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具有注意力机制的CNN-GRU模型在风电机组异常状态预警中的应用

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南京信息工程大学学报 2024年

作者：马良玉胡景琛段晓冲黄日灏华北电力大学控制与计算机工程学院保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室

针对风电机组长期在恶劣环境中工作导致故障频发的问题，提出一种具有注意力机制的卷积神经网络(CNN)及门控循环单元(GRU)的异常工况预警方法。利用快速密度峰值聚类和局部离群因子算法对风电机组数据采集与监控系统中的异常数据进行清... 详细信息

针对风电机组长期在恶劣环境中工作导致故障频发的问题，提出一种具有注意力机制的卷积神经网络(CNN)及门控循环单元(GRU)的异常工况预警方法。利用快速密度峰值聚类和局部离群因子算法对风电机组数据采集与监控系统中的异常数据进行清洗，结合机理分析及极端梯度提升(XGBoost)算法对特征重要性的评估确定模型的输入输出参数，进而采用具有注意力机制的CNN-GRU模型建立风电机组正常运行工况的性能预测模型。以该预测模型为基础，利用时移滑动窗口构建风电机组状态评价指标，并结合统计学中的区间估计法确定预警阈值，最终实现机组异常工况预警。应用某风电机组真实历史故障数据进行实验，结果表明，本文方法能够准确地对异常状态进行提前识别和预警，有利于运维人员及时处理故障，保证机组安全稳定运行。

关键词：风电机组卷积神经网络门控循环单元注意力机制故障预警

基于改进生成对抗网络的滚动轴承故障样本扩充及诊断方法

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华北电力大学学报(自然科学版) 2024年

作者：马良玉黄日灏段晓冲胡景琛马进华北电力大学控制与计算机工程学院保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室

深度学习方法由于其较强的特征提取能力在故障诊断领域被广泛应用，然而实际生产过程经常面临深度学习所需故障数据不足的情况，有必要对现有故障数据进行扩充，以提高诊断模型的准确性。传统的数据扩充算法容易导致过拟合和模式崩溃等... 详细信息

深度学习方法由于其较强的特征提取能力在故障诊断领域被广泛应用，然而实际生产过程经常面临深度学习所需故障数据不足的情况，有必要对现有故障数据进行扩充，以提高诊断模型的准确性。传统的数据扩充算法容易导致过拟合和模式崩溃等问题，为此提出了一种基于改进生成对抗网络的故障样本扩充方法，并以旋转机械滚动轴承振动故障诊断为例对方法进行验证。该方法采用连续小波变换将原始振动信号转换为时频图，作为生成对抗网络的输入；为克服生成图像失真以及特征提取不充分的问题，引入双线性插值法和自注意力机制，利用改进的生成对抗网络生成更多的故障样本；最后采用不同的诊断模型来对生成数据和真实数据进行诊断，并对多种样本生成方法进行比较。实验结果表明，本文提出方法可以生成高质量的合成样本，提高故障诊断精度，在不平衡数据的故障诊断方面具有很大的潜力。

关键词：滚动轴承故障诊断生成对抗网络深度学习故障样本扩充

基于改进生成对抗网络和Swin Transformer的样本不均衡轴承故障诊断

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南京信息工程大学学报 2024年

作者：马良玉黄日灏段晓冲胡景琛高海天马进华北电力大学控制与计算机工程学院保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室

深度学习由于其强大的特征提取能力被广泛应用于故障诊断领域，但在实际生产过程中，故障样本数量通常远低于正常样本，从而导致故障诊断模型的分类准确率下降。为此，本文提出一种基于改进循环生成对抗网络和Swin Transformer的样本不... 详细信息

深度学习由于其强大的特征提取能力被广泛应用于故障诊断领域，但在实际生产过程中，故障样本数量通常远低于正常样本，从而导致故障诊断模型的分类准确率下降。为此，本文提出一种基于改进循环生成对抗网络和Swin Transformer的样本不均衡轴承故障诊断方法，并以旋转机械滚动轴承振动故障诊断为例对方法进行验证。首先，将原始振动信号的时频图作为循环生成对抗网络的输入；为克服训练不稳定、模型不能及时收敛等问题，引入谱归一化和权值衰减，利用改进的循环生成对抗网络生成更多的故障样本；最后，采用Swin Transformer模型来进行故障诊断，并与随机森林(RF)、堆叠自编码器(SAE)、支持向量机(SVM)、卷积神经网络(CNN)进行对比。在美国凯斯西储大学(CWRU)轴承故障数据集进行多组不同的故障样本生成与故障诊断实验，结果表明，本文方法可以在训练样本数量较少时生成质量较高的合成样本，与其他方法相比，Swin Transformer模型故障诊断精度更高，在不平衡数据的故障诊断方面具有很大的潜力。

