问题驱动 自主建构 促进生长——以“铅垂高”专题教学为例

“铅垂高”这一数学模型在生产与生活中有着重要的应用,具有广泛的研究价值.研究者以生长数学理念为指引,结合教学实际精心设计指向深度学习的问题链,让学生在问题的驱动下自主建构“铅垂高”这一数学模型,并提供机会让学生灵活应用该模型解决不同背景的实际问题,促进学生思维生长,提高学生的学习品质.

融合双通道特征学习机制的图像铅垂方向识别

为准确识别图像的铅垂方向(即图像中物理环境的铅垂方向,简称为IVD),提出一种融合双通道特征学习机制的网络模型。该模型由三个模块组成,分别是数据预处理模块、特征学习模块以及IVD识别模块。首先,为全面地学习图像的旋转不变特征,在数据预处理模块中通过随机旋转组合的方式增广数据集。然后,在特征学习模块中构建包含特征复用通道和特征生成通道的“双通道”,在抑制特征退化的同时学习新特征,并利用通道注意力模块突出重要特征。最后,在IVD识别模块中构建全新的旋转损失函数,用以同时识别物体类别与判定IVD的偏离角度。此外,根据ILSVRC2012创建了一个可用于模型训练和测试的数据集。基于该数据集的实验结果表明,所提方法的分类精度优于主流神经网络方法,达到97.68%,且旋转损失函数能使模型的角度均方误差至少降低8.05%,证明了对图像内容的正确识别可以帮助模型更有效地学习图像的旋转不变特征。

关于垂准仪校准过程中铅垂度的研究

对垂准仪校准过程中同轴度和一测回垂准测量标准偏差进行了分析,并提出了铅垂p角的概念。

核燃料操作设备铅垂度测量调整方法的研究及应用

目前在核燃料操作设备的铅垂度测量方面,行业内多采用吊锤线法,但这种方法具有高空攀爬风险大、测量工艺精度低、用时长辐照剂量高、多方位耦合计算复杂等弊端。本文在借鉴其他行业铅垂度测量技术的基础上,针对核燃料操作设备的特点,提出了基于激光垂准仪和基于倾角传感器两种铅垂度测量方法。通过设计专用测量工装和开发测量调整算法软件,实现了采用激光垂准仪的装卸料机固定套筒铅垂度单方位测量和采用倾角传感器的倾翻机承载器铅垂度测量,并通过了模拟测量和调整试验验证。该工艺的改进提高了现场测量的精度和调整的效率,降低了工业风险和人员辐射剂量。可用于在建核电机组PMC系统设备调试期间和在役机组PMC系统设备预维期间的铅垂度测量调整工作,同时,该方法也可为其他大型构件安装工程的铅垂度测量提供借鉴和参考。

铅垂线辅助城区航空影像的绝对定向

依据灭点理论,推导了空间铅垂线与航空影像的空间姿态角之间的关系及其相应的误差方程式,并分析了铅垂线辅助的单像空间后方交会和单模型绝对定向中所需的控制点数。最后,通过实际数据的试验研究了铅垂线辅助的单像空间后方交会和单模型绝对定向的精度与可靠性。试验结果表明,在传统的单像空间后方交会和单模型绝对定向中引入铅垂线约束条件,不仅定向精度与传统的基于控制点的绝对定向精度相当,而且可以减少所需的控制点数以及定向精度对控制点分布的依赖性。

惯性往复振动机械水平和铅垂支承刚度设计

建立惯性往复振动机械的力学模型和动力学方程,通过对动力学方程的求解及分析,获得水平支承刚度和铅垂支承刚度与振动体振动轨迹的关系;进一步分析水平支承刚度和铅垂支承刚度对振动轨迹的形状、方向和振幅的影响,提出水平支承刚度与铅垂支承刚度的设计方法,为该类机械的水平支承刚度和铅垂支承刚度的工程设计提供了理论依据。

铅垂井段钻柱的动力分岔研究

基于弹性大变形理论 ,考虑到轴力沿钻柱轴线的变化及其对钻柱弯曲变形的影响等因素 ,将受自重作用的铅垂井段钻柱在波动钻压激励下的振动转化为一个参数激励系统 ,用 Galerkin方法首次得到了描述此系统的 Mathieu方程 ,并通过将方程的解展成富里叶级数的方法 ,得到了该振动系统的动力分岔值曲线及其所包围的动力不稳定区。当钻井作业参数落在动力不稳定区时 ,钻柱将发生破坏性振动。根据钻柱的物理与几何性质及钻柱的工作状态 ,首次推导出了参数激励系统分岔参数的计算公式 ,并据此开发了相应的程序模块。该模块可以根据钻井现场的实际情况 ,提供合理的转速和钻压等作业参数 ,以避开动力不稳定区 ,改善钻柱的工作状态 ,延长其工作寿命。

