东北大学学报（自然科学版）

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具有不确定转移速率的广义马尔可夫跳变系统的耗散模糊控制

周娟，伯丽萍

2023, 44 (9): 1217-1226. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.001

摘要 ( 779 )

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PDF(586KB) ( 471 )

研究了具有不确定转移速率的广义马尔可夫跳变系统的耗散模糊控制问题.首先，建立了一个新的李雅普诺夫函数，进而得到了能够保证系统随机可容许并且具有给定耗散性能指标α的有界实引理.利用时滞分割方法和新的不等式去处理函数，从而在一定程度上减少了结论的保守性.其次，基于这些因素，得到了可以利用严格的线性矩阵不等式求解的期望控制器的显式表达式.在设计控制器的过程中，将不确定转移速率分为两种情况，进而得到了两种不同情况下的线性矩阵不等式.最后，一些数值算例反映出本文方法具有较小的保守性和有效性.

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基于SiamBAN跟踪器改进的目标跟踪算法

郑艳，赵佳旭，边杰

2023, 44 (9): 1227-1233. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.002

摘要 ( 548 )

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PDF(2525KB) ( 284 )

孪生网络系列的跟踪器基于相似度匹配的方法来实现目标跟踪，当遇到相似干扰物时会发生跟踪漂移现象，从而导致跟踪失败.针对这个问题，以SiamBAN跟踪器为研究基础，提出了一种改进算法.主要改进包括:在训练阶段，加入中心回归分支来降低远离目标中心的边界框分数，同时引入Focal Loss损失函数，在推理阶段设计了全新的筛选策略，来区分要跟踪的目标和相似干扰物.改进后的算法在OTB100测试集的成功率和精度相比于原来分别提高了2.1%和3%，在GOT10k的测试集上成功率比原来提高了2.1%.

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一种NMI结合HSIC0的台风移动轨迹多因素相关分析方法

乔百友，郝元卿，唐忠，汪锐

2023, 44 (9): 1234-1244. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.003

摘要 ( 402 )

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PDF(1603KB) ( 219 )

现有非线性相关分析方法准确性低、计算代价大，因而不适合大规模、高维度台风轨迹数据相关分析.针对这一问题，首次将希尔伯特-施密特独立准则经验估计(Hilbert-Schmidt independent criterion empirical estimation， HSIC0)引入到台风移动轨迹相关研究中，提出了一种基于标准化互信息(normalized mutual information，NMI)结合HSIC0的多因素相关分析方法.该方法首先利用NMI来过滤掉台风数据中相关性低的冗余因素，然后采用XGBoost机器学习模型来剔除掉无效因素，从而降低后续计算代价.在此基础上，采用基于HSIC0的多因素相关分析方法对台风数据进行了分析，挖掘出了相关性较强的台风移动轨迹影响因素组合，从而提高了台风移动轨迹的预测精度.真实台风数据集上的一系列实验结果表明，提出的方法在MSE，MAE，R^○2指标上均优于NMI、Pearson相关系数、距离相关系数等分析方法.

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叠加泛化集成的烧结水分预测LGBM-RF-XGB混合模型

黄传奇，任昱乾，吴朝霞

2023, 44 (9): 1245-1250. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.004

摘要 ( 510 )

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PDF(841KB) ( 135 )

针对烧结混合料水分预测的问题，引入了基于叠加泛化集成的建模方法，提出了Robust Scaler-Rank Gauss (RS-RG) 混合算法对输入叠加模型的数据进行处理，进而建立了基于叠加泛化集成的烧结混合料水分预测轻量梯度提升机-随机森林-极端梯度提升机(LGBM-RF-XGB)混合模型，可以在烧结料混合前预知水分值.LGBM-RF-XGB叠加模型的内部机制是先从LGBM和 RF模型生成元数据，再使用 XGB模型计算最终预测.结合烧结现场数据，将提出的叠加模型与多个基准模型进行了对比仿真实验.结果表明，所提出叠加模型的精度和误差均优于用于对比的基准模型，满足烧结工艺要求，可以用于实际生产中的烧结混合料水分提前预测，为加水量自动控制提供理论依据.

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基于关键信息指导的文本摘要模型

林舟，周绮凤

2023, 44 (9): 1251-1258. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.005

摘要 ( 418 )

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PDF(1359KB) ( 208 )

现有生成式文本摘要模型缺乏对关键词信息的关注，存在输入文本中关键信息丢失问题.因此，提出了一种基于关键词语义信息增强的指针生成网络(keyword semantic information enhancement pointer-generator networks， KSIE-PGN)模型.首先，构建了基于DistilBERT的关键词抽取模型(keywords selection method based on BERT， KSBERT).其次，提出了基于关键词掩码的覆盖机制，在使用覆盖机制时，保留解码过程中模型对关键词的持续关注.接着，KSIE-PGN模型在解码过程融合了多种关键词信息，包括关键词语义向量和关键词上下文向量，从而解决解码器丢失输入文本关键信息这一问题.在CNN/Daily Mail数据集上的实验结果表明KSIE-PGN模型能够较好地捕捉输入文本中的关键信息.

