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高铁轨道平顺性测量系统多传感器数据融合算法研究

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高铁轨道平顺性测量系统多传感器数据融合算法研究

作者：辛浩浩清华大学

学位级别：硕士

为解决高铁轨道平顺性测量技术效率低、成本高的问题,课题组提出了基于GNSS/INS组合的高铁轨道平顺性测量技术方案,并研制了相应的测量系统,该系统为满足高铁轨道平顺性测量对绝对坐标的精度要求,采用停走停的方式进行高铁轨道平顺性测... 详细信息

为解决高铁轨道平顺性测量技术效率低、成本高的问题,课题组提出了基于GNSS/INS组合的高铁轨道平顺性测量技术方案,并研制了相应的测量系统,该系统为满足高铁轨道平顺性测量对绝对坐标的精度要求,采用停走停的方式进行高铁轨道平顺性测量,由于静态测量耗时多,严重影响了测量效率,存在较大的改进空间。本研究在GNSS/INS组合高铁轨道平顺性测量系统的基础上,旨在研究新的数据融合算法,解决高铁轨道平顺性测量中绝对坐标精度依赖静态测量的问题,进一步提升系统作业效率。首先,分析轨道测量小车核心传感器:IMU、里程计和GNSS接收机的误差特性,建立适用于Kalman滤波的高铁轨道平顺性测量数学模型并进行解算,为解决Kalman滤波中观测信息无法前向传播的问题,采用Kalman-RTS平滑进一步提升解算结果的精度,为克服滤波中相对坐标精度降低的问题,提出了适用于图优化的轨道平顺性测量数学模型并采用图优化进行解算,而后,为进一步提升绝对坐标精度,对GNSS双差残差进行建模并提出了适用于图优化的紧组合高铁轨道平顺性计算数学模型并解算。最终结果如下:对于绝对测量,Kalman滤波绝对坐标精度较低,绝对坐标横向偏差的重复性误差均值为2.9mm,最大值为24.5mm,而Kalman-RTS的绝对坐标精度较高,重复性误差均值为1.6mm,最大值为5.4mm,松组合图优化和紧组合图优化的绝对坐标精度与Kalman-RTS接近,紧组合图优化重复性误差的最大值较小,为4.9mm。对于相对测量,Kalman滤波结果较差,相对坐标横向偏差的重复性误差均值为2mm,最大值为23.8mm,Kalman-RTS平滑相对坐标精度略低于原方案,重复性误差均值0.2mm,最大值3.6mm,其中最大偏差相比于原方案有较大劣势。松组合图优化的相对坐标精度有所提升,重复性误差均值为0.3mm,最大值为2mm,紧组合图优化相对坐标精度最高,重复性误差均值为0.1mm,最大值为0.9mm。经过试验验证,将紧组合图优化应用于高铁轨道平顺性测量系统的数据融合中可以实现全动态绝对测量和相对测量,精度基本与原方案接近,且可以提升测量效率7倍以上。

关键词：高铁轨道平顺性测量 Kalman滤波 Kalman-RTS滤波图优化

基于BP神经网络的城市多产业集群绩效评价研究

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基于BP神经网络的城市多产业集群绩效评价研究

作者：陈浩浩长安大学

学位级别：硕士

产业集群作为区域参与国家乃至世界经济竞争的主要经济组织结构,构成了目前世界经济的基础框架。城市作为产业集群演进的地理空间载体,在世界和区域发展中发挥着重要作用。推进城镇化经济高质量发展,创建极具竞争力城市,构建城市现代化... 详细信息

