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基于深度学习的高精度非介入式负荷监测算法研究

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基于深度学习的高精度非介入式负荷监测算法研究

作者：吕俐衡吉林大学

学位级别：硕士

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高沸醇溶剂法提取胡萝卜木质素开放实验设计

化学教育（中英文） 2024年第18期45卷 91-97页

作者：唐晓红河南财政金融学院环境经济学院河南郑州450046

为提升学生的实验创新探究能力和独立分析解决问题能力,进一步拓展知识面,培养学生的环保意识和团队精神,通过开放实验,让学生全程参与实验的设计、实验材料和仪器设备的选择、废物回收再利用、数据分析、结果讨论等。开放实验以1,4-丁... 详细信息

为提升学生的实验创新探究能力和独立分析解决问题能力,进一步拓展知识面,培养学生的环保意识和团队精神,通过开放实验,让学生全程参与实验的设计、实验材料和仪器设备的选择、废物回收再利用、数据分析、结果讨论等。开放实验以1,4-丁二醇水溶液为溶剂,采用高沸醇溶剂法(high boiling solvent,HBS)从胡萝卜中提取木质素,探索最佳的提取条件,并进行原因分析。结果表明,将胡萝卜干粉投入到质量分数为80%的1,4-丁二醇水溶液中,在210℃、料液质量比为1∶6的条件下蒸煮2 h,木质素收率可达17.14%,回收的高沸醇和水可循环再利用。该开放实验不仅对高沸醇溶剂法提取胡萝卜木质素具有参考意义,而且为高校环境化学实验教学改革提供了新的思路。

关键词：高沸醇溶剂法 1 4-丁二醇胡萝卜木质素开放实验

基于模式识别的X射线荧光光谱法用于土壤重金属快速检测

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2692-2700页

作者：倪晓芳张长波唐晓勇上海化工研究院有限公司上海200062 上海化工院环境工程有限公司上海200062 工信部工业(土壤污染修复)产品质量控制和技术评价实验室上海200062

土壤重金属的现场快速准确检测是实现土壤重金属污染防治的关键,便携式X射线荧光光谱仪可实现土壤中典型重金属的现场无损快速检测,且具有操作简单和无需消解处理的优势。基于该设备的X射线荧光光谱重金属分析方法受土壤基体效应影响严... 详细信息

土壤重金属的现场快速准确检测是实现土壤重金属污染防治的关键,便携式X射线荧光光谱仪可实现土壤中典型重金属的现场无损快速检测,且具有操作简单和无需消解处理的优势。基于该设备的X射线荧光光谱重金属分析方法受土壤基体效应影响严重,导致其检测准确度受限,需通过基体相似的标准样品进行校正,故将基于模式识别的基体成分分类方法和标准曲线法相结合,实现对土壤中典型重金属的精准分析。以我国砖红壤、水稻土、黑土、潮土、黄棕壤和黄红壤等6种典型土壤的X射线荧光光谱和重金属含量为数据集,采用5点3次窗口平滑、最大最小值归一化方法和主成分分析(PCA)对光谱数据进行处理,以PCA降维后的前5个主成分作为输入特征变量,土壤类别为标签,建立基于径向基函数(RBF)的支持向量机(SVM)模式识别模型,实现基体成分的相似性分类,模型的超参数优化采用角蜥蜴优化算法,优化后的核参数g为0.0381,惩罚因子c为7.8529,此时5折交叉验证正确率为100%。定量方法为标准曲线法,6类土壤中Cr的相关系数为0.9947~0.9993,Ni的相关系数为0.9868~0.9994,Cu的相关系数为0.9929~0.9999,Zn的相关系数为0.9841~0.9998,Pb的相关系数为0.9877~0.9996,As&Pb的相关系数为0.9613~0.9995,在同一基体下,重金属线性关系较佳。采用建立RBF-SVM模式识别模型对预测集24个样品进行预测,预测结果表明6类土壤的分类正确率为100%,未出现错误分类。根据分类结果,选择对应的标准曲线进行定量分析。结果表明Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和As的预测平均相对误差分别为2.24%、3.66%、2.72%、2.15%、2.13%和5.55%,均低于6%。说明RBF-SVM模型结合标准曲线法对土壤中典型重金属的快速检测具有很好的适用性,有望用于实际土壤典型重金属的快速定量分析与检测。

