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基于深度神经网络的地表地震动幅值预测研究

震灾防御技术 2024年第2期19卷 387-396页

作者：苏闻浩刘启方苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215009

地震动预测模型是灾害分析和结构设计的重要组成部分,近年来神经网络技术愈发成熟地被应用在该预测模型的开发上,但多为使用地表以下30 m范围内土层等效剪切波速(VS30)作为场地输入参数的单层全连接神经网络模型,忽略了完整土层厚度及... 详细信息

地震动预测模型是灾害分析和结构设计的重要组成部分,近年来神经网络技术愈发成熟地被应用在该预测模型的开发上,但多为使用地表以下30 m范围内土层等效剪切波速(VS30)作为场地输入参数的单层全连接神经网络模型,忽略了完整土层厚度及剪切波速信息对地震动幅值的影响。本文采用卷积神经网络及全连接神经网络混合模型,选用日本KiK-net台网记录到的3174次地震共计39192条地震动记录,构建了一种基于深度神经网络框架的地表地震动幅值预测模型。该模型的输入参数为震级、震源深度、震中距、场地各土层厚度、剪切波速信息和井下地震动幅值,输出为相应的地表地震动幅值(PGA或PGV或PGD)。对模型进行训练并计算其各项评价指标予以评估,结果表明:(1)该混合神经网络模型的决定系数超过了0.85,模型残差服从正态分布,均值残差接近于0,模型表现出无偏的特性。(2)与现有经验公式相比,混合网络模型的PGA、PGV和PGD预测精度分别提升约26.9%、16.5%和11.6%。与使用VS30作为场地参数的全连接神经网络模型相比,该框架下模型预测值与真实值的Person相关系数及各项评价指标均有所提升,模型残差的均值和标准差更小,PGA、PGV和PGD模型预测精度提升约6.3%、3.9%和3.4%,能更好地对地震动幅值进行预测。

关键词：地震动幅值地震动预测模型卷积神经网络深度学习

基于BP神经网络的场地等效剪切波速变化预测研究

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地震研究 2024年第2期47卷 280-289页

作者：苏闻浩刘启方苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215009

利用日本KiK-net台网提供的407个台站的30952条地震动记录,提出了一种基于BP神经网络的场地等效剪切波速比变化预测模型。模型采用了均方误差函数及Adam优化算法,由3个输入参数、5个隐藏神经元及1个输出参数组成。输入参数为地面峰值加... 详细信息

利用日本KiK-net台网提供的407个台站的30952条地震动记录,提出了一种基于BP神经网络的场地等效剪切波速比变化预测模型。模型采用了均方误差函数及Adam优化算法,由3个输入参数、5个隐藏神经元及1个输出参数组成。输入参数为地面峰值加速度PGA、Arias烈度I_(a)及场地剪切波速V_(S30),输出为场地等效剪切波速比(V_(S r))。研究结果表明:该神经网络模型残差对于各输入变量整体呈现出无偏的特性,在大部分的软硬场地中均有较好的预测性能,该模型预测得到的PGA关于V_(S30)的相关系数曲线与用传统的最小二乘法回归得到的函数曲线相比,其相关系数有更好的表现。该模型预测曲线显示,B类场地在PGA达到175 cm/s^(2)时,场地剪切波速下降5%,D、E类场地在PGA达到140 cm/s^(2)时,场地剪切波速下降5%,多数场地的非线性阈值为50~100 cm/s^(2)。PGA在该网络模型中占据着较高的权重,为场地等效剪切波速变化的最主要控制参数。该网络模型捕捉到场地等效剪切波速比随PGA的增大有下降的趋势,而较为松软的D、E类场地受PGA影响更大,下降幅度更大。

关键词：神经网络等效剪切波速场地非线性参数预测地表峰值加速度

基于无迹卡尔曼滤波的液体火箭发动机故障诊断

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载人航天 2024年第4期30卷 516-525页

作者：许亮芦弘炜王闻浩薛薇天津理工大学电气工程与自动化学院天津市复杂系统控制理论与应用重点实验室天津300384 中国航天科技创新研究院北京100083

针对火箭发动机故障数据难以获取的问题,设计了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的液体火箭发动机故障诊断算法。采用MATLAB/Simulink平台搭建了液体火箭发动机故障仿真模型,实现发动机正常运行仿真和预燃室氧阀门故障、氧主泵汽蚀、氢主涡... 详细信息