关键词：滚动轴承故障诊断不平衡样本循环一致对抗网络深度学习

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《霞满天》中的王蒙密码

中国现代文学研究丛刊 2024年第1期 162-174页

作者：段晓琳中国海洋大学文学与新闻传播学院 266100

《霞满天》是王蒙新近创作的小说文本,无论是对于王蒙的个人创作来说,还是对于中国新时代文学而言,《霞满天》都是一部重要的作品。王蒙在《霞满天》中采取了小说的“回旋曲”写法,在“回旋曲”中,王蒙埋藏下了许多“密码”。首先,《霞... 详细信息

《霞满天》是王蒙新近创作的小说文本,无论是对于王蒙的个人创作来说,还是对于中国新时代文学而言,《霞满天》都是一部重要的作品。王蒙在《霞满天》中采取了小说的“回旋曲”写法,在“回旋曲”中,王蒙埋藏下了许多“密码”。首先,《霞满天》以时间的回旋与视角的回旋实现了小说叙事的回旋,并在叙事的回旋中,以多层次疾病隐喻为中心形成了小说的双重环形叙事结构。而且,《霞满天》还通过作者的在场与虚构的暴露、时间的“错置”与“重版”、多文本的嵌套与互文实现了小说虚构的回旋。正是在叙事的回旋与虚构的回旋中,王蒙借助双重环形叙事结构和文本内外的互文,完成了一部关于女性、国族与人类的寓言,并将这寓言写成了一部对女性、国家和民族、人类精神的赞歌。这是《霞满天》中的王蒙“密码”,它彰显了王蒙小说创作的新时代文学品格。

关键词：王蒙《霞满天》回旋曲疾病隐喻寓言

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基于振动响应的钢筋桁架叠合板的舒适度研究

地震工程与工程振动 2024年第2期44卷 137-146页

作者：杨涛段晓敏西安工程大学城市规划与市政工程学院陕西西安710048

为了研究应用于住宅楼楼板的钢筋桁架叠合板的振动舒适度问题,通过试验研究了整体式连接钢筋桁架叠合板在人致激励荷载作用下的振动响应。试验设计了单人行走、3人不同步行走和3人同步行走3个荷载激励,并对单人行走荷载设计了纵向行走... 详细信息

为了研究应用于住宅楼楼板的钢筋桁架叠合板的振动舒适度问题,通过试验研究了整体式连接钢筋桁架叠合板在人致激励荷载作用下的振动响应。试验设计了单人行走、3人不同步行走和3人同步行走3个荷载激励,并对单人行走荷载设计了纵向行走、横向行走和对角线行走3条路径,研究分析叠合板在不同人致激励下和行走路径的振动响应;同时建立叠合板精细化有限元模型,分析板底保护层厚度、桁架高度、混凝土与钢筋密度比和模量比对叠合板自振频率的影响。结果表明:人致激励下的峰值加速度沿层高的增大而增大,荷载工况的峰值加速度由大到小依次为3人同步行走、3人不同步行走、单人行走,单人行走下峰值加速度与行走路径无关;叠合板自振频率随板底保护层厚度的增大而减小,在桁架钢筋高度为80 mm达到最大,与混凝土和钢筋密度比成反比,与混凝土和钢筋模量比成正比。

关键词：钢筋桁架叠合板振动响应舒适度峰值加速度自振频率

基于反射强度的改进欧式距离聚类钢轨点云分割方法

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铁道学报 2024年第2期46卷 114-121页

作者：段晓峰高伟伟韩峰兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

线路点云数据结构化是深化专业计算与分析的技术前提。点云分割是点云数据结构化的基础。钢轨作为轮轨走行面,其空间位置的连续及平顺情况直接影响行车安全,因此轨道结构分割中,首先需对钢轨进行分割处理。针对传统欧式距离聚类中线路... 详细信息

