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LIF技术与ELM算法的电力变压器故障诊断研究

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光谱学与光谱分析 2022年第5期42卷 1459-1464页

作者：闫鹏程张超银孙全胜尚松行尹妮妮张孝飞安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

电力变压器油的检测分析是电力变压器故障诊断的有效方法,快速识别电力变压器油的油样对电力变压器故障诊断工作有重大意义。常规的电力变压器油的检测技术主要是气相色谱法,此方法操作比较复杂,且不适合在线检测,不能及时发现变压器的... 详细信息

电力变压器油的检测分析是电力变压器故障诊断的有效方法,快速识别电力变压器油的油样对电力变压器故障诊断工作有重大意义。常规的电力变压器油的检测技术主要是气相色谱法,此方法操作比较复杂,且不适合在线检测,不能及时发现变压器的故障隐患。提出一种激光诱导荧光光谱(LIF)技术与极限学习机(ELM)算法的电力变压器故障诊断研究的方法。实验采集四种油样,分别为热性故障油、电性故障油、局部受潮油以及原油。使用激光发生器激发油样而发射荧光,获取不同油样光谱数据,采用MSC、SNV预处理算法对光谱数据进行处理,防止噪声等因素干扰。随后,利用KPCA和PCA降维,主成分个数皆取5,KPCA处理后显示MSC预处理的累计贡献率最高,为99%,经MSC预处理的PCA模型累计贡献率依然达到95%以上,Original-KPCA与Original-PCA模型的累计贡献率均达到65%以下,可以发现,采用预处理的模型,累计贡献率均有上升。最后,分别对两种降维后的数据利用ELM进行回归拟合。实验表明,KPCA、PCA两种降维方式,KPCA算法表现性能较好,处理数据时间更短,提高了模型的可靠性和效率。同KPCA降维方式下,MSC-ELM模型的拟合优度R^(2)为0.99941,均方误差MSE为0.074%;SNV-ELM拟合优度R^(2)为0.99908,均方误差MSE为0.129%;Original-ELM拟合优度R^(2)为0.99695,均方误差MSE为0.399%;对比可以发现MSC比SNV处理后的效果更好,MSC-KPCA-ELM模型表现效果最佳,预测值与真实值更为接近,均方根误差最小。结果证明,MSC-KPCA-ELM模型结合激光诱导荧光光谱技术更加适用于对电力变压器是否发生故障的快速诊断,精确判断为哪种故障类型,保障电力设备的运行安全。

关键词：激光诱导荧光光谱极限学习机变压器油 KPCA PCA

基于LIF技术与优化BP神经网络的变压器故障诊断研究

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基于LIF技术与优化BP神经网络的变压器故障诊断研究

作者：尚松行安徽理工大学

学位级别：硕士

变压器在电力系统运行中扮演着至关重要的作用,其工作状态的好坏直接影响电力网络的安全与稳定,所以针对变压器故障类型的诊断研究可以科学合理的评估变压器的工作状态,并及时发现潜伏性隐患。传统方法检测如油中溶解气体分析法和三比... 详细信息

