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ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
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深度人脸伪造与检测技术综述  收藏
谢天, 于灵云, 罗常伟, 谢洪涛, 张勇东
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (9): 1350-1365.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.002
Abstract  (0) PDF (5408KB) (651)
由于现有深度人脸伪造软件通常是开源的或者被封装为APP免费分发, 导致了虚假视频的泛滥。 因此开展针对深度人脸伪造检测技术的研究就显得尤为重要。 目前, 深度人脸伪造及检测技术正处在快速发展时期, 各种相应的算法也在不断更新迭代。 本文首先介绍了深度人脸伪造和其检测技术的代表性算法并给出简要分析, 其中深度人脸伪造技术包括身份替换、 面部重演、 属性编辑、 人脸生成等, 检测技术包括图像级伪造检测技术和视频级伪造检测技术。 然后归纳总结了常用的深度人脸伪造与检测数据集及不同算法的评估结果, 最后讨论了伪造技术及其检测技术目前面临的主要问题及发展方向。
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滑坡变形监测预警技术研究进展  收藏
邓李政, 袁宏永, 张鸣之, 陈建国
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (6): 849-864.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.002
Abstract  (0) PDF (8468KB) (552)
中国滑坡灾害数量多、分布广、危害大,每年约有80%的地质灾害发生在已查明的隐患点范围之外。监测预警是主动防范地质灾害的重要手段。变形是滑坡最为关键的监测参数。该文旨在梳理总结滑坡变形监测技术和预警方法,评述现有研究进展,分析未来发展趋势,为滑坡灾害防控领域的科学研究和工程实践提供借鉴。地表变形监测技术多易受到外界因素干扰,及时性和可靠性难以得到保障。深部变形监测技术直接获取滑面发展破坏信息,能够发现灾变前兆,但现有设备存在成本高、量程小或操作难等问题。滑坡监测为早期预警提供依据,而早期预警能够减少甚至避免人员伤亡和财产损失,区域性气象预警和单体滑坡预警两类预警方法正在逐渐发展完善中。单体滑坡预警常见方法是分析滑坡变形趋势和突变特征,通过速度、加速度等判据的阈值触发不同级别预警。滑坡智能预警模型将机器学习与地质工程交叉融合,有望提升灾害早期预警的准确性和自动化水平。滑坡高质量监测应综合运用多种技术以克服单一技术的局限,而预警模型则越来越关注变形趋势的智能分析。滑坡动力学机制复杂、个性特征明显,广泛适用的预警模型有待进一步探索。
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基于独热编码和卷积神经网络的异常检测  收藏
梁杰, 陈嘉豪, 张雪芹, 周悦, 林家骏
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (7): 523-529.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.061
Abstract  (0) PDF (1102KB) (1216)
目前基于深度学习的网络异常检测是入侵检测领域新的研究方向,但是大部分研究都是利用数据挖掘处理后的特征数据进行特征学习和分类。该文利用UNSW-NB15作为主要研究数据集,利用独热编码对数据集中的原始网络包进行编码,维度重构后形成二维数据,并利用GoogLeNet网络进行特征提取学习,最后训练分类器模型进行检测。实验结果表明:该方法能有效处理原始网络包并进行网络攻击检测,检测精度达到99%以上,高于基于特征数据进行的深度学习检测方法。
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基于深度学习的自动驾驶技术综述  收藏
张新钰, 高洪波, 赵建辉, 周沫
清华大学学报(自然科学版)    2018, 58 (4): 438-444.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.21.010
Abstract  (0) PDF (2102KB) (3503)
