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基于传感器阵列解耦合的气体种类识别及浓度检测方法

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大连理工大学学报 2024年第3期64卷 323-330页

作者：董典典黄正兴李中洲余隽冯仕玮大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 大连理工大学医学部辽宁大连116024

采用传感器阵列进行气体识别时,某个传感器出现故障将导致整个系统不能使用.受集成学习Bagging方法的启发,提出了传感器阵列解耦合方法.当硫化氢、氨气和丙酮这3种气体在某路传感器数据无法被正常采集的情况下,使用逻辑回归方法作为基... 详细信息

采用传感器阵列进行气体识别时,某个传感器出现故障将导致整个系统不能使用.受集成学习Bagging方法的启发,提出了传感器阵列解耦合方法.当硫化氢、氨气和丙酮这3种气体在某路传感器数据无法被正常采集的情况下,使用逻辑回归方法作为基分类器仍然能达到100%的气体分类正确率.鉴于良好的分类效果,提出了基于类别先验知识的浓度检测方法.将决策树回归作为基回归模型的传感器阵列解耦合浓度检测方法平均绝对百分比误差为2.28%,结果验证了传感器阵列解耦合方法的可行性.

关键词：解耦合气体识别集成学习浓度检测先验知识

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高透明度的防污及抗菌涂层的制备与性能研究

高透明度的防污及抗菌涂层的制备与性能研究

作者：林典广州大学

学位级别：硕士

低表面能有机化合物所制成的防污涂层材料,在抵御各类污染方面展现出了巨大的应用潜力。这类涂层具备低粘附表面的特性,能够有效地保护基材免受水和油性污染物的侵害,对于自清洁、防腐和减阻等多种应用场景均具备显著的重要性和广阔的... 详细信息

低表面能有机化合物所制成的防污涂层材料,在抵御各类污染方面展现出了巨大的应用潜力。这类涂层具备低粘附表面的特性,能够有效地保护基材免受水和油性污染物的侵害,对于自清洁、防腐和减阻等多种应用场景均具备显著的重要性和广阔的应用前景。目前已有大量防污材料的研究,但仍存在防污性能不持久、透明度低和耐磨性差等问题,如何实现高透明度与超硬度共存的涂层极具挑战性。此外,将抗菌剂通过接枝的方式引入到体系中能够保持长效的抗菌功能,在面对微观的有生命的细菌时,也能在抗菌剂的作用下迅速将细菌杀灭,从而真正实现防污与抗菌的双重效果。我们致力于开发一种结构型抗菌及防污涂层材料,这种新型涂层材料将在未来的生活和生产中发挥重要作用,为人们创造一个更加健康、舒适和安全的环境。本文中,我们详细介绍了一种全新的超硬抗污涂层制造方法,这种方法采用了先进的分子工程策略。深入研究分子兼容体系内的界面反应,专注于设计和合成纳米级构件,这些构件不仅具有超硬特性,还具备出色的防污功能。这种新型涂层材料在性能上达到了前所未有的高度,它不仅能够排斥各种液体,如十六烷、乙醇、DMF和水,还具备9H以上的硬度和97%的透光率。此外,该涂层材料还展现出了优异的化学屏蔽性能和附着力。它能够抵抗指纹的残留,沙土也能轻易地被清洁干净而不留下任何痕迹。这种自清洁的特性使得涂层在长期使用过程中能够保持清洁和美观。同时,涂层在各种基材上都表现出良好的附着力,即使经过1000次磨损,其防污性能依然不受影响。以QAC、APTES、PDMS和PETA为主要原料,成功制备出了性能卓越的抗菌及防污涂层。当涂层中季铵盐（QAC）的含量达到10%时,涂层对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌显示出极好的抗菌效果,且涂层周围并未产生抑菌圈;此外,PDMS的存在为涂层提供优异的疏水疏油性能、油墨能在覆盖涂层的区域内收缩,同时涂层仍保留高透明度,抗菌剂QAC与低表面能的防污剂NH2-PDMS-NH2成功接枝到整个体系内,从而赋予了涂层出色的防污性能和卓越的抗菌性能,该涂层实现了长时间防污、抗菌和高透明等功能共存。

