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基于降噪自编码器的管道超声导波弱信号识别研究

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基于降噪自编码器的管道超声导波弱信号识别研究

作者：邱广文东莞理工学院

学位级别：硕士

管道被广泛应用于石油、天然气等的运输中,常常在高温、高压、内外荷载等复杂环境下工作,容易因管道的小缺陷发展到具有破坏性损伤而发生严重的事故。管道的小缺陷检测意义重大。超声导波检测技术沿管道长度方向激发,全截面传播,遇到缺... 详细信息

管道被广泛应用于石油、天然气等的运输中,常常在高温、高压、内外荷载等复杂环境下工作,容易因管道的小缺陷发展到具有破坏性损伤而发生严重的事故。管道的小缺陷检测意义重大。超声导波检测技术沿管道长度方向激发,全截面传播,遇到缺陷会产生缺陷回波,通过分析回波信号,可以确定缺陷位置和损伤程度。导波检测具有检测速度快、检测范围广等优点。然而,由于导波在传播过程中受到频散性、衰减性以及噪声等影响,使得待分析的小缺陷导波回波信号容易被噪声淹没,无法识别缺陷回波特征。为了识别出强噪声背景下的小缺陷的导波回波信号,提出了基于自编码器的超声导波弱信号检测方法。主要研究内容为:先研究了基于降噪自编码器降噪超声导波信号的原理。研究结果表明,将降噪自编码器和超声导波结合能自适应地学习超声导波弱信号中的噪声特性,并进行有效的降噪处理。通过数值仿真,获取加入不同强度的高斯白噪声的混合导波信号数据集,利用卷积降噪自编码器进行信号的采集和处理。仿真结果表明,该方法可以将信噪比为-20 d B的导波信号提高到20.48 d B,且对信噪比为-15 d B以上的信号还原程度极高。然后进行了基于自编码器弱导波信号降噪的实验验证。该自编码器具有较强的特征保留能力,在去除噪声的同时,能够保留超声导波信号中的关键信息,包括超声导波的特征频率和波形结构。为了进一步验证自编码器识别强噪声背景下弱导波信号的有效性,对截面损失率分别为1%～8%的超声导波信号进行实验研究,采集5400组数据进行测试集和训练集划分。然后,对实验数据进行预处理和特征提取,训练出高准确度和泛化能力的DAE模型。实验结果表明,自编码器提取超声导波缺陷回波特征具有明显优势。提出了结合DAE和CNN模式识别模块的超声导波弱信号检测新方法。其中,DAE用于降维去噪,CNN模式识别模块捕捉缺陷回波信号特征进行分类。采用准确度、召回率、F1分数评估模型。实验结果表明,DAE＿CNN方法具有精度高和识别效率高等优点,对管道是否有缺陷分类精度达到98.5%。综上,通过所提出的方法,可以有效提升混合信号信噪比,可准确分类无缺陷管道和小缺陷管道,且可识别的管道的最小截面损失率为1%,分类精度达到98.5%,这对于提高小缺陷的检测精度具有重要意义。

关键词：管道超声导波无损检测自编码器一维卷积

面向深度学习的革命历史博物馆儿童学习活动设计研究

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面向深度学习的革命历史博物馆儿童学习活动设计研究

作者：邱翠英江西师范大学

学位级别：硕士

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基于深共晶溶剂的导电水凝胶的制备和应用

基于深共晶溶剂的导电水凝胶的制备和应用

作者：邱荭阳长春工业大学

学位级别：硕士

水凝胶是一种具有高含水量的三维网络聚合物材料。由于其结构的特殊性,使水凝胶具有高柔韧性和良好的生物相容性,在生物医学、化妆品、农业以及柔性器件等领域有广泛应用。在水凝胶中引入导电功能基团如导电聚合物、金属纳米颗粒、碳纳... 详细信息