产业集群作为区域参与国家乃至世界经济竞争的主要经济组织结构,构成了目前世界经济的基础框架。城市作为产业集群演进的地理空间载体,在世界和区域发展中发挥着重要作用。推进城镇化经济高质量发展,创建极具竞争力城市,构建城市现代化体系,是城市转型升级的战略选择。因此,如何评估城市多产业集群绩效水平,持续推进产业协同发展,已成为当今城市经济高质量发展研究的主题。本文主要研究了城市多产业集群绩效的影响。首先在查阅和分析国内外文献资料的基础上,界定了城市多产业集群概念范畴,运用文献梳理法和专家访谈法,从产业规模、产业效益和产业贡献等角度综合考虑,建立城市多产业集群绩效评价指标体系;其次,采用具有非线性映射和自学习性的BP神经网络算法,基于BP神经网络构建城市多产业集群绩效评价模型;同时,为进一步解析不同类型产业集群及集群内部因素对城市经济的影响,将Garson敏感性算法应用到满足学习误差的城市多产业集群绩效评价模型,分析集群类型、集群内部因素对集群绩效水平的敏感度,明晰集群类型及集群内部因素相对重要度,进而提出产业发展政策;然后,对本文所构建的集群绩效评价模型的准确性进行检验,案例分析显示模型可以精准评价集群绩效水平;同时针对案例训练的模型网络进行敏感性分析,优化城市产业集群的规划政策。产业集群作为产业经济发展到高度演化的组织形态,产业集群化所产生的经济外部效应对城镇化发展有极大的带动作用,本文提出的城市多产业集群绩效评价模型,考虑了多产业集群的协调联动对与城市经济发展的影响,运用BP神经网络算法评价城市多产业集群绩效水平,拓展了产业集群绩效评价研究维度,为集群绩效评价开拓了新的视角及思路。

关键词：产业集群 BP神经网络城镇化绩效评价

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基于生成模型的零样本学习研究

基于生成模型的零样本学习研究

作者：尹浩浩山西大学

学位级别：硕士

现有的机器学习方法在训练时需要用到大量标注数据。但是考虑到在现实生活中某些类的训练数据是难以获取的或者是获取成本较高的,且新的类别总是在动态增加,在此情况下难以获取大量可用的标记数据。为了能够在没有样本的情况下训练得到... 详细信息

现有的机器学习方法在训练时需要用到大量标注数据。但是考虑到在现实生活中某些类的训练数据是难以获取的或者是获取成本较高的,且新的类别总是在动态增加,在此情况下难以获取大量可用的标记数据。为了能够在没有样本的情况下训练得到一个好的模型,研究人员提出了零样本学习的概念。目前零样本学习方法主要通过嵌入模型建立可见类和不可见类之间的联系,或训练生成模型为不可见类生成相对应的虚拟样本。其中基于生成模型的方法由于其可以为不可见类生成虚拟样本,从而将零样本学习任务转变为全监督任务,引起了广泛研究。在基于生成模型的方法中,模型最终对不可见类别样本的识别准确率取决于模型生成的虚拟样本的质量,因此本文以此为研究重点开展如下工作:(1)提出了一种基于循环不变性的零样本生成模型学习方法。瓦瑟斯坦生成对抗网络(WGAN)模型中通过生成器与判别器的对抗博弈,进而为不可见类生成虚拟样本。但其生成样本的质量与真实样本而言还有较大的差异。为此,在本文方法中,首先为生成的虚拟样本计算相应的中间样本,从而对模型生成进行正则化;并通过将生成的视觉特征映射为语义描述,计算生成样本的语义描述与真实类别的语义描述之间的损失,通过循环一致性损失优化生成模型。(2)提出了一种基于注意力的f-VAEGAN-D2模型方法。在f-VAEGAN-D2模型中,通过VAE-GAN模型生成虚拟的不可见类样本,并通过两个判别器分别鉴别生成的可见类样本与不可见类样本。为了对视觉特征进行选择性注意,强调具有判别性的局部特征,保证模型生成样本的质量。该方法在模型中添加视觉注意力模块,将经过选择性注意的视觉特征输入判别器,提升判别器的区分能力,进而在对抗过程中优化生成器,提升生成样本的质量。(3)在上述研究成果的基础上,设计实现了一个基于生成模型的零样本分类系统。该系统共设计了四个模块,对零样本学习中数据集选择,参数调试,结果显示等部分进行了一个可视化展示,此外本文还设计了一个零样本图像预测系统,可以实现对相关图像的类别判定。

关键词：零样本学习生成模型生成对抗网络深度学习注意力机制

LaS/CeS与γ-Fe异相界面性质的第一性原理计算

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稀有金属材料与工程 2022年第12期51卷 4551-4560页

