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睡眠分期中脑电信号智能算法研究

睡眠分期中脑电信号智能算法研究

作者：赵今朝齐鲁工业大学

学位级别：硕士

睡眠在人类生活中起着至关重要的角色,其质量直接关系到个人的精神状态、认知能力及整体健康。睡眠阶段分析作为评估睡眠质量的重要手段,已成为了睡眠研究的重点。因此,正确的睡眠分期对临床诊断睡眠障碍和治疗具有重大意义。然而,睡眠... 详细信息

睡眠在人类生活中起着至关重要的角色,其质量直接关系到个人的精神状态、认知能力及整体健康。睡眠阶段分析作为评估睡眠质量的重要手段,已成为了睡眠研究的重点。因此,正确的睡眠分期对临床诊断睡眠障碍和治疗具有重大意义。然而,睡眠脑电图(Electroencephalogram,EEG)的分期往往依赖于睡眠专家的手动划分,该过程耗时且易受个人经验、偏见、认知偏差影响,导致结果的不确定性。为应对此问题,许多研究致力于开发智能识别的睡眠分期算法,然而此类算法多基于单通道EEG信号,忽视了不同脑区间的相互作用。此外,睡眠呼吸暂停等病症也可能破坏正常的睡眠模式,从而严重影响分期准确性。因此,本文针对以上问题,探讨了睡眠各阶段各脑区之间的变化,并设计了三种算法。以下为研究的主要内容与创新之处:1.为了深入挖掘不同睡眠模式下大脑各区域间的相互作用,本研究对睡眠信号进行了深入剖析,采纳了前期研究提出的关联性假设,考虑到睡眠信号的持续特性,创建了多子时段法。该方法采用多通道睡眠EEG数据,以相位锁定值(Phase Locking Value,PLV)构建功能网络作为特征,研发了基于多子时段分类策略的呼吸暂停检测与睡眠分期方法。在此过程中,筛选了最佳通道及最优频段,研究了功能网络在不同睡眠阶段脑区的表现规律。实验结果显示,在6通道、频段及30子时段环境中,所提出的方法表现出最佳性能,睡眠分期与呼吸暂停检测的准确率分别达到87.3%和93.7%。此外,还对比分析了不同睡眠阶段及呼吸暂停期间各脑区的变化,证实在睡眠信号关联性假设上的有效性。2.为了解决睡眠EEG信号标记难度大、主观性强的问题,本文提出了一种名为“Semi-Sleep Time Net”的半监督算法。该方法包括预训练模块、伪标签优化算法模块以及混合训练模块。预训练模块采用多尺度卷积和时序上下文提取作为特征提取手段,综合对比不同卷积核发现,用于睡眠分期和睡眠呼吸暂停检测的最佳卷积核尺寸分别为8和64,因此采用了双卷积核策略。此外,还对多种RNN(Recurrent Neural Network)进行了对比分析,最后选定Bi-GRU(Bidirectional Gated Recurrent Unit)作为时间上下文提取模块。伪标签优化算法模块借助预训练模型生成无标签数据的伪标签。混合训练模块能充分挖掘所有数据的特征并生成最终模型。这种方法显著提升了睡眠分期和睡眠呼吸暂停检测的精准度,相较于基准方法分别提高了1-3%。此外,还解决了传统上依赖专家手动标注数据造成的成本高昂问题,增强了模型的稳健性和泛化能力。3.为深入探讨睡眠呼吸暂停现象对睡眠分期的具体影响,本研究创新地提出了一种被称为“Semi-Sleep MTLNet”的多任务深度学习算法。该算法以睡眠分期和睡眠呼吸暂停检测任务为一个整体,采用局部参数共享的模式寻找不同任务之间的潜在联系,同时尝试实现对睡眠阶段和睡眠呼吸暂停的双重检测。此外,本研究还采用了半监督学习方法来充分利用未标记数据,大大提高了模型的泛化能力。同时,配合子时段决策策略,有效地提升了模型性能。通过这种创新方式,成功地挖掘出不同任务之间的联系,并有效地解决了任务偏置问题。此算法在上述两个任务中的表现与单个任务基准模型更佳。在UCDDB数据集上,睡眠分期和呼吸暂停检测准确率分别达到87.96%和97.3%。通过上述实验可以有效的解决了睡眠信号标记困难的问题,也揭示了睡眠呼吸暂停对睡眠分期的影响,有助于医护人员诊断睡眠障碍并推动医疗保健中计算机技术的应用。

