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深度特征约简算法及其在故障诊断中的应用

深度特征约简算法及其在故障诊断中的应用

作者：李明宸湘潭大学

学位级别：硕士

深度学习模型能够提取不同的低层特征进行组合,以形成更为抽象、更具表达能力的高层特征。但是所得的深度特征存在冗余,会导致训练过程耗时长、占用资源较多等问题。为减少深度特征集的冗余度,本文将传统机器学习中特征约简技术应用于... 详细信息

深度学习模型能够提取不同的低层特征进行组合,以形成更为抽象、更具表达能力的高层特征。但是所得的深度特征存在冗余,会导致训练过程耗时长、占用资源较多等问题。为减少深度特征集的冗余度,本文将传统机器学习中特征约简技术应用于模型所学图像高维数据特征集进行特征约简,并将其应用于工业循环水系统供水泵故障诊断。主要研究工作如下:为解决深度学习模型提取的特征集冗余问题,结合传统机器学习特征降维方法,提出一种基于模糊不一致性度量的深度特征约简算法。使用预训练模型提取目标任务数据特征,获得深度特征集;定义模糊不一致性的特征重要性指数,并给出基于模糊不一致性度量的深度特征约简算法,获得关键深度特征集;基于关键深度特征集采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器对待处理图像深度特征进行分类。首先在UCI数据集上验证约简算法的通用性,然后在图像深度特征集上验证深度特征约简算法的有效性。实验结果表明,该方法不仅在UCI数据集上约简效果良好,在图像深度特征集上也取得了较好的约简效果与分类准确率。为及时准确地识别工业循环水系统供水泵的工作状态,提出一种基于深度迁移卷积神经网络(Deep Transfer Convolutional Neural Network,DTCNN)和支持向量机的供水泵故障诊断方法(DTCNN-SVM),该方法结合基于模糊不一致性度量的深度特征约简方法以有效去除卷积神经网络中冗余特征。首先将与工作状态强相关的振动信号进行信号-图像的预处理,实现振动时序信号的二维灰度图化;在此基础上,结合迁移学习与残差神经网络的DTCNN模型提取振动信号灰度图特征,并基于模糊不一致性度量对深度特征进行约简;最后采用支持向量机方法建立供水泵故障诊断模型。在某炼钢厂高炉工业循环水系统供水泵设备平台采集的振动信号数据上验证其有效性,实验结果表明,该方法具有较为出色的故障诊断效果。综上所述,本文首先提出一种基于模糊不一致性度量的特征约简算法,将其用于图像深度特征集约简;然后结合该方法,利用迁移学习与卷积神经网络相关技术,解决少量样本下的工业循环水系统供水泵故障诊断任务。

关键词：深度学习图像深度特征特征约简迁移学习供水泵故障诊断

循环层级教学模式下混合式一流本科课程的设计、开发与实践 ——以《多媒体课件设计与开发》为例

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循环层级教学模式下混合式一流本科课程的设计、开发与实践 ——...

作者：李明宸南宁师范大学

学位级别：硕士

为解决高校课程中“水课”(低质量课程)问题,教育部在2019年正式发出号召:全面开展一流本科课程建设,即“金课”建设,并提出“双万计划”,利用三年(2019-2021)时间,建成万门左右国家级和万门左右省级金课。首先,本研究使用文献分析法,... 详细信息

