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基于主成分分析和深度森林算法的S700K转辙机故障诊断

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 35-40页

作者：胡小晨郭宁沈拓董德存同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

针对目前转辙机故障诊断准确性不高、效率低等问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)和深度森林(gcForest)算法的故障诊断方法。对于S700K转辙机11种故障模式下的电流、功率曲线,采用主成分分析进行电流特征值特征简约,然后使用嵌入简约... 详细信息

针对目前转辙机故障诊断准确性不高、效率低等问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)和深度森林(gcForest)算法的故障诊断方法。对于S700K转辙机11种故障模式下的电流、功率曲线,采用主成分分析进行电流特征值特征简约,然后使用嵌入简约特征值的改进深度森林模型提高数据处理能力,增强模型内在特征代表性。结果表明,改进深度森林模型故障诊断准确率为97.62%,验证了该方法的有效性和优越性。

关键词：故障诊断 S700K转辙机主成分分析(PCA) 深度森林(gcForest)算法

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利用平面σ-芳香性增强电子输运能力

化学学报 2024年第5期82卷 520-526页

作者：王治业肖博怀武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室先进材料和纳米技术研究院材料学部

芳香性是有机化学中的重要概念,传统芳香族化合物的芳香性通常源于π电子在环上下平面产生的高度离域,而σ-芳香性则主要源于分子内σ键和轨道重叠,两者均能影响分子的电子传输能力.采用密度泛函理论结合非平衡格林函数（DFT+NEGF）方... 详细信息

芳香性是有机化学中的重要概念,传统芳香族化合物的芳香性通常源于π电子在环上下平面产生的高度离域,而σ-芳香性则主要源于分子内σ键和轨道重叠,两者均能影响分子的电子传输能力.采用密度泛函理论结合非平衡格林函数（DFT+NEGF）方法对苯、噻吩和呋喃及其衍生物进行了芳香性和电子输运性质的系统研究.计算结果表明,苯、噻吩和呋喃分子的电子输运性质受π-芳香性和σ-芳香性影响,其中σ-芳香性和电子传输正相关,而π-芳香性和电子传输能力成负相关.含有两个芳香环的联苯二巯基（DB）、联噻吩二巯基（DT）和联呋喃二巯基（DF）分子的电子传输能力受分子平面化影响较大,DF中呋喃环表现出比DT中噻吩环更大的NICS（1）zz值.芳香性化合物具有更好的共平面趋势,通过F原子修饰DT和DF分子产生分子内F…S和F…O非共价相互作用的设计策略可以极大增加分子平面性和刚性.同时,含有分子内F…S和F…O相互作用的虚拟五元环具有平面σ-芳香性特征,有效促进电子沿F…S和F…O路径进行传输,从而提高电子传输能力.本研究有助于进一步理解分子芳香性与电子传输能力之间的内在关系,为未来设计更高效的电子器件提供策略.

关键词：芳香性电子传输平面性分子内相互作用密度泛函理论结合非平衡格林函数

儿童慢食行为与身体质量指数的神经影像学关联:基于中国儿童大脑结构常模的研究

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科学通报 2024年

作者：李恩莹位东涛董德波高笑陈红西南大学心理学部西南大学认知与人格教育部重点实验室

中国儿童超重肥胖比率不断增长,危害儿童身心健康.因此,有必要关注儿童肥胖问题,探究儿童饮食行为与肥胖的脑结构关联.慢食行为是儿童饮食行为中潜在的重要关键因素,在增强饱腹感的同时减少能量摄入,能够有效预防和改善肥胖问题,但已有... 详细信息

中国儿童超重肥胖比率不断增长,危害儿童身心健康.因此,有必要关注儿童肥胖问题,探究儿童饮食行为与肥胖的脑结构关联.慢食行为是儿童饮食行为中潜在的重要关键因素,在增强饱腹感的同时减少能量摄入,能够有效预防和改善肥胖问题,但已有研究未深入探讨其脑结构基础.本研究选取99名儿童,年龄范围为9～12岁,平均年龄为10.476±0.855岁,通过儿童饮食行为量表的慢食维度测量儿童的慢食行为,使用磁共振成像仪采集脑影像数据,获取脑区皮层体积并映射到中国儿童脑体积常模上,进一步得到儿童脑区皮层体积在常模上的相对位置参数.相关分析结果表明,身体质量指数(body mass index, BMI)与慢食行为(r=-0.383, P<0.001)呈负相关,与舌回皮层体积(r=0.304, P=0.002)和后扣带回皮层体积呈正相关(r=0.392, P<0.001),慢食行为与后扣带回皮层体积呈负相关(r=-0.221, P=0.028).中介模型表明后扣带回皮层体积在儿童慢食行为与身体质量指数之间存在中介作用,中介效应值为-0.088.后扣带回具有重要的奖赏和执行控制功能,引导注意力焦点(进食体验、进食过程)和支持内部导向认知(奖赏状态、饱腹状态).慢食行为的儿童感知进食过程并识别饱腹信号,适时停止进食行为,而快速进食的儿童在进食体验带来的奖赏中忽视了饱腹状态,往往与过度进食产生肥胖有关.本研究提供了儿童慢食行为和身体质量指数稳健的脑结构基础证据,并且为从减缓餐内饮食速度入手改善儿童肥胖问题提供理论参考.

