基于层级血管树的肝脏分段方法

针对经典肝脏功能性分段方法对门静脉血管数据的敏感性,结合Couinaud肝脏分段理论和门静脉分布特征,提出了基于层级血管树的肝脏分段方法：首先对腹腔CT数据进行肝脏分割、血管提取和骨架化;接着统计分析血管树分支半径,确定二级子树集合,按照供血区域对二级子树进行聚类完成对二级子树的归类划分;进而采用最短距离归类算法划分肝脏,得到各个肝段;最后运用三维可视化方法展现肝脏内部的解剖结构,并进行肝段诠析,提取临床感兴趣信息。实验结果表明该方法对分支较多、结构较复杂的血管树可以取得较好的分级效果,考虑了大部分二级分支的供血作用,分割得到的肝段分布和属性信息也符合Couinaud肝段分割理论。     

虚拟肝脏的规则和非规则手术切除技术

为了提高肝癌手术治疗计划的可靠性,在利用腹部CT图像数据进行肝脏三维重建的基础上,实现了任意角度对虚拟肝脏进行平面切割和切割面结构的显示;通过构造可以调节大小、位置的球体模型,实现了球体切除;通过在肝脏三维模型表面上勾画不规则封闭区域,实现了任意曲面肝脏切除;并依据肝内血管结构进行肝段划分,实现了解剖性肝段切除.临床实验结果表明,文中所述的技术能够满足虚拟手术的需求,有利于医生制定安全可靠的术前计划,提高手术成功率.     

基于低频电磁波的管道机器人定位技术

针对浅海海底泥面下管道维护要求及管道对普通电磁波的屏蔽特点,给出了基于磁偶极子模型的超低频电磁波磁场分布,提出了基于超低频电磁波的多传感器管道机器人示踪定位模型.根据超低频电磁波磁场对称分布的特点,给出了求解低频电磁波发射源位置参数的DLM离散非线性最小二乘迭代算法,及迭代算法的初值计算方法.实验表明,用该迭代初值进行DLM迭代,能够收敛到期望的局部最小值,能够计算超低频波发射源的位置,实现管道机器人的示踪定位问题.     

基于低频电磁波的管道机器人定位技术

针对浅海海底泥面下管道维护要求及管道对普通电磁波的屏蔽特点，给出了基于磁偶极子模型的超低频电磁波磁场分布、提出了基于超低频电磁波的多传感器管道机器人示踪定位模型。根据超低频电磁波磁场对称分布的特点，给出了求解低频电磁波发射源位置参数的DLM离散非线性最小二乘迭代算法，及迭代算法的初值计算方法。实验表明，用该迭代初值进行DLM迭代，能够收敛到期望的局部最小值，能够计算超低频波发射源的位置，实现管道机器人的示踪定位问题。     

基于距离变换的肝脏栓塞治疗仿真

栓塞治疗是非手术肿瘤治疗方法的首选方案,血管栓塞后的肝癌大部分瘤体组织因缺血、缺氧而逐步坏死,而正常肝组织的供血受影响不大,且能形成侧支循环,不会导致明显的肝功能障碍。假定肝实质组织由距离其最近的血管供血,提出一种肝脏血管栓塞治疗的计算机仿真方法,选用一种精确的欧氏距离变换算法,在改进算法步骤之后,使得该算法支持多背景点。实验结果表明,该方法可以将血管栓塞的结果,映射到肝实质组织中,达到肝实质的栓塞显示效果,能够帮助医生直观地观察栓塞后肝脏组织的供血状况,评估栓塞效果。     

基于距离变换的肝脏栓塞治疗仿真

栓塞治疗是非手术肿瘤治疗方法的首选方案,血管栓塞后的肝癌大部分瘤体组织因缺血、缺氧而逐步坏死,而正常肝组织的供血受影响不大,且能形成侧支循环,不会导致明显的肝功能障碍。假定肝实质组织由距离其最近的血管供血,提出一种肝脏血管栓塞治疗的计算机仿真方法,选用一种精确的欧氏距离变换算法,在改进算法步骤之后,使得该算法支持多背景点。实验结果表明,该方法可以将血管栓塞的结果,映射到肝实质组织中,达到肝实质的栓塞显示效果,能够帮助医生直观地观察栓塞后肝脏组织的供血状况,评估栓塞效果。     

