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基于机器学习方法的非侵入式负荷分解

基于机器学习方法的非侵入式负荷分解

作者：李岢淳重庆交通大学

学位级别：硕士

智能电力系统是典型的复杂系统,具有非线性和高维的特征,在深化能源结构调整和增强需求侧管理中发挥着举足轻重的作用.非侵入式负荷分解是智能电网高级量测体系中的重要组成部分,通过收集电力总线处总负荷信息,分析出单个负荷的细粒度... 详细信息

智能电力系统是典型的复杂系统,具有非线性和高维的特征,在深化能源结构调整和增强需求侧管理中发挥着举足轻重的作用.非侵入式负荷分解是智能电网高级量测体系中的重要组成部分,通过收集电力总线处总负荷信息,分析出单个负荷的细粒度电能消耗情况.该技术可深入分析用户的用电信息,向用户提供用电行为指导意见以及优化电能供配网络结构,对智能电网系统的调度规划、部署运维及运行安全具有重要意义.目前的非侵入式负荷分解算法精度还不够高,研究不够充分,难以满足实际场景下的应用需求.本文针对上述问题,在研究了非侵入式负荷分解的基本原理和方法的基础上,结合隐马尔可夫模型、深度神经网络等模型提出了新的负荷分解方法,具体研究内容如下:第一部分,针对基于传统隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)的负荷分解算法难以精确捕捉设备的多种运行状态以及之间的转换关系,造成多状态设备分解精度较低的问题,提出了一种基于因子隐马尔可夫模型(Factorial Hidden Markov Model,FHMM)的负荷分解算法.该方法利用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)聚类获得不同用电设备的工作状态序列及其对应的功率序列.随后,与FHMM模型相结合,将传统HMM模型中一条复杂的组合链分解成多个低维简单链,提高模型的计算效率.最后,针对Baum-Welch算法容易收敛于局部极值的问题,将线性递减权重的粒子群优化算法引入到FHMM的参数训练中,提高了分解的精度.第二部分,针对传统负荷分解算法难以考虑功率序列的时序相关性问题,提出一种序列到序列(Sequence to Sequence,Seq2Seq)模型用于实现负荷分解.该模型综合了卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)在特征挖掘方面的优势,以及双向长短期记忆神经网络(Bi-directional Long-Short Term Memory,Bi LSTM)在捕捉时序依赖关系以及长序列记忆方面的优势.在此基础上,将注意力机制引入到网络结构中,增强模型对于数据间时序依赖关系的敏感程度,同时增强对重要特征信息的关注程度.最后,采用粒子群优化算法对网络的超参数进行优选,获得最为合适的超参数组合,增强模型在负荷分解问题中的表现.建立上述负荷分解模型后,以家电负荷数据集AMPds2和UK-DALE中的不同用电器为研究对象设计了实验,以验证本文所提出模型的可行性、泛化能力,并与其他模型进行对比,展示其在负荷分解任务上的优势.

关键词：非侵入式负荷分解因子隐马尔可夫模型长短期记忆神经网络注意力机制粒子群优化算法

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5G车联网异构网协议研究与实现

5G车联网异构网协议研究与实现

作者：郭子淳电子科技大学

学位级别：硕士

基于跌坎压力自相似分布的明渠水深−流量关系推求

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 218-227页

作者：李乃稳黄滟淳陈小攀李龙国刘超四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065 河南天池抽水蓄能有限公司河南南阳473000

明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向... 详细信息

明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向急流转变,压力分布显著偏离静水压力分布规律。而获得跌坎压力分布及其准确描述方程则正是明渠自由跌流流量公式推求的关键,其准确与否决定了利用跌流进行流量计量的精度。本文首先通过模型试验和数值计算对矩形明渠自由跌流的断面压力分布特征进行研究,而后利用理论推导建立了明渠跌流的水深−流量关系公式。研究发现,明渠跌水跌坎断面压力呈典型自相似分布规律,其无量纲压力值分布倾向于一条曲线,压力最大值为0.238he(he为跌坎水深),出现在竖向距跌坎0.209he水深处,并且压力自相似分布规律与明渠流量、渠道底坡和边壁糙率无关。在此基础上,结合幂函数和尾迹函数提出了描述跌坎断面压力分布的函数方程,并给出了最大压力和最大压力位置的计算公式,然后根据动量方程和流量连续方程推求了明渠自由跌流的流量计算公式。最后,对本文和其他研究者提出的流量计算公式采用试验数据进行了对比分析,结果表明:本文提出的流量公式在明渠流量为5~100 L/s,底坡为–0.0112~0.0534、糙率为0.0930~0.0193的研究范围内,具有更高的精度和适用性,计算误差在±5%之内,可适用于该流量、底坡和边壁糙率范围内矩形明渠自由跌流的流量精确计算。本文研究结果对于利用自由跌流进行明渠流量计量提供了理论与技术支撑,具有重要的工程应用价值。

