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特征原子稀疏解析的多状态机械故障诊断方法

机械工程学报 2024年

作者：韩长坤卢威宋浏阳王华庆北京化工大学机电工程学院中国石化催化剂有限公司工程技术研究院高端压缩机及系统技术全国重点实验室

轴承作为机械设备关键部件，因多状态故障特征微弱或耦合的特性，导致故障特征难发掘，给机械设备的健康监测带来极大挑战。因此，提出基于特征原子稀疏解析的故障诊断方法，实现轴承多状态故障稀疏特征解析与诊断。首先，提出特征原子... 详细信息

轴承作为机械设备关键部件，因多状态故障特征微弱或耦合的特性，导致故障特征难发掘，给机械设备的健康监测带来极大挑战。因此，提出基于特征原子稀疏解析的故障诊断方法，实现轴承多状态故障稀疏特征解析与诊断。首先，提出特征原子滤波器构造方法，基于可调Q因子小波变换的重构子带最大峭度准则提取小波基原子，并赋予基原子周期性先验特征匹配信号中的多状态故障成份。其次，构建多通道卷积稀疏多状态故障特征解析模型，基于多特征原子与交替方向乘子法优化的卷积稀疏编码解析稀疏系数分量，并重构各故障特征分量，实现多状态故障分量稀疏解析。同时，提出基于稀疏信号峭度与能量结合的稀疏度参数化方法。最后，通过重构分量的包络谱分析结果，确定信号中的特征成份，实现多状态故障诊断。通过仿真、试验和工业水泵等信号的试验验证，并与卷积字典学习方法相比，所提方法具有更好稀疏解析优势。

关键词：多状态故障卷积稀疏解析特征解耦特征原子故障诊断

中职院校思政贯彻以德育为中心理念的策略分析

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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2024年第7期 0025-0028页

作者：薛浏阳北京汽车技师学院北京102606

将以德育为中心育人理念贯彻落实到中职院校的思政教育工作中,能够完善思政教育本身的育人价值,推动德育工作的全面开展。丰富思政教育工作内容的同时,取得理想的思政教育效果,为中职学生的德育水平提升提供有力支持,是贯彻落实社会主... 详细信息

将以德育为中心育人理念贯彻落实到中职院校的思政教育工作中,能够完善思政教育本身的育人价值,推动德育工作的全面开展。丰富思政教育工作内容的同时,取得理想的思政教育效果,为中职学生的德育水平提升提供有力支持,是贯彻落实社会主义核心价值观的重要途径。有必要建立对中职思政教育工作价值的正确认知,探讨融入以德育为中心育人理念的具体路径。借助思政教育和德育工作的相辅相成,打造全新的育人格局。

关键词：思政教育中职德育实践探究

基于自适应权重时间卷积网络的剩余使用寿命预测方法

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 76-87页

作者：宋浏阳金烨郭旭东王华庆北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室北京100029 长鑫集电(北京)存储技术有限公司北京100176

随着人工智能和大数据技术的发展,基于深度学习的高端装备剩余使用寿命预测技术倍受关注,准确的剩余使用寿命预测对于高端装备安全运行意义重大。大多数基于深度学习的预测方法在构建主体预测结构通常利用循环神经网络、长短期记忆网络... 详细信息

随着人工智能和大数据技术的发展,基于深度学习的高端装备剩余使用寿命预测技术倍受关注,准确的剩余使用寿命预测对于高端装备安全运行意义重大。大多数基于深度学习的预测方法在构建主体预测结构通常利用循环神经网络、长短期记忆网络和门控单元等手段,但存在并行计算能力较差、预测精度不足的问题。针对上述问题,提出一种基于自适应权重时间卷积网络的寿命预测方法。采用时间卷积网络搭建预测模型,利用空洞因果卷积和残差连接结构增强并行计算能力并避免信息泄露;构建基于自注意力机制的自适应权重模块,实现时序权重自动分配来提高预测精度;利用非对称损失函数增强提前预测倾向性,避免因滞后预测带来的安全和经济问题。选取发动机数据集和轴承数据集进行实验验证,结果表明,与其他深度学习方法相比,提出的自适应权重时间卷积网络提升了预测准确率并缩短了训练时间。

关键词：剩余使用寿命深度学习时间卷积网络自注意力机制

椎间盘退变伴氧化应激关键生物标志物:生物信息学和机器学习算法的识别

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中国组织工程研究 2024年第35期28卷 5591-5597页

作者：兰垚陈浏阳宋文慧山西医科大学第二医院脊柱外科山西省太原市030001

背景:氧化应激与椎间盘退变的发生发展息息相关,但其发病机制和有效治疗方法仍不明确。目的:运用生物信息学及3种机器学习算法识别与椎间盘退变伴氧化应激相关的关键基因及免疫浸润分析,并进行实验验证。方法:从GEO数据库获得椎间盘退... 详细信息

