Seg-CapNet：心脏MRI图像分割神经网络模型

目的 针对现有神经网络模型需要对左心室心肌内膜和外膜单独建模的问题,本文提出了一种基于胶囊结构的心脏磁共振图像（magnetic resonance imaging,MRI）分割模型Seg-CapNet,旨在同时提取心肌内膜和外膜,并保证两者的空间位置关系。方法 首先利用胶囊网络将待分割目标转换成包含目标相对位置、颜色以及大小等信息的向量,然后使用全连接将这些向量的空间关系进行重组,最后采用反卷积对特征图进行上采样,将分割图还原为输入图像尺寸。在上采样过程中将每层特征图与卷积层的特征图进行连接,有助于图像细节还原以及模型的反向传播,加快训练过程。Seg-CapNet的输出向量不仅有图像的灰度、纹理等底层图像特征,还包含目标的位置、大小等语义特征,有效提升了目标图像的分割精度。为了进一步提高分割质量,还提出了一种新的损失函数用于约束分割结果以保持多目标区域间的相对位置关系。结果 在ACDC（automated cardiac diagnosis challenge）2017、MICCAI（medical image computing and computer-assisted intervention）2013和MICCAI2009等3个心脏MRI分割竞赛的公开数据集上对Seg-CapNet模型进行训练和验证,并与神经网络分割模型U-net和SegNet进行对比。实验结果表明,相对于U-Net和SegNet,Seg-CapNet同时分割目标重叠区域的平均Dice系数提升了3.5%,平均豪斯多夫距离（Hausdorff distance,HD）降低了18%。并且Seg-CapNet的参数量仅为U-Net的54%、SegNet的40%,在提升分割精度的同时,降低了训练时间和复杂度。结论 本文提出的Seg-CapNet模型在保证同时分割重叠区域目标的同时,降低了参数量,提升了训练速度,并保持了较好的左心室心肌内膜和外膜分割精度。     

基于改进的BSMOTE和时序特征的风机故障采样算法

针对风机数据集的不平衡问题,提出了一种BSMOTE-Sequence采样算法,在合成新样本时综合考虑空间和时间特征,并对新样本进行清洗,从而有效减少噪声点的生成。首先,根据每个少数类样本的近邻样本的类别比例,将少数类样本划分为安全类样本、边界类样本和噪声类样本。然后,对每个边界类样本都遴选出空间距离、时间跨度最接近的少数类样本集,利用线性插值法合成新样本,并过滤掉噪声类样本以及类间重叠样本。最后,以支持向量机（SVM）、卷积神经网络（CNN）、长短期记忆（LSTM）人工神经网络作为风机齿轮箱故障检测模型,F1-Score、曲线下面积（AUC）和G-mean作为模型性能评价指标,在真实风机数据集上把所提算法与常用的多种采样算法进行对比,实验结果表明：相比已有算法,BSMOTE-Sequence算法所生成样本的分类效果更好,使得检测模型的F1-Score、AUC和G-mean平均提高了3%,该算法能有效地适用于数据具有时序规律且不平衡的风机故障检测领域。     

考虑供给侧和需求侧的公交车充电时段调度策略

为分析区域充电行为和时间的规律,通过蒙特卡罗法对市北电网所辖国江场的充电负荷进行预测.综合考虑需求侧和供给侧的收益,以电动公交车(Electric Bus,EB)的充电状态为决策变量,建立计及多因素的EB充电时段调度策略优化模型.设计基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的模型求解流程,在国江淞行站的案例中,合理规划出EB的初始充电时间,改善了电流峰谷差、电流方差和充电成本等指标,避免了大量EB在夜间同一时间集中充电造成电网"峰上加峰"的现象.     

消除液体火箭发动机高频不稳定燃烧工程措施的分析与改进

针对空间小推力姿控发动机存在的高频不稳定燃烧等问题,分析了液体火箭发动机产生高频不稳定燃烧的原因及其理论模型和各种抑制高频不稳定燃烧的工程措施,通过调整推进剂组合以及喷注器种类和结构,采用直孔壁式或矩形进口直槽式复谐声腔,对原有工程措施进行改进.理论计算表明改进方案拓宽了抑制频率带宽,提高了稳定裕度,使氧化剂集液腔容积略大于燃料集液腔容积,减少了点火压力峰出现的可能性,避免了点火压力峰引起的高频不稳定燃烧,抑制了一阶切向径向不稳定燃烧.     

