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煤矿井下定向钻进减阻技术研究与应用

煤矿井下定向钻进减阻技术研究与应用

作者：王耀民煤炭科学研究总院

学位级别：硕士

定向钻进技术因轨迹可控、可分支钻进等优点,在煤矿井下得到大规模应用,大量实践表明定向钻进技术在探放水、瓦斯抽采和地质异常体探测中有着无可比拟的技术优势。但随着近水平钻孔孔深不断延伸,钻进摩阻已成为煤矿井下近水平定向钻进... 详细信息

定向钻进技术因轨迹可控、可分支钻进等优点,在煤矿井下得到大规模应用,大量实践表明定向钻进技术在探放水、瓦斯抽采和地质异常体探测中有着无可比拟的技术优势。但随着近水平钻孔孔深不断延伸,钻进摩阻已成为煤矿井下近水平定向钻进技术无法回避的一个难题。本文针对煤矿井下近水平定向钻进技术减阻难题,建立钻进摩阻模型分析钻进摩阻影响因素,将轨迹控制技术和复合定向钻进技术作为定向钻进减阻技术研究重点,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,形成了煤矿井下定向钻进减阻技术,主要研究内容如下:(1)分析滑动定向钻进技术不足,建立近水平钻孔钻进摩阻模型,分析钻进摩阻影响因素并提出减阻措施,将钻孔轨迹和钻进方式优化作为减阻研究重点;(2)从钻孔轨迹设计参数出发,考虑开孔倾角、造斜曲率和目的层位选择对钻进摩阻影响,实钻轨迹控制方面,从钻进方式、岩屑运移和钻进参数三方面来降低钻孔弯曲度,形成轨迹控制减阻技术;(3)采用复合定向钻进技术,分析其减阻优势和不足,将岩屑运移作为复合定向减阻钻进研究重点,建立水平段岩屑运移模型并进行CFD模拟,从地层、钻柱受力和岩屑运移等方面确定了复合定向减阻钻进参数取值范围;(4)对定向钻进减阻技术进行了现场试验研究,从钻孔孔深、钻孔弯曲度、钻进速度和起拔压力四方面与滑动定向钻进钻孔进行对比,验证了定向钻进减阻技术减阻效果,并进行推广应用。

关键词：钻进摩阻轨迹控制复合定向钻进岩屑运移钻进参数

基于MODIS数据的黑龙江省别拉洪河灌区水稻水分生产率评估

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基于MODIS数据的黑龙江省别拉洪河灌区水稻水分生产率评估

作者：王耀民西北农林科技大学

学位级别：硕士

粮食和水资源是关乎人类生存和社会稳定的重要因素。水稻作为我国最主要的粮食产物之一,其种植生产过程耗水较大。然而,目前全球水资源匮乏,随着经济的发展,各行业用水竞争激烈,因此提高作物水分生产率能有效缓解行业间的用水矛盾。在... 详细信息

