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集成学习在新型EAS热中子探测器数据分类中的研究

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集成学习在新型EAS热中子探测器数据分类中的研究

作者：牛赫然河北经贸大学

学位级别：硕士

随着互联网的迅猛发展、数字化信息的快速增长和计算能力的不断提升,各个领域的研究人员逐渐意识到传统的数据处理技术已经无法有效处理快速增长的数据;同时,基于深度神经网络的深度学习算法在图像识别、语音识别和自然语言处理等任务... 详细信息

随着互联网的迅猛发展、数字化信息的快速增长和计算能力的不断提升,各个领域的研究人员逐渐意识到传统的数据处理技术已经无法有效处理快速增长的数据;同时,基于深度神经网络的深度学习算法在图像识别、语音识别和自然语言处理等任务中都取得了巨大成功,标志着机器学习已经渗透到许多交叉领域学科。新型EAS热中子探测器的实验是国家大科学装置实验LHAASO项目合作实验之一,该实验的研究目标是捕捉广延大气簇射(Extensive Air Shower,EAS)中强子的含量与位置信息,从强子级联的角度进行宇宙线粒子分类测量。由于实验数据复杂多样,传统的多变量数据分析方法在数据特征提取中容易丢失一些信息,使得宇宙线分成分测量具有局限性,基于此本文将机器学习算法直接应用在新型EAS热中子探测器模拟数据上,提取宇宙线事例特征,探究其在新型EAS热中子探测器在宇宙线成分鉴别中的分类效果。首先,本文从机器学习分类算法的底层展开,介绍了决策树、随机森林、支持向量机和BP神经网络算法原理,展开说明算法的建模流程及算法中重要参数的含义和意义,为本文相关研究的开展奠定理论基础;然后,介绍了机器学习算法优化方法,通过交叉网格搜索方法、粒子群优化算法和遗传算法对参数和超参数进行优化调整,在此基础上提出了一种动态权重网络集成学习模型,将传统的多变量特征分析优化调整为多个算法结合,从而提高整体算法数据分类的性能。为了检验集成学习算法的有效性,本研究使用大量的新型EAS热中子探测器实验模拟数据,采用合理的算法评价指标,例如AUC值和Q品质因子等对算法进行了评估,结果表明本文提出的分类算法在准确性和鲁棒性方面均取得了显著改善,说明机器学习算法能够更准确地对新型EAS热中子探测器实验模拟数据进行分类鉴别;最后,本文搭建了算法读取ROOT数据的接口,为集成学习算法在中国科学院高能物理研究所计算集群中开展新型EAS热中子探测器数据分类鉴别奠定基础。综上所述,本文首次将机器学习算法应用在新型EAS热中子探测器实验,该研究成果能够为国家大科学装置实验数据分类鉴别提供新技术和新方法,为科学知识发现奠定基础。

关键词：算法优化机器学习新型EAS热中子探测器算法迁移

对相声“肉里噱”和“外插花”理论建构的反思

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民间文化论坛 2024年第4期 133-140页

作者：宋赫中国社会科学院大学文学院

按照是否基于喜剧性情节和人物形象产生的标准,借鉴苏州评弹术语“肉里噱”与“外插花”将相声包袱分类并在价值上厚此薄彼的概念建设肇始于20世纪80年代的曲艺理论热潮,并得到了侯宝林等人的认同和宣介,而后影响深远。这种区分虽源于... 详细信息

按照是否基于喜剧性情节和人物形象产生的标准,借鉴苏州评弹术语“肉里噱”与“外插花”将相声包袱分类并在价值上厚此薄彼的概念建设肇始于20世纪80年代的曲艺理论热潮,并得到了侯宝林等人的认同和宣介,而后影响深远。这种区分虽源于同为曲艺艺术的苏州评弹传统术语,但更多反映了新时期相声重视作品“现实意义”的价值追求,是相声界向“艺术是对现实的能动反映”之类主流话语积极趋近的实践,体现了主流话语对民间艺术的塑造作用,却未必能准确解释这种艺术表达形式的机理。对该知识生产进行反思性研究,于我们突破时代性话语的遮蔽以及把握本体而言是非常必要的。

关键词：相声 “包袱” “肉里噱” “外插花” 现实主义

基于改进松鼠搜索算法优化神经网络的数控机床进给系统热误差预测

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 60-69页

作者：杨赫然李帅孙兴伟董祉序刘寅沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 辽宁省复杂曲面数控制造技术重点实验室沈阳110870

为探究数控机床进给系统中各因素对热误差的影响规律,建立精准的热误差预测模型。在进给速度为10 m/min、环境温度20℃的条件下进行进给系统热误差测量实验,获得进给系统关键点的温升及热误差。为提高预测精度,采用Tent混沌改进松鼠搜... 详细信息

