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基于主成分分析和宽度学习系统的土壤铅镉重金属元素定量分析

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1852-1857页

作者：吕树彬杨婉琪李福生电子科技大学自动化工程学院四川成都611731 电子科技大学长三角研究院(湖州) 浙江湖州313001

在土壤重金属元素定量分析研究中,X射线荧光分析(XRF)是一种有效的无损分析技术。由于受到矩阵效应以及元素干扰的影响,已有的机器学习方法在利用土壤XRF光谱预测铅(Pb)元素、镉(Cd)元素浓度时存在性能不足和不稳定的问题。该工作提出... 详细信息

在土壤重金属元素定量分析研究中,X射线荧光分析(XRF)是一种有效的无损分析技术。由于受到矩阵效应以及元素干扰的影响,已有的机器学习方法在利用土壤XRF光谱预测铅(Pb)元素、镉(Cd)元素浓度时存在性能不足和不稳定的问题。该工作提出了基于主成分分析(PCA)结合宽度学习系统(BLS)的XRF土壤重金属元素定量分析方法(PCA-BLS),用于精确、高效、稳定测定土壤中Pb元素和Cd元素的浓度。使用PCA对56个标准土壤数据进行特征降维,并选取Pb和Cd的前3个主成分作为特征。将最优主成分特征输入宽度学习系统进行校正和测试,并使用网格搜索算法确定最佳网络结构。其中Pb元素和Cd元素对应的BLS的三个最优参数值分别为2,11,11和3,19,15。使用支持向量回归(SVR)、BP神经网络和原始BLS三种模型与PCA-BLS方法进行对比。PCA-BLS在测定Pb对应的决定系数R^(2)、均方根误差RMSE和平均绝对百分比误差MAPE三个指标上取得了0.954、1.433、1.014的结果,在定量Cd实验中取得R^(2)为0.982、RMSE为1.215和MAPE为1.059的精度。网格搜索可视化表明PCA-BLS在预测两种重金属元素时具有稳定的性能。实验结果表明,PCA-BLS可以有效校正土壤XRF光谱中的矩阵效应和干扰,在准确预测Pb和Cd元素浓度的同时保持模型稳定性,是一种具有潜力的XRF光谱定量分析方法。

关键词：土壤重金属 XRF定量分析宽度学习系统主成分分析

流固耦合条件下地铁隧道围岩演化特性及支护结构稳定性研究

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流固耦合条件下地铁隧道围岩演化特性及支护结构稳定性研究

作者：吕占树沈阳大学

学位级别：硕士

针对浸水后隧道围岩与支护结构相互作用的复杂性及施工设计中管棚超前支护技术主要依赖工程经验缺乏成熟的理论支撑,不能完全满足隧道工程对成本控制和安全性的问题,本文采用室内试验、理论分析及数值计算等研究方法,对复杂地质条件下... 详细信息