该文在行人检测技术方面介绍了基于卷积神经网络(CNN)模型的目标识别、检测技术与改进的区域卷积神经网络(R-CNN)、任务辅助卷积神经网络(TA-CNN)模型技术。在立体匹配技术方面简述了基于孪生网络的立体匹配的深度学习模型技术。在多传感器融合技术方面回顾了基于深度学习网络的视觉传感器、雷达传感器与摄像机传感器的多源数据融合技术。在汽车控制技术方面分析了基于卷积神经网络实现无人驾驶车辆端到端的横向与纵向控制技术。深度学习技术在自动驾驶领域的感知层、决策层与控制层的广泛运用,不断地提高感知、检测、决策与控制的准确率,并取得一定的成功,分析表明深度学习技术将加速自动驾驶技术的发展速度,为自动驾驶成为现实带来巨大的可能性。
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基于机器学习的城市暴雨内涝时空快速预测模型  收藏
代鑫, 黄弘, 汲欣愉, 王巍
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (6): 865-873.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.013
Abstract  (0) PDF (4909KB) (475)
暴雨内涝的快速预测对于提升灾害应急处置能力具有重要意义。针对传统数值模拟复杂耗时导致难以满足暴雨内涝预测时限要求的问题,该文基于机器学习方法构建城市暴雨内涝时空快速预测模型。利用城市综合流域排水模型(InfoWorks ICM)模拟的高精度网格结果作为数据驱动,综合考虑降雨因素、地理数据以及排水管网的分布情况,分别基于随机森林、极限梯度提升(XGBoost)、K最近邻以及长短期记忆(LSTM)神经网络建立城市暴雨内涝快速预测模型。以北京市某区域为例,开展算例研究,结果表明:随机森林模型的空间预测效果最佳,淹没范围预测准确率可达99.51%,积水深度平均预测误差3.55%;LSTM神经网络模型能准确预测内涝点积涝过程的水深时序变化。在该算例场景下,所构建的机器学习模型可实现s级的暴雨内涝时空快速预测。
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基于卫星遥感的水体信息提取研究进展与展望  收藏
李丹, 吴保生, 陈博伟, 薛源, 张翼
清华大学学报(自然科学版)    2020, 60 (2): 147-161.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.038
Abstract  (0) PDF (2003KB) (1133)
水体时空分布特征对于水资源监测与应用具有重要意义,而包括水体分布在内的地物覆盖类型分类和变化分析是遥感技术最常见的应用。对大区域的水体参数提取,尤其是高山无人区的水体的定量分析,利用卫星遥感数据进行水体位置、面积、形状和河宽等水体参数提取,不仅节省人力、保障安全,还提高了工作效率,已经成为一种快速获取水体参数的有效方法和手段。该文从4个方面对卫星遥感在水体信息提取上的应用现状进行综述:水体在电磁波波谱各波谱段的反射特性;1980年以来国内外基于雷达和光学遥感数据提取水体信息的研究状况和具体应用方向;各种水体信息提取方法的工作原理和优缺点;应用卫星遥感技术提取水体信息面临的挑战和尚待解决的关键问题,利用遥感技术提取水体遥感信息的发展趋势展望。
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从自动化到智能化:软件漏洞挖掘技术进展  收藏
邹权臣, 张涛, 吴润浦, 马金鑫, 李美聪, 陈晨, 侯长玉
清华大学学报(自然科学版)    2018, 58 (12): 1079-1094.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.21.025
Abstract  (0) PDF (1133KB) (1783)
近年来,随着软件规模和复杂度的日益增加,软件漏洞挖掘技术正逐渐向高度自动化和智能化演变,该文从传统漏洞挖掘技术和基于学习的智能化漏洞挖掘技术两方面深入调研和分析了相关的研究进展。首先,从静态和动态挖掘技术2方面详细介绍了传统漏洞挖掘技术的研究现状,涉及的技术包括模型检测、二进制比对、模糊测试、符号执行以及漏洞可利用性分析等,并分析了各项技术存在的问题,提出当前的研究难点是实现漏洞挖掘全自动化。然后,介绍了机器学习和深度学习技术在漏洞挖掘领域的应用,具体应用场景包括二进制函数识别、函数相似性检测、测试输入生成、路径约束求解等,并提出了其存在的机器学习算法不够健壮安全、算法选择依靠经验、数据样本不足、特征选择依赖专家知识等问题。最后,对未来研究工作进行了展望,提出应该围绕提高漏洞挖掘的精度和效率、提高自动化和智能化的程度这2方面展开工作。
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基于非线性动力学模型补偿的水下机械臂自适应滑模控制  收藏
付雯, 温浩, 黄俊珲, 孙镔轩, 陈嘉杰, 陈武, 冯跃, 段星光
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (7): 1068-1077.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.025
