一种自适应步长的复合梯度加速优化算法

自适应步长加速(Adam)类算法由于其计算效率高、兼容性好的特点，成为近期相关领域的研究热点.针对Adam收敛速度慢的问题，本文基于当前梯度、预测梯度以及历史动量梯度，提出一种新型Adam类一阶优化算法——复合梯度下降法(C-Adam)，并对其收敛性进行了理论证明.与其他加速算法的区别之处在于，C-Adam将预测梯度与历史动量区别开，通过一次真实的梯度更新找到下一次迭代更精准的搜索方向.利用两组常用测试数据集及45钢静拉伸破坏实验的实验数据对所提算法进行验证，实验结果表明C-Adam与其他流行算法相比较具有更快的收敛速度及更小的训练损失.     

磁流变液中磁性颗粒成链与团聚的临界特征分析

热运动对纳米级磁流变液系统的颗粒团聚行为和宏观流变特性扰动影响不可忽视.为研究施加外磁场后系统微结构与热运动间的关系，探讨在不同颗粒粒径情况下热运动能量在系统总能量中的占比.采用CCD设计方法，分析Monte Carlo仿真获取的颗粒位形信息，生成关于外磁场磁感应强度、颗粒粒径和体积分数的系统热耦合系数<λ>回归模型;成链团聚的临界颗粒粒径计算值比文献经验值高出约23%，证实在考虑系统内多因素的综合影响下，纳米级磁流变液具有更严格的流变现象临界发生条件.     

生态学实验时空尺度认识的基本原则——实验对象的操作尺度与其自身尺度相契合

 时间和空间存在，尺度存在，生态学实验对象的时空尺度（本体论意义上的，又叫“本征尺度”）也存在。对生态学实验对象的时空尺度认识的基本原则是让“生态学实验对象的时空操作尺度”（方法论意义上的，又叫“表征尺度”）与生态学实验对象的时空尺度相契合（认识论意义上的）。这是生态学实验时空尺度关联实在论。在具体的生态学实验过程中，有些生态学家或坚持生态学实验对象的时空尺度不存在，或坚持其虽然存在但是不可认识，从而走向工具论和经验建构论（反实在论）。这种立场与生态学认识的基本宗旨--认识自然界中存在的生物与环境之间的关系相违背，应该抛弃。而且，某些生态学家或出于生态学实验对象的时空尺度本身认识的困难，或出于“不发表便出局”及其他原因，一是将生态学实验对象的时空尺度之时空简化为牛顿的绝对时空观，而没有考虑爱因斯坦的相对论时空观、普里戈金的“内时间”乃至引伸出来的“内空间”时空观，以及莱布尼兹的关系“空间观”乃至引伸出来的关系“时间观”，二是没有选择恰当的“粒度”和“幅度”进行实验，造成“用度失当”之误，三是没有进行充分的多尺度分析，造成“聚集偏差”，四是没有建构合适的模型，造成“鼠夹捕象”现象，五是没有正确识别“特征尺度”，造成“生态学谬误”。生态学实验者应针对上述不足，坚持正确的时空观，采取各种措施，以获得对生态学实验对象尺度的正确认识。     

基于POI数据的贵阳市服务业空间格局及其影响因素

基于贵阳市中心城区178 749条POI数据,采用核密度分析、平均最近邻分析和区位熵分析,从服务业整体和分行业方面,探讨贵阳市服务业空间分布格局及其影响因素.研究发现:①贵阳市中心城区服务业已基本形成"双核多组团"的结构,极化成核现象显著,呈现出核心—边缘的空间结构;空间上整体呈"Y"型分布形态,主要分布在交通网络中心性好和地势低平的地区;②服务业分行业视角下,不同类型服务业的数量和集聚程度差异有统计学意义;存在明显的核心—边缘空间结构,具体分布模式呈现3种类型;专业化功能区差异明显,在城市边缘更易于形成专业化集聚区;③交通、地形、人口、城市规划是影响服务业布局的主要因素.最后从规划视角提出城市服务业布局优化的策略,对山地城市规划具有指导意义.     

基于目标跟踪与轨迹聚类的行人移动数据挖掘方法研究

随着物联网、大数据、人工智能等技术在安防领域不断取得突破性进展,公共视频监测系统近年来得到飞跃式发展.基于监控设备产生海量的非结构化视频数据,通过对监控视频中的行人轨迹进行分析和研究,可以挖掘出其中蕴含的行为模式,这对人群行为研究有着重要的研究价值.本文使用基于目标检测的多目标跟踪算法对地铁站出口,商场出口等场景中的行人移动轨迹进行提取,并在此基础上对行人的轨迹模式进行分析.针对行人轨迹的特点,在基于点密度聚类算法的基础上,提出并实现了基于轨迹相似度的轨迹聚类方法.结果表明,该方法能够有效的提取行人轨迹,并且从大规模轨迹数据中提取出轨迹模式.     

