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STEAM理念下的高中数学建模教学研究

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作者：季盈太原师范学院

学位级别：硕士

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基于机器学习的MRTD客观测试方法研究

系统工程与电子技术 2024年第10期46卷 3265-3270页

作者：季然肖茂森李硕刘宇罗湛仪程嘉维中国科学院西安光学精密机械研究所中国科学院大学光电学院陕西师范大学物理学与信息技术学院

红外成像技术的加速发展对红外成像系统测试和评估的客观性和准确性提出了更加严格的要求。针对当前红外成像系统最小可辨温差(minimum resolvable temperature difference, MRTD)存在的测试主观性、操作复杂性等问题，提出基于支持向量... 详细信息

红外成像技术的加速发展对红外成像系统测试和评估的客观性和准确性提出了更加严格的要求。针对当前红外成像系统最小可辨温差(minimum resolvable temperature difference, MRTD)存在的测试主观性、操作复杂性等问题，提出基于支持向量机(support vector machine, SVM)和卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的两种MRTD客观测试方法。通过引入数据增强技术，避免由训练样本少及网络层次复杂导致的过拟合。实验结果表明，与实际人员对数据的判断相比较，MRTD测试使用SVM方法的识别准确率为94.50%,训练时间为8.22 s; CNN方法3次训练平均准确率为99.07%,迭代100次训练时间为487.48 s。SVM方法的实时性更好，CNN方法具有准确率高的特点，实验结果验证了这两种MRTD的客观测试方法为红外热成像系统性能指标研究提供了一种可靠的量化和评估工具。

关键词：最小可辨温差机器学习深度学习支持向量机卷积神经网络

考虑不确定性因素的弹性管道水锤模型及实验验证

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力学学报 2024年

作者：周领田永薪王栋仪胡垠盈李赟杰蔡彬豪河海大学水利水电学院河海大学长江保护与绿色发展研究院

在长距离引调水、城市供水等有压输水管道，系统启停、工况切换等均会引起水锤现象，导致管线结构破坏甚至爆管现象，因此精准高效水力瞬变计算对于系统水力安全、智慧调控至关重要。然而，现有的水力计算主要是基于传统的弹性水锤理论... 详细信息

在长距离引调水、城市供水等有压输水管道，系统启停、工况切换等均会引起水锤现象，导致管线结构破坏甚至爆管现象，因此精准高效水力瞬变计算对于系统水力安全、智慧调控至关重要。然而，现有的水力计算主要是基于传统的弹性水锤理论，忽略且低估了不确定性因素对能量耗散、水锤压力的衰减效应。针对弹性管道水锤问题，提高计算的精确性和可靠性，本文考虑实际管道中难于用机理表达的不确定因素，包括流体的轴向运动、管道锚固约束、流体惯性效应等，提出两种适用于弹性管道的水锤模型：广义Kelvin-Voigt与Zielke动态摩阻结合的耦合模型、基于广义Kelvin-Voigt的水锤模型，可通过时域全波形反演方法对蠕变函数进行参数率定。为了验证本文模型的正确性，搭建了水锤模型实验台。结果表明，耦合模型可有效提高弹性管道水锤瞬态模拟的准确性，但其效率较低；而广义Kelvin-Voigt模型，计算模拟与蠕变函数反演的计算效率大幅增加，且仍然能够有较高的精度，通过误差分析可知，得到的蠕变函数对同一管线系统中其余的实验工况依然适用。因此，本文为水锤计算提供了一种精准、高效的计算方法。

关键词：瞬变流动态摩阻粘弹性不确定性

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基于机器学习的MRTD客观测试方法研究

系统工程与电子技术 2024年

作者：季然肖茂森李硕刘宇罗湛仪程嘉维中国科学院西安光学精密机械研究所中国科学院大学光电学院陕西师范大学物理学与信息技术学院

红外成像技术的加速发展为红外成像系统的测试和评估的客观性和准确性提出了更加严格的要求。针对当前红外成像系统最小可辨温差存在的测试主观性、操作复杂性等问题，提出基于支持向量机和卷积神经网络的两种最小可辨温差（Minimum Res... 详细信息

红外成像技术的加速发展为红外成像系统的测试和评估的客观性和准确性提出了更加严格的要求。针对当前红外成像系统最小可辨温差存在的测试主观性、操作复杂性等问题，提出基于支持向量机和卷积神经网络的两种最小可辨温差（Minimum Resolvable Temperature Difference，MRTD）客观测试方法。通过引入数据增强技术，成功避免了由训练样本少及网络层次复杂导致的过拟合。实验结果表明，与实际人员对数据的判断相比较，MRTD测试使用支持向量机方法识别准确率为94.50%，训练时间为8.22秒；卷积神经网络方法三次训练平均准确率为99.07%，迭代100次训练时间为487.48秒。

关键词：最小可辨温差机器学习深度学习支持向量机卷积神经网络

智能反射面辅助的星地认知网络多播传输鲁棒优化设计

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数据采集与处理 2024年第5期39卷 1251-1259页

