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掺铁生物活性玻璃/聚谷氨酸复合水凝胶的制备、表征及应用

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掺铁生物活性玻璃/聚谷氨酸复合水凝胶的制备、表征及应用

作者：冯梦迪扬州大学

学位级别：硕士

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基于参数解耦的个性化联邦学习方法研究

基于参数解耦的个性化联邦学习方法研究

作者：焦迪迪吉林大学

学位级别：硕士

联邦学习作为一种具有隐私保护特性的分布式机器学习范式,在近些年受到学术界和工业界的广泛关注。然而,由于数据异构性的存在,传统联邦学习方法训练得到的单一全局模型在数据间呈非独立同分布的客户端上收敛困难且表现不佳。因此,个性... 详细信息

联邦学习作为一种具有隐私保护特性的分布式机器学习范式,在近些年受到学术界和工业界的广泛关注。然而,由于数据异构性的存在,传统联邦学习方法训练得到的单一全局模型在数据间呈非独立同分布的客户端上收敛困难且表现不佳。因此,个性化联邦学习被提出以应对这一挑战,其旨在以联邦的方式为每个客户端定制能在本地数据上具有良好性能的个性化模型。将模型参数解耦为可共享的主体部分和私有头部的训练策略作为实现个性化联邦学习的主流方法之一,允许所有客户端协作训练模型主体部分以提高模型对数据通用信息的表征能力,而将模型头部留作本地更新以实现个性化。然而,传统的基于参数解耦的个性化联邦学习方法通常将个性化过程限制在数据样本有限的单个客户端本地,忽略了具有相似数据分布的客户端之间的协作带来的性能增益,因此,模型个性化性能仍有较大提升空间。针对上述问题与机遇,本文给出了两种基于参数解耦的模型个性化训练方案,具体如下:(1)针对现有的基于参数解耦的个性化联邦学习方法缺乏对相似客户端之间进行协作学习的认知能力的问题,本文提出了基于相似度认知的个性化联邦部分适应算法CFPA,旨在以一种安全且高效的方式充分挖掘并利用相似客户端之间的协作潜能,通过软分组加权聚合(SWA)策略提高模型的个性化性能。具体地,CFPA将模型参数解耦为主体部分和头部,并要求所有客户端使用一个随机初始化的固定头部,协作训练得到一个联邦预个性化模型。然后,通过从卷积层输出特征图中提取的能表征本地数据分布情况的分布知识,有效度量客户端之间的相似性。与需要依据经验设置聚类阈值或簇数的显式聚簇策略不同,CFPA最终在相似度矩阵的指导下,以加权联邦适应的方式为每个客户端学习个性化模型。本文通过与经典联邦学习方法进行对比以及消融实验,验证了CFPA在性能上的优越性以及框架内各模块的有效性。(2)在已提出的解决方案的基础上,考虑到在服务器上聚合模型参数时,除客户端数据量外,客户端局部模型不同组件内的层级关系等其他重要属性对模型性能的影响,本文提出基于分层软注意力机制的个性化联邦学习算法p Fed LSA,针对模型的主体部分和头部分别引入分层软注意力机制(LAM)进行细粒度组件内层级聚合,为每个客户端学习个性化模型。具体地,p Fed LSA权衡了客户端样本数量与局部模型主体部分对全局模型主体部分的层级贡献,聚合得到对数据通用信息具有更强表征能力的主体部分,并充分利用相似客户端之间的协作对客户端模型头部进行分层加权联邦适应,从而为每个客户端生成个性化模型头部。此外,p Fed LSA通过在服务器端维护层级个性化模型头部字典的方式,高效地解决了新来客户端的冷启动问题。最后,本文通过与其他先进的联邦学习方法进行对比以及消融实验,验证了p Fed LSA的优越性与有效性。

关键词：联邦学习个性化参数解耦相似度度量数据异构性

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转发式干扰条件下LFM雷达的检测概率估计

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 497-504页

作者：田元荣王俊迪吴笑天国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037 空军工程大学航空工程学院陕西西安710038

对多雷达干扰效果评估的难点在于分析干扰机对非目标雷达的影响。针对干扰机转发一部线性调频(linear frequency modulation,LFM)雷达的信号无意干扰另一部LFM雷达时的检测概率估计问题,首先计算了被干扰雷达对干扰信号在空域、频域和... 详细信息