针对火箭发动机故障数据难以获取的问题,设计了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的液体火箭发动机故障诊断算法。采用MATLAB/Simulink平台搭建了液体火箭发动机故障仿真模型,实现发动机正常运行仿真和预燃室氧阀门故障、氧主泵汽蚀、氢主涡轮叶片脱落3种故障仿真。将正常运行仿真值与设计值、试车值进行了对比。结果表明:模型参数与设计值最大误差不超过5%,仿真精度较高;仿真参数变化趋势与试车值基本一致,且稳态值误差较小。使用UKF算法求取发动机正常运行阈值范围,并对故障序列进行滤波处理,若故障数据连续3次超出阈值区间,且在0.1 s内有至少2个涡轮泵发出报警,则判定故障发生,故障发生时间为第2个涡轮泵报警时间。使用设计算法对3种故障序列进行诊断,判定故障发生时间分别为20.08 s、20.05 s、20.18 s。相比于传统红线阈值算法,文中所设计算法响应更为及时,且误报率较低。

关键词：故障诊断液体火箭发动机无迹卡尔曼滤波故障仿真红线阈值算法

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基于人工神经网络的地震动峰值加速度预测研究

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安徽建筑 2024年第2期31卷 77-79页

作者：苏闻浩苏州科技大学江苏苏州215009 江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215009

地震动峰值加速度对建筑结构具有重要影响,是灾害分析和结构设计的重要组成部分。文章选用日本KiK-net台站提供的地震数据及相应的场地信息,基于人工神经网络技术,构建了一个可以预测地震动作用下地表峰值加速度的预测模型。对模型进行... 详细信息

地震动峰值加速度对建筑结构具有重要影响,是灾害分析和结构设计的重要组成部分。文章选用日本KiK-net台站提供的地震数据及相应的场地信息,基于人工神经网络技术,构建了一个可以预测地震动作用下地表峰值加速度的预测模型。对模型进行训练和评估后结果表明,该人工神经网络预测模型可以较好地预测地表峰值加速度,模型的误差呈正态分布,均值误差接近于0,模型的决定系数高于0.8,展现出了良好的预测性能。同时该模型在各类场地中均有较为一致的预测性能,具有一定的工程应用价值。

关键词：地震灾害峰值预测人工神经网络地表峰值加速度

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声功率极小值的产生机理分析

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：史英沙黎胜大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件国家重点实验室大连理工大学船舶工程学院

针对结构辐射声功率极小值产生机理尚不明确的问题，本文基于振动模态耦合声功率的正负对矩形板结构的辐射声功率极小值进行了研究。然后结合声辐射模态对结构振动模态的辐射效率进行了分析，研究了结构在不同流体介质中辐射声功率极小... 详细信息

针对结构辐射声功率极小值产生机理尚不明确的问题，本文基于振动模态耦合声功率的正负对矩形板结构的辐射声功率极小值进行了研究。然后结合声辐射模态对结构振动模态的辐射效率进行了分析，研究了结构在不同流体介质中辐射声功率极小值的特性差异及其产生原因。结果表明：声功率极小值的产生主要与振动模态耦合相关，低阶奇-奇振动模态之间的耦合对声功率极小值有较大贡献。在本文中激励频率在第5到第6阶共振频率之间，第5、6阶振动模态耦合的声功率为负时，会较大的降低矩形板的辐射声功率；水中矩形板的低阶奇-奇模态辐射效率高，模态耦合可以极大的降低结构的辐射声功率出现极小值。

关键词：声功率极小值振动模态声辐射模态模态分析模态耦合辐射效率激励位置

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遗传性光敏感性皮肤病

中华皮肤科杂志 2024年第3期57卷 279-282页

作者：陈玉沙汪盛四川大学华西医院皮肤性病科成都610041

遗传性光敏感性皮肤病包含一大类由于DNA核苷酸切除修复、DNA双链断裂修复或生化物质代谢等途径相关基因缺陷引起的疾病,皮肤光敏感常为首发症状。此类疾病往往合并严重的多器官系统受累,具有发病早、进展快、预后差的特点。作者综述遗... 详细信息

