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脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是当下全球关注的前沿科技热点之一,在运动康复、游戏交互、心理健康治疗和教育等领域有着巨大的应用价值和发展前景。基于非侵入式脑电(Electroencephalography,EEG)信号采集的BCI系统由于其成本低、无创易用、数据采集过程简单的优势成为BCI主流技术之一,但是现有的BCI系统普遍价格昂贵或便携式差。在BCI的实际应用中,通常使用稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)诱发大脑皮层产生特定的EEG信号,然而现有的方法在对此类信号进行特征提取和分类时较少考虑有效频带内噪声的影响。因此,针对以上问题,本文自主设计与实现集EEG信号采集、处理、解码一体的便携式脑机接口系统。同时,本文设计了一种基于改进自适应去噪机制和改进Poolformer编码器的深度学习模型,在抑制频带内噪声的同时提高针对SSVEP信号的特征提取能力。本文的主要工作如下:1、设计了一种低成本的便携式BCI设备,该设备主要包含硬件电路设计和软件平台开发两个方面。硬件方面,本文以模拟前端采样芯片ADS1299和微处理器芯片STM32F405RGT6为核心,搭建BCI设备硬件平台;软件方面,本文使用Keilv5和QT6.0.0设计了集数据通信、EEG信号波形显示、信号处理和信号解码一体的下位机软件和多功能上位机软件。2、提出了一种SSVEP信号特征提取和分类模型SSVEPPoolformer,该模型结构基于改进自适应去噪结构和Poolformer编码器,有效提高了SSVEP信号的识别准确率和信息传输速率(Information Transfer Rate,ITR)。在所提出的SSVEPPoolformer模型中,我们提出了改进自适应去噪机制和改进的Poolformer编码器,减少了频带内相关噪声的干扰,同时强化对不同通道间和单个通道内的信号特征的提取。此外,通过使用SSVEP信号的复频谱特征作为模型输入,SSVEPPoolformer能够同时提取信号的频谱特征和空间特征。本文使用两个开源数据集对SSVEPPoolfromer进行训练、验证和测试,实验结果表明该模型在类内识别和类间识别场景下均有着较高的识别准确率和ITR。特别地,当时间窗口长度大于0.5s时,模型性能在识别准确率和ITR上明显优于传统方法和流行的深度学习模型。3、为了验证便携式BCI系统的有效性和实用性,本文分别进行了系统性能测试和信号采集测试。系统性能测试主要包括模拟小信号与内部信号测试、前端增益测试、通道噪声测试、共模抑制比测试与系统功耗测试;信号采集测试主要包括心电信号测试、自发EEG信号测试、诱发EEG信号测试和基于SSVEP的BCI实验测试,同时使用SSVEPPoolformer模型对采集的SSVEP信号进行离线识别。测试结果表明本文设计的便携式BCI系统满足EEG信号的采集需求,能够采集到较高质量的EEG信号,并且在离线实验中本文提取的SSVEPPoolformer模型对采集的SSVEP信号具有较好的识别效果,验证了整体系统的有效性。

关键词：便携式脑机接口稳态视觉诱发电位改进自适应去噪机制改进Poolformer编码器

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沂沐河流域极端水文序列非一致性及频率分析研究

沂沐河流域极端水文序列非一致性及频率分析研究

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作者：倪韬黑龙江大学

学位级别：硕士

近年来由于气候变化的影响,加之修建水利工程措施改变了流域的下垫面条件,沂沐河流域的水文统计特征可能已经失去了一致性。为了探求沂沐河流域的洪水资料序列是否已经失去了一致性,本文采用水文变异诊断系统对沂沐河流域洪水资料序列... 详细信息