对多雷达干扰效果评估的难点在于分析干扰机对非目标雷达的影响。针对干扰机转发一部线性调频(linear frequency modulation,LFM)雷达的信号无意干扰另一部LFM雷达时的检测概率估计问题,首先计算了被干扰雷达对干扰信号在空域、频域和时域上的接收增益;其次将干扰信号在判决单元中的统计特性建模为非中心卡方分布,并给出了检测概率和虚警概率的计算方法。仿真结果表明,在一部干扰机的无意干扰下,估计的检测概率可作为被干扰雷达检测概率的上限;为达到同样的干扰效果,转发非目标雷达的信号实施干扰,比转发目标雷达的信号进行干扰所需的干扰功率更少。

关键词：线性调频雷达转发干扰无意干扰雷达检测概率非相参积累

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企业并购中劳动者参与权保障研究

企业并购中劳动者参与权保障研究

作者：李歆迪上海师范大学

学位级别：硕士

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基于BA-RRT的室内地磁定位方法研究

基于BA-RRT的室内地磁定位方法研究

作者：孙宇迪吉林大学

学位级别：硕士

当前,人类社会正在迈入万物互联的智慧时代,位置服务作为实现全球数字化的关键技术手段之一,是我国智慧系统建设的重要组成部分。常用的室外卫星定位由于信号传播问题无法有效应用于室内环境中,因此为满足室内环境下的定位需求,国内外... 详细信息

当前,人类社会正在迈入万物互联的智慧时代,位置服务作为实现全球数字化的关键技术手段之一,是我国智慧系统建设的重要组成部分。常用的室外卫星定位由于信号传播问题无法有效应用于室内环境中,因此为满足室内环境下的定位需求,国内外学者应用如WIFI、超宽带、射频识别等不同技术原理相继提出多种室内定位方法并均取得一定进展。其中地磁定位技术具备全天候、高精度、无源性、无累积误差等优势,且其在定位过程中不会受到主流定位方法面对的多径效应、非视距传播等影响,是近年来室内定位领域的重要研究内容之一。本文以实现室内环境下的高精度地磁定位为目的,研究以地磁信息作为匹配基准的定位方法。本文完善了高精度室内地磁图的构建手段,提出一种以地磁序列信息作为匹配对象的定位算法,开展了室内环境下应用地磁定位方法的定位实验。本文具体研究内容如下:(1)为保证地磁匹配过程中地磁信息的可靠性,研究了高精度室内地磁图的构建方法。分析地磁测量过程中主要干扰来源并经过仿真选择去噪效果最好的db5小波去噪实现对地磁数据的预处理。利用测线代替测点构建室内稀疏地磁图改善地磁定位前期工作量大的问题,并验证其可行性。通过室内实测数据分析比对常用插值方法的性能后,选择平均相对偏差小于0.4%,拟合效果最好的克里金插值法作为室内稠密地磁图的构建方法。提出利用测线信息特征提取的方法提高地磁图的完整性,并通过实验验证小范围更新地磁图的可行性,完善了室内地磁图的构建方法。(2)为实现以地磁信息作为基准获取位置的目的,研究了基于地磁匹配的定位方法。本文改进了快速拓展随机树(RRT)方法,通过降低其子节点选取的随机性并保留其信息树作为可能路径集实现匹配路径形状的拟合,利用蝙蝠算法(BA)善于搜索全局最优解的特点寻找匹配起点,二者相结合提出BA-RRT算法。应用BA-RRT算法进行仿真并分析序列长度和测量误差对算法定位结果的影响。研究了地磁水平测向方法并结合方向信息优化了单点位置更新的性能。(3)为验证本文所提出的定位方法,开展了室内环境下地磁定位的实验研究。设计基于磁通门结合测距传感器的测线采集软、硬件系统。分析不同数据点间隔地磁图的测量需求及选择依据。针对较大间隔地磁图定位过程,本文在900cm×2240cm的环境中以间隔为20cm构建地磁图进行定位实验,实验结果中定位平均偏差为0.85m,能够达到目前如WIFI、蓝牙等主流室内定位技术的亚米级定位精度,却不存在受信号传播干扰等影响定位结果的问题。针对小间隔地磁图定位过程,本文在200cm×400cm的环境下以10cm为间隔构建实测稠密地磁图进行实验,定位平均偏差为0.45m,结果证明缩短地磁图数据点间隔并提高磁场重复率进行匹配定位可以进一步提升定位精度。

关键词：地磁测量地磁匹配方法室内定位方法克里金插值法小波去噪蝙蝠算法

澜沧江中下游泥沙微表面电荷特性与磷吸附关系研究

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湖泊科学 2024年第3期36卷 817-826页

作者：韩宜迪傅开道朱玘张年云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650500 云南大学云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室昆明650500

