protein are given as examples.     

基于粗糙集和新能量公式的水平集图像分割

为了提高水平集图像分割的质量和减少水平集迭代次数,本文提出了新的能量公式和水平集函数.在粗糙集数据离散化基础上引入了针对图像数据的离散化方法,根据图像离散区域的信息对新能量函数进行直接加权并且对核函数进行间接加权,使用加权的核映射函数将原始离散图像数据映射到高维空间,从而使得该模型可以处理多种类型的图像甚至是一定信噪比的噪声图像.新的能量公式联合由它导出的区域参数能够更好地表达同质区域的灰度信息,从而能够更精确地分割图像.与传统水平集图像分割不同,在迭代过程中新的水平集函数中的水平集元素可以拥有不同的步长,步长越大水平集元素的更新速度越快并且水平集函数能够快速达到收敛状态,实现快速图像分割.人工合成图像和真实图像的分割实验表明本文方法可以获得更好的分割效果.     

A new Image Registration technique with free boundary constraints: application to mammography

In this paper, a new image-matching mathematical model is presented with its application to mammogram registration. In a variational framework, an energy minimization problem is formulated and a multigrid resolution algorithm is designed. The model focuses on the matching of regions of interest. It also combines several constraints which are both intensity- and segmentation-based. A new feature of our model is combining region matching and segmentation by formulation of the energy minimization problem with free boundary conditions. Moreover, the energy has a new registration constraint. The performances of the new model and an equivalent model with fixed boundary conditions are compared on simulated mammogram pairs. It is shown that the model with free boundary is more robust to initialization inaccuracies than the one with fixed boundary conditions. Both models are applied to several real bilateral mammogram pairs. The model ability to compensate significantly for some normal differences between mammograms is illustrated. Results suggest that the new model could enable some improvements of mammogram comparisons and tumor detection system performances.     

基于外部能量约束的曲面形状修改

提出了一个基于外部能是约束的曲面形状修改ＮＵＲＢ曲面的开矿首先给出曲面内部变形能量的近似计算公式,然后将典面形状修改所需满足的约束条件转化为相应的外部能量约束荐项,并附加在曲面的内部能量项之上,最后通过求解一个使面面能量的变化量为最小的无约束优化问题,得到变形后的曲面,使曲面总能量近亿为最小,这种方法以统一的形式处理各种不同类型的约束条件,从而简化了约束条件下曲面形状修改的计算。     

双碳约束下高渗透新能源电力系统特性分析、提升路径 及多元市场机制设计

“双碳”约束下的新能源电力系统呈现大规模、高渗透、市场化特征，其出力的大幅波动和不确定性给系统安全稳定带来了诸如频率、电压、低惯量、电力电量不平衡、电量消纳困难等多重新型挑战，迫切需要从源-网-荷-储-市场侧构建多元灵活的调节体系和适应高渗透率新能源发展的市场机制来提升系统短期和中长期灵活调节能力。本文综述了高渗透新能源接入现状、稳定性问题与源-网-荷-市场侧特性分析，通过统筹煤电改造、提升外送能力、扩充需求响应资源、积极配储、新能源制氢等调节措施完成多元灵活性提升路径。最后，构建多维度的市场适应机制，空间上覆盖省间、省内；时间上覆盖中长期、现货；品种上覆盖电能量、辅助服务；数量上覆盖积极入市的海量主体来满足不断增长的全范围、全周期、全品种多元、灵活、有序的市场体系，为科学高效的电力保供市场机制提供参考。     

基于能量消耗的网格路由协议

基于移动AdHoc网络环境中的节点能量消耗速度,提出一种新的网格路由协议。定义一个计算节点能量消耗速度的函数,以该函数值为路由参数,结合Floyed算法进行最优路径选择。与原有协议的比较结果表明,该协议可以降低节点能耗,延长网络生命周期。     