粮食和水资源是关乎人类生存和社会稳定的重要因素。水稻作为我国最主要的粮食产物之一,其种植生产过程耗水较大。然而,目前全球水资源匮乏,随着经济的发展,各行业用水竞争激烈,因此提高作物水分生产率能有效缓解行业间的用水矛盾。在此背景下,本文以黑龙江省别拉洪河灌区为研究区域,以2019年MODIS遥感数据和83个采样点实测产量数据为主要数据源,绘制了2019年研究区水分生产率空间分布图,并以水分生产率为指标分析了研究区节水潜力,为农业水资源合理调控以及粮食生产安全提供理论参考。本研究得到的主要成果如下:(1)水稻种植面积及空间分布利用MOD09A1数据构建了研究区的NDVI、EVI、LSWI、RVI时间序列数据集,并利用Timesat软件的S-G滤波对其降噪。选取研究区四种主要地物(稻田、林地、荒地、建筑用地)多个采样点作为训练样区,提取4种地物的遥感指数时序曲线,根据不同时期地物在遥感指数上呈现的不同特征,选择合适的阈值,建立水稻种植面积决策树模型,提取研究区内水稻种植面积,获得水稻种植空间分布图。在此基础上,利用高分辨率卫星所提供的土地利用分类结合混淆矩阵法对提取结果进行精度评价。结果表明:Kappa系数达到了0.71,具有高度一致性,并且分类总精度有88.75%,总体效果较好。(2)水稻产量估算及其空间分布通过相关系数分析(r)法、变量投影重要性分析(VIP)法和袋外数据重要性(OOB)分析法分析水稻4个生育期(分蘖期、抽穗期、孕穗期和乳熟期)的不同波段和光谱指数对于水稻产量的敏感性,筛选出特征波段和指数。再结合随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和偏最小二乘(PLS)3种统计回归方法,构建了9种水稻产量估算模型并对各模型进行比选:r-RF、r-SVM、r-PLS、VIP-RF、VIP-SVM、VIP-PLS、OOB-RF、OOB-SVM、OOB-PLS。结果表明:OOB-RF模型最优,其模型验证决定系数为0.742,均方根误差为206 kg/hm。利用OOB-RF模型估算了研究区水稻产量,并绘制了研究区水稻产量空间分布图。(3)水稻水分生产率研究及节水潜力分析利用MOD16A2数据结合水稻种植面积空间分布图绘制了研究区稻田蒸散发空间分布图,结合水稻产量空间分布识别成果,获得了水稻水分生产率空间分布。通过分析水分生产率对产量、蒸散发的敏感性,发现水稻蒸散发的降低对水稻水分生产率最为敏感。再以水分生产率为指标计算分析了研究区的节水潜力,发现研究区具有节水潜力,并提出关于减少蒸散发的节水措施以便提高研究区水分生产率,从而达到农业水资源可持续发展的目的。

关键词：水稻水分生产率产量估算 MODIS 卫星遥感三江平原

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基于STFT的跳频信号检测技术研究及实现

基于STFT的跳频信号检测技术研究及实现

作者：王耀民电子科技大学

学位级别：硕士

跳频通信的出现,给信号检测领域带来了新的课题。针对非合作跳频信号的检测,国内外专家学者提出了各类检测理论。但是在工程领域,跳频信号检测的实际应用成果较少,且基本都是使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)... 详细信息

跳频通信的出现,给信号检测领域带来了新的课题。针对非合作跳频信号的检测,国内外专家学者提出了各类检测理论。但是在工程领域,跳频信号检测的实际应用成果较少,且基本都是使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)进行相关系统的开发。本文针对当前跳频信号检测算法计算复杂的问题进行了分析,给出了更利于硬件实现的时频分析方法;并就FPGA存储资源稀缺、数据处理灵活性差的缺点,给出了在Zynq平台上实现跳频信号检测系统的方案。本文主要内容如下:1)本文首先对跳频通信基本原理进行了介绍,并就其信号调制方式对频谱的影响做了分析,阐述了选择最小频移键控(Minimum-Shift Keying,MSK)或连续相位频移键控(Continuous Phase Frequency Shift Keying,CPFSK)作为调制方式进行跳频信号传输的缘由。然后,本文介绍了能量检测和时频分析检测两类跳频信号检测方式,对比了各种常见时频分析方法的检测效果以及计算复杂度。最终,本文选择了短时傅里叶变换作为时频检测实现方法。2)本文对最经典也最基础的短时傅里叶变换方法进行了剖析,指出传统基于快速傅里叶变换实现算法计算量巨大的窘境。为了减少计算量,便于硬件实现,本文通过增加短时傅里叶变换滑窗步长的方式,给出了更利于算法实现的时频公式。同时,针对短时傅里叶变换时间和频率分辨率的矛盾,本文借鉴星敏感器定位星体的原理,使用带阈值的质心法在短窗情况下改善了频点检测精度。3)本文给出了完整的跳频信号检测流程,对具体时频分布数据处理流程及方式进行了详细的分析和仿真。基于在FPGA中构建软核的思路,本文采用FPGA+ARM(Advanced RISC Machine,进阶精简指令集机器)硬核的方式,将基于短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)的跳频信号检测技术应用于Zynq平台。同时,本文详细分析了系统设计过程中,需要注意的一些细节问题,并对最终系统性能做了简单评估,验证了算法的可实现性及Zynq平台的优势。