关键词：儿童慢食行为后扣带回舌回身体质量指数磁共振成像

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基于改进多目标进化算法的栅格地图路径规划

上海交通大学学报 2024年

作者：董德金王常成蔡云泽上海交通大学自动化系系统控制与信息处理教育部重点实验室航空工业沈阳飞机设计研究所

大范围栅格地图的多目标路径规划具有节点规模大、目标数量多的特征，现有算法难以平衡求解帕累托前沿的速度与质量，研究基于帕累托前沿的高效优化算法具有一定的理论意义。首先，提出基于代价向量的加权图建模方法，并据此研究解决大... 详细信息

大范围栅格地图的多目标路径规划具有节点规模大、目标数量多的特征，现有算法难以平衡求解帕累托前沿的速度与质量，研究基于帕累托前沿的高效优化算法具有一定的理论意义。首先，提出基于代价向量的加权图建模方法，并据此研究解决大规模问题的优化算法，相比图搜索算法显著节约时间成本。其次，针对帕累托前沿求解质量低的问题，提出一种改进多目标进化算法，包含新的初始化策略，基于角度和偏移密度的思想设计个体和环境选择策略，改进措施综合考虑了种群多样性和收敛性，提升了求解效率。最后，通过仿真实验对比，验证了改进算法的有效性。

关键词：栅格地图多目标路径规划多目标进化算法帕累托前沿

基于改进Vague集的导弹装备维修保障效能评估指标约简方法研究

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现代防御技术 2024年

作者：李保刚崔爽董德鹏海军航空大学中国人民解放军31660部队

针对现有导弹装备维修保障效能评估指标体系中存在指标间相互交错复杂冗余问题，提出了基于改进型Vague集的指标约简方法。该方法将广义优势理论引入传统Vague集理论中，设计构建Vague广义优势关系模型，提出基于Vague广义优势关系的指... 详细信息

针对现有导弹装备维修保障效能评估指标体系中存在指标间相互交错复杂冗余问题，提出了基于改进型Vague集的指标约简方法。该方法将广义优势理论引入传统Vague集理论中，设计构建Vague广义优势关系模型，提出基于Vague广义优势关系的指标约简方法。以复杂恶劣环境下防空导弹装备维修保障效能评估指标全体系为例，经过验证对比分析，证明了该方法能够更科学高效地对指标体系进行约简。

关键词：效能评估维修保障指标约简 Vague集防空导弹

基于灰色—改进二元语义的导弹装备维修保障效能评估研究

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现代防御技术 2024年

作者：李保刚崔爽董德鹏 31660部队海军航空大学

“目的”针对导弹装备维修保障效能系统复杂庞大，指标间相互关联影响、数据信息获取困难且易丢失扭曲的现状，“方法”提出一种基于灰色—改进二元语义的方法对维修保障效能进行评估。该方法利用改进G1法和改进CRITIC法分别得出主客观... 详细信息

“目的”针对导弹装备维修保障效能系统复杂庞大，指标间相互关联影响、数据信息获取困难且易丢失扭曲的现状，“方法”提出一种基于灰色—改进二元语义的方法对维修保障效能进行评估。该方法利用改进G1法和改进CRITIC法分别得出主客观权重，依据最小信息鉴别法获取综合权重，利用灰色聚类分析法将定量数据转化为二元语义形式，运用改进二元语义将定性语言评估信息进行转化并对完整系统进行评估。“结果”获取的各指标权重更加科学合理，避免了信息的丢失扭曲，评估结果更加准确。“结论”该模型评估结果与实际情况基本相符，能真实科学反映导弹装备维修保障效能水平并可针对性查找薄弱环节，可为导弹装备维修保障系统的管理和完善提供依据。

关键词：灰色聚类改进二元语义维修保障导弹装备效能评估 G1 CRITIC

基于实例分割和单目视觉的有轨电车障碍物时空距离计算方法

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计算机工程 2024年

作者：黄世泽秦晋哲陶婷董德存沈拓上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室同济大学道路与交通工程教育部重点实验室深圳市罗湖区翠竹街道办事处上海理工大学光电信息与计算机工程学院

