有向Poisson网络模型的渐近性理论

研究了有向Poisson网络模型极大似然估计量的渐近性理论.考虑当网络顶点的个数趋于无穷大时,推导出有向Poisson网络模型极大似然估计量线性组合的中心极限定理.此外,通过数值模拟对理论结果进行了验证,期望能够为有向加权网络模型的统计推断提供坚实的理论基础.

基于正态云模型-突变理论的富水岩溶隧道突涌水风险评价实验

为解决隧道突涌水风险性评估结果模糊、评价指标定量化较差、评价主观性较强等问题,建立了突涌水风险评价体系与评价标准,将正态云模型理论与突变理论相结合,在层次分析法与熵权法基础上优化了风险评价体系。以阳宗隧道典型区段为例,应用该方法对所选5个典型标段进行突涌水风险评价实验,并与现场实际开挖情况进行了比对。结果表明,基于正态云模型-突变理论的隧道突涌水风险评价实验结果准确,且与隧道实际开挖情况相符,是富水岩溶隧道突涌水评价的一种新的实验方法。

基于强稳定收敛的偏正态联合位置与尺度模型的参数估计算法

传统的迭代算法(例如牛顿算法,EM算法等)在实际应用中,往往存在初始值较为敏感的问题.为解决这一问题,一种强稳定的收敛算法——Upper-crossing/Solution算法(以下称US算法)被提出,这种算法虽然在求解一元非线性函数时具有强稳定性,但是不能推广到多元的情形.那么针对多元情形,本文将结合偏正态分布的随机表示,对偏正态联合位置与尺度模型的似然函数进行分层,并且利用MM算法得到一元的情形,再使用US算法构造强稳定的收敛算法.最后通过随机模拟分析和实例分析研究表明了US算法较牛顿迭代法大大降低了算法对初值的敏感度以及显著地提高了收敛的稳定性.

基于VGG19-SK模型的机械密封启停状态识别

机械密封在机械设备的的启停过程中,时常会发生失效。针对这一问题,提出了一种新的深度学习模型VGG19-SK,并将其应用于机械密封的启停状态识别中。首先,在机械密封启停过程中,利用密封声发射信号试验台获取了试验数据,这些数据为训练深度学习模型提供了基础;然后,在传统VGG19基础之上进行了改进,增加了SK卷积层、全局平均池化层和批归一化(BN)层,这些改进显著减少了模型的参数数量,降低了对硬件设备的要求,同时提升了模型的性能;最后,在模型训练过程中,对VGG19-SK模型进行了细致的调优,采用准确率曲线、损失值曲线以及混淆矩阵等指标,与其他模型进行了对比,验证了VGG19-SK模型的有效性,突出了VGG19-SK模型的优越性。研究结果表明:在机械密封启停阶段8种分类识别中,VGG19-SK取得了86.67%的准确率,比传统VGG19提升了约2.19%;同时,模型的训练参数减少了83.74%,模型总体大小缩减了约80%。该VGG19-SK机械密封状态识别模型在兼顾准确率的同时,保证了硬件资源受限状况下的运行能力,为进一步开发基于深度神经网络模型的机械密封状态故障诊断系统奠定了基础。

基于扎根理论的师范生专业认同影响因素研究

专业认同影响因素是师范生培养过程中需要重点关注的问题。遵循扎根理论对访谈材料进行三级编码,探讨师范生专业认同的影响因素。研究发现,师范生专业认同受到来自个体内在心理、重要他人规范、专业培养环境和专业社会声誉的综合影响。其中,自我图式通过行为意向、重要他人通过施加主观规范、专业培养环境通过发展个人能力、专业社会声誉通过给予信息反馈等影响师范生专业认同。基于此,为强化师范生专业认同,应提升专业角色认知;合理运用重要他人主观规范;改善专业培养体系,构建区域协同培养实践场;完善社会支持制度,融通师范生专业发展渠道。

