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关键词： 生成式人工智能   逆向工程   计算思维   编程教育  

摘要： 生成式人工智能在教育领域应用潜力巨大,作为人类智慧基础思维的计算思维也需主动调整适应生成式人工智能,从自我供给侧探索适配的教学法转变其培养范式。首先,构建了基于GAI的逆向工程法促进小学生计算思维能力发展的三层理论模型:赋能层利用生成式人工智能核心能力赋能计算思维能力培养;教学层为生成式人工智能与逆向工程法融合培养计算思维能力的教学流程;目标层为计算思维的核心要素,以分解、抽象、建模、算法设计、评估五个维度为培养目标。其次,围绕理论模型构建了五环节教学活动框架,以小学信息科技“猜数游戏有捷径”为例进行教学设计,并在“身边的算法”模块中开展为期8周15学时的准实验研究,验证教学模式促进计算思维能力培养的有效性。研究发现,基于GAI逆向工程法显著提升小学生计算思维能力,有效赋能其培养,也降低了问题解决的难度。再其次,针对未来生成式人工智能赋能计算思维教学的开展提出了应用建议。

关键词： 去雾处理   AOD-Net   注意力机制   拉普拉斯金字塔   损失函数  

摘要： 针对当前去雾算法效率不高、细节恢复较差等问题,提出一种改进多尺度AOD-Net(all in one dehazing network)的去雾算法。通过增加注意力机制、调整网络结构和改变损失函数这3方面的改进,增强网络的特征提取和恢复能力。模型的第1层增加空间金字塔注意力(spatial pyramid attention,SPA)机制,使网络在特征提取过程中避免冗余信息。将网络改成拉普拉斯金字塔型结构,使模型能够提取不同尺度的特征,保留特征图的高频信息。使用多尺度结构相似性(multi-scale structural similarity,MS-SSIM)+L1损失函数替换原有的损失函数,提高模型保留结构的能力。实验结果表明,本方法去雾效果更好,细节更丰富。在定性可视化评价方面,去雾图像效果优于原网络。在定量评估层面,与原网络相比PSNR值提升了2.55 dB,SSIM值提升了0.04,IE熵值增加了0.18,这些数值指标充分验证了本算法的出色去雾效果和稳定性。

关键词： 物联网技术   智慧校园   数据管理   大数据分析   机器学习  

摘要： 大数据分析和机器学习算法在校园管理决策、教学质量提升和学生服务优化等领域有着广泛的应用前景。具体案例分析展示了应用物联网技术如何实现校园数据的实时监控、智能分析和预测性维护。实践表明,物联网技术的应用显著提高了校园管理效率,为教育决策提供了有力的数据支持。然而,在推进这些技术应用的同时,也面临着数据安全和隐私保护等挑战,需要在技术应用过程中予以重点关注和解决。

关键词： 改进遗传算法   煤矿企业   供电系统   多目标   无功优化  

摘要： 针对煤矿供电系统的特点,以多目标无功优化为研究对象,提出了一种基于改进遗传算法的无功优化策略。该方法通过引入多种群并行进化机制,增强了种群多样性和全局搜索能力;采用算术交叉和启发式交叉算子,提升了算法在处理约束优化问题和实值基因组方面的性能;结合精英保留策略,确保了优化过程的稳定性和收敛速度。仿真结果表明,相比于传统的无功优化方法,提出的基于改进遗传算法的多目标无功优化策略能够提升无功优化方案的综合质量。此外,还探讨了该领域未来的研究方向,包括结合深度学习和强化学习、考虑分布式电源和储能的协同优化、研究无功优化与电能质量控制的协同以及利用大数据技术进行更深层次的优化等,为进一步提升煤矿供电系统的运行效率和智能化水平提供了参考。

关键词： 陶瓷/芳纶/超高分子量聚乙烯   复合装甲   FEM-SPH耦合算法   陶瓷锥   毁伤效能  

摘要： 为研究7.62 mm穿甲子弹对陶瓷/芳纶/超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,PE-UHMW)复合装甲的毁伤效应,对子弹侵彻复合装甲问题进行模拟研究。通过分析毁伤效应中陶瓷锥的形成、裂纹扩展和破碎飞溅过程,分析弹体对芳纶和PE-UHMW的破坏模式,并研究不同的弹速对复合装甲毁伤效能的影响规律。结果表明:FEM-SPH耦合算法可很好地模拟弹体侵彻陶瓷/芳纶/PE-UHMW复合装甲的过程;在弹速小于弹道极限时,复合装甲吸能和背板最大变形值都随着弹速的增大而增大;当弹速大于弹道极限时,复合装甲吸能增加的速率开始下降。