背景:氧化应激与椎间盘退变的发生发展息息相关,但其发病机制和有效治疗方法仍不明确。目的:运用生物信息学及3种机器学习算法识别与椎间盘退变伴氧化应激相关的关键基因及免疫浸润分析,并进行实验验证。方法:从GEO数据库获得椎间盘退变基因表达谱以及从GeneCards数据库获得氧化应激相关基因,对椎间盘退变数据集进行差异分析及加权基因共表达网络(WGCNA)分析,两者取交集并与氧化应激相关基因取交集得到候选hub基因,对候选hub基因进行GO和KEGG分析;运用机器学习(LASSO回归、SVM-RFE及随机森林)筛选最佳特征基因并进行受试者特征曲线验证,同时行相关免疫浸润分析。收集2023年7-11月就诊于山西医科大学第二医院的颈椎病患者的椎间盘样本作为椎间盘退变组,颈椎脊髓损伤患者的椎间盘样本作为对照组,采用qPCR方法验证特征基因在椎间盘退变组织中的相对表达量。结果与结论:(1)经过差异基因分析获取424个差异表达基因,WGCNA分析得到5087个基因,同时获得氧化应激基因1399个,进而得到23个候选hub基因;(2)GO分析结果显示,主要参与细菌防御反应、细菌来源分子反应等生物过程;涉及分泌颗粒腔、细胞质囊泡腔等细胞组成;涉及内肽酶活性和硫化合物结合等分子功能;(3)KEGG分析结果显示,候选hub基因与中性粒细胞胞外诱捕网形成、肾素-血管紧张素系统通路等信号通路有关;(4)运用3种机器学习和ROC验证后得到关键基因HSPA6和PKD1;(5)免疫浸润分析显示HSPA6与活化树突状细胞(r=0.88,P<0.001)、活化CD4^(+)T细胞(r=-0.72,P<0.01)等密切相关,同时PKD1与效应型记忆CD8^(+)T细胞(r=0.55,P<0.05)、活化树突状细胞(r=-0.56,P<0.05)等密切相关;(6)q PCR实验结果表明椎间盘退变组中HSPA6基因低于对照组(P<0.0001),而PKD1基因高于对照组(P<0.0001);(7)结果表明运用生物信息学及机器学习算法证实HSPA6和PKD1可作为椎间盘退变伴氧化应激的生物标志物,可能通过干预HSPA6和PKD1来改善椎间盘退变。

关键词：椎间盘退变氧化应激差异分析 WGCNA分析 LASSO回归 SVM-RFE分析随机森林特征基因生物信息学免疫浸润分析

中职院校思政课培养学生“工匠精神”的策略分析

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中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2024年第3期 0053-0056页

作者：薛浏阳北京汽车技师学院北京102606

工匠精神是指引中职学生融入社会胜任工作岗位以及应对未来社会发展挑战的重要基础,将中职思政课程打造为培养学生工匠精神的重要阵地具有现实意义,是强化学生职业伦理,鼓励学生勇于承担社会职责的有效途径,在正确的观念引领之下,聚焦... 详细信息

工匠精神是指引中职学生融入社会胜任工作岗位以及应对未来社会发展挑战的重要基础,将中职思政课程打造为培养学生工匠精神的重要阵地具有现实意义,是强化学生职业伦理,鼓励学生勇于承担社会职责的有效途径,在正确的观念引领之下,聚焦于工匠精神的内涵,促进工匠精神与中职思政课程的充分融合。同时也能够丰富中职院校思政课程内容,发挥思政教育本身的价值,为中职学生的全面发展提供支持。

关键词：中职院校思政课工匠精神

腰痛患者椎间盘真空现象分析:298例患者的回顾性分析

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中国脊柱脊髓杂志 2024年第8期34卷 826-833页

作者：彭晴杨盛孟博张钰陈浏阳孙华张永博张亮扬州大学附属苏北人民医院脊柱外科扬州市225001 大连医科大学研究生院大连市116044

目的:探讨腰椎间盘真空现象在腰痛患者中的发生率,明确腰椎间盘真空现象与重度腰椎间盘退变、Modic改变及软骨下硬化症的相关性,并分析腰椎间盘真空现象的危险因素。方法:对扬州大学附属苏北人民医院脊柱外科2022年8月~2023年8月收治的... 详细信息

