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全光纤电流互感器的关键技术研究

全光纤电流互感器的关键技术研究

作者：魏义涛哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

全光纤电流互感器与传统电磁式电流互感器相比，具有许多优势：无磁饱和、能实现暂态保护、优良的绝缘性、抗干扰能力强等，受到了越来越多的重视，国家电网“十二五”规划，明确把全光纤电流互感器作为一项关键技术设备，提出要在“十... 详细信息

全光纤电流互感器与传统电磁式电流互感器相比，具有许多优势：无磁饱和、能实现暂态保护、优良的绝缘性、抗干扰能力强等，受到了越来越多的重视，国家电网“十二五”规划，明确把全光纤电流互感器作为一项关键技术设备，提出要在“十二五”期间完成其研制。针对全光纤电流互感器目前存在的一些技术问题，本课题对系统的实现方案、波片的误差及补偿方法、敏感环的误差及补偿方法、调制解调方案及信号处理电路设计等关键技术进行了研究。本文主要工作如下： 1.详细分析光纤电流互感器的理论基础。通过对比国内外的主流方案，并结合目前国内外光纤电流互感器存在的问题，选取基于Y波导的ININE型方案作为本课题的研究方案，通过对方案进行详细的数学建模，推导出光纤电流互感器的输出公式，为深入研究光纤电流互感器奠定理论基础。 2.对全光纤电流互感器的λ4波片的误差及补偿方案进行研究。深入分析光纤制作λ4波片的理论方法，建立λ4波片的数学模型，详细分析λ4波片误差对标度因数的影响，深入研究补偿λ4波片误差的方法。 3.对全光纤电流互感器的敏感环进行误差分析与补偿方案的研究。分析光纤环内双折射产生的内外机理，建立光纤电流互感器的敏感环的数学模型，研究敏感环的主要误差因素，寻求抑制敏感环误差的措施。 4.研究闭环控制系统的调制解调方案，建立数字闭环系统的数学模型，分析系统的性能。深入分析前置放大电路噪声的影响，详细分析A/D和D/A转换器的选取方法及相位调制器误差对光纤电流互感器的影响，寻求抑制误差的措施;详细分析系统采用的数字滤波算法。最后，搭建全光纤电流互感器的实验系统，通过实验验证方案的正确性。

关键词：光纤电流互感器 Faraday磁光效应波片误差敏感环误差信号处理

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基于机器学习的管制员语音疲劳状态研究

基于机器学习的管制员语音疲劳状态研究

作者：魏义涛南京航空航天大学

学位级别：硕士

空中交通管制作为民航安全运行的核心环节,管制员的工作特点及作息规律导致其更易处于疲劳状态,因此空中交通管制员疲劳检测与管理一直是民航领域的热点研究内容。与此同时,近年来基于语音分析技术的非侵入式的客观评估方法也取得了很... 详细信息