关键词：高光学透明性高硬度防污涂层抗菌材料自清洁

GSM-CrackFormer: 基于高斯尺度混合模型的多应用场景裂缝检测方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：黄廷辉李升典桂林电子科技大学计算机与信息安全学院

传统图像处理方法或机器学习方法解决裂缝检测问题通常仅适应特定场景. 随着场景切换，此类方法的检测精度会受到显著的影响，在多应用场景下缺乏鲁棒性. 为了适应多应用场景，在原裂缝检测方法CrackFormer基础上进行出改进，提出... 详细信息

传统图像处理方法或机器学习方法解决裂缝检测问题通常仅适应特定场景. 随着场景切换，此类方法的检测精度会受到显著的影响，在多应用场景下缺乏鲁棒性. 为了适应多应用场景，在原裂缝检测方法CrackFormer基础上进行出改进，提出一种基于高斯尺度混合模型的检测方法——GSM-CrackFormer. 首先通过高斯尺度混合模型构建描述裂缝特征的高斯分布的模块; 然后结合门控机制设计信号转换模块，将由分布生成的裂缝特征信息转化为锐化裂缝语义特征的指导信号，通过新颖的上下采样策略进一步平衡模型感受野与其捕获细节特征能力之间的关系; 最后调整损失函数，缓解裂缝像素与非裂缝像素之间不平衡的问题. 在多样化场景数据集CrackSeg9k上进行训练和评估的实验结果表明，所提方法优于目前最先进的方法，其全局最佳(ODS)指标达到0.784，单图最佳(OIS)指标达到0.785，平均交并比(MIoU)达到0.828.

关键词：裂缝检测图像处理方法高斯尺度混合模型裂缝检测场景上下采样策略

EH36钢焊接接头预腐蚀下的疲劳性能及断裂机制研究

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机械工程学报 2024年第8期60卷 204-211页

作者：杨思愚徐连勇赵雷韩永典天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市现代连接技术重点实验室天津300350

通过盐雾腐蚀试验和腐蚀疲劳试验研究不同盐雾腐蚀时间下EH36钢焊接接头的腐蚀疲劳性能。在盐雾环境中,试样的腐蚀产物主要为FeOOH、Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),试样表面出现了大量的点蚀坑,盐雾腐蚀速率和最大点蚀坑深度随腐蚀时间的增... 详细信息

通过盐雾腐蚀试验和腐蚀疲劳试验研究不同盐雾腐蚀时间下EH36钢焊接接头的腐蚀疲劳性能。在盐雾环境中,试样的腐蚀产物主要为FeOOH、Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),试样表面出现了大量的点蚀坑,盐雾腐蚀速率和最大点蚀坑深度随腐蚀时间的增大而增大。对比不同盐雾腐蚀时间下试样的腐蚀疲劳寿命发现,盐雾腐蚀后疲劳试样的寿命降低35%~77%,盐雾腐蚀时间对试样腐蚀疲劳性能的影响随应力范围的降低而增大。试样疲劳断口形貌显示,未经盐雾腐蚀处理的疲劳试样和盐雾腐蚀疲劳试样的腐蚀疲劳裂纹都萌生于裂纹源区内EH36钢焊接接头表面的点蚀坑。前者表面的点蚀坑由腐蚀和应力的共同作用产生,后者表面的点蚀坑在盐雾腐蚀过程中产生。两种试样的裂纹扩展区瞬间断裂区的微观形貌相似。盐雾腐蚀对腐蚀疲劳性能的影响主要体现在盐雾腐蚀产生的点蚀坑降低了疲劳试样的裂纹萌生寿命。

关键词：盐雾腐蚀腐蚀疲劳 EH36钢断口特征腐蚀性能

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基于多源数据融合的配电网故障诊断技术

上海交通大学学报 2024年第5期58卷 739-746页

作者：张春梅许兴雀刘思麟广东电网有限责任公司中山供电局广东中山528400

如何充分利用已有信息提高配电网故障诊断准确性,为配电网抢修提供精准研判是亟待解决的问题.针对已有配电网故障诊断信息来源单一的问题,提出融合配电网中、低压信息与变电站出线电流信息的配电网故障研判模型.该模型首先针对已有过电... 详细信息