水凝胶是一种具有高含水量的三维网络聚合物材料。由于其结构的特殊性,使水凝胶具有高柔韧性和良好的生物相容性,在生物医学、化妆品、农业以及柔性器件等领域有广泛应用。在水凝胶中引入导电功能基团如导电聚合物、金属纳米颗粒、碳纳米管等,能够赋予水凝胶良好的导电性能。另外,在凝胶中引入无机盐等能够制备离子导电水凝胶。然而,传统导电水凝胶具有力学性能差、抗冻性能差、易脱水和低导电性等缺点,严重限制了水凝胶的广泛应用。为了应对以上问题,本论文中设计、制备了一系列具有抗冻性、高自愈性、良好的抗疲劳性、高导电性的多功能水凝胶,并对制备的凝胶进行了深入研究,主要分为以下两个部分:(1)多数水凝胶在受到外力破坏后无法自行恢复,这严重影响了水凝胶材料在柔性传感器方面的使用寿命。首先,我们选择了由丙烯酸(AA)和氯化胆碱(Ch Cl)构成的可聚合的深共晶溶剂与水进行混合来制备导电水凝胶。同时,使用植酸钠(Phyt)作为交联剂,通过一锅法制备出了物理交联的导电水凝胶(PAA/Phyx)。采用XRD、FT-ATR等手段对水凝胶的微观结构和性能进行表征,通过TG和流变测试证明水凝胶的稳定性。结果表明:深共晶溶剂与水结合作为溶剂体系,极大地提升了水凝胶的导电能力和抗冻特性。并且,植酸钠与水凝胶中的聚合物链通过氢键和静电作用形成了稳定的物理交联,这不仅增强了水凝胶的机械强度,还赋予了其出色的自修复能力。此外,PAA/Phyx复合水凝胶具有良好的应变传感性能,其灵敏度高到足以检测到微弱的脉搏跳动。(2)为了平衡水凝胶的力学强度与传感灵敏度,选用AA/Ch Cl组成的深共晶溶剂与水的混合溶剂,并引入了两性离子[2-(甲基丙烯氧基)乙基]二甲基-(3-磺基丙基)氢氧化铵(SBMA),通过一锅法成功制备了深共晶溶剂辅助的两性离子导电水凝胶(DHS)。随后,我们利用SEM、FT-ATR等技术对水凝胶的微观结构和性能进行了详细分析。研究结果表明,SBMA与AA成功形成了三维网状结构,这不仅增强了水凝胶的机械性能,还因其引入的离子特性,提升了水凝胶的灵敏度。同时,深共晶溶剂与水的混合使用,不仅赋予了水凝胶良好的抗冻特性和导电性,还对提升其力学性能起到了积极作用。

关键词：导电水凝胶传感器深共晶溶剂两性离子植酸钠

西花蓟马胰岛素信号通路关键基因对3种食物的响应及其功能分析

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西花蓟马胰岛素信号通路关键基因对3种食物的响应及其功能分析

作者：邱馨月贵州大学

学位级别：硕士

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蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗整合分类研究

蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗整合分类研究

作者：邱仁杰中南林业科技大学

学位级别：硕士

蹦蝗属(Sinopodisma Chang)隶属于直翅目(Orthoptera),斑腿蝗科(Catantopidae),全世界已知44种,除日本蹦蝗(Sinopodismapunctata Mistshenko)和金色蹦蝗(Sinopodisma aurata Ito)分布于日本外,其余物种在我国均有分布。从形态上看,蹦蝗属内的各物种之间具有高度的相似性,这使得蹦蝗属的分类工作较为困难。早期蹦蝗属的分类工作单纯从形态学方面进行分类,这可能会由于种内的形态变异而造成蹦蝗属内物种之间存在同物异名现象。蔡氏蹦蝗Sinopodismatsaii和黄山蹦蝗Sinopodia huangshana在外部形态上极为相似。按照原始文献描述的鉴别性特征,二者仅存在雌性眼后带有或无的微小差异。然而,前期检视标本时发现,蔡氏蹦蝗和黄山蹦蝗雌性眼后带均极不稳定,存在显著的种(群)内变异,导致种间界限变得模糊,物种鉴定存在困难。本文基于单核苷酸多态性位点(SNP)和线粒体蛋白质编码基因数据集,并结合形态学特征,运用系统发育分析和ABGD、jMOTU和bPTP等多种物种界定的方法探讨了蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗的系统发育关系及物种界限。主要研究结果如下:(1)蔡氏蹦蝗和黄山蹦蝗全线粒体基因组特征与已公开发表的蝗总科其它物种全线粒体基因组特征一致。所有样本线粒体基因组全长在15467 bp-16280bp之间,序列的平均GC含量为23.3%,平均AT含量76.7%,具有明显的AT偏向性。(2)群体间遗传分化系数表明,蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗各种群间存在较低程度的遗传分化。群体间成对平均遗传距离显示两个物种间的遗传距离十分接近,且在地理上相隔更近的种群,其群体间遗传距离也更加接近,Mantel相关性检验表明,群体间遗传距离和地理距离表现出较为明显的正相关性。(3)遗传多样性结果表明,黄山种群,清凉峰顺溪种群和清凉峰龙塘山种群的遗传多样性水平较高。遗传结构分析结果显示,蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗分为了两个较为明显的遗传组分,但绝大部分个体均包含有两个组分的遗传变异,两个组分间存在较为明显的基因流动现象,这与基因流分析的结果一致,说明各地理群体虽然存在遗传分化,但差异较小。(4)蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗在基于SNP位点和线粒体PCGs两个数据集构建的系统发育树中均没有形成互为单系的独立分支。除了在基于SNP数据构建的BI树上形成了相互独立的分支外,在其余系统树上既未按物种也未按地理种群形成独立分支。在所有系统发育树中,黄山蹦蝗和蔡氏蹦蝗形成了与其它物种互为单系的独立分支。(5)线粒体PCGs数据集单倍型分析显示,蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗线粒体基因组的绝大多数变异都来自种群内部。基于线粒体PCGs总共定义到97个单倍型,其中90个单倍型为各群体特有单倍型,不同地理种群的特有单倍型较多,在同一地区内,不同个体也具有不同的单倍型,AMOVA分子方差检验显示,绝大多数的变异都来自种群内部。(6)蔡氏蹦蝗和黄山蹦蝗的雄性尾须和雌性眼后带在各种群间普遍存在变异,每个种群几乎都包含了大部分的变异类型,两个物种在形态上并没有显著差别,ABGD和jMOTU的界定结果均显示蔡氏蹦蝗和黄山蹦蝗为同一物种,且清凉峰地区的蔡氏蹦蝗与黄山蹦蝗关系更近。综上所述,蔡氏蹦蝗和黄山蹦蝗在形态学特征上无显著差异,多种分子生物学证据也表明两者之间的关系极为接近,我们认为蔡氏蹦蝗和黄山蹦蝗应是同一物种。

关键词：整合分类 SNP 线粒体基因组物种界定蹦蝗属

类水黾脚部“凹凸沟壑”结构仿生超疏水涂层的制备与性能

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精细化工 2024年第7期41卷 1519-1525页

作者：陈健君易帆邱培华陈加漓罗嘉晋邱桃杰孟琨明雷辉斌吉首大学化学化工学院湖南吉首416000 吉首大学矿物清洁生产与绿色功能材料开发湖南省重点实验室湖南吉首416000

以坡缕石粉为功能颜料,环氧树脂E-44和杜仲胶混合物为成膜物质,在涂有环氧/杜仲胶清漆的表面制备了一层具有类水黾脚部“凹凸沟壑”结构的仿生超疏水涂层。对涂层进行了SEM、FTIR、XRD表征,对C_(3)涂层(坡缕石粉质量分数为25%)进行了水... 详细信息

以坡缕石粉为功能颜料,环氧树脂E-44和杜仲胶混合物为成膜物质,在涂有环氧/杜仲胶清漆的表面制备了一层具有类水黾脚部“凹凸沟壑”结构的仿生超疏水涂层。对涂层进行了SEM、FTIR、XRD表征,对C_(3)涂层(坡缕石粉质量分数为25%)进行了水接触角、水滚动角、自清洁性能、抗润湿性能、耐磨性能、耐水性能测试。结果表明,C_(3)涂层表面具有明显的“凹凸沟壑”结构,其静态、动态水接触角分别为153.1°、152.6°,水滚动角为8.8°,具有优异的自清洁性能;C_(3)涂层对泥土浆液、甲基橙溶液和亚甲基蓝溶液具有优良的抗润湿性,接触角均>150°;C_(3)涂层具有良好的基材适用性,涂覆于混凝土、织物棉布、纸张及塑料表面均具有超疏水性能;经过载重为100 g的A4纸循环打磨50次,C_(3)涂层水接触角仍高达151.9°,具有较好的耐磨性能;C_(3)涂层在经过18和24 h浸泡后,其水接触角分别为152.2°和144.4°。