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基于双注意力机制的COVID-19病灶CT图像分割方法

姜杨，刘成，丁其川，王力

2023, 44 (9): 1259-1268. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.006

摘要 ( 582 )

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PDF(1291KB) ( 332 )

从CT图像中快速、准确地分割出新型冠状病毒肺炎(COVID-19)病灶区域，是实现对COVID-19计算机辅助诊疗的重要环节，为此提出了一种基于双注意力机制的COVID-19病灶CT图像分割方法.首先，引入门控注意力AG模块从空间上增强对病灶区域的关注，降低图像亮度不均衡、低对比度对分割精度的影响；其次，引入结合残差单元的SE-Res模块对病灶区域进行通道增强，提取细微结构特征，提高网络对病灶形状变化较大和磨玻璃边界区域的分割性能.在COVID-19公共数据集上实验表明，所提出方法达到的Dice系数、阳性预测值、交并比分别为0.9088，0.9152，0.8589，与前期研究相比，分别提高了0.75%，0.11%，0.65%.所提出方法能提高对病灶形状变化较大区域和磨玻璃边界的分割精度，整体性能优于当前主流模型.

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w(Fe)/w(Ni)对Mo₂FeB₂基金属陶瓷的影响

刘俊汝，张国华，周国治

2023, 44 (9): 1269-1278. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.007

摘要 ( 486 )

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PDF(3154KB) ( 92 )

以MoB，Fe，Ni，Cr粉末为原料，采用真空液相烧结工艺制备了不同w(Fe)/w(Ni)(10∶0，7∶3，5∶5，3∶7)的Mo₂FeB₂基金属陶瓷，并研究了w(Fe)/w(Ni)对金属陶瓷相组成、微观组织和力学性能的影响.结果表明，不同w(Fe)/w(Ni)的硼化物基金属陶瓷的硬质相和黏结相的相组成不同.其中当w(Fe)/w(Ni)=3∶7时，硬质相是由Mo₂NiB₂和Mo₂FeB₂组成的；而当w(Fe)/w(Ni)为其他比值时，硬质相则均为Mo₂FeB₂.当烧结温度为1350℃时，金属陶瓷的微观结构组织均匀，孔隙最少；随着烧结温度继续升高，硬质相颗粒发生团聚从而导致组织不均匀，因此性能也随之降低.经1350℃ 2h烧结，得到的金属陶瓷(w(Fe)/w(Ni)=10∶0)的硬度和抗弯强度均达到最大值，分别为82.1 HRA和1498.7MPa.同时，通过断口形貌分析可知，大量的韧窝和丰富的撕裂棱与金属陶瓷抗弯强度的提高密切相关.

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锰源对合成锂离子筛及吸附性能影响

李凤华，刘肖，李英楠，樊瑞

2023, 44 (9): 1279-1284. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.008

摘要 ( 517 )

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PDF(1445KB) ( 205 )

锰系锂离子筛适用于我国高镁锂比的盐湖提锂，针对MnSO₄，MnOOH，Mn₃O₄三种不同锰源合成MnO₂·0.5H₂O锂离子筛，分析锰源对锂离子筛吸附性能的影响.采用XRD，SEM，BET，AAS技术手段对样品进行表征分析.实验结果表明，三种锰源均可合成较纯的Li_1.6Mn_1.6O₄离子筛前驱体，酸洗脱锂后三种锂离子筛的BET比表面积相比先驱体均发生了大幅增加，增量分别为546.6%，129.9%，142.2%.其中以MnSO₄合成的离子筛比表面积最大，Mn₃O₄合成的离子筛成特殊棒状形貌.吸附结果表明，MnSO₄源合成的离子筛锂吸附性量最高，在质量浓度仅20mg/L的低锂溶液中，提锂量为19mg/g.

