近红外光谱LASSO特征选择方法及其聚类分析应用研究

近红外光谱技术是一种通过分析样本的特征光谱数据，实现定性或定量分析的无损检测方法，特征数据的完整性和代表性决定了所建模型的性能，而现有分析方法只能实现光谱子区间特征筛选，导致分析模型稳定性差、且难以再优化。为实现近红外光谱区间高维数特征提取，有效提高近红外光谱定性分析模型的精度和稳定性，提出一种基于最小绝对收缩和选择算法(LASSO)的光谱特征筛选方法，并以我国特色高值外贸产品云南松茸为分析对象进行聚类应用研究，讨论了该方法对于高维光谱特征筛选的有效性、分析对比了LASSO筛选特征变量及主元分析(PCA)降维算法所建松茸真伪甄别及食用菌分类模型的预测精度及稳定性。通过调研发现，云南产鲜松茸因其独特外形易于分辨，而片状的干松茸失去其独有的外形特征，导致国内干松茸掺假事件屡禁不止。选取云南产松茸、杏鲍菇、老人头、姬松茸四种干样共166样本数据进行分析，采用光谱范围为900～1 700 nm的NIRQuest512型近红外光谱仪获得166×512维原始光谱数据，剔除异常数据后采用标准正态变换对光谱数据进行预处理。在此基础上，利用LASSO筛选出全光谱区间的特征变量，再使用Kennard-Stone法并结合典型线性(KNN)和非线性建模(BP)算法，构建松茸真伪甄别模型和食用菌分类模型，对两种模型进行盲样测试，并分析了LASSO与PCA算法的不同点，最后使用蒙特卡罗方法检测两种模型的稳定性。实验结果表明基于LASSO光谱特征选择的松茸真伪甄别模型和食用菌分类模型预测精度和稳定性均高于PCA方法，其中基于原始光谱数据所建真伪甄别模型的预测准确率为69.57% (BP)和60.87% (KNN)，食用菌分类模型准确率为67.39% (BP)和65.22% (KNN)，基于LASSO特征筛选的真伪甄别模型预测准确率分别达到100% (BP)和78.26% (KNN)，食用菌分类模型预测准确率分别达到89.13% (BP)和80.43% (KNN)，对两种模型进行10次蒙特卡罗实验，其结果平均值分别为99.93%和97.22%，由此可知，与PCA等数据降维算法相比，LASSO可实现全光谱区间的光谱特征选择和数据降维，有效地提高了近红外定性分析模型的预测性能，为近红外分析提供了一种新的特征筛选方法。     

基于蒙特卡罗随机有限元方法的随机多孔介质内流体自然对流不确定性研究

为分析孔隙率不确定性对多孔介质方腔内自然对流换热的影响，发展了一种基于KL（Karhunen-Loeve展开）-蒙特卡罗随机有限元算法的随机多孔介质内自然对流不确定性分析数理模型及有限元数值模拟程序框架。通过K-L展开及基于拉丁抽样法生成多孔介质孔隙率随机实现，并耦合多孔介质自然对流有限元程序，进行随机多孔介质内自然对流传热数值模拟，得出了多孔介质内流场与温度场平均值与标准偏差，并分析了孔隙率不确定性条件下Da数对Nu数的影响。结果表明，孔隙率不确定性对多孔介质方腔内自然对流有重要影响。随机多孔介质内流场及温度场与确定性条件下的流场及温度场存在一定偏差，Nu数标准偏差随着Da的增大先增大后减小。     

一类正交空间填充设计的构造

空间填充设计在计算机试验中应用十分广泛,当拟合回归模型时,正交的空间填充设计保证了因子效应估计的独立性.基于广义正交设计,文章给出了构造二阶正交拉丁超立方体设计和列正交设计的方法,新构造的设计不仅满足任意两列之间相互正交,还能保证每一列与任一列元素平方组成的列以及任两列元素相乘组成的列都正交.当某些正交的空间填充设计不存在时,具有较小相关系数的近似正交设计可作为替代设计使用.设计构造的灵活性为计算机试验在实践中的广泛应用提供了必要的支持.     

质子辐照硼硅酸盐玻璃盖片的物理效应分析

作为航天器电源系统的重要组成部分,太阳电池需要更高的转换效率和可靠性以及更长的使用寿命。通过在太阳电池表面覆盖抗辐照玻璃盖片,可以增强太阳电池对粒子辐射的防护,延长太阳电池的服役寿命,使航天器获得可靠的能源供应。硼硅酸盐玻璃就是一种理想的太阳电池玻璃盖片材料。采用蒙特卡罗方法,结合SRIM软件模拟研究质子辐照硼硅酸盐玻璃的损伤物理机理。基于粒子与物质相互作用的理论以及基本公式,通过分析不同入射能量的质子在硼硅酸盐玻璃中的阻止本领、电离能损、位移能损、空位的产生情况,对辐照损伤的物理机制进行研究。结果表明:能量为30~120 keV的质子辐照损伤主要发生在硼硅酸盐玻璃表面;质子沉积、空位分布等均为Bragg峰型分布;电离能损是能量损失的主要部分,随入射能量的增加而增大,导致电子的电离和激发;位移能损在玻璃内部随能量降低而增大,导致硼、氧和硅等空位缺陷的产生;电离效应和缺陷的产生是硼硅酸盐玻璃色心形成的重要原因。     

