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张拉整体结构的智能化找形研究进展
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作者 郭茂祖 李卓璇 +1 位作者 李阳 邵首飞 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期4824-4833,共10页
近年来,“未来的结构体系”张拉整体结构得到学术界的广泛关注。其中,找形是张拉整体结构设计的关键步骤,即确定结构的平衡状态的过程。随着人工智能逐渐应用到各个领域,张拉整体结构的智能找形方法也应运而生,通过使用人工智能技术改... 近年来,“未来的结构体系”张拉整体结构得到学术界的广泛关注。其中,找形是张拉整体结构设计的关键步骤,即确定结构的平衡状态的过程。随着人工智能逐渐应用到各个领域,张拉整体结构的智能找形方法也应运而生,通过使用人工智能技术改进传统的找形方法,以达到简化找形流程的目的。首先介绍人工智能在建筑领域的应用;其次,阐述使用人工智能技术改进张拉整体结构找形方法的研究意义;然后介绍张拉整体结构几种常用的传统的找形方法及其优缺点,再通过调研大量文献,对现在最新的张拉整体结构智能找形方法,特别是优化算法和神经网络方法进行详细介绍和分析;最后,预测并分析总结该领域未来可能的研究方向及相应的发展趋势。 展开更多
关键词 张拉整体结构 人工智能 找形方法 优化算法 神经网络
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基于空间主题模型和结构特征的对象识别方法研究 被引量:2
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作者 潘智勇 刘扬 +1 位作者 刘国军 郭茂祖 《智能计算机与应用》 2018年第6期186-190,共5页
本文以马尔可夫主题随机场(Markov topic random fields,MTRF)分析图像中视觉词汇的主题分配,结合区域特征的结构特点,并利用结构学习,实现图像中对象的识别。与主流的主题模型——隐狄利克雷分配(latent Dirichlet allocation,LDA)相比... 本文以马尔可夫主题随机场(Markov topic random fields,MTRF)分析图像中视觉词汇的主题分配,结合区域特征的结构特点,并利用结构学习,实现图像中对象的识别。与主流的主题模型——隐狄利克雷分配(latent Dirichlet allocation,LDA)相比,MTRF通过建立视觉词汇的空间位置关系,在视觉词汇的主题分配方面更准确,更有效地体现出区域内主题间的结构特征,有利于结合结构学习,从而检测和识别图像中的对象。实验表明,主题模型和结构学习的结合可以更准确地发现图像区域内的对象结构,有效提高主题模型在对象识别方面的准确率。 展开更多
关键词 对象识别 主题模型 空间信息 马尔可夫主题随机场 结构学习
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基于空间语义和个体活动的电动汽车充电站选址方法 被引量:2
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作者 郭茂祖 张雅喆 赵玲玲 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第9期2819-2827,共9页
针对电动汽车充电站(EVCS)的选址问题,提出一种基于空间语义和个体活动模式的城市充电站选址方法。首先,根据城市规划,采用无监督学习对非服务半径内兴趣点(POI)进行聚类,以确定新建充电站个数;然后,采用受约束的双存档进化算法(CTAEA)... 针对电动汽车充电站(EVCS)的选址问题,提出一种基于空间语义和个体活动模式的城市充电站选址方法。首先,根据城市规划,采用无监督学习对非服务半径内兴趣点(POI)进行聚类,以确定新建充电站个数;然后,采用受约束的双存档进化算法(CTAEA)求解目标函数,在站间距最大化以及新充电站覆盖POI最多的约束条件下优化电动汽车选址方案。以成都市二环路内出租车的轨迹数据和POI为实验样本,并规划了15个充电站的选址方案。实验结果表明,相较于NSGA2(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm 2)和SPEA2(Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2),CTAEA的POI覆盖率指标提高了22.9和20.6个百分点,司机平均选择距离缩短了18.9%和25.5%,验证了所提方法在电动汽车选址方面的便利性与合理性。 展开更多
关键词 充电站选址 电动汽车 需求预测模型 聚类分析 双存档进化算法
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基于U统计量和集成学习的基因互作检测方法 被引量:1
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作者 郭颖婕 刘晓燕 +2 位作者 吴辰熙 郭茂祖 李傲 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1683-1693,共11页