基于主题模型的论文标准化影响力指标研究——一个新的论文标准化影响力指标GTNI

当前学界关于论文的标准化评价指标多从学科角度分类,忽视论文主题的多样性且每一主题概率不同等问题。文章在CNCI(Category Normalized Citation Impact,学科规范化影响力)指标基础上,结合主题模型、引文分析等方法提出构建可横向比较的普适性指标GTNI(General Topic Normalized Citation Impact,基于主题模型的论文标准化影响力),以提高学术论文评价的科学性。GTNI是对论文每一主题被引进行标准化并综合而获得的指标。通过理论分析、指标构建、实证研究和对比检验,表明GTNI指标在论文影响力评价方面具有较好的效果,且具有应用前景。

压裂复杂裂缝中支撑剂输送数值模拟研究

在非常规储层水力压裂施工过程中,水力裂缝容易与天然裂缝交汇形成复杂裂缝,支撑剂的运移和铺置形态直接决定了储层的增产效果。为了研究支撑剂在复杂裂缝中的铺置规律,基于欧拉-欧拉方法建立了支撑剂-压裂液两相流数学模型,并利用复杂裂缝室内实验装置与数值模拟的砂堤铺置形态对比的方式进行了模型验证,结果表明,选取的模型可用于研究滑溜水在复杂裂缝内的携带支撑剂的运移铺置规律。以相似准则为基础,建立了简化的复杂裂缝平板模型,并将砂堤形态参数、砂堤面积进行归一化处理,获得了压裂液排量、黏度、支撑剂粒径、裂缝宽度以及裂缝形态对支撑剂在复杂裂缝中铺置的影响规律。结果表明:增大排量、黏度和减小粒径均有利于支撑剂向裂缝深处运移,并且排量对支缝中的砂堤形态影响最明显,但增大排量不利于支撑剂填充近井地带。缝宽的影响体现在壁面效应,在注入时间相同的情况下,当压裂液黏度从1 mPa·s增加到5 mPa·s时,主缝砂堤的归一化长度平均增加了37.9%,归一化高度平均降低了61.4%。裂缝结构越复杂,所有支缝中的支撑剂铺置面积占比越高,分流作用越大。随着复杂裂缝的支缝数量、级数以及支缝延伸长度的增大,支缝中的砂堤高度与长度均有所降低;相对于T1型裂缝,T3和T5型裂缝中的砂堤长度、高度减小最多。

高压管汇材料疲劳性能测试及P-S-N模型曲线的拟合

高压管汇作为压裂设备中的主要易损件之一,其失效危害较大。它的失效原因主要是疲劳、冲蚀、腐蚀或者材料缺陷引起的刺漏和爆裂,其中尤以疲劳失效最不可预估。目前,对于高压管汇材料的疲劳性能研究不够深入,为解决高压管汇材料疲劳寿命的准确描述问题,以某国产高压管汇材料为例,进行了一系列疲劳试验,并基于试验数据,采用多种分布模型和不同S-N模型进行拟合分析,得出综合评价拟合能力最强的P-S-N模型。结果表明,该材料在中长疲劳寿命区,Weibull三参数模型在7级应力水平下综合评价能力最好;在存活率分别为50%、90%、99%、99.9%时,指数S-N模型的拟合系数均大于0.98,拟合能力最好。得出的P-S-N模型曲线可以为高压管汇的疲劳寿命以及安全设计提供依据。

美国四种实践型教师教育模式及其特点分析

美国实践型教师教育模式按照教学内容和方法、选拔标准,可分为改革示范型模式、应对挑战型模式、满足需求型模式和提升质量型模式。不同模式在理论基础、运行机制方面存在异同、各有特点。研究发现,实践型教师教育模式坚持常识取向的教师教育理念,聚焦中小学教学实践,弱化教育理论,招收学士学位获得者,在职或定向培养公立中小学教师,在一定程度上解决美国贫困地区公立中小学教师短缺和流失率过高问题,推动美国教师教育双轨制的发展。实践型教师教育模式强调教师学历硕士化、教学实习驻校化,以及追求较高的针对性和培养效率等方面的经验可为我国教师教育改革提供借鉴。