作者：周印计云萍齐建波辛浩浩李一鸣内蒙古科技大学材料与冶金学院(稀土学院) 内蒙古包头014010

为了探讨LaS/CeS与γ-Fe两相之间的异相界面性质,采用边-边匹配(E2EM)模型计算了LaS/CeS与γ-Fe两相之间晶体学上的原子匹配情况,基于晶体学计算结果,采用基于密度泛函理论的第一性原理,从原子尺度计算了LaS/CeS与γ-Fe之间的界面结合... 详细信息

为了探讨LaS/CeS与γ-Fe两相之间的异相界面性质,采用边-边匹配(E2EM)模型计算了LaS/CeS与γ-Fe两相之间晶体学上的原子匹配情况,基于晶体学计算结果,采用基于密度泛函理论的第一性原理,从原子尺度计算了LaS/CeS与γ-Fe之间的界面结合性质与界面能。晶体学计算表明,LaS/CeS与γ-Fe之间沿匹配列的原子间距错配度最小值为10.63%/10.52%,密排面间距错配度最小值为2.04%/3.32%;LaS与γ-Fe之间粗略的位向关系为:[110]LaS//[100]γ-Fe&(222)Las//(002)γ-Fe和[100]Las//[101]γ-Fe&(022)LaS//(111)γ-Fe;CeS与γ-Fe之间粗略的位向关系为:[110]LaS//[100]γ-Fe&(222)Las//(002)γ-Fe和[100]Las//[101]γ-Fe&(022)LaS//(111)γ-Fe。基于预测的晶体学位向关系,采用相干界面近似构建了6种不同终端界面模型,第一性原理计算表明,LaS/CeS与γ-Fe之间原子匹配错配度最低界面的粘附功为4.78 J·m^(-2)/3.65 J·m^(-2),界面结合强度较高,界面键合以金属键为主。异相界面能计算表明,LaS/CeS与γ-Fe两相之间的原子匹配错配度越小,界面能越低,原子匹配错配度最小时,界面能分别为-0.58 J·m^(-2)/-3.43 J·m^(-2),计算结果能够为LaS/CeS与γ-Fe之间的晶体学匹配提供能量学依据。

关键词：界面能电子结构第一性原理计算 E2EM

县级政府大气环境治理能力提升研究——以河南省L县为例

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县级政府大气环境治理能力提升研究——以河南省L县为例

作者：卫浩浩郑州大学

学位级别：硕士

党的十九届六中全会强调:“生态文明建设是关乎中华民族永续发展的根本大计,保护生态环境就是保护生产力,改善生态环境就是发展生产力。”县级政府是环境治理政策的重要落实主体,因此,我国生态文明建设的基础与核心,就是提高县级政府的... 详细信息

党的十九届六中全会强调:“生态文明建设是关乎中华民族永续发展的根本大计,保护生态环境就是保护生产力,改善生态环境就是发展生产力。”县级政府是环境治理政策的重要落实主体,因此,我国生态文明建设的基础与核心,就是提高县级政府的环境治理能力。大气环境治理作为污染防治攻坚战中的重要一环,其治理成效与基层政府的治理能力有着直接的关系,因此,提升县级政府的大气环境治理能力势在必行。本文将县级政府大气环境治理能力构成要素概括为政策设计能力、政策执行能力、监督考核能力和组织协调能力。本研究通过实证研究的方法对河南省L县的政府部门工作人员、环境保护局工作人员、协同治理部门工作人员和企业员工等开展问卷调查和实地访谈,发现目前县级政府大气环境治理能力仍存在着一系列的问题,如大气环境治理政策未完全适配治理现状、大气环境治理政策执行不到位、大气环境治理监督能力受限且激励行为不足、部门间协同不畅、公众参与不足等。本研究发现,目前导致县级政府大气环境治理能力存在不足的原因,主要包括环保政策与经济发展的之间存在矛盾、政府缺乏大气环境治理资源、大气环境治理监督考核机制存在缺陷、部门之间权责不清且公众缺乏参与意识等。基于此,要进一步提升县级政府大气环境治理能力需从以下四个方面做出改进:一是增强县级政府大气环境治理政策设计能力,如数字赋能提高政策精度,落实垂改保障治理独立性,政策帮扶促进企业快速转型等;二是提高县级政府大气环境治理政策执行能力,如拓宽资金来源渠道,加大技术的投入和运用,提升治理人员的综合素质等;三是优化县级政府大气环境治理监督考核能力,如对企业和园区进行合理规划,通过第三方机构增强大气环境监督能力,完善考核激励机制激发治理内在动力;四是提升县级政府大气环境治理组织协调能力,如数字赋能完善协同机制,提升公众大气环保意识促进社会参与,发挥非政府组织在大气环境治理中的能动性等。

