东北大学学报（自然科学版）

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基于变权重奇异谱分析的心律不齐识别方法

李鸿儒，任子洋，黄友鹤，于霞

2022, 43 (3): 305-312. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.001

摘要 ( 712 )

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PDF(1535KB) ( 227 )

现有心律不齐研究多数围绕心电信号中不同频率特性成分的分离展开，而不同子序列的信息量对于最终目标决策的贡献则缺少研究与分析.为增强高贡献度子序列对于分类器的影响，提出了一种变权重奇异谱分析与深度学习结合的识别方法.通过奇异谱分析获得多个子序列，结合各个子序列的奇异值计算随机森林下的基尼系数，并将其作为权重.变权重的序列样本用于训练神经网络模型，更高效地挖掘了有用信息，进一步提高了识别精度，最终的心律不齐识别准确率为98.35%，Macro-F1为97.95%.相对于传统的定值权重，本文提出的变权重识别方法在各个性能指标上均有明显提升.

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基于观测器的车辆电子稳定控制系统执行器故障重构

王宏伟，王倩玉，韩杰，张昊天

2022, 43 (3): 313-320. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.002

摘要 ( 439 )

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PDF(1472KB) ( 190 )

为提高执行器故障时车辆在复杂工况下运行的稳定性，针对不确定车辆电子稳定控制系统设计基于观测器的故障重构策略.考虑系统中的不确定因素，建立双输入双输出四轮转向系统车辆数学模型.构造増广系统，利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式技术获得观测器增益矩阵.通过MATLAB/Simulink和Carsim联合仿真验证该方法的有效性.结果表明:在故障发生时，观测器的状态估计值与真实值之间存在一定偏差，但很快能够跟踪上车辆的实际运行状态，实现故障诊断的目的.与前轮转向系统相比，四轮转向系统能够显著增强高速运行时车辆的稳定性和安全性.

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基于动态双重前缀的模糊相似性连接算法

于长永，王雯函，温秀静，赵宇海

2022, 43 (3): 321-327. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.003

摘要 ( 355 )

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PDF(678KB) ( 129 )

针对相似性连接问题，提出了动态双重前缀的模糊相似性连接算法.与之前的算法不同的是，本文采用双重前缀，即在查找候选以及构建索引时使用不同的前缀来提高过滤效率，并在此基础上进行了优化.首先通过取各个前缀生成的候选集合的交集来缩小候选集合;其次提出最大区分任选前缀，利用此前缀进行预验证来减少最终进入到验证过程的候选对，以此来减少连接时间.并且在三个真实数据集上进行实验，将本文算法与Silkmoth算法以及MF-Join算法进行比较，结果表明所提算法可以生成更小的候选集集合并且需要更少的连接时间.

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基于单目视觉的车辆3D空间检测方法

顾德英，张松，孟范伟

2022, 43 (3): 328-334. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.004

摘要 ( 501 )

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PDF(1074KB) ( 181 )

针对基于单目车辆检测的3D包围框检测精确率比较低的问题，提出了一种基于改进的FPN特征融合、ResNet残差单元、全连接层组合而成的新网络方法.在训练阶段，回归车辆的三维尺寸、残差角度和置信度;在推理阶段，检测出所属类别车辆的三维尺寸和局部角度(α).由车辆的3D包围框中心点坐标、车辆的三维尺寸、车辆偏航角(θ)和相机内参矩阵复原绘制出车辆的3D包围框.所提方法在KITTI验证集上进行了实验，与原方法的检测结果相比，改进的方法在容易、适中、困难三个检测等级下提升了车辆3D包围框平均精确率(AP_3D)为0.60%，1.37%，1.41%.

