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1. 文本生成图像研究综述
曹寅,秦俊平,马千里,孙昊,闫凯,王磊,任家琪
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 219-238.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.001
摘要   HTML PDF(pc) (2809KB)(144)   

对文本生成图像任务进行综合评估和整理,根据生成图像的理念,将文本生成图像任务分为3大类:基于生成对抗网络架构生成图像、基于自回归模型架构生成图像、基于扩散模型架构生成图像. 针对基于生成对抗网络架构的文本生成图像方法,按照改进的不同技术点归纳为6小类:采用多层次体系嵌套架构、注意力机制的应用、应用孪生网络、采用循环一致方法、深度融合文本特征和改进无条件模型. 通过对不同方法的分析,总结并讨论了现有的文本生成图像方法通用评估指标和数据集.

2. 计及共享交易机制的多微网氢储能容量规划
尚怡铭,王维庆,李笑竹,郭成康,闫斯哲
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 426-436.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.020
摘要   HTML PDF(pc) (1851KB)(76)   

为了促进区域配电网新能源电力的就地消纳、解决传统储能形式难以满足由新能源间断性发电带来的长时存储需求,考虑氢储能的多能联产联储特性,提出计及共享交易机制的多类型微网共享氢储能系统容量规划方法. 考虑异质性微网的多种调节需求,设计由微电网群运营商配置氢储能的多微网能源交易基本框架. 考虑氢储能在共享运营时与多微网间复杂的利益交互关系,计及微网内部的电热需求响应,提出基于主从博弈的共享氢储能交易定价机制,以保证共享模式的可持续发展. 对共享氢储能的容量规划进行研究,降低微电网群运营商的投资成本,保证微电网群运营商的共享收益. 算例分析结果表明,利用所提的容量规划方法,能够缩短微电网群运营商的氢储能投资回收年限2.36 a.

3. 基于迁移学习的交互时序数据可视化生成方法
周姿含,王叙萌,陈为
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 239-246.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.002
摘要   HTML PDF(pc) (2239KB)(64)   

为了解决时序数据间分布不一致的问题,使模式分析更容易应用于其他数据,提出基于迁移学习的交互式时序数据可视化生成方法, 将迁移成分分析应用于时序数据提取的特征. 将用户在其中一个时序数据上的分析作为标签, 在该源域上训练分类器并应用到多个目标域, 对多个不同目标域的时序数据的模式进行批量推荐. 通过真实的天气数据和轴承信号数据的2个案例分析和专家访谈, 验证了利用该方法能够提高时序数据探索的效率,减少数据分布不一致问题带来的影响, 体现该方法的有效性和实用性.

4. 基于改进修正动员强度设计方法的软土基坑围护结构侧移预测
肖衎,张世民,丁智,范晓真,张霄
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 413-425.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.019
摘要   HTML PDF(pc) (1994KB)(54)   

为了进一步优化软土地区基坑设计方法,提升基坑支护体系的安全性与经济性,在已有研究的基础上,根据工程实践经验,修正了MSD法和其改进方法(MMSD法). 基于圆弧滑动模式提出更符合实际的塑性变形机制,引入基坑开挖主要影响深度来量化位移场尺寸. 理论计算方法适用于分析软黏土地区多支点式柔性支护结构的基坑开挖全过程的变形预测. 将该方法的计算结果与6个上海地区的基坑工程实测数据、弹性支点法的计算结果及MMSD法的计算结果进行对比分析. 对不同开挖阶段的围护结构最大侧移和最大侧移深度进行参数分析. 结果表明,利用该方法得到的预测值与实测值吻合效果更佳,预测精度高于弹性支点法和MMSD法,证明了该方法的实用性.