关键词：明渠自由跌水压力分布水深−流量关系流量计量

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韵律活动提升大班幼儿模式能力的实践研究

韵律活动提升大班幼儿模式能力的实践研究

作者：唐子淳成都大学

学位级别：硕士

模式能力作为儿童早期发展的最基本、最主要的数学能力之一,对幼儿当下及未来发展十分重要。音乐能为婴幼儿提供最初的模式体验,且已有研究表明幼儿能在音乐活动中感知与学习模式,但目前关于音乐活动对幼儿模式能力影响的研究不够深入... 详细信息

模式能力作为儿童早期发展的最基本、最主要的数学能力之一,对幼儿当下及未来发展十分重要。音乐能为婴幼儿提供最初的模式体验,且已有研究表明幼儿能在音乐活动中感知与学习模式,但目前关于音乐活动对幼儿模式能力影响的研究不够深入且缺乏实证资料的支撑。而韵律活动相较其他音乐活动更具节奏性与动作性,且5.5-6.5岁的大班幼儿处于模式能力培养的关键阶段,因此本研究聚焦韵律活动中模式的多元表征,综合运用准实验法与案例分析法来尝试探究多感官联动的韵律活动对大班幼儿模式能力的影响。本研究选取X幼儿园大班中的两个自然班级,经过同质性检验确定为实验班(33人)和对照班(35人),通过开展预研究以观察幼儿状态并了解活动方案的可行性,随后采用准实验前测-后测不等组设计,对实验班开展为期10周的以培养幼儿模式能力为目标的韵律活动,与此同时对照班维持教学常态不作任何干预。最后,基于实验班和对照班幼儿模式能力测查数据统计分析与实际案例分析得出研究结果并据此提出相关教育建议。研究结果显示:(1)实验班模式能力在前后测呈现显著差异,在实验后模式总体水平与各维度模式能力得分明显高于实验前;(2)实验班与对照班的前后测数据统计结果表示两个班在模式能力上均有不同程度的提升,但实验班后测得分显著高于对照班;(3)实验班经过干预后模式转换任务错误率明显降低,其中视觉模式转换能力最为突出,动作与声音模式转换能力也大有改善,而对照班各类型模式转换任务错误率、错误操作行为与前测几乎一致。研究表明,韵律活动可以作为一种培养大班幼儿模式能力的活动方式。为了充分发挥韵律活动促进模式能力发展的价值,应当注意三点:一是掌握领域渗透联结点,丰富韵律活动的模式能力培养价值;二是基于真实的模式错误类型,合理设计多元表征的模式活动;三是重视身体语言示范的明确性,提高模式语言表达的准确性。

关键词：模式模式能力韵律活动

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外源褪黑素对烟草镉胁迫的缓解效应研究

外源褪黑素对烟草镉胁迫的缓解效应研究

作者：丹冬淳河南农业大学

学位级别：硕士

为探究外源褪黑素对烟草镉胁迫的缓解作用,本研究以烤烟品种“K326”为试验材料,采用水培试验,通过浓度筛选,采用100μM镉胁迫与200μM褪黑素处理,测定烟草幼苗生理生化特性及相关基因表达,并结合结构方程（SEM）模型分析得出褪黑素可... 详细信息