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基于双目立体视觉的列车目标识别和测距技术

原培新，蔡炟，曹文伟，陈超

2022, 43 (3): 335-343. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.005

摘要 ( 717 )

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PDF(6054KB) ( 2120 )

随着近几年铁路运输量的大幅度提升，铁路运输自动化被提上了日程，现如今火车的调车与编组的效率都有了大幅度提高，但是，火车的摘钩分解操作依旧是需要人工完成.针对摘钩作业时间短，需要在机器人和车厢同步时准确识别目标把手和测距的问题，提出使用双目立体视觉技术配合机械臂自动摘取车钩的方法并对视觉部分进行深入研究:通过图像预处理和模板匹配技术识别目标把手，在利用特征检测和匹配算法恢复双目摄像机间的位姿信息，并对双目摄像机的位姿信息进行校正.为了克服立体匹配时光照不均的影响，提出了基于局部融合的立体匹配算法获取视差图，最后使用三角测量计算列车分解区域中目标把手的深度信息，实现三维重建.此方法可以在识别把手位置后，测量把手距双目视觉系统的物理距离，为机器人自动摘钩提供数据基础.

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基于分层注意力循环神经网络的司法案件刑期预测

李大鹏，赵琪珲，邢铁军，赵大哲

2022, 43 (3): 344-349. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.006

摘要 ( 412 )

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PDF(521KB) ( 299 )

为了解决刑期预测任务准确率较差的问题，提出一种基于多通道分层注意力循环神经网络的司法案件刑期预测模型.该模型对传统的循环神经网络模型进行了改进，引入了BERT词嵌入、多通道模式和分层注意力机制，将刑期预测转化为文本分类问题.模型采用分层的双向循环神经网络对案件文本进行建模，并通过分层注意力机制在词语级和句子级两个层面捕获不同词语和句子的重要性，最终生成有效表征案件文本的多通道嵌入向量.实验结果表明:对比现有的基于深度学习的刑期预测模型，本文提出的模型具有更高的预测性能.

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基于动态ID跳变的CAN总线安全调度算法

丁山，臧仕义，曹殿明，佘黎煌

2022, 43 (3): 350-358. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.007

摘要 ( 427 )

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PDF(1008KB) ( 219 )

CAN(controller area network)总线是应用最广泛的现场总线，由于缺乏认证及消息检验机制，使得现在的CAN总线具有极大的安全隐患，需要为CAN总线设计防御机制.针对此情况，本文设计了一种优先级跳变机制，将通过散列函数进行一次性标识符动态跳变的方式引入到实时调度算法中.使用遗传算法计算固定优先级，求出优先级可妥协范围，将各帧进行分组，将数据帧的ID段进行分段重构，ID段前部分决定优先级并进行优先级跳变，ID段的后部分进行一次性动态跳变.实验结果表明，使用动态优先级和一次性ID跳变的方式进行跳变，相较于已有的ID跳变机制其安全性有了较大的提升.

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复杂网络上基于多维特征表示学习的推荐算法

丁来旭，刘洪娟

2022, 43 (3): 359-367. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.008

摘要 ( 540 )

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PDF(719KB) ( 224 )

网络表示学习可以有效解决推荐面临的数据稀疏问题.本文对网络表示学习中LINE算法和DeepWalk算法进行改进，提出混合推荐算法并应用于电影推荐场景.该算法通过学习用户喜好特征、厌恶特征和相似用户特征，生成三个低维特征向量.将三个低维特征向量线性组合拼接成用户表示向量，以余弦相似度作为相似性指标，将相似用户关联的电影推荐给目标用户，实现电影推荐.实验结果表明，所提出的推荐算法相较于次优算法，在MovieLens数据集上的准确率和F1指标分别提升12%和7%，在MovieTweetings数据集上的准确率和F1指标分别提升16%和18%.本文提出的基于多维特征表示学习的推荐算法在电影推荐类场景中，具有显著的优越性.

