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在新一轮科技革命浪潮和“新文科”建设大背景下,哲学社会科学实验室作为先进技术与人文社科知识交叉融合的“交换机”,成为各高校追求科研组织模式变革、推动哲学社会科学高质量发展的重要突破点。相较于传统社科研究机构,社科实验室从诞生起就被赋予服务科学决策、推动学科建设、促进学术创新、汇聚研究数据、培育先进人才等功能定位。在研究需求方面,社科实验室存在专业型、平台型和综合型三种组织模式;在组织框架和资源构成方面,社科实验室具备研究目标、研究基础、组织管理、研究支撑和成果输出等五大核心要素。结合社科实验室的核心要素,该文初步构建了一套实验室评价要素体系,以期对高校建设高水平社科重点实验室提供参考。

关键词：哲学社会科学社科实验室交叉融合实验技术

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功能化荧光水凝胶传感器的研究及在水产品检测中的应用

功能化荧光水凝胶传感器的研究及在水产品检测中的应用

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作者：李沅鑫大连海洋大学

学位级别：硕士

传统刚性传感器通常由硬质材料制成,无法适应弯曲或动态变化的表面。这使得它们在需要贴合不规则或可移动表面的应用中表现不佳。为解决传感器检测过程中的灵活性与便携性的问题,本研究成功地合成了海藻酸钠/丙烯酰胺水凝胶柔性传感器,... 详细信息

传统刚性传感器通常由硬质材料制成,无法适应弯曲或动态变化的表面。这使得它们在需要贴合不规则或可移动表面的应用中表现不佳。为解决传感器检测过程中的灵活性与便携性的问题,本研究成功地合成了海藻酸钠/丙烯酰胺水凝胶柔性传感器,并深入探讨了不同离子对其基本性质的影响。将此水凝胶作为柔性基底,通过填充荧光材料的方法使其具备了对目标物识别的能力。通过观察颜色的变化,我们可以检测到目标物的存在,并且利用智能手机捕捉颜色变化的过程,进行照片的数据特征训练,从而实现了对有害物质的可视化检测。这种功能化的荧光水凝胶传感器不仅具有稳定的电学信号,而且还表现出良好的粘附性能,这使得它在实际应用中具备了很高的可靠性和稳定性。这为食品快速检测技术提供了一种可靠的新方法,为食品安全提供了保障。本文具体研究内容及结果如下:1.提出了基于丙烯酰胺/海藻酸钠水凝胶的制备方法。通过添加导电填料镓铟合金(EGa In),提高了水凝胶的电导率,最高电导率可达到60.78 S/m,其拉伸可以达到1100%,在50%应变下循环拉伸250次,电信号能够稳定输出。此外,水凝胶能够粘附不同基材,对于橡胶的粘附强度为37.25 k Pa。其优异的电学性能、力学性能都证明了该水凝胶可以作为柔性传感器用于食品检测领域的可靠性与耐久性。2.本章成功制备了荧光香豆素功能化的水凝胶传感器,用于识别水产品中亚硝酸盐的含量。在体系中引入液态金属后能够激发香豆素的荧光信号,荧光信号增强到原来的一倍,同时提高了柔性传感器的导电性,电导率能够达到42.322S/m。该水凝胶传感器检测亚硝酸盐的范围为10～100μg/L,检测限为1.44μg/L,优于现有的荧光检测方法。在实际样品检测中,将水凝胶粘附到鲟鱼体表,可以观察到不同部位对应着不同的亮度,进而对比分析出不同区域的污染情况。这种检测方法不会对生物体产生危害,在食品快速检测中有良好的发展前景。3.利用镧系金属六水合硝酸铕和海藻酸钠结合成功制备出荧光水凝胶传感器,用于水产品中四环素污染风险监测。六水合硝酸铕的加入提高了拉伸性能,最大拉伸可以达到1100%,具有良好的抗疲劳性质。此外,该传感器能够粘附到生物体表面,对猪皮的粘附强度可以达到44.904 k Pa。因此,我们将传感器粘附到大鲵体表,实现点位贴附并通过颜色的变化实时传输出四环素的浓度,其检测范围为9～1.8×10～6μg/L,检测限为0.58μg/L。在实际样品检测中的准确度达到92%,为水产品中四环素的快速检测提供了一种新思路。

关键词：快速检测荧光探针水凝胶亚硝酸盐四环素

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基于对比学习的深度聚类方法研究

基于对比学习的深度聚类方法研究

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作者：李沅书吉林大学

学位级别：硕士

无监督学习因其不依赖于标签数据,无需繁琐的标签制作过程和高昂的人工成本,逐渐成为研究领域关注的焦点。聚类作为无监督学习中的一种重要算法,其主要任务是将给定的数据集分为两两不相交的子集,并关注划分后类内的一致性与类间的差异... 详细信息