关键词：跳频通信短时傅里叶变换质心法 Zynq

超高强度马氏体-奥氏体复合钢制备技术及强化机理研究

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超高强度马氏体-奥氏体复合钢制备技术及强化机理研究

作者：王耀民燕山大学

学位级别：硕士

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河南省鹿邑县涡河滨河生态湿地景观设计

河南省鹿邑县涡河滨河生态湿地景观设计

作者：王耀民云南大学

学位级别：硕士

近年来,随着鹿邑县经济水平的不断提升,人们将发展的眼光陆续投向环境较好的涡河滨河一带。但由于该区域人口的增加,使得其空间承载负荷加大,这直接导致了涡河附近的水生物和植被遭到前所未有的破坏,河流水体质量逐年下降。此外,涡河周... 详细信息

近年来,随着鹿邑县经济水平的不断提升,人们将发展的眼光陆续投向环境较好的涡河滨河一带。但由于该区域人口的增加,使得其空间承载负荷加大,这直接导致了涡河附近的水生物和植被遭到前所未有的破坏,河流水体质量逐年下降。此外,涡河周边区域功能性场地空间和公共基础配套设施的缺失,以及周边居民活动区域所受到的限制,使得附近居民对该地区的活动空间需求愈发强烈。为了改变涡河滨河景观的现状,维护均衡的自然生态环境,眼下创建一个生态、共生、可持续滨河生态景观场所刻不容缓。论文首先以湿地保护、生态景观、生态可持续等相关基础理论为指导,并结合国内外生态湿地景观案例,进行分析和总结。由此提炼出适合涡河滨河生态景观的设计策略,融合相关理论知识并将其运用到涡河滨河生态景观设计当中。其次通过文献搜集、实地勘察等研究方法,对涡河滨河湿地展开调研,并对其沿岸的驳岸、植被、空间、及沿河道路进行分析,旨在解决现阶段涡河沿河周边的现实问题。本次构思以生态共生为设计目的,对鹿邑县涡河滨河进行整体设计,并从其结构关系、功能空间布局、以及重要节点进行详细设计规划,以实现生态湿地和滨河景观生态的共生。希望通过涡河滨河生态景观的设计实践,能为我国生态滨河景观的发展提供一些有用的帮助。

关键词：湿地滨河景观设计生态湿地景观生态共生生态驳岸

听觉媒介、意义关联与自我呈现：城市民谣社群中“打卡圣地”的生成路径研究 ——以南京热河路为例

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听觉媒介、意义关联与自我呈现：城市民谣社群中“打卡圣地”的生...

作者：王耀民四川外国语大学

学位级别：硕士

近年来,城市民谣在大众传媒与互联网的助推之下得到了广泛的传播,影响力也不断扩大。由于城市民谣常常在文本中对城市空间的描摹,一个个“打卡圣地”逐渐在城市民谣社群中形成。原本平淡无奇的城市空间,因何成为歌迷心目中的“打卡圣地... 详细信息

近年来,城市民谣在大众传媒与互联网的助推之下得到了广泛的传播,影响力也不断扩大。由于城市民谣常常在文本中对城市空间的描摹,一个个“打卡圣地”逐渐在城市民谣社群中形成。原本平淡无奇的城市空间,因何成为歌迷心目中的“打卡圣地”?本研究试图对对民谣社群中“打卡圣地”的生成路径进行考察。本文以南京市鼓楼区热河路为案例,采用深度访谈、扎根理论、参与式观察的研究方法,选取21名与此相关的民谣歌迷作为研究对象,通过对访谈获得的文字资料进行编码分析,试图对民谣社群中“打卡圣地”的生成路径进行探析。研究发现,民谣社群中“打卡圣地”的生成主要受到“听觉媒介”“意义关联”以及“自我呈现”三个要素的影响。听觉媒介方面,城市民谣的听觉媒介属性催生出意义空缺的虚拟视觉空间,意义的空缺为个人与音乐的意义关联提供了空间,也进一步促使歌迷打卡行为以填补意义的空缺。意义关联方面,城市民谣的意义图式与歌迷个人的认知图式产生意义关联时,个人对音乐文本中的城市空间产生情感依赖,歌迷的打卡意愿生成。自我呈现方面,歌迷完成打卡之后,在媒介中形成的意义关联在物理空间中得到确证,原本的“信息自我”受打卡行为中“物理自我”的影响得到了强化和更新,因此歌迷在互联网平台发布打卡动态,在与他人的互动中实现一种反向的自我确认。同时,打卡动态作为“展品”进入到网络兴趣社群的“展览会”之中增强了打卡地点的感召力,进一步呼唤着群体意识较强的其他歌迷参与到新一轮的打卡队伍中。