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级联自适应局部投影降噪方法

徐礼胜，崔慧颖，吴俊鼎，王仲怡

2022, 43 (3): 368-375. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.009

摘要 ( 415 )

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PDF(1217KB) ( 268 )

针对具有非线性、非平稳性特征的信号，提出一种邻域半径自适应局部投影和小波阈值去噪级联的降噪方法.首先，利用经验模态分解得到信号中的高频分量并以此估计噪声水平;再根据噪声水平确定邻域半径;最后，利用该半径进行局部投影处理并结合小波阈值方法进行细节平滑.Lorenz系统时间序列的降噪结果表明，本方法能够提高信噪比并降低均方误差，并在信号结构失真时恢复其原始吸引子形态，去噪和还原信号特征的能力皆优于小波阈值去噪方法.对桡、颈、肱动脉脉搏信号、心电信号的降噪结果展示了本方法在生理信号噪声抑制和特征保留方面的优越性能.

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面向天地一体化网络的计算卸载算法

耿蓉，王宏艳，刘畅，徐赛

2022, 43 (3): 376-383. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.010

摘要 ( 532 )

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PDF(778KB) ( 215 )

由于天地一体化网络的计算资源受限、能力迥异等问题，会导致其处理复杂任务的能力减弱，使得重要的任务处理失败.因此，本文构建了一种将任务卸载到本地-骨干-边缘接入节点的三层计算卸载开销模型，并通过基于DQN的最优卸载算法进行最优卸载策略的制定.首先，依据网络中存在的天基骨干节点、边缘接入节点以及地基骨干节点三种类型计算节点(卸载站点)自身的特点，给出了不同卸载站点的时延、能耗的开销表达式以及对应的约束条件. 然后，提出了基于DQN算法来完成低时延、低能耗的卸载过程.仿真结果表明，DQN算法能够提高任务执行的速度，降低终端设备的能耗，有效改善网络中计算节点资源迥异的现状.

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基于GADF与引入迁移学习的ResNet34对变速轴承的故障诊断

侯东晓，穆金涛，方成，时培明

2022, 43 (3): 383-389. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.011

摘要 ( 828 )

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PDF(1749KB) ( 494 )

针对传统分析方法对于轴承在变速情况下的故障诊断较为困难的问题，提出一种基于格拉姆角差场(Gramian angular difference field，GADF)与引入迁移学习的ResNet34模型对变速轴承的故障诊断方法.首先利用GADF对一维时序振动信号进行编码，转换成二维图像，产生相应的故障图，再将这些故障图输入引用迁移学习的残差网络(ResNet)自动进行故障特征提取及分类.为了验证该方法的有效性，综合对比其他方法，本文方法在西储大学轴承数据集上表现更好.最后对加拿大渥太华大学的变速轴承数据集进行诊断，检验其在变速情况下的分类性能.结果表明，在变速情况下，所提方法可达到较高的诊断精度.

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智能调节续流模式的步进电机细分控制

金博丕，王宏，李坦，张亮

2022, 43 (3): 390-397. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.012

摘要 ( 532 )

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PDF(2696KB) ( 371 )

针对步进电机在细分控制下使用传统续流模式导致的响应时间和电流纹波问题，提出一种智能调节续流模式策略.首先，详细分析了缓慢续流、快速续流和固定混合续流模式.其次，设计了一种可自动计算最佳续流模式的智能调节方法，该方法基于固定关断时间，可在一个PWM周期内对固定续流时间中快速续流的百分比进行优化，旨在提高电机细分控制运动性能.然后，基于已搭建的实物平台，对比分析了传统续流模式和智能调节续流模式的电流纹波.最后，该方法成功应用于ALNES S7卫星SADA.结果表明所提出的方法在响应时间和电流纹波之间达到了一种平衡，使得细分控制更加平稳.

