基于TDLAS技术的CH4气体检测与温度补偿方法

CH₄气体的精准检测对防止矿井瓦斯爆炸,确保安全生产至关重要。目前基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）存在因温度变化导致气体浓度测量误差较大。探究了基于TDLAS的CH₄气体检测系统与温度补偿方法,分析温度对CH₄气体吸收谱线的影响,通过算法补偿模型消除环境温度对CH₄气体检测的影响。依据TDLAS技术原理及相关理论,对系统发射单元、吸收池、信号接收单元、数据处理单元进行设计,搭建了基于TDLAS技术的CH₄气体浓度检测系统,实验检测了不同环境温度（10~50 ℃）时0.04%CH₄气体浓度,分析温度变化对CH₄气体在波长为1.653 μm处吸收谱线强度和半宽度的影响。为消除温度对CH₄气体检测的影响并提高补偿效果,采用粒子群优化算法（PSO）优化BP神经网络（BPNN）的最佳权值和阈值,建立CH₄气体的PSO-BP温度补偿模型,克服了BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点。结果表明：（1）基于TDLAS的CH₄气体检测浓度随环境温度升高而下降,整个实验温度内相对误差范围为4.25%~12.13%,不同环境温度下CH₄气体检测浓度与温度之间的关系可用一元三次多项式表示;（2）CH₄气体的吸收强度和半宽度随着温度的升高而下降,与温度变化之间的关系为单调递减函数,温度对CH₄气体吸收谱线强度的相对变化率大于吸收谱线半宽度的相对变化率,CH₄气体吸收谱线的强度更容易受温度变化的影响;（3）BP神经网络和PSO-BP模型测试样本的绝对平均误差（MAE）分别为12.88%和1.81%,平均绝对百分比误差（MAPE）分别为2.3%和0.3%,均方根误差（RMSE）分别为15.96%和2.69%,相关系数R2分别为0.980 6和0.999 6。通过建立PSO-BP温度补偿模型,补偿效果大部分分布在±1.0%的误差范围内,MAE,MAPE,RMSE和R2等评价指标均大幅度提升,对提高TDLAS技术在矿井CH₄的精准检测具有一定的参考意义。     

孤立子理论在中国的早期发展——纪念中国孤立子理论研究40周年

2018年是中国孤立子理论研究40周年.通过文献考证方法,考察分析了国内早期(1978-1989)孤立子理论的论著、名人传记及研究性论文,综述孤立子理论早期在中国的传播、研究与发展.指明1978-1989年这一时期我国孤立子理论研究主要处在培养人才和学习阶段,是出现更多更好的学术成果的前期阶段,是迎接孤立子理论在中国大发展的筹备期.     

基于层次分析-可拓模型的公路隧道施工风险评估

公路隧道施工存在的风险因素较多、较为复杂,运用科学的方法对公路隧道施工风险进行评估,具有一定的现实意义.首先,从地质条件、开挖断面等四个方面对风险进行划分,建立公路隧道施工风险评估指标体系.其次,运用层次分析法确定各评估指标权重,基于该权重建立层次分析-可拓模型,综合考虑公路隧道施工风险发生的概率及带来的损失,将风险定级.最后,结合湖南地区某公路隧道工程进行实例分析,得出地质条件风险、开挖断面风险、隧洞施工风险、洞口工程风险分别为高、较高、中等、较高,总体风险为较高的结论.在项目实施过程中,风险的现场调研情况与评估结果较为接近,证明了方法可行.运用层次分析-可拓模型对公路隧道施工风险评估是一种新的尝试,能够为同类问题的研究提供借鉴.     

超宽带可调谐全固态单频激光器的方法研究

对目前实现超宽带(数十到数百纳米)可调谐全固态单频激光器的常用方法进行了综述,介绍了棱镜色散腔、闪耀光栅色散腔、体布拉格光栅衍射腔、双折射滤光片干涉腔、声光调谐光学滤波器衍射腔和电光调谐光学滤波器干涉腔调谐选频的原理及实现方式。对以上方案的优缺点、实现的难易程度及可操作性进行了对比分析,分析表明超宽带可调谐全固态单频激光器可通过不同调谐方法结合谐振腔型设计或频率精选器件(如FP标准具等)实现。     