关键词：土壤重金属支持向量机模式识别快速检测

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内蒙羊质量安全追溯系统研究与实现

内蒙羊质量安全追溯系统研究与实现

作者：唐晓东大连海洋大学

学位级别：硕士

由于国内食品安全事故的高频率出现,国家出台了《食品安全法》。现阶段,人们对农产品的质量安全问题的关注度持续提升,但是国内的农产品质量生产、管理制度等并不健全;同时因为农产品在经营、生产等方面存在分散性的特征,导致农产品在... 详细信息

由于国内食品安全事故的高频率出现,国家出台了《食品安全法》。现阶段,人们对农产品的质量安全问题的关注度持续提升,但是国内的农产品质量生产、管理制度等并不健全;同时因为农产品在经营、生产等方面存在分散性的特征,导致农产品在生产管理中面临极高的难度,从而出现信息流动不流畅的问题。因此,建设关于农产品的质量安全追溯系统,对提升生产管理、信息共享、保障农产品的质量安全等具有重要意义和影响。本文以内蒙羊为研究对象,在参考和学习国内外关于农产品质量安全管理的研究的基础上,利用.NET技术、区块链技术、密码学技术等,建立基于区块链的内蒙羊质量安全追溯系统。本文的主要研究内容如下所示:(1)针对基于区块链进行内蒙羊供应链追溯时,供应链各主体追溯数据存在差异化,使得跨供应链环节的数据难以有效共享和隔离存储的问题,设计了基于多链结构的区块链追溯模型。利用联盟链技术建立针对内蒙羊供应链各个环节的多链结构的区块链追溯模型,包括面向企业数据存储的企业区块链,例如生产链、物流链、加工链、仓储链、分销链;也有追溯、链间交易相关需求下所建立的追溯链;企业链多链结构、追溯主链为核心的内蒙羊质量安全追溯系统,更有利于数据扩增容量,进行数据的隔离保存。(2)针对基于区块链技术进行内蒙羊供应链追溯过程中数据共享时隐私数据容易泄露的问题,在分析内蒙羊供应链业务流程和对隐私信息分类的基础上,建立了基于区块链的隐私数据追溯保护模型。在供应链溯源隐私数据上传区块链网络前,利用高级加密标准(Advanced Encryption Standard)完成对称加密处理,应用ECC算法将密钥加密后直接保存在区块链网络,在区块链网络内保存隐私数据加密密文,针对授权节点则应用私钥分析区块链对应的溯源隐私数据,实现在区块链网络中共享隐私数据,以此满足内蒙羊隐私追溯数据加密存储的需求,使内蒙羊供应链隐私追溯数据保持更高的安全性。本文利用基于区块链的质量安全追溯模型以及隐私追溯数据保护方法设计实现了内蒙羊质量安全追溯系统,对系统的架构设计以及模块组成、具体应用案例进行了说明,对系统功能进行了测试、系统的安全性及性能进行对比分析,说明了系统的有效性;并将本文追溯模型与其他已有模型进行对比分析,验证说明了模型的优势。

关键词：内蒙羊质量安全追溯系统多链结构区块链追溯模型隐私追溯数据

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基于深度学习的鱼类活跃程度识别模型

基于深度学习的鱼类活跃程度识别模型

作者：唐晓萌大连海洋大学

学位级别：硕士

鱼类活跃程度是鱼类行为研究中的关键指标,为水产养殖过程提供宝贵基础数据,并反映水产养殖鱼类的行为状态,如健康状况、饥饿程度等。然而,鱼类行为分析仍然依靠人工经验直接观测,存在费时费力、观测结果难以参数化的问题。为解决这些限... 详细信息