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开孔碳纤维复合材料层合板的拉伸失效有限元分析

陈小辉，张珩，刘明月，侯东晓

2022, 43 (3): 397-403. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.013

摘要 ( 1118 )

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PDF(2253KB) ( 670 )

基于ABAQUS有限元软件中的二维壳单元和三维实体单元，对铺层角度为［0°/(±45°)₃/(90°)₃］_s的开孔T300/1034-C碳纤维复合材料层合板在拉伸载荷作用下的失效过程进行研究.首先，在ABAQUS有限元软件中建立壳单元和连续壳单元碳纤维复合材料模型，利用自带的2D Hashin准则与退化模型模拟了层内失效.但二维模型没有考虑各层失效间的相互影响，进而通过编写材料子程序VUMAT，引入3D Hashin准则和基于断裂能的等效应力-应变双线性退化方式，采用实体单元模拟碳纤维复合材料的失效行为.通过对三种单元模型进行模拟，结果表明:开孔造成的应力集中会使层合板在拉伸过程中纤维与基体更易失效，成为裂纹源;在层合板失效过程中，都呈现“X形”向“沙漏形”失效发展趋势，最终沿宽度方向断裂;实体模型模拟精度相比于传统壳单元、连续壳单元的偏高更接近实验数值，三种单元模拟极限失效载荷与实验数据相差分别为26.1%，31.1%，8.64%.

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含裂隙类岩石试样单轴抗压强度特征及裂纹演化规律

孙浩，陈帅军，金爱兵，朱东风

2022, 43 (3): 404-413. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.014

摘要 ( 661 )

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PDF(2731KB) ( 236 )

通过研究含复杂裂隙岩体性质，甄别岩体中关键裂隙，进而简化裂隙网络.基于3D打印技术制备含裂隙类岩石试样，利用数字图像相关(DIC)技术和颗粒流软件PFC研究了试样应变场变化、试样内局部应力分布状态和破裂模式.研究结果表明:1)相较于完整试样，含水平裂隙试样的峰值强度降低了20.9%，含垂直裂隙试样的峰值强度仅降低3%左右，水平裂隙对试样的劣化效果更显著;2)水平裂隙中部拉应力远超垂直裂隙端部应力，因此含水平裂隙试样更易且更早产生拉伸裂纹，导致含水平裂隙试样强度低于含垂直裂隙试样强度;3)当十字交叉裂隙中垂直裂隙长度为水平裂隙长度的1~2倍时，十字交叉裂隙中的水平裂隙是控制试样裂纹演化及强度特征的关键裂隙，因此十字交叉裂隙可简化为水平裂隙.

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SCR废催化剂中钒和钨常温常压浸出新工艺

刘娜娜，徐新阳，陈熙，刘源

2022, 43 (3): 414-423. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.015

摘要 ( 425 )

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PDF(2497KB) ( 222 )

基于SEM-EDS，XPS，获得常温常压下SCR废催化剂二段式浸出新工艺，采用Box-Behnken试验设计(BBD)方法分段研究了各因素及其交互作用对钒和钨浸出影响，得到了最佳工艺参数，并分析了浸出机理.结果表明，采用二段式浸出工艺，各因素影响顺序为:第一阶段提钒，反应温度＞浸出时间＞浸出剂浓度;第二阶段提钨，反应温度＞浸出剂浓度＞浸出时间.第一段当NaOH浓度0.5mol·L^-1，60℃下反应10min时，钒浸出率为(61.40±0.24)%;第二段当NaOH浓度2.5mol·L^-1，90℃下反应50min时，钨浸出率为(55.73±0.22)%.废催化剂中钒以V₂O₃，VOSO₄和V₂O₅形式存在，与NaOH反应生成可溶性钒酸盐，少部分V₂O₃和V₂O₅在反应过程中生成VOSO₄后溶解.

