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基于Lasso-Huber的近红外光谱特征波长选择方法及应用

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 737-743页

作者：郭拓徐凤捷马晋芳肖环贤陕西科技大学电子信息与人工智能学院陕西西安710021 暨南大学光电系广东广州510632 江西保利制药有限公司江西赣州341900

在近红外光谱(NIRS)波长筛选过程中,当变量数目远大于样本量时,特征波长的选择是一个极具挑战性的问题。Lasso与Elastic Net算法虽被用于大维小样本数据的变量选择,但二者均以最小平方误差作为损失函数的度量方法来选择特征变量。因此,... 详细信息

在近红外光谱(NIRS)波长筛选过程中,当变量数目远大于样本量时,特征波长的选择是一个极具挑战性的问题。Lasso与Elastic Net算法虽被用于大维小样本数据的变量选择,但二者均以最小平方误差作为损失函数的度量方法来选择特征变量。因此,当样本中含有异常点时,经两种算法建立的模型对异常点更加敏感,导致模型向异常点偏移,鲁棒性降低。针对上述问题,采用Huber函数作为损失函数,提出了Lasso-Huber法进行近红外特征波长选择,结合偏最小二乘(PLS)方法建立安胎丸质控指标成分的定量校正模型,并与全波长建模、 Lasso与Elastic-Net方法波长选择后建模的模型性能进行对比。本实验采集21批安胎丸的近红外光谱数据共116条,其中101条数据作为校正集,采用留一交叉验证法对模型进行内部验证,另外15条数据则作为验证集用于外部验证。对于校正集中的异常光谱,使用基于主成分分析(PCA)的马氏距离法(MD)进行检测。以安胎丸的质控指标成分之一阿魏酸为例,采用Lasso、 Elastic-Net和Lasso-Huber方法分别筛选了安胎丸样品无异常光谱中69、 155和87个特征波长。其中Lasso-Huber法结合PLS建立的预测模型效果最佳,外部验证的RP2和SEP分别为0.953 1和0.058 7。此外,通过对校正集中是否包含异常光谱的校正模型预测性能对比发现,Lasso-Huber法在包含异常光谱的建模中更具优势。结果显示,Lasso-Huber算法优选出最佳波长点数为88,结合PLS建立的模型性能R_(v)^(2)为0.967 3,而Lasso方法的R_(v)^(2)为0.840 5, Elastic-Net方法的R_(v)^(2)为0.834 7,全波长建模的R_(v)^(2)为0.852 0。可见,在含有异常光谱的样本中,Lasso-Huber法不仅减少了特征波段的数量,同时降低了算法对异常光谱的敏感性,提高了模型的准确度和鲁棒性。从简化模型的角度上比较,Lasso法和Elastic-Net法的建模时间分别为61.826 0和79.959 9 s,而Lasso-Huber建模时间仅为1.360 8 s,因此,该算法更有望未来集成于实际生产应用的近红外光谱建模软件中。

关键词：近红外光谱波长选择大维小样本定量校正模型 Lasso-Huber

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异维异构多重边复杂网络的广义外同步控制

复杂系统与复杂性科学 2024年

作者：孙艳琴吴怀宇陈志环武汉科技大学信息科学与工程学院黄冈师范学院机电与智能制造学院

为更准确地反映差异性复杂网络特征，提出一种异维异构的两个多重边复杂网络模型。基于自适应控制和Lyapunov 稳定性理论的方法，设计新的自适应同步控制器。通过严格的理论推导证明，获得了两个网络实现广义外同步的充分条件。与现有... 详细信息

为更准确地反映差异性复杂网络特征，提出一种异维异构的两个多重边复杂网络模型。基于自适应控制和Lyapunov 稳定性理论的方法，设计新的自适应同步控制器。通过严格的理论推导证明，获得了两个网络实现广义外同步的充分条件。与现有文献相比，描述网络个体的节点以及外部耦合矩阵的性质均可不相同。最后，建立两个数值仿真算例，仿真结果表明所提出的方法在这类网络实现外同步时是可行且有效的途径。

