基于城市污水中新冠病毒浓度的社会面感染人数推断

为探究基于城市污水中新型冠状病毒(新冠病毒)浓度,采用线性拟合模型预测新冠病毒感染人数与医院报告感染人数的一致性,于2023年3月—2024年3月,在A、B两市污水处理厂设置采样点,每周采集1~2次水样,共采集478和882个水样,经聚乙二醇沉淀法富集浓缩后,用实时荧光反转录聚合酶链式反应定量检测,结合污水流量,计算新冠病毒周平均总拷贝数;以线性拟合模型预测A、B两市新冠病毒感染人数,采用一致性指数(d)、效率系数(E)、均方根误差(RMSE)和斯皮尔曼(Spearman)相关系数(r)进行一致性检验,评价模型预测精度。研究结果显示,A、B两市污水中新冠病毒检测阳性率分别为51.9%和86.3%;污水中新冠病毒周平均拷贝数与医院报告每日新增感染人数周平均值的总体变化趋势一致,且预测的新冠病毒感染人数与医院报告感染人数的波动变化一致;A、B两市预测值与报告值的d为0.8540和0.8534,E为0.5666和0.5880,RMSE为38.9434和32.6884,r为0.8564和0.7342,其中d、E、r一致性检验较好,而RMSE较差;A、B两市的预测值与报告值平均相差1.15和2.46倍。该方法对新冠病毒感染人数的预测结果与医院报告值相近,且在不同城市表现出相近的倍数关系,可为将来快速准确地预测新冠病毒感染人数提供预测框架。

智能手机GNSS数据质量分析与随机模型建立

为提高移动智能终端定位精度,利用小米8和华为Mate20手机采集多个卫星系统的观测数据并进行质量分析,通过不同卫星系统的伪距残差分别对信噪比模型参数进行估计,最后进行静态伪距单点定位实验。结果表明,手机端观测的BDS和GPS伪距精度接近,且高于GLONASS;相较于高度角,伪距残差与信噪比的相关性更强;在信噪比模型参数估计中,小米8拟合效果优于华为Mate20,BDS拟合效果差于其他卫星系统;参数拟合后的信噪比模型在水平和高程方向的定位精度分别为2.37 m和8.38 m,相较于高度角模型,定位精度提升约10%。

新型数字化桩核印模方式的准确度分析

目的:利用三维图形最佳拟合配准技术,研究新型数字化桩核印模方式的准确度。方法:按照桩核要求对上颌标准牙科模型的左上尖牙进行牙体预备,选用Micro-CT获取左上尖牙预备体的三维重建数据。使用口内扫描仪扫描实验模型8次用于模拟椅旁扫描患者口内牙列的步骤,再制取8个硅橡胶印模并用台式扫描仪进行光学扫描,采用专用软件将获得的口内印模和硅橡胶印模两副数字化模型进行拟合获得8个完整的三维模型。通过测量和比较各组重叠模型的均方根,对新型数字化桩核印模方式准确度进行分析。结果:新型数字化桩核印模方式精度偏差值为(91.100±12.475)μm,重复度偏差值为(91.354±21.422)μm。冠部组精度和重复度偏差值均小于根部组(P<0.05),根尖1/3组的精度和重复度偏差值均大于其余各组(P<0.05)。结论:新型数字化桩核印模方式总体准确度在临床可接受范围,可以应用于临床实践。同时新型数字化桩核印模方式准确度在不同部位有一定的差异,其冠部准确度高于根部,根尖1/3部分准确度低于其余部位。

滚动轴承旋转精度测量实验设计

为提升“新工科”专业人才培养质量,满足行业对毕业生解决复杂工程问题能力的要求,以滚动轴承旋转精度测量为例,设计一项包含理论建模、测量数据研究、软件开发的工程实验。基于角接触球轴承旋转精度检测时的接触关系,建立径向跳动值和轴向跳动值计算解析模型。选取9个均布位置检测轴承套圈设计参数,利用傅里叶级数对测量数据进行轮廓拟合,设计旋转精度计算流程并进行编程计算,得出旋转精度变化规律。计算与测试结果一致,遵循国家标准开展实验,与工程问题无缝衔接,实施过程具有创新性,强化实验对人才培养的支撑作用。

