医用脑机接口技术研究

• 视觉刺激下脑电重构视频算法研究

  郭一娜;张媛媛;赵轩;赵路清;

  设计了一种端到端的模型，该模型以两个双重生成对抗网络(Dual-GANs)为基础框架，将分属不同域的两种信号通过模型并建立映射关系，利用跨域连接的特性解决丢失特征信息问题，扩充脑电数据量解决信号数据量不匹配的问题。提出一种结合变压器(Transformer)的门控轴向注意力模型，实现直接从EEG重建出相应视频，还对数据进行了全局和局部分支的训练，这提高了模型的性能，并最终重建了与诱发的EEG相对应的视频。

  2025年02期 v.46;No.208 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K]
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• 结合匹配模块和LSTM的运动想象脑机接口研究

  张璐;赵珍;牛立群;郭一娜;

  针对现有面向文本的想象式脑机接口中存在侵入式安全性风险且实验复杂度较高，非侵入式采集精度较低且主要针对印刷体文本等问题，该文研究了面向手写文本的非侵入式脑机接口系统。相较于侵入式脑电采集，非侵入式脑电采集传感器导联通道较少，存在采集脑电数据量不足的问题。受音乐中“五线谱”的启发，创新性的提出了“分段-重构”数据处理方法。为了将点对点的解码转换为连续运动的解码，针对“分段-重构”的数据，设计了匹配模块，结合长短期记忆网络(LSTM)提出MLSTM算法，并引入L_2正则化项，有效的解决了模型过拟合问题。实验表明，该文所提出基于“分段-重构”的MLSTM算法与LSTM、RNN、SVM等算法对比具有更好的分类性能，分类结果达到了96.87%.

  2025年02期 v.46;No.208 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K]
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• 面向运动想象脑电分类的BayesianGCN算法研究

  李亚茹;张悦;马琛;赵路清;郭一娜;

  为了提升运动想象脑机接口任务分类的准确性，充分利用脑电信号的时空特性，构建了贝叶斯图卷积网络。将贝叶斯算法嵌入图卷积神经网络，对网络中的权重进行概率建模，使得贝叶斯图卷积网络能够根据输入信号动态调整权重，以更好地适应不同的信号特性，提高模型的分类准确性，泛化性和可解释性。该模型在两个公开脑机接口竞赛数据集上取得的平均分类准确率分别可达97.20%和95.17%,Kappa系数分别可达0.967 9和0.940 0.实验结果表明该方法能有效提高运动想象任务分类精度，且具有较好的泛化性和可解释性。

  2025年02期 v.46;No.208 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
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• 点注释的旋转病灶检测算法研究

  秦世龙;孙晓普;郭一娜;

  随着人们生活水平的提高，人们越来越注重自己的身体健康，定期会进行体检，病灶检测技术获得了更广泛的关注。针对医学图像中背景复杂、目标方向任意且旋转标注困难等问题，提出一种基于可变形大核模块的点注释旋转病灶检测。首先，针对旋转病灶标注困难问题，引入点监督旋转目标检测。其次，针对医学图像背景复杂问题，构建了可变形大核模块，通过动态调整卷积核的形状和大小来适应不同的图像特征，提高了模型对病灶形状和尺寸的适应性。最后，针对点注释无法提供准确的尺度信息，将CIoU作为回归损失函数，综合考虑了位置、形状和方向等多个因素，使得模型更全面地学习目标的特征。所提算法在DeepLesion数据集和Lung-PET-CT-Dx数据集上的mAP分别为54.7%和36.5%,和最先进的点监督Point2RBox算法相比，mAP分别提高了1.2个百分点和3.2个百分点。实验结果表明，所提算法能够有效地提高点注释旋转病灶检测的精度。

  2025年02期 v.46;No.208 120-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K]
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• 多尺度脑电重构语音方法研究

  张悦;李亚茹;马琛;赵路清;郭一娜;

  提出了一种多尺度脑电重构语音(The Multi-Scale EEG-based Speech Reconstruction, MSEEGSR)方法，用于实现在听觉刺激下的脑机接口通信。为了确保原始脑电和语音图像中的完整信息得到充分保留，捕捉不同层次的语征，为Dual-DualGAN设计了多尺度复合卷积模块，提出了多尺度脑电重构语音算法，实现了将不同听觉任务下的脑电信号重构为语音信号。实验结果表明，重构语音信号与标签语音信号相似度可达0.97以上，所以MSEEGSR方法在人机交互方面具有一定的可行性和有效性，可为听觉诱发脑机接口的研究提供新的思路。