为解决高校课程中“水课”(低质量课程)问题,教育部在2019年正式发出号召:全面开展一流本科课程建设,即“金课”建设,并提出“双万计划”,利用三年(2019-2021)时间,建成万门左右国家级和万门左右省级金课。首先,本研究使用文献分析法,系统梳理了国内外关于混合式教学和混合式“金课”相关文献。使用Sati文献题录信息统计分析工具,编绘出高频关键词网络图谱,发现在国内混合式“金课”相关研究,在混合式“金课”建设上没能形成完备的理论框架,部分文献只是单纯的讲述混合式“金课”建设,没有相应的理论和实践论证。在混合式“金课”的评价方式上,缺少多元化的评价。混合式“金课”的应用效果分析不够全面。以及混合式“金课”两性一度的标准难以在实践中测量。其次,界定混合式“金课”及其相关概念,确定以建构主义、掌握学习理论、联通主义、布鲁姆教育目标分类理论为理论基础。以“金课”两性一度为标准,参考ADDIE模型和相关混合式教学模式,结合《多媒体课件设计与开发》课程特点,构建混合式“金课”循环层级(CH)教学模式,该模式体现了以学生为中心、高阶能力培养、案例教学、教学资源整合等原则。本研究以N高校教育技术学本科班学生为研究对象。为了实现CH教学模式中对学生各个阶段的学情分析,编写了混合式“金课”课前学习者信息化能力问卷,混合式“金课”课程满意度问卷和对部分学生访谈。这些问卷信效度良好,是能够测量学生的信息化能力掌握程度和学习效果以及课程满意程度的有效测量工具。通过问卷采集到的信息,线上课程平台的数据和学生学习成绩,本研究发现与检验学生在课后综合能力提升状况,以及对课程满意程度,并以此改进混合式“金课”CH模型。本研究使用行动研究法,通过三轮行动研究,将CH模型应用于实践课程中。第一轮行动研究对学生的基本情况、教学目标、教学内容进行分析,规划教学策略,设计教学活动如组建小组,设计学生的第一次小组任务。开发相关教学资源和课件,并按照教学模式和教学流程开展教学。在教学实施后,发现教学活动设计和教学实施流程需要修改的问题,依据反馈进入到第二轮行动研究中。在第二轮行动研究中,本研究优化了教学实施过程,改进了教学活动设计,并将改动应用在了教学实践中,针对学生的线上自学的错题,在课堂中重点讲解。在第二轮行动研究的教学实施结束后,发现第二轮行动研究已经让学生逐渐熟悉CH教学模式,各项教学活动完成,学生学习效果良好,满足教学目标。在第三轮行动研究,针对前两轮行动研究的反馈,和学生基本情况的分析,提高教学目标,对学生提出更高的要求,创设更复杂的问题与情景,锻炼学生解决复杂问题的能力。并最终学生能够很好地完成小组任务,作品展示汇报也已经轻车熟路,在小组自评互评环节也能够提出深度的问题。学生经过三轮的行动研究已经拥有了解决复杂问题的能力和思维,已经达到“金课”高阶性的标准,教师对教学资源的不断开发,使用新技术将线上与线下课堂融合,是“金课”创新性的体现。最终,本研究分别通过对学生问卷调查、平台学习数据、学习成绩和学生访谈,等方面对混合式“金课”CH教学模式进行综合分析,评估使用混合式“金课”CH教学模式的课程达到了“金课”两性一度的标准。从实践效果上,本研究构建的混合式“金课”CH教学模式,让学生的综合学习成绩得到提升,从从实操与意识培养方面,学生拥有了应对实践中的出现的复杂问题和实际工作情况的能力。学生对于混合式“金课”CH教学模式实施下的课程多个方面的满意度都较高。通过构建混合式“金课”CH教学模式,在教学实践中实现了“金课”两性一度的标准。同时研究仍然存在一些不足,如研究对象较少学科较为单一,学生与教师工作量较大,小组活动中存在分工固定,成员能力较单一的问题。在对未来“金课”研究的展望中,CH教学模式需要更深入与细化的深入教学实践,对各个环节进行深入探索,需要深入研究如何提升学生的积极性和互动性。CH教学模式需要结合更先进的信息技术,以实现自适应和个性化教学。尽管今年是“金课”评选的最后一年,但是仍然需要坚持人才培养的目标,不断完善CH教学模式,投入到以后的教学中。

关键词：金课混合式金课混合学习 ADDIE模型循环层级(CH)教学模式

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光子晶体中连续域束缚态的调控及涡旋的产生

光子晶体中连续域束缚态的调控及涡旋的产生

作者：李明宸电子科技大学

学位级别：硕士

光子晶体是指具有光子带隙特性的周期性电介质结构,是典型的周期性光学系统。亚波长尺度的光子晶体与光发生相互作用,可以使一定频率的光局域在光子晶体带隙中。连续域束缚态(Bound states in the continuum,BIC)是一些频率位于辐射连... 详细信息