作者：马彪赵柏季铭仪丁昌峰林敏南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

针对智能反射面(Intelligent reflecting surface,IRS)辅助的星地认知网络(Cognitive satellite and terrestrial networks,CSTN),提出了一种基于用户非完美信道状态信息的鲁棒多播传输算法,进一步提高了系统频谱效率。卫星采用多播技... 详细信息

针对智能反射面(Intelligent reflecting surface,IRS)辅助的星地认知网络(Cognitive satellite and terrestrial networks,CSTN),提出了一种基于用户非完美信道状态信息的鲁棒多播传输算法,进一步提高了系统频谱效率。卫星采用多播技术服务多个主用户,同时共享频谱资源的地面基站(Base station,BS)通过空分多址和智能反射面分别服务直达用户和遮挡用户。然后,以地面网络发射功率最小化为优化目标,同时将地面用户的中断概率和主用户所受的最大干扰功率作为约束条件,提出联合优化问题。针对此非凸问题,首先借助指数分布的累积分布函数将非凸的中断概率约束转化为可解形式。接着,提出了一种结合交替优化与半正定松弛的鲁棒波束成形算法,以获得较优性能的解。计算机仿真结果证明了所提算法的鲁棒性和优越性。

关键词：星地认知网络智能反射面多播传输鲁棒波束成形中断约束

关于成都市试点实施企业创新积分制的经验总结和推进建议

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决策咨询 2024年第1期 52-54,91页

作者：余丽季盈周寰四川(成都)两院院士咨询服务中心成都市科学技术发展战略研究院成都武发私募基金管理有限公司投资发展部

成都高新区是企业创新积分制全国首批试点,聚焦“建立基于定量评价的、非财政、非金融、精准化的新型政策工具”定位,系统构建“四个一”工作推进体系,相关工作积累了丰富经验、取得显著成效。本文全面总结成都高新区实施企业创新积分... 详细信息

成都高新区是企业创新积分制全国首批试点,聚焦“建立基于定量评价的、非财政、非金融、精准化的新型政策工具”定位,系统构建“四个一”工作推进体系,相关工作积累了丰富经验、取得显著成效。本文全面总结成都高新区实施企业创新积分制的成果经验,深入剖析全市推广创新积分制面临的困难问题,提出扩大科技企业创新积分制试点的工作建议。

关键词：科技企业创新积分制

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铜绿假单胞菌antABC操纵子的生物学效应分析

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微生物学报 2024年

作者：李治盈李盼欣宁婉清李兰韩嘉仪成娟丽林金水延安大学生命科学学院陕西省黄土高原资源植物研究与利用省市共建重点实验室

在铜绿假单胞菌中，色氨酸可通过KynABU犬尿氨酸途径被转化邻氨基苯甲酸，邻氨基苯甲酸进一步作为底物在烷基喹诺酮类化合物(alkyl quinolones， AQs)合成基因簇pqsABCDE的作用下被转化为AQs信号分子，包括2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮(Pseud... 详细信息

在铜绿假单胞菌中，色氨酸可通过KynABU犬尿氨酸途径被转化邻氨基苯甲酸，邻氨基苯甲酸进一步作为底物在烷基喹诺酮类化合物(alkyl quinolones， AQs)合成基因簇pqsABCDE的作用下被转化为AQs信号分子，包括2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮(Pseudomonas quinolone signal， PQS)和2-庚基-4-喹诺酮(2-heptyl-4-hydroxyquinoline， HHQ)。同时，邻氨基苯甲酸还能在邻氨基苯甲酸双加氧酶复合物AntABC的催化下被降解进入三羧酸循环，但AntABC在铜绿假单胞菌中所介导的生物学效应依然不清楚。【目的】构建铜绿假单胞菌antABC的缺失突变株，并对该突变株的表型进行分析。【方法】以铜绿假单胞菌PAO1为亲本菌株，通过同源重组的方法构建antABC缺失突变株，研究该操纵子对铜绿假单胞菌色氨酸降解、生物被膜形成、绿脓菌素合成、运动性和毒力等的影响。【结果】缺失突变antABC或kynU均完全抑制了铜绿假单胞菌以色氨酸为唯一碳源的生长，而ΔpqsA则无该表型，说明antABC是铜绿假单胞菌降解色氨酸所必需的，并且在本研究指定的培养条件下KynABU-AntABC途径是该菌降解色氨酸的唯一途径。除了影响铜绿假单胞菌的色氨酸降解，缺失突变antABC通过诱导胞外多糖合成操纵子pel的表达进而促进铜绿假单胞菌生物被膜的形成，还通过诱导绿脓菌素合成操纵子phz1和phz2的表达进而促进铜绿假单胞菌绿脓菌素的合成。缺失突变antABC还促进了铜绿假单胞菌的集群运动和蹭行运动。另外，进一步缺失突变pqsA则完全逆转ΔantABC的这些生理表型。因此，antABC对这些生理表型的调控依赖于AQs。然而缺失突变antABC确实使铜绿假单胞菌积累了更多的HHQ，但却抑制了PQS的合成。说明antABC对这些生理表型的调控主要依赖于HHQ。此外，缺失突变antABC还增强了铜绿假单胞菌对白菜和大蜡螟幼虫的毒力，但是进一步缺失突变pqsA只能部分逆转ΔantABC的这一毒力表型，同时缺失突变antABC也使铜绿假单胞菌积累了更多的邻氨基苯甲酸，因此缺失突变antABC对铜绿假单胞菌毒力的增强作用应该由HHQ和邻氨基苯甲酸共同介导。最后，生物信息学分析发现超过90%的铜绿假单胞菌临床分离株中antABC操纵子发生了错义突变，因此antABC有望作为判断铜绿假单胞菌临床分离株是否具有高毒力的生物标志物。【结论】AntABC 在铜绿假单胞菌的色氨酸降解、生物被膜形成、绿脓菌素合成、运动性和毒力等方面都发挥着重要的作用，这为针对铜绿假单胞菌的临床诊断和抗菌药物开发奠定了基础。

