激发估算意识 提升估算能力——以“除数是一位数的除法估算解决问题”教学为例

估算在生活中有着重要的应用价值。在数学教学中教师应更新教学观念,结合教学实际创设问题情境,让学生在问题探索中体会估算价值,激发估算意识,有效提高数学应用能力。

基于卷积神经网络的预警震级分段估算方法

针对地震预警震级估算问题,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的震级分段估算方法,该方法以单台站的P波初至后3 s时间的波形作为输入,输出结果为地震波形所属的震级区段(大地震,近震震级M_(L)≥5.0;小地震,M_(L)<5.0).如果波形属于大地震区段,直接发出警报;如果波形属于小地震区段,再进行具体震级的估算.对于震级区段估算,CNN模型的准确率可达98.04%.根据震级估算参数τ_(c)和P_(d)估算的小地震震级平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为0.20和0.31.结果表明,预警震级分段估算方法可以准确预警大地震,减少大地震漏报率;同时使得小地震震级估算结果更为准确.

基于平行断面法的固体矿产储量估算方法

常规对于沉积物源型矿床储量的估算多采用剖面法,此方法无法准确确定矿体边界基点位置,使得矿产储量估算的误差较大。而平行断面法适用于沉积物源型矿床,在这种矿床中,矿物的分布规律主要受到物源在空间中的变化影响,因此在构建矿体模型时,可以将不同高程的平面投影在一起,得到一个立体的矿体模型。为此,本文提出基于平行断面法的固体矿产储量估算方法。根据矿体品位与可采厚度,提取目标区的约束边界,依据图形数据结构并结合现行工业指标,确定矿体边界基点位置,继而对矿体边界进行圈定,通过分析矿层变异性,采用平行断面法计算矿体边界内的矿带区域变程,获取矿体块段体积,以此为依据,对矿层移动角与矿体密度进行求取,进而求估算出固体矿产储量。以实际矿区为算例,对所提方法的估算性能进行验证,结果表明,所提方法的估算误差较小,估算结果更具可靠性。

提高小学生估算意识和能力策略例谈

小学数学教学内容中,估算问题的开放性较强,解决问题的路径和结果通常不是唯一的。合理地运用估算策略解决问题对学生来说有难度。如何进行有效的估算教学,提高学生的估算意识和能力呢?联系生活,选择估算教学素材。估算在日常生活中应用广泛,如学生估计出自己1分钟内能写多少个字,就可以估算出写一篇作文大约需要多长时间,从而帮助学生合理安排做作业的时间。教师可以选择鲜活的生活素材教学估算,引导学生理解“大约”的含义,建立估算意识。

建筑工程造价估算方法的比较研究

构筑的成本,估算产生大影响。一项建筑制造开销预算,这预测便占据核心地位。这论文致力于讨论与研究众多的建筑工程估算方法,包含人工估算、参数估算、类比估算和软件估算等。人工估算适合规模较小的工程,但过于依赖经验会增加偏差;参数估算对早期的造价预测多有助益,而这却需要大量的参数数据库来支持;类比估算要依赖真实的案例,而数据的把控和解释的能力要求颇高;软件估算更为迅速准确,但其背后不能脱离完善的数据库和模型支撑。研究结果强调,应根据工程实际,灵活选择和运用估算方法,对多种方法进行综合比较,创新应用,以提高估算精度、降低工程成本。同时指出建筑工程造价估算需要和现代信息技术如大数据、人工智能等技术相结合,不断提高工程造价估算的科技含量,助力建筑工程行业健康快速发展。

基于地震P波初至2 s功率信息的高速铁路地震预警系统快速震级估算方法

震级估算是高速铁路地震预警系统的关键技术参数,更加快速、准确的震级估算模型能够更好地保障人民的生命财产安全。利用日本K-net强震动数据,建立基于地震P波到达后携带功率信息的地震动衰减模型并用于震级估算,并将本文算法与传统算法对比。结果表明,在1~5 s的时间窗下,模型的震级估算误差均明显小于传统的方法,且小震高估现象也明显改善;随着时窗长度的增加,模型的震级估算误差及标准差也逐渐降低,实现率也逐步提升,在1 s的时窗长度下,模型的单台震级估算实现率满足规范要求;对7级以下地震,模型的震级估算实现率可在地震P波到达1 s后满足规范要求;对7级以上地震,模型的震级估算实现率可以在地震P波到达2 s后满足规范要求。