5. 引入相量算子和流向算子的天鹰优化算法
周玉,裴泽宣,王培崇,陈博
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 304-316.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.009
摘要   HTML PDF(pc) (1251KB)(46)   

针对天鹰优化算法搜索效率不足,容易陷入局部最优的缺点,提出多策略改进天鹰优化算法(MIAO). 引入广义正态分布优化算法(GNDO),将该算法得出的结果与天鹰优化算法第1阶段得出的结果进行比较,筛选出这2种优化算法下的最优值. 该操作扩大了搜索空间,提高了解的质量. 引入相量算子,将第2阶段变为自适应的非参数优化,提高算法的高维优化能力. 针对天鹰优化算法在迭代后期存在种群多样性降低、局部开发能力不足的问题,在天鹰算法的第3阶段引入流向算子,使信息可以在每个个体间相互传递,提高种群信息的利用率,增强天鹰优化算法的开发性能. 通过对16个测试函数寻优对比分析以及Wilcoxon秩和检验可知,MIAO的寻优能力和收敛速度都有较大的提升. 为了验证MIAO算法的实用性和可行性,采用所提算法求解减速器设计问题,通过实际工程优化问题的实验对比分析可知,MIAO算法在处理现实优化问题上具有一定的优越性.

6. 基于动态采样对偶可变形网络的实时视频实例分割
宋一然,周千寓,邵志文,易冉,马利庄
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 247-256.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.003
摘要   HTML PDF(pc) (1876KB)(53)   

为了更好地利用视频帧中蕴含的时间信息,提升视频实例分割的推理速度,提出动态采样对偶可变形网络 (DSDDN). DSDDN使用动态采样策略, 根据前、后帧的相似性调整采样策略. 对于相似性高的帧, 该方法跳过当前帧的推理过程,仅使用前帧分割进行简单迁移计算. 对于相似性低的帧, 该方法动态聚合时间跨度更大的视频帧作为输入,对当前帧进行信息增强. 在Transformer结构里,该方法额外使用2个可变形操作, 避免基于注意力的方法中的指数级计算量. 提供精心设计的追踪头和损失函数,优化复杂的网络. 在YouTube-VIS数据集上获得了39.1%的平均推理精度与40.2 帧/s的推理速度,验证了提出的方法能够在实时视频分割任务上取得精度与推理速度的良好平衡.

7. 硅基集成光开关阵列的高速驱动控制电路设计
张毅远,武雅婷,米光灿,黄莹,储涛
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 325-333.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.011
摘要   HTML PDF(pc) (1631KB)(42)   

通过分析光开关单元的物理结构,提出等效电学模型,用于模拟光开关单元的瞬态响应. 基于该模型,针对光开关阵列设计高速驱动控制电路,结合仿真探究电压尖峰对光开关单元瞬态响应的影响. 系统测试结果表明,驱动电路施加的电压信号的上升/下降时间为1.7/1.6 ns,能够满足高速光开关纳秒级切换速度的需求. 在该驱动电路的配合下,光开关阵列的切换时间为2.1~5.9 ns,实现了较先进的高速光交换系统.

8. 基于小世界理论的区块链Kademlia网络改进方法
赵越,赵赫,谭海波,余斌,俞望年,马志宇
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (1): 1-9.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.01.001
摘要   HTML PDF(pc) (1194KB)(351)   

针对当前区块链Kademlia网络研究中通常以牺牲安全性为代价提升可扩展性的问题,提出基于小世界理论的区块链Kademlia网络改进方法. 该方法遵循小世界理论的思想,提出置换扩容节点的概率公式,概率与节点间距离呈反比,节点置换次数和额外增加的节点数量可以根据实际情况灵活调整. 通过理论分析和实验验证,证明了采用该方法改造的网络能够达到最终的稳定状态. 实验结果显示,利用该方法将全网广播交易消息时须经历的传输层级减少了15.0%~30.8%,加快了定位节点的速率. 与其他改变网络结构的优化算法相比,该方法降低了网络的结构化程度,增强了网络的安全性.