关键词：环境治理大气污染防治县级政府政府治理能力

公安侦查阶段证据不足案件处理现状、弊端与对策

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公安侦查阶段证据不足案件处理现状、弊端与对策

作者：何浩浩江西财经大学

学位级别：硕士

因为刑事案件的复杂性和侦查工作的局限性,在侦查过程中不可避免会出现证据不足案件。但是现行刑事诉讼法并没有规定对此类案件公安应当如何处置,最终只能从“挂”或者违规强行移送审查起诉,这对案件中犯罪嫌疑人的权益和司法公信力都... 详细信息

因为刑事案件的复杂性和侦查工作的局限性,在侦查过程中不可避免会出现证据不足案件。但是现行刑事诉讼法并没有规定对此类案件公安应当如何处置,最终只能从“挂”或者违规强行移送审查起诉,这对案件中犯罪嫌疑人的权益和司法公信力都带来了不利影响。最高检、公安部联合发布的《公安机关办理经济犯罪案件的若干规定》规定了侦查阶段证据不足的经济犯罪案件一般应当予以撤销。这是侦查阶段证据不足案件处理的实践探索,但是因为法律渊源有瑕疵、程序设计不合理、适用范围有限等原因,《若干规定》相关条款落实欠佳。现阶段侦查阶段证据不足案件处理的相关立法以及司法不完善,原因主要有三点,一是立法司法本身的发展完善具有渐进性,二是当前对侦查权控制的现实需求,三是受害人司法救助等配套机制不完善。可以从司法和立法两方面着手改变公安侦查阶段证据不足案件处理现状。司法对策主要是规范公安相关规范以及强制措施的适用,强化检察院监督职能。立法上建议针对证据不足案件设立“特殊程序”。由公安机关根据不同情况,提出撤销案件或对涉案嫌疑人终止侦查的申请,由检察机关审核并决定,同时采取听证会等形式保障相关主体的知情权、异议权等权益。

关键词：侦查阶段证据不足疑罪从无撤销案件终止侦查

添加Ce对Fe-15Mn-0.6C合金中夹杂物的影响

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中国稀土学报 2022年

作者：辛浩浩计云萍周印李一鸣任慧平内蒙古科技大学材料与冶金学院(稀土学院) 内蒙古自治区新金属材料重点实验室白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用省部共建协同创新中心

针对能够将初生γ-奥氏体保留到室温的Fe-15Mn-0.6C合金，采用扫描电镜（SEM）及其配备的能谱仪（EDS）和电子背散射衍射（EBSD）系统，对添加Ce的合金中的夹杂物进行形貌观察、成分分析和相鉴定，采用FactSage软件系统的Phase Diagram...

针对能够将初生γ-奥氏体保留到室温的Fe-15Mn-0.6C合金，采用扫描电镜（SEM）及其配备的能谱仪（EDS）和电子背散射衍射（EBSD）系统，对添加Ce的合金中的夹杂物进行形貌观察、成分分析和相鉴定，采用FactSage软件系统的Phase Diagram和Equilib模块对添加Ce的合金中的夹杂物行为进行热力学计算。结果表明，添加含Ce夹杂物的类型和数量影响取决于O、S、Ce的相对含量，在0.0006%O-0.0020%S-0.016%Ce和0.0006%O-0.0051%S-0.025%Ce条件下，合金中主要形成CeS夹杂，在0.0015%O-0.0045%S-0.025%Ce条件下，合金中主要形成Ce;O;S和CeS夹杂，夹杂物形状圆整，尺寸多数约1～2μm。热力学计算为添加Ce对Fe-15Mn-0.6C合金中夹杂物的影响提供了理论依据。研究结果能够为进一步搞清添加Ce细化初生γ-奥氏体的异质形核作用提供扎实的研究基础。

关键词：

Roussouly分型对成人退行性脊柱侧凸术后机械并发症发生率和临床疗效的影响

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Roussouly分型对成人退行性脊柱侧凸术后机械并发症发生率和临床...