为探究外源褪黑素对烟草镉胁迫的缓解作用,本研究以烤烟品种“K326”为试验材料,采用水培试验,通过浓度筛选,采用100μM镉胁迫与200μM褪黑素处理,测定烟草幼苗生理生化特性及相关基因表达,并结合结构方程（SEM）模型分析得出褪黑素可能通过影响烟草脱落酸含量与脱落酸合成代谢基因的表达缓解烟草镉胁迫。进一步筛选采用40μM脱落酸验证该结果,结合结构方程（SEM）模型分析以探讨外源褪黑素对烟草镉胁迫的缓解效应。本研究主要结果如下:1、本试验通过测定10μM、50μM、100μM、250μM和500μM镉处理7天时烟草幼苗株高、叶面积、净光合速率和镉含量,将10μM和50μM镉处理定义为轻度镉胁迫,100μM镉处理为中度镉胁迫,250μM和500μM镉处理为重度镉胁迫。本试验决定采用100μM Cd作为镉胁迫浓度。另外,本研究测定了100μM镉胁迫下10μM、50μM、100μM、200μM和400μM外源褪黑素处理7天后烟草幼苗的株高、根长、叶绿素含量和净光合速率,发现叶面喷施不同浓度褪黑素在一定程度上均能减轻镉胁迫对烟草幼苗的生长抑制作用,其中200μM褪黑素处理较镉单独处理相比,烟苗株高、根长、叶绿素含量和净光合速率分别提高了39.0%、56.6%、49.6%和30.5%,对镉胁迫的缓解效果优于其余四个浓度,因此在后续的试验中采用200μM褪黑素进行缓解效应研究。2、分析外源褪黑素处理镉胁迫下烟苗的生理生化与基因表达。通过测定100μM镉胁迫下叶面喷施200μM褪黑素处理对烟苗生物量、镉含量、镉转移系数、镉积累量、镉亚细胞分布、根系活力、光合作用（光合参数、光合色素含量、叶绿素荧光参数）、氧化清除能力（抗氧化酶活性及抗氧化物质含量）、渗透调节物质含量、内源激素含量和相关基因表达量（镉转运基因、褪黑素合成与代谢基因、脱落酸合成与代谢基因）的影响,并使用结构方程（SEM）模型分析发现:（1）与Cd处理相比,Cd+MT处理时烟苗的根长、最大叶面积、根和叶的生物量分别增加了91.0%、、12.3%、33.3%和13.8%。（2）与Cd处理相比,Cd+MT处理的烟苗根部和叶片中Cd含量分别降低了56.6%和16.9%;镉转移系数增幅达到94.4%;根部镉积累量降低了36.3%,而叶部的镉积累量降低了4.1%。Cd+MT时烟苗根部细胞壁组分镉的占比减少（由18%减至14%）,叶部细胞壁组分镉的占比增加（由11%增至23%）。（3）与Cd处理相比,Cd+MT处理的烟苗根部和叶片内源褪黑素含量分别提高了20.3%和29.7%,（4）与Cd处理相比,Cd+MT处理的烟苗根系活力提高了33.7%。（5）与Cd处理相比,Cd+MT处理的光合色素含量、光和参数、光系统Ⅱ效率PSⅡΦ显著增加。（6）与Cd处理相比,Cd+MT处理的抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性显著提高,而MDA、O2-和H2O2含量显著降低。（7）与Cd处理相比,Cd+MT处理的渗透调节物质（脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖）含量显著提高。（8）与Cd处理相比,Cd+MT处理的烟苗内源IAA、GA和ACC含量显著提高,而ABA含量显著降低。（9）与Cd处理相比,Cd+MT处理显著增加了烟苗根部Nt ZIP1、Nt ASMT、Nt TDC、Nt T5H、Nt AANAT、Nt NCED1、Nt NCED3、Nt PP2C1和Nt Sn RK2.1的相对表达量,显著降低了Nt NRAMP3、Nt HMA2α、Nt HMA2β、Nt CYP707A1和Nt PYL1的相对表达量。（10）结构方程（SEM）模型分析结果表明褪黑素的施用对激素含量与基因表达的影响最大,分别为0.92和0.83。其中对脱落酸含量的影响系数最大,为-0.89,其次为褪黑素合成基因TDC、脱落酸合成基因NCED3和分解酶基因CYP707A1,分别为0.74、-0.83和0.81。激素含量与基因表达量对烟草镉积累的影响系数-0.84和-0.75远大于抗氧化酶活性的-0.42、活性氧水平的0.49与渗透调节物质含量的-0.36。3、验证褪黑素通过调控脱落酸合成与代谢缓解烟草镉胁迫。首先通过测定100μM镉胁迫下1、5、10、20和40μM外源脱落酸处理7天后烟草幼苗株高、根长、叶绿素含量和净光合速率,发现40μM脱落酸显著减少烟苗的株高、根长、叶绿素含量和净光合速率,分别减少了31.1%、16.2%、13.7%和33.2%,因此采用对镉胁迫下烟苗生长起抑制作用的40μM脱落酸处理进行后续试验。随后设置CK:对照处理,Cd:单独镉胁迫处理,Cd+ABA:镉胁迫+脱落酸处理,Cd+ABA+MT:镉胁迫+脱落酸+褪黑素处理。通过测定100μM镉胁迫和200μM MT基础上添加40μM ABA后烟苗的生物量、镉含