近年来由于气候变化的影响,加之修建水利工程措施改变了流域的下垫面条件,沂沐河流域的水文统计特征可能已经失去了一致性。为了探求沂沐河流域的洪水资料序列是否已经失去了一致性,本文采用水文变异诊断系统对沂沐河流域洪水资料序列进行了诊断,判别其非一致性。同时为了推求沂沐河流域在非一致性条件下的洪水频率分布以及相应的洪水设计值,本文采用了分解合成法以及利用GAMLLS模型耦合等可靠度的方法,推求沂沐河流域在非一致性条件下的洪水频率分布以及相应的洪水设计值,以期为沂沐河流域水利工程规划设计、流域水资源规划管理、流域防洪安全规划提供一定的参考。主要研究成果如下:(1)当取显著性水平为0.05时,临沂站年最大洪峰流量(QM)序列、葛沟站QM、葛沟站年最大三日洪量(W3)序列、青峰岭站QM序列、小仕阳站QM序列以及小仕阳站W3序列发生跳跃变异,,跳跃年份分别为1974年、1974年、1974年、1976年、1974年、1975年,临沂站W3序列、大官庄站QM序列、大官庄站W3序列发生趋势变异,唐村站QM以及W3序列、小仕阳站年W3序列无显著非一致性特征。(2)采用趋势变异方法计算的大官庄站的QM序列过去及现状、未来条件下的设计值均大于直接利用传统水文频率方法计算出的设计值。采用趋势变异方法计算的大官庄站的W3序列、临沂W3序列以及采用跳跃变异方法计算的其他测站的QM、W3序列过去条件下的设计值均大于直接利用传统水文频率方法计算出的设计值,现状、未来条件下的设计值均小于传统方法计算出的设计值。(3)基于GAMLSS模型以及等可靠度方法,对具有非一致性特征的洪水序列进行非一致性水文频率分析,结果发现:各个洪水序列的一致性最优分布为Weibull分布及Gamma分布,各洪水序列以时间为协变量的最优分布,除小仕阳站QM序列最优分布为Gamma分布之外,其他各洪水序列最优分布以时间为协变量的最优分布均为Weibull分布。各洪水序列以降水为协变量的最优分布均为Weibull分布。该结果说明Weibull分布能够较好的沂沐河流域各洪水序列的分布情况。基于等可靠度方法推求出非一致性条件下,大官庄站QM序列各个重现期下的设计值均大于相应一致性条件下推求出的设计值。其他洪水序列各个重现期下的设计值均小于相应一致性条件下推求出的设计值,在这些洪水序列中,除了临沂站QM序列以降水为协变量求出的设计值小于以时间为协变量求出的设计值之外,其他洪水序列以降水为协变量求出的设计值均大于以时间为协变量求出的设计值。

关键词：非一致性水文频率分析洪水 GAMLSS模型沂沐河流域

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定向钻孔群轨迹三维呈现方法及软件开发

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煤矿安全 2024年第5期55卷 227-234页

作者：张先韬煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400039 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

为加强煤矿地质直观展示方式,实现对煤矿井下钻孔群的可视化展现和辅助数据分析,探讨了定向钻孔群轨迹三维可视化呈现技术的主要实现步骤,阐述了各步骤中的核心方法和关键技术;设计了定向钻孔群轨迹三维可视化呈现软件并展示了其主要功... 详细信息

为加强煤矿地质直观展示方式,实现对煤矿井下钻孔群的可视化展现和辅助数据分析,探讨了定向钻孔群轨迹三维可视化呈现技术的主要实现步骤,阐述了各步骤中的核心方法和关键技术;设计了定向钻孔群轨迹三维可视化呈现软件并展示了其主要功能、数据流、逻辑框图等,基于C#和WPF编程开发了对应软件并展示了部分三维可视化效果。

关键词：定向钻孔群多分支轨迹三维可视化呈现技术坐标变换参数化控制

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发酵过程优化提高毕赤酵母合成血红素

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食品与发酵工业 2024年

作者：李怿韬曾伟主唐蕾江南大学生物工程学院江南大学工业生物技术教育部重点实验室

血红素(heme)是一种卟啉衍生物，是血红蛋白的重要组成部分，在氧气运输以及电子传递链中有着重要作用。该研究以一株具有血红素高生产能力的毕赤酵母(Pichia pastoris)为出发菌株，在5 L发酵罐上，从pH、亚铁离子添加量、温度和溶氧水... 详细信息