作者：赵浩浩新疆医科大学

学位级别：硕士

目的:探讨成人退行性脊柱侧凸(Adult degenerative scoliosis,ADS)后路长节段固定术后,脊柱矢状面形态是否匹配理想Roussouly分型与机械并发症发生率和临床疗效的相关性。方法:回顾性分析2015年1月至2021年1月于新疆医科大学第一附属医... 详细信息

目的:探讨成人退行性脊柱侧凸(Adult degenerative scoliosis,ADS)后路长节段固定术后,脊柱矢状面形态是否匹配理想Roussouly分型与机械并发症发生率和临床疗效的相关性。方法:回顾性分析2015年1月至2021年1月于新疆医科大学第一附属医院脊柱外科接受后路长节段固定手术治疗的54例ADS患者的临床相关资料,主要测量的影像学资料为:冠状面Cobb角(CA)、骨盆入射角(PI)、骨盆倾斜角(PT)、骶骨倾斜角(SS)、腰椎前凸角(LL)、矢状位垂直轴(SVA)、全脊柱倾斜角(GT)、腰椎前凸椎体数量(NVL)、腰椎前凸顶点(LA)、拐点(IP),并收集患者术前、术后及末次随访时的Oswestry功能障碍指数(ODI)、日本骨科协会(JOA)评分以及疼痛视觉模拟评分(VAS)。根据末次随访是否发生机械并发症将患者分为机械并发症(MC)组与非机械并发症(NMC)组,分析比较两组患者相关数据,符合正态分布的计量资料采用独立样本t检验分析,偏态分布的计量资料采用秩和检验分析,计数资料采用Pearson检验分析。结果:1、术后发生机械并发症的患者为10例(18.5%),未发生机械并发症的为44例(81.5%);术后匹配理想Roussouly分型的患者为34例(63%),其中3例(8.8%)发生了机械并发症;不匹配的为20例(37%),其中7例(35%)发生了机械并发症(P=0.02)。2、术后整体影像学参数和临床疗效评分较术前均有改善(P均0.05),术后LA位于非理想位置的患者更容易发生机械并发症(P=0.03)。结论:ADS术后脊柱矢状面匹配理想Roussouly分型的患者机械并发症发生率更低,临床疗效更好。Roussouly分型可用于指导ADS的手术治疗,根据患者个人情况,术中应尽量矫正至理想分型。

关键词：成人脊柱畸形退行性脊柱侧凸 Roussouly分型机械并发症

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履带式自动换杆液压钻车设计研究

履带式自动换杆液压钻车设计研究

作者：董浩浩中国矿业大学

学位级别：硕士

煤矿井下钻探施工是进行矿井巷道支护、瓦斯治理和冲击地压防治最直接有效的手段,液压锚杆钻机作为煤矿井下极为重要的钻孔机械,其自动化程度在很大程度上决定了锚杆支护的效率和安全性。随着对锚杆钻机研究的不断深入,钻机在功能和适... 详细信息