基于MRI定量非对称回波最小二乘估算水脂分离技术的成人腰椎骨髓脂肪与年龄和性别的相关性研究

目的:基于MRI定量非对称回波最小二乘估算水脂分离(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation image quantitation,IDEAL-IQ)技术探讨成年人腰椎不同节段骨髓脂肪与年龄和性别的关系。方法:收集298例受检者的MRI IDEAL-IQ脂肪分数图像,其中男性138例,女性160例,年龄20~69岁。将所有患者按照每10岁为一个年龄段分为5组:20~29岁(20~组),男24例,女20例;30~39岁(30~组),男47例,女39例;40~49岁(40~组),男36例,女47例;50~59岁(50~组),男20例,女37例;60~69岁(60~组),男11例,女17例。使用脂肪分数图在GE ADW4.6工作站测量L1~L5的骨髓质子密度脂肪分数(proton density fat fraction,PDFF)。结果:同一年龄组、不同性别间PDFF存在差异,20~、30~、40~组人群中,男性L1~L5椎体PDFF均高于女性(P<0.05);50~组人群中男性L1~L5椎体PDFF与女性的差异无统计学意义(P>0.05);60~组人群,男性L1~L5椎体PDFF均低于女性(P<0.05)。腰椎椎体PDFF与年龄呈正相关,女性(r=0.72,P<0.05)相关性高于男性(r=0.32,P<0.05)。从20~69岁,男性L4 PDFF增长率最大(21.08%),女性L1 PDFF增长率最大(65.68%);男性各椎体PDFF增长主要集中在30~及50~组,其中L1、L4、L5椎体PDFF在50~组增长率最大,L2、L3椎体PDFF在30~岁组增长率最大;女性各椎体PDFF在30~组呈轻微下降趋势,此后各椎体PDFF逐渐升高,增长主要集中在40~、50~、60~三个年龄组,其中50~组增长率最大。结论:成人不同年龄组男女性各椎体脂肪分布存在差异,椎体PDFF增长率也有所不同;腰椎不同节段椎体PDFF均与年龄呈正相关。

基于AFEKF的锂离子电池SOC估算方法

针对利用扩展卡尔曼滤波算法估算锂电池荷电状态时,由于历史数据影响易产生累积误差的问题,提出了一种基于自适应渐消扩展卡尔曼的SOC估算方法。选用Thevenin等效模型并用递推最小二乘法进行电池参数辨识,通过将自适应渐消因子引入EKF算法中,抑制历史数据对当前状态估算的影响,完成锂电池SOC估算。结果表明:AFEKF算法在递推20次时可有效收敛,具有较好鲁棒性,估算SOC的平均误差为1.03%,误差均方根为1.21%,平均运行时间为1.476 s,可以较好地模拟电池的动静态特性。

基于光合法和生物量法分析塔里木沙漠公路防护林带碳汇估算差异性

【目的】研究基于光合法和生物量法分析塔里木沙漠公路防护林带碳汇估算差异性,为干旱荒漠区人工林管护和碳储量的评估提供科学依据。【方法】以新疆塔克拉玛干沙漠公路沿线人工防护林为研究对象,对比光合速率模型和生物量模型,估算防护林带3种主要建林植物各自光合速率及筛选最优生物量模型,进而估算其固碳能力及碳储量。【结果】3种植物在光合固碳模型中,单位叶面积固碳量差异显著,表现为梭梭>沙拐枣>柽柳;3种植物生物量最优模型均为幂函数,预测值与实测值回归决定系数在90%以上。光合固碳法估算得到的沙漠公路防护林带总固碳量为567431.68 t,生物量法估算的值为565083.75 t,2种方法估算得到的固碳量相当。【结论】3种植物固氮量差异显著(梭梭>沙拐枣>柽柳),模型效果精确可靠。