计及多重不确定性的生物质电厂库存优化模型

生物质电厂库存优化策略的制定是保障区域电力供应的基础,然而生物燃料的季节性和需求的不确定性给库存优化带来了极大的挑战。为降低多类不确定因素对库存优化的影响,提出一种计及多重不确定性的生物质电厂库存随机-鲁棒优化模型。首先,使用椭球不确定集描述了生物质燃料价格及质量水平的不确定性,并利用情景树法构建典型生物质可用性场景,降低燃料供应季节性对库存策略制定的影响。其次,考虑误差的随机性和模糊性,利用生态云发生器模拟了3种用户的负荷曲线,提高了需求曲线拟合的准确性。最后,以库存总成本最小为目标,建立计及多重不确定性的生物质电厂库存随机-鲁棒优化模型,并通过算例对比确定型、随机和随机-鲁棒3类优化模型的优化结果,验证模型的有效性。结果表明:随机-鲁棒优化模型的生物质电厂库存总成本最低,为269.15万元。相比随机优化模型,所提策略的库存总成本降低了34.59%,能够提升库存优化策略的经济性和可靠性。

师范生信息化教学能力提升模式研究

教育信息化是深化教育改革、提高教育质量的重要手段,而信息化教学能力是教师必须掌握的核心技能之一。研究以职前教师(师范生)为研究对象,以师范生信息化教学能力标准为依据,采用文献研究、理论演绎、准实验研究方法,以师范生的学生和准教师双重角色为联结点,采取双线融合的教学模式,构建了师范生信息化教学能力提升模式理论模型,并通过教学实践检验该模式的绩效。研究发现,师范生信息化教学能力在信息素养、技术支持的学和教三个维度具有较好的提升。

基于镜像修正FxLMS控制算法的船舶管路振动主动控制

针对船舶管路减振和抗冲击的需求,本文根据镜像修正自适应滤波算法,设计出了一种管路振动主动控制策略,能够有效地控制管路在低频下的振动,并且在次级通道发生突变时,控制系统可再次快速收敛,进行稳定控制。本文先对镜像修正自适应滤波算法进行理论研究,分析算法的迭代及控制过程;再通过仿真分别验证算法在不同参考信号输入下的收敛性及稳定性;最后搭建实验台架,通过试验验证算法的实际控制效果。试验结果表明:该控制策略在管路振动主动控制中能够降低15.37%的振动强度,比自适应滤波算法控制策略的控制效果好8.85%。所以镜像修正自适应滤波算法能够及时有效地进行管路振动控制。

基于改进SVM的电力工程造价预测

针对支持向量机求解速度较慢且用于预测电力工程造价的性能不理想等问题,提出了一种基于改进SVM的电力工程造价预测模型。该模型全面考虑了电力工程成本的组成要素并进行参数归一化处理,利用最小二乘估计改进SVM模型,同时采用遗传算法求解LSSVM的参数最优值,并通过优化后的GA-LSSVM模型实现对电力工程成本的预测。基于MATLAB仿真平台的仿真实验结果表明,模型预测的工程成本与实际值较为接近,归一化均方误差与平均绝对百分比误差分别为18.34万元和3.58%,且预测时间仅为256 ms,证明了其整体性能优于其他对比模型。

