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基于Bragg光栅传感的地铁隧道火灾识别与监测技术研究

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基于Bragg光栅传感的地铁隧道火灾识别与监测技术研究

作者：常士舸长春工业大学

学位级别：硕士

光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器近年来备受关注。它具有高灵敏度、小巧轻便、高准确性、抗电磁干扰等优点,目前已被广泛应用于火灾报警、损伤识别、医疗诊断、运输和结构健康监测等方面。针对大规模实时监测的实际需求... 详细信息

光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器近年来备受关注。它具有高灵敏度、小巧轻便、高准确性、抗电磁干扰等优点,目前已被广泛应用于火灾报警、损伤识别、医疗诊断、运输和结构健康监测等方面。针对大规模实时监测的实际需求,克服地铁隧道火灾中温度解调传统拟合方法的局限性,本文将光纤布拉格光栅的传感原理和深度学习技术相结合,提出一种基于LSTM-CNN模型的解决方案,其充分利用LSTM(长短期记忆网络)和CNN(卷积神经网络)的优势,为温度监测提供更为可靠的方法。在数据进入LSTM-CNN模型训练之前,需要对数据进行预处理。本文采用基于新阈值函数的小波阈值去噪算法对其噪声进行处理,并引入SNR和RMSE作为MATLAB仿真实验的比较分析指标。实验结果表明,相较于传统的硬阈值函数和软阈值函数方法,本文提出的方法在信噪比方面有所提高,同时均方根误差也有所降低,这表明去噪算法为LSTM-CNN模型输入数据处理提供了基础。最终搭建基于LSTM-CNN超弱光纤光栅温度测量系统的监测平台,通过长短期记忆-卷积神经网络算法对其传感信号进行预测,选取18000个光谱作为样本数据进行训练,训练时使用Adam W随机优化算法,在25℃-75℃的温度范围内,进行FBG的温度标定和解调误差分析,对比GRU算法、LSTM算法及传统的最大峰值法,本文算法效果佳,且能够有效地提高测量精度,实验结果表明:本文对温度波长预测解调精度可达99.27%,均方根误差(RMSE)为0.08528℃,通过实验,验证了本文所提出的方法在理论和技术方面具有一定的参考和支撑意义。适用于地铁隧道火灾危险的识别与监测,并且在光栅阵列传感解调系统的信号处理方面也具备应用价值。

关键词：光纤布拉格光栅长短期记忆卷积神经网络隧道火灾解调技术温度预测

基于机器学习的房地产企业债券违约预测模型设计研究

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基于机器学习的房地产企业债券违约预测模型设计研究

作者：洪翼舸广西大学

学位级别：硕士

中国房价持续变动对企业创新的“挤出效应”研究

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社会科学战线 2024年第8期 112-125页

作者：魏婕姜舸安同良南京大学数字经济与管理学院江苏苏州215163 南京大学商学院江苏南京210093

21世纪初以来,中国房地产业的不断繁荣使企业与社会的投资持续流入房市,极有可能对企业创新投入产生“挤出”效应。文章从企业个体行为角度出发,基于演化经济学的范式,构建一个企业资金配置的演化模型:在中国房价上涨的宏观背景引导下,... 详细信息

21世纪初以来,中国房地产业的不断繁荣使企业与社会的投资持续流入房市,极有可能对企业创新投入产生“挤出”效应。文章从企业个体行为角度出发,基于演化经济学的范式,构建一个企业资金配置的演化模型:在中国房价上涨的宏观背景引导下,由于企业的短视与相互模仿、搭便车等非理性行为,企业个体采取的策略是将大量资本逃离实体经济,形成群体企业对房地产投资的追逐,导致企业创新倾向减弱且强度降低;同时由于企业内生行为逻辑具有一致性,群体之间竞相模仿机制会出现“自我累积效应”,使企业因为赚取高利润形成的“信用缓解效应”以及外部治理房地产业政策的作用十分有限。文章将2007—2022年中国制造业上市公司的微观数据与285个大中城市的房地产数据进行匹配,通过实证数据来证实上述猜想。文章的研究结果为纠偏企业非理性行为、促进房地产业健康发展以及在新时代以放飞中国企业创新“翅膀”来发展新质生产力提供了政策启迪。

关键词：房价变动企业创新挤出效应非理性行为新质生产力

边缘计算网络中区块链赋能的异步联邦学习算法

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 195-203页

作者：黄晓舸邓雪松陈前斌张杰重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

由于数据量激增而引起的信息爆炸使得传统集中式云计算不堪重负,边缘计算网络(ECN)被提出以减轻云服务器的负担。此外,在ECN中启用联邦学习(FL),可以实现数据本地化处理,从而有效解决协同学习中边缘节点(ENs)的数据安全问题。然而在传... 详细信息