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机器人砂带磨削单磨粒材料去除影响因素

巩亚东，赵显力，张伟健，唐本甲

2023, 44 (9): 1285-1291. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.009

摘要 ( 518 )

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PDF(2407KB) ( 180 )

为了研究机器人砂带磨削单磨粒材料去除的影响，基于机器人砂带磨削进行了单磨粒划擦实验.研究了高温合金的机器人砂带磨削去除行为，分析了划擦长度、切除深度、堆积比随磨削速度、设定磨削深度的变化规律.实验结果表明，随着磨削速度的增加，划擦长度与切除深度总体上呈减小趋势，当磨削速度达到10.99m/s时会出现局部增大；堆积比在总体上呈现增加的趋势，在10.99m/s时出现局部减小.随设定磨削深度的增加，划擦长度与切除深度都在增加，但并非线性增加；堆积比总体上呈现先减小后增加趋势.研究结果为机器人砂带磨削工艺优化提供了重要参考.

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相变材料对储热系统换热速率的影响

库尔班江·乌丝曼，戴晓业，史琳

2023, 44 (9): 1292-1298. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.010

摘要 ( 454 )

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PDF(866KB) ( 158 )

相变材料(PCMs)是潜热储热系统的核心媒介，而相变温度、导热系数及储能密度是选择PCMs的最关键三大因素.通过热阻模型相对热阻变化，对PCMs以上三个因素分别对储热系统换热速率的影响进行了分析.结果表明，PCMs的导热系数提高到2倍时对系统的换热效果提升显著，提高到5倍以后继续提高导热系数增强系统换热速率效果几乎已失效；在蓄热过程中PCMs相变温度越低，换热速率越快，在释热过程中恰好相反；提高储能密度对系统的换热速率并没有影响，只是相应倍数地延长了蓄/释热功率的时间.

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“亿级”自由度数值模拟技术及其工程应用

侯俊旭，杨天鸿，马凯，赵永

2023, 44 (9): 1298-1308. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.011

摘要 ( 509 )

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PDF(7430KB) ( 143 )

为解决数值模拟方法在大型岩体工程稳定性分析中精度低、误差大的问题，开发了一种“亿级”自由度数值模拟技术.以大红山铁矿露天与地下联采地表岩移工程问题为例，详细阐述了“亿级”自由度数值模拟技术流程.将模拟计算结果与实测地表裂隙范围相结合，提出了一种模糊沉降值反演地表裂隙范围的方法.将该方法与“亿级”自由度数值模拟方法结合使用，可对地表裂隙发育范围进行准确估算，位置绝对误差在1.59~4.71m，总长度误差率在1.141%，验证了方法的可靠性，较常用的百万级自由度数值模拟方法有了提升.同时，对5年后露坑联采地表裂隙范围进行了估算.随着5年后地下300~720m标高矿体采出，虽然塌陷坑废石充填对围岩变形具有抑制作用，但地表沉降及开裂范围仍会波及露天境界，预计裂隙区域至少将影响露天矿990m标高台阶以上范围.

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不同岩性岩石单轴压缩破坏共性前兆特征

赵永，古旭升，王述红，高煬

2023, 44 (9): 1309-1317. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.012

摘要 ( 487 )

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PDF(2987KB) ( 251 )

煤矿中岩体往往是层状分布，多种岩性共存.单一岩性岩石失稳研究得出的前兆指标难以用于实际工程.探究煤矿中不同岩性岩石的破裂过程与声发射参数之间的关系，建立基于声发射参数的多种岩性岩石稳定性评价机制至关重要.鉴于此，利用声发射监测系统对取自煤层上方连续三种岩性岩石(细砂岩、砂质泥岩和粉砂岩)开展单轴压缩声发射试验研究.通过对声发射参数的相关性进行研究，选取了能量、b值、主频、视应力以及视体积这5种相关性较低的声发射参数作为岩石破坏前兆指标，建立了适用于三种岩性的稳定性评价体系.研究结果为实际工程中基于微震监测的煤矿灾害预警预测提供基础.

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新疆半干旱生态脆弱区露天煤矿生态成本

叶鲁青，胥孝川，顾晓薇，王青

2023, 44 (9): 1318-1327. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.013

摘要 ( 351 )

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PDF(514KB) ( 135 )

露天煤炭资源开采对生态环境脆弱的新疆半干旱地区造成了巨大的环境压力，因此，特定环境下对资源开采产生的生态扰动评估和生态价值损失计算显得尤为重要.针对半干旱生态脆弱区特点和特殊环境下生态系统服务功能，将矿山生态成本分为直接经济价值损失、外生生态价值损失、环境污染治理成本、能耗生态成本和复垦成本，建立半干旱生态脆弱区露天煤矿生态成本模型.将研究成果应用于新疆半干旱生态脆弱区某露天煤矿，得到该矿山生态成本为23.28亿元，占矿山净现值的94.90%，可以看出半干旱生态脆弱区资源开采产生的生态扰动剧烈，生态代价巨大，如果矿山把生态成本考虑到矿山财务统计中，将会大大压缩矿山的利润.

