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特质焦虑感知的多模生理信号关键技术研究与验证

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特质焦虑感知的多模生理信号关键技术研究与验证

作者：杨得武兰州大学

学位级别：硕士

当前,由于社会经济和科学技术飞速的发展,人类的物质与精神世界也日益丰富多彩,同时,由于生活节奏不断加快,精神障碍类疾病的发病率日益上升,其中特质焦虑是大部分人所面临的主要精神障碍之一。特质焦虑是一种在焦虑倾向中相对稳定的情... 详细信息

当前,由于社会经济和科学技术飞速的发展,人类的物质与精神世界也日益丰富多彩,同时,由于生活节奏不断加快,精神障碍类疾病的发病率日益上升,其中特质焦虑是大部分人所面临的主要精神障碍之一。特质焦虑是一种在焦虑倾向中相对稳定的情感状态,会使个体长期处于警觉状态,不利于身心健康。因此,如何进行有效的特质焦虑感知具有重大的现实意义。近年来基于生理信号进行特质焦虑感知取得了一定的成果,但是这些成果通常是利用脑电等单一生理信号进行研究,没有兼顾多种生理信号之间的互补性,并且不能做到无扰式采集生理信号。因此,本文依托于军委科技委国防特区计划重点项目,提出一种基于脑电、心电和红外额温信号的特质焦虑感知框架,并对其中涉及的关键技术进行详细研究和验证,主要研究内容和成果如下:（1）为有效进行无扰式多模生理信号采集,本文提出一种基于脑电、心电和红外额温的可穿戴同步采集模型:首先根据生理电信号微弱、低频和不稳定等特点,设计相应的模拟前端采集电极和仪表放大电路;然后通过共模抑制、直流伺服、低通滤波和双T陷波等电路有效减少了噪声的干扰;再通过芯片选型和电源管理实现低功耗性能,生理信号数据经过数字电路部分封装成帧,并通过蓝牙实时传输至PC端;最后通过3D建模构建出适配不同头部大小人群的可穿戴系统模型。（2）针对生理电信号去伪迹和红外额温误差补偿作出相应设计与验证:脑电采用一种基于小波变换、卡尔曼滤波与自适应滤波的混合去眼电模型,通过比较去眼电伪迹前后脑电的时、频域相似度,验证了该模型的有效性;心电先利用小波阈值法实现对肌电伪迹的去除,然后通过自适应双阈值法实现对QRS波群的精准定位;红外额温采用一种基于遗传算法优化的BP神经网络误差补偿模型,通过真实值和预测值对比,使预测样本的误差控制在±0.15℃之间。（3）本研究实验部分先通过性能测试验证了系统稳定性,以及稳态视觉诱发电位（Steady State Visual Evoked Potentials,SSVEP）实验验证了系统可以检测到由不同刺激频率诱发的SSVEP。之后通过采集高、低特质焦虑者在静息（Rest）、正性（Pos）、中性（Neu）和负性（Neg）音视频刺激下的三种生理信号,提取了三种生理信号中和特质焦虑量表得分相关性最高的六种指标,包括:脑电中Bate频段的平均能量Eβ、左右额Alpha频段能量不对称指标FAA、平均LZC复杂度,心率变异性（Heart Rate Variability,HRV）中R-R间期的标准差SDNN、低频与高频能量比ηLF,HF,红外额温中左右额温之间的平均差值ΔTLR,两类人群的各指标在四种状态下的统计特性均符合国内外现有的研究。最终利用三种生理信号的不同特征组合,运用支持向量机（Support Vector machine,SVM）对高、低特质焦虑人群进行分类,结果证明:利用多模生理信号较单一生理信号进行分类有着更好的分类效果;在Neg刺激下得到了最高的平均分类准确率,证明了高特质焦虑者在负性刺激下表现得更为敏感,生理反应增强。综上所述,本文设计和完成了无扰式多模生理信号的可穿戴采集系统,从硬件设计、算法实现和实验验证等关键部分展开详细研究与验证,并且深刻探究了运用多模生理信号进行特质焦虑感知的可行性,为将来深入研究特质焦虑感知提供了一定的参考价值。