空中交通管制作为民航安全运行的核心环节,管制员的工作特点及作息规律导致其更易处于疲劳状态,因此空中交通管制员疲劳检测与管理一直是民航领域的热点研究内容。与此同时,近年来基于语音分析技术的非侵入式的客观评估方法也取得了很大的进展,已经成为监测管制员疲劳状态的一种常规研究手段。然而,应用于管制员的语音疲劳识别方法仍然存在很多问题,例如现有管制员疲劳语音数据库样本和标签数量不足,传统方法手动提取的语音疲劳特征鲁棒性和识别率不高。为有效解决此类问题,本文基于机器学习理论,改进主动学习和深度学习技术,提出了管制员疲劳语音特征提取模型以及疲劳状态的自适应识别方法。具体研究内容如下:(1)针对基于语音分析技术进行管制员疲劳检测流程不完善的问题,本文提出了基于陆空通话的疲劳语音检测框架,主要包括语音特征提取,疲劳特征选择和疲劳识别模型训练。同时,提出了一种基于高斯概率分布的特征选择方法,计算得到不同声学特征与疲劳语音的相关性系数,为后续的深入研究提供了充足的理论支撑。(2)针对现有管制员疲劳语音样本数据不足,以及疲劳语音特征提取与识别效率不高的问题,本文首先引入主动学习技术筛选出一批高效的管制员语音样本,在降低人工标注成本的同时实现小样本高效训练。其次,提出了一种基于自编码机和语谱图的融合疲劳语音特征识别网络,并且加入了密集块结构去降低模型参数从而避免过拟合。最后,将两类特征通过多核学习策略进行了有效的融合。实验结果表明,相比较最优的p H或者MFCC传统语音疲劳特征,本文提出的基于深度学习的疲劳语音特征提取方法在识别准确率上提高了12%。(3)针对当前算法在不同个体之间的域适应和鲁棒性不理想的问题,为此收集并搭建了管制员个人疲劳语音数据库,其中包含有不同的性别,岗位和管制等级的7名管制员共11316条语音。随后,本文提出了一种改进传统可区分字典学习算法,通过引入稀疏自编码来解决目标函数的参数约束问题,从而在提高分类性能的同时有效的降低重构误差,最终提高疲劳识别模型的鲁棒性和识别率。实验结果显示,所提出的改进字典学习模型应用于个人疲劳语音数据库时相比于DDL,p H,MFCC以及Unified-AEFF等方法实现约95%的平均识别率。本文的研究成果可为管制员疲劳状态实时检测预警和智能排班系统提供技术支持,同时在满足航空安全的基础上提高空域管制能力,为民航的稳定发展提供坚实的管制基础保障。

关键词：空中交通管制员人为因素疲劳检测特征提取深度学习

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尺动脉近端穿支皮瓣的应用解剖与临床应用

中华显微外科杂志 2013年第5期36卷 447-450页

作者：魏义涛钟桂午梅劲唐茂林南海创伤手足外科医院广东省佛山市528231 河北省涞源同济医院温州医学院人体解剖学教研室

目的探讨尺动脉近端穿支皮瓣的应用解剖及临床应用。方法自2008年起收集国人新鲜尸体10具（20侧），使用动脉显影技术进行灌注，所有标本进行层次解剖，观察尺动脉穿支血管穿出位置、穿支管径、蒂长及供血面积，重点观察尺动脉近端穿支... 详细信息

目的探讨尺动脉近端穿支皮瓣的应用解剖及临床应用。方法自2008年起收集国人新鲜尸体10具（20侧），使用动脉显影技术进行灌注，所有标本进行层次解剖，观察尺动脉穿支血管穿出位置、穿支管径、蒂长及供血面积，重点观察尺动脉近端穿支相关指标；自2011年10月至2012年11月，针对手指及腕背皮肤软组织缺损病例，临床应用尺动脉近端穿支皮瓣游离移植修复手部缺损患者18例，应用该皮瓣面积3．0cm×2．5cm～10．0cm×5．5cm，18例供区均直接缝合，术后随访其疗效。穿支定位及皮瓣设计：自肱骨内上髁向豌豆骨作一直线，其近、中1／3交界点即为该穿支入皮点。以此点为中心设计带蒂或游离皮瓣。结果解剖显示近端穿支直径0．5～0．9mm，穿支蒂长33．0—47．0mm。从尺动脉发出营养前臂内侧的穿支数目为5—9支。所有病例均获得随访，随访时间6～14个月，皮瓣色泽正常、质地良好、厚薄适中，两点辨别觉5～8mm，无一例臃肿需要二期修整。供区外观、功能正常。结论尺动脉近端穿支易于定位，穿支出现恒定，管径较大，尺动脉近端穿支皮瓣适合于修复手及前臂等部位的中、小面积缺损。

关键词：尺动脉穿支皮瓣重建应用解剖

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基于SOM网络的机场天气聚类分析

数学的实践与认识 2016年第17期46卷 210-217页

作者：许逸凡李杰魏义涛南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

机场范围内的天气状况对机场运行有着较为显著的影响.然而,天气在发生时间、影响范围等方面的随机性给机场容量评估和流量调配带来一定的困难.运用SOM网络对2014年上海浦东国际机场的天气进行聚类分析,并运用DB指标和Silhouette指标对... 详细信息

机场范围内的天气状况对机场运行有着较为显著的影响.然而,天气在发生时间、影响范围等方面的随机性给机场容量评估和流量调配带来一定的困难.运用SOM网络对2014年上海浦东国际机场的天气进行聚类分析,并运用DB指标和Silhouette指标对聚类结果进行评价.结果表明:SOM网络在机场天气聚类上有很好的精度与鲁棒性,2014年浦东机场的天气可按影响程度分为典型的五类,即:无影响、影响小、影响极大、影响大、影响中等.为实现航空天气聚类分析及空中交通流量管理自动化提供了有益参考.