基于改进自适应遗传算法综合能源规划的研究与分析

为了解决日益严峻的社会环境和资源日趋枯竭的的严峻形势,让不同能源结构能够得到优化配置,本文采用了改进的自适应遗传算法来对能源进行预测分析,借助计量自动化系统提供的大量电力负荷数据,基于用户群体分析与识别,改进自适应遗传算法等大数据技术对负荷进行预测,并对不同行业和部门,不同能源结构进行深入的分析与研究与探讨。对比传统的几种预测算法,得出改进的自适应遗传算法具有更加准确的预测能力,研究结果表明,提前做好相关能源的预测,对能源结构进行过综合的规划是很有必要的,可以引领能源模式走入一种全新的模式,开拓能源互联网新时代。为能源结构的转型升级做好必要的工作。能源的综合规划能缓解现在面临的能源危机和环境污染等严重的问题。     

一种基于平均剩余能量的无线传感器网络分簇路由算法

The problem of node energy limitation in wireless sensor networks has a serious impact on network performance and network life. From the perspective of energy optimization, aiming at the unbalanced energy consumption caused by clustering mechanism of LEACH protocol clustering algorithm, a new improved algorithm is proposed, which takes the average residual energy as the main parameter, selects the appropriate cluster head, and obtains the optimal cluster head position and the number of cluster heads from the base station based on the understanding of the whole network nodes. When selecting a new cluster head, it is important to consider whether the residual energy of the node is larger than the global average residual energy, and the distance between the node and all the selected cluster heads is greater than the set value. MATLAB software is used for simulation experiment. The improved algorithm can effectively avoid the premature death of a cluster head node due to excessive energy consumption. It can further balance the energy consumption of the network as a whole, increase the network throughput and extend the network life.     

一种用于无线传感器网络的新颖协作定位方法

提出了一种用于无线传感器网络系统的分布式协作目标定位方法。该方法利用传感区域单个传感器的测量能量来检测目标,根据该能量测量值建立一种分布式协作定位模型,从而获得目标的估计位置。大量的仿真实验显示：该方法能有效地定位目标,而且降低了处理复杂度。因此它对于无线传感器网络来说是一种适合的定位方法。     

基于事件与能量感知的WMSNs节点不相交多路径算法

在无线传感器网络中建立从源节点到目标节点的多条不相交路径,提出了一种基于事件与能量感知的节点不相交多路径算法（ EEDMA）。建立了基于事件与能量感知的多路径模型,基于对事件类型和各路径中节点剩余能量的感知,为不同的事件类型的数据选择合适的路径进行传输。通过仿真结果验证：这种算法为实现异常事件提供了可靠、快速的传输路径,并且为平衡整个网络的能量消耗有重要意义。     

Ubiquitous computing and interaction

A short overview of the emerging field ubiquitous computing is given. It is argued, that this technology, characterized as highly distributed and interactive, requires a shift of focus from the traditional view of computer science as a domain of computable functions and turing machines (TM) to a cybernetic view of energy–signal–control cycles. This is accompanied by a reconsideration of interface-technology and the derivation of a new type of locally controlled signal to energy transformation based on the continuity of energy flow. It is shown how the concept of hyper-bonds could serve some requirements in this new field. Some applications in mixed reality and mechatronics are given and further perspectives for human–machine collaboration, human skills, and knowledge are presented.     

Electrostrictive polymer harvesting using a nonlinear approach

This paper presents a new application of the ‘synchronized switch harvesting on inductor’ (SSHI) applied to electrostrictive polymers for DC energy harvesting. It is demonstrated that this technique is very effective for harvesting energy from ambient vibrations using electrostrictive polymers. The method consists in adding an electrical switching device connected in parallel with the electrostrictive elements. The switch triggers on maxima or minima of the voltage and realizes a voltage inversion through an inductor. It is shown that, when applied to electrostrictive polymers, the SSHI technique increases the harvesting process efficiency by 700% compared to the classical approach.     

