基于嵌入式LINUX系统的温度场数据中继技术研究

文章在对嵌入式系统多线程编程技术研究的基础上,基于嵌入式LINUX构建了温度场数据采集系统数据存储与中继单元,进而提出利用嵌入式LINUX进行数据中继可以实现的理论.     

阵列瞬态电磁脉冲传输特性研究

依据均匀圆盘电流模型辐射电磁脉冲的轴线能量解析解, 给出了单元天线轴线能量传输特性的物理实质, 在此基础上, 提出了时域天线辐射电磁脉冲的点源近似模型, 并依次解析分析了阵列天线辐射电磁脉冲波束的能量传输特性, 波束宽度等特征参数. 采用基于Blumlein形成线的光导开关和超宽带槽天线一体化的辐射单元设计方法, 研制了23×16单元的阵列瞬态电磁脉冲产生系统; 在2.5 km范围内, 验证了瞬态电磁脉冲可以确定脉冲波形在自由空间传播、并具有场分量的相长叠加与波束聚焦特性等原理性概念; 在误差范围内, 理论计算与实验测试结果一致.     

HIV模型的统计诊断

描述HIV的数学模型是一组非线性常微分方程,其中包括CD4+T细胞再感染率和死亡率,HIV病毒死亡率等多个重要未知参数,准确估计这些参数有助于正确了解患者病情发展,以采用个人化治疗方案.针对此模型已提出多个参数估计方法,包括基于数值解的非线性最小二乘,截面似然及两步估计.另一方面,由于客观因素影响,各观测数据对于参数估计的影响大小不同,找出对参数估计影响大的观测值,进一步分析其原因具有重要意义.基于HIV模型的两步估计,构造了用于影响分析的非参数Cook型统计量,并给出其大样本分布.通过模拟数据和临床数据分析发现:(1)所构造统计量可以检测中度以上偏移.(2)相对于内点,边界点对HIV模型的参数估计影响更大.基于以上结论,建议对HIV模型进行参数估计时,对边界点应加以格外关注.提出的方法也可以推广到其他线性常微分方程模型的统计诊断问题中.     

基于嵌入式LINUX系统的温度场数据中继技术研究

文章在对嵌入式系统多线程编程技术研究的基础上，基于嵌入式LINUX构建了温度场数据采集系统数据存储与中继单元，进而提出利用嵌入式LINUX进行数据中继可以实现的理论。     

基于贝叶斯估计的神经信息流

判断神经网络之间的相互影响是一个重要的神经科学问题. 目前已提出了多种成熟的方法计算神经网络之间的耦合强度, 但是对于神经网络之间耦合方向(信息流)的研究还属于起步阶段. 一般的香农熵计算方法仅仅利用了样本重复概率的统计信息, 而贝叶斯估计则充分利用了整体先验知识和样本重复概率. 基于最小平方误差的贝叶斯估计提出了一种新的基于信息论的相位耦合方向指数计算方法. 经过集总参数神经网络模型所产生的仿真信号检验表明, 提出的方法能够准确地判断两个系统间的耦合方向, 并且减少了对数据长度的依赖性, 使分析短时高噪的复杂生物信号成为可能. 应用该新方法分析了癫痫病人临床信号, 结果表明该方法能判断出癫痫发作时各区域之间的影响方向, 并揭示了癫痫传播机制.     

面向具身智能的网格细胞群表征空间认知方法

与基于结构化场景建模的传统导航算法不同,哺乳动物通过内嗅皮层和海马体中多种神经细胞的分工协作构建认知地图,实现了适用于非结构化场景且具有强鲁棒性、泛化性的导航.随着认知神经科学、人工智能等领域的发展,类脑导航在近年来受到了广泛的关注,成为实现“具身智能”中机器人环境认知与导航功能的可行方案.本文结合大脑空间认知机理以及同时定位与地图构建算法,提出了一种基于网格细胞群表征模型的移动机器人认知地图构建系统.在该系统中,网格细胞模型与位置细胞模型协同配合完成了位置表征、路径积分的功能.基于公开真实数据集的实验,验证了该系统在认知地图构建任务中的有效性与网格细胞群表征模型的度量特性.此外,这种脑启发式的认知地图构建系统为进一步揭示人脑的空间认知机理提供了有效的实验环境.     