非小细胞肺癌质子-光子混合放疗计划的可行性研究

目的比较非小细胞肺癌(NSCLC)质子调强放射治疗(IMPT)和光子调强放射治疗(IMRT)的剂量学参数和正常组织并发症概率(NTCP),并探讨质子-光子混合放疗在NSCLC中的可行性和最佳模式。方法回顾性选取2020年11月至2022年4月于中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心放疗科行根治性放疗NSCLC病人共8例,对8例病人分别制作IMPT和IMRT计划,IMPT计划采用的相对生物学效应(RBE)值为1.1,处方剂量为60 GyE/30次,对优化后计划的剂量学参数,放射性肺炎、食管毒性、2年死亡率指标的NTCP结果进行比较并分析,根据NTCP阈值或ΔNTCP的阈值方式选择合适的质子-光子混合放疗模式。结果所有NSCLC病人的IMPT及IMRT计划均符合要求,剂量体积直方图剂量学参数显示IMPT和IMRT计划的适形性指数[1.28(1.13,1.43)比1.12(1.05,1.18),P=0.068]和均匀性指数[0.09(0.08,0.15)比0.11(0.08,0.16),P=0.327]均差异无统计学意义,IMPT对比IMRT计划患肺平均剂量[9.38(4.28,13.78)Gy比12.27(7.95,15.41)Gy,P=0.012]、心脏平均剂量[5.59(1.01,8.50)Gy比8.23(6.61,15.82)Gy,P=0.012]、食管平均剂量[10.53(0.04,21.62)Gy比13.05(3.84,23.69)Gy,P=0.036]有降低(P<0.05)。此外IMPT计划的双肺V_(5 Gy)、双肺V_(20 Gy)、双肺V_(30 Gy)、患肺V_(5 Gy)、患肺V_(20 Gy)、心脏V_(30 Gy)、心脏V_(40 Gy)和脊髓D2%均明显降低(P<0.05)。IMPT可以将病人放射性肺炎[8.35(3.36,15.80)%比12.80(6.51,19.53)%,P=0.012]、食管毒性[20.43(0.21,42.58)%比26.03(5.43,46.30)%,P=0.036]及2年死亡率[43.28(34.58,48.27)%比48.78(42.74,56.20)%,P=0.012]的概率显著降低,ΔNTCP值分别为3.33(3.08,4.42)%,5.22(1.51,9.17)%和5.96(3.02,11.13)%。最后选择观察指标的NTCP阈值或ΔNTCP的阈值确定质子-光子混合放疗模式,结果显示使用ΔNTCP阈值方式进行混合更具优势。结论质子-光子混合放疗计划是可行的,可增加NSCLC病人的治疗获益和质子治疗可及性,选择ΔNTCP阈值方式进行混合放疗更具方便性及实用性。

基于组合赋权与灰云模型的综合能源系统需求响应效益评价

考虑到当前综合能源系统研究缺乏完善的需求响应量化评估方案,难以在优化运行层面综合评估需求响应效益这一问题,提出了一种基于改进AHP群决策—CRITIC组合赋权与灰云模型的综合能源系统需求响应效益评价方法。首先,从综合能效性、社会经济性和需求侧互动性三个维度构建了需求响应效益评价指标体系。其次,采用一致性和权重拟合性更优的指数标度法构造判断矩阵,降低赋值误差,并通过AHP群决策法确定主观权重,从而削弱主观极值偏差对权重的影响;在由CRITIC法确定客观权重后,基于最小欧氏距离建立组合权重模型,并通过非线性规划求取最优组合权重;针对评价等级信息的模糊性与隶属等级的随机性,采用正态灰云白化权模型确定指标分类等级与场景评分。最后,以北方某综合能源系统为例,根据用户参与需求响应方式设置了4种运行场景,分析了不同需求响应对系统运行的影响与作用,算例结果表明所提指标体系与评价方法科学有效。

面向医学领域的文本特征增强多任务学习模型

医学命名实体的识别和规范化是构建高质量医学知识图谱的基础。文中提出了一种基于文本特征增强的多任务学习模型,旨在解决现有模型中医学实体识别与规范化模型不能充分利用文本特征的问题。该模型添加词级、字符级特征和上下文语义信息来增强文本表示,再通过4个分级子任务,联合建模完成医学实体识别和规范化任务。实验表明,该模型能够学习实体识别和实体规范化这两个任务的共同特征,有效地提高学习的准确率。在NCBI和BC5CDR两个数据集上取得了较好的效果,在NER和NEN任务上的F1值分别为:91.09%,91.02%;92.05%,92%。