关键词：特质焦虑脑电心电红外额温可穿戴性感知

直播稻播前不同土壤火焰温度条件下杂草种子发芽率试验

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农业机械学报 2024年第1期55卷 134-144页

作者：周志艳李鑫黄俊浩杨得帅林键沁姜锐华南农业大学工程学院广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 广东省农业人工智能重点实验室广州510642 广东省农业航空应用工程技术研究中心广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

杂草的有效控制是降低直播稻稳产风险的重要措施,播前土壤火焰处理是以非化学方法在进行播种前抑制杂草种子萌发的有效手段。为明确土壤火焰处理中温度场对杂草种子发芽率的影响规律,采用数值模拟方法对燃料分流部件中集管结构参数进行... 详细信息

杂草的有效控制是降低直播稻稳产风险的重要措施,播前土壤火焰处理是以非化学方法在进行播种前抑制杂草种子萌发的有效手段。为明确土壤火焰处理中温度场对杂草种子发芽率的影响规律,采用数值模拟方法对燃料分流部件中集管结构参数进行了研究,数值模拟和验证试验结果表明,当集管内径d为20 mm、气体输入流量为1.0~3.5 m^(3)/h时,最大流量偏差系数Δη在3.0%以内,支管间气体流量分配较均匀。基于数值模拟结果设计了火焰燃烧装置,研究6种输入流量(1.0~3.5 m^(3)/h)的液化石油气燃料对火焰高度和火焰温度分布的影响,以拖拉机行进速度、燃料输入流量和土壤深度作为试验因素,进行了全因素试验,采用稻田间常见的杂草种子研究温度场对杂草种子发芽率的影响规律。试验结果表明,在常温常压工作环境下,火焰高度和火焰温度最高值均随着燃料输入流量的增大而增大;当拖拉机行进速度为2.36 km/h,燃料输入流量为2.5、3.0、3.5 m^(3)/h时,土壤温度最高值可分别达到92.83、116.58、156.83℃;相比未经火焰处理的对照组,当土壤温度达到92.83℃时,在α=0.05的显著性水平下,千金子、异型莎草种子发芽率显著降低,但马唐、鳢肠种子发芽率受影响不显著,当土壤温度达到116.58℃和156.83℃时,4种杂草种子发芽率均显著降低;当土壤温度达到156.83℃时,马唐、鳢肠、千金子和异型莎草4种杂草种子发芽率分别降低94.82%、87.81%、86.54%和84.05%。田间试验结果表明,土壤火焰处理对稗草、马唐、鳢肠和异型莎草有显著的抑制萌发作用,其相对除草率Y≥80.00%。

关键词：直播稻土壤消杀燃烧特性温度场种子发芽率

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不同降雨工况条件下的崩滑地质灾害危险性评价

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地质科技通报 2024年第2期43卷 253-267页

作者：刘帅朱杰勇杨得虎马博昆明理工大学国土资源工程学院昆明650000

为针对性地采取预防、避让、治理等地质灾害防治与管控提供依据,完善在地质灾害危险性评价中将降雨作为单一诱发因子参与评价体系的弊端,在大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种不同降雨工况条件下进行了研究区崩滑地质灾害危险性评价。以... 详细信息