固体废物管理和温室气体耦合控制的不确定双层规划

以北京市城市固体废物管理系统为例,采用不确定双层规划方法建立优化模型(IBLP-GC),其中以区间参数反映系统的不确定信息,从环境角度体现对温室气体排放量的严格控制,从经济角度体现区域管理成本最小化,实现环境目标和经济目标的集成化.并提出基于模糊满意度的相互作用2阶段算法对模型进行求解.结果表明,在规划期内,填埋场、生化处理厂、焚烧厂的处理比例达到0.25:0.35:0.40,垃圾资源化利用率达到75%;填埋场是温室气体的首要排放源,而生化处理厂和焚烧厂是管理成本的主要贡献单元.3种模型的综合对比分析表明,系统成本越低,温室气体排放量越高,造成较低的垃圾资源化程度;开展填埋气综合利用是一种潜在的、能同时降低温室气体排放量和削减系统成本的途径;与2个不确定单目标规划方法(ILP-GHG和ILP-COST)相比,不确定双层规划模型能够提供不确定条件下的综合考虑环境影响和经济效益的固体废物管理规划方案.     

基于光诱导交流电渗流的碳纳米颗粒自动化装配技术

碳纳米颗粒作为一种新颖的纳米材料,在生物医学、材料以及能源等领域都具有重要应用价值.提出一种基于光诱导交流电渗流的碳纳米颗粒自动化装配新方法.在分析了光诱导非均匀电场环境下碳纳米颗粒纳受力的基础上,建立了光诱导交流电渗流的滑移速度模型以及驱动交流电压频率模型,获得了其最优交流电压驱动频率为1kHz,并利用有限元仿真软件Comsol Multiphysics仿真分析了光诱导交流电渗流在整个装配空间的速度场分布.结合计算机视觉监控和数字投影系统,构建了基于光诱导交流电渗流的碳纳米颗粒自动化装配实验系统,进行了50nm碳颗粒的装配实验.实验结果证明,当交流电压峰值为3V,频率为1kHz时,在光诱导交流电渗流作用下,碳纳米颗粒自动地快速地富集于入射光斑的中心区域.同时,由该方法装配的碳纳米颗粒结构在高度方向上可达到1μm.结果证明,光诱导交流电渗流方法在纳米颗粒的操作与装配,以及三维纳米结构以及纳米传感器构建方面具有重要的应用前景.     

基于相关光子的InSb模拟探测器绝对量子效率定标方法

利用基于参量下转换产生的相关光子可以实现"无溯源"的绝对定标.该方法推广应用于模拟探测器定标的过程中,准确获取光电脉冲对应的电荷量统计参数是主要难点.本文提出了一种新的光电流概率统计模型,假定某一时刻采集的电荷量概率是所有脉冲可能包含电荷量的概率叠加,对概率函数进行拉普拉斯变换和高阶求解偏导,获得了光电流波动与各通道一个光电脉冲包含电荷量波动之间的关系.为了精确获取该统计模型需要的平均光子计数,消除光电倍增管的非线性效应和脉冲堆积效应,本文测量了不同功率下的光子速率和输出光电流,通过对光电流输出曲线与光子计数曲线匹配,获得了定标模拟探测器时的光子速率,最终实现.按照上述理论开展了光电转换型In Sb模拟探测器在3.39?m的绝对量子效率定标实验,转换为绝对功率响应度与国内计量单位的测量结果进行了比较,相对偏差为3.00%,本文定标方法的相对合成不确定度为7.24%.该研究结果为相关光子方法定标模拟探测器提供了基本理论模型和应用参考.     