关键词：睡眠分期睡眠呼吸暂停子时段半监督多任务学习

面向城市CIM平台的档案信息资源库建设研究

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面向城市CIM平台的档案信息资源库建设研究

作者：李今朝郑州航空工业管理学院

学位级别：硕士

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基于观测器的人机协同车道保持辅助算法研究

基于观测器的人机协同车道保持辅助算法研究

作者：郑今朝北方民族大学

学位级别：硕士

车道保持辅助系统(Lane-Keeping Assist System,LKAS)属于车辆横向运动控制系统,是先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)的重要组成部分,其性能直接影响车辆驾驶的安全性和舒适性。设计一种性能良好的车道保持辅... 详细信息

车道保持辅助系统(Lane-Keeping Assist System,LKAS)属于车辆横向运动控制系统,是先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)的重要组成部分,其性能直接影响车辆驾驶的安全性和舒适性。设计一种性能良好的车道保持辅助控制器可有效地辅助驾驶员完成驾驶任务,为了保证LKAS的实时性和可靠性需要使用大量车载传感器获取车辆状态和驾驶员状态信息,但是部分信息的获取成本较为高昂,为了降低LKAS的使用成本基于车辆动力学模型设计观测器对车辆状态和驾驶员状态进行估计是这一问题有效地解决方法。但是在车辆动力学模型中车辆纵向速度具有高度非线性的特征,这给观测器的设计带来了挑战。本文围绕基于观测器的人机协同车道保持辅助算法,开展相关研究并取的成果如下:针对车辆动力学模型存在非线性项导致观测器存在设计困难的问题,通过使用线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)模型对包含非线性项的车辆动力学模型进行线性化描述。然而LPV模型在设计时较为复杂,若使用泰勒近似法降低LPV模型的设计难度其建模精度难以保障。本文使用多面体简化方法减少LPV模型的顶点数量,降低LPV模型设计的复杂性并且不会影响建模精度。同时基于降顶点LPV模型设计了一种观测器,能够同时对车辆横向速度和驾驶员转向扭矩信息进行估计减少了使用成本。基于观测器的估计结果,本文使用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法设计了车道保持辅助控制器,该控制器可以有效辅助驾驶员控制车辆完成车道保持任务。同时本文基于驾驶员驾驶状态和车辆状态信息设计了一种人机协同控制权限分配策略,该策略根据车道偏离情况实时的调整车道保持辅助控制器的干预权限降低人机冲突,并通过Simulink-Carsim联合仿真对算法的有效性进行了验证。

关键词：车道保持 LPV模型观测器模型预测控制人机协同驾驶

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互联网诊疗梦醒

财新周刊 2024年第28期 34-44页

作者：赵今朝不详

一批早期创业的互联网医疗平台正走在十字路口:是坚持“寻医问诊”,还是深耕“卖药”?抑或是原地踏步?向“卖药”前进一步,竞争激烈。经过一段时间高速发展后,互联网医药电商行业市场增速放缓,但已跑出多个IPO(首次公开发行上市),既有... 详细信息

一批早期创业的互联网医疗平台正走在十字路口:是坚持“寻医问诊”,还是深耕“卖药”?抑或是原地踏步?向“卖药”前进一步,竞争激烈。经过一段时间高速发展后,互联网医药电商行业市场增速放缓,但已跑出多个IPO(首次公开发行上市),既有阿里健康、京东健康等平台型大公司,也有1药网、药师帮、叮当健康等深耕细分领域的代表性企业,市场格局初见雏形,流量进一步向头部聚集。

关键词：细分领域互联网医疗电商行业 IPO 市场格局增速放缓竞争激烈京东

界面微环境调控策略用于电催化转化的研究进展

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科学通报 2024年第14期69卷 1821-1833页

作者：孔克俭段昊泓清华大学化学系北京100084 清源创新实验室泉州362801

近年来,由可再生电力作为驱动力的电催化反应体系的研究取得了长足的发展.而除了传统的电催化剂设计策略,催化剂(纳米级别)界面微环境的调节也同样被证明对反应性能有着深刻的影响.本文综述了界面微环境调控策略在电催化转化(如二氧化... 详细信息

近年来,由可再生电力作为驱动力的电催化反应体系的研究取得了长足的发展.而除了传统的电催化剂设计策略,催化剂(纳米级别)界面微环境的调节也同样被证明对反应性能有着深刻的影响.本文综述了界面微环境调控策略在电催化转化(如二氧化碳和生物质分子转化)领域取得的重要进展.在介绍电极-电解液界面双电层结构的基础上,阐述了界面电场调控、pH调控、底物浓度调控和物种相互作用调控4种界面调控策略.此外,我们在双电层结构水平上讨论了以上界面调控策略在离子聚合物反应体系中的综合应用.最后,对4种调控策略之间的潜在联系进行了简要的讨论,并且总结并讨论了当前微环境调控研究的局限性,展望了类酶体系设计以及对产物立体选择性调控的广阔前景.