河流泥沙是水生态系统生源要素的重要附着载体,其微形貌及电荷特性直接关系着泥沙对溶解态营养盐或污染物的吸附能力。本研究选取澜沧江中下游干流及主要支流为考察对象,采集28个河流水库断面的悬移质泥沙,采用原子力显微镜测定泥沙微... 详细信息

河流泥沙是水生态系统生源要素的重要附着载体,其微形貌及电荷特性直接关系着泥沙对溶解态营养盐或污染物的吸附能力。本研究选取澜沧江中下游干流及主要支流为考察对象,采集28个河流水库断面的悬移质泥沙,采用原子力显微镜测定泥沙微表面电荷量,探究澜沧江泥沙的微表面电荷性质,研究纳米尺度下泥沙的微表面特性。研究结果表明:(1)微观界面,形貌对表面电荷分布影响明显,在纳米尺度下电势图与相位差图均展现出明显非均匀分布特征;(2)在流域分布上,不同区域表面电荷存在较大差异,流域沿程变化对泥沙表面电荷产生重要影响,总体变化呈现先减小后增大的趋势,表面电势值变化范围为-201.47~35.34 mV,表面电荷密度范围为0.07~3.65 mC/m^(2),不同区域电荷特性差别明显;(3)在梯级水电筑坝影响下,坝上坝下泥沙颗粒电势差与水库库容存在较好的线性相关关系,相关系数为0.8214,且坝下电势普遍高于坝上区域;(4)泥沙表面电势与磷吸附之间具有较强相关性,其相关系数为0.6657,同时表现出较好的线性拟合关系。研究结论对深入理解水电大坝建设对流域内污染物的迁移转化及解释泥沙的表面电性特征与污染物的吸附解吸机制具有重要科学意义,同时也可为流域水沙环境调控提供理论依据。

关键词：澜沧江河流泥沙表面电势表面电荷密度原子力显微镜

基于数值模式降水产品的集合预报与订正模型研究及应用

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基于数值模式降水产品的集合预报与订正模型研究及应用

作者：沈凯迪南京信息工程大学

学位级别：硕士

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高中地理生活化实验教学实践研究

高中地理生活化实验教学实践研究

作者：严迪曲阜师范大学

学位级别：硕士

新课程标准强调高中地理教学要以提高学生地理学科核心素养为宗旨,培养未来社会发展需要的综合性人才,而地理实验是促进学生达成地理学科核心素养中地理实践力的重要渠道。为了降低实验开展的难度,提高地理实验的教育价值,本文以生活化... 详细信息

新课程标准强调高中地理教学要以提高学生地理学科核心素养为宗旨,培养未来社会发展需要的综合性人才,而地理实验是促进学生达成地理学科核心素养中地理实践力的重要渠道。为了降低实验开展的难度,提高地理实验的教育价值,本文以生活化实验为切入点进行研究。本文将建构主义学习理论、认知发现学习理论、多元智能理论、“教学做合一”理念作为本研究的理论支撑,通过文献研究法分析了国内外有关地理生活化实验的研究进程,并通过问卷调查法、访谈法了解青岛市某高中学校地理生活化实验的教学现状,在此基础上针对目前高中地理生活化实验教学存在的问题提出了教学策略,为了检验教学策略的有效性,本文结合湘教版教材的《大气热力环流》对教学策略进行了实践。通过研究,得出以下结论:第一,高中地理生活化实验的教学现状不够理想,学校课时安排紧张、评价机制不重视学生的动手操作能力;教师缺乏开发生活化实验资源的渠道和积极性、缺少开发生活化实验的精力、忽视生活化实验作业的布置;学生学习时间紧张、动手操作能力有待提高、受应试教育影响较大。以上原因导致生活化实验在高中地理教学中不受重视。第二,基于调查分析结果,本研究从课前开发、课堂实施、课后延伸三个阶段提出了高中地理生活化实验教学的具体提升策略。在课前开发阶段,教师应充分了解学生前概念、多角度科学开发生活化实验、引导学生提前准备实验工具。在课堂实施阶段,教师可运用生活化实验进行课堂导入、合作探究、突破教学重难点。在课后延伸阶段,教师可通过布置生活化实验作业、开设地理生活化实验选修课、借助地理社团开展生活化实验等途径延伸实施生活化实验的空间范围和时间范围。该教学策略通过全方位、多途径落实生活化实验,增强生活化实验对学生地理学习的正向影响。第三,为检验策略有效性,本研究选取湘教版《大气热力环流》作为实践案例,通过对案例的研究和教育教学环节参与者的评价和访谈,从学生能力培养、知识掌握程度、课堂氛围三个方面肯定了生活化实验的实践效果及教学策略的有效性。

