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基于先验知识的弓网接触电阻预测模型精度提升方法

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4535-4546页

作者：时光陈翼喆李莹张国威辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105

高速列车的运行实践表明,随着运行速度提高,受电弓与接触导线分离的可能性越大,越容易产生弓网电弧。导致电弧产生的因素很多,但最终都归结到滑板与接触网的接触电阻上。首先利用滑动电接触实验机,研究了波动载荷、滑动速度和接触电流... 详细信息

高速列车的运行实践表明,随着运行速度提高,受电弓与接触导线分离的可能性越大,越容易产生弓网电弧。导致电弧产生的因素很多,但最终都归结到滑板与接触网的接触电阻上。首先利用滑动电接触实验机,研究了波动载荷、滑动速度和接触电流对接触电阻的影响,并进一步结合表面形貌特征,分析了磨损机制、电弧放电与接触电阻演变规律之间的关系。其次为了预测不同工况下的接触电阻,建立了径向基(RBF)神经网络回归模型,通过在模型训练中融入先验知识和采用改进的食肉植物优化算法(ICPA)优化RBF神经网络超参数,提升弓网接触电阻预测模型的精度。有、无先验知识的ICPA-RBF模型预测性能对比仿真结果表明,两类先验知识分别有助于提高模型的收敛速度和预测精度。最后采用假设检验验证了模型的有效性。

关键词：接触电阻先验知识径向基(RBF)神经网络食肉植物算法假设检验

基于改进目标场法梯度线圈的感应式磁声磁粒子浓度成像研究

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4305-4316页

作者：闫孝姮淡新贤陈伟华刘方田辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125000

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法。由于其磁声信号的信噪比低,导致系统成像质量不佳,该文提出一种改善MACT-MI信噪比的新思路:首先,基于经典目标场法(TFM)设计梯度线圈的思... 详细信息

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法。由于其磁声信号的信噪比低,导致系统成像质量不佳,该文提出一种改善MACT-MI信噪比的新思路:首先,基于经典目标场法(TFM)设计梯度线圈的思路,将最小化磁场相对误差定义为适应度函数,并采用鲸鱼优化算法对电流密度系数进行优化,设计了一种结构灵活、激励简单的高质量梯度磁场线圈;其次,为研究梯度磁场空间分布特征对MACT-MI的影响,该文构建不同的MNPs分布模型,并利用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行数值求解,得到成像区域的磁力和声压分布。仿真结果表明,磁力和声压的有效波动范围与梯度磁场均匀空间的大小成正比,且随着均匀空间的缩小,磁力和声压的峰值也随之衰减,通过提高磁场的均匀度可以有效提高磁声信号的信噪比,改善系统成像质量。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验应用提供研究基础。

关键词：磁声磁粒子浓度成像目标场法梯度磁场均匀空间

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不平衡数据集的DC-SMOTE过采样方法

智能系统学报 2024年第3期19卷 525-533页

作者：冀常鹏尚佳奇代巍辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学研究生院辽宁葫芦岛125105

针对不平衡数据集在分类任务中表现不佳的问题,提出基于局部密度与集中度的过采样算法。针对数据集中所有的少数类样本点,分别利用高斯核函数与局部引力来计算局部密度与集中度;对于局部密度较小的部分有针对性地合成第一类新样本,解决... 详细信息

针对不平衡数据集在分类任务中表现不佳的问题,提出基于局部密度与集中度的过采样算法。针对数据集中所有的少数类样本点,分别利用高斯核函数与局部引力来计算局部密度与集中度;对于局部密度较小的部分有针对性地合成第一类新样本,解决类内不平衡问题。根据集中度的不同,区分出少数类样本的边界,有针对性地合成第二类新样本,达到强化边界的作用;同时,通过自适应生成新样本,有效解决大部分过采样算法没有明确过采样量或者盲目追求样本平衡度相等的问题。最后,在公开的12个不平衡数据集上进行了实验,实验结果表明,本算法在低不平衡数据集与高不平衡数据集上的应用均拥有良好的表现。

关键词：不平衡数据集过采样高斯核函数局部引力高不平衡数据合成少数类过采样不平衡度分类

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适用于约束环境的轻量级目标检测模型

计算机工程与应用 2024年第6期60卷 274-281页

作者：曲海成袁旭东李佳琦辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

为了进一步降低目标检测模型YOLOX-Tiny的大小并提高检测精度,以便于更好地适用于计算资源和存储空间有限的环境,在特征金字塔的结构、解耦头的结构和损失函数上对其进行改进,形成一种更高性能的轻量级目标检测模型Lite-YOLOX。为进一... 详细信息