基于分段替换的低复杂度降低OFDM峰均比算法

针对基于遗传算法(GA)的部分传输序列(PTS)方法在降低正交频分复用(OFDM)系统峰均比(PAPR)时存在避免早熟收敛和降低算法复杂度两项指标不能兼顾的问题,提出分段替换的降低OFDM峰均比算法。通过设置合理的门限值,减少不必要的搜索运算,降低算法复杂度;利用克隆种群和记忆种群相结合的分段替换染色体策略,提高优质种群利用率,加快收敛速度的同时避免早熟收敛。仿真结果表明,合理的门限值和分段替换染色体策略可以优化降低峰均比算法的性能。     

频谱重叠因子对数字调制系统的性能影响分析

一般数字调制系统的性能分析都是在信号、噪声统计规律的基础上,通过时域的数学方法进行的,但针对目前和未来复杂通信环境(如认知无线电系统的授权用户规避、窄带或宽带干扰影响等问题),经典的分析方法尚不能准确、定量的描述数字调制系统的误码率性能。该论文从频域分析的角度出发,提出了频谱重叠因子(spectrum overlap factor,SOF)的概念,推导并修正了干扰存在下经典的2ASK、BPSK和FSK调制方式的误码率公式。在证实直观物理意义的基础上,给出了定量的数学描述。实验仿真结果验证了频域分析的正确性。     

冰临近过程中螺旋桨的水动力性能计算分析

为了研究非接触工况下的冰桨干扰水动力载荷,以粘性流体力学为基础,运用重叠网格技术,开展了冰桨干扰的定常计算方法的研究。首先,通过与实验结果的对比,验证了方法可行性;其次,基于重叠网格技术,研究了干扰冰运动到不同空间位置时,螺旋桨水动力性能的变化趋势和规律;计算时,各计算域均采用切割体非结构化网格,各域之间通过重叠网格的嵌套进行数据的传递。为了更好地捕捉桨前流场的细节,在冰桨间隙处进行了多层网格的局部加密,同时结合SSTk-ω湍流模型进行冰桨近场水动力计算。总结出冰对螺旋桨的影响是由冰在桨前产生的干扰伴流区域位于桨盘面以内的面积以及与桨的相对位置共同决定的。计算结果具有一定的可靠性,可为冰区螺旋桨的设计与性能计算提供参考。     

基于PR-11RⅢ级复合连杆滚动剪切机构运动学分析

通过对国内外现有的液压板材剪切机结构的原理分析,创新性地提出一种新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机,获得PR-11RⅢ级杆组的复合连杆机构简化模型。以实现纯滚动为设计前提,利用闭环矢量法对该复合连杆滚切机构进行正运动学建模,给出机构的闭环矢量,推导其运动学方程,借助SIMLINK软件对其进行运动学仿真分析计算,获得上刀台各关键点的运动轨迹及主要衡量指标。以推广应用的某大型机械有限公司2000 mm单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机研发项目为依托,对剪切机构的运动轨迹进行运动学模拟仿真,结果表明上下剪刃重叠量和刀弧水平偏移量的模拟结果均符合实际生产要求,从而更进一步证实了该新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机构设计的合理性与运动学模型的正确性。     

母弹开舱蒙皮运动特性研究

本文介绍了进行母弹开舱蒙皮运动特性研究的目的和意义,并在建立开舱蒙皮动力学仿真的基础上,采用数值模拟方法研究了不同条件下开舱蒙皮的分离过程。根据给出的计算曲线,分析了影响开舱蒙皮安全分离的主要因素,并结合工程试验结果,给出了提高母弹开舱蒙皮运动稳定性和分离安全性的措施,对布撒器实际研制工作具有一定的参考意义。     

2000年以来黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水特点分析

黄河宁蒙河段开河期冰凌洪水主要集中在3月中下旬,一般由融冰洪水与冰坝洪水组成,其特点主要表现在:凌峰、洪量年际变化大,沿程增加明显,头道拐站易形成多峰,峰型系数较夏汛小,洪水历时较夏汛短,水位表现较夏汛同流量水位高,流速在涨水段慢于落水段。这些特点主要与宁蒙河道形态、水利工程、封河期上游来水及开河期气温、开河形势、封冻期形成的槽蓄水增量大小、沿程分布及其释放程度有关。