目的:探讨腰椎间盘真空现象在腰痛患者中的发生率,明确腰椎间盘真空现象与重度腰椎间盘退变、Modic改变及软骨下硬化症的相关性,并分析腰椎间盘真空现象的危险因素。方法:对扬州大学附属苏北人民医院脊柱外科2022年8月~2023年8月收治的腰痛患者进行回顾性分析,将纳入研究患者按有/无真空现象分组,进行相关性及危险因素分析。根据腰椎三维CT评估所有腰椎节段的椎间盘真空现象以及软骨下硬化症,根据腰椎MRI评估所有腰椎节段的椎间盘退变等级以及Modic改变。分类变量的组间比较采用卡方检验进行,连续型变量的组间比较采用独立样本t检验,采用Logistic回归分析进行危险因素分析以及确定椎间盘真空现象各影响因素的优势比(odds ratio,OR)及95%置信区间(95%CI),采用受试者操作特征曲线(receiver operating characteritics,ROC)进一步分析腰椎间盘真空现象与各影响因素的相关性。结果:共纳入腰痛患者298例,男103例,女195例,年龄62.34±8.76岁,腰椎间盘真空组118例,腰椎间盘非真空组180例,腰椎间盘真空现象、重度腰椎间盘退变、Modic改变以及软骨下硬化症的发生率分别为39.60%(n=118)、76.17%(n=227)、66.78%(n=199)和27.18%(n=81)。腰椎间盘真空现象与重度腰椎间盘退变(OR=8.960)、Modic改变(OR=5.086)及软骨下硬化症(OR=2.954)显著相关。年龄(OR=1.125,P<0.001)、体重指数(OR=1.316,P<0.001)及吸烟(OR=12.755,P=0.035)是腰椎间盘真空现象的危险因素。结论:在慢性腰痛人群中,腰椎间盘真空现象与重度腰椎间盘退变、Modic改变及软骨下硬化症存在显著相关性。年龄、体重指数及吸烟是腰椎间盘真空现象的危险因素。

关键词：腰痛椎间盘真空现象椎间盘退变 Modic改变软骨下硬化

分子体系自由能地貌图的变分分析及AI算法实现

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物理学报 2024年第6期73卷 82-94页

作者：杜泊船田圃吉林大学生命科学学院长春130012 吉林大学人工智能学院长春130012

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开... 详细信息

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开,且跨越路径有可能不止一条.另外很多体系涉及非线性行为,这使得理论解析和直接使用分子模拟都有很大困难.针对这些挑战,多年来研究者们发展了多种多样的增强采样方法,但往往需要很多经验选择和操作,从而一方面使得研究进程较为缓慢,另一方面也让误差控制成为困难.变分虽然在物理、统计和工程中已经被广泛应用并取得巨大成功,但在复杂分子体系中的应用却随着神经网络的发展刚刚开始.本文将对这些探索性工作的主要方向、进展和局限进行简要总结,也对将来的可能发展给出展望,希望能够激发更多对基于变分的分子体系自由能地貌图人工智能算法的关注和努力,促进大分子药物、分子生物机器等实践应用的发展.

关键词：变分神经网络复杂分子体系自由能地貌图

高校体育教学中学生体能训练的多元化方式方法

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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2024年第10期 0198-0201页

作者：田浏阳河南质量工程职业学院河南平顶山467000

多元化方式是较多教学中应用的方法之一,是一种根据学生个体需求,采用不同教学方法的策略,推动学生个体发展。在高校体育教学中,传统教学模式不利于学生养成终身体育的理念。通过多元化教学模式,提高学生体育运动效果,对于学生体能培养... 详细信息

多元化方式是较多教学中应用的方法之一,是一种根据学生个体需求,采用不同教学方法的策略,推动学生个体发展。在高校体育教学中,传统教学模式不利于学生养成终身体育的理念。通过多元化教学模式,提高学生体育运动效果,对于学生体能培养以及个性化发展意义深远。本文针对多元化体育训练的重要性进行分析,明确训练原则,提出多元化的体能训练方法,为其他高校体育教学提供参考,切实提高学生体育教学中的训练效果。

关键词：高效体育教学体能训练多元化方法

多目标跟踪中基于次模优化的轨迹片段生成方法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 995-1004页

作者：孙瑾杜官明南京航空航天大学民航学院南京211106

作为智能视觉任务的基础工作,多目标跟踪(MOT)一直是计算机视觉领域具有挑战性的课题之一。遮挡是影响跟踪准确性的主要因素,为此该文采用基于检测跟踪的思想,以轨迹片段为基础进行关联获取目标的完整轨迹;同时,为提高跟踪鲁棒性,该文... 详细信息

作为智能视觉任务的基础工作,多目标跟踪(MOT)一直是计算机视觉领域具有挑战性的课题之一。遮挡是影响跟踪准确性的主要因素,为此该文采用基于检测跟踪的思想,以轨迹片段为基础进行关联获取目标的完整轨迹;同时,为提高跟踪鲁棒性,该文将轨迹片段的生成问题转化为运筹学中的设施选址问题,并进而提出基于次模优化的轨迹片段生成方法。该方法融合梯度(HOG)和颜色(CN)两个互补特征进行目标表征,并根据运动信息设计权重系数提高目标匹配准确度,最后提出具有约束的次模最大化算法实现全局范围内的数据关联生成轨迹片段。通过在多个基准数据集上的对比实验,表明该文算法在保证性能的同时能有效处理遮挡问题。

关键词：多目标跟踪轨迹片段数据关联次模优化