关键词：多重边复杂网络差异性自适应控制广义外同步

一株可降解膦酸酯东海原甲藻共生细菌的分离及其促藻效应

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海洋学报 2024年

作者：崔玉栋刘鸿环陈锦雪泉州师范学院海洋与食品学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室

海洋中的膦酸酯（C-P键有机磷）是可供浮游植物利用的一种潜在磷源。甲藻自身无法直接利用膦酸酯，但是其共生细菌可将膦酸酯降解为磷酸盐，从而促进藻细胞的生长。然而，目前尚未有针对特定菌株的相关研究。本研究在2-氨基乙基膦酸（2-... 详细信息

海洋中的膦酸酯（C-P键有机磷）是可供浮游植物利用的一种潜在磷源。甲藻自身无法直接利用膦酸酯，但是其共生细菌可将膦酸酯降解为磷酸盐，从而促进藻细胞的生长。然而，目前尚未有针对特定菌株的相关研究。本研究在2-氨基乙基膦酸（2-AEP）作为唯一磷源条件下对东海原甲藻进行培养，对其中的共生细菌进行分离纯化，初步得到5种细菌。基因组测序结果表明，其中一株尹氏菌属细菌Yoonia sp. PD-AEP-1中存在两种C-P裂解酶途径。通过藻菌共培养实验对菌株功能进行验证，结果显示，将藻细胞处理至磷饥饿状态之后，同时加入2-AEP与PD-AEP-1悬液，与只加2-AEP或只加细菌悬液的条件相比，藻细胞生长速率和体系内磷酸盐浓度显著升高，同时碱性磷酸酶活性及非光化学淬灭值则明显降低，表明PD-AEP-1具备将2-AEP降解为磷酸盐的能力，进而缓解了东海原甲藻细胞的磷限制状态，有效促进了藻细胞的生长。该研究表明，东海原甲藻共生细菌在降解膦酸酯从而为藻细胞提供磷源方面扮演着一定角色，这一过程很可能有助于东海原甲藻赤潮的爆发，凸显了海洋生态系统中藻-菌相互作用的重要性。

关键词：膦酸酯东海原甲藻共生细菌促藻效应赤潮

5G 900M-NR超远覆盖及应用场景研究

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长江信息通信 2024年第10期 217-219页

作者：李佳优许凡臧臣瑞中国联通内蒙古分公司

为提升5G网络覆盖能力，当前在进行900M低频打底网络建设。而在内蒙这种面积辽阔、沙漠、草原、戈壁等偏多而人口基础又偏少的场景下，基站有限的覆盖距离与接入距离就面临着巨大的挑战。针对这一问题，基于现网设备能力挖掘900M-NR的... 详细信息

为提升5G网络覆盖能力，当前在进行900M低频打底网络建设。而在内蒙这种面积辽阔、沙漠、草原、戈壁等偏多而人口基础又偏少的场景下，基站有限的覆盖距离与接入距离就面临着巨大的挑战。针对这一问题，基于现网设备能力挖掘900M-NR的极限覆盖能力，提出了5G 900M NR超远覆盖方案，详细介绍了5G 900M-NR超远覆盖方案的实现原理和关键技术，并结合沙漠、边远道路等场景进行案例验证。该方案能够降低建站成本，实现低成本覆盖，保证网络的基本性能，通过无线网络优化和超远覆盖技术，最大限度地提高了用户使用感知，实现边远区域的5G网络超远覆盖，提升5G网络覆盖能力。

关键词： 5G 超远覆盖功率覆盖测试 900M优化

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基于联合多重重建自编码器的桁架损伤识别

中国机械工程 2024年第5期35卷 840-850页

作者：刘满东彭珍瑞兰州交通大学机电工程学院兰州730070

针对桁架杆单元存在不同损伤类型时损伤特征信息难以捕捉且识别结果不准确的问题,提出了利用联合多重重建自编码器(JMRAE)进行损伤识别的方法。首先,运用JMRAE按照不同尺度数分段截取信号,将Sigmoid函数和ReLU函数进行组合以提取特征量... 详细信息