关键词：机场天气自组织特征映射网络聚类分析

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基于λ/4波片的标度因数稳定性分析

光电工程 2011年第11期38卷 1-5页

作者：李绪友魏义涛洪伟何周郝金会哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001

针对实际应用中由于光纤电流互感器λ/4波片误差容限较小导致标度因数不稳定的问题,提出了一种标度因数补偿的新方法,该补偿方法大大提高了波片的误差容限,从而有效地提高了光纤电流互感器的标度因数稳定性。通过理论分析,给出了λ/4 ... 详细信息

针对实际应用中由于光纤电流互感器λ/4波片误差容限较小导致标度因数不稳定的问题,提出了一种标度因数补偿的新方法,该补偿方法大大提高了波片的误差容限,从而有效地提高了光纤电流互感器的标度因数稳定性。通过理论分析,给出了λ/4 波片的理论模型,分析了要得到 0.2%及 0.01%的标度因数精度所要求的波片的对轴角度误差和相位延迟误差容限。应用峰值分割法对波片误差容限进行了补偿,结果表明,同补偿前的数据相比,当标度因数精度分别为0.2%和0.01%时,补偿后的对轴角度误差和相位延迟误差容限分别提高了约4.7倍和11倍,因此对于这两个不同的精度,光纤电流互感器的标度因数稳定性也同时分别提高了约4.7倍和 11倍。并且从数值上可以看出,所需的标度因数精度越高,补偿效果越明显。通过应用峰值分割法进行补偿,有效地减少了光纤电流互感器的标度因数不稳定性带来的测量精度误差。

关键词：光纤电流互感器 λ/4波片标度因数稳定性峰值分割法

联体尺动脉穿支皮瓣在多指毁损伤修复中的临床应用

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中华整形外科杂志 2020年第3期36卷 270-278页

作者：张小东魏义涛周杰钟桂午梁海华梁周然空军特色医学中心北京100089 东莞长安新安医院手足显微外科 523880 佛山南创外科医院手外科 528231

目的探讨联体尺动脉穿支皮瓣修复多指毁损伤的临床效果。方法回顾性分析2011年3月至2017年10月东莞长安新安医院收治的12例多指毁损伤患者,男8例,女4例,年龄(32.6±4.3)岁,范围18~56岁。4指毁损伤2例,3指毁损伤4例,2指毁损伤6例。皮肤... 详细信息

目的探讨联体尺动脉穿支皮瓣修复多指毁损伤的临床效果。方法回顾性分析2011年3月至2017年10月东莞长安新安医院收治的12例多指毁损伤患者,男8例,女4例,年龄(32.6±4.3)岁,范围18~56岁。4指毁损伤2例,3指毁损伤4例,2指毁损伤6例。皮肤软组织损伤位置均为远掌横纹或指掌横纹以远,指骨为近节以远。皮肤总缺损面积(135.6±12.3)cm^2,范围6.0 cm×16.0 cm^6.0 cm×35.0 cm,应用皮瓣总面积(143.5±11.2)cm^2,范围5.0 cm×20.0 cm^3.2 cm×47.0 cm(双侧前臂)。双前臂尺动脉穿支皮瓣5例,单侧7例,所有皮瓣均为2条以上穿支蒂。皮瓣均设计为长条状,螺旋缠绕包裹于伤指骨,皮瓣穿支动脉与相应指固有动脉或掌背动脉吻合,伴行静脉与相应指掌侧静脉或掌背静脉吻合,皮瓣浅静脉与相应指背静脉或掌背静脉吻合,皮瓣神经与相应指固有神经或掌背相应感觉神经吻合。供区除1例植皮外,其余均直接缝合。术后随访观察疗效,包括感觉、外观、血液循环、骨吸收及手运动功能、日常生活、恢复工作情况等。评价标准为中华医学会手外科学会断指再植功能评定试用标准。结果所有皮瓣均成活,1例皮瓣末稍有约1.5 cm×1.5 cm坏死,二期缝合修复。所有病例均获6个月至6.5年随访,平均16.7个月,皮瓣质地良好,无色素沉着,外观无臃肿,指端无瘢痕或磨损,两点辨距觉6~10 mm,平均8.6 mm。术后半年骨吸收发生率59.4%(19/32),指短缩平均0.8 cm,其中5例6指取髂骨植骨。伤指拿捏及持物功能部分恢复,日常生活无明显影响;患手握力平均达到健侧的60.3%。参照断指再植功能评定试用标准:优2例,良5例,差4例,劣1例,优良率58.3%(7/12)。供区外观可。结论联体尺动脉穿支皮瓣为多指毁损或脱套伤患者的临床修复提供了一种有益的思路和有效的手术方案,效果良好。