线路点云数据结构化是深化专业计算与分析的技术前提。点云分割是点云数据结构化的基础。钢轨作为轮轨走行面,其空间位置的连续及平顺情况直接影响行车安全,因此轨道结构分割中,首先需对钢轨进行分割处理。针对传统欧式距离聚类中线路全景点云数据遍历导致距离阈值难统一、难界定,造成分类过多不易查找,或人工选取初始点及调参带来的自动化程度不高的情况,提出基于反射强度的改进欧式距离聚类钢轨点云分割方法。在对轨道结构特性分析的基础上,采用布料滤波算法进行地面滤波,区分地面点与地物点,精简线路点云为轨道结构点云;融合点云反射强度属性,提出提取率概念,确定钢轨高反射强度区间,进行钢轨顶面点云预分割,进而以轨顶面预分割点作为初始点,根据钢轨断面轨头高和轨头宽构造对角线长度来计算距离阈值,由Kd-Tree找到小于轨头距离阈值的点进行欧式距离聚类,实现对轨头凸集点云的分割。多路段钢轨点云分割试验,精确率及召回率均大于90%,说明该方法可行有效。

关键词：钢轨点云分割反射强度欧式距离聚类

人工智能素养:高等教育的挑战与应对--《2024地平线报告:教与学版》的解读与启示

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开放教育研究 2024年第3期30卷 24-36页

作者：徐丹段晓雯上海外国语大学继续教育学院上海200083

人工智能赋能工具与数据安全正在对全球高等教育产生深刻影响。美国高等教育信息化专业组织发布的《2024地平线报告:教与学版》聚焦高等教育发展面临的机遇与挑战,从社会、技术、经济、环境、政治和人工智能六个维度总结了影响高等教育... 详细信息

人工智能赋能工具与数据安全正在对全球高等教育产生深刻影响。美国高等教育信息化专业组织发布的《2024地平线报告:教与学版》聚焦高等教育发展面临的机遇与挑战,从社会、技术、经济、环境、政治和人工智能六个维度总结了影响高等教育发展的趋势;分析了“探索人工智能技术的适当应用”“发展人工智能素养”“支持公平和包容的学习”“保护数据隐私与安全”“应对错误信息”“维护心理健康”六类关键技术与实践;预测了高等教育未来发展的四种情境。基于对报告内容的理解与思考,本文提出我国高等教育应对机遇与挑战的策略:提升人工智能素养,增强技术应用匹配度;确保数据隐私与安全,提升信息辨识能力;满足个性化学习需求,完善学习模式;以劳动技能、绿色技能为导向设置课程,增强就业竞争力;创建多样、公平、包容的教育环境,促进教育高质量发展;构建融合关怀心理健康的教育体系,践行全人发展理念。

关键词：地平线报告高等教育人工智能素养数据安全公平和包容的学习

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“时代群像——中国水彩人物画展览”中的人民叙事

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美术 2024年第7期 28-32页

作者：段晓东浙江美术馆

图像叙事是中华人民共和国成立以来美术创作中的重要内容,而又以“为人民叙事”作为创作的主要范式,在中国水彩画家中拥有着广泛影响,成为图像叙事的典范。“时代群像——中国水彩人物画展览”的举办,使中国水彩人物画得到一次全面的展... 详细信息

图像叙事是中华人民共和国成立以来美术创作中的重要内容,而又以“为人民叙事”作为创作的主要范式,在中国水彩画家中拥有着广泛影响,成为图像叙事的典范。“时代群像——中国水彩人物画展览”的举办,使中国水彩人物画得到一次全面的展示。本文对展览中出现的历史题材、生活题材、人物题材作品进行评述,以期为今后的中国水彩人物画创作提供有益借鉴。

关键词：水彩人物画人民叙事创作范式

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两种牡丹的次生代谢产物研究与应用

两种牡丹的次生代谢产物研究与应用

作者：段晓一河南农业大学

学位级别：硕士

牡丹(Paeonia×suffruticosa Andr.),别名白术、鹿韭、木芍药,是毛茛科芍药属(Paeonia L.)植物。在中国,牡丹品种资源丰富,分布繁多,寓意美好。牡丹体内含有大量的具有多种用途的活性次生代谢物质,是极为宝贵的资源。目前,牡丹广泛应用... 详细信息