载机平台光电转塔目标定位的仿真算法

目标定位是光电转塔典型功能和任务之一，对其定位精度的考量也是转塔作战技术指标之一，针对该问题，从理论和仿真角度进行了分析。分析目标定位中用到的坐标系及其相互转换关系，给出光电转塔视轴反演、有源目标定位、无源目标定位的算法流程，通过仿真实验加以验证，考虑了定位过程中可能的随机误差来源，并分析是否采用均值滤波及其对定位结果的影响，最后通过Monte-Carlo分析计算了定位精度。分析结果表明:1）有源定位比无源定位的精度高，在仿真假设条件下，精度约提高1倍；2）均值滤波后，定位精度有较大提升（约提高15倍）；3）18 km距离时典型无源定位精度在80%置信度条件下约为39.4 m；4）统计直方图反映出80%置信度CEP半径及最大误差距离随载机位置、姿态、转塔视轴等（体现在目标载机距离上）不同参数的变化结果。     

均匀磁场下碳离子笔形束的剂量变化分析及位置修正方法

分析外加均匀磁场对于碳离子笔形束剂量分布的影响,并考虑修正这种影响,为磁共振成像引导碳离子放射治疗的临床应用提供指导。本文利用蒙特卡罗方法模拟计算了不同能量碳离子笔形束在不同强度磁场下的剂量分布情况,发现垂直于碳离子束入射方向的均匀磁场对于碳离子笔形束射程缩短的影响很小,磁场对碳离子束的主要影响是引起束流横向偏转,特别是碳离子束布拉格峰位置的横向侧移。横向侧移程度与碳离子束的能量和磁场强度相关,根据模拟结果,得到了一个计算碳离子束布拉格峰在磁场中相对横向偏转的方程,并提出一种校正外加磁场引起的碳离子束布拉格峰横移的角度修正方法。这些结果可用于指导磁共振图像引导碳离子放射治疗计划系统的研发。     

电商生态系统中核心种群间信用机制的动态演化博弈

网购方便快捷,然而电商平台的假货现象、诚信危机、规范缺失等问题则严重困扰整个电商生态系统,譬如拼多多赴美上市后饱受争议,电商平台中的“雷碧、康帅傅、粤利粤、脉劫”等产品长期存在。信用对电子商务至关重要,电商平台的信用监管责任已不容忽视。因此,本文基于博弈论将消费者投诉引入电商平台信用监管机制,构建了信息不对称下以电商平台、商家和消费者为主体的三方演化博弈模型;分析了在电商平台积极监管和消费者投诉双重监管条件下,各主体博弈策略选择与行为演化的影响因素及趋于稳定状态的条件,并进行演化仿真分析和数值模拟。研究表明:商家选择“诚信”策略的种群规模与电商平台的监管概率和消费者选择“投诉”策略的种群规模息息相关;建立商家诚信奖励和失信惩罚机制、信用保证金机制、消费者投诉反馈机制、严厉打击商家私下补贴,降低消费者及公众的参与成本,能够有效推动商家诚信经营。     

载体材料对单Pd三效催化剂性能及催化活性的影响

采用共沉淀法制备了耐高温高比表面的La₂O₃-Al₂O₃(LA)以及铈含量分别为15%、33%和47%的储氧材料CeO₂-ZrO₂-La₂O₃-Al₂O₃(CZLA)、CeO₂-ZrO₂-La₂O₃+La₂O₃-Al₂O₃(CZL+LA)和CeO₂-ZrO₂-La₂O₃(CZL)₄类载体材料,并用浸渍法制备了整体式Pd/LA、Pd/CZLA、Pd/CZL+LA和Pd/CZL汽油车尾气净化三效催化剂,考察了载体材料对单Pd三效催化剂的影响。采用低温N₂吸附-脱附、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)以及X射线光电子能谱(XPS)对载体材料及催化剂进行了表征,并考察了催化剂的空燃比性能和三效催化性能。结果表明,CZLA有效地结合了铈基和铝基载体材料的优点,表现出了优异的织构性能、热稳定性及还原性能。老化前后,其负载的单Pd三效催化剂在低温还原率、表面元素含量及Pd的电子结合能等性能方面表现出了最小的差异。催化剂活性测试结果表明,Pd/CZLA的三效窗口明显较宽,且拥有最低的起燃温度,尤其经1000℃老化处理后,其催化活性最高,C₃H₈、NO_x和CO的起燃温度分别为370、257和223℃。可见,相较于其他3种载体材料,CZLA更适合于负载单Pd三效催化剂,从而满足更高标准的三效催化剂的性能要求。     

共沉淀法制备六方相ITO纳米粉体及其光电性能

以金属In、SnCl_4·5H_2O为原料、尿素为沉淀剂,采用共沉淀法加入(NH_4)_2SO_4,制备出六方相ITO纳米粉体。通过XRD、TEM、四探针电阻仪、荧光光谱仪以及XPS,研究了ITO粉体的晶型、颗粒形貌、电性能以及光性能。结果表明:加入(NH_4)_2SO_4后,ITO粉体形貌由类菱面体和类球形混合体转变为类球形;不加(NH_4)_2SO_4时晶型为立方相结构,当(NH_4)_2SO_4与铟的物质的量之比为1∶3.45和1∶1.73时粉体晶型转变为六方相结构,继续添加(NH_4)_2SO_4晶型又转变为立方相结构。立方相ITO粉体的电阻率较低为0.64Ω·cm,六方相ITO粉体在相同激发波长下,发射光强度相对较高。     

方酸菁荧光探针的应用研究进展

功能性方酸菁染料具有独特的D-A-D共轭结构,其在可见光和近红外区域有强烈的吸收和荧光发射。方酸菁染料作为近红外荧光探针母体被应用于蛋白质、氨基酸、一些生物小分子、环境污染物及金属离子等的检测。本文结合课题组近几年工作综述了方酸菁染料在蛋白质、氨基酸、生物小分子、阳离子和其它物质检测方面的应用。