为探究数控机床进给系统中各因素对热误差的影响规律,建立精准的热误差预测模型。在进给速度为10 m/min、环境温度20℃的条件下进行进给系统热误差测量实验,获得进给系统关键点的温升及热误差。为提高预测精度,采用Tent混沌改进松鼠搜索算法,并利用改进的算法对神经网络进行优化,建立热误差预测模型。利用热误差测量实验获得的数据进行验证,结果表明改进前的神经网络预测误差为12.23%,改进后的模型预测误差为8.92%,精度有较大提升。利用预测模型针对不同进给速度下相同位置处热误差进行分析,结果表明,进给系统中关键测温点的温度和丝杠各点的热误差随着进给速度的增加而增加。因此提出的预测模型可实现进给系统热误差的准确预测,为误差补偿提供理论依据。

关键词：进给系统热误差松鼠搜索算法神经网络

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石拱桥荷载试验影响因素分析

科学技术创新 2024年第17期 140-143页

作者：宋赫钊安徽省公路工程检测中心安徽合肥桥梁与隧道工程检测安徽省重点实验室安徽合肥

我国石拱桥历史悠久、造型美观,但因大多数修建年代较早、建设资料缺失,通常只能通过荷载试验来确定其实际承载能力,但石拱桥荷载试验依据相对较少,现行规范(JTG/T J21-01-2015)对石拱桥荷载试验的规定相对不够具体,导致理论计算分析、... 详细信息

我国石拱桥历史悠久、造型美观,但因大多数修建年代较早、建设资料缺失,通常只能通过荷载试验来确定其实际承载能力,但石拱桥荷载试验依据相对较少,现行规范(JTG/T J21-01-2015)对石拱桥荷载试验的规定相对不够具体,导致理论计算分析、现场测点布置、数据采集的方法不够完善。本文针对石拱桥荷载试验中容易导致试验结果误差的因素进行分析比对,提出石拱桥荷载试验中应注意的事项、重点影响因素,可为后期石拱桥荷载试验现场工作开展及后期数据分析提供可靠依据。

关键词：石拱桥荷载试验参数取值数据采集

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工程反分析法在确定石拱桥参数中的应用分析

安徽建筑 2024年第8期31卷 154-156页

作者：宋赫钊安徽省公路工程检测中心安徽合肥230051 桥梁与隧道工程检测安徽省重点试验室安徽合肥230041

部分石拱桥因修建年代较早、建设资料缺失,以至于无法对石拱桥的承载能力进行准确判定。文章依据规范对石拱桥进行模态分析,对比实际状况下的石拱桥模态参数,然后依据工程反分析法对结构的材料特性进行反推修正,对修改后的有限元分析结... 详细信息

部分石拱桥因修建年代较早、建设资料缺失,以至于无法对石拱桥的承载能力进行准确判定。文章依据规范对石拱桥进行模态分析,对比实际状况下的石拱桥模态参数,然后依据工程反分析法对结构的材料特性进行反推修正,对修改后的有限元分析结果和结构实测数据进行分析比较,得出更接近实际工作状态的石拱桥特性参数,为缺失资料下石拱桥承载能力的判定提供了新思路。

关键词：石拱桥工程反分析法结构参数动力特性

螺杆铣床主轴振动对螺杆转子表面质量影响分析

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振动与冲击 2024年第16期43卷 185-191,246页

作者：林泽利孙兴伟杨赫然张维锋董祉序赵泓荀沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 辽宁省复杂曲面数控制造技术重点实验室沈阳110870

为探究螺杆铣床的主轴振动对工件表面质量影响规律。通过螺杆转子外包络铣削加工试验,建立主轴振动特性预测的神经网络模型,使用预测模型预测分析不同加工参数下主轴振动特性的变化规律,分析主轴振动与工件表面粗糙度值之间的影响规律... 详细信息

为探究螺杆铣床的主轴振动对工件表面质量影响规律。通过螺杆转子外包络铣削加工试验,建立主轴振动特性预测的神经网络模型,使用预测模型预测分析不同加工参数下主轴振动特性的变化规律,分析主轴振动与工件表面粗糙度值之间的影响规律。采用压电集成电路型加速度传感器对铣削过程中主轴振动特征值进行测量,采用TR200便携式表面粗糙度仪测量工件表面粗糙度值。针对主轴振动特征值与表面粗糙度值进行灰色关联度分析,结果表明信号峰值与表面粗糙度值关系显著,表面粗糙度值随信号峰值减小而降低。使用粒子群算法在构建的主轴振动预测模型进行工艺参数寻优,利用试验进行模型精度验证,误差在6%以内。加工试验结果表明采用最佳参数组合加工工件可使主轴振动信号峰值减小,从而获得较高的表面质量。该方法对螺杆转子生产实践工艺选择具有一定的启发和指导意义,也可为金属切削加工的表面质量提升提供参考。