牡丹(Paeonia×suffruticosa Andr.),别名白术、鹿韭、木芍药,是毛茛科芍药属(Paeonia L.)植物。在中国,牡丹品种资源丰富,分布繁多,寓意美好。牡丹体内含有大量的具有多种用途的活性次生代谢物质,是极为宝贵的资源。目前,牡丹广泛应用在食品、化妆品和生物医药领域,在国内外市场上具有广阔的前景。为了实现牡丹更加深层次、多领域、全方位的利用价值,本研究以常见的两种观赏性牡丹品种雪映桃花和洛阳红为研究对象,采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱质谱联用(GC-MS)、超高效液相色谱质谱联用(UPLC-MS)等现代分析手段,对雪映桃花和洛阳红两种牡丹的花、叶、茎皮、木质部、根等部位的次生代谢产物进行更加深层次的、系统的成分分析,并通过噻唑蓝(MTT)比色法对两种牡丹各五个部位的乙醇提取物进行了人胃癌细胞(SGC-7901)的毒性试验,研究牡丹各部位所含的次生代谢成分及作用,更深层次地挖掘了牡丹在生物医药领域的潜在利用价值,为实现牡丹资源的高值化利用提供科技支撑。(1)雪映桃花和洛阳红的基团研究:在FTIR谱分析结果显示,雪映桃花和洛阳红两种牡丹的花、叶、茎皮、木质部、根等部位都含有多种基团,且两种牡丹含有相同基团。两种花部位的特征峰主要集中在3500-3300 cm-1、3000-2840 cm-1、1085-1050 cm-1、950-800 cm-1等波数范围,说明含有醇类、酚类、胺类、烃类、芳香杂环类化合物、有机卤化合物、有机硅化合物等。叶部位的特征峰主要分布在3500-3300 cm-1、3000-2840 cm-1、1100-1000 cm-1、950-800 cm-1等波数范围,说明含有醇类、胺类、芳杂环、烷烃、烯烃、有机卤化合物、有机硅化合物等。茎皮部位的特征吸收峰主要在3300±20 cm-1,2980±20 cm-1,2800-2000 cm-1,1050±20 cm-1等波数范围,说明含有胺类、烃类、芳香杂环类、醇类、酚类等化合物。木质部的特征吸收峰主要在3000-2840 cm-1,2750-1650 cm-1,1070±20 cm-1,950-800 cm-1等波数范围说明含有烃类、芳香杂环类、胺及铵盐类、醇类、酚类、醚类、有机卤类、有机硅类。在根部位的红外光谱图中,特征吸收峰主要在3300 cm-1,1650 cm-1,1650-1400 cm-1,1085-1050 cm-1,950-800 cm-1等波数范围,说明含有醇类、酚类、胺类、烃类、醚类、芳香杂环类化合物、有机卤化合物、有机硅化合物等。(2)牡丹各部位次生代谢物分析:采用气相色谱质谱(GC-MS)、超高压液相色谱质谱(UPLC-MS)联用技术对雪映桃花和洛阳红两种牡丹的花、叶、茎皮、木质部、根等部位进行系统检测。GC-MS结果表明:雪映桃花所含的次生代谢物共112种,花部50种、叶片部位54种、茎皮部位41种、木质部41种、根部位35种,五个部位相同化合物成分5种。洛阳红所含化合物共111种,花部位55种、叶片部位45种、茎皮部位45种、木质部35种、根部位36种,五个部位共含有相同成分9种。UPLC-MS结果表明:洛阳红各部位次生代谢产物较多于雪映桃花,雪映桃花茎皮化合物228种、木质部化合物254种、二者共有成分有97种。在洛阳红的叶部位含化合物240种、木质部化合物260种、二者共有成分有73种,并发现两种牡丹的次生产物中含有多种抗癌成分。(3)雪映桃花和洛阳红对人胃癌细胞(SGC-7901)的抗癌研究:采用噻唑蓝(MTT)比色法对两种牡丹各部位乙醇提取物进行SGC-7901胃癌细胞试验处理,结果显示不同品种和部位的抽提物对胃癌细胞的杀死率有所区别。在雪映桃花中,茎皮部位对SGC-7901细胞杀死率最高,这可能与茎皮中含有的山奈酚、槲皮素、野漆树苷、异鼠李素、香叶木素等抗癌成分有关。在洛阳红中,木质部部位对SGC-7901细胞杀死率最高,这可能与木质部所含的芥子酸、积雪草酸、阿尼西坦、银杏酸C15:1、铁冬青酸、脱镁叶绿酸盐A、异鼠李素、过氧化氢酶等抗癌成分有关。将两种牡丹不同部位的次生代谢成分与SGC-7901靶点进行分析发现山奈酚、槲皮素、异鼠李素、豆甾-4-烯-3-酮、5-羟基吲哚-3-乙酸、反式阿魏酸、绿原酸、斑蝥黄(反式)、肉桂醛、芥子酸、积雪草酸以及脱镁叶绿酸盐A等代谢成分与SGC-7901胃癌细胞具有多个共同靶点,因此雪映桃花和洛阳红的次生代谢物对SGC-7901胃癌细胞具有较好的抑制效果。

关键词：雪映桃花洛阳红次生代谢物人胃癌细胞(SGC-7901)