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基于语音预训练模型的抑郁症识别研究

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 9-16页

作者：黄祥胜廖义龙张文劲张莉中南民族大学生物医学工程学院武汉430074

针对数量日益增多的抑郁症患者群体,本文提出一种通过语音信号有效识别抑郁症的人工智能方法,以提高诊断和治疗效率。首先,通过微调语音到特征向量模型2.0(wav2vec 2.0)的预训练模型对语音进行编码和上下文化,从而获得高质量的语音特征... 详细信息

针对数量日益增多的抑郁症患者群体,本文提出一种通过语音信号有效识别抑郁症的人工智能方法,以提高诊断和治疗效率。首先,通过微调语音到特征向量模型2.0(wav2vec 2.0)的预训练模型对语音进行编码和上下文化,从而获得高质量的语音特征;然后,应用情感障碍分析的公用数据集——绿野仙踪忧虑分析访谈语料库(DAIC-WOZ)数据集验证上述模型。结果显示,在抑郁症识别的二分类任务中,该方法在精确率方面达到了93.96%、召回率达到了94.87%、F1分数达到了94.41%,总体分类准确率达到96.48%。在评估抑郁症严重程度的四分类任务中,精确率均达到92.59%及以上,召回率均达到92.89%及以上,F1分数均达到93.12%以上,总体分类准确率达到94.80%。基于上述结果证明,本文提出的方法在小样本情况下有效提升了分类的准确率,对于抑郁症的识别和严重程度评估效果良好。未来,该方法有望在抑郁症的诊断中起到辅助支持的作用。

关键词：抑郁症识别语音预训练模型语音特征

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基于迁移学习的大尺寸铸锭晶体硅热场设计

人工晶体学报 2022年第8期51卷 1323-1336页

作者：郝佩瑶郑丽丽张辉廖继龙清华大学航天航空学院北京100084 清华大学工程物理系北京100084 江苏协鑫硅材料科技发展有限公司徐州221001

不同尺寸的铸锭晶体硅生长过程具有相似性,小尺寸晶体的生长规律可以迁移至大尺寸。本文采用迁移学习(TL)对G8型铸锭炉进行热场设计,设计对象为侧、顶加热器位置及体积、侧隔热笼分区块高度,主要设计目标为减少晶体内部的位错缺陷、抑... 详细信息

不同尺寸的铸锭晶体硅生长过程具有相似性,小尺寸晶体的生长规律可以迁移至大尺寸。本文采用迁移学习(TL)对G8型铸锭炉进行热场设计,设计对象为侧、顶加热器位置及体积、侧隔热笼分区块高度,主要设计目标为减少晶体内部的位错缺陷、抑制硅锭边缘多晶且使晶体生长界面微凸。首先使用神经网络对已有的G7铸锭炉建立热场几何参数与热场评价参数间的映射模型,然后将该模型迁移至G8铸锭炉,对比不同模型结构对迁移过程的影响,采用Dropout分析模型是否存在过拟合,并使用遗传算法(GA)结合聚类算法(CA)对热场几何参数进行优化,以上为G8热场设计过程。最后对优化结果采用数值模拟方法研究其在晶体生长过程中的温度分布、固液界面形状等,最终选定的优化方案能够实现较高质量的长晶。将该方案同时应用于G7和G8热场并进行对比,结果表明G8在硅熔体和硅晶体中的轴向温度梯度均小于G7,在晶体生长界面沿径向的温度梯度也小于G7,这有利于减小晶体内部的热应力。

关键词： G8型铸锭炉晶体硅热场设计迁移学习神经网络遗传算法

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机场场面航空器滑行路径优化研究

机场场面航空器滑行路径优化研究

作者：史继龙中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着航空出行需要的日益增加,机场航空器流量大幅上升,机场场面较以往更加繁忙,增大了当前机场资源分配压力,导致机场航班延误率升高,场面运行效率降低,而机场扩建基础设施工作短期内难以完成,在不变场面资源条件下,对进离场航空器滑行... 详细信息