在全基因组关联研究GWAS中,多数方法对疾病与单核苷酸多态性位点之间的互作关系形式给出了强假设,这降低了相关方法的挖掘能力.近几年,以基因作为研究单位的基因-基因相互作用检测方法,因其在统计效力与生物可解释性方面的优势受到重视... 在全基因组关联研究GWAS中,多数方法对疾病与单核苷酸多态性位点之间的互作关系形式给出了强假设,这降低了相关方法的挖掘能力.近几年,以基因作为研究单位的基因-基因相互作用检测方法,因其在统计效力与生物可解释性方面的优势受到重视.针对已有方法检测相互作用类型时存在的局限性,提出一种基于U统计值与集成学习器的假设检验方法 GBUtrees,通过构造统计量用于表征疾病性状与2个基因之间关系偏离加性模型的程度,检测以基因为单位的基因-基因相互作用.该统计量在不同子样例集下结果的平均值满足U统计量理论,从而可以利用U统计量的渐进正态分布性质获得所构造统计量的分布信息.GBUtrees对相互作用的形式不作假设,增强该方法对不同形式相互作用的挖掘能力.仿真与真实实验结果表明:该方法能够有效地进行不同类型相互作用的挖掘,可以应用于全基因组关联研究. 展开更多
关键词 U统计量 集成学习 基因相互作用 单核苷酸多态性位点 全基因组关联研究
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基于对象位置线索的弱监督图像语义分割方法 被引量:7
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作者 李阳 刘扬 +1 位作者 刘国军 郭茂祖 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期3640-3656,共17页
深度卷积神经网络使用像素级标注,在图像语义分割任务中取得了优异的分割性能.然而,获取像素级标注是一项耗时并且代价高的工作.为了解决这个问题,提出一种基于图像级标注的弱监督图像语义分割方法.该方法致力于使用图像级标注获取有效... 深度卷积神经网络使用像素级标注,在图像语义分割任务中取得了优异的分割性能.然而,获取像素级标注是一项耗时并且代价高的工作.为了解决这个问题,提出一种基于图像级标注的弱监督图像语义分割方法.该方法致力于使用图像级标注获取有效的伪像素标注来优化分割网络的参数.该方法分为3个步骤:(1)首先,基于分类与分割共享的网络结构,通过空间类别得分(图像二维空间上像素点的类别得分)对网络特征层求导,获取具有类别信息的注意力图;(2)采用逐次擦除法产生显著图,用于补充注意力图中缺失的对象位置信息;(3)融合注意力图与显著图来生成伪像素标注并训练分割网络.在PASCALVOC2012分割数据集上的一系列对比实验,证明了该方法的有效性及其优秀的分割性能. 展开更多
关键词 图像语义分割 弱监督 深度卷积神经网络 注意力图 显著图
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基于深度学习的出行模式识别方法 被引量:8
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作者 郭茂祖 王鹏跃 赵玲玲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1-7,共7页
居民出行信息可体现居民活动规律、反映城市交通问题,是制定交通规划与管理的重要依据.利用GPS获取的轨迹数据虽具有大量时空信息但不能直接表达出行模式,需要数据处理和挖掘算法提取隐藏知识来识别出行模式.由于居民出行模式具有高度... 居民出行信息可体现居民活动规律、反映城市交通问题,是制定交通规划与管理的重要依据.利用GPS获取的轨迹数据虽具有大量时空信息但不能直接表达出行模式,需要数据处理和挖掘算法提取隐藏知识来识别出行模式.由于居民出行模式具有高度的非线性和复杂性,识别具有很大挑战.本文利用深度学习方法的特征学习表征优势,解决特征提取的繁琐计算或漏提特征等弊端,通过对轨迹进行去野和划分等预处理后,计算轨迹片段的运动学特征构成输入数据,提出基于卷积神经网络与门控循环单元相结合的识别出行模式方法,利用卷积神经网络的深层特征表征优势和门控循环单元的时序特性挖掘能力,提高对非线性分类问题的学习能力和识别出行模式的准确性.为验证所提出方法的有效性,还设计单独的卷积神经网络和门控循环单元等模型,在Geolife数据集上进行测试和对比.实验结果表明,本文方法虽仅计算4个特征量仍具有较好的识别效果,并且优于单独采用卷积神经网络等分类方法的识别性能. 展开更多
关键词 出行模式识别 卷积神经网络 门控循环单元 语义挖掘 GPS轨迹数据
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基于联合特征和XGBoost的活动语义识别方法 被引量:2
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作者 郭茂祖 张彬 +1 位作者 赵玲玲 张昱 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第11期3159-3165,共7页
针对以往活动语义识别研究单纯提取时间维度上的序列特征以及周期特征、缺乏对空间信息的深度挖掘等问题,提出一种基于联合特征和极限梯度提升(XGBoost)的活动语义识别方法。首先,挖掘时间信息中的活动周期性特征和空间信息中的经纬度特... 针对以往活动语义识别研究单纯提取时间维度上的序列特征以及周期特征、缺乏对空间信息的深度挖掘等问题,提出一种基于联合特征和极限梯度提升(XGBoost)的活动语义识别方法。首先,挖掘时间信息中的活动周期性特征和空间信息中的经纬度特征;然后,使用经纬度信息通过具有噪声的基于密度的聚类(DBSCAN)算法提取空间区域热度特征,将这些特征组成特征向量来刻画用户活动语义;最后,采用集成学习方法中的XGBoost算法建立活动语义识别模型。在FourSquare的两个公共签到数据集上,基于联合特征的模型比基于时间特征的模型在识别准确率上提高了28个百分点,与上下文感知混合(CAH)方法和时空活动偏好(STAP)方法对比,所提方法的识别准确率分别提高了30个百分点和5个百分点。实验结果表明所提方法与对比方法相比在活动语义识别问题上更加准确有效。 展开更多