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组合脱磷剂对高磷铁矿还原焙烧-磁选的影响

吴世超，孙体昌，寇珏，陈泽坤

2022, 43 (3): 423-430. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.016

摘要 ( 412 )

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PDF(3327KB) ( 155 )

针对高磷铁矿还原焙烧降磷过程中脱磷剂成本高、用量大等难题，为更好地开发利用高磷铁矿，采用还原焙烧-磁选工艺，研究了组合脱磷剂对高磷铁矿提铁降磷的影响.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)揭示提铁降磷机理.结果表明:加入13%碳酸钙和2%碳酸钠作为组合脱磷剂能代替传统脱磷剂，并获得了良好的脱磷效果.当原矿铁品位55.58%，含磷0.57%时，在推荐的试验条件下，可获得铁品位93.25%，铁回收率90.75%、磷质量分数0.09%以及磷的去除率高达91.46%的粉状还原铁.加入的组合脱磷剂不仅促使铁氧化物中的磷组元向磷酸钙发生转变，使金属铁颗粒与磷酸钙界限明显，而且还能防止难以还原的铝尖晶石和铁橄榄石的生成，最终实现了磷的深度脱除和铁的有效回收.

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差异化入驻费下考虑质量敏感的平台双渠道策略

李春雨，张翠华

2022, 43 (3): 431-440. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.017

摘要 ( 401 )

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PDF(776KB) ( 151 )

在线上零售环境下研究了考虑服务质量敏感和渠道替代率的线上平台渠道策略.基于平台制定的固定和可变入驻费，构建供应链决策模型.通过数值分析，探讨渠道竞争和质量敏感性对企业决策的影响，确定渠道选择的边界条件.结果表明:渠道竞争加剧会提升供应商和平台质量投资，增加利润.佣金增加不总是对平台有利，佣金率过高会导致供应商退出平台，不利于其持久运营.平台规模较小时，如果固定入驻费较大，供应链不会实行双渠道策略;平台规模较大时，入驻费对渠道运营的影响小;平台渠道运营成本在一定范围内时，采取双渠道可以实现双赢.

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企业人力资本结构对国际并购绩效的影响——基于企业家教育背景的调节作用

刘烨，魏欣莉，乔磊

2022, 43 (3): 440-447. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.018

摘要 ( 402 )

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PDF(421KB) ( 119 )

将企业的人力资本结构分为4个维度:员工受教育程度、员工薪酬、员工培训以及员工流动，选取2004年以来发生国际并购的上市公司为研究样本，研究其人力资本结构对企业国际并购绩效的影响.结果表明:高科技企业的员工受教育程度与国际并购绩效之间有显著的U型关系，员工流动对高科技企业以及非高科技企业的国际并购绩效有显著的负向影响，企业家教育背景对人力资本结构与企业国际并购绩效之间的关系具有积极的调节作用.

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组织-员工工作家庭边界融合度匹配对员工工作幸福感及工作繁荣的影响

于泊明，张兰霞，杨硕，李爽

2022, 43 (3): 448-456. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2022.03.019

摘要 ( 479 )

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PDF(860KB) ( 447 )

根据个体-环境匹配理论，基于345对组织与员工配对调查数据，运用多项式回归分析、响应面分析以及块变量分析法，探讨组织-员工工作家庭边界融合度匹配对员工工作幸福感及工作繁荣的影响.结果表明，组织-员工工作家庭融合度一致性匹配对员工的工作幸福感和工作繁荣有正向影响，具体而言，与组织融合度低-员工融合度低的匹配相比，组织融合度高-员工融合度高的匹配对员工工作幸福感及工作繁荣的正向影响更强;组织-员工工作家庭边界融合度差异性匹配对员工工作幸福感及工作繁荣有负向影响，具体而言，与组织融合度高-员工融合度低的匹配相比，组织融合度低-员工融合度高的匹配对员工工作幸福感及工作繁荣的负向影响更强.工作幸福感在组织-员工工作家庭边界融合度匹配与工作繁荣间起中介作用.基于组织-员工工作家庭边界融合度匹配的视角，研究结论丰富了员工幸福感和工作繁荣的前因研究，也为企业制定差异化的工作家庭边界管理策略提供了有益的指导.

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