遗传性光敏感性皮肤病包含一大类由于DNA核苷酸切除修复、DNA双链断裂修复或生化物质代谢等途径相关基因缺陷引起的疾病,皮肤光敏感常为首发症状。此类疾病往往合并严重的多器官系统受累,具有发病早、进展快、预后差的特点。作者综述遗传性光敏感性皮肤病临床特征和研究现状,提高临床医生的认识,帮助早期诊断和及时干预。

关键词：遗传性疾病,先天性遗传性光敏感性皮肤病光暴露神经系统受累恶性肿瘤风险

微血管减压术后远隔部位硬膜下血肿的原因分析和应对策略

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浙江中西医结合杂志 2024年第3期34卷 251-254页

作者：王林杰王恒郑闻浩杜权浙江中医药大学第四临床医学院杭州310053 浙江大学医学院附属杭州市第一人民医院神经外科杭州310006

自1934年Dandy首次提出以来,微血管减压术(microvascular decompression,MVD)已成为治疗颅神经病变(如三叉神经痛、面肌痉挛和舌咽神经痛等)的主要方法^([1])。该手术通过减轻颅内神经与周围血管之间的压迫,显著缓解患者症状,甚至有可... 详细信息

自1934年Dandy首次提出以来,微血管减压术(microvascular decompression,MVD)已成为治疗颅神经病变(如三叉神经痛、面肌痉挛和舌咽神经痛等)的主要方法^([1])。该手术通过减轻颅内神经与周围血管之间的压迫,显著缓解患者症状,甚至有可能治愈疾病。然而,MVD存在一定风险,其术后死亡率为0.22%~2%,颅内出血是主要的并发症^([2-5])。

关键词：微血管减压术远隔部位硬膜下血肿并发症保守治疗

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思想政治教育视域下青年数字素养生成研究

思想教育研究 2024年第4期 124-129页

作者：梁钦沙星雨上海交通大学马克思主义学院上海200240

青年数字素养生成是构建新兴思想政治教育生态图景的内在要求,思想政治教育为青年数字素养生成提供实践经验,二者具有价值共契性、原则共通性以及资源共享性。在思想政治教育视域下,采用“内因激发+外因催化”的方式,以思想政治教育价... 详细信息

青年数字素养生成是构建新兴思想政治教育生态图景的内在要求,思想政治教育为青年数字素养生成提供实践经验,二者具有价值共契性、原则共通性以及资源共享性。在思想政治教育视域下,采用“内因激发+外因催化”的方式,以思想政治教育价值引领激活数字主体、以思想政治教育人文精神赋能数字技术、以思想政治教育数字转型形塑数字环境、以思想政治教育意识形态性建设数字文化、以思想政治教育实践育人巩固数字教育,促使青年成为数字时代合格的数字公民。

关键词：思想政治教育青年数字素养生成路径

信息技术与教学深度融合:初中科学教学方式的变革

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全球教育展望 2024年第5期53卷 147-160页

作者：沙琦波浙江省教育厅教研室杭州310012

教育数字化转型对信息技术与科学教学的融合提出了新要求。为转变信息技术在初中科学教学中的应用方式,回应时代发展需求,信息技术与初中科学教学深度融合研究历经二十余年,经历三个阶段,以解决问题为导向、系列课题为引领、研训项目为... 详细信息

教育数字化转型对信息技术与科学教学的融合提出了新要求。为转变信息技术在初中科学教学中的应用方式,回应时代发展需求,信息技术与初中科学教学深度融合研究历经二十余年,经历三个阶段,以解决问题为导向、系列课题为引领、研训项目为支撑,推动深度融合的研究、实践和推广,构建了信息技术与初中科学教学深度融合的实践体系:以深度融合为核心目标,实现信息技术与初中科学深度融合的新理念、新路径、新策略、新样态和新评价。研究结果表明,“技术融学”实现了初中科学信息化教学方式的系统变革,提升了学生的核心素养,促进了科学教师信息素养的发展。信息技术与教学深度融合的科学课堂在浙江已成为常态,形成了初中科学教学方式信息化转变的“浙江经验”,并正逐步向全国推广。

关键词：信息技术初中科学深度融合教学方式