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分子水平下融合机器学习模型的塑钢窗光谱多特征自动分类

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激光与光电子学进展 2022年第16期59卷 504-510页

作者：张震王继芬鲁朋武付赵奎中国人民公安大学侦查学院北京100038 中国人民公安大学公安管理学院北京100038

为帮助侦查机关在案件侦办过程中获取更多线索,对工作中常见的塑钢窗物证进行高效、数据化无损鉴别,使用主成分分析(PCA)前处理结合Fisher判别分析-支持向量机(FDA-SVM)的最佳参数组合分析鉴别物证的方法,对提取的“金鹏“”海螺”等6... 详细信息

为帮助侦查机关在案件侦办过程中获取更多线索,对工作中常见的塑钢窗物证进行高效、数据化无损鉴别,使用主成分分析(PCA)前处理结合Fisher判别分析-支持向量机(FDA-SVM)的最佳参数组合分析鉴别物证的方法,对提取的“金鹏“”海螺”等6个品牌的126组傅里叶变换红外光谱数据进行了理论和实验分析,实现了“品牌-批次”二维特征刻画与识别。选取全谱段、官能团区、指纹区三个不同谱段的PCA结果建立基于Fisher判别分析的数据分类模型,发现全谱段的分类准确率最高,为66.7%。为进一步提升对不同样本的区分能力,使用全谱段的特征值建立SVM模型,同时考查了惩罚因子C和径向基函数(RBF)伽马值σ对SVM分类模型分类准确率的影响,并得到了基于最佳参数组合(C=10,σ=2.5)的SVM分类模型。使用最佳分类模型对“海螺”品牌不同批次的塑钢窗样本进行区分,其分类准确率达到100%。所提方法分类结果理想,能满足塑钢窗快速分类的办案需求,可为其在法庭科学研究领域的应用提供一定的参考与借鉴。

关键词：光谱学塑钢窗 Fisher判别分析支持向量机分类机器学习

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公共安全视域下精神药物光谱学无损分类

分析测试学报 2022年第2期41卷 276-282页

作者：李佳瑞王继芬刘津彤中国人民公安大学侦查学院北京100038

该文对苯二氮类和吩噻嗪类镇静安眠药样品的红外光谱数据进行采集,构建了不同数据分类模型并对比了不同波段光谱数据集对其分析准确率的影响。结果表明,借助贝叶斯判别分析的基于全波段数据集的二阶导数模型分类效果优于其他单一模型,... 详细信息

该文对苯二氮类和吩噻嗪类镇静安眠药样品的红外光谱数据进行采集,构建了不同数据分类模型并对比了不同波段光谱数据集对其分析准确率的影响。结果表明,借助贝叶斯判别分析的基于全波段数据集的二阶导数模型分类效果优于其他单一模型,对于苯二氮类和吩噻嗪类两个不同类型精神药物的总体分类准确率达92.7%。借助贝叶斯判别分析的基于全波段和指纹区融合数据集的二阶导数融合模型分类效果最佳,对苯二氮类和吩噻嗪类两个不同类型精神药物的总体分类准确率达到100%;对苯二氮类和吩噻嗪类中不同种类精神药物的总体分类准确率则分别达到96.7%和100%。该研究实现了不同类型及同一类型不同种类镇静安眠药的快速准确定性分析,为此类管制类药物走私案件的准确定性提供了一定的技术支持。

关键词：光谱融合公共安全精神药物贝叶斯判别分析多层感知器

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基于滤波器-光谱数据降维的指甲地区识别

分析测试学报 2022年第5期41卷 746-753,760页

作者：古锟山王继芬曾啸虎中国人民公安大学侦查学院北京100038 酒泉卫星发射中心甘肃酒泉735000

该文从实际案件中收集了5个地区共计204份指甲样本,运用希尔伯特变换滤波器对原始谱图进行降噪处理,然后采用主成分分析进行数据降维,借助朴素贝叶斯、随机森林以及偏最小二乘判别分析模型开展指甲地区的识别工作,并根据模型的识别率和... 详细信息

该文从实际案件中收集了5个地区共计204份指甲样本,运用希尔伯特变换滤波器对原始谱图进行降噪处理,然后采用主成分分析进行数据降维,借助朴素贝叶斯、随机森林以及偏最小二乘判别分析模型开展指甲地区的识别工作,并根据模型的识别率和相关指标筛选出最佳预处理方法和最优识别模型。结果表明,经预处理后的原始谱图识别率得到显著提升,希尔伯特变换滤波器结合主成分分析是最佳预处理方法,随机森林模型的稳定性和识别率均高于朴素贝叶斯和偏最小二乘判别分析模型,对最佳预处理方法的训练集识别率为94.88%,测试集识别率为93.47%。该方法能有效降低谱图的噪声,减少数据的冗余,提高模型的识别效果,为法庭科学中指甲地区的快速鉴定提供了参考。