9. 混合采样下多级特征聚合的视频目标检测算法
秦思怡,盖绍彦,达飞鹏
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (1): 10-19.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.01.002
摘要   HTML PDF(pc) (2492KB)(243)   

针对现有基于深度学习的视频目标检测算法无法同时满足精度和效率要求的问题,在单阶段检测器YOLOX-S的基础上,提出基于混合加权采样和多级特征聚合注意力的视频目标检测算法. 混合加权参考帧采样(MWRS)策略采用加权随机采样操作和局部连续采样操作,充分利用有效的全局信息与帧间局部信息. 多级特征聚合注意力模块(MFAA)基于自注意力机制,对YOLOX-S提取的分类特征进行细化,使得网络从不同层次的特征中学到更加丰富的特征信息. 实验结果表明,所提算法在ImageNet VID数据集上的检测精度均值AP50达到77.8%,平均检测速度为11.5 ms/帧,在检测图片上的目标分类和定位效果明显优于YOLOX-S,表明所提算法达到了较高的精度,具有较快的检测速度.

10. 足式机器人触地检测方法的研究综述
姜晓勇,应凯健,吴起威,魏璇
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 334-348.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.012
摘要   HTML PDF(pc) (1751KB)(38)   

基于现有足式机器人触地检测方法的研究,综合论述了腿部结构设计、足端设计、传感器设计对触地检测的影响. 总结外部传感器直接检测的触地检测方法、基于运动学与动力学的触地检测方法以及基于学习的触地检测方法. 归纳地面湿滑、地面松软以及非足端触地这3种特殊场景中的触地检测方法. 分析触地检测技术的应用场景,具体包括运动控制的需要、导航中的应用、地形与地质的感知这三大应用场景. 指出硬件改进和集成、多模态触地检测、多传感器融合化触地检测以及智能化触地检测这四大触地检测方法相关的发展趋势,总结各触地检测算法之间的具体关联,为触地检测后续技术的发展及触地检测的具体应用提供指导.

11. 基于改进强化学习的多智能体追逃对抗
薛雅丽,叶金泽,李寒雁
浙江大学学报(工学版)    2023, 57 (8): 1479-1486.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2023.08.001
摘要   HTML PDF(pc) (1158KB)(329)   

针对多智能体追逃问题,提出基于优先经验回放和解耦奖励函数的多智能体强化学习算法. 将多智能体深度确定性策略梯度算法(MADDPG)和双延迟-确定策略梯度算法(TD3)相结合,提出多智能体双延迟-确定策略梯度算法(MATD3). 针对多智能体追逃问题中奖励函数存在大量稀疏奖励的问题,提出利用优先经验回放方法确定经验优先度以及采样高价值经验. 设计解耦奖励函数,将奖励函数分为个体奖励和联合奖励以最大化全局奖励和局部奖励,提出DEPER-MATD3算法. 基于此算法设计仿真实验,并与其他算法对比,实验结果表明,该算法有效解决了过估计问题,且耗时相比MATD3算法有所减少. 在解耦奖励函数环境下该算法训练的追击者的全局平均奖励升高,追击者有更大的概率追击到逃逸者.

12. 基于Transformer的多模态级联文档布局分析网络
温绍杰,吴瑞刚,冯超文,刘英莉
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 317-324.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.010
摘要   HTML PDF(pc) (2183KB)(44)   

针对现有方法在文本和图像模态的预训练目标上存在嵌入不对齐, 文档图像采用基于卷积神经网络(CNN)的结构进行预处理,流程复杂,模型参数量大的问题,提出基于Transformer的多模态级联文档布局分析网络(MCOD-Net). 设计词块对齐嵌入模块(WAEM),实现文本和图像模态预训练目标的对齐嵌入,使用掩码语言建模(MLM)、掩码图像建模(MIM)和词块对齐(WPA)进行预训练,以促进模型在文本和图像模态上的表征学习能力. 直接使用文档原始图像,用图像块的线性投影特征来表示文档图像,简化模型结构,减小了模型参数量. 实验结果表明,所提模型在PubLayNet公开数据集上的平均精度均值(mAP)达到95.1%. 相较于其他模型,整体性能提升了2.5%,泛化能力突出,综合效果最优.

