关键词： 大型空间钢结构   三维扫描   节点智能测量   球面拟合   随机采样一致法   遗传算法  

摘要： 大型空间钢结构节点众多,对施工误差敏感性强,常面临施工过程测量效率低的问题。为快速准确地测量结构球节点的施工误差,提出一种基于三维扫描的结构球节点智能测量方法。首先通过三维扫描技术建立结构点云模型,其次,研究不同噪声比例对随机采样一致法球面拟合精度的影响,得到当球面噪声比例超过80%时,随机采样一致法球面拟合出现失效。基于此,结合遗传算法对球面点云进行聚类,控制聚类点云的噪声比例,然后对聚类后的点云通过随机采样一致法进行球面拟合,实现了对一个噪声比例超过95%的分区点云内2个球节点的准确聚类拟合。最后,通过海口某工程实例验证该方法的有效性,结果表明:该方法能够在结构整体点云模型中实现对球节点的批量自动拟合,获取实际结构球节点坐标,通过与理论值对比进而了解结构节点的施工误差情况。研究成果对提高大型空间钢结构球节点施工测量效率具有指导意义。

关键词： 港口   集装箱码头   多目标优化   装卸效率   能耗   作业调度   遗传算法  

摘要： 针对集装箱码头各作业设备因协同不畅导致整体作业效率低的问题,聚焦码头双小车岸桥,综合考虑岸桥中转平台容量、堆场缓冲支架容量及岸桥调度、集卡路径、场桥调度等多重约束条件,以码头作业总能耗和船舶在港时间最小化为目标,构建集装箱码头装卸作业多目标调度优化模型,设计改进型双层遗传算法并进行相应求解。以某集装箱码头为例,针对不同集装箱作业规模,分别采用理论对比和仿真验证的方式检验不同目标函数下的求解质量。结果表明,不同目标约束条件下所构建的调度优化模型及算法在提升码头装卸效率的同时,能在一定程度上降低码头能源消耗。

关键词： 复杂问题   粒计算   分层递阶   问题求解  

摘要： 如何对复杂问题进行高效求解是自然科学和工程技术等领域面临的重要挑战,现有的求解方法主要从分而治之、近似逼近等不同角度进行了深入探索和研究.然而,复杂问题的本身特性影响求解难度,并且不同方法之间的理论差异也限制了其适用范围.粒计算通过模拟人脑处理复杂问题的多粒度认知机制,将问题层次化拆分并渐进式求解,是复杂问题求解的有效手段.因此,本文通过归纳不同领域复杂问题的粒计算求解方法,试图构建一般性的问题求解框架,突出复杂问题求解的多粒度思想.首先,研究不同复杂问题的分解与合成特性,将复杂问题分为可粒计算、弱可粒计算和不可粒计算3类,并构建了形式化的多粒度计算模型,分别用于不同场景的问题求解.其次,通过研究不同模型的相关性质,探讨问题的分解与合成机制,并进一步构建多粒度计算框架,为复杂问题的层次化、渐进式求解提供理论基础.最后,通过分析常见的复杂问题求解方法,挖掘其蕴含的问题分解策略,验证了本文提出的多粒度计算框架在复杂问题求解方面的有效性和泛化性,并给出了多粒度计算未来的挑战与展望.

关键词： 多泵多马达   神经网络功率预测模型   动态规划算法   改进自适应遗传算法   全局功率匹配  

摘要： 针对“多泵-多马达”液压系统运行过程中因功率匹配而导致的低效率问题,提出一种基于反向传播(BP)神经网络算法、动态规划算法(DP)与改进自适应遗传算法(IAGA)的智能优化协同方法,以实现系统全局功率匹配和节能目标。针对遗传算法寻优效率低、无法对离散变量进行优化的问题,在前人提出的遗传算法优化输出的最佳发动机转速和液压泵排量进行功率匹配的基础上,采用在多泵输油系统节能中应用广泛的动态规划算法,近一步对马达的投入排量、马达和发动机投入数量进行优化。利用具有较强非线性映射能力和高拟合精度的BP神经网络算法建立泵和马达效率模型以及发动机燃油消耗模型,采用动态规划算法确定当前工况下马达和发动机最优投入数量,确定变量泵和变量马达的高效排量范围。利用改进自适应遗传算法搜索当前工况下泵和马达最佳排量组合,并通过提高功率传递路径上各元件的效率,实现全局效率最高。最后,通过在具有“多泵-多马达”液压系统的工程车辆进行实车油耗测试验,以验证该方案的可行性。结果表明:新方案与原控制方案相比,马达和泵的效率提升明显,具有较好的节油效果。

关键词： 子宫内膜异位症   线粒体   人工神经网络   随机森林  

摘要： 目的建立基于GEO数据库子宫内膜异位症线粒体相关基因的随机森林和人工神经网络(ANN)联合诊断模型并评价其效果。方法通过GEO数据库获取两份子宫内膜异位症芯片GSE7305和GSE25628分别作为训练组和验证组,使用随机森林算法筛选出与子宫内膜异位症线粒体相关的特征基因,并进行GO和KEGG通路富集分析,探讨其潜在生物学功能。之后,基于特征基因构建ANN模型。在独立的验证集GSE25628上验证模型效果,通过曲线下面积(AUC)分析评价ANN模型的临床应用价值。结果共得到25个(上调18个,下调7个)线粒体相关差异基因。GO和KEGG通路富集分析涉及多个生物学功能。进一步通过随机森林筛选得到3个关键基因(MSRB3、FLCN、C1orf43),并构建了ANN诊断模型。使用该模型绘制了训练组和验证组诊断的受试者操作特征(ROC)曲线,训练组AUC值为0.994。验证组AUC为0.795。结论构建了子宫内膜异位症线粒体相关基因的ANN诊断模型,可用于临床诊断子宫内膜异位症,为探索其发病机制提供了一个新视角。