如何充分利用已有信息提高配电网故障诊断准确性,为配电网抢修提供精准研判是亟待解决的问题.针对已有配电网故障诊断信息来源单一的问题,提出融合配电网中、低压信息与变电站出线电流信息的配电网故障研判模型.该模型首先针对已有过电流诊断方法难以适用于大规模配电网的问题,分层缩减配电网求解规模,提高故障区段定位速率;然后针对过电流告警信息准确性问题,提出基于开关继电保护事件顺序记录(SOE)数据和变电站出线负荷骤降数据的配电网故障辅助研判手段;最后,总结实际工程中多方位信息数据融合配电网故障研判步骤,为调度人员故障诊断提供借鉴.工程实践证明:所提方法能有效进行故障诊断,对于大规模配电网适应性极强;结合开关动作SOE和遥测电压信息的辅助诊断模型,能满足过电流诊断模型对遥信信息准确性要求高的特点,两者互补性较高,工程实践中具有较好的故障诊断效果.

关键词：大规模配电网多源数据故障研判遥测继电保护

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北京2022奥林匹克教育“北京模式”研究

北京2022奥林匹克教育“北京模式”研究

作者：虞典首都体育学院

学位级别：硕士

从根本上说,奥林匹克教育是以青少年为主要目标人群通过体育运动传播奥运价值的教育活动。本文将北京2022奥林匹克教育“北京模式”定义为:中国自2015年7月成功申办冬奥会后,以冰雪运动为载体,开展的旨在促进中小学生全面发展的有计划... 详细信息

从根本上说,奥林匹克教育是以青少年为主要目标人群通过体育运动传播奥运价值的教育活动。本文将北京2022奥林匹克教育“北京模式”定义为:中国自2015年7月成功申办冬奥会后,以冰雪运动为载体,开展的旨在促进中小学生全面发展的有计划、有组织的奥林匹克教育活动。北京作为本届冬奥会主办城市,以北京2008奥林匹克教育所形成的“北京模式”为基础又融入冬季奥运特色所形成的奥林匹克教育模式。该模式包括理念体系、治理体系和活动体系。本文通过整理文献资料,对比分析等研究方法对这三大体系的形成历程、特征、成效和不足进行分析,并对后冬奥时代奥林匹克教育的可持续发展提出意见和建议,得到以下结论:(1)北京2022奥林匹克教育“北京模式”的理念体系是以奥林匹克核心价值观和人类命运共同体为两大基石,以办奥理念、奥运口号和冬奥精神为载体而形成的体系。它创新了对奥林匹克价值的传承与普及方式,夯实了奥林匹克价值体系的内涵,普及了奥林匹克价值观知识。但它在传播过程中还停留在知识内容普及上,部分学校并未真正理解,缺少对核心价值观的了解和认识。(2)北京2022奥林匹克教育“北京模式”的治理体系是在治理体系现代化的提出和“带动三亿人参与冰雪”的愿景之下,建立了共建共治共享的多方协同的治理体系。这种治理策略创新了实践路径。但在后冬奥时代出现学校参与度较低,协同机制职责分工较为混乱等问题。(3)北京2022奥林匹克教育“北京模式”的活动体系以奥林匹克价值观教育和冰雪运动进校园两大活动为表征。前者延续了北京2008奥林匹克教育中奥林匹克教育示范校的建立,并持续发展了系列化主题活动;而后者则创新建设了冰雪运动特色学校,开创并实施了跨学科和旱地化两大教学实践,助推了青少年冰雪赛事的发展,且在后冬奥时代完成了系列化活动和教学的延续。但仍存在中小学对于冰雪运动的跨学科融入还较为单一,学科课程融入一元化的问题。(4)后奥运时代,要保证奥林匹克教育工作的长期开展,就要做到持续发挥冬奥精神在后冬奥时代的引领作用,延续社会组织等多方在后冬奥时代推进奥林匹克教育的功能,持续推进冰雪运动在各学校的教育教学,可持续促北京冬奥教育资源实现中华传统文化高质量传播。