六轴串联机器人关节转角误差补偿及运动学标定

机器人运动学标定是几何量计量领域的热门研究方向之一。针对现有串联机器人运动学标定方法一般都忽视关节转角误差补偿的问题,在六轴串联机器人关节转角误差实验数据分析基础上,提出一种基于切比雪夫多项式拟合的机器人关节转角误差补偿,并在关节转角误差补偿之后进行机器人本体运动学标定。然后,利用激光跟踪仪对ABB IRB 1410机器人进行关节转角误差补偿和本体运动学标定实验验证,实验结果表明:该方法可以将机器人的绝对定位误差均值由2.11 mm降至0.66 mm。研究工作将为进一步提升机器人定位准确度提供理论基础和技术条件。

增材制造设备位置误差建模与补偿策略

针对广泛存在的增材制造成型产品几何与尺寸精度缺陷问题,提出了一种基于校准样件增广点实测数据与最小二乘拟合方法的增材制造设备位置误差建模与补偿策略。首先,以广泛应用的熔丝成型设备为原型,搭建了增材制造成型试验台,制造了用于建立增材制造成型设备位置误差的阶梯型金字塔校准试样集群,并采用精密坐标测量仪对试样各级台阶水平面中心点(增广点)位置以及相对竖直面的距离进行了测量;然后,基于实测数据与运动链-误差传递关系,采用低阶多项式对设备位置误差进行了表征,利用最小二乘拟合对误差模型的参数进行了估计,并根据估计参数的显著性水平,对初始误差模型进行了优化;最后,基于优化后的模型对成型件立体光刻文件进行了修正,实现了增材制造设备的位置误差补偿,提出了简要的尺寸补偿方法,并采用了新的校准式样集群与实际零件制造验证了该误差模型和补偿方法的有效性。研究结果表明:相较于未采用误差补偿制造的校准试样集群与实际零件,采用设备位置误差补偿后的成型产品最大位置误差均可控制在300μm以下,采用设备位置和尺寸误差进行补偿后,所制造的实际零件关键特征的最大相对尺寸误差为-2.4%,能够较好地满足实际工程需求,说明了误差模型和补偿方法的有效性。

发泡聚乙烯最大加速度-静应力曲线快速获取方法研究

目的研究快速、准确预测最大加速度-静应力曲线的方法。方法首先利用落锤冲击试验机获取了5个不同高度下,5种不同厚度的发泡聚乙烯的最大加速度-静应力曲线。在此基础上,分析对比文中3种不同的改进拟合法与已有的动应力与动能量多项式拟合法的区别。结果研究发现,当不区分高度的情况下,以最大加速度因子为函数值,以跌落高度、衬垫厚度、静应力为变量进行拟合时,其代表预测精度R^(2)的平均为0.835,相比动应力与动能量多项式拟合法的0.2996要高。但曲线右侧的预测精度偏低。引入以静应力为变量的多项式作为修正因子后,R^(2)的平均值为0.934。预测精度有所提高,右侧的预测偏差减小,但仍存在。在区分高度的情况下,以带有修正因子的公式进行预测时,R^(2)的平均值为0.984,曲线向右侧预测偏差逐渐增大的现象明显改善。结论区分高度情况下,利用带修正因子的预测公式可以快速且较准确地预测最大加速度-静应力曲线,可以为冲击防护设计及相关软件的开发提供一定的帮助。

基于城市似大地水准面的高程测量精度分析

为了提高GNSS测量的高程精度,提出一种同时顾及测量误差和模型误差的分区再次拟合方法。依托某市新型基础测绘项目的控制测量数据,在分析两类高差数据精度、可靠性基础上,基于模型精度分布不均匀、不同环境下GNSS信号质量强弱有别,按地貌特征进行分区,对高差不符值较大区域进行精化高与水准高二次拟合,重新解算局部控制点的高程,综合评定了拟合高程精度,结果显示达到了相关规范的技术指标。

无需公共点的高精度激光跟踪仪自标定方法

多台激光跟踪仪组成的测量系统能够得到高精度的坐标观测值,在加速器准直工程领域应用十分广泛。该系统需要自标定仪器中心的距离,目前基于球面拟合的自标定方法虽然测量效率较高,但是其精度有限。为了提高其精度,分析基于拟合的自标定方法精度较低的主要原因,提出了基于三角形结构的自标定方法,定量对比了新方法和基于球心拟合方法的精度。新方法建立非线性误差模型进行参数迭代求解,能够应用于激光跟踪仪的三维自标定。通过模拟仿真和实测实验,证明了该方法比基于球心拟合的自标定方法在精度上有了大幅度提升。文中算法无需增加额外设备,改进了原先基于球心拟合方法并提高其自标定精度,具有一定的工程应用价值。