光子晶体是指具有光子带隙特性的周期性电介质结构,是典型的周期性光学系统。亚波长尺度的光子晶体与光发生相互作用,可以使一定频率的光局域在光子晶体带隙中。连续域束缚态(Bound states in the continuum,BIC)是一些频率位于辐射连续域内但没有与辐射波耦合,仍然保持局域化的状态。光子晶体BIC被广泛应用于生物光学,信息光学,光子集成领域和通信领域等多个领域。过渡金属硫化物(TMDs)激子与光学谐振器之间的强耦合可以控制纳米尺度的光-物质相互作用,当光子与TMDs激子发生强耦合时,将产生一种全新的玻色子-激子极化子,具有很强的激子能量。作为激子-光子准粒子,TMDs激子极化子具有光子和激子的优点,如光速,自旋选择性谷激发与圆偏振相关的光发射。本论文主要是基于光子晶体BIC与TMDs激子极化子的理论之上,对光子晶体BIC进行调控,实现强耦合以及谷依赖激子极化子的涡旋发射。研究内容如下:1.研究了不同结构参数,不同材料参数的光子晶体平板,对光子晶体平板进行理论分析与模拟计算,研究了光子晶体BIC的频带结构,对应频带的品质因数与不同模式下电场分布,实现了在可见光,中红外,太赫兹波段的光学BIC调控。2.研究了一种使用由纳米结构2H堆叠TMDs晶体与单层TMDs组成的混合维度TMDs超表面来实现BIC与TMDs激子极化子的强耦合。通过数据拟合与计算证实了该混合维度TMDs超表面处于强耦合状态。同时,设计了3R堆叠的TMDs超表面,支持q-BIC(quasi-BIC)共振并与激子自杂交实现强耦合,通过调整q-BIC超表面的结构参数,观察到了激子粒子的反交叉行为和拉比分裂。3.研究了由纳米结构2H堆叠TMDs晶体与单层TMDs组成的混合维TMDs超表面中的连续域束缚态及其动量空间中的激子极化子的涡旋发射。计算了BIC远场的偏振态,Γ点附近的相位分布以及拓扑荷数。进行了模拟仿真,设置50×50结构单元,通过圆偏振高斯光激发得到远场的强度分布与相位分布。横截面的场分布呈现中空分布,相位分布呈现相位奇异性,实现了谷依赖激子极化子的涡旋发射。

关键词：光子晶体连续域束缚态过渡金属硫化物激子极化激元涡旋光

基于原子力显微技术的热再生混合料中新旧沥青融合程度量化指标和方法

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中国公路学报 2024年第2期37卷 168-182页

作者：李明宸刘黎萍邢成炜黄威棋同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064

厂拌热再生混合料中新旧沥青的融合程度对再生混合料设计及性能均有重要影响,目前已有较多学者开展了融合程度的量化研究,但现有量化方法在应用时大多需采用化学试剂对再生沥青进行抽提回收,这无疑会破坏混合料中新旧沥青真实的融合状... 详细信息

厂拌热再生混合料中新旧沥青的融合程度对再生混合料设计及性能均有重要影响,目前已有较多学者开展了融合程度的量化研究,但现有量化方法在应用时大多需采用化学试剂对再生沥青进行抽提回收,这无疑会破坏混合料中新旧沥青真实的融合状态。基于原子力显微技术直接针对热再生混合料试件提出一种量化新旧沥青真实融合程度的方法。为此,首先在沥青层面探究了利用原子力显微技术中得到的力学、化学指标量化沥青融合程度的可行性,发现在单一沥青层面,DMT模量指标与宽带点光谱量化得到的羰基指数与沥青老化及融合特征相关性较好;接着选取DMT模量和羰基指数指标建立了完全混溶再生沥青纳观性能的预估方程;然后,在混合料层面利用不同来源的沥青对量化指标的适用性进行了检验,发现相较于羰基指数,采用DMT模量指标量化再生混合料中新旧沥青融合程度的误差更小;最后,基于该指标在混合料层面初步给出了直接量化厂拌热再生混合料中新旧沥青融合程度的方法;并以3种旧料掺量的再生混合料为例,对量化方法的应用进行了介绍。

关键词：路面工程新旧沥青融合程度峰值力定量纳米力学模式纳米红外光谱技术热再生沥青混合料 DMT模量羰基指数预估方程

以LpxC为靶标基于CHIR-090等抗菌药物的性质研究

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中国科技期刊数据库医药 2021年第9期 114-118页

作者：李明宸上海市建平中学上海200135

LpxC作为革兰阴性菌外膜脂质A合成途径中的关键酶,已经成为众多治疗多重耐药革兰氏阴性感染的途径中最有希望的新型抗生素靶点之一。本次研究以LpxC活性中心的组成性质分析为基础,结合当下较为广泛使用的CHIR-090,LpxC-N等多种抗生素药... 详细信息

LpxC作为革兰阴性菌外膜脂质A合成途径中的关键酶,已经成为众多治疗多重耐药革兰氏阴性感染的途径中最有希望的新型抗生素靶点之一。本次研究以LpxC活性中心的组成性质分析为基础,结合当下较为广泛使用的CHIR-090,LpxC-N等多种抗生素药物的化学结构与生物特性,希望在现行药物的研究上进一步提出更稳定,可溶,拥有更高生物药效率的结构合成方案。经结构建模发现,LpxC活性中心通过高强度的氢键与Π键与生物活体进行连接,因而目前流行的新型抗生素药物多以双苯环和氮氧元素为主要组成,但在合成难易度指数上表现依然不满意(如CHIR-090的指数为3.35,而早期LpxC-N类抑制剂均达到了3.76-3.78(±0.005))。通过调整苯环和碳链合成端方向与连接元素,本次研究优化了结构和元素排列,提出了一种新型抗生素药物的合成假设,即C11H16N2O4S合成药物分子。