Abstract  (0) HTML   PDF (0KB) (390)
为满足特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求,智能化水下机器人系统成为当前的研究热点。为提高水下机械臂建模的准确性与控制能力的精准性,该文首先提出一种融合Newton-Euler方程、Morison方程与非线性摩擦力的水下机械臂动力学模型建模及参数辨识方法,并在补偿已辨识模型的基础上,设计了一种利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络补偿系统未建模与建模误差的自适应滑模控制方法。通过仿真,该文证明了该方法比传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制和一般RBF网络自适应滑模控制具有更高的控制精度。
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锂离子电池自放电机理及测量方法  收藏
裴普成, 陈嘉瑶, 吴子尧
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 53-65.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.052
Abstract  (0) PDF (5165KB) (1289)
在锂离子电池的出厂检测及退役后的梯次利用阶段,为了保证成组电池的一致性,需要对电池的自放电率进行测量。该文系统阐述了锂离子电池各部分结构的自放电机理及影响因素,并总结了目前国内外测量自放电率的两类主要方法:静置测量方法通过对电池进行长时间静置得到自放电率,测量时间过长;动态测量方法通过结合等效电路模型等,可以在动态过程中完成参数辨识,在缩短测量时间方面取得了一定的进展。对动态测量方法的实验设计进行创新优化,将是实现自放电率快速测量的发展方向。
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质子交换膜燃料电池氢气渗透电流及电子电阻检测方法  收藏
徐华池, 裴普成, 吴子尧
清华大学学报(自然科学版)    2016, 56 (6): 587-591.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2016.22.016
Abstract  (0) PDF (1405KB) (2553)
该文根据燃料电池在线性电位扫描下的响应特征, 建立了等效电路模型, 以区分电池内部的电化学过程, 包括氢脱附、双电层电容充电、电子内部短路以及氢气渗透。基于该模型, 改善了线性电位扫描的分析方法, 消除了扫描速率对结果的影响, 并解析得到了氢气渗透电流和电子电阻。根据模型假设, 详细阐述了恒电流扫描测量氢气渗透电流和电子电阻的分析方法。在一个34 cm2的单体电池上应用两种方法进行测量对比, 结果表明: 线性电位扫描得到的氢气渗透电流为1.19 mA·cm-2, 电子电阻为479 Ω·cm2; 恒电流方法得到的氢气渗透电流为1.25 mA·cm-2, 电子电阻为413 Ω·cm2。该模型可用于分析燃料电池各种电化学测量过程, 线性电位扫描方法和恒电流方法为燃料电池不同场合的测量和分析提供了参考。
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监控视频异常检测:综述  收藏
王志国, 章毓晋
清华大学学报(自然科学版)    2020, 60 (6): 518-529.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.22.008
Abstract  (0) PDF (1044KB) (1186)
监控视频在社会安全领域具有重要应用。该文对经典和新兴的监控视频异常检测算法进行分类和总结。首先,依据算法的3个属性,算法的发展阶段、算法的模型类型、算法的异常判别标准,将算法分类并逐类概述。然后,将不同类别的算法进行关联对比,分析不同模型的优缺点以及聚类判别与重构判别在不同发展阶段的特点。最后,提炼了领域内常用的模型假设与相关知识、汇总了不同算法的异常检测效果,并对未来的研究方向进行了探讨和展望。
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突发事件下城市群内旅客城际出行方式选择行为  收藏
原雅丽, 杨小宝, 李虹慧, 四兵锋
清华大学学报(自然科学版)    2022, 62 (7): 1142-1150.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.042
Abstract  (0) PDF (1759KB) (435)