结合经验小波变换与BP神经网络的GNSS-IR土壤湿度反演

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机接收到的多路径信号可用于测量土壤湿度。针对目前全球卫星导航系统多径干涉遥感技术(global navigation satellite system interferometry and reflectometry,GNSS-IR)在土壤湿度反演领域精度较低的问题,实验利用美国板块边界观测(plate boundary observation,PBO)网的P040测站作为研究对象,选取该测站的2颗卫星PRN10和PRN14分别进行信噪比数据分析,将L2波段反射信号的延迟相位作为输入、PBO中H2O的土壤湿度值作为输出,建立基于经验小波变换神经网络(empirical wavelet transform-back propagation,EWT-BP)模型的土壤湿度反演模型,并对提出的土壤湿度反演方法进行精度评定。结果表明,EWT-BP模型反演的土壤湿度与实际土壤湿度之间具有较强相关性,其决定系数(R2)分别为0.820和0.844,相比传统低阶多项式拟合法,R2分别提高了21.66%和28.66%,该结果验证了EWT-BP模型能够有效提升GNSS-IR土壤湿度反演的精确度和可靠性。

基于麻雀搜索的协同定位算法研究

无线传感器网络的定位问题可以转化为适应度函数最优问题,并通过经典的麻雀搜索算法进行求解。然而该算法所用的适应度函数并未使用未知节点之间的测量距离数据,从而导致定位精度的提升有限。为了解决这一问题,提出了一种基于麻雀搜索的协同定位算法。该算法主要包括两个搜索阶段:粗略搜索和精细搜索。在粗略搜索阶段,未知节点到锚节点之间的测量距离数据被用于确定未知节点的初始位置。在精细搜索阶段,未知节点之间的测量距离数据被用来确定未知节点的精确位置。首先,采用Cat混沌映射方法来保证初始种群的均匀分布,从而有助于确定最佳位置。其次,构建了两种不同的适应度函数,一种用于粗略搜索,另一种用于精细搜索。其中,用于精细搜索的适应度函数利用未知节点之间的测量距离数据来提高定位精度。最后,提出了一种新的精细搜索方法,以避免协同定位结果收敛到局部最优位置。通过对仿真和实测数据进行分析,验证了所提方法的有效性。

四象限探测器定位算法优化

针对经典四象限探测器定位时采用各象限电流的比例关系近似为对应光斑在各象限内偏移量的比例关系,导致定位不准确和线性度差的问题,通过建立光斑中心坐标系的方式,提出了光斑中心位置关系与四象限探测器各象限面积的表达式,并通过近似反函数表达的形式,对准确表达式得出数据进行拟合,得到四象限各象限中光斑面积与光斑中心坐标关系的表达式.仿真校验结果表明:相对于经典光斑定位算法,在原误差最大值处误差占比减小了27%.

基于相关系数沉降预测评估的改进性研究

以某在建高速公路为研究背景,通过对相关系数R在Asaoka、灰色理论、双曲线和指数曲线这4种拟合算法中预测精度进行深入分析并结合工程实际情况,提出将平均绝对误差MAD、均方误差MSE和平均绝对百分误差MAPE这3个常用的评价指标结合起来使用,以此衡量沉降预测精度的改进方案,并从适用性和预测精度角度进行论述。结果表明:改进后的评价新模式比相关系数的评价方式更加接近工程实际需求,其可显著提高满足沉降预测精确度要求的测点百分比。

西藏高原带(线)状工程高程拟合精度分析

在西藏高原地区进行带(线)状工程的高程测量面临比平原地区更为复杂的挑战。为了迅速获得满足工程建设需求的精确高程数据,本文针对某具体工程案例,采用了多项式曲线拟合、最小二乘平面拟合、三次样条曲线拟合和二次曲面拟合等4种单一拟合模型,以及结合重力场模型的“移去-拟合-恢复”法混合模型计算拟合高程,分析评估各种拟合方法的精度。经对比分析,单一模型中三次样条拟合模型在高原地区带(线)状工程高程拟合精度最好,且满足三等水准测量精度要求。本文为类似西藏高原地区工程项目在高程拟合时提供了重要的参考价值。