13. 基于改进YOLOv8s的鼓形滚子表面缺陷检测算法
王安静,袁巨龙,朱勇建,陈聪,吴金津
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 370-380.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.015
摘要   HTML PDF(pc) (3310KB)(60)   

为了提高鼓形滚子表面微小瑕疵缺陷检测的精确率和召回率,增强模型对小目标缺陷的检测能力,针对YOLOv8s网络,提出细粒化卷积模块SPD-Conv来代替卷积下采样,细粒化地提取小缺陷的特征. 在特征融合模块,引入GFPN特征融合模块,增强相邻层级间的跨尺度连接和同尺度下的跨层连接,有助于小目标特征信息在卷积网络的传递. 在头部增加小目标检测层,提高模型对小缺陷的检测能力. 在损失函数方面,利用动态非单调聚焦的Wise-IOU的边界框损失函数替换CIOU,在加快网络收敛的同时,提高网络检测的精度. 在自制的鼓形滚子缺陷数据集上进行测试,结果表明,改进的YOLOv8s在倒角数据集、侧面数据集、端面数据集的mAP@0.5分别达到0.911、0.983、0.935,相比于YOLOv8s,mAP@0.5分别提高了6.4%、3.3%、4%,精确度和召回率也有一定的提升,平均每张图片的检测时间为23 ms. 与原模型相比,改进的YOLOv8s对小目标缺陷有更好的定位能力和检测精度,检测速度能够满足工业大批量检测的要求.

14. 考虑互补效应的城市群多模式客运网络鲁棒性
马飞,委笑琳,孙启鹏,刘擎,苟慧艳
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 388-398.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.017
摘要   HTML PDF(pc) (2456KB)(35)   

为了分析城市群客运网络对突发事件的应对能力,从多种交通模式互补视角,基于复杂网络理论构建城市群多模式客运网络模型,应用引力模型建立节点失效后网络性能计算的规则,对城市群多模式客运网络的鲁棒性进行测度. 引入基于鲁棒性的动态互补强度指标,对客运网络间的互补效应(CE)进行量化. 对是否考虑CE时的鲁棒性进行对比,分析CE对鲁棒性的提升程度. 以关中平原城市群为例进行实例研究,结果表明,在城市群多模式客运网络中,普铁网应对突发事件时的鲁棒性最强,公路网最弱. 无论在何种攻击策略下,考虑CE时,城市群多模式客运网络的鲁棒性均有明显的提升,高铁网、普铁网和公路网的敏感度分别下降了19.1%、29.3%和22.0%.

15. 基于Trans-nightSeg的夜间道路场景语义分割方法
李灿林,张文娇,邵志文,马利庄,王新玥
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 294-303.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.008
摘要   HTML PDF(pc) (4108KB)(42)   

针对夜间道路场景图像亮度低及缺乏带标注的夜间道路场景语义分割数据集的问题,提出夜间道路场景语义分割方法Trans-nightSeg. 使用TransCartoonGAN,将带标注的白天道路场景语义分割数据集Cityscapes转换为低光条件下的道路场景图像,两者共用同一个语义分割标注,丰富夜间道路场景数据集. 将该结果和真实的道路场景数据集一并作为N-Refinenet的输入,N-Refinenet网络引入了低光图像自适应增强网络,提高夜间道路场景的语义分割性能. 该网络采用深度可分离卷积替代普通的卷积,降低了计算量. 实验结果表明,所提算法在Dark Zurich-test和Nighttime Driving-test数据集上的平均交并比(mIoU)分别达到56.0%和56.6%,优于其他的夜间道路场景语义分割算法.

16. 轻型组合桥梁负弯矩区接缝抗弯性能试验
邓舒文,邵旭东,晏班夫,邱明红
浙江大学学报(工学版)    2024, 58 (2): 399-412.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2024.02.018
摘要   HTML PDF(pc) (5099KB)(45)   

对适用于轻型组合桥梁负弯矩区的T形横向接缝抗弯性能进行试验研究,对负弯矩加载接缝的全过程进行理论分析,对接缝设计参数进行讨论. 研究结果表明,随着荷载的增大,试件的主裂缝出现在连续浇筑的UHPC接缝界面和加载点下方的面板表面,试件中部未发现明显裂纹,UHPC接缝界面的可视初裂强度可以满足实桥设计荷载. 对试验梁进行分析,提出接缝最大裂缝宽度、考虑UHPC拉伸刚度效应的设计弯矩和挠度计算公式,获得每阶段承载力的计算式,预测结果与试验结果吻合良好. 通过参数讨论和计算可知,跨度L = 20~50 m的轻型组合桥梁T形接缝上部加长长度可以设置为0.1L.