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基于谱分析的HY-2沿轨大地水准面分辨能力研究

周润生，张胜军，孔祥雪

2023, 44 (9): 1328-1336. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.014

摘要 ( 327 )

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PDF(2746KB) ( 111 )

我国海洋二号系列卫星积累了海量数据，而测高资料沿轨大地水准面分辨能力的提升与海洋重力场模型的精化紧密关联.基于自谱分析、互谱分析和相干函数计算等实现了卫星测高资料的沿轨大地水准面分辨能力估算，并分别选定HY-2B与SARAL/AltiKa，HY-2C与Jason-2的空间相近轨迹序列开展实验.研究结果表明，HY-2C的平均分辨能力为19.15km，略优于HY-2B与Jason-2，同时略低于脉冲重复频率更高的SARAL/AltiKa Ka波段测高资料.此外，重复周期的共线处理能通过有效抑噪以显著提升沿轨大地水准面分辨能力，在5，10和20个周期共线处理的情况下，HY-2B沿轨分辨能力分别提升了19.26%，38.56%和46.69%.因此，在HY-2A，CryoSat-2等测高任务提供了多周期重复观测的大地测量任务观测序列时，必要的共线处理将为海洋重力场模型精化带来更高效的数据融合.

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车致爆炸作用下装配式桥墩损伤模式及安全防护距离

朱钊，李源，韩逸涛

2023, 44 (9): 1337-1348. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.015

摘要 ( 342 )

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PDF(8841KB) ( 104 )

为评价在役装配式桥墩的抗爆性能并建立其安全防护距离，结合已有现浇桥墩及装配式桥墩爆炸试验结果，进行了材料损伤本构、空气和炸药状态方程及接缝分析参数的验证.在分析参数验证的基础上，采用Autodyn冲击分析软件，进行了三种连接方式下装配式桥墩的车致爆炸性能分析.分析结果表明，当爆炸距离小于2m时，三种装配式桥墩均表现出墩底区域冲剪破坏.爆炸距离大于3m时，无粘结预应力装配式桥墩及灌浆波纹管装配式桥墩在爆炸冲击波作用下，表现出墩底接缝的有限滑移，部分装配式桥墩表现出典型的弯剪破坏模式.结合桥墩损伤分布、墩底加速度时程、钢筋应力分析结果表明:以不倒塌理念进行三种装配式桥墩抗爆防护时，其安全防护距离均为3m.

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银行间困境传染及系统重要性与脆弱性识别——基于DebtRank算法

郑红，包芮，黄玮强

2023, 44 (9): 1349-1359. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.016

摘要 ( 568 )

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基于我国各商业银行的银行间资产和银行间负债总体数据，利用最大熵法间接推断得到银行间借贷关联网络.在此基础上，利用DebtRank算法研究了单一冲击和共同冲击情形下我国商业银行损失困境的传染过程，进而衡量银行的系统重要性和系统脆弱性及其影响因素.研究结果表明，在特定情形下，银行损失困境给系统内其他银行造成的权益损失反而比银行违约造成的损失更大.我国商业银行没有位于“高脆弱性/强重要性”区域，表明我国银行体系较为安全.在影响因素方面，平均资产回报率对银行的系统重要性具有显著的负向影响，贷款拨备率、一级资本充足率和同业拆借率均对银行的系统重要性具有显著的正向影响；一级资本充足率和资产规模对银行的系统脆弱性均具有显著负向影响，同业拆借率对银行的系统脆弱性具有显著的正向影响.研究结果不仅有助于各银行了解自身处境，而且为金融监管提供依据.

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基于空间体验的机场综合交通枢纽旅客步行便捷性评价方法

包丹文，陈卓，周佳怡，姚馨宇

2023, 44 (9): 1359-1368. DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2023.09.017

摘要 ( 495 )

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为科学指导机场综合交通枢纽规划设计与优化工作，提升旅客民航出行体验，首先，在考虑快捷、时效层面的基础上，构建顺畅性评价指标，充分体现换乘设施空间布局特征，从而建立旅客步行便捷性评价指标体系;然后，添加空间可理解因子，量化机场综合交通枢纽复杂空间可视性对旅客步行行为的影响，以此提出基于空间体验的旅客步行便捷性评价方法;最后，对比分析南京禄口国际机场各交通方式换乘步行便捷水平差异.结果表明基于空间体验的评价方法相比传统方法，步行便捷性评价结果更加客观、准确;南京禄口国际机场综合交通枢纽地铁场站至T1航站楼值机大厅步行便捷性最低，从步行交通设施设置等方面提出针对性优化策略，整体步行便捷性将提高8.2%.

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