断层错动下非连续管道的力学响应分析

断层错动诱发上覆土体破坏对跨越断层的埋地管道结构安全构成巨大威胁,是复杂环境地下管线设计中不可忽略的场地因素。既有成果较少涉及正断层和逆断层错动影响下的解析解分析,且针对断层-管道相互作用的理论研究一般将管道结构视为连续管道,较少考虑管道接口的影响。首先,在简化SSR(静止区stationaryzone,剪切区shearingzone,刚体区rigid body zone)土体变形模型的基础上,结合erf函数和erfc函数,得到了正断层和逆断层错动影响下的土体位移曲线;其次,引入双参数Pasternak地基模型,对管道微元进行受力分析,借助有限差分法求解得到埋地管道结构的变形和内力;最后,将理论解析解和已有的试验结果及数值模拟结果进行对比验证,获得了较好的一致性。此外,针对断层倾角、断层与管道交点位置和接口转动刚度等关键物理特征参数进行了敏感性分析。结果表明:断层倾角会改变管道位移曲线和轴向应力曲线位置,但其位移最大值和轴向应力最大值基本一致,而断层与管道交点位置不仅会改变管道位移曲线和轴向应力曲线形状,其轴向应力最大值也将发生改变;随着接口转动刚度增大,管道最大轴向应力值随之增大,当接口转动刚度足够大时,可将非连续管道视作连续管道进行计算。

基于课程思政的融合教学模式探索--以细胞生物学课程为例

立德树人是高等教育的根本任务,而将课程思政融入课堂教学是实现“三全育人”的重要途径。以杭州师范大学生物科学专业细胞生物学教学为例,构建思政视域下的课内外、校内外、线上线下资源充分混合,并将任务驱动教学、案例教学、实践教学等不同形式融合其中的教学模式。结合该校师范专业人才培养方案和教学大纲,将立德树人和“三位一体”的教育理念融入细胞生物学课重要知识点,有助于培养学生严谨科学作风和爱国情怀,与思政教育同向同行,形成协同效应。

储粮仓仓壁动态侧压力的树模型预测方法

针对储粮仓卸料时仓壁动态侧压力难以准确预测的问题,利用机器学习方法中的树模型建立了仓壁动态侧压力预测模型。首先,分析了仓壁动态侧压力的主要影响因素为筒仓的结构尺寸、贮料的物理参数及测点位置。利用收集的496组仓壁动态侧压力数据,构建机器学习预测模型的数据集。然后,基于树模型,建立了仓壁动态侧压力的决策树(decision tree,DT)预测模型,在此基础上,利用Bagging算法和Boosting算法,建立了仓壁动态侧压力的随机森林(random forest,RF)预测模型和梯度提升树(gradient boosting decision tree,GBDT)预测模型。通过对比3种预测模型在测试集的均方误差(mean-square error,MSE)、决定系数和相对误差,表明GBDT预测模型的泛化性能最优。最后,通过开展模型试验和数值模拟,对GBDT预测模型进行验证,结果表明拟合良好。同时,根据树模型的分枝原理,判断出仓壁动态侧压力影响因素的重要性,得到对于贮料的物理参数,密度的重要性排第一;对于筒仓的结构尺寸,卸料口尺寸排第一。因此,在进行储粮仓设计时,建议优先考虑仓内散体物料的密度和仓的卸料口尺寸。

氯盐环境下UHPC-NC界面黏结性能试验研究

氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意义.基于此,通过在常规环境以及氯盐环境下的推出试验,获得了干湿循环次数(0次、25次、50次)、氯盐浸泡天数(0 d、50 d、100 d)及界面处理方式(钢丝刷刷毛、高压水射流冲毛、表面缓凝处理)对UHPC-NC界面黏结强度、界面黏结刚度及界面黏结滑移曲线的影响.结果表明:在100 d试验周期内,干湿循环及氯盐浸泡作用造成的界面黏结强度损失率不超过20%;氯盐环境作用时长的增加会导致界面黏结刚度的降低;随着界面粗糙度的增加,UHPC-NC试件的界面黏结强度以及界面黏结刚度均会增加;界面粗糙度的提高有助于界面抗氯盐侵蚀能力的提升.受到界面处理方法的影响,UHPC-NC试件经历干湿循环及氯盐浸泡后,荷载滑移曲线呈现2种不同的形式,分别对应光滑界面(钢丝刷刷毛界面)和其他界面(高压水射流冲毛界面和缓凝剂处理界面).各组试件的黏结滑移曲线在荷载到达峰值前趋于一致;荷载到达峰值后,前者存在荷载骤降段及持荷段,后者则随着滑移量的增加荷载不断降低.根据UHPC-NC黏结滑移曲线特征,提出了黏结滑移建议模型.