变压器在电力系统运行中扮演着至关重要的作用,其工作状态的好坏直接影响电力网络的安全与稳定,所以针对变压器故障类型的诊断研究可以科学合理的评估变压器的工作状态,并及时发现潜伏性隐患。传统方法检测如油中溶解气体分析法和三比值法等,不适宜构建在线式检测系统,并且检测参数较少,精确度低,针对此类问题,本论文提出使用激光诱导荧光技术(Laser Induced Fluorescence,LIF)结合神经网络应用于变压器的故障诊断,并以此对变压器故障类型做出准确评估。本文首先介绍了变压器故障的类型及常用检测手段,其次介绍了 LIF技术的应用基础及工作原理,然后构建了 LIF技术的实验装置并获取实验样本光谱数据。本次实验采用了多元散射矫正(Multiple Scattering Correction,MSC)、标准正态变量变换(Standard Normal Variate Transform,SNV)的预处理方法削弱原始荧光数据样本的基线漂移,提高数据信噪比,使用主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)降低计算量并提取样本的数据特征。建立BP、PSO-BP、IPSO-BP以及SSA-BP分类模型,获取模型针对变压器故障类型的分类结果,通过评估参数筛选出针对变压器故障油分类的最佳模型。各模型的输出结果以及评价参数总结如下:(1)在BP神经网络分类模型中,以变压器油的光谱故障特征数据作为网络的输入,故障油的种类编号作为网络的输出,故选择拓扑结构为3-13-1,模型分类效果最好的是MSC-BP分类模型,其具体的评价指标参数为R2=0.993,平均相对误差MRE=0.0424,均方根误差RMSE=0.0098。(2)在PSO-BP模型中根据个体极值和群体极值的速度和位置更新对权值和阈值进行优化处理。其中分类效果最好的是MSC-PSO-BP模型,评价指标为R2=1,MRE=0.0015,RMSE=3*10-5。(3)为了避免PSO-BP模型陷入局部最优的问题,利用改进的粒子群优化算法对原始模型添加变异因子,增加粒子的搜索范围。MSC-IPSO-BP的分类效果达到最佳,其评价指标R2=1,MRE=5*10-5,RMSE=1*10-9。(4)在SSA-BP模型中将粒子看作麻雀中的加入者和发现者,根据二者的位置更新确定最优值。模型中表现最好的是MSC-SSA-BP,其评价指标R2=1,MRE=7*10-7,RMSE=1*10-11。因此在对变压器故障油的分类模型中,精确度最高的是MSC-SSA-BP,其分类误差无限接近于0。该模型具有良好的收敛性能,能在最大程度上减少数据计算时间,相比于其他分类模型在求解最优点问题上其具有独特的优势,可以实现对变压器故障类型的准确分类。图[41]表[6]参[62]

关键词：变压器故障激光诱导荧光技术人工智能算法预处理 BP神经网络

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改进BP神经网络算法对煤矿水源的分类研究

光谱学与光谱分析 2021年第7期41卷 2288-2293页

作者：闫鹏程尚松行张超银张孝飞安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

煤矿安全对煤炭工业的健康持续发展至关重要,而煤矿水灾又是煤矿事故的重大隐患,因此煤矿水源数据的处理对于预防矿井突水事故具有重要意义。实验在激光器的辅助下利用激光诱导荧光技术获取7种水源的数据信息,设定激光发射功率为100 mW... 详细信息

煤矿安全对煤炭工业的健康持续发展至关重要,而煤矿水灾又是煤矿事故的重大隐患,因此煤矿水源数据的处理对于预防矿井突水事故具有重要意义。实验在激光器的辅助下利用激光诱导荧光技术获取7种水源的数据信息,设定激光发射功率为100 mW,向被测水体发射波长405 nm激光,获取实验水样210组的荧光光谱数据,为了剔除光谱在采集过程受到的荧光背景、检测器噪声以及功率波动等影响,利用SG平滑、多元散射矫正(MSC)预处理对数据进行降噪以及提高光谱特异性,由于初始数据运算量过大并对数据压缩、消除冗余和数据噪音,利用主成分分析(PCA)分别对7种水样进行建模降维处理,从而得到小数据并且保持原有信息的数据特征。为了识别煤矿水源的突水类型,对于降维后的数据利用粒子群算法(PSO)优化BP神经网络,PSO算法通过对新粒子的适应度值和个体极值、群体极值适应度值的比较更新个体极值和群体极值的位置,将最优初始权值和阈值赋予BP神经网络,从而对待测水样的种类进行预测分析。普通的PSO优化BP神经网络,容易出现早熟收敛,故在改进的PSO算法中引入变异因子来提高模型寻找更优解的可能性。实验证明:SG,MSC以及Original三种预处理方式中,SG算法表现良好,提高了模型的相关性。在SG预处理的前提下,BP的决定系数R^(2)为0.9845,平均相对误差MRE 7.39%,均方根误差为7.25%;PSO-BP的决定系数R^(2)为0.9998,平均相对误差MRE 0.17%,均方根误差0.08%;IPSO-BP的决定系数R^(2)达到0.9999,平均相对误差MRE和均方根误差RMSE皆为0.01%。结果表明:经SG预处理过后的光谱数据,比MSC预处理效果更精确,改进的粒子群优化算法更适用于该实验的矿井水源分类。