基于光谱敏感变量优选的澳洲坚果叶片氮素含量估算

利用高光谱遥感技术探索澳洲坚果叶片氮素含量估算方法,以实现澳洲坚果氮素营养快速诊断。本研究以临沧和西双版纳为研究区,获取澳洲坚果品种O.C和HAES344叶片的光谱反射率和氮素含量,首先采用对数变换、导数变换及其组合对原始光谱反射率进行多种数学变换,然后分析澳洲坚果叶片氮素含量与不同变换形式光谱数据的相关性;在决定系数较大的原则下,选择决定系数曲线图中波峰特征点对应的波长作为氮素敏感波长,从而得到相应的氮素敏感光谱变量;运用逐步回归法对氮素敏感光谱变量进一步优化,并采用多元线性回归(MLR)、偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量回归(SVR)3种方法构建澳洲坚果叶片氮素含量估算模型;最后,分别利用验证集和测试集对构建的澳洲坚果叶片氮素含量估算模型性能进行测试。结果显示,MLR、PLSR、SVR等3种模型估算能力均表现良好,验证集和测试集的相对分析误差(RPD)均在2.0以上;其中,PLSR模型为最优估算模型,验证集和测试集的RPD分别为2.099和2.110。从反射率(R)、对数变换(LR)、一阶导数(FDR)、对数变换的一阶导数(FDLR)、二阶导数(SDR)、对数变换的二阶导数(SDLR)等6种变换光谱数据中优选的19个氮素敏感光谱变量,对氮素光谱响应具有较强的稳定性;基于优选的19个氮素敏感光谱变量,用常规的回归建模方法均能取得良好的估算效果,且具有较强的区域普适性。本研究从多种变换光谱数据中优选氮素敏感光谱变量,为澳洲坚果叶片氮素含量估算提供新思路。

达拉特旗黄河南岸盐碱化土壤不同含盐量估算模型对比

内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗黄河南岸由于气候干旱,降水量少,年蒸发量远大于年降水量,靠近黄河地下水位高,导致土壤盐渍化问题突出。以达拉特旗黄河南岸盐碱地为研究对象,基于Sentinel-1、Sentinel-2、Landsat-8和SRTM DEM多源数据,采取相关性分析和连续变量投影结合索套回归(Lasso)、随机森林回归(Random forset,RF)、轻量梯度提升机模型(Light gradient boosting machine,LightGBM)、极端梯度提升模型(Extreme gradient boosting,XGBoost)、一维卷积神经网络(One dimensional convolutional neural networks,1DCNNs)、深度神经网络(Deep neural network,DNN)6种模型进行春季裸土期与植被覆盖期土壤含盐量估算。结果表明:XGBoost模型精度最高,春季裸土期、植被覆盖期测试集决定系数(R2)为0.76、0.58;均方根误差(RMSE)为5.76、7.22 g/kg;平均绝对误差(MAE)为3.38、4.33 g/kg。多源遥感数据结合变量筛选方法利用XGBoost模型揭示研究区不同季节土壤盐分空间分布最有效,含盐量反演结果与野外实际调查分析结果基本吻合。变量重要性分析表明春季裸土期、植被覆盖期重要反演因子分别为:盐分指数(48.3%)、地形因子(33.8%);植被指数(22%)、地形因子(47.9%)。本研究为达拉特旗黄河南岸盐碱地遥感反演提供了有效方法,为春季裸土期与植被覆盖期盐碱化土壤监测及预防提供了理论依据。

采用集成深度森林模型实现退役电池容量估算

针对退役锂离子电池容量估算面临历史数据缺失,传统机器学习算法存在过拟合和单个模型估算不稳定的问题,提出一种基于集成深度森林的容量估算模型。首先,从退役电池一次满充数据中提取恒流充电时间和充电电流面积特征;然后,利用提取的特征和容量训练多个深度森林建立集成深度森林模型,并设计一种可信状态决策剔除集成模型中波动较大的估算值,取剩余估算值平均值作为最终估算结果。采用自测和公开数据集对所提方法进行验证,结果表明,该方法能实现退役电池剩余容量的准确稳定估算,最大误差仅为0.08 Ah,与传统机器学习算法相比,该方法能获得更高的容量估算精度。