由于数据量激增而引起的信息爆炸使得传统集中式云计算不堪重负,边缘计算网络(ECN)被提出以减轻云服务器的负担。此外,在ECN中启用联邦学习(FL),可以实现数据本地化处理,从而有效解决协同学习中边缘节点(ENs)的数据安全问题。然而在传统FL架构中,中央服务器容易受到单点攻击,导致系统性能下降,甚至任务失败。本文在ECN场景下,提出基于区块链技术的异步FL算法(AFLChain),该算法基于ENs算力动态分配训练任务,以提高学习效率。此外,基于ENs算力、模型训练进度以及历史信誉值,引入熵权信誉机制评估ENs积极性并对其分级,淘汰低质EN以进一步提高AFLChain的性能。最后,提出基于次梯度的最优资源分配(SORA)算法,通过联合优化传输功率和计算资源分配以最小化整体网络延迟。仿真结果展示了AFLChain的模型训练效率以及SORA算法的收敛情况,证明了所提算法的有效性。

关键词：异步联邦学习区块链资源分配边缘计算网络

基于无人机雷达和光学影像的城市森林地上生物量估算方法建立及应用

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南京信息工程大学学报 2024年

作者：张曈陈爽曹书舸南京信息工程大学“一带一路”城市可持续发展研究院南京信息工程大学地理科学学院

目前生物量估算的数据来源包括光学、合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)和激光雷达(Light Detection and Ranging，LiDAR)等。利用遥感技术对区域生物量进行反演时，实地样方数据的不足限制了模型反演精度的提升。本研究采... 详细信息

目前生物量估算的数据来源包括光学、合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)和激光雷达(Light Detection and Ranging，LiDAR)等。利用遥感技术对区域生物量进行反演时，实地样方数据的不足限制了模型反演精度的提升。本研究采用无人机雷达点云数据结合实地调查扩大样本量，试图验证利用机载雷达替代实地调查的可行性，并与光学影像特征(植被指数数据和纹理特征数据)建立植被地上生物量反演模型。结果表明：1)基于LiDAR获取的单株冠幅数据估算的生物量具有较好的精度，与实地测算的生物量结果的总体误差百分比为1.74%；2)南京龙王山风景区利用LiDAR数据估算的地上生物量密度为96.78 Mg·hm-2，利用光学影像特征模型反演的生物量密度为107.94 Mg·hm-2；3)毗邻龙王山的校园验证数据结果显示，模型反演生物量密度值为92.6 Mg·hm-2，基于LiDAR数据的结果为104.11 Mg·hm-2，可以看出所提出的方法具有较好的效果。因此，通过无人机LiDAR和冠幅生物量模型可以扩大样本量，由此建立的影像特征生物量模型具有良好的效果，为大范围生物量反演提供一种可行的方法。

关键词：无人机激光雷达地上生物量机器学习回归城市森林冠层高度模型

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江苏生态红线区生态质量演变及影响机制分析

江苏生态红线区生态质量演变及影响机制分析

作者：曹书舸南京信息工程大学

学位级别：硕士

基于中国家庭追踪调查数据的教育代际传递问题研究

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基于中国家庭追踪调查数据的教育代际传递问题研究

作者：朱舸嘉兰州财经大学

学位级别：硕士

教育是阻断贫困代际传递的机制,也是促进代际流动和社会公平的重要工具。2022年党的二十大报告中提出“加快建设高质量教育体系”“促进教育公平”等。但随着教育规模的不断扩大和经济的快速发展,教育不公平的问题逐渐受到关注。教育代... 详细信息

教育是阻断贫困代际传递的机制,也是促进代际流动和社会公平的重要工具。2022年党的二十大报告中提出“加快建设高质量教育体系”“促进教育公平”等。但随着教育规模的不断扩大和经济的快速发展,教育不公平的问题逐渐受到关注。教育代际传递不仅与教育机会公平和教育水平代际固化有关,还与社会阶层固化有着密切联系。因此,探讨我国教育代际传递现状、分析教育代际传递的影响因素以及机制具有重要的现实意义。本文通过使用2020年中国家庭追踪调查(CFPS)数据,对我国的教育代际传递问题进行研究。本文首先使用教育代际传递系数和代际转换矩阵对我国教育代际传递现状进行测度,然后对父代受教育水平和子代教育之间的关系展开了实证分析,同时分析了性别、户口类型、区域、家庭规模和婚配模式对教育代际传递的影响,并且运用工具变量法去解决可能存在的内生性问题。最后进一步使用中介效应模型进行教育代际传递的机制分析,探讨父代如何将自身的教育优势传递给子代。主要研究发现如下:(1)基于有序Probit估计、边际效应分析以及转换矩阵分析等研究结果发现父代教育对子代教育有显著的正向影响。父代受教育水平越高,子代获得高等教育的概率越大。对子代教育有显著影响的除了父代教育水平以外,还有子代年龄、子代性别、子代户口类型、区域、同胞数量。(2)随着时代的推进,个体平均受教育水平在提高,但教育代际传递总体趋势增加。(3)教育代际传递在不同性别、户口类型、区域、家庭规模以及婚配模式之间存在差异。具体表现为女儿的代际性高于儿子;农业户口的代际性高于非农业户口;西部地区高于中部和东部地区;非独生家庭高于独生家庭;教育同质性婚配家庭高于教育异质性婚配家庭。(4)教育代际传递的机制分析发现,父代受教育水平除了可以直接对子代教育产生影响外,还可以通过父代经济资本、父代社会资本和子代教育期望这三个中间机制间接对子代教育产生影响。与父代社会资本相比,父代经济资本和子代教育期望是教育代际传递中更为重要的机制。最后依据发现反映的问题,从促进教育机会公平和代际流动性的角度提出相关政策含义。