煤矿井下钻探施工是进行矿井巷道支护、瓦斯治理和冲击地压防治最直接有效的手段,液压锚杆钻机作为煤矿井下极为重要的钻孔机械,其自动化程度在很大程度上决定了锚杆支护的效率和安全性。随着对锚杆钻机研究的不断深入,钻机在功能和适应性上已经有了很大改善,但是在换杆机构和结构布局上还有较大改进空间。现阶段急需开发出一种自动化程度较高、结构设计合理、移动方便且控制策略合理高效的液压锚杆钻机,该钻机可以提高换杆速度,钻孔效率高,能够实现自适应钻进,大幅度提高煤矿锚杆支护的效率,保障煤矿工人生命安全,具有十分重要的现实研究意义。针对目前矿井液压锚杆钻机换杆布局不合理、换杆速度慢及控制策略简单等问题,本文就履带式自动换杆液压钻车的结构设计、关键参数、钻车力学特性和钻孔的自适应控制策略等展开了设计研究工作。通过对履带式自动换杆液压钻车钻进参数和自动换杆机构关键参数的计算和研究,提出了自动换杆钻车关键部件的设计理论及方法,仿真分析了该钻车设计的合理性。本文开展的研究内容如下:首先分析了煤矿巷道锚杆钻机等钻孔机械的研究现状,研究了履带式自动换杆液压钻车的工作原理,总结了锚杆钻机及其自动换杆机构的设计理论和方法,提出了本论文的研究内容和技术路线。研究了液压钻车的工作环境和总体设计原则,研究设计了履带式自动换杆液压钻车总体方案及其关键部件,包括履带行走机构、调位液压臂、顶部承载机构、自动换杆机构和液压锚杆钻机。基于液压锚杆钻机的总体需求和自动换杆机构的工作原理方案,计算液压锚杆钻机和钻杆库的关键参数。根据煤矿巷道中实际作业环境,液压钻车采用全液压驱动,行走机构采用履带行走机构,调整姿态使用调位液压臂,钻进系统采用液压缸-链条倍程进给机构和滑移式钻架。在此基础上设计了履带式自动换杆液压钻车的液压系统,并对液压元件进行了计算选型。基于有限元分析理论,采用ANSYS Workbench软件对液压钻车的锚杆钻机钻架和钻杆库的关键部件进行了静力学分析和模态分析。通过静力学分析得到了锚杆钻机钻架和钻杆库关键机构的应力分布云图和总形变位移云图,证明钻架的强度和刚度符合设计要求。通过模态分析得到钻架和钻杆库的前六阶固有频率和振型图,分析结果表明钻架和钻杆库的固有频率均大于工作频率,证明钻机工作过程中不会因共振导致生产事故。通过对钻车关键结构的有限元分析可知,钻架和钻杆库的设计均满足设计要求。在对钻车关键结构进行有限元分析的基础上,对履带式自动液压钻车进行了刚体动力学和运动学分析。在不影响分析结果的基础上,对液压钻车的三维模型进行简化,将液压钻车的模型导入到ADAMS中,对其进行模型的合理简化、约束与驱动以及时间函数的添加,得到虚拟样机,通过仿真得到液压钻车各个工作机构的运动曲线。通过对钻车结构的运动分析证明,钻车各个结构在运动过程中不会发生干涉现象,运动平稳,能够完成预期运动,钻车结构设计合理。采用AMESim软件对履带式自动换杆液压钻车的钻进控制回路进行了仿真分析,并对液压锚杆钻机动力头钻进位置的自适应模糊PID控制进行了相关研究。传统PID控制器结构简单、稳定鲁棒性能好,缺点是当工程系统运行的时候,PID控制器所有控制参数无法改变,不能应对时变性强和瞬变工况。因此本文使用传统PID控制算法作为对照组,另外设计了自适应模糊PID控制器,实现了整定参数的实时调整。依据钻机设计参数,对仿真系统的参数进行设定,对动力头推进回路进行了仿真研究,使用AMESim和MATLAB/Simulink构建了液压锚杆钻机动力头推进位置联合仿真模型,并利用Simulink和AMESim完成联合仿真和分析,结果表明,自适应模糊PID控制算法能更加精确地控制钻孔位置,相较于传统PID控制,模糊PID控制的跟踪误差仅不到传统PID控制跟踪误差的50%,且有更强的时变工况应变能力和动态性能。本文以履带式自动换杆液压钻车为研究对象,重点研究了液压锚杆钻机的自动换杆及其高效自适应控制,计算了锚杆钻机的关键参数,设计了钻车的关键工作机构,对整机、锚杆钻机钻架和钻杆库关键部件做了性能分析,并对锚杆钻机钻孔的自适应控制做了研究,为液压锚杆钻机的自动化换杆和自适应控制开发提供了理论参考和技术支撑。

关键词：自动换杆液压锚杆钻车自适应模糊PID控制