关键词：尺动脉穿支皮瓣多指毁损伤修复重建

尺动脉近端穿支皮瓣在手部皮肤软组织缺损修复术中的解剖学观察及临床应用效果

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中华解剖与临床杂志 2021年第6期26卷 703-707页

作者：梁海华魏义涛张小东钟桂午长安新安医院手足显微外科广东省东莞市523880 解放军空军特色医学中心疾病预防控制科北京100089

目的探讨前臂尺动脉近端穿支解剖学特点及以其为蒂的皮瓣游离移植修复手部皮肤软组织缺损的临床应用效果。方法回顾性研究。纳入东莞市长安新安医院2011年10月—2019年3月应用尺动脉近端穿支皮瓣游离移植修复手部皮肤软组织缺损的30例... 详细信息

目的探讨前臂尺动脉近端穿支解剖学特点及以其为蒂的皮瓣游离移植修复手部皮肤软组织缺损的临床应用效果。方法回顾性研究。纳入东莞市长安新安医院2011年10月—2019年3月应用尺动脉近端穿支皮瓣游离移植修复手部皮肤软组织缺损的30例患者的临床资料,其中男22例、女8例,年龄18~49(32.33±12.11)岁。手背伤5例,手指伤25例;机械冲压伤18例,重物砸伤7例,车祸2例,化学烧伤3例。皮肤缺损面积2.5 cm×2.0 cm~9.0 cm×4.5 cm,应用皮瓣面积3.0 cm×2.5 cm~10.0 cm×5.5 cm。术中观察尺动脉近端穿支解剖学特点,包括位置、类型、毗邻、管径、血管蒂长度等,总结规律。术后随访皮瓣外观及功能,评定标准采用Michigan手部功能问卷和皮瓣功能10项检查。结果尺动脉近端穿支位于肱骨内上髁下端8.0~10.2(8.60±1.61)cm处,出现率100%。穿支类型以肌间隙型最多,占86.6%(26/30),有2条静脉伴行,邻近穿支之间多呈减小口径的树状吻合。穿支起始处外径0.5~1.0(0.76±0.11)mm,血管蒂长2.5~4.0(3.67±0.37)cm。30例患者皮瓣均成活,术后随访6~26个月,平均15.2个月。皮瓣色泽正常,质地良好,厚薄适中,两点辨别觉9~13 mm。Michigan手部外观问卷评价:非常满意19例、满意10例,满意率96.7%(29/30);皮瓣功能10项标准评定:优19例、良9例,优良率93.3%(28/30)。供区外观影响小、功能无异常。结论尺动脉近端穿支定位准确、出现率高、易切取,该穿支皮瓣适用于手及前臂中小面积软组织缺损的修复。

关键词：外科皮瓣尺动脉近端穿支皮瓣游离移植手部软组织缺损修复重建

尺动脉近端穿支皮瓣在缺损性断指再植中的临床应用

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中华手外科杂志 2018年第3期34卷 170-171页

