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基于优化量子门节点神经网络的煤与瓦斯突出预测模型研究

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基于优化量子门节点神经网络的煤与瓦斯突出预测模型研究

作者：孙福成辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

煤与瓦斯突出的发生不仅给煤矿企业造成严重的经济损失,而且还威胁着井下工人的生命安全。开展煤与瓦斯突出风险预测可实现瓦斯突出事故的“早发现、早防治”,将瓦斯突出造成的损失降到最低。煤与瓦斯突出预测是一个典型的非线性预测问... 详细信息

煤与瓦斯突出的发生不仅给煤矿企业造成严重的经济损失,而且还威胁着井下工人的生命安全。开展煤与瓦斯突出风险预测可实现瓦斯突出事故的“早发现、早防治”,将瓦斯突出造成的损失降到最低。煤与瓦斯突出预测是一个典型的非线性预测问题,预测精度往往不尽如人意。为此,本文提出了基于子维进化的粒子群优化算法（sd PSO）结合量子门节点神经网络（QGNN）的瓦斯突出风险等级预测模型。首先,以瓦斯突出“综合假说”为理论基础,分析了瓦斯突出条件、过程及影响因素,建立了瓦斯突出预测指标体系,该指标体系充分体现了地质、瓦斯及煤体物理性质对瓦斯突出的影响。考虑到各预测指标在瓦斯突出发生和演化过程中对突出的作用及影响程度的差异,采用灰色关联分析法计算瓦斯突出强度与各个预测指标间的关联度,从而确定瓦斯突出主控因素,同时降低了信息的冗余性。针对瓦斯突出预测具有的非线性与不确定性特征,提出了量子门节点神经网络以提高解决不确定性问题的能力。分析了量子门节点神经网络的网络结构及学习算法,并通过引入子维进化改进粒子群更新方式对量子门节点神经网络中的隐含层幅角偏置矩阵（38）及网络输出层幅角偏置矩阵（37）进行优化,提高了粒子群算法的全局搜索能力及稳定性,改善了量子门节点神经网络的局部极值点较多,易陷入局部收敛的不足。为验证子维进化的粒子群优化算法的寻优性能,选取与瓦斯突出数据特征相符的具有非线性且变量相关与不相关的Sphere、Rastrigin、Griewank三种测试函数分别通过PSO与sd PSO进行寻优,3维测试函数,PSO与sd PSO的寻优成功率分别为100%、25%、12%;100%、83%、62%,10维测试函数,PSO与sd PSO的寻优成功率分别为33%、0、0;100%、40%、53%,实验结果表明,PSO对于多峰非线性函数的寻优成功率要明显低于sd PSO,说明了sd PSO在粒子的全局搜索能力和算法的稳定性等方面得到了提升。基于此,提出了sd PSO算法优化QGNN的优化过程,建立了sd PSO-QGNN的煤与瓦斯突出风险等级预测模型。最后,以瓦斯突出实测数据对sd PSO-QGNN煤与瓦斯突出风险等级预测模型进行验证,并与BP、IPSO-SVM、memetic-ELM的试验结果作对比分析,预测精度分别为97.5%、82.5%、90%、87.5%,收敛时间分别为1.2974s、1.9962s、1.1123s、4.6742s。结果表明,虽然sd PSO-QGNN的收敛时间不是最少的,但是其预测精度最高,在可控的时间范围内,煤与瓦斯突出预测更看重模型的预测精度。综上所述,该模型的预测性能和泛化能力良好,能够实现对瓦斯突出风险等级准确预测。该论文有图26幅,表21个,参考文献93篇。

关键词：煤与瓦斯突出风险预测灰色关联分析量子门节点神经网络子维进化的粒子群优化算法

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冠状动脉血流储备分数衍生指标进展

中华心血管病杂志 2021年第11期49卷 1157-1162页

作者：李乐艾虎孙福成北京医院国家老年医学中心中国医学科学院老年医学研究院100730

冠心病严重影响我国居民健康。冠状动脉造影可以明确是否存在冠状动脉粥样硬化狭窄,但无法准确地判定狭窄是否引起心肌缺血。血流储备分数是目前使用最广泛的冠状动脉生理学评价指标,能识别引起心肌缺血的冠状动脉狭窄病变。血流储备分... 详细信息