有轨电车因其采用共享路权和司机目视行车的方式，与地铁、磁悬浮等城市轨道交通相比更容易和入侵障碍物发生碰撞事故。因此为了保障有轨电车运行安全，本文提出了一种基于实例分割和单目视觉的有轨电车障碍物时空距离计算方法。首先... 详细信息

有轨电车因其采用共享路权和司机目视行车的方式，与地铁、磁悬浮等城市轨道交通相比更容易和入侵障碍物发生碰撞事故。因此为了保障有轨电车运行安全，本文提出了一种基于实例分割和单目视觉的有轨电车障碍物时空距离计算方法。首先基于实例分割模型提取出障碍物和轨行区的轮廓点，然后基于单目视觉原理建立单目视觉测距模型，在引入有轨电车轨道标准轨距长度1.435m先验知识后，实现在相机无标定情况下障碍物与列车的纵向距离计算，最后根据障碍物距离轨行区最近的点及对应的轨道端点计算障碍物与轨行区的横向距离。该方法通过引入有轨电车标准轨距长度先验知识计算障碍物的时空距离，填补了轨道交通领域障碍物时空距离计算研究的空白，并且通过引入实例分割模型，以像素级精度准确确定障碍物测距关键点，实现障碍物时空距离的精准计算。我们通过现实场景中拍摄的实验数据验证本文提出方法的可行性，纵向距离的最大正误差为1.60米，负误差为1.05米，距离计算结果具有较高准确度。

关键词：有轨电车实例分割单目视觉测距模型

GH907合金机匣锻环的超声衰减性能与其组织的关系

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材料研究学报 2024年第1期38卷 14-22页

作者：吕涛刘芳刘畅董德秀张伟红蔡桂喜中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

采用超声检测和组织分析并将衰减系数量化研究了GH907合金机匣锻环的组织对其超声波衰减性能的影响,并阐述了超声检测中底波损失的原因。结果表明:超声底波成像图中衰减较大区域的形状与GH907合金低倍组织中的黑晶区形状一致;黑晶区的... 详细信息

采用超声检测和组织分析并将衰减系数量化研究了GH907合金机匣锻环的组织对其超声波衰减性能的影响,并阐述了超声检测中底波损失的原因。结果表明:超声底波成像图中衰减较大区域的形状与GH907合金低倍组织中的黑晶区形状一致;黑晶区的平均晶粒尺寸大于非黑晶区,并有大量呈魏氏组织形貌的ε相;大量ε相的析出使超声衰减增大近40%。应该从细化晶粒、控制晶粒尺寸的均匀性和抑制ε相过量析出三方面优化锻造工艺以提高产品的合格率。

关键词：材料检测与分析技术 GH907合金机匣锻环超声检测超声衰减组织不均匀

我国主要河流水系硝态氮污染特征及定量源解析

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环境科学 2024年第2期45卷 755-767页

作者：韦英怀胡敏鹏陈丁江浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江大学环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058 浙江大学浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定... 详细信息

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定量识别了河流硝态氮的污染来源组成.结果表明,我国主要河流水系ρ(NO_(3)^(-)-N)平均值为(4.54±3.99)mg·L_(-1),其中9.6%的河流硝态氮浓度超过我国地表水环境质量标准(GB 3838-2002)规定的限值(10.0 mg·L_(-1)),海河水系的硝态氮污染最为严重.东部地区河流水系的硝态氮浓度总体高于西部,各大河流水系支流的硝态氮浓度高于干流.除黄河水系以外,其他水系枯水期的硝态氮浓度总体高于丰水期.珠江水系、黄河水系中下游地区、辽河水系中游地区、松花江水系,以及海河水系河流水体存在显著的硝化作用,而长江水系、淮河水系和珠江水系下游地区存在显著的反硝化作用.污水/粪肥是长江水系、海河水系、辽河水系,以及东南诸河水系硝态氮的主要来源(>50%),土壤氮是松花江水系硝态氮的主要来源(56.4%),化肥氮、土壤氮和污水/粪肥对珠江水系、淮河水系和黄河水系硝态氮的污染贡献为20%~40%.污水/粪肥对水系支流硝态氮贡献率总体大于干流的,土壤氮对干流硝态氮的贡献总体大于支流的.土壤氮、化肥氮和大气沉降氮对丰水期河流硝态氮的贡献率高于枯水期,而污水/粪肥对枯水期河流硝态氮的污染贡献率高于丰水期.因此,海河水系、长江水系、辽河水系、黄河水系支流与下游干流地区和珠江水系下游地区应重点控制生活和生产的污水排放等点源污染,而淮河水系、松花江水系、黄河水系中游干流地区和珠江水系中上游地区要重点控制化肥和土壤氮等流失造成的非点源污染.研究结果可为有效控制我国各河流水系硝态氮的污染提供科学依据.

关键词：硝态氮源解析河流氮氧同位素非点源污染点源污染