关键词：北京2022 奥林匹克教育 “北京模式”

基于双目视觉的障碍物检测与路径规划方法研究

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基于双目视觉的障碍物检测与路径规划方法研究

作者：郗典西安工业大学

学位级别：硕士

随着计算机技术和人工智能的蓬勃发展,人们对无人车的智能化提出了更高的要求。无人车的环境感知能力是提升智能化水平的关键,也是其进行障碍物检测与路径规划的基础。基于双目视觉的无人车导航技术因具有成本小、感知范围大和实时性强... 详细信息

随着计算机技术和人工智能的蓬勃发展,人们对无人车的智能化提出了更高的要求。无人车的环境感知能力是提升智能化水平的关键,也是其进行障碍物检测与路径规划的基础。基于双目视觉的无人车导航技术因具有成本小、感知范围大和实时性强等优势,成为当前无人车智能化领域的研究热点之一,但当前双目视觉导航技术的难点在于提升匹配算法的准确性和路径规划的可靠性。针对以上问题,本文对立体匹配算法和基于视觉的障碍物检测、路径规划及轨迹跟踪等几个方面进行研究,主要工作如下:(1)针对立体匹配算法存在抗噪性能弱,在弱纹理区域和视差不连续区域的匹配精度低等不足,本文设计了基于改进census变换与最小生成树(Minimum Spanning Tree,MST)代价聚合的匹配算法。在代价计算中,使用基于高斯权重的变换窗口,并利用其他信息对结果进行加权融合;在代价聚合中,每个像素都可以从引导滤波的支持窗口以及最小生成树中获得其他像素的信息,二者协同操作实现代价量聚合;在视差后处理中,对不同类型的误匹配点使用不同方法优化。Middlebury和KITTI数据集的评估结果表明,该算法可以提高视差不连续区域和弱纹理区域的匹配精度,且抗干扰能力更强。(2)现有V视差法在障碍物检测方面存在稳定性不佳、检测效果差等问题,本文分析了基于改进V视差法的障碍物检测算法。首先在传统算法的基础上,对原始视差图进行滤波处理,然后剔除视差图中的不相关线,利用分割出的路面斜线获得障碍物位置,最后进行视差值搜索获得障碍物的距离信息。实验结果表明,该方法在障碍物检测方面的稳定性及准确率均得到提升。(3)针对经典人工势场法在复杂环境下存在目标不可达、局部最优和路径振荡等问题,本文研究了一种基于灰狼算法的改进人工势场法。当检测到合力为零时,采用灰狼算法生成虚拟灰狼,根据位置更新规则,调整无人车的位置从而跳出局部最优,同时引入斥力势场修正因子和角度融合策略来改善目标不可达和路径震荡问题。最后通过添加道路边界斥力势场,降低与道路边界碰撞的可能性。(4)为实现更精准的轨迹跟踪,本文设计一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的轨迹跟踪控制器。首先通过建立无人车运动学模型得到其预测模型,同时给出目标函数,并引入一系列约束。然后,对目标函数进行转化,设计了基于线性时变MPC的轨迹跟踪控制器。最后,搭建Car Sim/Simulink联合仿真平台测试算法在多种仿真工况下的表现,并对不同工况下的结果进行详细分析。

关键词：双目视觉立体匹配算法障碍物检测人工势场法模型预测控制

ARv7通过SKP2/p27轴促进前列腺癌细胞从雄激素剥夺疗法诱导的衰老中逃逸

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ARv7通过SKP2/p27轴促进前列腺癌细胞从雄激素剥夺疗法诱导的衰老...