关键词：仿生超疏水涂层 “凹凸沟壑”结构坡缕石粉杜仲胶功能材料

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基于VaR的一类风险度量的性质及其应用

基于VaR的一类风险度量的性质及其应用

作者：邱承昱曲阜师范大学

学位级别：硕士

近几十年来,全球金融市场迅猛发展,呈现出前所未有的波动性,金融机构面临着日益扩大的金融风险.目前在资产结构和金融产品结构日趋复杂的条件下,在国际范围内,许多金融机构由于市场风险管理不善导致经营亏损,更有甚者出现倒闭的情形.因... 详细信息

近几十年来,全球金融市场迅猛发展,呈现出前所未有的波动性,金融机构面临着日益扩大的金融风险.目前在资产结构和金融产品结构日趋复杂的条件下,在国际范围内,许多金融机构由于市场风险管理不善导致经营亏损,更有甚者出现倒闭的情形.因此,如何更准确合理的度量金融风险成为金融机构、政策当局及学术界密切关注的热点问题.在风险管理中,最重要的一环就是将风险的特征定量化.由此我们定义风险度量,它表示从代表风险度量的一组随机变量到实数的映射.在19世纪90年代,Morgan公司在风险管理实践中找到了VaR(Value at Risk),即在险价值这种新的风险度量方式.近几十年来,VaR成为了大量金融机构进行市场风险管理的关键要素.它常被用作内部风险管理工具,同时也成为巴塞尔协会用来监管金融机构的标准.尽管如此,VaR仍有一些无法忽视的缺点,如非一致性风险度量,对尾部风险的估计不足等.因此我们提出了一类基于VaR的一类新的风险度量.与VaR相比,它在一定程度上增加了尾重,增强了与尾部风险的相关程度且本身性质也与VaR非常接近.本文首先列举了风险度量的定义和一些基本性质,在此基础上提出并研究了一类基于VaR的风险度量fVaR,它在VaR定义的基础上将概率p扭曲成了以某一点为拐点的先凸后凹的函数,fVaR与VaR性质相近且有额外的优点,我们研究了它的基本性质并给出了证明.在文中讨论并证明了fVaR虽然在随机变量水平上不是拟凸的,但在彩票水平上是拟凸的,从这个角度来看fVaR是一种概率分布水平上的风险度量,这意味着复合彩票的风险并不比其中风险最大的彩票高.监管者和最终用户在选择或设计风险度量程序时会考虑统计稳健性,Cont等(2010)首次引入了一个严格的框架来研究风险测量程序的稳健性及其对数据集变化的敏感性的“风险测量程序”,我们通过这个“风险度量程序”研究了fVaR稳健性.因为使用过强的概念,稳健性会在一定程度上丧失,而且对模型的要求也更加严格,所以我们研究了 fVaR关于稳健性的最弱定义,即C—稳健性.我们得出若(真实)损益分布的fVaR是唯一确定的,那么fVaR的历史风险度量就是稳健的估计量.并对风险估计进行了灵敏性分析,量化了风险估计的稳健程度,得到了历史fVaR对数据集的变化具有有限的敏感性的结论.风险度量方法能否验证和比较,竞争性估计程序非常重要,于是我们通过定义集值统计泛函及得分函数,研究了fVaR是否允许评估和比较风险度量预测估计和直接回测,即fVaR的可引出性.为了预测投资组合金融收益“真实”分布,我们采用Davis的框架讨论了fVaR的一致性,考察fVaR预测和估计的情况,并得出与fVaR相关的统计量在基本数据的任何条件下都是可校准的,且fVaR预测的校准基本上不需要数据生成机制的任何条件.这些性质展现了 fVaR的优良性,接着我们将其与VaR进行了比较,列举了几个例子对fVaR进行了更具体地说明,通过历史模拟法,使用真实的数据分别演示计算了 VaR和fVaR并将结果可视化.在最后给出了全文的总结.

关键词：风险度量在险价值 fVaR 稳健性可引出性一致性

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基于OTFS的随机接入前导研究

基于OTFS的随机接入前导研究

作者：邱子渊北京邮电大学

学位级别：硕士

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数字普惠金融对居民消费水平的影响研究

数字普惠金融对居民消费水平的影响研究

作者：邱世俊安徽财经大学

学位级别：硕士