2000—2020年中国地下水开采时空演变特征EI北大核心CSCD

采用Mann-Kendall趋势检验法、重心模型和标准差椭圆法研究了2000—2020年我国地下水开采时间变化特征、空间分布特征和重心迁移过程。结果表明:2000—2020年我国地下水开采量呈现波动性减少趋势,年均递减率为0.83%;华北地区在严格的地下水开采管理、地下水超采综合治理和南水北调工程共同作用下,地下水开采量得以压减,东北地区和西北地区由于黑龙江、新疆农业经济发展,地下水开采量明显增加;我国地下水开采重心主要分布在河北、山西和内蒙古交界处,有向西北方向偏移的趋势,地下水开采空间分布格局由东北—西南方向逐渐偏转为东—西方向,方向性趋势也更为明显。     

Evolutionary digital twin: A new approach for intelligent industrial product development

To fulfill increasingly difficult and demanding tasks in the ever-changing complex world, intelligent industrial products are to be developed with higher flexibility and adaptability. Digital twin (DT) brings about a possible means, due to its ability to provide candidate behavior adjustments based on received “feedbacks” from its physical part. However, such candidate adjustments are deterministic, and thus lack of flexibility and adaptability. To address such problem, in this paper an extended concept – evolutionary digital twin (EDT) and an EDT-based new mode for intelligent industrial product development has been proposed. With our proposed EDT, a more precise approximated model of the physical world could be established through supervised learning, based on which the collaborative exploration for optimal policies via parallel simulation in multiple cyberspaces could be performed through reinforcement learning. Hence, more flexibility and adaptability could be brought to industrial products through machine learning (such as supervised learning and reinforcement learning) based self-evolution. As a primary verification of the effectiveness of our proposed approach, a case study has been carried out. The experimental results have well confirmed the effectiveness of our EDT based development mode.     

改进在线词对主题模型的微博热点话题演化

话题演化分析是舆情监控的研究热点之一,面向微博热点话题进行演化分析,对于网络用户以及网络监管部门都有很重要的现实意义。针对在线词对主题模型（On-line Biterm Topic Model,OBTM）新旧主题混合、冗余词概率相对较高的问题,对OBTM进行改进,提出基于话题标签和先验参数的OBTM模型（Topic Labels and Prior Parameters OBTM,LPOBTM）。根据微博热点话题的话题标签,将微博文本集区分为含话题标签和不含话题标签的两类数据集,并设置不同的文档-主题先验参数;在前一时间片文档-主题概率分布的基础上,借鉴Sigmod函数对所有主题进行强度排名,从而优化当前时间片上主题-词分布的先验参数计算方法。实验结果表明,LPOBTM能够更准确地描述话题的内容演化情况,并且有更低的模型困惑度。     

江淮丘陵区塘坝灌溉能力估算及其演变特征

鉴于塘坝工程在江淮丘陵区蓄水灌溉中的重要作用,通过对塘坝工程与作物种植结构发展历程的综合分析,提出了基于水量供需平衡分析的塘坝灌区灌溉能力概念及其计算模型,定量评估了江淮丘陵区不同年代的塘坝灌溉能力,揭示了塘坝灌溉能力的动态演变特征。研究结果表明:江淮丘陵区全区塘坝灌溉能力在20世纪60年代达到峰值后,70～90年代呈显著下降趋势,至21世纪初有所回升。研究结果可为江淮丘陵区塘坝发展规划与灌溉制度的制定提供理论依据与技术支撑,具有重要实际指导意义。     

带多重加工前约束的单机MOPJ调度方法

为有效解决晶圆加工过程中带换模时间、品种间晶舟分配的不确定性以及参数调整等多重加工前约束的单机单作业多订单MOPJ(multi-order-per-job)调度问题,对问题域进行描述,以订单总完成时间最小为优化目标,建立数学规划模型.给出求解较优调度解的定理,并提出具有双层嵌套编码机制的混合差分进化的入侵杂草调度算法,该算法引入具有学习机制的算子以改善解的质量.为有效提高算法的收敛性,在变异及邻域操作中考虑自适应过程.仿真实验结果表明,该算法是有效且可行的,优化晶舟分配的调度较未优化的调度可提高至少10%的性能.     

基于差分进化算法的供热节能控制系统

针对公共建筑集中供热系统能耗高、自动调节和实时监控难度大的问题,将数字温度传感器、芯片控制技术及CAN总线技术结合到一起,设计了一种基于差分进化算法的神经网络控制的公共建筑集中供热系统.系统具有降低遗传算法复杂性、快速收敛的优势,且自适应能力较强,能够实现供热流量自动调节和网络实时监控.为了验证该系统的节能效果,与传统节能控制系统的供热消耗进行了试验比较,结果表明,该系统最低平均节能10.1%,最高节能16.3%,节能效果更好.     

基于功率分配的空间耦合数据传输性能分析

通过研究功率分配对空间耦合数据传输的性能影响,在空间耦合数据流间干扰完全消除的情况下,利用密度进化与势能函数证明了等功率传输性能最优.为了以较少的性能损失为代价,减少等功率传输引起的高检测复杂度,提出了一种功率分配算法实现非等功率传输.外信息转换图分析和仿真结果证实了理论分析的正确性和所提算法的可行性.     

1959-2018年山东省降水时空分布特征与洪旱演变规律

基于山东省1959-2018年地面气象观测站逐日降水资料,应用反距离权重插值、Z指数、Mann-Kendall检验及小波分析等研究方法,探讨近60年来山东省降水的时空分布特征及洪旱演变规律。结果表明：空间分布上,降水量存在显著的地区差异,呈现东部多西部少且山区多于平原的空间分布格局。时间分布上,多年平均降水量呈现下降的变化趋势,东部沿海地区下降速率比西北内陆地区快。山东省的洪旱灾害具有年代际变化特征,20世纪70年代前,涝灾频繁,80年代到21世纪初旱灾频繁,21世纪后,主要发生偏涝,洪旱灾害地区间差异明显。研究结果对该省防灾减灾及区域经济发展具有重要意义。     

求解约束优化问题的引导多目标差分进化算法

将约束优化问题转化为带偏好的双目标优化问题,用差分进化算法求解转化问题。为了克服基于Pareto支配关系的多目标算法求解转化问题时没有考虑问题偏好、收敛慢等缺点,借助多目标α-支配关系的特点,提出了基于动态α-支配的新适应度函数。新适应度函数根据种群中可行解的比例动态平衡进化过程中对两个目标的偏好,引导算法不断向问题的偏好区域靠近,从而快速收敛到约束优化问题的最优解。对6个标准测试函数的数值实验结果表明:基于α-支配的动态引导多目标差分进化算法能快速收敛到问题的最优解。与3种经典高效算法的比较说明,所提出算法的鲁棒性强且效率高。     

一种改进的无线传感器网络优化定位算法

节点定位是无线传感器网络实际应用需要解决的关键问题。为了在提高定位精度的同时降低成本,提出了一种改进的粒子群优化定位算法。该算法首先提出前摄估计思想,完成未知节点的区域估计,缩小并限制可行解空间,以此加快粒子群的搜索速度;然后给出了竞争进化思想的数学模型,使用该模型和自适应权重在进一步加快收敛速度的同时增强了算法的全局和局部搜索能力。仿真结果表明,对比同类算法,该算法能更有效地利用锚节点信息,降低网络成本,在计算量显著减少的同时明显提高了定位精度,并且具有对测距误差鲁棒性强的优点。