基于改进经验小波变换模型的供能管道移动GIS综合智慧巡检策略

当前供能管道巡检策略由于对管道的缺陷特征提取不够纯净,导致缺陷定位准确度差,因此,提出了基于改进经验小波变换模型的供能管道移动GIS综合智慧巡检策略。利用移动GIS技术采集管道数据,根据管道数据采用改进经验小波变换模型对管道缺陷特征进行提取,其树状结构的子频带自分解能够准确分辨出缺陷源信号与其他干扰信号,提取到更加纯净的缺陷特征,并对缺陷特征向量特征集进行滤波,从而计算出管道缺陷的具体位置。在实验论证中,对提出的策略的定位准确性进行了验证,结果表明,提出的策略应用于供能管道巡检中,对管道缺陷定位的准确性较高。     

环型管道水力计算的递推算法

针对环型管道这种特定的网络结构,提出了一种基于单源环型管道水力计算的递推算法,该算法可直接计算出单源环型管道的流量分布.阐述了递推算法的数学依据,证明了递推算法的可行性和唯一性,并说明了将一般环型管道问题转化为单源环型管道问题的处理方法.     

基于移动地理信息系统的油气管道工程量统计系统的设计

为了快速准确获取油气管道线路铺设的工程量,将移动地理信息系统( GIS)技术应用到管道线路方面,利用其空间数据获取功能和其可嵌入性的优点,设计基于移动GIS的油气管道线路工程量的获取统计系统。该系统利用GPS定位技术智能化地获取显示预设管道线路路况和周边地理信息,并利用获取的空间数据通过图形近似化算法快速地计算出管道线路铺设工程量,通过Dijkstra算法选出最优路径,为油气管道的选线提供有力依据,并且可以为管道选线人员和野外数据采集人员提供远程交流服务。该系统的应用将大大减少油气管道选线的时间和工作量。     

漏磁检测方法实现管道缺陷图形重构技术的研究

为了实现地下油气输送管道内层腐蚀，裂缝，泄漏状况的检测以及评估，探讨了管道缺陷的图形重构技术，缺陷漏磁场可由简单的恒定磁通的等效面偶极子来模拟，缺陷重建模型出一系列等效面偶极子阵列分布的截面组成，并采用了逆向矩阵求算法得到方程最优解，理论分析和计算结果表明，该模型和算法灵活地实现了管道缺陷的视图化。     

密度加权孪生支持向量回归机

为了使数据集的内在分布更好地影响训练模型,提出一种密度加权孪生支持向量回归机算法.该算法通过k近邻算法计算获得每个数据点基于数据密度分布的密度加权值,并将密度加权值引入到标准孪生支持向量回归机算法中.算法能够很好地反映训练数据集的内在分布,使数据点准确影响训练模型.通过6个UCI数据集上的实验结果分析验证了所提出算法的有效性.     

基于球形内检测器的管道内磁场测量

球形管道内检测器在管道安全检测领域具有十分广阔的应用前景,但其在滚动过程中测得的磁场信号呈周期性,无法直观反映管道内磁场分布情况,给识别焊缝和计算管道走向带来了一定的困难。针对此问题本文推导了滚动坐标系下球形内检测器测得的磁场与管道内平动坐标系下磁场之间的数学关系,并利用处于同一滚动坐标系下的加速度信号构建了转换模型,然后设计实验和算法验证了模型的正确性。实验结果表明,平动磁场的计算值和实测值在数值大小和变化趋势上均吻合良好,误差绝对值的平均值基本不超过1μT。     

基于改进CAPSO的原油管道调合多性质优化方法

在仔细研究原油管道调合工艺基础上,提出一种基于改进有约束自适应粒子群优化(CAPSO)算法的原油管道调合多性质优化方法;首先,基于原油调合规则库、优化预处理及设备实际工作能力约束,建立了多原油多性质优化模型;然后,根据原油调合目标,通过CAPSO算法对优化模型进行快速、准确的优化计算,获得多种组分原油的最优配比;投运效果表明,系统能够自动、高效计算出原油调合的最优配比,避免人工计算所造成的一致性差,计算效率低并且不易获得最佳配比的问题,有效提高了加工设备的生产效率。     

