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基于改进机器学习的PM_(2.5)浓度预测模型研究

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大连理工大学学报 2024年第4期64卷 353-360页

作者：丁成亮郑洪波大连理工大学环境学院辽宁大连116024

针对现有机器学习模型预测PM_(2.5)浓度存在模型过于复杂、没有考虑时空信息和缺失值填补不准确而导致模型性能下降的问题,利用随机森林取代统计学方法填补缺失值,并纳入时空因素提升模型精度.建立了综合遥感数据、气象及协同污染物数据... 详细信息

针对现有机器学习模型预测PM_(2.5)浓度存在模型过于复杂、没有考虑时空信息和缺失值填补不准确而导致模型性能下降的问题,利用随机森林取代统计学方法填补缺失值,并纳入时空因素提升模型精度.建立了综合遥感数据、气象及协同污染物数据,适用于沿海城市的PM_(2.5)浓度预测模型(K-means-RF-XGBoost模型),模型预测耗时仅为BP神经网络的4%.利用2019年大连市实时监测数据对模型PM_(2.5)浓度预测进行训练和测试,结果表明,建立的K-means-RF-XGBoost模型预测PM_(2.5)浓度有很高的准确性,与没有考虑时空信息的同种模型相比均方根误差(erms)降低了约48%,决定系数(R^(2))提升了约10%;能有效地预测高PM_(2.5)浓度并适用于波动范围大的情况,如春季模型在测试集中R^(2)可达0.935;同时在日级预测上表现优异,R^(2)可达0.819.该研究为沿海城市PM_(2.5)浓度预测提供了新思路.

关键词： PM_(2.5)浓度预测时空信息缺失值填补机器学习

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微火工品发火瞬态温度诊断技术研究

微火工品发火瞬态温度诊断技术研究

作者：丁成皎西安工业大学

学位级别：硕士

在工业及制造业等多个领域快速进步的背景下,对精确测温技术的需求持续上升。特别是在军事行业内,对微火工品进行准确温度监测变得尤为重要,这有助于通过分析温度变化来探究燃爆材料的性质,进而优化点火效能。非接触式的多光谱辐射测温... 详细信息

在工业及制造业等多个领域快速进步的背景下,对精确测温技术的需求持续上升。特别是在军事行业内,对微火工品进行准确温度监测变得尤为重要,这有助于通过分析温度变化来探究燃爆材料的性质,进而优化点火效能。非接触式的多光谱辐射测温技术,便是通过收集多频段的光谱辐射数据并运用相关理论及算法来确定辐射源的实际温度。解决光谱发射率问题是该技术面临的一大挑战,因为不同光谱和温度下的实际辐射体发射率差异显著,这在非接触辐射温度测量中是一项避无可避的难题。因此,深入研究光谱发射率及其温度解算方法,不仅具有显著的科学意义,也极具应用价值。对辐射测温常见的方法进行分析,并通过分析辐射的基本理论,及微火工品发火的性能,选择辐射测温进行微火工品桥区温度的测量,根据辐射测温的基本定律搭建微火工品瞬态温度诊断模型,通过数学模型设计温度诊断系统的总体方案,该系统分为六个通道,可实现600-3000K范围内温度的测量,时间分辨率不大于10μs。通过对不同光谱发射率假设模型的分析,探索一种无需假设光谱发射率模型的温度解算方法。为此基于参考温度提出一种有约束优化条件的最优化算法,该方法的核心是构造一个目标函数利用最优化函数求解非线性约束优化问题。优点是无需标定,实验过程简单,解算误差能达到2%以内,耗时3s内。缺点是参考温度的选择在一定程度上会影响误差大小。针对上述问题建立基于亮度温度的算法模型,首先提出无约束优化的算法-拟牛顿算法,该算法事先构造一个目标函数,将约束优化条件转化为无约束优化问题,通过一步一步迭代达到最优解,对算法通过17组数据进行验证误差只有个别超过1%,耗时均在2s。为简化计算过程,节省耗时,在此基础上建立有约束的算法-约束优化函数算法,该算法与前算法相同的是均需要构造一个目标函数,直接对目标函数在一定约束条件下求得最优解,此算法效率有所提升,耗时在1s内,精度能控制在2%以内。针对前两种算法精度较低的情况,在有约束优化的条件下,建立多个目标函数,即多目标约束优化算法,此算法精度均能达到1%内,适用于对计算精度要求较高的场景,其耗时在5%左右,在计算数据庞大的数据组时会比前两种算法耗时更久。三种算法综合对比,选择约束优化函数算法对微火工品温度进行解算。在算法基础上,搭建多光谱辐射测温系统,首先利用黑体炉对系统进行亮温标定,再采集微火工品电爆过程产生的光谱辐射信号,通过对信号预处理,带入算法中便能计算出微火工品电爆温度变化曲线。且本研究的算法通用性较强,适合常见的微火工品温度发火解算。