关键词：光谱学指甲希尔伯特变换滤波器主成分分析机器学习

基于光谱和色谱数据碰撞融合策略的大麻油快速识别分类

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激光与光电子学进展 2022年第16期59卷 496-503页

作者：李佳瑞王继芬范琳媛石学军中国人民公安大学侦查学院北京100038 北京海关缉私局司法鉴定中心北京100000

实现药物快速无损准确定性分析是药物防控视域下的关键问题。采集了4类共计159份大麻油样本的光谱和色谱数据,利用有监督模式识别方法Fisher判别分析和K邻近分析构建不同数据集分类模型,对比了单一模型与融合模型对分析结果的影响。结... 详细信息

实现药物快速无损准确定性分析是药物防控视域下的关键问题。采集了4类共计159份大麻油样本的光谱和色谱数据,利用有监督模式识别方法Fisher判别分析和K邻近分析构建不同数据集分类模型,对比了单一模型与融合模型对分析结果的影响。结果表明,在4类大麻油识别与分类过程中,基于光谱与色谱融合数据集的分类模型的分类效果优于其他数据集,借助K邻近分析的融合模型分类效果最佳,总体分类准确率达到1。该研究实现了对不同类型大麻油快速准确的定性分析,为准确认定缴获药物的来源、审理事实关联的上下游药物犯罪案件提供线索和证据。

关键词：光谱融合大麻油 Fisher判别分析 K邻近分析

药品安全视域下安眠镇静类药物光谱模式识别研究

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激光与光电子学进展 2022年第5期59卷 344-351页

作者：侯伟王继芬张蕾萍何昕宇谢宜霖中国人民公安大学侦查学院北京100038 公安部物证鉴定中心北京100038 中国人民公安大学信息网络安全学院北京100038

为了实现对安眠药种类的快速准确区分,实验采集了苯二氮卓类、吩噻嗪类和巴比妥类3种安眠镇静类药物共计92份样本的红外光谱数据,经预处理后进行分类模型的构建。实验结果表明,采用串联融合后的数据进行建模分类的准确率优于均值融合和... 详细信息

为了实现对安眠药种类的快速准确区分,实验采集了苯二氮卓类、吩噻嗪类和巴比妥类3种安眠镇静类药物共计92份样本的红外光谱数据,经预处理后进行分类模型的构建。实验结果表明,采用串联融合后的数据进行建模分类的准确率优于均值融合和差值融合;原始光谱与一阶导数光谱的指纹区特征变量进行融合后使用随机森林模型进行建模分析,3种安眠药的分类识别率可达100%,能够实现安眠药种类的完全区分。该方法快速准确,可以在一定程度上为司法鉴定领域中安眠药类物质的检验提供一种新的方法和思路。

关键词：光谱学安眠镇静类药物光谱数据融合多元建模

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尿液中新型合成大麻素及其代谢物的检验研究

分析试验室 2023年第11期42卷 1494-1501页

作者：古锟山王继芬张瑛覃仕扬张文芳中国人民公安大学侦查学院北京100038 北京市公安司法鉴定中心法庭毒物分析公安部重点实验室北京100192

利用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)建立了尿液中3种新型合成大麻素及5种代谢物的快速检验方法。前处理分别采用沉淀蛋白和固相萃取2种方法,选用Thermo Hypersil GOLD C_(18)(100 mm×2.1 mm,1.9μm)色谱柱进行分离,以含10 mmol/L甲酸铵... 详细信息

利用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)建立了尿液中3种新型合成大麻素及5种代谢物的快速检验方法。前处理分别采用沉淀蛋白和固相萃取2种方法,选用Thermo Hypersil GOLD C_(18)(100 mm×2.1 mm,1.9μm)色谱柱进行分离,以含10 mmol/L甲酸铵的0.1%甲酸水溶液和含0.1%甲酸的甲醇溶液进行梯度洗脱;采用正离子扫描模式,一级质谱全扫描/数据依赖二级质谱扫描(Full MS/dd-MS2)进行检测。结果表明,沉淀蛋白法检出限为1~3 ng/mL,定量限为2~5 ng/mL,固相萃取法检出限为0.1~1 ng/mL,定量限为0.5~2 ng/mL,回收率为76.5%~91.7%,基质效应范围为77.6%~97.3%,日内日间相对标准偏差均小于12%。将建立的方法用于检验疑似合成大麻素吸食者的尿液检材并检出了目标物,表明所建立的方法可应用于公安机关对实际案件的检验。

