人工智能在拾取地震P波初至中的应用 ——以汶川地震余震序列为例

为了准确而迅速地拾取大量地震事件的P波初至, 将深度学习方法引入微地震P波初至到时拾取研究中, 对卷积神经网络的结构进行改造, 以便适应地震波形数据的特点 P波初至拾取的要求。该算法只需要输入10 s窗口的三分量地震波形数据, 就可以自动地判定P波初至时刻, 无需扫描连续波形, 运算时间远远小于长短窗、模板匹配等传统方法。使用该算法训练汶川地震主震后2008年7—8月7467条人工拾取的余震P波初至到时, 将得到的模型对测试集中 1867条数据的计算结果与人工拾取结果对比, 误差小于0.5 s者占比达到98.9%。在低信噪比条件下, 该方法仍能保持较好的拾取能力。     

椭圆型方程两点边值问题的混合型高精度紧致差分格式

【目的】针对一维椭圆型两点边值问题,发展一种六阶混合型高精度紧致差分格式。【方法】主要利用泰勒级数展开和组合紧致差分格式(Combined compact difference,CCD)的思想,将未知函数和它的一阶导数、二阶导数作为未知变量,利用函数和各阶导数之间的固定关系,将原方程对一阶导数泰勒级数展开式中产生的三阶导数项进行替换,同时也利用了一阶导数和二阶导数的六阶组合紧致格式。它的特点是显式紧致差分格式和隐式紧致差分格式混合在一起。【结果】最终使得混合型紧致差分格式整体达到了六阶精度。此外,提出的格式还具有推导简便,易实现编程,且能直接推广到高维问题的优点。尽管格式是六阶精度,但与四阶精度格式一样,空间方向仅仅需要3个网格点,因此由格式生成的方程组可采用追赶法进行高效求解。【结论】最后通过对具有精确解的4个算例进行数值实验,数值结果验证了该格式的精确性和可靠性。     

主要国家重点科技投入知识图谱的构建与应用研究

由于国家在一个时期内的科技投入的方向和强度最能反映出国家未来科技发展趋势,本研究提出构建基于科技投入和核心技术的政策要素知识图谱,意欲分析得出各国科技发展方向及趋势的情报,从而支撑科技发展布局与趋势研判.本研究总结了情报监测的科技政策文本中支撑情报分析的关键要素,提出了基于政策要素的知识图谱模型,探索了智能计算的政策分析方法.通过对美国、英国、法国、德国、日本和韩国近年科技投入的优先领域、技术、资助项目、资助强度等相关知识的信息抽取和内容分析,形成了基于领域的政策知识图谱,并利用两个实例演示了基于知识图谱的情报检索与分析效果.本技术对情报分析人员、决策人员审视宏观科技布局和前瞻科技发展方向有所帮助.     

亚致死浓度的吡虫啉对萼花臂尾轮虫种群动态的影响

吡虫啉(Imidacloprid)是一种新烟碱类杀虫剂,但其对轮虫等水生无脊椎动物的毒性尚无从知晓.本文以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,应用种群增长、休眠卵产量和生命表实验等方法,研究了不同浓度的吡虫啉(0、1.56、3.12、6.25、12.5、25、50和100 mg/L)对其种群增长和生命表统计学等参数的影响.结果表明,吡虫啉浓度对轮虫存活(以生命期望为指标)、发育(世代时间)、生殖(净生殖率)和种群增长(内禀增长率和种群增长率)等参数均有显著性影响(P<0.01),但对有性生殖(后代混交率、种群混交率和休眠卵产量)等参数都无显著性影响(P>0.05).与对照组相比,12.5 mg/L吡虫啉处理组中轮虫种群增长率显著升高(P<0.05),而50和100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫种群增长率则显著降低(P<0.05).3.12～12.5 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的生命期望显著延长(P<0.05),而25～100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的生命期望则显著缩短(P<0.01).1.56～12.5 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的世代时间显著延长(P<0.05),净生殖率显著升高(P<0.01),而50～100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的世代时间显著缩短(P<0.01),25～100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的净生殖率显著降低(P<0.01).50～100 mg/L吡虫啉处理组中种群内禀增长率显著降低(P<0.05).吡虫啉浓度与轮虫存活、发育、生殖和种群增长等参数之间均具有显著的剂量-效应关系.在监测吡虫啉的慢性毒性时,净生殖率是较敏感的指标.     

基于遗传算法的建筑隔震支座优化布置软件研发

针对目前手工布置隔震支座费时费力、效率低下的问题,基于遗传算法研发了隔震支座优化布置软件.首先研究了偏心率计算方法和限值要求,阐述了遗传算法的基本原理及其求解偏心率问题的具体含义和适应度函数设计,然后简要介绍了隔震支座优化布置软件的开发,最后基于实际隔震建筑工程对该优化布置软件进行了测试.结果表明,该优化布置软件可自动快速地控制偏心率,提高隔震支座布置效率,从而有利于促进隔震技术在工程中的应用.     

基于模糊自适应PID的无人驾驶车辆路径跟踪控制

在无人驾驶车辆路径跟踪控制过程中,针对控制对象发生变化时传统PID控制器难以对其控制参数进行实时调整的问题,提出一种以预瞄理论为基础的模糊自适应PID控制方法.以前轮转角作为控制系统的输入,设计基于横向偏差和航向偏差的模糊自适应PID路径跟踪控制器.分析量化因子和比例因子的选取原则,利用模糊理论对PID参数进行自适应调整;基于Carsim与Simulink对所提算法进行联合仿真实验.仿真结果表明:模糊自适应PID较传统PID改善了控制器的动态性能且具有较好的自适应能力.     

基于使用强度的办公建筑能耗修正和评价

为了准确评估不同使用强度下办公建筑用能的合理性,以办公建筑为例,采用Designbuilder建筑能耗模拟软件,分析了使用时长和人员密度对办公建筑各分项能耗和总能耗的影响. 考虑使用时长和人员密度对分项能耗的影响,优化了基于使用强度的办公建筑运行能耗修正方法,该修正方法使使用强度偏离大的样本建筑的能耗修正值降低35%~45%. 以同气候区同类型建筑运行能耗的合理值为基准,提出了办公建筑能耗评价方法. 新的方法有助于更准确地反映办公建筑的实际用能水平. 成果可以为办公建筑能耗的精细化评价工作提供参考.     

一类欠观测系统的可观测性研究

探索月球及月球以远天体对推动太阳系起源、行星演化、生命起源等基础科学问题的研究至关重要,已成为各航天强国的发展重心.由于深空探测任务距离遥远,深空探测器依靠地面测控网进行导航难以保证安全可靠运行,亟需发展自主导航能力.基于序列图像的自主导航系统具有成本低、功耗小、全程适用和数据结构简单等优点,可有效降低深空探测器自主导航系统的空间及能源负担,是实现深空探测器自主导航的理想手段之一.但是,受深空探测目标先验信息缺失及复杂环境下系统误差难以自主校正的影响,基于序列图像的深空探测自主导航系统属于典型的欠观测系统.为提升此类自主导航系统的精度和工程实用性,需以可观测性理论研究为基础,指导自主导航系统的设计及工程实现.针对可观测性理论研究的实际需求,本文首先从非线性系统可观测能力的表征、判定及量化等三个方面系统地阐述了现有理论及方法的研究现状;之后,调研了一类欠观测系统(基于序列图像的自主导航系统)的可观测性分析方法,给出了针对此类系统的可观测性研究现状,并讨论了各方法之间的优劣;最后,通过对已有成果进行总结归纳,探讨了现阶段欠观测系统可观测性研究存在的不足以及未来的发展趋势.