关键词：高中地理生活化实验教学策略教学实践

基于BiVO4半导体复合材料的制备及其光催化性能研究

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基于BiVO4半导体复合材料的制备及其光催化性能研究

作者：孙凯迪吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济发展,石油能源消耗日益严重,环境污染加剧,如何更好的开发利用清洁能源成为亟待解决的问题。太阳能作为分布广泛的清洁能源,具有广阔的应用前景和巨大的低成本优势,而其中半导体光催化技术是利用太阳能的热门技术,具有... 详细信息

近年来,随着经济发展,石油能源消耗日益严重,环境污染加剧,如何更好的开发利用清洁能源成为亟待解决的问题。太阳能作为分布广泛的清洁能源,具有广阔的应用前景和巨大的低成本优势,而其中半导体光催化技术是利用太阳能的热门技术,具有环保无污染,成本低,治理效益高等优点。同时光催化技术应用广泛,其应用领域包括光降解污水中有机污染物和重金属,光催化产氢、产氧和二氧化碳还原等方向。其中,在治理污水、降解有机物和重金属中光催化技术逐渐成为研究热点。半导体是一种带隙宽度低于绝缘体高于导体的材料,在过去的几十年中,已开发出众多的半导体材料应用于光催化技术,包括单相半导体材料、固溶体半导体材料和异质结复合半导体材料等。钒酸铋（BiVO4）是优异的半导体材料,因其合适的带边位置和带隙宽度,表现出良好的光催化性能。BiVO4具有无毒、成本低,带隙窄,催化活性高的优点,但与其它众多半导体一样,BiVO4也存在着光生载流子分离程度低,载流子复合严重的问题,这严重阻碍了BiVO4发挥其催化性能。基于此,本论文构建了BiVO4基复合光催化材料,通过直接Z型光催化剂和贵金属-直接Z型复合光催化剂的构建,大大提升了BiVO4光催化性能。主要工作具体如下:在第2章中,首先通过水油两相合成法制备出超薄二维BiVO4纳米片,再通过固相合成制备FeTi2S4纳米条带,通过物理超声和真空烧结将两者复合起来,得到FeTi2S4/BiVO4复合材料。通过改变投料比制备了不同复合比的FeTi2S4/BiVO4,相比BiVO4有更好的光吸收能力和催化活性,通过光催化降解罗丹明B确定了最佳投料比为100:1的FeTi2S4/BiVO4有最佳性能。通过TEM、SEM、EDS、XPS等测试表征了其形貌和成分分布,确定了FeTi2S4与BiVO4的复合。采用UPS和DRS分别测试并计算了BiVO4和FeTi2S4价带位置和带隙宽度,确定了FeTi2S4/BiVO4的能带结构,同时EPR和活性氧测试的结果确定了FeTi2S4/BiVO4的Z型异质结催化机理。在第3章中,基于上一章的研究成果,通过光还原法在FeTi2S4/BiVO4上沉积Pt,制备出了金属-直接Z型异质结光催化剂Pt-FeTi2S4/BiVO4。通过改变投料比制备了不同复合比的Pt-FeTi2S4/BiVO4,通过光催化降解罗丹明B确定了最佳投料比为50:1的Pt-FeTi2S4/BiVO4具有最佳的催化性能。通过光电流测试和DRS等测试探究了催化剂的光相应水平和光吸收能力等性能。通过TEM和SEM等测试表征了其形貌和成分分布,发现Pt只选择性的沉积在了FeTi2S4上,这是由于FeTi2S4/BiVO4的直接Z型异质结结构导致Pt只能在FeTi2S4表面被还原,同时也证明了上一章的FeTi2S4/BiVO4的直接Z型异质结结构。最后通过活性氧测试探究出Pt-FeTi2S4/BiVO4的光催化机理。综上所述,我们通过构建直接Z型异质结光催化剂FeTi2S4/BiVO4和金属-直接Z型异质结光催化剂Pt-FeTi2S4/BiVO4得到了性能优异的光催化剂,光催化降解罗丹明B的能力是未复合的BiVO4的数倍。并且,由于BiVO4的二维超薄片状形貌,只需要极少FeTi2S4参与到负载过程中就能与BiVO4充分复合形成直接Z型异质结,大幅提升BiVO4的性能,而后续也是负载极少的Pt在FeTi2S4上便能够增强催化活性。

关键词：半导体直接Z型异质结光降解钒酸铋