身体素质与初学者手枪射击精准度的相关性研究

目的:探索作为影响运动表现的重要因素的身体素质可能对提高手枪射击精准度具有潜在的重要作用。方法:通过实证研究探讨身体素质与手枪射击精准度之间的相关性,并利用独立样本t检验分析了身体素质差异对射击精准度的影响。研究结果表明:反应时与手枪射击精准度之间展现出强烈的负相关关系,相关系数高达-0.588(p<0.01)。肩部灵活性和功能性运动筛查(FMS)得分与手枪射击精准度之间呈现出显著的正相关关系。握力大小、俯卧撑能力、单脚闭眼平衡能力与手枪射击精准度之间未观察到显著的相关性。本研究结果为警务人员和相关研究人员提供了有价值的参考信息,有助于推动警务射击训练的改进和优化,提高警务人员的实战能力和应对复杂执法环境的能力。

基于人工神经网络的结构代理模型性能分析

在实际结构施工过程中,由于复杂结构的高次超静定以及强非线性等特点,使得应用于施工过程即时决策的计算模型非常复杂。针对在施工过程中特定的结构响应无法直接获得显式关系以及应用于即时决策时的有限元模型计算缓慢的问题,通过使用代理模型对结构响应进行替代,能够很大程度上提升计算效率。本文通过对现阶段应用最为广泛的人工神经网络代理模型的构建原理进行论述,并通过一刚架算例对BP神经网络(BPNN)以及广义径向基神经网络(GRNN)的拟合性能进行了对比,旨在为结构代理模型的选用提供参考。

基于BP神经网络组合模型的GPS高程拟合

为了提高BP(backpropagation)神经网络的高程拟合精度,本文在BP神经网络高程拟合方法的基础上引入了模拟退火算法(SimulatedAnnealing,SA),组成新的SA-BP高程拟合方法。该组合方法充分发挥了SA算法的全局寻优的优势,优化了BP神经网络拟合方法的初始值以及权值与阈值。将本文提出的组合高程拟合方法应用于平坦测区及复杂测区实测GPS水准点高程数据中,实验结果表明,本文提出的组合高程拟合方法可对实验高程数据进行有效拟合,拟合精度较传统的曲面拟合方法与BP神经网络方法更高,验证了本文提出方法的可靠性、优越性以及针对不同地势条件的良好适应性。

圆柱体方孔配合件钳工加工工艺研究

随着制造业的不断发展,高精度圆柱体方孔配合件的需求日益增加。文章针对圆柱体方孔配合件的钳工加工工艺展开研究,通过优化划线、钻孔、凿方孔和修配等关键工序的加工参数和方法,制备出精度稳定、表面质量高的配合件。实验结果表明,所提出的加工工艺可以将圆度和圆柱度误差控制在0.018 mm以内,使方孔边长偏差小于0.015mm,配合面粗糙度优于0.6μm,能够满足精密机械传动的装配要求。

机载POS系统用于航空遥感直接对地目标定位的精度分析

利用实际航摄资料评价了WGS 84和国家80坐标系下机载POS(position and orientation system)系统直接对地目标定位的精度,分析了不同大地水准面拟合方法对高程精度的影响,检校了POS系统的视准轴误差,讨论了检校场的检校结果。试验表明,基于POS系统的航空遥感直接对地目标定位至少需要利用带有1个平高地面控制点的检校场对POS系统进行检校才能消除系统误差;在WGS84坐标系中,可以获得较高的定位精度,而转换到国家80坐标系下,必须对高程进行大地水准面拟合改正。

煤的等温吸附-解吸实验及其精确拟合

针对当前产业界面临的对煤层气解吸机理研究不足的现状,开展了6组煤样的甲烷气体的等温吸附/解吸实验。结果表明,煤层气的解吸过程略微滞后于吸附过程,同一煤样的等温解吸曲线与等温吸附曲线存在一个匮乏压力下的残余吸附量;通过对实验数据的分析,建立了降压条件下煤层气解吸作用的精确拟合方程。