关键词：城市民谣打卡圣地听觉媒介意义关联自我呈现

云计算技术在职业院校计算机类实训室建设管理中的应用

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电脑知识与技术 2022年第19期18卷 122-123,126页

作者：王耀民青岛职业技术学院信息技术中心山东青岛266555

教育信息化使得计算机类实训室在职业院校中担负着培养学生实践和创新能力的重要使命。传统模式的实训机房重复建设问题突出,资源共享性不够,建设成本、运维成本比较高。采用云计算技术,在数据中心统一创建虚拟桌面,用户通过终端接入网... 详细信息

教育信息化使得计算机类实训室在职业院校中担负着培养学生实践和创新能力的重要使命。传统模式的实训机房重复建设问题突出,资源共享性不够,建设成本、运维成本比较高。采用云计算技术,在数据中心统一创建虚拟桌面,用户通过终端接入网络,向“云”提出需求,运用互联网为“用户端”提供服务,这种模式对终端设备的要求低,可以同时满足线上线下的教学环境,具有建设成本低、建设周期短、维护成本低、使用安全可靠等特点,是职业院校计算机类实训室建设的新模式。

关键词：云计算实训室桌面云数据中心

大港油田污染土壤烷烃高效降解菌的筛选及特性研究

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大港油田污染土壤烷烃高效降解菌的筛选及特性研究

作者：王耀民河北地质大学

学位级别：硕士

本研究从大港油田长期被原油污染的土壤中分离、筛选出4株能以原油为唯一碳源的菌株,挑选出两株原油降解率高的菌种命名为BD和FR。观察形貌特征发现BD为菌落呈圆形,直径约1.5mm,边缘齐整,略微隆起的白色光滑菌落;FR菌落显米白色,边缘齐... 详细信息

本研究从大港油田长期被原油污染的土壤中分离、筛选出4株能以原油为唯一碳源的菌株,挑选出两株原油降解率高的菌种命名为BD和FR。观察形貌特征发现BD为菌落呈圆形,直径约1.5mm,边缘齐整,略微隆起的白色光滑菌落;FR菌落显米白色,边缘齐整略带小刺,圆形不透明,显微镜观察显示菌体为杆状内含椭形芽孢。通过对BD、FR两菌株进行16S r RNA鉴定,将得到两株菌的序列进行BLAST比对、MEGA X构建系统发育树进行分析,发现菌株BD与不动杆菌（Acinetobacter sp.strain white regular）的相似性高达100%,且处于进化树的同一分支。菌株FR与弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus strain MP-9）的相似性高达99.79%,且同处于进化树的一支,表示FR与Bacillus flexus strain的亲缘关系最密切。结合菌落与菌体形貌特征,生化鉴定结果确定菌株BD为约翰逊不动杆菌（Acinetobacter johnsonii）,菌株FR为弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）。当前研究中对假单胞菌属、芽孢杆菌属的报道较多,不动杆菌的报道相对较少,该菌株的发现对丰富原油降解菌的菌种资源具有积极意义。通过对菌株生长曲线,盐度、PH值、温度、底物浓度等环境因素对菌株生长影响,最适条件下BD、FR两菌株原油降解能力的测定进行了菌株特性的研究。分析结果发现,菌株BD的最适盐度为0.1%;FR的最适盐度为0.5%,当盐度超过2%时FR难以生长,BD对盐度有更为广泛的耐受范围。两菌株在PH为7时均表现出最高的生物量,菌株FR在偏碱性环境中仍有良好的生物量,表明FR能耐受一定的碱性环境。菌株FR的最适温度位于29℃左右。菌株BD的最适温度为34℃。两株菌在18℃到42℃范围内均生长良好,FR具有更好的适应高、低温环境的能力。菌株BD的最适原油浓度为300mg/L,菌株FR的最适原油浓度为500mg/L,原油浓度大于500mg/L时两菌株生物量均随原油浓度增大而降低。菌株FR生物量受原油浓度升高影响较小,其表现出较强的污染物耐受能力,在原油浓度为4000mg/L时FR的生物量仍然高达0.65,推测其对原油的高耐受性与芽孢杆菌特殊的细胞结构有关。FR的延滞期较BD更短具有更强的环境适应能力,在接种初期就能获得较高的生物量与原油降解率。BD和FR两菌株在各自最适环境条件下摇瓶震荡培养25d后原油降解率分别为,38.72%和42.95%。原油降解效果良好。