关键词： LpxC抑制剂革兰阴性菌抗生素分子结构优化新型分子假设

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建筑工程造价超预算的成因与应对措施探析

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第11期 232-235页

作者：李明宸唐山文旅置业发展集团有限公司河北唐山063000

在建筑工程发展过程中,造价预算工作极为关键。做好造价预算工作,需要对建筑工程进行精细化管理,才能确保投入资金符合造价预算,不仅能够有效避免超预算的情况出现,还能够保障工程项目的顺利进行与开展。因此,为了避免提前预防建筑工程... 详细信息

在建筑工程发展过程中,造价预算工作极为关键。做好造价预算工作,需要对建筑工程进行精细化管理,才能确保投入资金符合造价预算,不仅能够有效避免超预算的情况出现,还能够保障工程项目的顺利进行与开展。因此,为了避免提前预防建筑工程造价超预算问题的出现,本文将从多个角度对建筑工程造价超预算的成因进行分析,并根据具体成因探究应对措施,从而确保建筑工程的顺利进行,为促进我国建筑工程领域健康稳定的发展提供参考性建议。

关键词：建筑工程造价超预算

基于ADDIE模型的混合式“金课”教学设计方法研究——以多媒体课件设计与开发为例

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大学教育 2022年第5期 25-28,38页

作者：李明宸莫永华南宁师范大学计算机与信息工程学院广西南宁530100

文章针对混合式“金课”教学模式设计中缺少理论支撑的问题,围绕“金课”的“两性一度”标准,基于ADDIE教学设计模型,将建构主义理论、支架式教学、布鲁姆教育目标分类、项目式学习、混合式教学等理论与现代信息技术相结合,构建混合式... 详细信息

文章针对混合式“金课”教学模式设计中缺少理论支撑的问题,围绕“金课”的“两性一度”标准,基于ADDIE教学设计模型,将建构主义理论、支架式教学、布鲁姆教育目标分类、项目式学习、混合式教学等理论与现代信息技术相结合,构建混合式“金课”教学模式设计方法。同时,文章根据不同的学习环境,分别进行线上、线下以及线上线下混合式的教学设计,并将其应用在N高校教育技术学专业课多媒体课件设计与开发课程中。教学实践证明,混合式“金课”教学模式有效提升了学生的能力,并在教学实践过程中体现了对师生的挑战。

关键词：一流本科课程两性一度混合式教学教学模式设计教学实践

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阶段事故树分析在舰艇火灾消防上的应用

火力与指挥控制 2012年第2期37卷 52-56页

作者：李明宸董文洪袁书生陈海建海军航空工程学院山东烟台264001

对火灾过程的研究一直以来都是舰艇消防研究的重点,利用阶段事故树工具从火灾宏观发展过程的角度出发将舰艇火灾划分为6个发展阶段,研究了每一阶段的诱发因素,得出了导致这些因素的基本事件,并通过对它们各自结构重要度的比较明确了重点... 详细信息

对火灾过程的研究一直以来都是舰艇消防研究的重点,利用阶段事故树工具从火灾宏观发展过程的角度出发将舰艇火灾划分为6个发展阶段,研究了每一阶段的诱发因素,得出了导致这些因素的基本事件,并通过对它们各自结构重要度的比较明确了重点,最后分析给出了各阶段的应对措施并提出了相应的合理化意见建议。

关键词：舰艇火灾事故树法阶段分析

硬质沥青性能测试及在密级配混合料中的应用研究

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上海公路 2024年第2期 167-171,195,I0014,I0015页

作者：汪志勇刘威李明宸宜春公路勘察设计院宜春336000 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

硬质沥青作为一种低标号沥青,成本相对较低。主要对30#、50#硬质沥青的材料特性进行试验分析。通过室内试验,对30#、50#硬质沥青的感温性能、高温性能、低温性能及抗疲劳性能进行评价,并利用黏温曲线,确定硬质沥青适宜的施工温度。室内... 详细信息

硬质沥青作为一种低标号沥青,成本相对较低。主要对30#、50#硬质沥青的材料特性进行试验分析。通过室内试验,对30#、50#硬质沥青的感温性能、高温性能、低温性能及抗疲劳性能进行评价,并利用黏温曲线,确定硬质沥青适宜的施工温度。室内试验结果表明,30#、50#硬质沥青具有较好的感温性能、优异的高温性能及良好的抗疲劳性能。但硬质沥青的低温性能较差,同时,其适宜的施工温度也相对较高。铺筑的试验路调研结果表明,硬质沥青可显著提高沥青路面的高温抗车辙能力。

关键词：硬质沥青材料特性试验路性能评价