为了进一步降低目标检测模型YOLOX-Tiny的大小并提高检测精度,以便于更好地适用于计算资源和存储空间有限的环境,在特征金字塔的结构、解耦头的结构和损失函数上对其进行改进,形成一种更高性能的轻量级目标检测模型Lite-YOLOX。为进一步压缩原有模型体积,重新设计特征金字塔和解耦头的结构,使模型的Neck和Head部分更轻量化;为提升模型的检测精度,在原有IoU损失函数的基础上进行优化,设计并提出EIoU损失函数,改进后的损失函数对真实框和预测框的位置更加敏感;选取PASCAL VOC和安全帽检测数据集对改进模型进行验证。实验结果表明:Lite-YOLOX与YOLOX-Tiny相比,参数量减少40%,计算量下降37.5%,mAP50提升3.2和3.1个百分点。在NVIDIA Jetson Xavier NX上,每秒传输帧数(FPS)从51增加到59,实时性有了明显的提升。

关键词：目标检测轻量化特征融合损失函数

基于后悔理论的图模糊LINMAP多属性决策方法及应用

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控制与决策 2024年第8期39卷 2810-2816页

作者：王磊苑博荣辽宁工程技术大学基础教学部辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学理学院辽宁阜新123000

针对图模糊多属性决策方法基于未知属性权重且往往只考虑客观属性信息的不足,提出一种基于后悔理论的图模糊LINMAP多属性决策方法.首先,依据后悔理论的思想,定义图模糊后悔-欣喜函数,给出方案感知效用值的计算方法;然后,设计图模糊偏好... 详细信息

针对图模糊多属性决策方法基于未知属性权重且往往只考虑客观属性信息的不足,提出一种基于后悔理论的图模糊LINMAP多属性决策方法.首先,依据后悔理论的思想,定义图模糊后悔-欣喜函数,给出方案感知效用值的计算方法;然后,设计图模糊偏好信息集,用其表示属性间的相互影响关系,并提出方案对序列和决策者事先给定偏好信息的图模糊一致性程度和非一致性程度;接着,通过图模糊得分函数和精确度函数构建含有参数的目标函数,并设置图模糊阈值,使得非一致性程度最小化且一致性程度与非一致性程度差别至少不小于该图模糊阈值,据此建立新的优化模型,获得备选方案的属性权重向量和模糊理想点,进而利用感知效用值对备选方案进行排序择优;最后,通过算例分析验证所提出方法的合理性,并通过灵敏度分析和对比分析表明所提出方法的灵活性和优点.

关键词：图模糊集后悔理论图模糊偏好图模糊LINMAP方法感知效用值多属性决策

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抑尘液滴对煤表面动态润湿特征模拟评估方法

煤炭学报 2024年第4期49卷 1931-1940页

作者：韩方伟彭莹莹张金宜赵月李建辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125105

在煤体表面喷洒抑尘液是涉煤工业企业常用抑尘手段,而抑尘液滴撞击煤表面的润湿过程对抑尘效果具有重要意义。为研究抑尘液滴在煤表面动态润湿过程以及进一步评估液滴润湿性能,提出了液滴撞击煤表面过程中动态润湿指标,基于CLSVOF数值... 详细信息

在煤体表面喷洒抑尘液是涉煤工业企业常用抑尘手段,而抑尘液滴撞击煤表面的润湿过程对抑尘效果具有重要意义。为研究抑尘液滴在煤表面动态润湿过程以及进一步评估液滴润湿性能,提出了液滴撞击煤表面过程中动态润湿指标,基于CLSVOF数值模拟法研究了液滴在煤表面动态润湿过程;利用无量纲润湿长度和无量纲润湿面积评价该过程中体现的润湿性能,并得出最大无量纲润湿长度与最大无量纲润湿面积相关理论表达,同时与表面张力的润湿性评估能力进行了比较。结果表明:CLSVOF方法能够较好地模拟液滴在煤表面的撞击以及动态润湿过程,可用来评估液滴对煤的动态润湿能力。液滴滴落在煤表面上,首先展铺为圆盘状,达到最大展铺时,圆盘边缘与中心存在速度差。当速度差较小时,液滴回缩汇聚成为一个液滴;当速度差较大时,液滴出现断裂行为,形成许多微小液滴。液滴粒径越大,断裂行为越早出现、现象越明显。一旦液滴在煤表面发生破裂,无量纲润湿长度与无量纲润湿面积并不是保持着一致性变化趋势,无量纲润湿面积评估能力更佳。液滴粒径相同时,撞击煤表面的韦伯数越大,润湿能力越好;相同速度下增加粒径对液滴润湿能力影响较小。与表面张力相比,无量纲润湿长度和无量纲润湿面积具有更好的液滴润湿性评估能力,体现出在润湿剂评价、优选中的潜在应用价值。

关键词：液滴撞击动态润湿无量纲润湿参数润湿性评估 CLSVOF

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抗氧化剂硫辛酸抑制煤自燃效果及机理研究

中国矿业大学学报 2024年第3期53卷 534-545页

作者：高飞蒲锌格贾喆辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125100 辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125100