关键词：原油降解菌筛选特性

基于深度神经网络迁移特征学习的癫痫发作检测研究

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基于深度神经网络迁移特征学习的癫痫发作检测研究

作者：王耀民杭州电子科技大学

学位级别：硕士

癫痫(Epilepsy)是一种危及生命的突发神经系统疾病,全世界大约有5000万人受其影响,其中仅在中国就有900多万患者。然而,大约10%～50%的癫痫患者无法通过药物或者外科手术治愈。对于这些患者,如果可以准确识别出癫痫发病前的状态,就能够... 详细信息

癫痫(Epilepsy)是一种危及生命的突发神经系统疾病,全世界大约有5000万人受其影响,其中仅在中国就有900多万患者。然而,大约10%～50%的癫痫患者无法通过药物或者外科手术治愈。对于这些患者,如果可以准确识别出癫痫发病前的状态,就能够让患者提前做好保护措施,减少癫痫发作时因丧失意识而产生的二次伤害。脑电图(Electroencephalogram,EEG)记录了大量有关大脑活动的信息,在癫痫发作检测领域发挥着极其重要的作用。迄今为止,已有的研究主要集中于癫痫发作/未发作检测,但是关于癫痫发作前期的分类研究却非常少。发作前期的准确分类可以为患者提供更多的保护措施,阻止或者减少癫痫发作造成的伤害。另外,传统的癫痫检测算法普遍将发作前期定义为癫痫发作前一个小时的状态。对于实际临床应用,这种划分方式不够详细,无法消除癫痫突然发作给患者带来的威胁和焦虑。因此,一种时效性好、准确性高的癫痫发作检测方法具有重大的现实意义。本文主要的研究内容和成果如下:1.提出了一种基于深度迁移特征的癫痫检测方法。首先设计了一种详细的癫痫发作前期状态划分方式,然后将五个经过Image Net数据库预训练的深度神经网络模型(Alex Net、VGG19、Inception-v3、Res Net152和Inception-Res Net-v2)用于提取多通道脑电信号子频带的平均振幅谱(MAS)图特征,最后将提取的深层特征输入两层神经网络(全连接层和softmax层)进行癫痫脑电分类。提出的算法在CHB-MIT数据库的五分类(发作前期被等分为三个时长为20分钟的无重叠的时间段)任务中取得了89.81%的总体分类准确率。2.提出了一种基于深度神经网络(DNNs)迁移特征融合的癫痫检测方法。首先将五个预训练CNNs模型捕获的MAS图迁移特征进行拼接融合,然后将融合后的特征向量结合一个由全连接层、dropout层和softmax层组成的七层神经网络模型进行癫痫脑电信号识别。为了在临床上给患者带来更大的帮助,本文将发作前状态进行更精细的分割,构成一个八种癫痫状态的分类任务。为了评估算法的泛化性能,本文还通过i Neuro数据库中的癫痫脑电数据加以验证,并设有三种和五种癫痫状态分类实验。通过在两个标准癫痫数据库上的大量实验验证,提出的算法均得到了最佳分类结果。在CHB-MIT数据库中,对于发作前期被划分为20和10分钟的非重叠等长时间段实验,提出的算法分别取得了最高的96.97%和92.28%的总体分类精度,在i Neuro数据库中,对于发作前期被划分为60和20分钟的时间段,分别得到了最高的91.21%和87.87%的识别准确率。3.提出了一种基于手动提取(Hand-Crafted)特征与深度卷积神经网络迁移特征融合的癫痫检测方法。MAS特征能够反映脑电信号的频域信息但忽略了时域信息。为了获得更具有辨识度的Hand-Crafted特征,本文将手动提取的MAS、MPSD频域特征和小波包分解得到的时频域特征进行融合,然后将Hand-Crafted融合特征图结合深度迁移特征融合算法进行癫痫检测。多次实验结果显示,基于Hand-Crafted特征融合算法的识别效果明显优于单个Hand-Crafted特征。对于五种癫痫状态的分类问题,提出的算法在CHB-MIT和i Neuro数据库分别取得了98.97%和92.04%的总体准确率。

关键词：癫痫发作检测深度神经网络迁移学习平均幅度谱特征融合