随着航空出行需要的日益增加,机场航空器流量大幅上升,机场场面较以往更加繁忙,增大了当前机场资源分配压力,导致机场航班延误率升高,场面运行效率降低,而机场扩建基础设施工作短期内难以完成,在不变场面资源条件下,对进离场航空器滑行路径进行优化研究,可以给管制员提供辅助决策,对减少航空器滑行时间,提高场面运行效率具有重要意义。基于以上问题,本文提出了静态与动态相结合的滑行路径规划策略,来提高机场繁忙时场面的运行效率。本文研究中首先分析了机场场面运行过程,对进离场航空器占用-释放占用场面资源的过程进行分析,对滑行路径优化问题和场面基本运行限制规则进行阐述,研究了场面模型建模方法,对场面交叉点和停机坪系统做了抽象化处理并建立了场面节点-路段模型。在静态路径规划中,将Dijkstra算法与YEN算法结合对每一架航空器的滑行路径集合进行求解。在静态滑行路径规划的基础上改进遗传算法设计对航空器滑行路径动态调整,以减少航空器滑行时间,避免滑行冲突,提高了复杂场面航空器的滑行效率,通过择优对比选择冲突解脱方式来缩短航空器滑行的总时间,并用实际案例验证并得出结论,结果表明动静态结合的路径规划策略可有效避免航空器的滑行冲突,提高场面运行效率。最后用SIMMOD仿真软件对动静态结合路径规划输出的航空器路径进行仿真验证,证明动静态结合路径优化策略的合理性和可行性。综上,本文的研究工作结合了场面建模、Dijkstra算法与YEN算法结合的静态路径规划求解和利用改进遗传算法解决航空器滑行路径选择问题,为提高场面运行效率探索了新的研究策略,同时结合SIMMOD仿真实验对本文提出的方法进行验证,仿真结果表明本文提出的策略可有效减少航空器的滑行冲突次数,减少滑行时间,提升了场面运行效率。

关键词：静态路径规划滑行冲突动态路径规划改进遗传算法 SIMMOD

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山火救援应急物资配送地空联运策略研究

山火救援应急物资配送地空联运策略研究

作者：廖振龙中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来西南地区频繁发生的森林火灾,当火灾发生时存在物资暂时性短缺或运输效率不足的问题;同时传统地面救援由于山地的复杂地形因素,车辆无法直接进入山区进行救援,为救援带来了一定限制。在空中救援方面,直升机救援过程中需要长时间... 详细信息

近年来西南地区频繁发生的森林火灾,当火灾发生时存在物资暂时性短缺或运输效率不足的问题;同时传统地面救援由于山地的复杂地形因素,车辆无法直接进入山区进行救援,为救援带来了一定限制。在空中救援方面,直升机救援过程中需要长时间保持低空飞行,为保证飞行安全需要提前预测风速及寻找最佳的避障方案。(1)确定物资集散点选址,将网络热点效应因素加入森林火灾综合重要度体系中,构建森林火灾综合重要度识别模型。通过各类影响因素的可视化筛选出最佳物资集散点城市,从而进一步筛选最佳物资集散点,提出直接模糊层次分析法,利用投影法对直接模糊层次分析法进行优化,确定最佳物资集散点。该方法解决了直接模糊层次分析法计算量大的问题同时也将分析误差控制在可接受范围内。(2)在完成最佳物资集散点选址的工作中发现,风速是影响飞行的最大因素。因此,本文将风场视为动态障碍物,致力于对风速进行提前预测。为了提高预测的准确性,采用了灰色GM(1,1)模型对ARIMA(p,q)模型进行优化结合。灰色GM(1,1)模型在处理小样本和不确定信息方面具有优势,而ARIMA(p,q)模型在时间序列预测中表现出色。以稻城亚丁机场为例,进行风速预测的实证研究。通过对机场历史风速数据的分析和模型优化,实现了对未来24小时、48小时和72小时风速变化的准确预测。(3)在完成对空域风速的预测后,本文提出一种基于避免碰撞矢量场的蚁群算法避障模型。建立一个矢量场指针模型,对风场和山体进行可视化。在这个模型中,风场内部的气流会向外延伸一定距离,表示紊流的膨胀或收缩范围。通过矢量场的可视化,可以直观地观察到通航飞行过程中的越障路径。这一模型的优势在于,它不仅能有效地避开障碍物,还能动态调整飞行路径,以应对复杂的风场变化。通过这种方式,救援飞行的最优路径得以制定,从而实现空中救援的最高效率。此外,模型的可视化功能使得飞行员和救援指挥官能够更清晰地理解飞行环境,提供了充分的安全保障。这种综合方法确保了救援行动的迅速和安全,提高了整体救援效果。

关键词：森林火灾物资集散点选址风速预测航行避障

基于神经网络和遗传算法的铸锭晶体硅质量控制及工艺优化

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人工晶体学报 2022年第3期51卷 385-397页

作者：郝佩瑶朱金伟廖继龙郑丽丽张辉清华大学航天航空学院北京100084 江苏协鑫硅材料科技发展有限公司徐州221001 清华大学工程物理系北京100084

铸锭晶体硅是太阳能级晶硅材料的重要来源之一,为了进一步降低硅片成本,需要在保证晶体质量的同时发展大尺寸铸锭晶硅。影响铸造晶体硅质量的热场控制核心参数包括晶体生长速度与生长界面温度梯度之比V/G、壁面热流q、生长界面高度差Δ... 详细信息