湿热环境下复合材料含孔层合板静力拉伸性能及工程估算模型

湿热环境下的复合材料结构件力学性能预测对其工程应用具有重要意义。文中针对复合材料层合板静力拉伸性能和强度预测问题,开展6种湿热环境下复合材料含孔层合板的静力拉伸试验,分析其结构失效响应及损伤表征。基于应力场强法建立湿热环境下复合材料含孔层合板工程估算模型,与有限元渐进损伤模型和试验结果进行对比,分析了湿热环境对含孔层合板力学性能和拉伸失效的影响。结果表明,工程估算模型预测结果与有限元及试验结果误差范围较小,可用于预测温度和吸湿率对含孔层合板拉伸失效强度的影响;相比于室温干态,75℃吸湿饱和态下试件拉伸失效强度下降了6.1%;25℃干态和75℃吸湿饱和态下含孔层合板0°铺层出现最为严重的纤维拉伸失效,90°铺层出现最为严重的基体拉伸失效,纤维拉伸失效和基体拉伸失效为层合板主要破坏模式;通过扫描电镜对75℃吸湿饱和态下层合板厚度方向微观形貌进行分析,发现试件0°方向纤维与树脂的脱粘程度加重且出现明显的裂痕,90°方向纤维分布较为齐整,但黏附的树脂较少。

济南市柴油型移动源排放颗粒物中碳组分特征和排放量估算

为了识别济南市柴油型移动源排放颗粒物中碳组分特征,采用稀释通道采样器于2021年采集了柴油货车和工程机械尾气排放颗粒物,并对汽油车尾气一并采集对比,分析了尾气排放颗粒物质量浓度和其中的碳组分。结果表明,柴油型移动源排放颗粒物质量浓度明显高于汽油车,且以细颗粒物为主,PM_(2.5)/PM_(10)数值几乎接近于1.0,其中柴油货车排放颗粒物质量浓度高于工程机械,且随车型增大排放颗粒物质量浓度增大,重型柴油载货车排放PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度最大,分别为4.56×10~4μg·m^(-3)和4.71×10~4μg·m^(-3)。柴油货车PM_(2.5)和PM_(10)排放因子范围分别为8.90-21.8 mg·km^(-1)和9.40-22.5 mg·km^(-1),工程机械中破碎机颗粒物排放因子略大于挖掘机,破碎机PM_(2.5)和PM_(10)排放因子分别为0.12 g·kW^(-1)·h^(-1)和0.14 g·kW^(-1)·h^(-1),挖掘机排放因子分别为0.10 g·kW^(-1)·h^(-1)和0.11 g·kW^(-1)·h^(-1)。碳组分为柴油型移动源排放颗粒物的主要成分,其中工程机械排放总碳(TC)在颗粒物中占比约为66.0%,大于柴油货车的占比41.5%(PM_(2.5))和45.5%(PM_(10))。根据有机碳(OC)和元素碳(EC)在尾气排放颗粒物占比分析可知,柴油货车排放以OC为主,而工程机械排放EC高且为柴油货车2倍多。汽油车与柴油货车OC中占比最高的碳组分相同,均为OC2,而工程机械为OC1。EC2为柴油型移动源排放EC的主要组分,车型最大的重型柴油载货车排放EC2占比最大,分别为20.7%(PM_(2.5))和21.8%(PM_(10)),但汽油车跟柴油货车不同,EC1为汽油车排放主要碳组分。基于2021年济南市柴油货车和工程机械保有量,对城市柴油型移动源碳组分排放量进行了估算,发现柴油型移动源尾气排放PM_(10)中碳组分排放量高于PM_(2.5),工程机械尾气中碳组分排放量高于柴油货车,因此应加快推进机动车新能源化的发展以及工程机械的清洁化发展。