基于特征点提取的复合材料显微图像自动拼接

在复合材料的三维重构中需要对图像进行拼接, 以解决序列图像的区域对应问题. 采用一种新的图像拼接融合方法, 对两幅放大倍数为1000倍的SiC/Al复合材料照片进行了拼接. 该方法首先对两幅待拼接的图像进行去噪处理, 采用Harris角点检测方法提取特征点, 并对这些特征点采用Canny边缘检测算子进行筛选. 在两幅图像重合的部分选取一定大小的模板进行基于像素的互相关匹配, 以选定用于匹配的特征点, 在此基础上运用SVD-ICP方法获取模板图像的偏转和平移参数, 然后依据这些参数对整幅图像进行变换, 建立两幅图像的统一坐标表示, 完成图像的拼接.     

集成统计仿真技术和SCE-UA方法的水文模型参数优化

水文模型参数优化是模型应用和发展过程中的一个的重要环节,然而如何快速有效地估计模型参数成为当前分布式水文模型发展的一个瓶颈.针对传统方法在多参数复杂水文模型的应用不足,提出一种集成统计仿真技术和SCE-UA方法的优化方案,即采用非参数的多元自适应回归样条建立复杂水文模型的代理仿真模型进行初始优化,缩小参数优选范围,再结合全局优化算法SCE-UA方法进行参数全局优化,从而提高模型优化效率.选用淮河流域的日尺度分布式时变增益水文模型进行实例研究,采用水量平衡系数(WB)和Nash-Sutcliffe效率系数(NS)两个目标函数综合评价模拟效果.通过模型检验结果表明该方法可以实现参数的高效优化分析,且具有很好的稳健性和适应性,说明方法是有效的.     

基于语音的抑郁症识别

抑郁症是世界范围内常见的精神疾病之一,抑郁症患者往往长期伴随情绪低落,如悲伤内疚、低自尊、兴趣丧失、功能减退等,对个人、家庭及社会造成了巨大损失.抑郁症的发病原因复杂,临床诊断存在一定的困难,有必要寻找一种更加便捷、客观、高效的方式来辅助抑郁症的快速识别.语音作为一个相对客观且容易获得的变量,具有其潜在的价值.本研究旨在构建基于语音的抑郁症识别模型,探究语音与抑郁症之间的关系.收集了103名被试(45名抑郁症患者,58名健康人)的语音数据,实验组为临床确诊的抑郁症患者,年龄在23.8~44.6岁之间,控制组为健康人,年龄为20.1~41.7岁.我们采用了3(情绪状态:正性、中性、负性)×3(任务类型:语言问答、文本朗读、图片描述)的实验设计,运用机器学习的分类算法——逻辑回归(LR)来构建抑郁识别模型.实验结果表明,语音的抑郁识别精度可以达到82.9%.本文采用机器学习方法,基于语音变量建立有效的抑郁症自动识别模型,为抑郁症的辅助识别提供客观的指标和依据.     

机械合成语音,能最终实现吗?

自从声码器(Voder)——贝尔实验室的模拟语音器——在1939年的纽约世博会上用勉强能辨识的声音说出"晚上好,收音机前的听众朋友们"开始,语音工程师们就一直致力于研发逼真的合成语音。与如今的自动化系统不同,声码器需要一个操作者,他知道该按哪个键来触发"语音",而这些奇异的声音听起来像发自低音号,而不是人类。     

结合台阵策略的震相拾取深度学习方法

深度学习的突破性发展及其在地震学领域的初步应用,为有效处理和利用地震资料提供了可能.震相拾取是地震资料处理中的基础性工作,目前已经提出了很多基于深度学习的震相拾取方法,取得了很好的效果.但是,为了满足地震学研究中处理连续地震记录的需要,尚需对方法进行进一步的改进.本研究针对性地设计了结合台阵策略,单独识别P波和S波的长时窗震相拾取深度学习模型PP(phase picker)及其训练方式,提出了具有实用性的震相拾取方法APP(array-assisted phase picker).利用阿里余震AI捕捉大赛和Hi-net数据进行测试的结果表明,模型能够有效地在连续波形上拾取体波震相并具有很好的泛化能力.通过比较该模型与其他模型(较短时窗的模型和同时识别P波、S波的模型)的拾取效果,验证了模型设计的合理性.具体的测试样例显示,该方法能够正确地处理地震密集的波形数据并能避免典型噪声的影响.将该方法运用到内蒙古地区台网的观测数据中,检测到了人工目录中98.1%的地震,地震拾取总数为人工目录数的30倍,进一步表明本研究方法具有很好的实用性.     