关键词：烟草褪黑素镉胁迫结构方程脱落酸

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舞蹈题材油画创作研究

舞蹈题材油画创作研究

作者：王榭淳四川师范大学

学位级别：硕士

立德树人视域下大班德育主题活动设计研究 ——以G县城区幼儿园为例

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立德树人视域下大班德育主题活动设计研究 ——以G县城区幼儿园为...

作者：刘子淳山东师范大学

学位级别：硕士

立德树人作为党指挥教育的重要思想标杆和指示方向,站在国家、人民和历史的角度强调了德育的重要性。学前教育作为教育初始阶段,在人的一生中承担着启蒙的重要任务,幼儿园德育工作显得尤为重要。然而当前幼儿园的德育工作仍存在未成体... 详细信息

立德树人作为党指挥教育的重要思想标杆和指示方向,站在国家、人民和历史的角度强调了德育的重要性。学前教育作为教育初始阶段,在人的一生中承担着启蒙的重要任务,幼儿园德育工作显得尤为重要。然而当前幼儿园的德育工作仍存在未成体系、流于形式等问题,德育主题活动的效果不可避免地受到制约。根据G县城区11所幼儿园的德育主题活动设计的实际情况,通过研究德育相关的文献资料,收集大班幼儿教师的调查问卷,并对大班幼儿教师和园长进行一对一访谈,分析研究幼儿园当前德育朱提活动设计中存在的问题,促进幼儿园大班德育主题活动设计达到体系化。本文由以下四部分组成:第一部分绪论。首先,对幼儿园大班德育主题活动设计的背景及幼儿园大班开展德育主题活动设计的重要性进行简述。其次,梳理归纳国内外幼儿园对立德树人、德育主题活动的研究现状。再次,简要阐述本文的研究设计思路和方法。最后,对文章中所涉及的立德树人、德育主题活动设计的相关概念进行界定。第二部分总结归纳立德树人视域下大班德育主题活动设计理论,包括设计价值、设计原则、设计要素、设计原则。立德树人视域下大班德育主题活动设计有着道德指向性和道德规定性,有可实施性、弥散性、主题性和隐蔽性的特点,有幼儿主体性、系统性、开放性、适宜性、本土化原则。设计要素包括目标分析、内容分析、活动分析、方式分析、评价分析。第三部分针对立德树人视域下大班德育主题活动设计现状进行调查,以G县11所幼儿园为主要研究对象,通过问卷、访谈等方式了解当前G县幼儿园大班德育主题活动的设计状况,将问卷数据分析和访谈内容整理,发现G县城区幼儿园在立德树人视域下大班德育主题活动设计存在认知不充分、目标设计主体不明确定位不准确、内容设计零散无体系、方式设计刻板无创新、评价设计结构松散无计划等问题。第四部分针对立德树人视域下幼儿园大班德育主题活动设计提出个人建议,建议幼儿园将“立德树人”融入大班德育主题活动设计,突出多元设计主体,强调设计理念,分析目标设计,梳理目录框架,把内容设计划分为核心价值发散式主题活动框架、互动生成式主题活动框架、特色元素连接式主题活动框架,设计方式逻辑清晰、灵活多变,使大班幼儿得到科学适切的德育主题活动。聚合设计评价结构化,建议建立幼儿教师主导评价、幼儿主体评价、他人参与评价的评价主体多元化模式,坚持评价设计的持续化,促进幼儿道德素养长期持续的发展。

关键词：立德树人幼儿园大班德育主题活动设计