深度学习在引力波数据处理中的应用初探

截至2018-01-16,LIGO已成功探测引力波事件6次.可以预期,引力波探测事件会越来越多,引力波天文学会很快进入到大数据阶段.深度学习在大数据处理方面近年来得到迅速发展.它在数据处理速度,准确度等方面都表现出极大的优势.深度学习在引力波数据处理中的应用讨论还不多.本文引入此问题,并对其进行初步研究.引力波数据最大的特点是强噪声、弱信号.现行的数据处理方法是利用匹配滤波的方式把引力波信号从强噪声中挖掘出来.同时,匹配滤波方法还可以确定引力波源的性质,定量确定其参数.匹配滤波方法的弱点是计算量巨大.这导致数据处理速度很慢.对于将来的大数据引力波天文学,这更将是一个巨大的隐患.匹配滤波方法的另一个潜在问题是,完备准确的理论波形模板是其工作的前提条件.这个潜在问题的后果是很难找到理论预期之外的引力波信号.深度学习的数据处理方法有可能在这些问题上提供出路.同时,深度学习也会遇到其自身的若干困难和问题.本文将从网络结构、训练数据制备、训练优化、对信号识别的泛化能力、对数据的特征图表示以及对特征数据遮挡的响应等方面来展开讨论.     

一种个性化耳鸣检测治疗仪的研发

为破解耳鸣临床治疗设备便携性差、检测与治疗分体、个性化精准治疗方案缺乏以及高频耳鸣无疗效等技术瓶颈，该文研究团队基于STM32单片机，采用面向对象的程序设计，通过设计顶层函数、中层函数和底层函数，开拓了具有耳侧选择、耳鸣检测、耳鸣治疗、处方数据存储、设备校准等功能的耳鸣临床检测治疗设备；研发了多种综合切迹和掩蔽的个性化声治疗方案；首创了集耳鸣个性化精准检测和针对性康复治疗于一体的便携式耳鸣检测治疗仪。目前出组的4位耳鸣受试患者显著降低的耳鸣致残量表(tinnitus handicap inventory, THI)得分、耳鸣响度以及失匹配负波(mismatch negative wave, MMN)信号表明：该团队研发的集个性化精准检测和针对性康复治疗功能于一体的便携式设备具有临床有效性，为耳鸣定量客观诊疗标准和处方的建立奠定了应用基础。     

一种基于着色赋时Petri网的Web服务组合建模方法

为了满足日益复杂的Web服务需求,提出了一种扩展的petri网模型,即着色赋时Petri网模型。该模型通过引入时间集合来表示Web服务的触发及运行时间,通过引入颜色集合来区别不同种类的Web服务,使得对Web服务组合的描述更为准确。针对该模型还详细给出了该组合模型的基本运算规则及图形表示。     

海外公民涉恐安全风险评估方法——基于风险管理理论和加权K-means聚类

海外公民安全是中国海外利益安全的主要组成部分,是践行总体国家安全观“以人民安全为宗旨”的具体体现。当前我国公民在海外面临的涉恐安全风险日益加剧,甚至威胁到公民个体的生命安全。因此,提出了一种结合风险管理理论和加权K-means聚类的风险评估方法。其中,利用“袭击发生概率”和“袭击成功率”两个指标来评估风险的“相对可能性”,用“死亡人数”和“受伤人数”两个衡量后果的“相对严重性”,进而构建出海外公民涉恐安全风险评估指标体系和分析模型,通过数据聚类的方式将风险分级,从而对我国海外公民涉恐安全风险进行定量的评估,以期为保护我国海外公民安全提供较为有价值和相对客观的参考建议。     

矿用单臂机械手伸缩臂的力学分析

为缩短综采工作面设备的安装回撤周期,解决机械设备拆装安全性问题,以单臂机械手为研究对象,进行了伸缩臂部件的结构分析、力学分析,对刚度、强度及稳定性进行研究.运用Pro/E软件,对单臂机械手进行建模,用有限元分析软件ANSYS Workbench对伸缩臂进行分析.研究结果表明:常规力学分析所设计的伸缩臂满足使用要求,有限元方法的运用有助于伸缩臂截面的优化设计.     

混沌遗传算法及其在模式识别中的应用

本文针对遗传算法的收敛速度较慢，容易陷入局部极小值，精度不高等问题，在标准算法的基础上，提出改进后的混沌遗传算法，并将改进后的算法应用于图像分割问题中，通过Visual C＋＋进行编程实现，达到了满意的效果。     

连续面曝光陶瓷3D打印

针对传统陶瓷3D打印存在打印效率低和成型件具有各向异性的不足和局限性,提出一种连续面曝光陶瓷3D打印新工艺,通过采用自主研发的复合富氧膜并结合配制的树脂基陶瓷浆料实现陶瓷素坯件的连续打印.阐述连续面曝光陶瓷3D打印的基本原理和工艺流程;研究陶瓷浆料的配制,并利用搭建的实验平台揭示了关键工艺参数对成形过程的影响和规律;最后,结合优化的工艺参数,通过两个典型案例(镂空件和薄壁件)连续3D打印,以及所打印的素坯件经脱脂烧结后性能的表征和测试,证实了提出方法的可行性和有效性.实现了陶瓷零件连续3D打印工艺,为探索高效、低成本连续陶瓷3D打印提供了一种全新的解决方案.     

高等工程教育的创新型人才培养

21世纪是知识经济高速发展的时代,是人类更多地依靠知识创新和可持续发展的世纪,知识创新及其创造性应用将成为人类社会进步的不竭动力,成为国家和民族生存发展和竞争力的基础。于是人们将创新作为一个系统工程来对待,提出了创新工程的概念。在这样一个大的背景之下,高等教育中的创新人才培养受到越来越多人的关注,特别是工程创新人才。作为培养工程创新人才重要基地的高等工科院校,在清楚地了解创新及创新人才的基本概念之后,如何面对创新教育这样一个广泛的课题展开理论探讨,如何认清当前高等工程教育方面存在的诸多弊端,如何有针对性地进行改革实践,已成为人们关注的焦点。     

测绘技术在水库大坝加固工程中的应用

近年来,随着测绘仪器的不断发展,测绘技术在很多抢险救灾及灾后重建中发挥了重大的作用。当前,我国很多水库大坝存在安全隐患,十分有必要对水库大坝进行除险加固,该文通过对大坝加固工程实例中的控制网建立过程,对控制测量理论知识进行了研究;介绍了GPS测量的布网施测过程;并结合了辽宁省阜新蒙古族自治县碱锅水库大坝的地质地形特征,对大坝加固控制网进行了设计。     

基于分数阶微积分的图像超分辨率重建

为了解决模糊图像超分辨率重建的问题,将分数阶微积分和凸集投影相结合,实现图像的超分辨率重建。利用分数阶微分卷积获取原始参考帧,通过尺度不变特征变换(scale invariant feature transform,SIFT)配准,采用基于分数阶积分的点扩散函数,运用凸集投影,有效解决超分辨率算法对于模糊图像效果不好的问题,实现了对模糊图像的重建。实验表明,与常见的算法相比,基于分数阶微积分的凸集投影超分辨率重建算法在图像视觉效果和客观指标上均有较好的结果。特别是在图像模糊的情况下,基于稀疏表示的或轮廓模板的算法会增加图像的模糊程度,而所提算法在主观清晰度方面有明显的提高。