作者：庄典吉林大学

学位级别：硕士

对于晚期、转移性或复发性前列腺癌患者,雄激素剥夺疗法(Androgen Deprivation Therapy,ADT)通常是首选的标准治疗方法之一。ADT通过降低体内雄激素水平,诱导细胞衰老和肿瘤停滞,因此成为前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)的标准治疗方法... 详细信息

对于晚期、转移性或复发性前列腺癌患者,雄激素剥夺疗法(Androgen Deprivation Therapy,ADT)通常是首选的标准治疗方法之一。ADT通过降低体内雄激素水平,诱导细胞衰老和肿瘤停滞,因此成为前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)的标准治疗方法。前列腺癌细胞的生长依赖于雄激素受体(Androgen Receptor,AR)的活化。然而,对AR信号的持续抑制实际上会导致从对雄激素敏感的生长转变为对雄激素非敏感性生长,从而促使PCa细胞从ADT诱导的衰老中逃脱(ADT Induced Senescence,AIS),随后发展为去势抵抗性前列腺癌(Castraction-resistant prostate cancer,CRPC)。尽管ADT明显限制了雄激素的水平,但AR途径的异常激活仍在推动CRPC的进展中发挥主导作用。AR剪接变异体如ARv7是AR激活的机制之一。大量证据强调了ARv7在ADT抵抗中的作用,近年来,许多基于转录组的研究揭示了ARv7不仅复制了AR的典型功能,并且还介导了不同于AR的独特基因表达程序,可能对CRPC的进展至关重要。但是,这一现象背后的机制仍然不明确。大多数AR抑制剂靶向雄激素结合或雄激素合成,并且临床上没有针对ARv7的有效和特异性抑制剂。我们拟通过本课题研究ARv7在AIS中的角色和调控机制,从而靶向ARv7下游事件,提高ADT的疗效。已有研究表明,ADT能够诱导细胞衰老,表现为衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)的上调和强烈的G0/G1细胞周期停滞。但ADT并未有效杀死雄激素敏感的PCa细胞,而是在大多数亚群中诱导细胞停滞。这种衰老细胞仍具有新陈代谢活性,并可能通过改变肿瘤微环境从而推动肿瘤进展。ADT诱导的衰老是可逆的,因为细胞可以在雄激素水平恢复后迅速恢复增殖。即使没有雄激素水平的恢复,一小部分细胞甚至可以自发地逃脱ADT诱导的衰老。因此,破译ADT诱导的衰老逃逸机制对于理解CRPC的发展至关重要。这些逃逸机制可能涉及多种因素,包括细胞周期调节、细胞信号通路的重新编程以及肿瘤微环境的改变。通过深入研究这些机制来寻找新的治疗策略,延缓前列腺癌的ADT抵抗,并提高患者的生存率。本研究通过体外模拟ADT,随后使用慢病毒侵染多种前列腺癌细胞,改变其ARv7表达水平,研究ARv7在ADT作用下前列腺癌细胞AIS进程及CRPC中发挥的作用及其调控机制,探讨ARv7对于PCa细胞ADT抵抗性影响,为克服PCa临床治疗上发生的ADT抵抗提出新的机制及未来研究中潜在靶标。方法:1.首先利用恩杂鲁胺(Enzalutamide,ENZ)和使用活性炭剥除的血清(CSS)配置的培养基在雄激素敏感的前列腺癌LNCa P细胞模拟ADT,通过衰老相关β-半乳糖苷酶、EdU、流式细胞术、WB检测衰老水平、凋亡程度及衰老标志蛋白表达。2.使用慢病毒侵染体外构建两种ARv7表达变化的PCa细胞系:LNCa P(ARv7过表达),22Rv1(沉默内源性ARv7),检测ARv7是否改变了PCa细胞对ADT引起的衰老水平。随后使用Western Blot实验检测ARv7能否调控p27翻译后修饰。3.检测SKP2对AIS和p27的调控作用.(1)使用RNA-seq在沉默ARv7的22Rv1细胞中检测细胞周期相关基因的表达量变化。(2)使用Western Blot和q RT-PCR检测ADT下SKP2的表达水平。(3)使用SKP2抑制剂C1检测SKP2对p27和细胞衰老的调节。4.检测ARv7作为转录因子对SKP2的直接调控作用。(1)在22Rv1细胞中使用Ch IP-seq和Ch IP-q PCR检测ARv7是否能够与SKP2的启动子发生结合。(2)用慢病毒在LNCa P和22Rv1细胞中恒定改变ARv7水平,使用Western Blot和q RT-PCR检测ARv7能否调控SKP2的转录和翻译。(3)在内源性不表达AR和ARv7的PC-3细胞中瞬时转染ARv7质粒,检测在AR不存在的条件下,ARv7是否仍能对SKP2发生转录激活。5.检测ARv7-SKP2-p27通路在CRPC发展过程中的作用(1)长期ADT下,使用Western Blot检测LNCa P细胞是否发生衰老逃逸以及ARv7-SKP2-p27通路表达水平。(2)生物信息学技术分析CRPC患者样本中SKP2的表达情况。(3)在长期ADT下形成的内源性表达ARv7的非雄激素依赖型LNCa P-AI细胞中使用Western Blot检测ARv7-SKP2-p27表达水平。6.通过克隆形成、MTT实验检测SKP2抑制剂的作用(1)使用克隆形成实验检测抑制SKP2对C