关键词：激光诱导荧光技术预处理改进的粒子群优化算法

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基于激光诱导荧光技术的煤矿水源识别研究

光谱学与光谱分析 2020年第7期40卷 2176-2181页

作者：闫鹏程尚松行周孟然胡锋刘瑜安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

快速准确的识别煤矿含水层水源对于煤矿突水预警及灾后救援意义重大,针对传统水源识别耗时较长,不适宜构建在线式预警系统,提出使用激光诱导荧光技术用于煤矿水源类型识别的方法。利用激光激发待测水样,获取其荧光光谱,结合模式识别对... 详细信息

快速准确的识别煤矿含水层水源对于煤矿突水预警及灾后救援意义重大,针对传统水源识别耗时较长,不适宜构建在线式预警系统,提出使用激光诱导荧光技术用于煤矿水源类型识别的方法。利用激光激发待测水样,获取其荧光光谱,结合模式识别对水源进行快速辨识。实验采集了淮南矿区谢桥煤矿的两种纯水样本-老空水与砂岩水,并根据不同混合比配成5种混合水样进行实验。首先针对获取的水源荧光光谱中可能会存在的各种噪声及干扰信息,采用SG、 Normalize、 Gapsegment求导、 Detrend和MSC 5种常用的光谱预处理算法对光谱数据进行处理。其次针对荧光光谱数据量过大,对数据进行PCA降维,作为对比6种预处理方式(含原始光谱)主成分数皆取3,结果显示SG预处理累计贡献度最大,为97.26%;其次是原始光谱,为92.38%, Normalize与Detrend累计贡献度相差不大,分别为88.04%和87.59%, MSC为66.41%, Gapsegment最差,为22.65%。最后分别对PCA降维后的数据使用线性LDA以及非线性RBF-SVM模型进行识别对比。使用LDA进行建模, SG-PCA-LDA正确率最高,达到了98.86%,依据建立的LDA模型,对验证集数据进行识别, SG-PCA-LDA的正确率依然最高,为100%。使用RBF-SVM进行建模, Original-PCA-RBF-SVM, SG-PCA-RBF-SVM, Normalize-PCA-RBF-SVM正确率最高,皆为97.14%,依据建立的RBF-SVM模型,对验证集数据进行识别, Original-PCA-RBF-SVM和SG-PCA-RBF-SVM正确率依然最高,为97.14%。对比两类模型可以发现, LDA验证集正确率较建模集有一定的提升,而RBF-SVM验证集正确率较建模集有小幅度降低,说明LDA模型对于此煤矿水源荧光光谱数据的泛化能力较好,且成功率较高。结果表明, SG-PCA-LDA模型结合激光诱导荧光技术是一种较佳的应用于本地煤矿水源识别的方法,且验证了对老空水、砂岩水的纯水样和混合水样识别的可能性,可以推广到煤矿其他混合水源的识别中。

关键词：激光诱导荧光技术水源识别煤矿含水层 LDA RBF-SVM

DNV-1929对犬肺强化效应及可操作性的评估研究

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西安交通大学学报(医学版) 2024年

作者：老奋坚关艺琳松谷哲行夏宇晓张风华广州医科大学附属第五医院检验科帝京大学医学部附属沟口医院呼吸外科广州医科大学附属第二医院番禺院区呼吸内科广州医科大学附属第二医院番禺院区普外科

目的评估DNV-1929在犬肺中的强化效应和可操作性，通过观察其在手术切除过程中的表征为其临床应用提供科学依据。方法用15只10～15个月龄的比格犬，随机分组，植入DNV-1929和阴性对照材料。用特定的手术技术将材料植入犬的左肺前叶后... 详细信息