针对桁架杆单元存在不同损伤类型时损伤特征信息难以捕捉且识别结果不准确的问题,提出了利用联合多重重建自编码器(JMRAE)进行损伤识别的方法。首先,运用JMRAE按照不同尺度数分段截取信号,将Sigmoid函数和ReLU函数进行组合以提取特征量,引入零相位成分分析(ZCA)降低特征量维度,以保留重要信息并减少数据冗余。然后,运用SoftMax分类器求解隐含层中不同片段的局部特征量,并进行特征量融合以判断结构状态。最后,运用三维桁架结构数值模型和实验室搭建桁架进行验证,并与精细复合多尺度散布熵(RCMDE)、峰度和反向传播(BP)神经网络方法进行对比研究,结果表明所提方法具有更高的损伤识别准确性。

关键词：联合多重重建自编码器零相位成分分析 SoftMax分类器特征量融合损伤识别

基于生成式特征图的深度学习模型局部性能可视分析方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：戴宗超李杰张扬雷振环天津大学智能与计算学部

现有的分类模型性能评估方法主要集中于整体性能，而在准确性要求较高的应用中，局部性能评估十分重要. 针对深度学习模型局部性能评估面临的样本数据多样性和灵活探索任务的挑战，提出一种基于生成式特征图的深度学习模型局部性能... 详细信息

现有的分类模型性能评估方法主要集中于整体性能，而在准确性要求较高的应用中，局部性能评估十分重要. 针对深度学习模型局部性能评估面临的样本数据多样性和灵活探索任务的挑战，提出一种基于生成式特征图的深度学习模型局部性能可视化分析方法. 首先训练潜空间语义方向发现模型，生成细微语义变化的测试样本，为模型评估提供可控的测试样本; 然后设计一个集成方向选择器与性能探索器的可视化系统，其中，方向选择器支持用户生成指定语义变化的测试样本，性能探索器由样本图和性能图组成，样本图展示局部样本分布，性能图通过颜色编码直观地展示模型在局部样本上的性能分布. 实验结果表明，所提出的潜空间语义方向发现模型所发现的方向在准确性、可解释性和样本变化自然度方面，均优于随机方向和坐标轴方向; 在MNIST和CIFAR-10数据集上，生成式特征图能够有效地识别和解释分类模型在局部样本上的性能变化，并找出有助于发现模型缺陷的局部样本.

关键词：分类模型局部性能数据生成潜空间探索可解释语义方向可视分析

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碳化钙与甲醛及CO2的反应行为研究

碳化钙与甲醛及CO2的反应行为研究

作者：臧晓腾北京化工大学

学位级别：硕士

电石（CaC2）是一种重要的基础化工原料,同时,电石工业也是我国煤化工行业的重要分支。目前电石几乎全部用于生产乙炔,进而合成乙炔化学品,这不仅牺牲了电石固有的反应特性,同时存在下游产品少,经济性差等问题。因此,开发电石的新化学... 详细信息

电石（CaC2）是一种重要的基础化工原料,同时,电石工业也是我国煤化工行业的重要分支。目前电石几乎全部用于生产乙炔,进而合成乙炔化学品,这不仅牺牲了电石固有的反应特性,同时存在下游产品少,经济性差等问题。因此,开发电石的新化学反应和生产高值化学品的新应用,对于推动我国电石行业可持续发展具有重要意义。事实上,电石是重要的工业碳负离子资源,其C≡C2-具有很强的碳负离子性质,可作为亲核试剂与各种羰基化合物反应。因此本文探究了电石的C≡C2-与甲醛及CO2的亲核反应。首先,研究了电石和多聚甲醛的热反应并对反应机理进行了推测,开发了一种碳化钙作乙炔源在较低温度下反应制备丙炔醇和丁炔二醇的新方法,避免了传统工艺中乙炔气体易爆的危险。探索了催化剂种类及添加量、溶剂种类及其含水量、反应温度及时间的影响。最终,在碳酸铯作催化剂,溶剂DMSO:H2O=50:1,电石和多聚甲醛在60℃反应12 h得到80.1%的炔醇收率,丙炔醇和丁炔二醇收率分别为31.0%和49.1%。再者,探究了碳化钙和多聚甲醛机械化学反应中溶剂种类及含水量、催化剂种类及添加量、球磨转速以及时间对反应的影响。在碳酸铯为催化剂,溶剂DMSO:H2O=100:1,电石和多聚甲醛在300 rpm反应4 h得到87.7%的炔醇收率,其中丙炔醇和丁炔二醇的收率分别为54.9%和32.8%。与热反应相比,机械化学反应不仅能耗更低、反应时间更短、溶液DMSO含水量更低,而且反应效果更好。第三.研究了电石和CO2机械化学反应,生成了丁炔二酸和丙炔酸。将电石与KF在550 rpm预磨活化4 h后,与CO2在乙腈溶剂中250 rpm反应6 h,丁炔二酸的收率可达41.9%。保持条件不变,在预磨时冲入过量乙炔作供氢剂,300 rpm反应6 h得到51.4%的丙炔酸收率。总之,本研究利用电石C≡C2-与羰基化合物甲醛及CO2的亲核反应制备了炔醇及炔酸产物。机械化学方法能够提高反应效率,增强反应效果,因此机械化学在电石化学中的应用值得进一步探索。