关键词：微火工品多光谱辐射测温约束优化光谱发射率

老年食管癌术后患者胃肠功能指标及炎症指标与患者预后的相关性

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中国老年学杂志 2024年第11期44卷 2604-2607页

作者：樊欢欢丁成苏州大学附属第一医院胸外科江苏苏州215000

目的探究老年食管癌术后患者胃肠功能指标及炎症指标与患者预后的相关性。方法选取老年食管癌术后患者102例,根据患者术后6个月内是否出现复发、死亡等划分为短期预后良好组(n=76)和短期预后不良组(n=26)。对比两组基础临床资料,手术前... 详细信息

目的探究老年食管癌术后患者胃肠功能指标及炎症指标与患者预后的相关性。方法选取老年食管癌术后患者102例,根据患者术后6个月内是否出现复发、死亡等划分为短期预后良好组(n=76)和短期预后不良组(n=26)。对比两组基础临床资料,手术前后胃肠功能指标、炎症及营养指标水平变化。对于存在差异性的指标进一步通过Spearman相关性分析及Logistic回归分析筛选出老年食管癌术后患者短期预后不良的危险因素。结果短期预后不良组平均肿瘤最长径和平均手术时间均显著长于短期预后良好组(P<0.05);手术后两组血清胃动素(MTL)、胃泌素(GAS)水平显著降低,且短期预后不良组显著低于短期预后良好组(P<0.05);手术后两组平均C反应蛋白/白蛋白比值(CAR)、全身免疫炎症指数(SII)均显著升高、预后营养指数(PNI)显著降低,且短期预后不良组CAR、SII显著高于短期预后良好组、PNI显著低于短期预后良好组(P<0.05);Spearman相关性分析表明,老年食管癌术后患者肿瘤最长径、手术时间、CAR、SII与短期预后不良呈正相关性,MTL、GAS及PNI均与短期预后不良呈负相关性(P<0.05);二元Logistic回归分析表明,老年食管癌术后患者术后MTL、GAS、PNI水平较低,术后CAR、SII水平较高均是短期预后不良的重要危险因素(P<0.05)。结论老年食管癌术后患者胃肠功能、营养水平及炎症水平会影响短期预后情况,及时关注患者GAS、MTL、SII、CAR及PNI水平变化将有利于动态了解、准确预测及辅助改善老年食管癌术后患者的预后情况。

关键词：食管癌胃肠功能炎症

数字化导板在即刻自体牙移植术中初步应用研究

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数字化导板在即刻自体牙移植术中初步应用研究

作者：丁成芳新疆医科大学

学位级别：硕士

大连市PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征及潜在源区分析

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环境科学与技术 2024年第S1期47卷 95-101页

作者：丁成亮郑洪波大连理工大学环境学院辽宁大连116024

为探究PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征并分析潜在源区,文章基于大连市2019年高时间分辨率PM_(2.5)和O_(3-8 h)监测数据和气象数据,分析复合污染时气象特征,计算潜在源贡献因子确定潜在源区。结果表明:海平面压力为1008.6~1016 hPa、温度为1... 详细信息

为探究PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征并分析潜在源区,文章基于大连市2019年高时间分辨率PM_(2.5)和O_(3-8 h)监测数据和气象数据,分析复合污染时气象特征,计算潜在源贡献因子确定潜在源区。结果表明:海平面压力为1008.6~1016 hPa、温度为14.5~21℃、相对湿度为48%~59%时更易发生PM_(2.5)-O_(3)复合污染;大连市西北和西南方向气流占比最大,西南方向在春、秋、冬3季携带的PM_(2.5)浓度最高,可达82.55μg/m^(3),且春季携带的O_(3)浓度最高,为109.83μg/m^(3),西北方向夏季气流携带的O_(3)浓度最高,为122.02μg/m^(3)。大连市PM_(2.5)和O_(3)污染受到山东省东北部、京津冀西南部和渤海海域等地区远距离输送的影响。研究结果表明,发生PM_(2.5)-O_(3)复合污染的气象条件更为严苛,大气污染区域联合防控时应重点关注山东省东北部、京津冀西南部等城市的外来输送影响。

关键词： PM_(2.5)-O_(3)复合污染季节气象条件后向轨迹

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论习近平文化思想的世界观和方法论

湖南社会科学 2024年第4期 24-31页

作者：雷志佳丁成际安徽大学马克思主义学院

习近平文化思想是马克思主义文化理论同中国文化建设具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合的最新理论成果，是中国共产党文化建设经验的总结中生成的新的规律性认识，深刻蕴含着习近平新时代中国特色社会主义思想“六个必须坚持”... 详细信息

习近平文化思想是马克思主义文化理论同中国文化建设具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合的最新理论成果，是中国共产党文化建设经验的总结中生成的新的规律性认识，深刻蕴含着习近平新时代中国特色社会主义思想“六个必须坚持”的立场观点方法。凸显了坚持人民至上的文化价值观、坚持自信自立的文化发展观、坚持守正创新的文化认识论、坚持问题导向的文化实践论、坚持系统观念的文化方法论、坚持胸怀天下的文化格局观。体悟习近平文化思想的世界观和方法论，对于做好新时代新征程宣传思想文化工作，建设社会主义文化强国具有重要价值意蕴。