多相期增强CT中肝内血管的自动分割

目的 在肝脏手术规划系统中,肝内精确的血管模型是实施肝脏分段和手术模拟的重要基础。为此提出一种基于多相期增强CT影像的肝内血管自动分割方法。方法 首先,采用各向异性滤波的方式减少图像上的噪声干扰。然后将图像灰度信息和汉森矩阵的特征值相结合,设计了一种新的滤波器,增强图像中的血管结构,以解决传统方法中血管连接处断裂的问题。最后,应用迭代式的自适应区域增长算法,进一步分割出增强图像中的血管。结果 使用5组临床上的真实数据测试算法的有效性,实验结果显示肝内血管由粗到细被完整分割出来。结论 本文肝脏CT血管分割方法,分别在不同尺度的增强图像对其进行处理,使得肝内血管从粗壮的主枝到细小的末端都能被很好地分割出来,能够获得正确的血管拓扑结构。     

球形内检测器在海底立管内通过性仿真研究

球形内检测器能准确地检测和定位海底管道微小泄漏,为实现其对微小泄漏的检测和定位,必须保证球形内检测器顺利通过海底管道立管段。应用标准[k-ε]双方程模型和流体计算软件Fluent 14.0,对实验平台立管道内模型球周围流场进行三维数值仿真,并计算模型球通过立管段的临界速度。该速度与实验数据很好吻合,验证了仿真方法的正确性。基于此仿真方法,预测球形内检测器在实际海底管道立管段内的通过性并分析其通过性影响因素。得出结论：球管径比（球体直径与管道直径的比值）是一个很重要的参数,球管径比大于等于73%时,球形内检测器在流速为0.8~1.2 m/s的正常工况下能顺利通过海底管道立管段。     

基于等值刚度算法管道应力分析系统开发与研究

该文提出的等值刚度法是将复杂的多分支管道应力计算，通过计算数学的等值变换原理，转换成无分支管道求解应力的一种计算模型，基于该模型开发的软件与美国SAP（有限元方法），日本CASEII等软件在工程应用后比较，具有精度高，计算速度快，适应范围广等特点，该方法在石油、化工、发电等行业的新建厂管网和老厂改造管网工程设计中有一定的应用与推广价值。     

基于模糊免疫算法的管道缺陷磁记忆识别

在金属管道的磁记忆检测中,管道缺陷状态的识别普遍是基于单个检测信号特征值来进行分析的。这种方法存在误检率高、可靠性低等问题。为此,构建了一个基于模糊免疫算法的智能识别模型,将磁记忆检测信号多个特征值组合为一个向量,作为识别模型的输入向量,以分析识别管道缺陷的状况。实验表明,该方法能够对管道缺陷进行准确、有效的识别。     

一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法

传统的基于直方图的粒子滤波器算法常常需要在准确表达颜色分布和计算效率之间做出妥协,从而影响跟踪算法的性能甚至导致跟踪算法失败.针对这一问题,文中提出一种新颖的基于颜色信息的粒子滤波器跟踪算法.该算法采用自适应剖分颜色空间的概率模型,能够用较少的子空间准确地表达目标的颜色分布.文中进一步提出一种推广的积分图像,通过在该积分图像上进行数组索引操作得到每一个子空间的像素数目、均值向量和协方差矩阵,从而能够快速地计算出颜色模型.然而在CPU上计算积分图像十分耗时,为此文中提出一种基于GPU的并行算法快速计算积分图像.该并行算法在显卡的GPU上创建3个线程网格,分别顺序执行3个Kernel函数,依次完成创建原始积分图像以及对它的行和列执行前缀求和算法的任务.同传统的基于直方图的粒子滤波器算法相比,新算法每帧平均跟踪时间显著减少,同时跟踪准确性和鲁棒性都有较大提高.     

基于分割的肝癌三维可视化研究与实现

提出一种基于分割的肝癌三维可视化方法.利用动态自适应区域生长算法分别把肝脏、肿瘤以及肝内血管从图像中提取出来;通过调用VTK开发包中的MC面绘制三维蕈建算法,对这些器官和组织进行三维绘制.这种方法分割准确.重建的三维器官模型立体感强,形态逼真,便于观察肿瘤与其它器官组织的空间位置关系.     

基于改进粒子群算法的模糊神经网络

油气管道腐蚀失效检测具有随机性、复杂性、多因素性和非线性等特点,利用精确的数学模型描述有一定的难度. 本文提出了一种基于混合改进粒子群算法的模糊神经网络的管道腐蚀动态检测方法. 优化粒子群算法的收敛性,加快寻找最优解的速度,将该算法用于模糊神经网络模型构建中,建立了基于模糊神经网络的管道腐蚀动态检测模型. 通过利用实际的管道腐蚀检测数据进行诊断应用,取得了较好的检测效果,验证了该模型及算法的可行性和有效性.