  2025年02期 v.46;No.208 126-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
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计算机科学与信息工程

• 地铁外界坡道补偿模型及其模糊广义预测控制

  郭红戈;薛志飞;张春美;

  通过分析地铁控制指令的流向及列车的工作过程，提出了地铁牵引和制动工况下基于坡道补偿的统一控制模型。为了提高列车模型参数辨识的收敛速度，根据预测误差动态调整遗忘因子，提出了可变遗忘因子的最小二乘参数辨识方法。根据北京亦庄地铁线实测数据，采用带动态遗忘因子的最小二乘参数辨识方法得到牵引和制动工况下地铁控制模型的参数。针对列车在运行过程中受到外界环境干扰的现象，尤其坡道现象，用模糊控制作为广义预测控制器的误差补偿器，在列车牵引和惰行工况下采用牵引模型实现速度精确跟踪，在列车制动工况下采用制动模型实现精准停车，兼顾了地铁列车控制系统的速度跟踪及精准停车性能。以北京地铁亦庄线为仿真研究对象，验证了地铁模型的准确性和控制器的有效性。

  2025年02期 v.46;No.208 133-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]
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• 基于Gamma和时变Markov模型的管道寿命预测

  何莹;董增寿;郑宇佳;

  由于埋地天然气管道在复杂的运行环境下其退化状态具有动态转移性，为避免天然气管道泄漏导致安全事故发生，提出一种基于Gamma和时变Markov模型的管道剩余寿命预测方法。首先采用连续随机过程Gamma描述管道腐蚀退化过程；其次将连续随机过程划分状态空间后利用Markov理论建立剩余寿命预测模型；为适应天然气管道的实际退化过程，引入时变转移概率矩阵解决了转移概率固定的问题；最后通过实例验证并在MATLAB中仿真，将仿真拟合值与实际值对比。结果表明：基于Gamma和时变Markov结合模型的方法预测精度高，预测值比实际寿命小，更好地保障了天然气管道的安全运行。

  2025年02期 v.46;No.208 139-144+151页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K]
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• 基于改进Duhem的压电陶瓷作动器动态建模与控制

  和礼旺;王贞艳;安佳敏;

  迟滞是压电陶瓷作动器的固有特征。针对此问题，首先提出一种基于改进Duhem模型的Hammerstein动态迟滞非线性模型，利用差分进化算法对改进Duhem参数进行了辨识，通过仿真效果和实验数据的对比验证了模型的可行性，模型拥有较强的泛化能力；然后，构建了迟滞补偿器，针对Hammerstein模型的模块化特点，研究了压电陶瓷作动器基于迟滞线性化的内模控制方法，实现系统的动态跟踪控制；最后搭建控制系统进行实验研究，证明了基于该模型的动态跟踪控制具有较好的跟踪效果。

  2025年02期 v.46;No.208 145-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 938K]
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• 一种自适应的数据流近期加权频繁项集挖掘

  贺慧爱;荀亚玲;王林青;杨海峰;

  针对传统频繁项集挖掘仅考虑项目频率导致的信息损失，以及流式数据所包含知识将随时间推移发生变化的问题，提出一种高效的近期加权频繁项集挖掘算法RWFIM-Neg.RWFIM-Neg引入时间衰减因子，通过设置相似性阈值自适应地调整不同时域数据流的衰减程度；在挖掘过程中，通过引入一种更高效的数据结构NegNodeset避免了复杂的建树过程和繁琐的支持度计算，其采用前缀树中的节点集Nodesets,利用位运算来迅速得到没有父子节点关系的负节点集NegNodesets,提高了连接效率，使得其支持度计算的复杂度降低到O(n);同时采用超集等价和父子等价修剪策略，有效地减少了最近加权频繁模式的搜索空间。实验结果表明，其性能优于最新的RWFIM-M算法和传统的WFI挖掘算法。

  2025年02期 v.46;No.208 152-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K]
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• 基于松弛标签一致性字典对学习图像分类算法

  李珍;张素兰;

  针对字典学习图像分类中类内结构信息利用不充分导致分类效果不佳的问题，提出一种基于松弛标签一致性字典对学习(Slack Label Consistent Dictionary Pair Learning, SLC-DPL)的图像分类算法。首先，利用投影字典对样本数据进行线性投影，使编码表示系数在保持稀疏性的同时，获取更有效的编码特征；其次，引入标签一致性矩阵，将标签信息和每一个字典项相关联，增强类内稀疏表示的相似性；最后，学习一个松弛矩阵将标签一致性进行动态优化，使学习到的表示系数更加灵活，进而提高字典对算法的可判别性。通过在AR数据集、CMU PIE数据集和USPS数据集上进行实验，验证了该算法可有效提高图像分类的精度。