为了研究抗氧化剂硫辛酸(LA)对煤氧化自燃的阻化作用,采用程序升温试验探究LA对煤自燃倾向的影响并对比LA与氯盐阻化剂的阻化效果;通过电子自旋共振能谱(ESR)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法分析加入LA前后煤中的自由基类型、浓度及表面... 详细信息

为了研究抗氧化剂硫辛酸(LA)对煤氧化自燃的阻化作用,采用程序升温试验探究LA对煤自燃倾向的影响并对比LA与氯盐阻化剂的阻化效果;通过电子自旋共振能谱(ESR)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法分析加入LA前后煤中的自由基类型、浓度及表面官能团的变化.试验结果表明:不同质量分数的LA(1%,2%,3%和4%)均可以抑制煤的自燃进程,经过质量分数为3%的LA处理后煤样的CO释放浓度和耗氧量均最小且阻化效果要明显优于相同质量分数下的物理阻化剂CaCl2和MgCl2;煤样经LA和MgCl2处理后,煤氧化过程中自由基类型、反应活性及相对浓度均低于原煤,2种阻化剂均可抑制煤氧化过程中-CH3和-CH2-的反应,减少-C=O和-OH的生成.但无论从阻化的效果,还是阻化的温度范围来说,LA的抑制效果始终强于MgCl2,并且2种阻化剂的作用机理不同.MgCl2是在80℃之前通过隔氧保湿作用阻化煤氧化反应的,LA是通过降低反应中自由基的类型及相对浓度,从根本上抑制自由基链式反应的引发及进行.根据试验结果推断:氧化型ALA和还原型DHLA均可作为氢供体,不断消耗煤氧化过程中的羟基自由基和过氧自由基,中和游离的碳自由基和碳氧自由基,从而降低整个链式反应过程中自由基的浓度和反应活性,阻断煤氧复合反应的发生.

关键词：煤自燃硫辛酸电子自旋共振能谱傅里叶红外光谱

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高斯感知约束空间异常的相关滤波目标跟踪

计算机工程与应用 2024年第7期60卷 238-247页

作者：姜文涛王梓民张晟翀辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学研究生院辽宁葫芦岛125105 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

针对目标在复杂场景运动过程中容易出现跟踪丢失问题,提出一种高斯感知约束空间异常的目标跟踪算法。以高斯均匀分布为分布规律建立目标特征采样点,采用卷积结构提取目标的外观模型以及权重模型;为了约束空间异常,在目标函数中构建空间... 详细信息

针对目标在复杂场景运动过程中容易出现跟踪丢失问题,提出一种高斯感知约束空间异常的目标跟踪算法。以高斯均匀分布为分布规律建立目标特征采样点,采用卷积结构提取目标的外观模型以及权重模型;为了约束空间异常,在目标函数中构建空间正则项,同时更新目标权重模型,减小空间过拟合的产生,增强跟踪器的空间异常适应性;应用加权最小二乘法思想,获得权重响应模型中心,确定目标中心,更新跟踪位置,增强跟踪器鲁棒性。使用OTB2015和UAV20L数据集,与其他主流相关滤波算法相比,该算法在目标运动导致低分辨率、遮挡等复杂条件下,跟踪成功率以及跟踪精度较高。

关键词：机器视觉约束空间异常空间正则相关滤波

基于LightGBM模型的肺腺癌免疫相关基因筛选与患者生存率预测

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 70-79页

作者：孟祥福田友发张霄雁辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125000

肺癌是对人类健康威胁最大的恶性肿瘤之一。已有研究表明,一些基因在肺癌的发生发展过程中发挥着重要的调控作用。本文提出一种基于LightGBM的集成学习方法,根据免疫相关基因(IRG)表达谱数据和临床数据构建预后模型,对肺腺癌患者的预后... 详细信息

肺癌是对人类健康威胁最大的恶性肿瘤之一。已有研究表明,一些基因在肺癌的发生发展过程中发挥着重要的调控作用。本文提出一种基于LightGBM的集成学习方法,根据免疫相关基因(IRG)表达谱数据和临床数据构建预后模型,对肺腺癌患者的预后生存率进行预测。首先,使用Limma包进行基因差异分析,然后利用CoxPH回归分析方法对与预后相关的IRG进行筛选,进而使用XGBoost算法对IRG特征进行重要性打分,最后利用LASSO回归分析方法筛选可用于构建预后模型的IRG,最终结果共得到17个可用于构建模型的IRG特征。根据筛选得到的IRG特征来训练LightGBM,使用K-means算法将患者分为三组,其模型输出结果的受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)显示模型预测三组患者生存率的准确率分别为96%、98%、96%。实验结果表明,本文所提模型能够将肺腺癌患者分为三组[5年生存率高于65%(第一组)、低于65%但高于30%(第二组)、低于30%(第三组)],并能较准确地预测肺腺癌患者的五年生存率。

关键词：肺腺癌生物信息学集成学习免疫相关基因 LightGBM