关键词：新型合成大麻素液相色谱-高分辨质谱技术沉淀蛋白法固相萃取法

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植物油光谱模式的识别

中国油脂 2022年

作者：接昭玮刘卓王继芬古锟山王之宇中国人民公安大学侦查学院

可食用植物油的识别与区分是食品安全监测领域中的值得关注的工作内容之一。文章借助衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析，获取8种植物油样本的数据，而后采用标准正态变换和一阶导数处理来消除背景干扰，使得重叠峰发生分离；其次构建... 详细信息

可食用植物油的识别与区分是食品安全监测领域中的值得关注的工作内容之一。文章借助衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析，获取8种植物油样本的数据，而后采用标准正态变换和一阶导数处理来消除背景干扰，使得重叠峰发生分离；其次构建竞争性自适应重加权算法模型对各样本光谱数据进行特征提取，共提取105个特征波长点；然后构建长短期记忆神经网络对提取特征波长前后的可食用植物油种类进行预测识别与比较，结果表明，长短期记忆神经网络对提取特征波长前后样本预测识别准确率分别维持在30%～40%和80%～90%的区间范围内，模型运行时间分别为111 min 25 sec和 1 min 45 sec，这表明在光谱化学模式识别中特征波长的提取是十分有必要的；最后搭建由Levenberg-Marquardt算法改进的BP神经网络进一步提高植物油分类识别的准确率，总体准确率达到100%。实验结果较为理想，可为植物油的无损快速检验提供一定的参考与借鉴。

关键词：红外光谱可食用植物油特征提取机器学习

二芴及其衍生物的结构优化、前线轨道及其性质的理论研究

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高等学校化学学报 2008年第1期29卷 177-181页

作者：王继芬封继康上海第二工业大学城市建设与环境工程学院上海201209 吉林大学理论化学研究所理论化学计算国家重点实验室长春130021

采用DFT/B3LYP方法对系列二芴体系进行了全优化,对其结构特征进行对比.在此基础上,得到各分子的最高占据轨道和最低空轨道能量关系及HOMO-LUMO能隙,并分析其能隙与导电性的关系及预计其光谱特征.对各分子的相关热力学性质进行了研究.热... 详细信息

采用DFT/B3LYP方法对系列二芴体系进行了全优化,对其结构特征进行对比.在此基础上,得到各分子的最高占据轨道和最低空轨道能量关系及HOMO-LUMO能隙,并分析其能隙与导电性的关系及预计其光谱特征.对各分子的相关热力学性质进行了研究.热力学参数表明各分子均较稳定,其中化合物DFBT最稳定.采用ZINDO和TD-DFT方法计算其吸收光谱,分析结构特征对光谱性质的影响.二芴中插入共轭程度高的结构后,分子的共轭程度增加;HOMO-LUMO能隙变窄;最低激发能降低,导电性增强;吸收光谱红移.而接入扭曲的结构后,共轭程度降低;HOMO-LUMO能隙变宽;最低激发能有所升高,导电性下降;吸收光谱蓝移.

关键词：二芴衍生物密度泛函理论前线轨道结构与陛质

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硫化氢中毒检验技术研究进展

分析试验室 2023年第10期42卷 1406-1411页

作者：张震张云峰吴小军王继芬鲁朋武中国人民公安大学侦查学院北京100038 公安部物证鉴定中心北京100038 中国人民公安大学公安管理学院北京100038

硫化氢中毒的检验鉴定一直都是司法鉴定的难题,大量的硫化氢死亡案件由于检验方法的缺失导致无法确定死因。本文从硫化氢的物化特性、中毒机理及代谢、法医病理鉴定、毒物检验等角度进行综述,探究了色谱-质谱分析技术等不同硫化氢检验方... 详细信息

硫化氢中毒的检验鉴定一直都是司法鉴定的难题,大量的硫化氢死亡案件由于检验方法的缺失导致无法确定死因。本文从硫化氢的物化特性、中毒机理及代谢、法医病理鉴定、毒物检验等角度进行综述,探究了色谱-质谱分析技术等不同硫化氢检验方法,总结出最为合适的硫化氢检验方法,并对硫化氢定量及现场检测进行展望,以期为其在司法鉴定领域的研究与应用提供参考与借鉴。

关键词：硫化氢气相色谱液相色谱质谱分光光度法