关键词：外包络铣削主轴振动表面粗糙度神经网络预测

利用改进卷积神经网络的螺杆砂带磨削表面粗糙度预测

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中国机械工程 2024年

作者：杨赫然张培杰孙兴伟潘飞刘寅沈阳工业大学机械工程学院辽宁省复杂曲面数控制造技术重点试验室

为便捷并准确预测磨削后螺杆转子表面粗糙度值，提出一种基于自注意力卷积神经网络（SA-CNN）的磨削曲面粗糙度测量方法。通过正交试验获得螺杆转子的表面粗糙度数值以及粗糙度数值对应位置的表面图像，图像经自适应直方图均衡化、反锐... 详细信息

为便捷并准确预测磨削后螺杆转子表面粗糙度值，提出一种基于自注意力卷积神经网络（SA-CNN）的磨削曲面粗糙度测量方法。通过正交试验获得螺杆转子的表面粗糙度数值以及粗糙度数值对应位置的表面图像，图像经自适应直方图均衡化、反锐化掩蔽等预处理后，作为训练样本输入SA-CNN模型中。采用SA-CNN模型对磨削后的螺杆转子表面粗糙度值进行预测，并与经典网络ResNet、AlexNet、VGG-16、基础CNN以及图神经网络GNN预测结果进行对比。试验结果表明，SA-CNN模型平均预测精度达到95.24%，RMSE为0.0706μm，MAPE为7.4206%，均优于对比网络，且模型收敛较快，表现出了较高的精度和良好的鲁棒性。

关键词：磨削表面粗糙度卷积神经网络测量

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螺杆转子盘铣刀铣削表面粗糙度预测

电子测量与仪器学报 2024年

作者：辛明泽孙兴伟张维锋杨赫然刘寅沈阳工业大学机械工程学院辽宁省复杂曲面数控制造技术重点实验室

螺杆转子主要应用在压缩机、螺杆泵等设备中，其表面质量对使用性能及工作寿命起到关键性作用。工艺参数为影响螺杆转子表面粗糙度的主要因素之一。为了探究工艺参数对螺旋曲面铣削表面质量的影响规律，设计转子铣削实验，获取预测及实... 详细信息

螺杆转子主要应用在压缩机、螺杆泵等设备中，其表面质量对使用性能及工作寿命起到关键性作用。工艺参数为影响螺杆转子表面粗糙度的主要因素之一。为了探究工艺参数对螺旋曲面铣削表面质量的影响规律，设计转子铣削实验，获取预测及实验对比样本。利用改进的北方苍鹰搜索算法（INGO）对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化，以便提高铣削后的多头螺杆转子表面粗糙度的预测精度。通过实验结果验证所提出算法的预测精度。结果表明，提出的预测模型在平均训练精度及预测精度等方面均优于GRU神经网络及CNN-GRU神经网络模型，其中平均训练精度及预测精度分别约为94.502%和95.523%。故提出的算法具有较高的预测精度，可为合理选择螺杆转子铣削加工的工艺参数提供理论依据。

关键词：铣削螺旋曲面表面粗糙度北方苍鹰搜索算法神经网络预测

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我爱夏季

初中生学习指导 2024年第4期 20-21页

作者：赫然然盘锦市双台子区第一中学

独自撑伞,漫步于雨中的夏天。纷纷扬扬的小雨,将一池碧波扰乱。草木青翠,枝叶繁茂。雨滴的轻响与风儿的摇曳声交织,合奏出夏的轻灵与温柔。(细腻的笔触描写雨中夏天的景物,渲染出独特的静谧气氛。)初夏,是青涩的少女,(运用比喻,将初夏... 详细信息

独自撑伞,漫步于雨中的夏天。纷纷扬扬的小雨,将一池碧波扰乱。草木青翠,枝叶繁茂。雨滴的轻响与风儿的摇曳声交织,合奏出夏的轻灵与温柔。(细腻的笔触描写雨中夏天的景物,渲染出独特的静谧气氛。)初夏,是青涩的少女,(运用比喻,将初夏比作青涩的少女,传神地刻画出初夏清新、纯洁的特点。)她那出水芙蓉般的笑颜,给世界渲染上清丽的釉质。(“出水芙蓉般的笑颜”“渲染上清丽的釉质”语言婉约典雅,给初夏平添气韵。)湛蓝的天空下,是蔷薇的馥郁香气,让人沉醉。(嗅觉角度,细致地写出了蔷薇的芬芳馥郁。)风透过密密的树叶,摇落星星点点的阳光。

关键词：芬芳馥郁出水芙蓉青涩渲染釉质蔷薇婉约