关键词 时空数据 活动语义识别 空间热度 具有噪声的基于密度的聚类 极限梯度提升算法
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药物靶标作用关系预测结果评价及查询验证 被引量:3
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作者 余冬华 郭茂祖 +1 位作者 刘晓燕 程爽 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1881-1888,共8页
药物靶标作用关系预测是一种重要的辅助药物研发手段,而生物实验验证药物靶标作用关系耗钱耗时,因此,在数据库中查询验证预测的药物靶标作用关系是对预测方法的重要评价.基于KEGG,DrugBank,ChEMBL这3个数据库,利用爬虫获取信息的方式设... 药物靶标作用关系预测是一种重要的辅助药物研发手段,而生物实验验证药物靶标作用关系耗钱耗时,因此,在数据库中查询验证预测的药物靶标作用关系是对预测方法的重要评价.基于KEGG,DrugBank,ChEMBL这3个数据库,利用爬虫获取信息的方式设计开发了药物靶标作用关系查询验证方法DTcheck(drug-target check),实现了对于提供KEGG DRUG ID及KEGG GENES ID的药物靶标对的高效查询验证功能,并利用DTcheck分别为Enzyme,IC(ion channel),GPCR(G-protein-coupled receptor),NR(nuclear receptor)四个标准数据集扩充新增药物靶标作用关系907,766,458,40对.此外,结合DTcheck查询验证,以BLM(bipartite local models)方法为例分析了预测结果的评价问题,结果表明,采用AUC(area under curve)值评价药物靶标作用关系预测方法没有Top N 评价合理,且AUC值低的BLMd方法在预测新的药物靶标作用关系时优于AUC值高的BLMmax方法. 展开更多
关键词 药物靶标作用关系预测 查询验证 药物靶标数据集 AUC评价 TOP N评价
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基于条件Wassertein生成对抗网络的图像生成 被引量:6
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作者 郭茂祖 杨倩楠 赵玲玲 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第5期1432-1437,共6页
生成对抗网络(GAN)能够自动生成目标图像,对相似地块的建筑物排布生成具有重要意义。而目前训练模型的过程中存在生成图像精度不高、模式崩溃、模型训练效率太低的问题。针对这些问题,提出了一种面向图像生成的条件Wassertein生成对抗网... 生成对抗网络(GAN)能够自动生成目标图像,对相似地块的建筑物排布生成具有重要意义。而目前训练模型的过程中存在生成图像精度不高、模式崩溃、模型训练效率太低的问题。针对这些问题,提出了一种面向图像生成的条件Wassertein生成对抗网络(C-WGAN)模型。首先,该模型需要识别真实样本和目标样本之间特征对应关系,然后,根据所识别出的特征对应关系进行目标样本的生成。模型采用Wassertein距离来度量两个图像特征之间分布的距离,稳定GAN训练环境,规避模型训练过程中的模式崩溃,从而提升生成图像的精度和训练效率。实验结果表明,与原始条件生成对抗网络(CGAN)和pix2pix模型相比,所提模型的峰值信噪比(PSNR)分别最大提升了6.82%和2.19%;在训练轮数相同的情况下,该模型更快达到收敛状态。由此可见,所提模型不仅能够有效地提升图像生成的精度,而且能够提高网络的收敛速度。 展开更多
关键词 图像生成 生成对抗网络 条件生成对抗网络 Wassertein距离
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基于深度强化学习的多场景高层住宅自动布局方法 被引量:1
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作者 郭茂祖 王鹏跃 +2 位作者 曹印庚 赵玲玲 李阳 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2022年第12期34-42,50,共10页
高层住宅区布局设计需满足防火、日照等多项建筑规范,同时存在地块轮廓不规则、地块带有水体等多种设计场景。针对这一多场景多约束的目标优化问题,本文提出基于深度强化学习的高层住宅自动布局方法。将建筑规范进行抽取并设置为强化学... 高层住宅区布局设计需满足防火、日照等多项建筑规范,同时存在地块轮廓不规则、地块带有水体等多种设计场景。针对这一多场景多约束的目标优化问题,本文提出基于深度强化学习的高层住宅自动布局方法。将建筑规范进行抽取并设置为强化学习框架下的奖励函数。建筑单体作为智能体,通过与场景直接交互,累积不同建筑布局及相应奖励值,并据此自主学习移动策略,从而实现多约束条件下建筑布局的自动优化。最后,通过多个真实地块的案例设计验证了本方法在缩短设计时间、输出方案的适用性及复杂周边环境上的优势。 展开更多
关键词 机器学习 深度强化学习 布局设计 多约束优化 日照计算
原文传递
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