目的评估DNV-1929在犬肺中的强化效应和可操作性，通过观察其在手术切除过程中的表征为其临床应用提供科学依据。方法用15只10～15个月龄的比格犬，随机分组，植入DNV-1929和阴性对照材料。用特定的手术技术将材料植入犬的左肺前叶后部、后叶前部和和后叶后部共3个部位，通过气道压力测试评估其耐压性能，并评估植入材料的操作性能。在植入后的第2周和第4周，对犬左肺3个植入材料部位进行宏观肉眼观察和病理检查，比较DNV-1929与阴性对照材料的组织反应。此外，观察所有实验动物临床症状、进食量和体重变化以评价材料植入的安全性。结果在气道压力水平高达35hPa时，DNV-1929和阴性对照材料在植入部位均无气体泄漏，表现出相似的压力抗性。在手术过程中，DNV-1929显示出与阴性对照材料相似的可操作性，未观察到明显的异常情况。植入2周和4周后通过肉眼病理观察可见，两种材料均在植入部位周围形成包囊，并与胸腔器官发生不同程度的粘连，但差异无统计学意义（P>0.05）。植入DNV-1929组在2周时有较多的残留植入物，而植入4周时几乎消失，而阴性对照组还存在少量植入材料，但两组残留材料差异无统计学意义（P>0.05）。组织学评估结果显示，植入DNV-1929于2周时，炎症情况小计评分略高于阴性对照组（P=0.016），而植入4周的组间差异无统计学意义（P>0.05）。研究期间实验犬未出现临床异常或进食量减少，植入DNV-1929和阴性对照物质植入当天无死亡。实验犬在研究周期内体重无明显变化（P>0.05）。结论 DNV-1929在犬肺中表现出强化效应和良好的可操作性，且对周围组织无毒性影响。这为DNV-1929在肺部手术治疗中的应用提供了初步证据，为其在临床上的应用奠定了科学基础，并展示了其潜在的价值。

关键词： DNV-1929 犬肺强化效应可操作性组织反应

动态超声联合3.0T MRI诊断膝关节滑膜皱襞及其分型

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中国医学影像技术 2024年第2期40卷 275-279页

作者：李楠王志利徐丹凤焦嫣尚瑞松衡水市人民医院影像中心河北衡水053000

目的探讨动态超声联合3.0T MRI诊断膝关节滑膜皱襞及其分型的价值。方法回顾性分析100例疑诊膝关节滑膜皱襞患者动态超声及3.0T MRI资料,以关节镜检查结果为标准,比较2种影像学方法单独及联合诊断膝关节滑膜皱襞的效能,对比其单独及联... 详细信息

目的探讨动态超声联合3.0T MRI诊断膝关节滑膜皱襞及其分型的价值。方法回顾性分析100例疑诊膝关节滑膜皱襞患者动态超声及3.0T MRI资料,以关节镜检查结果为标准,比较2种影像学方法单独及联合诊断膝关节滑膜皱襞的效能,对比其单独及联合测量的滑膜皱襞长度和厚度与关节镜结果的差异,分析其判断滑膜皱襞位置及分型与关节镜的一致性。结果共检出70例膝关节滑膜皱襞,其中11例位于髌上、15例位于髌下、30例位于髌内侧、14例位于髌外侧,包括A型9例、B型35例、C型23例及D型3例。单一动态超声与3.0T MRI诊断膝关节滑膜皱襞的敏感度差异无统计学意义(P>0.05),均低于二者联合(P均0.05)。单一动态超声、3.0T MRI及二者联合评估膝关节滑膜皱襞位置(Kappa=0.755、0.826、0.897)及分型(Kappa=0.721、0.744、0.860)均与关节镜结果高度一致。结论动态超声联合3.0T MRI对诊断膝关节滑膜皱襞及判断其分型具有较高价值。

关键词：膝关节关节囊超声检查磁共振成像

基于主题意义探究的小学英语写作教学实践与探索

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英语教师 2024年第14期24卷 182-185页

作者：尚松梅江苏省连云港市徐山中心小学江苏连云港222043

阐述当前小学英语写作教学存在忽视主题意义、缺乏整体性、忽视核心素养等问题。分析基于主题意义探究的小学英语写作教学的特点。结合教学实例,探索基于主题意义探究的小学英语写作教学策略,即明确主题,提炼写作的切入点;基于主题,丰... 详细信息

阐述当前小学英语写作教学存在忽视主题意义、缺乏整体性、忽视核心素养等问题。分析基于主题意义探究的小学英语写作教学的特点。结合教学实例,探索基于主题意义探究的小学英语写作教学策略,即明确主题,提炼写作的切入点;基于主题,丰富写作的拓展点;分析主题,搭建写作的框架;评价主题,提升写作水平。认为基于主题意义探究的小学英语写作教学能提升学生的英语写作能力和语言应用能力。