关键词：碳化钙多聚甲醛炔醇炔酸机械化学

半椭球堵流结构对窄通道流动传热特性的大涡模拟研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 116-123页

作者：刘珺瑞熊进标上海交通大学核科学与工程学院上海200240

为研究半椭球堵流结构对窄通道内冷却剂流动传热特性的影响,针对高度为窄边宽1/2的半椭球堵流结构开展了大涡模拟,分析了堵流结构下游的时均速度场、湍动能和温度分布,研究了堵流结构附近的流动传热特征。半椭球堵流结构下游流场有显著... 详细信息

为研究半椭球堵流结构对窄通道内冷却剂流动传热特性的影响,针对高度为窄边宽1/2的半椭球堵流结构开展了大涡模拟,分析了堵流结构下游的时均速度场、湍动能和温度分布,研究了堵流结构附近的流动传热特征。半椭球堵流结构下游流场有显著的三维特性,存在绕流及边界层分离形成的回流区、剪切层、主流区和再发展区等特征区域。结合时均温度场及局部努塞尔数(Nu)的变化规律,研究了堵流结构对窄通道传热的影响机制。分析发现,半椭球底面侧壁面附近回流区及其顶部壁面再发展区内,由于热流体聚集,缺乏主流低温流体冲扫,出现局部Nu极小值和局部高温。总体上看,半椭球堵流结构对窄通道速度场和温度场的展向影响范围为5倍半椭球长半轴范围。

关键词：窄通道半椭球堵流结构流动结构传热不均匀性

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命题逻辑中文字块矛盾型及子句正则矛盾体

计算机科学 2024年第7期51卷 272-277页

作者：王成龙何星星臧珲李莹芳王丹琛李天瑞西南交通大学数学学院成都611756 西南财经大学计算机与人工智能学院成都611130 四川省数字经济研究中心成都610021 西南交通大学计算机与人工智能学院成都611756

归结原理是自动推理中一种简洁、可靠且完备的推理规则。基于矛盾体分离的自动演绎理论是归结原理的延伸,矛盾体是该理论的核心部分。由于矛盾体结构复杂且生成策略较少,因此文中提出了一种新的生成矛盾体的策略,即利用多个标准矛盾体... 详细信息

归结原理是自动推理中一种简洁、可靠且完备的推理规则。基于矛盾体分离的自动演绎理论是归结原理的延伸,矛盾体是该理论的核心部分。由于矛盾体结构复杂且生成策略较少,因此文中提出了一种新的生成矛盾体的策略,即利用多个标准矛盾体生成文字块矛盾型,再通过添加互补矛盾集得到新的矛盾体。重点讨论了具有特殊结构的文字块矛盾型生成的矛盾体,即子句正则矛盾体的性质,这些性质说明了具有特定结构的子句正则矛盾体添加子句后仍然是矛盾体。最后,提出了矛盾体的生成算法,为在计算机上实现新的矛盾体的生成提供参考。

关键词：标准矛盾体命题逻辑文字块矛盾型子句正则矛盾体