电磁型（EMS）磁悬浮列车系统铅垂方向的建模与仿真

在分析电磁型（ＥＭＳ）磁悬浮列车系统结构特性的基础上，建立了铅垂方向的动力学模型，考虑了弹性轨道、悬浮电磁铁、弹簧及液压阻尼对系统频带、刚度的影响，并给出仿真结果。

铅垂线实现方法研究

介绍了铅垂线在科学研究和生产实践中的重要作用,分析了当前比较有代表性和实用性的实现方法,并在对每种方法进行比较的基础上提出了新的定垂方案。

基于物方定位一致性约束的光学航空影像多视铅垂线轨迹匹配

针对传统铅垂线轨迹匹配方法在进行地面基元匹配时存在只能得到一个高程值且匹配结果缺乏准确性验证的缺点,本文提出了一种新的基于物方定位一致性约束的光学航空影像多视铅垂线轨迹匹配方法。该算法对传统铅垂线轨迹匹配方法进行了针对性的改进,首先,改善了物方地面基元的像方多视匹配过程,其次,利用地面基元已有的物方平面坐标作为物方定位一致性约束条件,增加了多视匹配结果的准确性检验过程,从而得到可验证的地面元匹配结果。使用实际航空多视影像对本文算法与传统铅垂线轨迹方法进行了对比实验,实验结果显示本文方法在可靠性、准确性和算法效率等定量指标方面,比传统铅垂线轨迹方法分别高出26%、40%和4倍,证明其能得到更加可靠与有效的地面元匹配结果。

铅垂面上太阳辐射计算方法探讨

在建筑物的太阳能利用中常涉及铅垂面上太阳辐射量的计算问题,其理论计算方法中,Perez模型计算较准确但是较繁杂,Hay模型较为简明实用。在工程应用中,通过计算铅垂面上日平均辐射量而计算月总辐射量,其中Hay模型较准确。

在一个铅垂钻孔中水压致裂法三维地应力测量的原理和应用

根据铅垂钻孔的特点,提出了在单个铅垂钻孔中进行水压致裂法三维地应力测量的原理和方法,严格推导了资料整理的计算公式,并举有工程应用实例。

采煤机沿铅垂方向振动的模拟与分析

对采煤机沿铅垂方向的振动进行了模拟分析，并讨论了各部质量、刚度和阻尼对采煤机振动的影响，为改进采煤机的设计、减轻采煤机的振动和改善机器的动态特性奠定了基础。

城区铅垂线辅助空中三角测量研究

根据灭点理论建立了铅垂线辅助空中三角测量理论模型,讨论了控制点的分布和旁向重叠度对附加铅垂线约束的空中三角测量的精度与可靠性的影响,最后结合实际数据对上述铅垂线辅助空中三角测量理论分析结果进行了试验验证。试验结果表明,铅垂线约束可以作为一种控制条件,引入城区航空影像的空中三角测量,以减少传统空三所需的高程控制点数,为城区航空影像的空中三角测量解算提供了一种新的思路。