以城市群内旅客城际出行为研究对象,分析心理潜变量、城市群属性和突发事件等因素对城际出行方式选择行为的影响。基于京津冀旅客城市群内部城际出行问卷调查数据,构建突发事件下考虑心理潜变量的综合选择(integrated choice and latent variable,ICLV)模型进行实证分析。结果表明:考虑便捷性和乘车体验潜变量的混合选择模型对居民城际出行行为的拟合优度更高;城市群属性方面,起讫点城市类型、出行距离和起讫点间铁路车次数量对出行方式选择有显著影响;突发事件方面,雾霾天气下选择铁路出行的概率提高25.69%,雨天选择小汽车出行的概率提高31.63%,雪天选择小汽车出行的概率相对降低,发生阻断事件时选择小汽车出行的概率升高。研究结果有助于深入理解城市群内城际出行方式选择行为,为突发事件下城际出行需求的差异化出行诱导和需求管控提供科学依据。
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智能网联汽车架构、功能与应用关键技术  收藏
崔明阳, 黄荷叶, 许庆, 王建强, Takaaki SEKIGUCHI, 耿璐, 李克强
清华大学学报(自然科学版)    2022, 62 (3): 493-508.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.026
Abstract  (0) HTML   PDF (10523KB) (838)
智能化技术与网联化技术的快速进步促进智能化车辆由驾驶辅助到无人驾驶、由单车智能到多车协同的方向发展。智能网联汽车技术能提升交通安全与效率,但也面临着来自真实交通环境的复杂挑战。该文基于智能网联汽车架构、功能与应用3方面关键技术,对用于单车自主式驾驶与网联协同式驾驶的智能网联汽车研究进行分析。首先,针对系统架构设计,分析了有关智能车辆平台架构与车-路-云一体化架构的研究;其次,面向人-车-路多因素耦合的真实交通环境,重点分析了感知、决策、控制3种关键功能技术的发展现状、面临挑战与前沿探索;最后,阐述了不同等级智能网联汽车技术的产业落地情况和特点,并对其未来发展趋势进行展望。
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国防科技领域两阶段开放信息抽取方法  收藏
胡明昊, 王芳, 徐先涛, 罗威, 刘晓鹏, 罗准辰, 谭玉珊
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (9): 1309-1316.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.010
Abstract  (0) PDF (1224KB) (368)
互联网开源渠道蕴含大量国防科技信息资源, 是获取高价值军事情报的重要数据来源。 国防科技领域开放信息抽取(open information extraction, OpenIE)旨在从海量信息资源中进行主谓宾-宾补(SAO-C)结构元组抽取, 其对于国防科技领域本体归纳、 知识图谱构建等具有重要意义。 然而, 相比其他领域的信息抽取, 国防科技领域开放信息抽取面临元组重叠嵌套、 实体跨度长且难识别、 领域标注数据缺乏等问题。 本文提出一种国防科技领域两阶段开放信息抽取方法, 首先利用基于预训练语言模型的序列标注算法抽取谓语, 然后引入多头注意力机制来学习预测要素边界。 结合领域专家知识, 利用基于实体边界的标注策略构建了国防科技领域标注数据集, 并在该数据集上进行了实验, 结果显示该方法的F1值在两阶段上比长短期记忆结合条件随机场(LSTM+CRF)方法分别提高了3.92%和16.67百分点。
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北京土地市场的赢者诅咒现象  收藏
李恩源, 刘洪玉, 朱恩伟
清华大学学报(自然科学版)    2024, 64 (2): 173-180.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.045
Abstract  (0) HTML   PDF (1164KB) (368)
土地市场是房地产市场的重要组成部分,是房地产市场能否实现平稳健康发展的关键,对宏观经济、政府财政和金融稳定具有重要影响。然而,中国土地市场中参与者盲目扩张、不理性购地的现象突出,不利于稳地价、稳房价、稳预期政策目标的实现和土地市场的健康发展。该文利用北京土地市场企业参与竞拍的微观数据,分析赢者诅咒现象是否存在;并通过构建股票市场收益率的决定模型,分析其影响因素。结果表明:赢者诅咒现象存在于北京土地市场,市场会对最终出价溢价率高的竞得者产生负面评价,联合竞拍等方式有助于参与者合理出价。
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重大自然灾害下多灾害点应急物资智能调度优化  收藏
张琳, 王金玉, 王鑫, 王伟, 曲立