铸锭晶体硅是太阳能级晶硅材料的重要来源之一,为了进一步降低硅片成本,需要在保证晶体质量的同时发展大尺寸铸锭晶硅。影响铸造晶体硅质量的热场控制核心参数包括晶体生长速度与生长界面温度梯度之比V/G、壁面热流q、生长界面高度差Δh和硅熔体内部温差ΔT等。针对铸锭晶体硅生长过程中的质量控制问题,本研究基于人工神经网络(ANN)模型对晶体生长过程建立了工艺控制优化方法,利用实验测量数据和数值仿真模拟结果构建铸锭晶体硅生长过程的工艺控制数据集,以底部隔热笼开口和侧、顶加热器功率比作为主要工艺控制参数,V/G、|q|、|Δh|和ΔT为优化目标,建立用于研究晶体生长工艺控制参数和热场参数之间映射关系的神经网络模型。使用训练完成的模型分析底部隔热笼开口及侧、顶加热器功率比对晶体生长过程热场的影响规律,并采用遗传算法(GA)对铸锭晶体硅生长过程的工艺控制参数以提高晶体质量为目标进行优化,最后结合实际生产中的检测图像讨论了V/G对晶体质量的影响。研究表明晶体生长中期的V/G沿横向变化较平缓,对应缺陷较少且分布均匀,因此增大V/G在横向上的均匀度也是提高晶体质量的一个重要因素。

关键词：铸锭晶体硅人工神经网络遗传算法 V/G 定向凝固晶体质量

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建筑工程结构振动主动控制技术发展浅析

城市建设理论研究(电子版) 2024年第19期 161-163页

作者：廖继飞中国五冶集团有限公司

本论文对建筑工程结构振动主动控制技术的发展进行了浅析。首先介绍了振动控制的基本概念和原理，包括结构振动的定义、分类以及其对建筑工程的影响和危害。同时，阐述了主动控制技术的基本原理，并与传统的被动控制技术进行了比较。接... 详细信息

本论文对建筑工程结构振动主动控制技术的发展进行了浅析。首先介绍了振动控制的基本概念和原理，包括结构振动的定义、分类以及其对建筑工程的影响和危害。同时，阐述了主动控制技术的基本原理，并与传统的被动控制技术进行了比较。接着，回顾了主动控制技术的发展历程，从起源和发展背景入手，概述了不同阶段的研究内容和成果，并通过应用案例分析展示其在实际工程中的应用情况。在第三部分，重点介绍了主动控制技术涉及的关键技术和方法，包括传感器和执行器的选择与设计、控制算法和策略的研究开发、控制系统的建模仿真分析以及实验验证与应用效果评估等。随后，分析了主动控制技术的优势和面临的挑战，其中优势方面包括减小结构振动和改善结构性能，而挑战则涉及系统复杂性、能耗和可靠性等问题。

关键词：建筑工程结构振动主动控制技术

顾及日变化和非线性垂直改正的区域大气加权平均温度模型

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1721-1732页

作者：黄良珂廖发圣陈发德张红星黎峻宇黄玲刘立龙桂林理工大学测绘地理信息学院桂林541004 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430071

大气加权平均温度(Tm)是全球导航卫星系统(GNSS)技术反演大气水汽的关键因素,针对已有区域Tm模型未能同时顾及Tm在垂直方向的非线性变化和精细的日变化以及在构建模型时仅使用单一格网点数据等问题,本文以中国地区为研究区域,提出了一... 详细信息

大气加权平均温度(Tm)是全球导航卫星系统(GNSS)技术反演大气水汽的关键因素,针对已有区域Tm模型未能同时顾及Tm在垂直方向的非线性变化和精细的日变化以及在构建模型时仅使用单一格网点数据等问题,本文以中国地区为研究区域,提出了一种基于滑动窗口的区域Tm建模方法,利用2012—2017年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA5资料建立顾及日变化和非线性垂直改正的区域Tm格网模型(CNTm模型).联合未参与建模的2018年ERA5资料和无线电探空数据,验证CNTm模型的精度和适用性,并与当前广泛使用的GPT3模型和顾及了线性垂直改正的IGPT2w模型进行精度对比.结果表明:以2018年ERA5资料和无线电探空数据为参考值,CNTm模型的均方根误差(RMS)分别为3.31 K和3.21 K,其精度相较于GPT3模型分别提高了约16%和23%,相较于IGPT2w模型分别提高了约7%和11%;顾及了非线性垂直改正的CNTm模型的估计值更接近于Tm在垂直方向上的变化趋势,且CNTm模型能够捕获Tm的日变化.由于CNTm模型在研究区域表现出优异的性能,因此,其在研究区域实时高精度、高分辨率GNSS水汽监测中具有重要的应用.