针对浸水后隧道围岩与支护结构相互作用的复杂性及施工设计中管棚超前支护技术主要依赖工程经验缺乏成熟的理论支撑,不能完全满足隧道工程对成本控制和安全性的问题,本文采用室内试验、理论分析及数值计算等研究方法,对复杂地质条件下隧道围岩演化特性和管棚支护结构机理进行了科学研究。首先采用室内试验方法获得岩样基本物理力学参数及强度变化规律;其次结合实际工程通过理论分析修正了Pasternak弹性地基梁模型,得到管棚支护结构的力学特征并利用有限元软件建立工程模型分析了管棚参数对围岩稳定性的影响;最后采用数值仿真及现场监测手段对管棚设计参数优化进行了对比分析。具体研究工作如下:(1)通过X射线衍射分析测定岩样含水率、天然密度和饱和密度,确定了软岩成分,并分析了其遇水软化的物理因素,采用室内试验方法研究含水软岩的峰后力学特性并推演得到软岩应变软化模型。(2)针对隧道围岩与支护结构相互作用的复杂性,结合实际工程建立管棚挠度方程,基于软岩应变软化模型,通过MATLAB编程计算,分析管棚弯矩、剪力和挠度变化规律,修正了Pasternak弹性地基梁模型,用正交实验对管棚参数的敏感性进行排序,并对管棚参数进行了影响因素分析。(3)采用有限元软件分析了管径、环向间距、角度三个主要技术参数对支护结构稳定性的影响,结果表明:管径越粗,管棚挠曲变形越小,但管径的增大对管棚挠曲变形的影响将越来越小;管棚环向间距与管棚的受力和变形呈线性增长关系;随着插入仰角的增加,隧道拱顶的沉降位移呈现先减少后增加的趋势。(4)通过数值仿真计算研究了注浆圈厚度对围岩渗流场、位移场、塑性区以及支护受力情况的演化规律,综合分析得出,合理的提高注浆圈厚度能够降低隧道开挖面涌水量,降低围岩变形与塑性破坏范围,适用注浆圈厚度为4m。通过现场数据和数值模拟,验证本文修正了Pasternak弹性地基梁模型的可行性。

关键词：浸水软岩管棚支护地基梁模型数值计算稳定性

REEP6基因敲除的眼部退行性病变小鼠视觉通路的特性研究

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REEP6基因敲除的眼部退行性病变小鼠视觉通路的特性研究

作者：吕茂霞电子科技大学

学位级别：硕士

基于CARS和1D-CNN联合的XRF土壤重金属超标分析方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 670-674页

作者：杨婉琪李智琪李福生吕树彬樊佳婧电子科技大学自动化工程学院四川成都611731 电子科技大学长三角研究院(湖州) 浙江湖州313001 清华大学深圳国际研究生院先进制造学部广东深圳518055

随着社会现代化进程的迈进,愈加频繁的人类活动加剧了土壤重金属污染。当土壤中重金属元素含量超过风险筛选值时,会经过食物链摄入人体,过量的重金属累积对人体健康造成损害。筛选出具有重金属污染风险的土壤是治理土壤污染的重要环节... 详细信息

随着社会现代化进程的迈进,愈加频繁的人类活动加剧了土壤重金属污染。当土壤中重金属元素含量超过风险筛选值时,会经过食物链摄入人体,过量的重金属累积对人体健康造成损害。筛选出具有重金属污染风险的土壤是治理土壤污染的重要环节。采用X射线荧光(XRF)光谱仪获取了59份国家标准土壤样品的光谱数据,然后对其进行小波阈值去噪和迭代离散小波变换本底扣除等预处理;运用基于竞争性自适应重加权采样(CARS)算法对土壤中的重金属元素进行谱线筛选;将筛选后的结果作为模型的输入,通过建立1D-CNN模型预测土壤样本是否具有重金属污染的风险。实验结果显示,通过CARS算法采样后的特征通道数大幅度减少,Ni、Cu、As、Pb元素从原来的2048个特征点分别减少为37、53、37、45个,为原来通道数的1.81%~2.59%。相较于不筛选和连续投影(SPA)筛选方法,结合CARS算法的1D-CNN模型在判断土壤样品是否有Ni、Cu、As、Pb元素污染风险时的准确率分别可以达到96.67%,93.22%,91.67%,88.33%。经CARS筛选,1D-CNN比偏最小二乘回归(PLSR)方法在预测准确性方面有明显优势。提出的CARS-1D-CNN算法在提高模型预测准确率的同时减少了模型的计算量,对于XRF光谱土壤重金属元素污染风险筛选具有较好的理论指导和应用价值。

关键词： X射线荧光光谱重金属竞争性自适应重加权采样一维卷积神经网络

社交机器人在信息行为研究中的概念、任务及应用

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农业图书情报学报 2024年第3期36卷 4-20页

作者：刘洋吕树月黎若珺武汉大学信息管理学院武汉430072 武汉大学深圳研究院深圳519057 桂林电子科技大学商学院桂林541004 武汉大学数学与统计学院武汉430072