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (5): 765-774.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.21.038
Abstract  (0) HTML   PDF (1537KB) (362)
重大自然灾害频发对国家安定和人民生命安全带来威胁的同时也会造成严重的经济损失。如何在灾后将受灾点所需应急物资快速、精准运送到位受到了广泛关注。该文针对重大自然灾害事件救援特点,考虑在不确定性条件下,兼顾应急调度成本最低和调度时间最短两目标,构建面向多灾害点的应急物资智能调度模型。研究选取2021年中国河南特大暴雨灾害为典型案例,基于三角模糊数方法对不确定变量进行表示,从而将所构建的模型转变为确定性多目标应急物资智能调度模型,同时引入二维Euclid距离赋权进行模拟运算,对模型求解。进一步,利用LINGO软件计算得到各出救点至各受灾点分阶段应急物资调度方案。研究结果表明,利用该模型得到的模拟结果与现实要求接近,能够满足重大自然灾害下多灾害点应急物资调度需求,可为决策者制定有效救灾策略提供参考。
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基于定量风险评估的建筑火灾保险费率  收藏
胡俊, 疏学明, 解学才, 颜峻, 张雷
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (5): 775-782.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.21.042
Abstract  (0) HTML   PDF (1811KB) (357)
火灾保险是有效应对火灾风险的重要手段,根据建筑的火灾风险准确厘定建筑的火灾保险费率是保险行业关心的问题。当前的建筑火灾保险费率主要基于保险市场的统计数据得到火灾的发生频率和期望损失,然后再根据建筑的风险评估结果进行浮动调整。这种方法难以精确反映建筑的火灾风险,得到的保险费率也较为粗略。该文构建了建筑火灾费率的定量厘定模型,采用Bayes网络的方法计算建筑起火概率,并采用拉丁超立方采样的方法,对建筑火灾不同阶段的烧损率进行了分层采样,得到火灾损失的复合概率分布估计,从而对具体建筑的火灾风险进行定量评估,再根据风险评估的结果对保险费率进行了厘定。选取了15户家庭,根据风险评估的结果厘定了保险费率,并将结果与保险市场火灾纯保险费率进行了比较。结果表明,该模型更能反映火灾风险的差异化水平,得到的保险费率更具有公平性。
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海水提铀材料研究进展  收藏
刘泽宇, 谢忆, 王一凡, 胡铜洋, 叶钢, 陈靖
清华大学学报(自然科学版)    2021, 61 (4): 279-301.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.25.016
Abstract  (0) HTML   PDF (21156KB) (749)
铀资源是核工业发展中不可或缺的重要战略资源,发展海水提铀对于保障核能可持续发展和推进海洋资源综合利用具有重要战略意义。实现海水提铀的工程化从根本上依赖于对海水中碳酸铀酰离子具有高效富集能力且综合性能优良的吸附材料。作为海水提铀的明星材料,偕胺肟功能化聚合物因其对铀特殊的亲和力,一直受到国际国内广泛的关注。近年来,结合电化学、光化学和生物化学等交叉领域的研究进展,高吸附容量、高选择性的海水提铀材料也不断涌现。该文立足海水提铀材料的设计思路和合成策略,介绍了近年来国内外海水提铀材料的研究进展,阐明了目前海水提铀面临的关键问题和挑战,分析了海水提铀工程化的经济性,并对未来发展研究方向进行了展望。
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国内外燃料电池汽车商业化示范运营评价方法对比  收藏
仇斌, 梁宏毅, 董国华, 应梓浩, 刘亚辉
清华大学学报(自然科学版)    2022, 62 (3): 427-437.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.22.014
Abstract  (0) HTML   PDF (1573KB) (409)
在调研中国、欧洲、美国、日本等国家和地区燃料电池汽车示范运营活动开展情况的基础上,详细分析了国内外燃料电池汽车示范运营活动的组织情况和评价方法。通过对比研究找到中国在燃料电池汽车示范运营活动组织和评价方法等方面的不足。结合中国即将开展的国家燃料电池汽车示范应用项目,在示范运营活动的统计评价方法等方面提出了一些改进建议。
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异质图神经网络协同过滤模型  收藏
杨波, 邱雷, 吴书