冠心病严重影响我国居民健康。冠状动脉造影可以明确是否存在冠状动脉粥样硬化狭窄,但无法准确地判定狭窄是否引起心肌缺血。血流储备分数是目前使用最广泛的冠状动脉生理学评价指标,能识别引起心肌缺血的冠状动脉狭窄病变。血流储备分数的相关衍生指标相继出现,简化了血流储备分数的测量过程,有助于推广冠状动脉生理功能评价指标在临床中的应用。本文将对冠状动脉血流储备分数衍生指标的原理、研究证据及优缺点做出总结梳理。

关键词：冠心病血流储备分数计算流体力学腔内影像

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经导管主动脉瓣置换术并发症的诊治进展

中国循环杂志 2017年第2期32卷 203-206页

作者：张慧平艾虎孙福成国家老年医学中心北京医院心脏中心北京市100730

经导管主动脉瓣置换术(TAVR)主要用于治疗重度、症状性主动脉瓣狭窄、而无法行外科瓣膜置换术及外科手术死亡风险高、解剖上适合行TAVR的患者。TAVR的并发症主要有:瓣膜返流;瓣环断裂、心室穿孔及血管并发症;冠状动脉阻塞;急性肾损害;... 详细信息

经导管主动脉瓣置换术(TAVR)主要用于治疗重度、症状性主动脉瓣狭窄、而无法行外科瓣膜置换术及外科手术死亡风险高、解剖上适合行TAVR的患者。TAVR的并发症主要有:瓣膜返流;瓣环断裂、心室穿孔及血管并发症;冠状动脉阻塞;急性肾损害;脑卒中;心房颤动、左束支传导阻滞及缓慢性心律失常;感染性心内膜炎等。

关键词：综述主动脉瓣狭窄心脏瓣膜假体植入并发症

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罕见的肥厚型心肌病合并巨大肺动脉瘤1例

临床心血管病杂志 2016年第1期32卷 101-102页

作者：李辉孙福成北京医院心内科北京100730

肥厚型心肌病是常染色体显性遗传的心肌病,表现为心室的肥厚、心室充盈受限和顺应性的下降。而肺动脉瘤是一种罕见的心血管疾病,表现为肺动脉的异常扩张,可导致严重的心血管事件,包括心力衰竭、咯血、动脉瘤破裂、猝死等。我们确诊1例... 详细信息

肥厚型心肌病是常染色体显性遗传的心肌病,表现为心室的肥厚、心室充盈受限和顺应性的下降。而肺动脉瘤是一种罕见的心血管疾病,表现为肺动脉的异常扩张,可导致严重的心血管事件,包括心力衰竭、咯血、动脉瘤破裂、猝死等。我们确诊1例罕见的肥厚型心肌病合并肺动脉瘤患者,其病程长达20余年,具体病史见下。1病例资料患者,男,84岁,因＂活动后胸闷气短20余年,加重2个月＂就诊。

关键词：肥厚型心肌病肺动脉瘤自身免疫疾病银屑病

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PLC控制系统中数码管显示电路的设计

中国包装工业 2015年第Z1期 103-104页

作者：孙福成甘肃畜牧工程职业技术学院

PLC控制器在工农业生产中得到了广泛应用,但其在显示数值量时存在占用点数过多、成本过高的问题。本文通过数码管显示电路的简介,分析设计了P L C控制系统中多位数码管显示电路的软硬件设计。