17. 基于XGBoost扩展金融因子的风电功率预测方法
王永生,关世杰,刘利民,高静,许志伟,刘广文
浙江大学学报(工学版)    2023, 57 (5): 1038-1049.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2023.05.020
摘要   HTML PDF(pc) (1292KB)(171)   

现有风电功率预测模型的主要输入特征包括气象数据和功率数据, 高精度气象数据获取困难、数据间潜在关系难以表示、预测模型收敛缓慢, 提出基于极端梯度提升回归树算法(XGBoost)扩展金融因子的超短期风电功率预测新方法,以及基于风电时序数据衍生金融因子的预测模型.采用具有较高预测准确率与较快训练速度的XGBoost算法进行预测, 使得预测模型快速收敛.在中国内蒙古某风电场的风电功率数据集与德国Tennet公司风电功率数据集上进行实验验证.实验结果表明,以R2score为例,所提方法与基准方法相比提升约14.71%. 所提方法中的建模与预测合计时间不超过500 ms.

18. 基于优化DeepSort的前方车辆多目标跟踪
金立生,华强,郭柏苍,谢宪毅,闫福刚,武波涛
浙江大学学报(工学版)    2021, 55 (6): 1056-1064.   DOI: 10.3785/j.issn.1008.973X.2021.06.005
摘要   HTML PDF(pc) (1014KB)(903)   

为了提升自动驾驶汽车对周边环境的感知能力,提出优化DeepSort的前方多车辆目标跟踪算法. 采用Gaussian YOLO v3作为前端目标检测器,基于DarkNet-53骨干网络训练,获得专门针对车辆的检测器Gaussian YOLO v3-vehicle,使车辆检测准确率提升3%. 为了克服传统预训练模型没有针对车辆类别的缺点,提出采用扩增后的VeRi数据集进行重识别预训练. 提出结合中心损失函数与交叉熵损失函数的新损失函数,使网络提取的目标特征有更好的类内聚合以及类间分辨能力. 试验部分采集不同环境的实际道路视频,采用CLEAR MOT评价指标进行性能评估. 结果表明,与基准DeepSort YOLO v3相比,跟踪准确度提升1%,身份切换次数减少4%.

19. 直接空气捕集CO2吸附剂综述
王涛,董昊,侯成龙,王欣茹
浙江大学学报(工学版)    2022, 56 (3): 462-475.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2022.03.005
摘要   HTML PDF(pc) (1561KB)(557)   

综述直接空气捕集CO2吸附剂的研究进展,对比碱/碱土金属基吸附剂、金属有机框架吸附剂、负载胺基吸附剂、变湿吸附剂的优缺点,从吸附容量与胺效率、动力学与载体选择、再生方式与能耗、热稳定性与抗降解等方面对吸附剂性能进行评估. 简要叙述相关工程示范项目和技术经济性;总结研究中存在的问题,展望未来的研究方向.

20. 基于Transformer和知识图谱的新闻推荐新方法
凤丽洲,杨阳,王友卫,杨贵军
浙江大学学报(工学版)    2023, 57 (1): 133-143.   DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2023.01.014
摘要   HTML PDF(pc) (1590KB)(379)   

为了增加新闻推荐的辅助信息并提高预测精度,提出基于Transformer和知识图谱的新闻推荐方法. 为了结合新闻语义信息和实体信息,利用自注意力机制获取新闻单词之间和新闻实体之间的联系,采用加法注意力机制捕捉单词和实体对新闻表示的影响. 考虑到用户对新闻的偏好具有时序性特点,引入Transformer以捕捉用户点击新闻间的关联信息及用户兴趣随时间的变化情况. 利用知识图谱中的高阶结构信息,融合候选新闻邻接实体,提升候选新闻嵌入向量所含信息的完整性. 在2个版本的MIND新闻数据集上与5个典型推荐方法的对比实验表明,注意力机制、Transformer和知识图谱的引入提高了算法在新闻推荐方面的表现.