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (9): 1339-1349.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.030
Abstract  (0) PDF (2455KB) (352)
协同过滤算法被广泛运用于各类大数据的推荐系统中, 能够向用户推荐与该用户类似的用户感兴趣的信息。 随着深度学习, 尤其是图神经网络的发展, 基于图神经网络的协同过滤算法受到了越来越多的关注。 基于图结构的协同过滤模型通常将用户与条目的交互信息建模为二部图, 然后利用二部图的高阶连通性建模捕获用户与条目之间的隐藏关系。 但是, 这种二部图模型没有将用户之间的相似关系和条目之间的相似关系明确建模。 此外, 二部图的稀疏性会产生图中高阶连通性依赖问题。 为此, 该文提出了一种基于异质图卷积神经网络的协同过滤模型, 将用户之间的相似度和条目之间的相似度显式地编码到图结构中, 使得用户与条目的交互关系被建模成异质图。 异质图结构使用户之间的相似度与条目之间的相似度能被直接捕获, 降低了对高阶连通性的依赖, 同时缓解了二部图过于稀疏的问题。 该文在4个典型的数据集上进行了实验, 并与4种经典模型进行了对比, 结果表明所提出的模型效果较好。
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CGE模型在低碳交通政策领域的应用及前景  收藏
王妍, 欧国立
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (11): 1693-1706.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.033
Abstract  (0) HTML   PDF (4756KB) (351)
气候变化问题十分复杂,涉及环境、经济和社会等诸多层面因素,交通排放是影响气候变化的重要因素。该文聚焦可计算一般均衡(computable general equilibrium,CGE)模型在交通政策研究中的应用,共采集涵盖科学引文数据库、科学指南、中国知网等主要数据库的78篇实证研究文献,其中超过50%的文献关注了低碳交通政策的影响。通过梳理文献发现:目前低碳交通政策评估领域的CGE模型实证研究尚处于起步阶段,未来低碳交通CGE模型建模可从政策研究、模型构建和协同效益3个方面进行深入研究。该文提出了将“避免型/转换型/改善型-规划/制度/经济/信息/技术(avoid/shift/improve-planning/regulatory/economic/information/technological,ASI-PREIT)”结构的低碳交通政策矩阵纳入可达性因素的空间可计算一般均衡(spatial computable general equilibrium,SCGE)模型的建模思路,并进行了协同环境—经济—社会效益的低碳交通广义协同效益研究,为拓展低碳交通问题的研究提供参考思路。
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大直径长引水隧洞水下检测机器人系统关键技术  收藏
陈永灿, 陈嘉杰, 王皓冉, 巩宇, 冯跃, 刘昭伟, 祁宁春, 刘梅, 李永龙, 谢辉
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (7): 1015-1031.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.015
Abstract  (0) HTML   PDF (22285KB) (343)
作为重大工程关键构筑物的引水隧洞具有洞线长、洞径大、高水压、围岩地质复杂等特点,长年运行会导致引水隧洞出现裂缝、塌方、露筋等典型缺陷,如不加以防范,将严重影响工程安全运行,传统人工检测存在周期长、安全风险高、漏检率高、获取信息量不足等问题。针对特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求,研发多功能“子母式”水下机器人系统,突破在水体浑浊、高水压、附着淤积、局部可达困难等复杂水下环境机器人的远程供电、协同作业、智能巡检、缺陷识别、安全评估等关键技术,完成引水隧洞结构安全分级与风险评价,实现水下机器人“巡、检、控、诊、用”全过程集成,并在南水北调东线工程、锦屏二级水电站等国家重大工程中示范验证。研究成果可显著提高检测效率,大幅降低巡检成本,提高经济效益,同时具有广阔的产业与应用前景,如促进人工智能学科和水利学科交叉融合、引导特殊环境机器人产业发展、提升我国相关领域技术及装备水平等。
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静电卡盘与晶圆之间稀薄气体传热的影响因素  收藏
孙钰淳, 程嘉, 路益嘉, 侯悦民, 季林红
清华大学学报(自然科学版)    2015, 55 (7): 756-760.  