关键词：数码管动态显示静态显示

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冠心病患者介入治疗中的相关药物应用

中国全科医学 2007年第16期10卷 1321-1324页

作者：孙福成卫生部北京医院心内科北京市100730

随着人们生活水平的提高,冠心病发病率增高,其治疗成为心血管科医生和患者尤为关心的问题。冠心病的治疗分为药物治疗、介入治疗和外科手术治疗三大类,其中介入治疗是近二十余年来发展迅速、疗效显著、创伤小、疗程短的方法,受到了广大... 详细信息

随着人们生活水平的提高,冠心病发病率增高,其治疗成为心血管科医生和患者尤为关心的问题。冠心病的治疗分为药物治疗、介入治疗和外科手术治疗三大类,其中介入治疗是近二十余年来发展迅速、疗效显著、创伤小、疗程短的方法,受到了广大临床医生和患者的青睐。自1977年Gruentzig在人体上首次进行了经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA),从此开创了冠脉介入治疗的新领域,随着介入医师技术的不断提高和介入器械的不断改进,冠脉介入治疗的疗效、成功率均明显提高,并发症也明显降低。本专题通过详细介绍冠心病介入治疗现状、急性ST段抬高心肌梗死的介入治疗、冠心病患者介入治疗中的相关药物应用,旨在为全科医生和临床医生了解介入治疗的相关知识和发展进程提供参考。

关键词：冠心病介入治疗药物治疗

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电子信息产品打造“绿色包装”的策略研究

中国包装工业 2015年第5期 59-59页

作者：孙福成甘肃畜牧工程职业技术学院

随着经济全球化的趋势不断深入,各国间的贸易交流也越来越频繁,国际贸易中的关税壁垒在逐渐消失,转而是一些非关税壁垒的形成,一些技术壁垒、环保壁垒在国际竞争中的影响在不断加剧。特别是欧盟提出的《两指令》于2004年正式生效,以达... 详细信息

随着经济全球化的趋势不断深入,各国间的贸易交流也越来越频繁,国际贸易中的关税壁垒在逐渐消失,转而是一些非关税壁垒的形成,一些技术壁垒、环保壁垒在国际竞争中的影响在不断加剧。特别是欧盟提出的《两指令》于2004年正式生效,以达到保护环境,谨慎合理的使用自然资源,而随后更多国家颁布了相应的法令,对我国出口贸易带来了严重的影响。可以说,电子信息产品实行绿色包装是时代发展的趋势,也只有实行"绿色包装",我们的电子信息产品才能够走的更远。本文从我国电子信息产品实行"绿色包装"的必要性、我国电子信息产品包装现状以及加强绿色包装的相应的措施进行了阐述。

关键词：电子信息产品绿色包装现状措施

S7-200 PLC在PID闭环控制系统中的应用

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中国包装工业 2015年第12期 83-84页

作者：孙福成甘肃畜牧工程职业技术学院

工业是我国的龙头产业,它在社会生产力不断进步的过程当中,其自身的生产效率也随之提高。然而,就我国目前的形势来看,企业要想实现高效率和高质量的生产过程,就必须要对整个生产过程进行严格的控制,而能够达到这一目的的,也就只有S7-200... 详细信息

工业是我国的龙头产业,它在社会生产力不断进步的过程当中,其自身的生产效率也随之提高。然而,就我国目前的形势来看,企业要想实现高效率和高质量的生产过程,就必须要对整个生产过程进行严格的控制,而能够达到这一目的的,也就只有S7-200 PLC了。于是,如何更为有效地把S7-200 PLC应用在PID闭环控制系统当中,就成为了各大企业目前的首要任务。因此,本文将针对S7-200 PLC,对其在PID闭环控制系统中的应用进行深入的分析和探究。

关键词： S7-200 PLC 高效率闭环控制系统高质量 PID

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PLC技术在机械电气控制装置中的应用

自动化应用 2015年第11期 84-85页

作者：孙福成甘肃畜牧工程职业技术学院电子信息工程系甘肃武威733006

通过实际案例,分析PLC技术在机械电气控制装置中的应用。

关键词： PLC技术变频技术 PID 电气控制