  2025年02期 v.46;No.208 160-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1037K]
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机械工程与材料科学

• 装载机驾驶室噪声预测及低噪声优化研究

  范沁红;李浩林;董洪全;

  轮式装载机驾驶室内部噪声是影响舒适性的主要因素之一，尤其是结构振动引起的低频噪声。首先，对某型装载机驾驶室内的悬置位置的振动加速度数据和噪声数据进行了试验采集，并建立结构有限元模型和声学边界元模型研究，将振动加速度数据作为驾驶室有限元模型的载荷输入，并在边界元模型中设置驾驶员左耳位置为求解声学响应的场点，采用数值仿真计算法求解该场点的声压级曲线，并与试验采集的噪声数据进行对比，对有限元模型和边界元模型进行精确性验证。之后采用板面贡献分析法分析驾驶室噪声产生的原因，将噪声贡献显著的板块定义为关键区域，并对其进行吸声材料铺设，进行二次声学仿真计算，其结果表明铺设吸声材料后在(20～200)Hz频段内驾驶室噪声呈下降趋势，且最大噪声峰值(117 Hz频率下的噪声)比未铺设吸声材料时降低了3.24 dB,证明了该方法在降低装载机驾驶室噪音方面的有效性。

  2025年02期 v.46;No.208 168-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K]
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• 310S奥氏体不锈钢的高温蠕变行为及寿命预测模型

  杨卫民;张华煜;秦凤明;陈慧琴;

  在不同温度和应力条件下，采用蠕变实验机对310S奥氏体不锈钢进行单轴拉伸蠕变实验。在700℃和800℃温度条件下，求得了310S奥氏体不锈钢的蠕变本构方程。得到在700℃和800℃温度下该材料的蠕变应力指数为6.83和6.57,可以推断出其在700℃和800℃下的蠕变机制主要是位错的滑移和攀移。在50 MPa应力条件下，蠕变断裂时间随温度的升高而降低，蠕变表观激活能为397.34 kJ/mol.此外采用Larson-Miller参数法和Kachanov-Robatnov损伤模型法通过回归计算得到310S奥氏体不锈钢在700℃和800℃下的蠕变寿命预测模型，两种模型回归精度高，700℃模型回归精度高于800℃模型回归精度。

  2025年02期 v.46;No.208 175-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 842K]
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应用科学

• 基于代理模型辅助的EDA求解昂贵优化问题

  狄亚坤;何小娟;王凤梅;

  针对代理模型辅助的进化算法求解昂贵优化问题，存在收敛慢、容易陷入局部最优的不足，将RBF网络作为代理模型引入分布估计算法，提出一种基于代理模型辅助的分布估计算法。该算法采用不断更新的真实计算的个体分别建立局部和全局代理模型，用代理模型估值获得的优势群体更新分布估计算法中的高斯概率模型，通过不断迭代与模型更新，实现优化过程。采用CEC2005函数测试集中的6个函数对该算法进行测试，实验结果与已有典型算法的结果进行对比，验证了该算法的有效性。

  2025年02期 v.46;No.208 181-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K]
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• 广义有向de Bruijn图罗马控制数的一个注记

  郭亚丽;张新鸿;

  在有向图D中，如果一个函数f:V(D)→{0,1,2}且满足条件每个函数值为0的顶点u都有一个函数值为2的内邻点v,那么称f是有向图D的一个罗马控制函数(RDF).罗马控制函数f的权重值表示为ω(f)=∑_(v∈V)f(v).定义罗马控制数是有向图D中一个RDF的最小权重，记作γ_R(D)主要研究一些特殊广义de Bruijn有向图的罗马控制数。

  2025年02期 v.46;No.208 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K]
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• 分段平稳时间序列多变点估计

  侯文慧;齐培艳;

  变点问题一直是近年以来的热点问题之一。利用秩似然比扫描方法，研究分段平稳时间序列多变点的估计问题。以秩似然扫描函数为基础，构造似然比检验统计量，通过对整个序列进行扫描从而得到变点估计集合。最后针对六个不同的模型进行数值模拟以及对上证指数涨跌情况的实例分析，来验证所用方法的有效性与准确性。

  2025年02期 v.46;No.208 194-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
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