西门子PCS7系统在高炉煤气余压发电中的应用

TRT（Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit）即高炉煤气余压透平发电装置是现代钢铁企业回收剩余能量的最新技术之一。它利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气产生的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转换为机械能,这样就可以将高炉煤气在原工艺的减压阀组中损失的能量予以回收利用,是一项高效环保新技术。     

一种异构集群中能量高效的大数据处理算法

集群的能量消耗已经超过了其本身的硬件购置费用,而大数据处理需要大规模的集群耗费大量时间,因此如何进行能量高效的大数据处理是数据拥有者和使用者亟待解决的问题,也是对能源和环境的一个巨大挑战.现有的研究一般通过关闭部分节点以减少能量消耗,或者设计新的数据存储策略以便实施能量高效的数据处理.通过分析发现即便使用最少的节点也存在很大的能源浪费,而新的数据存储策略对于已经部署好的集群会造成大规模的数据迁移,消耗额外的能量.针对异构集群下I/O密集型的大数据处理任务,提出一种新的能量高效算法MinBalance,将问题分为节点选择和负载均衡两个步骤.在节点选择阶段采用4种不同的贪心策略,充分考虑到节点的异构性,尽量选择最合适的节点进行任务处理;在负载均衡阶段对选择的节点进行负载均衡,以减少各个节点因为等待而造成的能量浪费.该方法具有通用性,不受数据存储策略的影响.实验表明MinBalance方法在数据集较大的情况下相对于传统关闭部分节点的方法可以减少超过60%的能量消耗.     

无线传感器网络覆盖控制算法研究

无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)覆盖控制通常采用基于二元感知模型的几何计算方法休眠冗余节点, 其算法在实际应用中受到局限, 不够精确. 针对此问题, 本文采用概率感知模型, 提出新的覆盖控制算法, 将提高能量利用效率作为重要指标, 采用节点轮换周期工作机制, 每个周期逐个唤醒部分节点, 组成满足网络覆盖要求的覆盖集, 实现降低能耗、均衡节点能量的目的. 概率感知模型描述网络的覆盖能力更精确, 算法不受感知模型的限制, 原理简单, 易实现, 仿真结果验证了本算法的有效性.     

新能源多时空尺度仿真系统

在全球消耗的能源中,相较于化石能源发电,利用风电和光电等新能源发电有利于能源安全和社会可持续发展.由于风力发电和太阳能发电具有区域性、间歇性、随机性和难以预测性等特点,大规模风电、光电并网对电力系统整体调度带来严重挑战.本文在中长期风电接纳能力评估模型的基础上,对目标函数和区域间联络线进行了优化,并加入了光伏机组出力约束.本系统在某省和地区进行了实际应用,通过可视化图表展示辅助该省电网电力系统决策发电计划以及机组检修安排,减少新能源弃电现象的发生,对电力系统实际调控及规划提供有效的指导.     

自适应最小转换代价分簇形成策略

现有传感器网络分簇结构设计都没有考虑簇头转换过程中的能量消耗问题,而且每一轮次的间隔时间也必须是预先已知的,与具体应用密切相关。本文提出一种自适应最小转换代价分簇形成策略,簇头根据自己能量状况自适应地决定是否开始新一轮次选举,通过连通子集的设置保证分簇之间的轮次转换过程互不影响。仿真结果表明,这种白适应应最小转换代价分簇形成策略比其它的分簇协议簇头转换次数少,而且能量开销也较小。     

敏感材料动态检测的知识获取方法

文章针对选定的半导体气敏材料对不同气体具有不同反应活化能,且反应温度变化时活化能变化曲线不同的特性,提出了一种知识获取方法,根据试验获得的电压峰谱图中谱线形状的分析,参照领域知识和经验,实现数据集的区间自动分段,自适应建立知识模型,并给出了相应的算法。该方法对半导体气敏材料的检测及性能表征具有十分重要的意义。