关键词：铜绿假单胞菌 AntABC 邻氨基苯甲酸烷基喹诺酮类化合物毒力

功能化MIL-101(Cr)修饰QCM气相传感器的组装与甲酸识别

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 30-43页

作者：陈雅婷王鹏郭宝盈付思芸刘琬宁陈舒仪施羽蔡松亮郑盛润范军章伟光华南师范大学化学学院广东省药监局手性药物制药过程控制与质量评价重点实验室广州市生物医药分析化学重点实验室广州510006 广东朗斯姆生化技术有限公司清远511540

挥发性有机化合物(VOCs)是一类主要的大气污染物,对人体健康和环境均可造成危害,因此发展可快速、灵敏检测VOCs的技术具有重要意义.本文分别以乙二胺(ED)和乙醇胺(EA)修饰MIL-101(Cr),制得了MIL-101(Cr)-ED和MIL-101(Cr)-EA,采用滴涂法... 详细信息

挥发性有机化合物(VOCs)是一类主要的大气污染物,对人体健康和环境均可造成危害,因此发展可快速、灵敏检测VOCs的技术具有重要意义.本文分别以乙二胺(ED)和乙醇胺(EA)修饰MIL-101(Cr),制得了MIL-101(Cr)-ED和MIL-101(Cr)-EA,采用滴涂法制备了3种负载MIL-101(Cr)材料的石英晶体微天平(QCM)气相传感器,研究了其对甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、环己烷、二乙胺、甲酸、甲醛、氨气和乙酸的传感性能.实验结果表明,与负载MIL-101(Cr)的传感器相比,负载MIL-101(Cr)-ED和MIL-101(Cr)-EA的QCM传感器对甲酸的吸附性能显著提高,在甲酸浓度为350 mg/L时,传感器的振荡频率分别下降至-375.6和-232.1 Hz.在甲酸浓度为5~350 mg/L时,负载MIL-101(Cr)-ED的QCM传感器对甲酸响应的灵敏度为0.95 Hz·L·mg^(-1),检测限为0.95mg/L,表现出线性良好、灵敏度高、检测限低和重复性好的特点.这表明此类QCM气相传感器在VOCs实时检测方面具有良好的应用前景.

关键词：石英晶体微天平(QCM) MIL-101(Cr) 功能化气相传感器甲酸识别

运用机器学习方法提取Sentinel-2影像烃微渗漏异常——以Marsel探区为例

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1330-1341页

作者：伍仪霖周子勇中国石油大学(北京)地球科学学院油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司国际勘探事业部河北涿州072700

油气藏的烃微渗漏是一种普遍存在的现象,遥感技术为油气藏的烃微渗漏地表检测提供了高效快捷的方法.传统的基于烃微渗漏机理的方法通过检测烃微渗漏引起的地表异常(植被、蚀变矿物等)响应以提取烃微渗漏位置,方法简单,但多解性强.本文... 详细信息

油气藏的烃微渗漏是一种普遍存在的现象,遥感技术为油气藏的烃微渗漏地表检测提供了高效快捷的方法.传统的基于烃微渗漏机理的方法通过检测烃微渗漏引起的地表异常(植被、蚀变矿物等)响应以提取烃微渗漏位置,方法简单,但多解性强.本文以哈萨克斯坦Marsel探区为研究对象,提出了一种基于机器学习的遥感影像烃微渗漏异常提取方法.首先以研究区地表微生物检测结果为基础制作训练样本,为了对比不同样本学习结果,分别制作了斑块样本(patch sample)数据集和像元样本(pixel sample)数据集,在此基础上采用逻辑回归、支持向量机、随机森林、LeNet、AlexNet、GoogLeNet、ResNet算法构建两类数据集的学习模型.结果表明,对于经典机器学习算法,斑块样本最高准确率达0.833,像元样本最高达0.771;对于深度学习算法,斑块样本最高达0.782,像元样本最高达0.914.最后把这准确率最高的四种算法模型应用于哈萨克斯坦Marsel探区,并与地质地震资料进行对比,发现ResNet-18-1D对像元样本的预测结果与地震地质分析资料的对应性最佳,且准确率达0.914,Kappa系数达0.892.

关键词：烃微渗漏图像分类机器学习卷积神经网络