关键词：小学英语写作教学主题意义

基于B7-1/2/CD28/CTLA-4通路探讨扶正祛毒汤干预急性髓系白血病完全缓解患者CD34~+细胞诱导成树突细胞激发T细胞的影响

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时珍国医国药 2024年第3期35卷 669-673页

作者：彭名行黄礼明朱国庆张常芬尹尚瑾左乐陈孟豪贵州中医药大学贵州贵阳550025 贵州中医药大学第二附属医院贵州贵阳550003

目的探讨扶正祛毒汤治疗急性髓系白血病完全缓解的可能作用机制。方法12只新西兰大白兔随机分为正常组以及扶正祛毒汤低、中、高剂量组,每组3只。扶正祛毒汤低、中、高剂量组兔分别给予扶正祛毒汤浓缩煎剂5、10、20g/(kg·d)灌胃3d,正... 详细信息

目的探讨扶正祛毒汤治疗急性髓系白血病完全缓解的可能作用机制。方法12只新西兰大白兔随机分为正常组以及扶正祛毒汤低、中、高剂量组,每组3只。扶正祛毒汤低、中、高剂量组兔分别给予扶正祛毒汤浓缩煎剂5、10、20g/(kg·d)灌胃3d,正常组兔给予等体积蒸馏水灌胃,末次灌胃后心脏取血获得正常血清和扶正祛毒汤低、中、高剂量血清。将急性髓系白血病完全缓解患者骨髓稀释后分离提纯CD34~+细胞,将扩增后的CD34^(+)细胞分为空白组、细胞因子组、正常血清组和扶正祛毒汤低、中、高剂量血清组。除空白组外,其余各组均添加细胞因子诱导9d成为树突细胞。流式细胞术(FCM)检测各组树突细胞表面抗原分子CD83、CD1a、HLA-DR的表达,以及共刺激分子B7-1、B7-2的表达。诱导成熟后的树突细胞分别激发自体和异体T细胞,免疫印迹试验(WB)和RT-qPCR法检测T细胞中特异性表面糖蛋白CD28(CD28)和细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)蛋白和mRNA的表达。MTT比色法检测激发后的T细胞在不同效靶比时对人髓系白血病细胞株K562的杀伤作用。结果与空白组相比较,细胞因子组、正常血清组和扶正祛毒汤低、中、高剂量血清组树突细胞表面抗原分子CD83、CD1a、HLA-DR的表达明显升高(P0.05)。结论扶正祛毒汤治疗急性髓系白血病完全缓解的机制可能与该方能够有效促进急性髓系白血病完全缓解患者骨髓CD34^(+)细胞源树突细胞的成熟,从而抑制共刺激分子B7-1、B7-2与CTLA-4结合,且促进B7-1、B7-2与CD28结合,调控B7-1/2/CD28/CTLA-4信号通路有关。

关键词：急性髓系白血病完全缓解扶正祛毒汤 B7-1/2/CD28/CTLA-4信号通路树突细胞 T细胞 K562细胞

从“肝者,凝血之本”探讨原发免疫性血小板减少症的病机与论治思路

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中华中医药杂志 2024年第7期39卷 3537-3540页

作者：彭名行黄礼明朱国庆尹尚瑾陈孟豪左乐贵州中医药大学贵阳550025 贵州中医药大学第二附属医院贵阳550003

原发免疫性血小板减少症(ITP)归属于中医学“血证”“发斑”“肌衄”等范畴,临床表现以出血为主,治疗上以防止出血为要。肝脏是调节血液运行的重要脏器。明代章潢《图书编》曰:“肝者,凝血之本”,认为肝为凝血之本,主凝血,具有收摄血液... 详细信息

原发免疫性血小板减少症(ITP)归属于中医学“血证”“发斑”“肌衄”等范畴,临床表现以出血为主,治疗上以防止出血为要。肝脏是调节血液运行的重要脏器。明代章潢《图书编》曰:“肝者,凝血之本”,认为肝为凝血之本,主凝血,具有收摄血液、防止出血的功能,为从肝论治ITP提供了良好的理论依据。文章以“肝者,凝血之本”为切入点,论述其内涵主要包括肝气摄血、肝阴凝血和肝主疏泄能防止出血3个方面;ITP病机上以肝之气、血、阴虚为本,虚热、血热、气滞、血瘀为标,可以概括为肝不主凝血;从补肝以止血(益肝气、养肝血、滋肝阴)、凉肝清肝以止血、疏肝化瘀以止血3个方面论治ITP,冀为ITP的防治和诊疗提供新思路。

关键词：原发免疫性血小板减少症《图书编》肝主凝血中医学治法