估算的脉搏波传导速度对新发糖尿病的影响

目的:探讨估算的脉搏波传导速度(ePWV)对新发糖尿病的影响。方法:以参加2006年7月至2007年10月健康体检、既往无糖尿病病史且资料完整的82 440例开滦集团公司职工为观察队列,平均随访(13.19±3.73)年。将研究人群按ePWV四分位数分为四组:Q_1组(ePWV<12.35 m/s,n=20 610)、Q_(2)组(12.35 m/s≤ePWV<13.74 m/s,n=20 610)、Q_3组(13.74 m/s≤ePWV<15.16 m/s,n=20 611)和Q_4组(ePWV≥15.16 m/s,n=20 609),计算各组糖尿病的发病密度。采用ROC曲线分析ePWV对新发糖尿病的预测价值。在校正传统心血管危险因素(包括性别、吸烟、饮酒、体育锻炼、文化程度、心血管疾病家族史、心肌梗死史、脑卒中史、体重指数、总胆固醇、空腹血糖、血尿酸和高敏C反应蛋白)后,采用多因素Cox回归模型分析ePWV对新发糖尿病的影响。结果:ePWV预测新发糖尿病的ROC曲线的AUC为0.60,最佳截断值为12.78 m/s。随着ePWV四分位数的递增,糖尿病的发病密度呈递增趋势,分别为5.84/千人年、12.04/千人年、15.70/千人年和16.87/千人年。在校正性别、基线空腹血糖、吸烟、饮酒等传统心血管危险因素后,ePWV每增加1 m/s,糖尿病的发生风险增加9%(HR=1.09,95%CI:1.08~1.11,P<0.01)。进一步分析显示,无论有无心血管危险因素、男性还是女性、年龄<51岁还是≥51岁,ePWV均与糖尿病的发生存在显著关联,HR(95%CI)分别为1.07(1.05~1.08)和1.21(1.08~1.36),1.07(1.06~1.09)和1.17(1.15~1.20),1.22(1.19~1.24)和1.06(1.04~1.07)。结论:ePWV对新发糖尿病具有一定的预测价值,是新发糖尿病的独立危险因素。

地基微波辐射计露点温度廓线估算方案及初步应用

面向业务和台站实际,针对露点温度直接和间接计算经验公式的不确定性,结合地基微波辐射计LV2级数据特征,开展了露点温度估算方案适用性及应用讨论,旨在为预报员提供高时空分辨率的基础物理量露点温度来判识大气饱和程度,服务于强对流天气预报预警分析。研究表明:(1)相对湿度是主导露点温度直接和间接计算公式计算结果差异的敏感因子。地基微波辐射计露点温度估算方案可为相对湿度小于50%时,采用直接计算公式;相对湿度为50%~99%时,采用间接计算公式;相对湿度为100%(饱和)时,温度大于-48.75℃,采用间接计算公式,温度小于-48.75℃,采用直接计算公式。(2)地基微波辐射计估算的露点温度产品精度保持了温度产品的高相关性,较大程度上改善了系统偏差,但离散程度略有扩大。其中,相关系数由0.99变成0.98,降低了0.01;系统性偏差由-3.18℃变成-0.98℃,缩小了2.2℃;均方差由4.92℃变成5.26℃,扩大了0.34℃。(3)相较相对湿度,估算的露点差对高湿区(相对湿度大于70%以上)较为“敏感”,能很好地“勾勒”出云等水凝物内部水汽饱和状态及其特征结构,便于用户判断出饱和区、非饱和区及两者过渡区;与地基微波辐射计直接测量产品联合,可监测强对流天气发生前、中、后水凝物垂直结构特征及其演变,便于天气预报预警,其中预警提前量可达0.5~1.0 h,降水结束预报提前量接近10 min。