关键词： ADT 衰老逃逸非雄激素依赖 ARv7 SKP2 p27

基于因子分析以及集成机器学习的岩质边坡稳定性预测模型

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基于因子分析以及集成机器学习的岩质边坡稳定性预测模型

作者：简典重庆交通大学

学位级别：硕士

截止2022年底,我国公路总里程达到535万公里,公路边坡的数量也在增长,由于传统边坡稳定分析方法在快速判别边坡稳定性中存在不足,故需要一种新的方法通过提前过滤大多数无失稳风险边坡的方式来辅助判别边坡稳定性,本文首先总结了传统边... 详细信息

截止2022年底,我国公路总里程达到535万公里,公路边坡的数量也在增长,由于传统边坡稳定分析方法在快速判别边坡稳定性中存在不足,故需要一种新的方法通过提前过滤大多数无失稳风险边坡的方式来辅助判别边坡稳定性,本文首先总结了传统边坡稳定性判断方法,以及因子分析在边坡领域的相关应用,再对边坡工程中机器学习模型的各种应用途径进行了解,最终基于因子分析提出了一种基于Stacking融合策略、综合多种机器学习算法的公路岩质边坡稳定预测模型。主要研究工作如下:(1)分析总结了岩质边坡稳定性的影响因素,最终归纳为坡体几何特征、坡体内部力学结构影响、坡外环境影响三大要素,然后将这三大因素细分为坡高、坡脚、岩体强度、水文地质等二级影响因素,之后根据机器学习算法特性以及边坡工程特点给出了指标选取原则,然后依据给定的原则,选择了包括坡高、岩石单轴抗压强度、岩块摩擦系数等10个评价指标,从而提出了适用于机器学习方法的公路岩质边坡稳定性评价指标体系。(2)为了降低数据维度,运用因子分析方法将原10个边坡稳定性指标分别降维为5个公因子和3个公因子,建立五因子评价指标和三因子评价指标,将应用三种评价指标的数据集分别导入模型训练,训练结果对比发现应用5个公因子的模型的综合性能不低于应用原评价指标的模型,并且应用5个公因子的模型相较于应用原评价指标的模型,其Recall值均有所提升。可见将原评价指标体系降维为五因子评价指标时,模型检出失稳边坡的能力增强。(3)通过Stacking集成方法和Voting集成方法,整合了ET(极端随机树)、GBDT(梯度提升决策树)、XGBoost(极限梯度提升)和Catboost(分类提升)四种机器学习模型。对测试集的测试结果表明,基于Stacking集成方法的模型综合性能显著提高。因此,对于岩质边坡稳定性预测任务,Stacking集成方法相比单一模型具有良好的适配性。(4)根据本文边坡数据建立的评价模型中,经实测样本发现,具有高精度的模型为Stacking集成模型和Catboost模型。与已有评价体系结果对照后发现,在边坡失稳概率超过40%时,Stacking集成模型更符合实际情况;而在边坡失稳概率低于40%时,Catboost模型表现更准确。

关键词：机器学习集成模型边坡稳定性岩质边坡