基于C/S+B/S在煤矿调度安全生产信息系统的研究与开发

煤矿调度中心是煤炭企业管理中安全生产的指挥中心,对煤矿调度业务进行计算机管理是煤炭企业实现网络自动化管理非常重要的环节.本系统是基于C/S+B/S网络结构.根据煤矿调度业务研究开发的,它实现了煤矿调度业务中的生产数据、生产环节问题等信息的采集、处理、传输,并提供了查询、统计的功能.     

DCS下的锅炉电气自动控制系统的应用分析

作为工业自动化控制系统的重要应用,DCS系统应用于工业自动化控制已越来越成熟,应用范围越来越广.DCS系统实质是基于PC局域网,借助PC局域网研究成果,将局域网实时性突出、可靠性显著的网络型控制系统加以运用.在锅炉电气自动化控制系统中,基于DCS系统得到了广泛应用,文章主要从DCS锅炉控制系统硬件配置及功能实现、燃烧控制系统、流量控制系统以及设计层面上的安全环保系统实现等几个方面探讨了基于DCS下的锅炉电气自动化控制系统应用,具有一定的代表性.     

基于椭圆形微裂纹演化与汇合的准脆性材料本构模型

微裂纹演化与汇合是导致准脆性材料损伤及破坏的主要因素.采用复势函数法求解了受远场载荷作用下代表性单元中椭圆微裂纹的变形,讨论了椭圆微裂纹初始取向的变化对微裂纹尺寸增长和偏转角度的影响,并结合微裂纹扩展准则推导了损伤起始的临界应力.基于翼型裂纹扩展过程的能量守恒方程,建立了损伤阶段的本构关系.对裂纹汇合模式进行了讨论,建立了翼型裂纹汇合的几何模型,由翼型裂纹汇合的临界条件给出了断裂失效应变,最后给出了与细观结构演变过程相对应的本构模型,并应用该模型计算了岩石类材料单轴压缩下的应力应变曲线,与实验结果吻合良好.     

供化学家使用的自动化资料库

化学化合物资料分类的传统方法已不能适应现代科学的发展速度。鉴此,化学研究人员为了合理地、高效地利用有机物、无机物和单元有机物的信息,创建了自动化资料库。苏联科学院冶金研究所研制出一种三个阶段(即由周期系统的三个不同部分所组成)的自动化资料库。这种自动化资料库一般含有资料的基础部分,即有关现有三个阶段及其性质的相互联系的资料总和,还有全套自动化手段。资料基础部分包括有层次性质的条目、索引和各种类型晶状结构的特种条     

大型灌区基于UDP协议的局域网通讯程序开发研究

文章结合大型灌区自动化监控系统的工程实际,提出将基于UDP协议的局域网通讯程序应用于大型灌区自动化监控系统中的数据通讯环节,该程序可以实现大型灌区自动化监控,具有灵活、方便、可靠性高、成本低廉等优点。     

复杂水资源系统调蓄计算的时变耦合模型

复杂水资源系统的基础结构是供用水网络,网络节点包括供水节点和受水单元,其中供水节点又分为当地地表水、地下水、外调水、再生水等若干类型.水资源系统的供用水过程是一个随时间变化的过程,由于当地地表水、外调水等来水过程随着气象过程的变化而呈现出随机性,而受水单元的需水过程相对稳定(主要取决于单元的人口、经济发展情况和季节特点).要实现水资源系统的供需平衡,往往需要增加调蓄节点,进行调蓄计算.本研究应用复杂系统网络理论,构建了复杂水资源系统调蓄计算的时变耦合模型,建立了多水源、多用户的时变耦合矩阵及其相关算法.模型被用于引汉济渭配水工程的调蓄计算,得到了不同频率年引汉济渭工程的调蓄容量需求,为引汉济渭配水工程调蓄设计奠定了基础.