关键词： 生成式AI   影视摄影   创作主体   人机协同   技术伦理  

摘要： 生成式AI(如Midjourney、Runway ML)的崛起正在颠覆传统影视摄影创作的范式。本文基于Midjourney生成影视分镜的实践与理论批判,揭示AI技术对“创作主体”的双重影响。一方面,AI通过自动化图像生成消解了人类创作者的“唯一性”与“权威性”;另一方面,AI作为“技术他者”倒逼人类创作者向“元创作者”(Meta-Creator)转型,重构了影视摄影的创作逻辑与美学边界。研究指出,未来影视摄影创作将呈现“人机协同”的共生关系,但需警惕技术权力异化导致的“去人性化”风险。

关键词： 多波束测深系统   测线布设   几何模型   遗传算法   航线优化  

摘要： 多波束测深系统作为现代海洋探测的重要工具,广泛应用于海洋资源勘探、环境保护和海底工程建设等领域。由于海底地形复杂,传统测线布设常面临数据冗余高、漏测率大等挑战,影响测深效率和数据质量。文章通过构建几何模型,结合遗传算法对测线布设方案进行优化,提出了一种综合最小化测线总长度、降低重叠率和减少漏测的航线规划方法。遗传算法通过模拟自然选择和基因变异,逐步优化航线布设,实现了低漏测率、最短航线和低重叠率的多目标优化。实验结果表明,该优化方案显著提高了测深覆盖率和数据采集精度,有效减少了航线冗余,提升了系统在复杂海域的探测能力和稳定性。该研究为海洋测绘和大规模海底地形勘探提供了有力支持,具有广泛的应用前景。

关键词： 双种群遗传算法   电子产品   装配线平衡优化  

摘要： 随着全球电子产品市场快速发展,企业面临着提高生产效率和降低成本的双重压力。装配线平衡问题作为生产管理中的关键难题,已出现多个研究方法,传统的电子产品装配线平衡方法存在灵活性差、效率低下、成本控制有限、适应性不强以及缺乏系统性等问题。文章针对电子产品装配线平衡优化问题,提出了一种基于双种群遗传算法(dual-population genetic algorithm,DPGA)的解决方案。随着电子产品技术的快速发展,生产过程中面临的复杂性与不确定性日益增加,挑战也越来越大。文章首先对电子产品的装配流程进行了描述,并定义了装配线平衡的评估指标,如周期时间、空闲时间、工人利用率与成本节约等。通过建立基于双种群遗传算法的优化模型,算法以探索者种群和精英种群的协同机制为核心,提高了解的多样性与全局搜索能力。在实验设计中,通过数据采集与分析,验证了双种群遗传算法在解决装配线平衡问题中的有效性。实验结果表明,DPGA在负荷不平衡度、收敛速度、计算时间等方面均显著优于传统遗传算法及其他优化算法。

关键词： 热轧   轧辊磨损   窜辊工艺   磨损预报模型   遗传算法  

摘要： 热轧带钢生产过程中,轧辊磨损对带钢板形及轮廓质量具有直接影响。传统的轧辊磨损预报模型无法充分考虑带钢边部对轧辊的非均匀磨损效应,同时,窜辊工艺对带钢轮廓的影响也未得到充分研究。本文基于现有的轧辊磨损预报模型,通过引入钢种特性修正、考虑带钢边部磨损特征以及优化窜辊工艺,提出了一种改进的预报模型,并利用遗传算法对模型参数进行了优化。通过模拟不同窜辊方式对带钢厚度轮廓的影响,研究发现变行程窜辊相较于等行程窜辊能有效减少边部反翘问题,同时,轧辊非均匀磨损对带钢质量的影响也得到了改善。本文进一步讨论了窜辊工艺的优化方向及其对热轧板形质量的实际应用意义。

关键词： 农业碳排放   STIRPAT模型   遗传算法   极限学习机   情景模拟  

摘要： 农业碳排放是温室气体的重要组成部分,加快农业绿色低碳发展对于中国实现经济高质量发展和“双碳”目标具有重要意义。文章聚焦农业生态功能,将农用物资、土壤、稻田、牲畜养殖这四个方面的23类主要碳源纳入评价体系,测算2000—2023年中国农业碳排放量。在此基础上,采用STIRPAT环境压力模型分析中国农业碳排放影响因素,并运用经遗传算法优化后的极限学习机模型分别预测了不同发展情景下中国农业碳排放达峰趋势。另外,以行政区域为单位划分东北、华北等七大地区进行农业碳达峰、碳减排分析。研究结果表明:(1)2000—2023年中国农业碳排放量呈现先增后减的“倒U”型变化趋势,可进一步划分为快速增长期、波动趋缓期及持续下降期三个阶段。受人均农业GDP、农业产业结构、乡村人口数量等障碍因子的约束,农业碳排放量呈现空间差异化特征。(2)在绿色发展情境下,全国及七大地区农业碳排放量下降趋势最为显著,其减排速率远超粗放与基准情景,展现出率先实现碳中和目标的潜力。