关键词： 激光武器   跟瞄系统   单目标跟踪   目标形变  

摘要： 当无人机在被激光武器击中后发生着火并导致部分零件掉落时,目前的跟踪算法会因物体掉落而出现跟丢现象,降低系统的作战效能。本文提出了一种抗无人机着火脱落干扰的单目标跟踪算法,能够在无人机着火后出现的复杂场景下有效应对零件掉落,确保持续跟踪目标。实验结果表明,改进的算法能有效应对着火脱落引起的跟丢问题。

关键词： 窄带主动控制   低频谐波噪声   参考信号失配   陷波滤波器   DFT系数   频率估计  

摘要： 窄带主动控制系统适用于控制低频谐波噪声。在实际应用中,由于原始噪声频率快速变化导致的参考信号失调问题会使窄带主动控制系统性能严重下降,而现有的频率估计算法往往难以兼顾跟踪实际频率的速度、精度与计算复杂度。本文提出一种Notch-HAQSE频率估计窄带主动控制算法,通过陷波滤波器与基于DFT系数的高精度单频估计算法(HAQSE)组合来提取参考传感器信号中任意数量的线谱频率成分,并合成参考信号送入控制器完成次级信号更新。仿真和试验结果表明,与现有的应用于主动控制的其他频率估计方法相比,提出的方法能准确识别和快速跟踪多个频率,并大幅度降低了计算复杂度,较好地解决了参考信号失配问题和多线谱振动噪声控制问题。

关键词： 人工蜂群算法   计算机   网络   DDoS   防御  

摘要： 现代DDoS攻击往往采用混合攻击模式,攻击者会同时结合多种攻击类型。而不同类型的攻击流量具有不同特征,当它们混合在一起时,会干扰防御系统对攻击特征的准确识别,导致DDoS攻击防御性能下降。在此背景下,文章研究了基于人工蜂群算法的计算机网络DDoS攻击防御技术。首先,构建计算机网络DDoS攻击特征提取模型,对特征进行提取。然后,根据提取到的DDoS攻击数据特征,应用人工蜂群算法对攻击行为进行辨识。最后,针对辨识出的攻击行为进行防御。在防御过程中,采用TSD防御策略对网络端口进行封禁,并对报文进行过滤,仅保留非攻击报文来完成攻击防御。实验结果表明,实验组的振幅在0~1 kbps范围内,网络流量受到的攻击程度最低;在防御机制启动后,成功封禁了攻击端口,报文速率降到了100 pps,如预期回归正常水平,能够减少产生的额外报文,从而完成更好的攻击防御。

关键词： 化工动态优化   高斯采样   控制变量参数化   混沌映射   火鹰优化  

摘要： 在化学工业上有许多重要的化学过程依赖于动态优化,存在非线性与不连续性等因素,为寻找更高效的求解算法,在火鹰优化算法的基础上提出高斯混沌火鹰优化算法,在将控制变量参数化后用该算法求解此类问题。使用tent混沌映射替换原来的初始化种群方式,以使算法的最初分布更具合理性;在分析在火鹰位置更新、猎物位置更新后引入了竞争协同捕猎和逃避效应权重,提升了算法的开发和探索能力,同时还嵌入了高斯采样提高了种群的多样性,进一步增强了算法局部寻优和动态适应能力。仿真结果证明了算法在求解化工动态优化问题的有效性。

关键词： 隐式有限差分   矩形网格   波动方程正演   常系数优化法   交替方向乘子法  

摘要： 有限差分(FD)法广泛用于地震勘探领域的波动方程数值模拟.由于存在“饱和效应”,利用Taylor级数展开法(TE)计算高阶FD系数会在高频和粗网格条件下产生明显的数值频散.一般的常系数优化法能在较大波数区间取得更高的数值精度,但缺乏对中、低波数区间的误差约束;此外,它们大多沿单空间方向压制数值频散,因而无法缓解矩形网格模板的数值各向异性.本文基于隐式FD模板发展了一种多空间方向优化的波动方程正演模拟方法,以同时解决数值频散和数值各向异性问题.针对实用性更强的矩形网格单元,本文基于L_(1)范数建立目标函数并增加波传播角约束以减小数值各向异性,然后运用交替方向乘子法(ADMM)求解优化问题从而实现提高模拟精度的目的.理论误差曲线分析表明,相比传统TE方法和其他单向L_(1)范数、L_(2)范数、L_(∞)范数优化方法,本文基于L_(1)范数的多向优化方法在中、低波数区间具有最小的绝对误差,同时能更好的均衡各个方位角之间的误差分布.均匀介质、Marmousi-2地质模型的正演模拟算例均证明本文所提出的方法比其他三种优化方法在减小长时程测试下的误差积累方面更有优势.