基于40Cr高温动态力学性能的磨削表面动态再结晶行为

通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验得到了40Cr合金钢在高温高应变率下真应力-真应变曲线，据此确定了材料发生动态再结晶的临界条件.采用解析法和实验法分别求解了磨削强化层的温度场和塑性应变场分布.结果表明，磨削强化层在磨削深度方向具有较大的温度和塑性应变梯度;150μm强化层内会发生奥氏体转变;磨削表面最高温度可达1060℃.在磨削亚表面60μm内会产生剧烈的塑性变形，达到了再结晶的临界条件.较大的磨削深度使磨削强化层塑性应变增大，再结晶现象越充分，微观组织细化程度越高.     

螺栓连接大变形梁非线性振动特性的实验研究

柔性机械臂、大型可展开天线等机械结构的动作精度受运动过程中大变形几何非线性和连接处接触非线性的影响十分显著。以含螺栓连接结构的大变形梁作为研究对象，针对动力学建模和振动特性开展了实验研究，通过数值计算验证了实验发现的非线性振动特性。搭建了含螺栓连接柔性大变形梁的实验台架，开展了敲击和正弦激振的实验测试。实验结果表明，螺栓连接的柔性梁较连续梁的（无螺栓连接）模态频率降低，阻尼增加，反映出随着激励能量增大，模态频率降低的非线性模态特征。改变螺栓连接位置会显著影响结构的模态频率，其变化规律可由求解线性矩阵特征值定性反映。     

2000年—2017年中国PM2.5污染的健康影响及经济损失时空分布模式

当今环境下，大气污染是危害人体健康的主要威胁之一，对包括PM2.5在内的细颗粒物污染造成的人群健康影响和经济损失的估算是目前研究的热点之一.该研究采用人口、PM2.5污染浓度等基础数据以及流行病学等相关领域的研究结果，将全国区域划分为5 km×5 km的精细格网，根据暴露—反应关系函数及统计生命价值法(VSL)、疾病成本法(COI)计算方法，进行2000年—2017年长时间范围内全国PM2.5污染的健康经济效应动态评估与精细化制图，并采用推土机距离(EMD)方法定量评价不同年份的健康影响及经济损失的空间分布差异性.结果显示，从空间分布格局来看，我国平均每年37.61%的区域存在PM2.5污染的健康影响及经济损失，健康影响和经济损失的分布区域表现出从东南和西北地区向西南和东北地区递减的格局.此外，华北、华中、华东三区域的健康损失平均每年占比74.21%，经济损失平均每年占比80.78%.从时间尺度来看，历年健康影响变化大致可分为两个阶段，2000年—2013年波动增长，2013年—2016年逐渐下降；历年经济损失变化则呈波动上升趋势.此外，局部地区的健康影响和经济损失的空间分布变化具有阶段性.     

Microstructure evolution and reaction behavior of Cu–Ni alloy and B_4C powder system

Microstructure evolution and reaction behavior of Cu–Ni alloy and B_4C power system was studied by in-situ and static experimental investigations along with theoretical calculations. The reaction process was as follows. Firstly,B_4C decomposed into B and C atoms, and then B atoms diffused into Cu–Ni matrix, leading to the formation of Ni_2B particles. Subsequently, Ni atoms diffused into B_4C, forming a loose mixture of Ni_2B and amorphous C at the initial powder boundary. Finally, with the completion of reaction, Ni_2B particles at the powder boundary grew into a monolithic block, and then C substance was excluded out and accumulated at the edge of this monolithic Ni_2B block. It is believed that the formation of Ni_2B phase is caused by the most negative change of Gibbs free energy among all the potential reactions between Ni–B and Ni–B_4C systems.     

爆燃压裂技术对水泥试样致裂实验研究

为模拟爆燃压裂技术的破岩效果和裂缝形态，进行了水泥试样致裂实验。制作了含有模拟射孔孔眼的ϕ244.5 mm套管，外维为ϕ1 600 mm×1 000 mm的水泥试样9组，并采用现场常用的航天复合推进剂和军工双基药进行实验。在实验基础上，与层内爆炸技术和重复强电冲击波技术进行储层致裂机理对比分析。研究表明，爆燃压裂技术对9组水泥试样具有100%致裂效果，裂缝条数在2~4条，裂缝缝宽在厘米级，且水泥试样的顶部缝宽要大于中部。随着火药用量减少，井筒内峰值压力减小，岩石裂缝条数减少，裂缝宽度减小。其造缝机理和形态有别于使用炸药的层内爆炸技术和使用脉冲功率负载及含能材料的可重复强电冲击波技术。