Abstract  (51) PDF (1155KB) (1210)
通过在晶圆背面填充稀薄气体的方式来对晶圆进行冷却或加热是等离子体刻蚀工艺中的一项关键技术。该文对晶圆与静电卡盘之间的稀薄气体传热问题进行了解析建模, 给出了一个适用于整个气压范围的气体导热解析表达式, 并用直接模拟Monte Carlo方法验证了其准确性。基于该解析模型, 还对气体压强、狭缝距离、热适应系数和气体温度等影响传热系数的参数进行了研究, 发现狭缝距离和气体温度对传热系数影响较弱, 即静电卡盘表面形貌(如凸台高度等)和刻蚀温度对于静电卡盘与晶圆之间的传热效果影响不大; 而气体压强和热适应系数都表现出对传热系数有明显的影响。因此, 在实际的刻蚀工艺中, 可以通过调节气体压强来改变静电卡盘与晶圆之间的传热效果。
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THUYG-20:免费的维吾尔语语音数据库  收藏
艾斯卡尔·肉孜, 殷实, 张之勇, 王东, 艾斯卡尔·艾木都拉, 郑方
清华大学学报(自然科学版)    2017, 57 (2): 182-187.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.22.012
Abstract  (0) PDF (1153KB) (1626)
语音数据资源是语音识别研究的基础。当前国内只有为数不多的开放的语音数据库供研究者免费使用,特别是在维吾尔语等少数民族语音识别方面,数据资源更为贫乏。该文发布一个完全免费的维吾尔语连续语音数据库,该数据库包括约20 h的训练数据和1 h的测试数据,同时介绍了构建维吾尔语语音识别系统所需要的音素集、词表、文本数据等相关资源,以及用于构建基线系统的脚本。给出了该基线系统在纯净测试数据和噪声测试数据上的识别性能。该数据库为维吾尔语语音识别研究提供了可以借鉴的标准数据库。
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基于最优前轮侧偏力的智能汽车LQR横向控制  收藏
陈亮, 秦兆博, 孔伟伟, 陈鑫
清华大学学报(自然科学版)    2021, 61 (9): 906-912.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.22.028
Abstract  (0) HTML   PDF (1422KB) (546)
为提高智能汽车在大曲率高速工况下的车辆横向稳定性和跟踪精度,该文提出了一种基于最优前轮侧偏力的智能汽车线性二次型调节器(LQR)路径跟踪横向控制方法。通过构建基于“前馈+反馈”的LQR控制器对期望前轮侧偏力进行实时在线求解并使跟踪误差收敛,最终通过刷子轮胎模型将控制量转化为期望前轮转角。该方法有效地保持了车辆模型与轮胎模型原有的非线性特性。基于PreScan搭建了仿真模型,结果表明:与应用线性轮胎模型的LQR控制器相比,所提出的控制方法在降低路径跟踪误差的同时,还能有效提升车辆的横向稳定性。
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考虑碳排放影响的大型机场陆侧多交通方式运力匹配模型  收藏
黄爱玲, 王子吉安, 张哲, 李名杰, 宋悦
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (11): 1729-1740.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.26.034
Abstract  (0) HTML   PDF (1371KB) (339)