血红素(heme)是一种卟啉衍生物，是血红蛋白的重要组成部分，在氧气运输以及电子传递链中有着重要作用。该研究以一株具有血红素高生产能力的毕赤酵母(Pichia pastoris)为出发菌株，在5 L发酵罐上，从pH、亚铁离子添加量、温度和溶氧水平等方面进行发酵条件优化，提高其积累血红素的水平。最后，对发酵条件最优的一组结果进行了生长动力学和生产动力学的模拟。结果表明，当控制pH值为4时最有利于血红素的生产积累，每日添加2 mL FeSO4·7H2O溶液(100 mg/L)时即可满足毕赤酵母生产血红素时对亚铁离子的需求，血红素产量达到160.1 mg/L。应用毕赤酵母甲醇补料发酵过程常用的降低温度提高蛋白表达水平的策略在甘油补料发酵生产血红素过程并未发挥预期作用，血红素产量反而降低。另外，对比不同溶氧水平发现，提高溶氧对提高血红素的积累效果不明显，但是能有效改善菌体的生长状况。最后，通过动力学模型拟合发现，发酵过程中血红素的积累与细胞生长是耦合的。研究成果为促进发酵法生产血红素的工业化提供了一些借鉴意义。

关键词：毕赤酵母血红素发酵优化动力学模型补加甘油

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大气湍流对空间相干光通信的相干探测性能影响

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物理学报 2024年第10期73卷 203-211页

作者：刘宇韬徐苗付兴虎付广伟燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室秦皇岛066004 自然资源部海洋观测技术重点实验室天津300112

空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干... 详细信息

空间相干光通信被认为是突破现有高速空间通信瓶颈的重要手段,但其应用受到大气湍流的极大限制.为此,本文首先基于Huygens-Fresnel原理和低频补偿功率谱反演法,研究了高斯光束经大气湍流传输后振幅和相位的随机分布特性;然后,利用相干混频效率及通信误码率模型,获得大气湍流对空间相干光通信系统性能的影响规律;最后,搭建激光外差探测实验系统,定量研究了大气湍流对空间相干光通信相干探测性能的影响.结果表明:弱湍流条件下,空间相干光通信性能几乎不受大气湍流的影响;中等强度湍流影响下,相干混频效率会随着湍流强度的增大而迅速下降,但通过提高单比特光子数可以有效抑制湍流对通信性能的负面影响;强湍流会显著破坏光束相干性,使得相干混频效率趋近于零,即使提高单比特光子数也无法有效改善通信性能.大气湍流是空间相干光通信发展的重要限制因素,该研究可为空间相干光通信系统性能评估提供有益参考.

关键词：空间相干光通信大气湍流混频效率误码率

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大规模并行运动恢复结构算法研究

大规模并行运动恢复结构算法研究

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作者：李卓韬电子科技大学

学位级别：硕士

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“合理化”理论视阈下我国高等教育的困境、成因与改革路径

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江苏高教 2024年第9期 45-51页

作者：冯韫韬王腾河海大学商学院南京210024

随着经济快速发展和中国高等教育大众化进程的推进,中国高等教育在实现快速和卓越发展的同时,逐步显现出现代“合理化”的趋势。文章基于“合理化”理论,探讨了该理论延伸的五个维度在高等教育中的适用性,并详细分析了中国高等教育中“... 详细信息

随着经济快速发展和中国高等教育大众化进程的推进,中国高等教育在实现快速和卓越发展的同时,逐步显现出现代“合理化”的趋势。文章基于“合理化”理论,探讨了该理论延伸的五个维度在高等教育中的适用性,并详细分析了中国高等教育中“合理化”现象的表现与特征。文章进一步对中国高等教育过度“合理化”的困境与成因进行了深入思考与辨析,指出这一现象深植于市场经济与社会需求、政府政策导向与教学效率追求、教育现状与战略管理不合的矛盾中。为有效应对“合理化”带来的挑战,文章从战略视角出发,提出了鼓励特色教改、分类评价、融合发展、资源共享、加大交流力度和重塑政教关系等改革策略,以促进高等教育的多元化、个性化和创新化发展,切实推进高等教育的高质量发展,为中国高等教育持续改进和发展提供理论和实践参考。

关键词：高等教育高校管理合理化理论教育改革战略管理

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