作者：魏义涛梁翊钟桂午梁周然梁海华东莞长安新安医院手足外科广东523800 佛山市南海区第五人民医院手足外科

目的探讨尺动脉近端穿支皮瓣在缺损性断指再植中的治疗效果。方法自2012年3月至2017年6月，我们对12例手指缺损性离断伤患者采用前臂尺动脉近端穿支皮瓣修复皮肤缺损，并切取髂骨瓣植骨修复指骨缺损。皮肤缺损面积为5．0cm×2．0cm～9．... 详细信息

目的探讨尺动脉近端穿支皮瓣在缺损性断指再植中的治疗效果。方法自2012年3月至2017年6月，我们对12例手指缺损性离断伤患者采用前臂尺动脉近端穿支皮瓣修复皮肤缺损，并切取髂骨瓣植骨修复指骨缺损。皮肤缺损面积为5．0cm×2．0cm～9．0cm×2．5cm，指骨缺损长度为0．5～3．2cm。供区创面均直接缝合。结果术后所有伤口均Ⅰ期愈合，皮瓣及断指全部存活，1例皮瓣术后24h肿胀明显，出现散在张力性水泡，经换药等对症处理后皮瓣存活。其中10例获得随访，时间为0．5～5．0年，平均1．2年，皮瓣及再植指血运良好，皮瓣无明显色素沉着，质地软，弹性好，耐磨，两点分辨觉为6-8mm，均恢复原来工作。根据中华医学会手外科学会断指再植功能评定试用标准评定：优5例，良5例，可2例。结论采用尺动脉近端穿支皮瓣游离移植修复缺损性断指再植，为该类断指的修复提供了一种新的解决方案。

关键词：外科皮瓣指损伤尺动脉近端穿支修复重建

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无吻合血管趾骨甲皮瓣再造指尖的临床效果

中华整形外科杂志 2021年第12期37卷 1370-1377页

作者：梅雄军魏义涛梁海华钟桂午孙芳芹长安新安医院手足显微外科东莞523880 空军特色医学中心北区骨科北京100089

目的探讨采用无吻合血管趾骨甲皮瓣行指尖再造术的临床效果。方法2015年1月至2020年10月,东莞长安新安医院选择具备一定条件的指尖损伤患者,采用无吻合血管的趾骨甲皮瓣修复指尖缺损,供区创面直接缝合或皮瓣局部转移覆盖,该文对其临床... 详细信息

目的探讨采用无吻合血管趾骨甲皮瓣行指尖再造术的临床效果。方法2015年1月至2020年10月,东莞长安新安医院选择具备一定条件的指尖损伤患者,采用无吻合血管的趾骨甲皮瓣修复指尖缺损,供区创面直接缝合或皮瓣局部转移覆盖,该文对其临床资料进行了回顾性分析。采取门诊、电话、微信、登门拜访等方式随访患指外观及功能。采用中华医学会手外科学会拇手指再造功能评定试用标准对手部功能进行评定,并从4个方面对再造后甲床外观、功能进行评定。结果共纳入11例12指。男8例,女3例,年龄17~50岁,平均35.6岁。其中压砸(挤压、冲压)伤5例5指,切割伤3例3指,绞轧伤2例2指,化学腐蚀伤1例2指。拇指2例,示指7例,中指2例,环指1例,合并其他指损伤4例;均为甲根部以远的指尖缺损伤,其中甲半月以远缺损4指,甲中段以远缺损5指,甲远1/3平面以远缺损3指。择期手术7例,急诊手术4例。指骨、甲、皮瓣(指腹)缺损长度:0.2 cm/0.5 cm/0.5 cm~0.6 cm/0.8 cm/1.0 cm。切取趾骨甲皮瓣(趾腹)大小:0.2 cm/0.5 cm/0.7 cm~0.6 cm/0.8 cm/1.0 cm。指腹缺损长度均≤1.0 cm。随访时间6~30个月,平均12.5个月,再造指尖均成活,再造指尖外观饱满红润,指甲较平整。足供区无功能影响。移植骨瓣愈合时间1.5~3.0个月,平均2.1个月。指功能评定优7例,良4例;甲床外观与功能评定优6指,良5指,差1指。结论无吻合血管趾骨甲皮瓣再造指尖,手术简单,疗效可靠。

关键词：手损伤趾骨甲皮瓣指尖再造无血管技术