医学影像处理的深度学习可解释性研究进展

随着医学影像数据的迅速增长，传统的影像分析方法给医生带来巨大挑战。利用计算机视觉技术提供自动或半自动辅助诊断，可大大缓解人工阅片压力，提高诊断的准确性，促进医疗流程的标准化建设等。目前，深度学习卷积神经网络在医学影像处理中已取得不俗表现，但深度学习“黑匣子”的不可解释性阻碍了智能医疗诊断的发展。为增强对医学影像数据处理的深度学习可解释性的了解，对近几年相关研究进展进行了综述。首先，综述了深度学习在医学领域的应用现状及面临的问题，对神经网络的可解释性内涵进行了讨论；然后，从现有深度学习可解释性的常见方法出发，重点讨论了医学影像处理的深度学习可解释性研究进展；最后，探讨了医学影像处理的深度学习可解释性的发展趋势。     

基于AHP的可拓理论在高速公路养护质量评价中的研究

为使高速公路养护质量评价结果更全面,运用可拓理论,在补充相关评价指标的基础上,建立高速公路养护质量评价的物元模型,结合层次分析法计算得到随评价指标数值大小而动态变化的权系数,通过确定待评物元关于质量等级j的可拓关联度,得到高速公路养护质量等级,最后以东莞市某高速公路为例,验证了该方法的可行性.结果表明:可拓理论与层次分析法相结合的方法适用于高速公路养护质量评价,其评价结果与实际情况相符.     

一种用于天线跟踪稳定平台的SINS转动基座初始对准方法(英文)

提出一种应用于天线跟踪稳定平台的捷联惯导转动基座初始对准方法。首先对卫星天线跟踪稳定平台的结构进行分析,得出在不改变系统现有硬件结构条件下,可充分利用天线跟踪稳定平台的结构特点进行转动基座初始对准的结论;建立完整的捷联惯导旋转基座初始对准数学模型,并采用奇异值分解法分析捷联惯导转动基座初始对准的可观测性。实验结果表明,该方法初始对准中系统可观测矩阵的最小奇异值比静基座初始对准可观测矩阵最小奇异值大一个多数量级,能提高捷联惯导系统的可观测性,并能有效地提高姿态角尤其是航向角的对准精度,为提高通信卫星天线跟踪稳定平台的性能提供了有价值的参考。     

可拓本体的定义与性质

针对现有本体不能明确表示一些可拓关系、不明确显示矛盾参数、不明确刻画矛盾,没有解决矛盾冲突的原理,其上推理不够丰富等不足,利用可拓学方法,提出了可拓本体概念和给出了可拓本体新要素,拓广了现有本体的内涵和外延,使可拓本体克服了以上不足,为本体用于创新,即解决矛盾创造了条件.而且给出了可拓本体性质定理,特别证实了复杂产品概念设计可拓本体具有一定的复杂产品概念设计的矛盾刻画和解决的知识、创新启示知识表示能力.     

一种具有可重构带阻特性的超宽带超导滤波器

提出了一种具有可重构带阻特性的超宽带超导滤波器,可有效抑制通带内的干扰信号。该超宽带滤波器基本结构是由改进后的多模谐振器和平行耦合微带馈线构成。2-bit叉指电容(interdigital capacitor,IDC)阵列被加载在平行耦合馈线外端,实现阻带的"开/关"及阻带中心频率的控制。该滤波器是在尺寸为20.0mm×6.0mm的MgO介质基片上实现的。未经调谐的测试结果显示了优异特性,并且和仿真结果吻合得很好。超宽带通带内的阻带可自由"开/关",中心频率调节范围从7.15到7.49GHz。此外,阻带在所有"开"的状态下显示了高的选择性(10dB带宽小于3%)和高的抑制性(高于38dB)。     

融合暗通道先验和MSRCR的分块调节图像增强算法

针对雾霾天气图像中雾霾浓度分布不均以及色彩失衡等问题,提出一种将暗通道先验算法与带色彩恢复因子的多尺度Retinex算法相结合的分块调节图像增强算法.对大气散射模型以Retinex图像模型中的尺度进行线性映射,得到一个同时具有大气散射模型中的透射率和大气光照值以及Retinex图像模型中入射图像的多参数新模型.根据模型获取去除大气散射图的新原图,并利用不同尺度的引导滤波计算获得整幅图像的入射图像,再结合大气散射光图以及色彩恢复因子得到最终的高频细节图.针对图像中雾霾浓度分布不均的情况将整图划分为多个区域小块,用融合后的算法计算每个区域小块的动态截断值,根据不同的动态截断值可以对整幅图像的高频细节进行动态调整,从而得到多幅局部最优图像,将得到的图像进行像素级等权融合,最后可得到保证各局部细节的最优图像.将本文算法与现有算法在主观视觉和客观评价两方面进行了实验对比,结果表明,该方法可以有效解决图像雾气不均匀以及色彩失衡等问题,明显提高了去雾后图片的质量.