铅垂线辅助的大比例尺城区空三自动转点

利用城区航空影像中存在的大量铅垂线,提出了一种铅垂线辅助的多影像匹配算法。该算法应用于大比例尺城区的空三自动转点,大大提高了自动转点的成功率。

矢状面骶骨铅垂线与远端融合椎的距离在青少年特发性脊柱侧凸术后发生交界性后凸的临床意义

目的明确矢状面骶骨后上角铅垂线与远端融合椎的距离在青少年特发性脊柱侧凸融合节段选择中的意义。方法回顾性分析165例从2005至2008年接受后路椎弓根螺钉固定矫形手术的AIS患者。排除标准:非特发性脊柱侧凸,下端融合椎低于L4,前后路联合手术,后路钉钩混合手术,翻修手术,影像学资料不完整。共有88例纳入,分为三组,PJK(Proximal Junctional Kyphosis)组,DJK(Distal Junctional Kyphosis)组,对照组。PJK定义为融合节段最上端的椎体(UIV,Upper instrumented vertebrae)的下终板和其近端相邻第二个椎体的上终板延长线的夹角改变大于10°。DJK定义为远端融合椎(LIV,lowest intrumented vertebrae)上终板到远端融合椎相邻一个椎体的下终板之间的角度改变大于5°。选择没有其他任何并发症的病人作为对照组。比较三组之间年龄、Risser征、上胸弯、主胸弯、矢状面胸椎后凸、腰椎前凸以及远端融合椎和矢状面骶骨铅垂线(SSVL,sagittal Sacral Vertical Line)的距离。结果其中15例在随访中发生近端交界性后凸畸形,列为PJK组。8例发生远端交界性后凸,列为DJK组。将36例无其他任何并发症的随访超过2年的病人作为对照组。PJK组、DJK组和对照组三组在术前胸椎后凸、腰椎前凸及术后胸椎后凸、腰椎前凸及矢状面矫正度数的差值上均没有显著差异(P>0.05)。但是PJK组年龄及Risser征均较对照组小,冠状面主胸弯及近胸弯角度均较对照组小,而且术前矢状面近端后凸角度较对照组大,有统计学意义(P<0.05)。LIV和SSVL在术后和末次随访之间的距离PJK,DJK和C组之间是明显不同的。当LIV的中点落于SSVL线腹侧容易出现PJK,而LIV位于SSVL线的背侧时,则容易出现DJK。结论如果下端椎位于矢状面骶骨铅垂线腹侧,可能增加近端交界性后凸的风险,相反,如果位于矢状面骶骨铅垂线背侧,容易继发远端交界性后凸。所以,术后下端椎与矢状面骶骨铅垂线可能预测近端或远端交界性后凸的发生。

唐山地区铅垂线变化与地震前后地下物质变化的关系

利用中国北京—唐山重力网1987—1998年46期重复测量的资料,计算了唐山地区间隔0.1°×0.1°各点的铅垂线变化.讨论了地下物质变化与地面一点铅垂线变化的关系,以及根据一个区域的铅垂线变化对地下物质变化进行研究的理论和方法;并以唐山地区1988年8月3日mb4.3地震和1995年10月5日mb5.0地震为例,对地震前后地下物质的变化进行了计算,给出了地下扰动体质心的地理位置和深度,以及扰动体本身的质量.证明了该地区伴随地震孕育、发生而产生重力变化和铅垂线变化的现象源自地下物质的变化.依据区域铅垂线变化的测量资料,可以研究地下物质的变化,因而可望为地球科学研究,其中包括地震预测的研究,提供一些前所未有的新信息.

水库铅垂岸地形污染混合区的三维解析计算方法

从顺直铅垂岸大宽度深水水库水面点源等强度排放物质浓度分布的简化三维解析解出发,在横向和垂向扩散系数不相等的条件下对其污染混合区的三维解析计算方法进行了探讨和理论求解,推导出污染混合区长度、最大宽度与最大深度及相应纵坐标、面积、体积以及最大允许污染负荷量的理论计算公式,提出了污染混合区外边界等浓度标准曲线和曲面方程,进行了污染混合区理论公式的分析与讨论。结果表明水库铅垂岸地形污染混合区范围与等标污染负荷、流速、边界反射系数以及岸边混合扩散特性等因素有关,其结果可作为铅垂岸水库排污口污染混合区允许范围的计算依据,也可以根据水质目标Cs与背景浓度Cb之差Cd和污染混合区允许长度、宽度或面积计算最大允许污染负荷量。给出了非保守物质污染混合区长度的计算公式和忽略反应降解作用按保守物质处理的条件为降解数De≤0.054。

铅垂断层向错引起的地表重力变化

利用直立长方体组合模型以及坐标旋转理论,对铅垂断层向错引起的重力变化进行数值模拟,分别计算深度为1、5、10km的铅垂断层在单一方向上、两个方向上向错引起的地面重力变化。结果表明,当断层在单一方向产生向错时,以左端点为基点的W1、W2向错引起的地面重力变化场均呈现以断层为轴线的对称分布;以中点为基点的W3向错引起的地面重力变化场构成四象限反对称分布。当断层在两个方向上同时产生向错时,以左端点为基点的W1W2向错引起的地面重力变化场呈现以断层为轴线的对称分布,整体显示W2向错起主导作用;以中点为基点的W2W3向错引起的地面重力变化场呈现非对称分布,整体也显示出W2向错起主导作用,断层附近的扭错现象为W3向错的作用。随着断层深度的增加,断层向错引起的地面重力变化值递减,但影响范围逐渐扩大。

基于铅垂基线的工业测量理论与方法

提出了基于“铅垂基线”的工业测量的理论与方法。当工业目标所处环境十分狭小时 ,可采用基于“铅垂基线”的工业测量方法 ,以利用电子经纬仪一类测角装置测定待定点位的空间坐标。