关键词：教育代际传递教育机会公平传递机制有序Probit

基于数据-模型驱动的数控机床综合误差动态预测方法

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2283-2295页

作者：黄华支晓波李嘉然赵秋舸梅乐兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

针对数控机床综合误差建模复杂,模型适应性差的问题,提出一种基于数字孪生技术的数控机床综合误差建模方法及误差预测方法。为了建立模型和实时数据相融合的综合误差数字孪生体,以三轴数控机床为研究对象,首先采用多体动力学和齐次坐标... 详细信息

针对数控机床综合误差建模复杂,模型适应性差的问题,提出一种基于数字孪生技术的数控机床综合误差建模方法及误差预测方法。为了建立模型和实时数据相融合的综合误差数字孪生体,以三轴数控机床为研究对象,首先采用多体动力学和齐次坐标变化相结合的方法,建立了考虑几何误差和动态误差的综合误差预测模型,并将预测模型进行数字化表达,以此构建基于数据和模型驱动的综合误差数字孪生模型。然后,为将物理空间高保真地映射到数字孪生体中,基于TCP/IP通讯协议构建数据传输框架,实现了数据在物理空间和数字孪生体之间的双向实时映射。最后通过三轴数控机床验证了综合误差预测数字孪生体的可靠性,同时利用虚实同步运动实验验证了数据传输的实时性和稳定性。研究结果为构建误差模型数字孪生体提供了一种新途径,并为实现数控机床的综合误差动态预测提供了理论基础。

关键词：数字孪生数控机床几何误差综合误差

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黄河下游河道冲淤分布模式及冲淤特征

水利学报 2024年第4期55卷 468-480页

作者：马子普吴保生沈逸薛源覃超汪舸清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

为揭示黄河下游河道的沿程冲淤分布模式及分布特征,对黄河下游1952—2021年间共70年的河段实测冲淤量数据进行了系列统计分析。研究表明:(1)黄河下游河道存在7种沿程冲淤分布模式,其中全线冲刷、全线淤积、上冲下淤、上淤下冲等4种为基... 详细信息

为揭示黄河下游河道的沿程冲淤分布模式及分布特征,对黄河下游1952—2021年间共70年的河段实测冲淤量数据进行了系列统计分析。研究表明:(1)黄河下游河道存在7种沿程冲淤分布模式,其中全线冲刷、全线淤积、上冲下淤、上淤下冲等4种为基本模式。上淤下冲模式的冲淤临界位置在孙口附近,上冲下淤模式的冲淤临界位置在游荡性河段。各模式对河道整体冲淤的贡献率存在较大差异,两边冲中间淤模式对冲刷量的贡献率最大,全线淤积模式对淤积量的贡献率最大;(2)1952年以来,黄河下游河道沿程冲淤分布模式的变化过程可分为1952—1959年、1960—1985年、1986—1999年、2000年后共4个阶段;(3)各河段冲淤量大小以0点为中心近似呈偏态分布,冲淤量在多年尺度下具有沿程减小的趋势性特征以及“冲久必淤、淤久必冲”的周期性特征;(4)各河段整体冲淤发生年数差别不大,反映了河道冲淤的平衡趋向性;70年内淤积于黄河下游河床底部的泥沙有一半左右被冲走,花园口到孙口河段的累计冲淤量接近下游总冲淤量的8成,孙口以下河段很小;(5)全线冲刷模式为小浪底水库运用后下游河道的主要冲淤模式,小花段前期淤积的泥沙基本被冲完,夹高段、高孙段及孙艾段仅冲走了前期淤积泥沙的二到三成。研究结果总结了黄河下游河道的沿程冲淤分布模式,分析了冲淤分布特征,有助于深化对下游河道冲淤现象的整体认识。

关键词：黄河下游冲淤量沿程分布模式全线冲刷全线淤积