为针对性地采取预防、避让、治理等地质灾害防治与管控提供依据,完善在地质灾害危险性评价中将降雨作为单一诱发因子参与评价体系的弊端,在大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种不同降雨工况条件下进行了研究区崩滑地质灾害危险性评价。以云南省元阳县作为研究区域,以栅格单元作为评价单元,选取地貌类型、高程、坡度、坡向、曲率、工程地质岩组、土地利用类型、断层距离和河流距离9个评价因子,采用主观的层次分析法与客观的信息量模型相结合的加权信息量模型对元阳县崩塌、滑坡进行了地质灾害易发性评价。研究结果表明:基于自然间断点法元阳县域可分为低、中、高、极高4类易发区,4类易发区面积分别占元阳县面积的21.55%,35.46%,25.53%和17.16%。利用ROC曲线得出区划结果精度AUC值为0.812,表明区划结果很好。在易发性评价基础上,以年平均最大日降雨量为诱发因素,分别对大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种工况条件下的研究区进行了崩塌、滑坡地质灾害危险性评价,得到了大雨([25,50) mm)工况、暴雨([50,100) mm)工况、大暴雨([100,250]mm)工况和特大暴雨(>250 mm)工况4种条件下基于极值假设的研究区崩滑地质灾害危险性评价结果,并对不同降雨工况条件下的地质灾害危险性评价结果进行了对比分析,确定了地质灾害危险性评价结果在不同降雨条件下的空间合理性。通过与实际调查结果的对比表明,4种不同降雨工况条件下的崩滑地质灾害危险性评价结果与实际高度吻合,说明评价结果具有较高的可靠性与合理性。

关键词：栅格单元加权信息量模型地质灾害易发性评价地质灾害危险性评价 ROC曲线降雨工况崩滑

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CFD-DEM-IBM方法探究流化床倾斜挡板内构件受力特性

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化工学报 2024年第1期75卷 255-267页

作者：赵碧丹代伊杨王军武张永民中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

在密相床层内安装内构件可显著改善工业流化床的流化质量、强化气固传质和提高化学反应效率。由于长时间受气体和颗粒的挤压和冲击,流化床内构件可能会发生变形或断裂。为实现流化床内构件设计的科学性,确保其长周期可靠性,需要明确其... 详细信息

在密相床层内安装内构件可显著改善工业流化床的流化质量、强化气固传质和提高化学反应效率。由于长时间受气体和颗粒的挤压和冲击,流化床内构件可能会发生变形或断裂。为实现流化床内构件设计的科学性,确保其长周期可靠性,需要明确其受力机理与不同操作条件下受力特性。利用粗粒化CFD-DEM-IBM方法,实现了利用笛卡儿网格模拟流化床中倾斜挡板内构件受力特性的定量模拟,该方法拓展原有挡板应力统计方法,获得了不同倾斜角度对挡板所受应力的定量影响规律。模拟所得挡板受力随时间的演化曲线与实验报道较为一致,在流化床启动阶段会出现较大的峰值,同时成功复现在启动阶段的峰值受力总体与挡板在水平面上的投影面积成正比。模拟结果显示,在启动阶段,挡板受力中颗粒挤压作用力占主导,但在流化阶段,除颗粒作用力达到极大值外的大部分时间中挡板受到的气相压差力要大于颗粒作用力。当挡板倾斜角度较小时,挡板受力较大但抑制床内返混效果较好,因此在工业流化床内构件设计中应兼顾强化传递及长周期可靠性的需求,当挡板倾斜角度较小时应选择强度大的挡板材料。

关键词：气泡流化床数值模拟挡板内构件固相应力

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小学数学互动课堂设计路径探究

数学学习与研究 2024年第16期 101-103页

作者：杨得庆甘肃省古浪县古丰九年一贯制学校甘肃武威733100

在新课改持续推进的背景下,传统数学教学模式的不足逐渐显露出来,对教学模式进行创新、优化势在必行.互动教学作为提升教学质效的重要手段,也应不断进步.文章主要探讨了如何有效设计小学数学互动课堂,以提高小学生对数学学科的兴趣,为... 详细信息

在新课改持续推进的背景下,传统数学教学模式的不足逐渐显露出来,对教学模式进行创新、优化势在必行.互动教学作为提升教学质效的重要手段,也应不断进步.文章主要探讨了如何有效设计小学数学互动课堂,以提高小学生对数学学科的兴趣,为学生今后的发展助力,首先分析了设计互动课堂的意义及原则,然后从创设问题情境、整合实践活动、引入小组合作等方面探究互动课堂的设计路径.