为解决机场枢纽旅客疏散需求与陆侧交通运力供给的精准适配难题,该文在分析运力配置与旅客出行方式选择相互作用机理的基础上,建立了面向大型机场陆侧大巴、轨道交通、出租车和私家车等多交通方式协同的运力匹配双层规划模型。首先,以出行时间、出行费用、准时度和舒适度4个指标作为特征变量构建了多交通方式选择效用函数。其次,综合考虑各交通方式的协同与服务水平特点,建立了运力匹配双层规划模型:上层模型以企业运营成本、旅客候车成本和碳排放环境成本三者之和最小化为目标,对公共交通线路的发车时间间隔、出租车到达率进行优化;下层模型基于随机用户均衡-Logit模型,在上层生成的运力配置方案的基础上,实现客流面向多交通方式的分配。再次,该文提出了一种改进的遗传算法以求解模型,通过嵌套连续平均算法与预搜索机制提高下层模型的计算效率,进而提升综合求解效率。最后,以北京大兴国际机场为例开展实证研究,结果表明:所构建的双层规划模型和算法能有效优化大型机场交通运力资源配置,从而达到优化陆侧交通结构、倡导绿色出行的目的。
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面向机器人喷涂的多变量涂层厚度分布模型  收藏
王国磊, 伊强, 缪东晶, 陈恳, 王力强
清华大学学报(自然科学版)    2017, 57 (3): 324-330.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.26.017
Abstract  (0) PDF (1408KB) (1030)
为了解决传统机器人喷涂模型在喷涂工艺参数改变时会失效的问题,该文将喷涂工艺参数作为模型变量,研究多变量喷涂模型的建模方法。首先,提出了一种基于β分布的涂层生长速率函数,并通过对其进行积分推导出涂层厚度分布方程;其次,通过分析、拟合喷涂实验数据,分别建立喷枪流量、喷涂距离与涂层生长率最大值的关系式,以及喷枪流量、空气压力与喷幅宽度的关系式,并将其代入到涂层厚度分布方程中,建立了以5种常变喷涂工艺参数为自变量的涂层厚度分布泛化模型;最后,通过实验对模型进行验证。结果表明:该模型能够根据工艺参数的变化预测相应的涂层厚度分布,且平均预测误差小于4.3%。
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回归金融原理: 企业财务危机预警研究述评与展望  收藏
朱武祥, 廖静秋, 詹子良, 谭智佳
清华大学学报(自然科学版)    2023, 63 (9): 1467-1482.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.21.008
Abstract  (0) PDF (2501KB) (335)
财务危机预警一直受到企业、 投资者和政府的关注, 但已有预警模型方法的预警能力不能满足市场期许, 甚至引发争议, 政府部门、 市场主体对优化债券违约风险识别与预警方法的需求强烈。 该文系统梳理了1932至2020年间256篇财务危机预警文献, 从财务危机的概念基础、 预警模型的原理及迭代、 预警指标选取、 预警效率评估等维度进行了述评, 指出了现有财务危机预警模型研究的3个现象、 方法论特征及局限性。 提出了一个跨模型可比的财务危机预警模型评价框架和“一个原则、 三个方向”研究改进展望, 主张回归金融原理, 从而更加精确地进行企业财务危机绝对风险的评估、 预警与治理。
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利用激光扫描共聚焦显微镜研究叶绿体自发荧光
冯倩倩, 王文娟, 李海冬, 潘勋
清华大学学报(自然科学版)    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2017.26.034 录用日期:2017-06-22
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