鱼类活跃程度是鱼类行为研究中的关键指标,为水产养殖过程提供宝贵基础数据,并反映水产养殖鱼类的行为状态,如健康状况、饥饿程度等。然而,鱼类行为分析仍然依靠人工经验直接观测,存在费时费力、观测结果难以参数化的问题。为解决这些限制,本文针对养殖场景鱼类行为分析问题进行深入研究,主要包括以下研究内容:(1)针对在工厂化高密度场景中进行鱼类活跃程度识别时,因不同摄食阶段连续帧间图像呈现出高度相似性、鱼类遮挡及重叠,以及摄食行为分析开源数据集较少的问题,提出了一种将时空信息分开处理的鱼群摄食活跃程度识别模型L(2+1)D。通过人工观察水面波动信息以及鱼类信息来判断鱼类活跃程度,构建养殖场景下鱼类摄食行为视频数据集。在保证识别准确性的前提下,通过减少卷积层数、扩大卷积核尺寸的方法,集中于鱼群摄食区域关键特征提取,解决了鱼群摄食行为识别、鱼类分割、空间行为关键特征指标挖掘困难的问题。实验结果表明,所提方法的精确度达到65.02%,优于其它分类方法如ResNet50、ResNet101和R(2+1)D等。(2)针对现有的最高性能方法依赖于大量的存储和计算资源,在实际场景中难以部署的问题,提出了新的鱼群摄食活跃程度识别方法Large(2+1)D。该方法保留了L(2+1)D的基本特点,并增加卷积前馈网络,使模型增加更多的非线性和跨通道的信息交流。实验结果表明,提出的方法在自建数据集上实现了68.03%的准确度和0.97的参数量,超过其它视频分类算法如R(2+1)D、I3D、P3D和C3D等,达到了在降低参数量的同时提高了准确度的效果。(3)针对有监督模型训练数据集时需依赖于人工标注信息,而人工标注工作量大且成本高的问题,本文提出多模态鱼类活跃程度识别模型Mul＿large(2+1)D,通过自监督学习方法将不同数据类型的信息进行融合,从而提升特征的表征能力。将Large(2+1)D模型中图像编译器提取的图像特征与文本编译器提取的文本特征进行相似度矩阵计算,形成多模态的学习过程,提出的方法在自建数据集上实现了72.08%的准确度,相比于Large(2+1)D提高了4.05%的准确度。

关键词：鱼类活跃程度行为分析深度学习视频分类

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辐射加热颗粒槽道湍流两相流的相间传热特性

Acta Mechanica Sinica 2024年第2期40卷 54-64页

作者：唐晓峰潘明杨文武董宇红 Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics School of Mechanics and Engineering ScienceShanghai UniversityShanghai200072China Shanghai Key Laboratory of Mechanics in Energy Engineering and Shanghai Institute of Aircraft Mechanics and Control Shanghai200072China

本文采用直接数值模拟方法结合拉格朗日点-粒模型研究了携带辐射热惯性颗粒的竖直槽道湍流两相流相间传热特性.研究中采用双向耦合模型描述分散相颗粒与流体之间的动量交换和热交换,辐射强度和颗粒Stokes数范围分别为1≤q/q0≤20,0.36×... 详细信息

本文采用直接数值模拟方法结合拉格朗日点-粒模型研究了携带辐射热惯性颗粒的竖直槽道湍流两相流相间传热特性.研究中采用双向耦合模型描述分散相颗粒与流体之间的动量交换和热交换,辐射强度和颗粒Stokes数范围分别为1≤q/q0≤20,0.36×10^(−1)≤Stf≤2.16×10^(−1).研究发现辐射加热颗粒对流体的动力学调制加速了流体运动,使湍流强度增大.高辐射下的小Stokes数颗粒能显著加热流体.我们从流场时均温度方程出发,导出了两相流系统中相间传热Nusselt数的理论表达式,理论分析表明相间传热引起冷板和热板Nusselt数的差异,并进一步得到了相间传热效率与颗粒Stokes数及颗粒所受辐射强度的标度关系.