[目的/意义]在社交机器人应用范围不断拓宽的背景下,系统性地综述社交机器人及其信息行为研究有助于洞察该领域的发展趋势,为未来深入探索提供研究借鉴。[方法/过程]详细梳理了社交机器人在信息行为研究中的国内外研究。首先,提炼社交... 详细信息

[目的/意义]在社交机器人应用范围不断拓宽的背景下,系统性地综述社交机器人及其信息行为研究有助于洞察该领域的发展趋势,为未来深入探索提供研究借鉴。[方法/过程]详细梳理了社交机器人在信息行为研究中的国内外研究。首先,提炼社交机器人的理论基础和研究热点;其次,从数据资源建设角度和语言理解、情感计算、信息检索、智能对话任务角度归纳社交机器人的基础任务;再次,对社交机器人在具体应用场景中的信息行为研究进行总结和讨论;最后,深入讨论该领域的未来发展趋势。[结果/结论]社交机器人在信息行为研究领域的未来发展具有巨大的潜力和挑战,如交互质量评估、社会认知增强、用户信息披露、情感理解能力等方面,并积极探索解决方案。

关键词：社交机器人信息行为人机交互发展脉络系统性综述

基于KKT最优性条件的频点可控FSK-PSK波形设计算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：吕树肜刘思琪施慧莉张劲东南京航空航天大学电子信息工程学院中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所

针对跳频-相位编码(Frequency Shift Keying-Phase Shift Keying，FSK-PSK)波形随机频点编码序列带来的相关性能下降问题，构建了频点可控跳频和相位编码序列优化模型，并从KKT（Karush-Kuhn-Tucker）最优性条件出发，以最小化自相关积... 详细信息

针对跳频-相位编码(Frequency Shift Keying-Phase Shift Keying，FSK-PSK)波形随机频点编码序列带来的相关性能下降问题，构建了频点可控跳频和相位编码序列优化模型，并从KKT（Karush-Kuhn-Tucker）最优性条件出发，以最小化自相关积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe Level，ISL)为目标函数，设计了一种最优子问题迭代算法进行求解。最后，通过仿真实验与多目标量子遗传(Multi-Objective Quantum Genetic Algorithm，MoQGA)算法优化的FSK-PSK波形进行对比，验证了设计的频点可控FSK-PSK波形在不同子脉冲频点数比下，自相关旁瓣性能平均改善4.47dB，互相关旁瓣也进一步降低。

关键词：低旁瓣波形 KKT条件 FSK-PSK波形频点控制

雷达有源干扰的多域特征参数关联智能识别算法

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信号处理 2024年第3期40卷 524-536页

作者：张瑞李晨轩张劲东吕树肜南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京211106

针对复杂干扰场景下参数变化范围大、决策树特征适应性较差等问题,本文提出了一种基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法。首先,针对干扰信号在时域、频域、脉压等多个域中的特点,设计了相应的特征参数。这些特征参数能够全... 详细信息

针对复杂干扰场景下参数变化范围大、决策树特征适应性较差等问题,本文提出了一种基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法。首先,针对干扰信号在时域、频域、脉压等多个域中的特点,设计了相应的特征参数。这些特征参数能够全面地描述干扰信号的特征。接着,采用随机森林的平均信息增益来选择不同干扰参数条件下的特征参数,并将它们进行关联。然后,结合多域关联特征和典型的神经网络,提出了一种改进的ResNet18网络。通过利用多域关联特征,该网络能够更准确地学习干扰信号的特征,并进行智能识别。最后设置大范围参数的干扰样本训练改进的ResNet18网络,优化其泛化性能。通过计算机仿真实验,本文的方法在大参数范围的有源干扰识别正确率达到了98%以上。而且经过改进后的ResNet18网络参数总量仅为原网络的1/17,大大减少了网络的复杂度。综上所述,本文提出的基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法具有较高的识别准确性和较低的计算复杂度,可以有效应用于复杂干扰场景中。