蛋白尿与估算肾小球滤过率联合对糖尿病患者新发心血管疾病的影响

目的 观察估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)和尿微量白蛋白与肌酐比值(urine albumin-to-creatinine ratio, uACR)评估肾功能的一致性,探讨二者联合对糖尿病患者新发心脑血管疾病(cardia-cerebrovascular disease, CVD)(包括心力衰竭、心肌梗死、脑卒中)的影响。方法 选择参加开滦第5次或第6次健康体检且进行尿微量白蛋白及尿肌酐、血肌酐检测的8 791例2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者为研究对象。依据基线uACR和eGFR水平分组:正常组(uACR<3 mg/mmol且eGFR≥90 mL·min^(-1)·1.73 m^(-2))、单纯eGFR下降组(uACR<3 mg/mmol且eGFR<90 mL·min^(-1)·1.73 m^(-2))、单纯uACR升高组(uACR≥3 mg/mmol且eGFR≥90 mL·min^(-1)·1.73 m^(-2))和uACR升高合并eGFR下降组(uACR≥3 mg/mmol且eGFR<90 mL·min^(-1)·1.73 m^(-2))。观察eGFR和uACR评估的肾功能是否一致。采用多因素Cox回归模型分析uACR和eGFR联合分组对CVD发病风险的影响。结果 (1)研究对象基线年龄为(60.97±9.99)岁,男性占79.05%,中位uACR为1.68(0.81,4.60)mg/mmol,平均eGFR为(92.14±16.52) mL·min^(-1)·1.73 m^(-2),uACR升高与eGFR下降不一致者占43.59%。(2)中位随访时间为3.83年,共发生CVD事件694例(7.89%),4组总CVD事件的发病密度分别为12.96/1 000人年、19.04/1 000人年、25.65/1 000人年和46.87/1 000人年。(3)与正常组相比,单纯eGFR下降组、单纯uACR升高组和uACR升高合并eGFR下降组新发总CVD事件的风险分别升高1.06(95%CI 0.73~1.55)倍、1.99(95%CI 1.41~2.80)倍和3.00(95%CI 2.12~4.25)倍。结论 eGFR下降和uACR升高所评估的肾功能不一致现象较为常见,二者对CVD发病的影响存在联合作用。

引入PID反馈的SHAEKF算法估算电池SOC

电池荷电状态(SOC)的估算精度是电动汽车电池组的重要指标。为提升SOC估算精度,在融合Sage-Husa扩展卡尔曼滤波(SHEKF)算法与自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法的基础上,增加比例积分微分(PID)反馈环节,形成改进算法。采用粒子群优化(PSO)算法对二阶RC等效电路模型进行参数辨识;用开源电池数据集对模型和算法进行实验和分析。改进的SHAEKF算法在电池动态应力测试(DST)、北京动态应力测试(BJDST)和美国联邦城市驾驶(FUDS)等工况下的平均估计误差都在1%以内,与单纯的融合算法SHAEKF算法相比,最大误差可减小5%。

基于路网提取的公路规模估算方法研究

为了对所辖农村地区耕地区域公路需求规模进行估算,研究了一种基于高分遥感影像道路提取矢量路网的农村耕地区域公路网规模估算方法。综合考虑公路网密度及自然村分布情况,设计了路网估算密度系数、自然村密度系数,以所在地形环境作为分类,充分考虑了农村耕地区域公路建设的实际需求并量化计算。实验表明,与交通运输主管部门实际需求相比,该方法的估算准确率可达到实际需求的92.61%。该方法能够在国土系数法、连通度法等传统方法之外提供一种以遥感影像为基础数据的农村耕地区域公路规模测算方法,弥补了传统方法无法充分利用新一代信息技术数据的不足,是传统方法的有效补充。该方法的设计在适用性的角度上合理。

基于CCSFF-FPLL的PMSM位置估算误差抑制

在基于滑模观测器的无位置传感器控制系统中,低通滤波器的使用会使反电动势产生相位延迟,在加减速工况下锁相环位置估计的动态性能较差,二者都会造成较大的位置估算误差。针对这两个问题,该文提出了一种基于CCSFF-FPLL的转子位置估算方法。该方法采用复系数同步频率滤波器(CCSFF)对反电动势进行滤波,利用其在中心频率处没有相位延迟和幅值衰减的特性来实现反电动势的准确提取;同时在传统锁相环的基础上增加了转速前馈的路径,设计了一种前馈锁相环(FPLL)来提取反电动势中的位置信息。仿真与实验结果表明,该文所提的方法能够有效抑制转子位置的估算误差,提高估算精度。