关键词：电催化电极-电解液界面界面微环境调控策略双电层

基于耙吸挖泥船舷侧吸口与滑块安装工艺改进研究及应用探讨

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中国设备工程 2024年第9期 22-25页

作者：魏今朝中港疏浚有限公司上海200136

针对耙吸挖泥船舷侧吸口与滑块磨损严重导致滑块与船体之间形成间隙并发生错位,进而使得高压冲水疏浚效能降低等问题,对船舶挖掘输送系统建立数值计算模型,分析滑块磨损影响船舶施工效率的关键因素,在此基础上,得到滑块安装工艺控制关键... 详细信息

针对耙吸挖泥船舷侧吸口与滑块磨损严重导致滑块与船体之间形成间隙并发生错位,进而使得高压冲水疏浚效能降低等问题,对船舶挖掘输送系统建立数值计算模型,分析滑块磨损影响船舶施工效率的关键因素,在此基础上,得到滑块安装工艺控制关键点,提出滑块安装工艺改进要求,进而形成滑块维修方案,滑块经维修并实船安装后,船舶性能参数能够满足疏浚工程施工需求。

关键词：滑块安装工艺数值计算施工效率维修

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扩充免费疫苗十字路口

财新周刊 2024年第17期 78-86页

作者：许雯赵今朝不详

中国人口巨变为进展迟滞的国家免疫规划扩容开启时间窗口,是否抓住机遇?这可能是国家免疫规划扩容从讨论到落地距离最近的一次——新生儿减少节省了数以亿计的免疫规划疫苗采购经费。中国疾控中心有关负责人也积极对扩大免疫规划表达期许。

关键词：开启时间扩大免疫规划采购经费国家免疫规划中国疾控中心十字路口疫苗新生儿

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现代生物技术在食品工程中的应用探析

中国食品 2024年第6期 96-98页

作者：陈今朝华晓曼威海百合生物技术股份有限公司农梨坤(山东)农业生物科技有限公司

目前,现代生物技术已经在食品研发、生产、加工、保鲜、包装、检测等环节发挥了重要作用,既有助于提高食品的品质、口感、营养价值,也可以解决食品加工过程中的某些技术难题。在未来,随着生物技术的不断发展,其与食品工程的结合将更加紧... 详细信息

目前,现代生物技术已经在食品研发、生产、加工、保鲜、包装、检测等环节发挥了重要作用,既有助于提高食品的品质、口感、营养价值,也可以解决食品加工过程中的某些技术难题。在未来,随着生物技术的不断发展,其与食品工程的结合将更加紧密,为食品产业带来更多的创新和突破。基于此,本文围绕现代生物技术在食品工程中的应用意义与原则进行了探析,以期能够为现代生物技术在食品工程中的有效应用提供有价值的参考。

关键词：食品加工过程现代生物技术食品研发食品产业营养价值有效应用应用探析保鲜

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结核为何难愈

财新周刊 2024年第6期 82-91页

作者：赵今朝谭晨不详

中国人的耐药结核治愈率低于全球平均水平,也低于非洲、东南亚等区域,为什么?闹钟响起,23岁的于航立刻拿出自己贴满标签的定制药盒,按照早中晚的时间找到对应的分格打开立即服药。为了防止服药后被阳光照射部分的皮肤过早变暗沉、变红,... 详细信息

中国人的耐药结核治愈率低于全球平均水平,也低于非洲、东南亚等区域,为什么?闹钟响起,23岁的于航立刻拿出自己贴满标签的定制药盒,按照早中晚的时间找到对应的分格打开立即服药。为了防止服药后被阳光照射部分的皮肤过早变暗沉、变红,她出门前会涂上一层厚厚的防晒霜、再穿防晒服、戴防晒口罩,最后戴上墨镜。

关键词：防晒霜口罩防晒服阳光照射