关键词：加热流体 Stokes数传热效率辐射加热辐射强度直接数值模拟拉格朗日点理论表达式

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网络伪健康信息内容偏差的识别与评估研究

网络伪健康信息内容偏差的识别与评估研究

作者：唐晓丹南京信息工程大学

学位级别：硕士

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亚铁离子诱导小球藻聚集体的构建与光合产氢

亚铁离子诱导小球藻聚集体的构建与光合产氢

作者：符俐莹南昌大学

学位级别：硕士

化石燃料的过度开发和利用,不仅带来了能源危机,同时也造成严重的环境问题。开发可再生能源,实现能源转型,已经成为大势所趋。微藻作为最有前景的生物可再生资源之一,其作用越来越受到人们的重视。微藻可以在固定二氧化碳的同时,产生各... 详细信息

化石燃料的过度开发和利用,不仅带来了能源危机,同时也造成严重的环境问题。开发可再生能源,实现能源转型,已经成为大势所趋。微藻作为最有前景的生物可再生资源之一,其作用越来越受到人们的重视。微藻可以在固定二氧化碳的同时,产生各种生物能源,比如,生物燃油、生物氢气等。其中微藻光合产氢是一种理想的绿色制氢方式,但是受制于氢酶的氧气敏感性,微藻产氢尚无法大规模应用。微藻-材料复合已经成为微藻功能化改造的一种新方法。通过仿生硅矿化诱导单细胞小球藻聚集,可以实现有氧条件下小球藻聚集体可持续产氢,但聚集步骤复杂且耗时。而硫酸亚铁是一种常用的絮凝剂,可被用于絮凝富集水体中的藻类。受此启发,我们设想利用硫酸亚铁的絮凝作用快速构建小球藻聚集体,借助亚铁离子(Fe2+)的耗氧作用,促进维持体系的厌氧微环境,从而提高光合产氢。此外,微藻还可用于吸收废水中的氮,利用硫酸亚铁将去除氨氮废水后的微藻聚集,则可同时实现氨氮去除和光合产氢。本文选用蛋白核小球藻,通过在藻液中添加硫酸亚铁快速絮凝小球藻实现了小球藻聚集体的构建,同时Fe2+氧化可以消耗藻液中的氧气,有利于氢酶保持活性。藻液中添加硫酸亚铁使Fe2+浓度为0-500 mg·L-1后,我们发现Fe2+浓度在0-400 mg·L-1内,浓度越高,聚集体产氢量越高,Fe2+浓度为400 mg·L-1最适合小球藻聚集体产氢,该浓度下诱导构建的藻聚集体可持续产氢72 h,产氢量为61μmol。Fe2+浓度超过400 mg·L-1后产氢量下降。通过光暗交替处理以及在藻液中添加光合作用抑制剂我们发现小球藻聚集体为光合产氢。并且我们发现小球藻聚集体的呼吸速率高于单细胞小球藻有利于维持低氧环境。此外,我们采用提高培养基氨氮浓度以模拟高氨氮废水培养小球藻,发现Fe2+可诱导处理高氨氮废水后的小球藻聚集并产氢,达到除氮和产氢的效果,但氨氮含量越高培养出的小球藻聚集后产氢量越低。

关键词：亚铁离子小球藻细胞聚集光合产氢氨氮去除

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模糊演化博弈中的复制动态方程的稳定点

模糊演化博弈中的复制动态方程的稳定点

作者：唐晓芬电子科技大学

学位级别：硕士