关键词： CNTm模型大气加权平均温度全球导航卫星系统非线性垂直改正日变化

PbS量子结红外探测器制备及退火对其光电性能优化

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材料工程 2024年

作者：黄戊华陈灿廖才学李西张长水田军龙广西壮族自治区计量检测研究院贵州大学大数据与信息工程学院电子科学与技术系湘潭大学物理与光电工程学院

硫化铅量子点(PbS QDs)具备优异的光电学性能和很强近红外光吸收，是制备近红外光电探测器的理想材料。然而，基于PbS QDs的光电探测仍存在工艺难度和性能不足的问题。本文使用热注入法合成PbS QDs，通过逐层法和固相配体交换法制备PbS... 详细信息

硫化铅量子点(PbS QDs)具备优异的光电学性能和很强近红外光吸收，是制备近红外光电探测器的理想材料。然而，基于PbS QDs的光电探测仍存在工艺难度和性能不足的问题。本文使用热注入法合成PbS QDs，通过逐层法和固相配体交换法制备PbS量子结红外探测器，采用热退火工艺提升PbS量子结红外探测器光电性能，并阐述退火温度对PbS量子结光电性能的影响。利用TEM、XRD、UV-Vis-NIR光谱仪对PbS QDs材料的形貌、组成、光学吸收进行表征，利用光学显微镜、SEM、PL和吉时利探针台对PbS量子结红外探测器进行形貌和光电性能表征。结果表明：退火处理有效降低PbS量子结红外探测器的暗电流，同时增加光电流，且获得平稳的光响应电流输出；退火后的PbS量子结红外探测器的响应时间缩短，获得1.9ms的上升时间和3.2ms的延迟时间；探测器的灵敏度得到提升，响应度和探测率分别提高了1.2倍、1.3倍，获得0.78 A/W的响应度和7.8×1011Jones的探测率。退火有效提高了PbSQDs薄膜的结晶度和载流子迁移率，同时降低薄膜和界面的缺陷态，使得PbS量子结红外探测器的光电性能得到全面提升。

关键词： PbS量子结退火红外探测器光电性能

新型水溶性没食子酸衍生物的合成及其对冷藏南美白对虾的抗氧化保鲜性能

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食品科学 2024年

作者：焦龙冯慧珍赵淑怡倪继龙张晓晔张宾浙江海洋大学比萨海洋研究生学院浙江海洋大学食品与药学学院浙江省海产品健康危害因素关键技术研究重点实验室浙江海洋大学船舶与海运学院

为解决没食子酸(GA)因水溶性差而导致其对水产品抗氧化保鲜效果差的难题，本研究首次合成了新型水溶性没食子酸衍生物GA-CONH-SO3H。通过高分辨质谱、核磁和光谱表征，验证了衍生物的成功合成。非共价相互作用(NCI)理论计算表明，GA-CON... 详细信息

为解决没食子酸(GA)因水溶性差而导致其对水产品抗氧化保鲜效果差的难题，本研究首次合成了新型水溶性没食子酸衍生物GA-CONH-SO3H。通过高分辨质谱、核磁和光谱表征，验证了衍生物的成功合成。非共价相互作用(NCI)理论计算表明，GA-CONH-SO3H与水分子间存在丰富的氢键作用，并与水分子的结合能强于没食子酸。经测量，GA-CONH-SO3H常温水中饱和溶解度为290.02 mg/mL，是没食子酸的26倍。并且，GA-CONH-SO3H对DPPH·、·OH和O2·-三种自由基的清除率分别高达92.80%(58.78 μmol/L浓度下GA仅为89.77%)、98.09%(1.76 mmol/L浓度下GA仅为49.56%)、99.74%(23.51 mmol/L浓度下GA仅为29.89%)。最后，在南美白对虾(Litopenaeus vannamei)4℃冷藏保鲜实验中，冷藏8 d后GA-CONH-SO3H浸泡处理组虾肉pH值为7.44(GA组7.71)，冷藏6 d后总挥发性盐基氮(TVB-N)含量为27.07 mg/100g(GA组35.47 mg/100g)、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)值为0.87 mg MDA/kg(GA组0.94 MDA/kg)、菌落总数(TVC)值为5.09 ± 0.02 log CFU/g(GA组5.66 ± 0.03 log CFU/g)，可见GA-CONH-SO3H保鲜效果显著、可延长其货架期2天。此外，与商品化鲜虾保鲜剂4-己基间苯二酚(4-HR)的对比实验结果表明，GA-CONH-SO3H在抑制TVB-N、TBARS和TVC值增长方面均显著优于4-HR。同时，GA-CONH-SO3H具有极低的细胞毒性。因此，GA-CONH-SO3H是一种极具研究开发潜力的水产品抗氧化保鲜剂。

关键词：没食子酸衍生物水溶性抗氧化活性南美白对虾冷藏保鲜