关键词：习近平文化思想中国共产党世界观方法论

基于混合多阶集成模型的非平衡热轧带钢凸度智能诊断

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Journal of Central South University 2024年第3期31卷 762-782页

作者：丁成砚孙杰李霄剑彭文张殿华 State Key Laboratory of Rolling and Automation Northeastern UniversityShenyang 110819China College of Information Science and Engineering Northeastern UniversityShenyang 110819China

为了提升带钢热轧加工过程的智能化水平,基于数字孪生(DT)和信息物理系统(CPS),文本采用数据驱动方法以诊断热轧带钢凸度。因为热轧工艺具有遗传性、非线性和强耦合性的特点,因此带钢凸度诊断是一个决策边界不明确的非平衡问题。现有回... 详细信息

为了提升带钢热轧加工过程的智能化水平,基于数字孪生(DT)和信息物理系统(CPS),文本采用数据驱动方法以诊断热轧带钢凸度。因为热轧工艺具有遗传性、非线性和强耦合性的特点,因此带钢凸度诊断是一个决策边界不明确的非平衡问题。现有回归方法倾向于从多数类样本学习信息,而忽略了少数类的缺陷凸度。为了解决这一问题,本文提出了一个混合多阶集成模型(HMSEN)分类带钢凸度。首先,提出了一个新的采样方法,该方法结合了自适应采样(ADASYN)和重复编辑近邻样本(RENN)以强化对缺陷凸度的关注。随后,基于增加的数据,建立了一个多阶集成模型以提升分类精度。同时,通过分析不同基分类器的组合确定了最佳性能的混合多阶集成模型。实验结果表明,相比于其它采样方法,本文提出的采样方法更适合凸度数据集。此外,混合多阶集成模型的性能要优于现有回归方法和机理模型。因此,对于非平衡热轧带钢凸度智能诊断,本文提出的混合多阶集成模型是一种有效且鲁棒的方法。

关键词：热轧带钢凸度诊断非平衡多类别分类多阶集成建模数据重采样方法智能制造信息物理系统

具Holling-Ⅳ型发生率的SEIAV反应扩散传染病模型的时空动力学分析

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应用数学学报 2024年第5期 811-832页

作者：张丽娟丁成东王福昌袁静防灾科技学院基础课教学部防灾科技学院河北省地震动力学重点实验室防灾科技学院信息工程学院北京防灾科技有限公司

结合传染病传播过程中的时空扩散效应,考虑Holling-Ⅳ发生率,建立了含有潜伏期、饱和治愈、二次感染、游离病毒的传播及空间扩散等因素的SEIAV传染病模型.得到R0 1时地方病平衡点的持续存在性,并进一步讨论了R0=1时模型无病平衡点全局... 详细信息

结合传染病传播过程中的时空扩散效应,考虑Holling-Ⅳ发生率,建立了含有潜伏期、饱和治愈、二次感染、游离病毒的传播及空间扩散等因素的SEIAV传染病模型.得到R0 1时地方病平衡点的持续存在性,并进一步讨论了R0=1时模型无病平衡点全局吸引性.利用算子半群理论证明了模型的适定性,同时还构造了特征值问题,利用主特征值存在的特性给出基本再生数的一般计算方法.最后通过数值模拟,验证了空间扩散的传染病模型传播的影响.

关键词： Holling-Ⅳ型发生率反应扩散模型基本再生数阈值动力学数值模拟

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星载220 GHz分谐波混频器设计

固体电子学研究与进展 2024年第1期44卷 24-28页

作者：丁成魏星施永荣南京电子器件研究所南京210016 南京航空航天大学电子信息工程学院/集成电路学院南京211106

为满足星载辐射计系统应用,提出了一款220 GHz次谐波混频器。基于平面GaAs肖特基二极管3D电磁模型,混频器电路和结构优化设计采用HFSS和ADS联合仿真实现。通过在50μm厚的石英基板上倒装反向并联二极管对以及采用纳米银胶将基板粘接在... 详细信息

为满足星载辐射计系统应用,提出了一款220 GHz次谐波混频器。基于平面GaAs肖特基二极管3D电磁模型,混频器电路和结构优化设计采用HFSS和ADS联合仿真实现。通过在50μm厚的石英基板上倒装反向并联二极管对以及采用纳米银胶将基板粘接在硅铝波导腔的工艺方式,设计并加工实现了一款210~240 GHz分谐波混频器,单边带最小变频损耗仿真结果为7.33 dB,实测变频损耗优于9.6 dB。按照某卫星规定的各项环境试验条件验证其在不同环境条件下的性能,结果证明该混频器试验前后一致性较好。

关键词：太赫兹反向并联二极管对分谐波混频器肖特基二极管