关键词：互动课堂小学数学设计路径

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解决离心式压缩机的主要故障与预防措施分析

中国设备工程 2024年第1期 152-154页

作者：杨得忠天津市新天钢联合特钢有限公司天津301500

离心式压缩机作为一种常见的工业设备,在现代工业生产中被广泛应用。离心式压缩机以其高效率、安全可靠、节能环保等优点,为各行各业的生产带来了极大的便利。但是,由于离心式压缩机的特殊结构和工作原理,离心式压缩机也容易出现各种故... 详细信息

离心式压缩机作为一种常见的工业设备,在现代工业生产中被广泛应用。离心式压缩机以其高效率、安全可靠、节能环保等优点,为各行各业的生产带来了极大的便利。但是,由于离心式压缩机的特殊结构和工作原理,离心式压缩机也容易出现各种故障,严重影响生产效率和安全性。本文将重点研究离心式压缩机的主要故障类型,分析其产生原因,并提出相应的解决和预防措施。

关键词：离心式压缩机故障研究预防措施

探究课程改革背景下的高中英语教学方法与策略

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教育 2024年第6期 97-99页

作者：杨得鑫甘肃省卓尼县柳林中学

新课程改革对高中英语教学提出了新的要求，强调培养学生的语言运用能力、自主学习能力和跨文化意识。新课程改革的推动下，高中英语教学不再是知识的简单传递，而是为了激发学生的创新精神，培养学生的实践能力和跨文化交流意识。实践...

新课程改革对高中英语教学提出了新的要求，强调培养学生的语言运用能力、自主学习能力和跨文化意识。新课程改革的推动下，高中英语教学不再是知识的简单传递，而是为了激发学生的创新精神，培养学生的实践能力和跨文化交流意识。实践证明，传统的教学方法已经无法满足这一需求，需要在教学方法和策略上进行创新和突破。一、灵活运用教材资源，拓展单元教学内容课程改革背景下，高中英语教材是主要的教学载体，也是学生学习英语知识的重要工具。

关键词：

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一只蟋蟀牵动一个世界

中学语文教学参考 2024年第3期 50-51页

作者：杨得理民勤县第一中学甘肃武威733399

一只蟀蟀能牵动一个世界,能关乎上至抚军,下至百姓、孩子的命运,能烛照出一个个被时代扭曲的灵魂。蟀蟀能让人贫,让人死;蟋蟀能让人生,让人贵。“蟋蟀”只是道具,在围绕“蟋蟀”展开的滑稽故事中我们可以看到读书人的悲哀、父性的缺失... 详细信息

一只蟀蟀能牵动一个世界,能关乎上至抚军,下至百姓、孩子的命运,能烛照出一个个被时代扭曲的灵魂。蟀蟀能让人贫,让人死;蟋蟀能让人生,让人贵。“蟋蟀”只是道具,在围绕“蟋蟀”展开的滑稽故事中我们可以看到读书人的悲哀、父性的缺失、人性的扭曲、社会的不公。

关键词：《促织》蟋蟀烛照人性社会

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道路桥梁养护中存在的问题分析与预防方法分析

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第8期 0128-0131页

作者：杨得娟青海省大武公路段青海西宁814000

在全国范围内,公路、公路、铁路、公路、公路等多个领域都有广泛的应用。公路与桥梁在我国的交通事业中占有举足轻重的地位。我国人口众多,地域辽阔,地理环境复杂。公路与大桥在建造完成后,必须加以妥善的维护,以增加它们的安全与寿命... 详细信息

在全国范围内,公路、公路、铁路、公路、公路等多个领域都有广泛的应用。公路与桥梁在我国的交通事业中占有举足轻重的地位。我国人口众多,地域辽阔,地理环境复杂。公路与大桥在建造完成后,必须加以妥善的维护,以增加它们的安全与寿命。但是,当前公路桥梁维修工作中还面临着一些问题,必须尽早加以解决,以利于推进和推进公路桥梁建设。

关键词：道路桥梁道路桥梁养护存在问题预防措施