关键词：干扰识别多域关联特征神经网络特征参数

9种鱼类嗅囊组织结构特征和V1Rs基因家族进化分析

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水产学报 2024年第9期48卷 151-162页

作者：宋陈吕毛琳张郑玮高泽霞刘寒华中农业大学水产学院农业农村部淡水生物繁殖重点实验室

为探究不同鱼类嗅觉器官组成差异及V1Rs基因的进化规律，实验采用组织形态学方法比较了9种鱼类的嗅囊结构特征，并通过比较基因组学和生物信息学手段对V1Rs基因家族进行鉴定、序列结构及进化分析；利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对泥鳅V... 详细信息

为探究不同鱼类嗅觉器官组成差异及V1Rs基因的进化规律，实验采用组织形态学方法比较了9种鱼类的嗅囊结构特征，并通过比较基因组学和生物信息学手段对V1Rs基因家族进行鉴定、序列结构及进化分析；利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对泥鳅V1Rs基因的组织表达模式进行分析。结果显示，6种鲤形目鱼类的嗅基板类型均为G型，鲇形目为H型，而鲈形目则有F型和G型两种，嗅基板数量在9种鱼类中差异较大，其中大口黑鲈的嗅基板数量最少，只有7个，黄颡鱼最多，有80个。研究共鉴定出58个完整的V1Rs基因，这些基因属于G蛋白偶联受体家族。V1Rs基因分为6个亚型(V1R1、V1R2、V1R3、V1R4、V1R5、V1R6),9种鱼类基因组中均有1个V1R1和V1R2基因，但翘嘴鲌基因组中缺少V1R3和V1R4基因，鳜缺少V1R5基因，而团头鲂、黄颡鱼和翘嘴鲌各有2个V1R5基因。qRT-PCR结果显示，与对照组相比(肌肉组织)，除V1R3b外，泥鳅V1Rs基因均在雌、雄嗅囊中显著高表达，但在脑和触须中的表达量较低，在性腺组织中，雌、雄泥鳅V1Rs基因表达量存在明显差异，其中，V1R1、V1R4、V1R5、V1R6在精巢中的表达量显著高于卵巢，而V1R3b基因在雌性泥鳅性腺中显著高于雄性，V1R2和V1R3a在雌、雄泥鳅中则没有显著性差异。本研究不仅阐明了不同鱼类嗅囊组织结构和V1Rs基因拷贝数、进化差异，结果也为后续深入探究鱼类异性识别的嗅觉分子基础和V1Rs基因在繁殖中作用机制奠定基础。

关键词：鱼类嗅囊 V1Rs基因家族基因鉴定基因表达

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透明质酸注射矫治上睑凹陷临床效果分析

中国美容医学 2022年第4期31卷 87-89页

作者：闫琨崔光雪王新娟陶虹宇吕树霞刘文滨石家庄美天医疗美容医院医学美容科河北石家庄050000

目的:观察透明质酸填充剂改善上睑凹陷及眼周年轻化的临床效果。方法:33例存在明显上睑凹陷的就医者,给予多层次注射,评价填充效果及记录不良反应,进行术后随访。结果:本组33例就医者,上睑凹陷填充后的效果改善明显,没有发生严重并发症... 详细信息

目的:观察透明质酸填充剂改善上睑凹陷及眼周年轻化的临床效果。方法:33例存在明显上睑凹陷的就医者,给予多层次注射,评价填充效果及记录不良反应,进行术后随访。结果:本组33例就医者,上睑凹陷填充后的效果改善明显,没有发生严重并发症。结论:透明质酸填充上睑凹陷为一种简便易行、安全有效的治疗方法。

关键词：透明质酸上睑凹陷自体脂肪移植注射填充