无监督学习因其不依赖于标签数据,无需繁琐的标签制作过程和高昂的人工成本,逐渐成为研究领域关注的焦点。聚类作为无监督学习中的一种重要算法,其主要任务是将给定的数据集分为两两不相交的子集,并关注划分后类内的一致性与类间的差异性。聚类不仅可以作为独立工具应用于众多领域,还能为其他算法提供有效的预处理操作,提高数据处理效率。随着大数据时代的到来,数据的维度和数量迅速增长,传统聚类算法往往无法有效地处理大规模高维数据。而深度学习方法对于大规模数据有着强大的特征提取能力,因此越来越多研究者将深度学习与聚类算法相结合以提升聚类性能。对比学习作为该领域近期研究热点,其与聚类方法的结合也取得了优异的结果。然而对比聚类方法在很大程度上依赖于负样本对的选取质量与数量,导致在实际聚类过程中存在两个局限性:一是负样本对质量不佳引发的类间冲突;二是资源受限情况下依赖大量负样本对,导致其无法通过简单地增加模型规模的方式达到性能上的显著提升。本文针对基于对比聚类方法中存在的以上两个主要问题开展了研究:针对负样本对质量引发的类间冲突,本文提出了一种基于层次相似性的深度对比聚类方法,通过利用层次聚类构建正负样本对和设计神经网络模型,能够有效缓解类间冲突以提高聚类性能。同时针对资源受限情况下对比聚类对大量负样本对的依赖导致性能提升瓶颈,本文还提出了一种基于相互学习的深度对比聚类方法,通过两个较小型网络在线训练相互学习以提高聚类性能和泛化性。当前多数对比聚类方法都完全遵循对比学习的基本框架,即将一个样本的两个增强视为正样本对拉近,其他视为负样本推远。由于负样本中存在和样本属于同一语义类的样本,容易造成类间冲突导致次优的聚类结果。针对此局限性,本文提出了一种基于层次相似性的深度对比聚类方法,其通过利用层次聚类构建正负样本对以缓解类间冲突进而提高聚类性能。具体来说,本文首先利用层次聚类的分区结果构建了正负样本对,并提出了一个包含类间分离性增强模块、类内紧密性增强模块和聚类模块的神经网络模型,其中每个模块都采用独立设计的损失函数。三个模块协同工作以拉近正样本对的距离、同时拉远负样本对的距离,从而改善特征表示以提高聚类结果。为了验证该方法的有效性,本文在四种被广泛采用的图像数据集上进行了大量实验。实验结果表明本文提出的方法优于现有基线方法,消融研究验证了所提出三个模块的有效性。当前研究者普遍认为规模较大的模型比小规模模型具有更优越的性能。然而由于对比学习较依赖于负样本对数量继而依赖每个批次样本数量,在资源受限时很难在保证批次数量的情况下通过提升网络规模得到性能提升。针对对比聚类在资源受限时面对的性能瓶颈,本文提出了一种基于相互学习的深度对比聚类方法,其通过两个小型网络在线训练并使其相互学习以提高聚类性能和泛化性。本文以改进的对比聚类网络作为基础模型,通过在特征表示层面进行网络之间的相互学习,充分融合来自两个对比聚类网络的表征以提升聚类性能。为了验证该方法的有效性,本文在两种图像数据集上进行了大量的实验。实验结果表明本文提出的方法在CIFAR-10数据集上相较基础模型能够提升5.6个百分点的准确率,优于现有基线方法,消融研究验证了本文提出方法设计的有效性。

关键词：深度聚类对比学习层次聚类相互学习

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考虑热动态的综合能源系统碳排放流建模与分析

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 205-213页

作者：李沅陆帅顾伟徐一骏东南大学电气工程学院江苏南京210096

在电力系统低碳转型背景下,传统的源侧碳排放控制难以满足碳排放责任公平分摊需求,亟需对多能源网络进行碳排放流(即碳流)追踪,明确源网荷碳排放责任。基于此,提出了热网准动态碳流模型,并对综合能源系统碳流进行建模与分析。介绍了热... 详细信息

在电力系统低碳转型背景下,传统的源侧碳排放控制难以满足碳排放责任公平分摊需求,亟需对多能源网络进行碳排放流(即碳流)追踪,明确源网荷碳排放责任。基于此,提出了热网准动态碳流模型,并对综合能源系统碳流进行建模与分析。介绍了热网静态碳流的管道计算模型;从热损耗和热延时两方面对热网管道的动态特性进行描述;在此基础上,引入热网管道储能变量刻画2种情况下热动态特性对管道和节点碳流分布的影响;进一步地,提出了热电联产机组的碳势计算方法和储能设备各时刻平均碳势的计算方法,并总结了电、热网络碳流联合分析方法;通过算例分析了静态和准动态热网模型下综合能源系统的碳流分布结果,并考虑了负荷热惯性及机组碳势对碳流分布的影响。

关键词：综合能源系统碳排放流电力网络热动态网络低碳转型

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萃取精馏分离丙酮-正庚烷的模拟与控制

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化工进展 2024年

作者：孔洁李沅欣孙兰义中国石油大学(华东)化学化工学院重质油全国重点实验室

本文以1-氯丁烷为中间沸点夹带剂，分别使用侧线萃取精馏流程和内循环萃取精馏流程分离了丙酮-正庚烷共沸物。以年总费用、二氧化碳排放量和热力学效率为评价指标，使用多目标遗传算法分别对两流程进行了优化，获取了最佳设备参数与操... 详细信息

本文以1-氯丁烷为中间沸点夹带剂，分别使用侧线萃取精馏流程和内循环萃取精馏流程分离了丙酮-正庚烷共沸物。以年总费用、二氧化碳排放量和热力学效率为评价指标，使用多目标遗传算法分别对两流程进行了优化，获取了最佳设备参数与操作参数。优化结果表明，与侧线萃取精馏流程相比，内循环萃取精馏流程降低了9.77%的年总费用，11.95%的二氧化碳排放量，提高了1.47%的热力学效率。对侧线萃取精馏和内循环萃取精馏分离丙酮-正庚烷共沸物的动态特性进行了研究，构建了合理的控制方案。添加进料流量扰动和进料组成扰动后，两流程的产品均可恢复至设定值附近。使用绝对偏差积分对两流程的控制效果进行了量化，结果显示内循环萃取精馏流程具有更好的动态可控性。

关键词：共沸物精馏萃取精馏优化过程控制

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