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关键词： DTW算法   Tensor方法   DBSCAN算法   交通流数据   数据恢复  

摘要： 交通流数据在智能交通系统(ITS)中扮演着至关重要的角色,然而数据缺失是一个常见问题,这降低了交通流数据的有效性,并增加了交通流预测和车辆路径规划预测的难度。针对交通流数据缺失问题,文章提出了一种基于动态时间规整(DTW)、DBSCAN聚类和张量分解的数据恢复策略。该策略利用DTW进行时间序列相似性匹配,DBSCAN聚类相似数据模式,并结合张量分解进行缺失值恢复。实验结果表明,该策略能够有效恢复缺失值,为智能交通系统提供数据支持。

关键词： 傅里叶变换衰减全反射红外光谱   山茶油   掺假   判别分析  

摘要： 目的基于傅里叶变换衰减全反射红外光谱(attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy,ATR-FTIR)结合聚类判别分析等化学计量学方法,建立山茶油、大豆油、玉米油、葵花籽油和花生油5种植物油的快速鉴别模型,及山茶油掺假模型。方法采集山茶油、大豆油、玉米油、葵花籽油和花生油5种植物油共99份样品,并按照不同质量百分比(掺伪5%~95%)将大豆油、葵花籽油、玉米油、1:1玉米大豆油、花生油、棕榈油掺入到山茶油中,获得掺假山茶油样品196份,采集600~4000 cm-1波段的红外光谱信息,建立偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)、主成分分析-判别分析(principal component analysis-linear discriminant analysis,PCA-LDA)、K最近邻分类算法(K-nearest neighbor,KNN)以及数据驱动型簇类独立软模式分类(data driven soft independent modelling of class analogy,DD-SIMCA)模型,并比较各方法建模效果,确定最优识别模型。结果各样品组红外吸收光谱非常类似,具有相似的特征峰数、峰位置和峰形。DD-SIMCA建立的鉴别模型能将山茶油和其他类别植物油样本完全分开;PLS-DA、PCA-LDA和KNN模型判别经分析比较,发现利用PLS-DA和PCA-LDA模型在5种植物油的分类中校正集和预测集中的各样本的预测值与实际值很接近,除了花生油以外其余种类植物油的校正集和预测集样本的识别率和预测正确率均为100.0%;ATR-FTIR结合PLS的计量学方法能够准确进行山茶油掺假定量分析,可用于掺杂大豆油、玉米油、葵花籽油等的定性定量分析,结果可靠,最低检出限可达5%。结论ATR-FTIR结合聚类判别分析等化学计量学方法实现对山茶油掺假的高效识别。

关键词： 多叶光栅准直器   故障维修   直线加速器  

摘要： 多叶光栅准直器(multi-leaf collimator,MLC)作为精确放射治疗设备的核心部件,以其效率高、占用空间小及使用灵活的优势推动了适形和调强等放射治疗技术在临床的广泛应用。MLC叶片的结构、材料、加工、传动机构、准确定位、位置的适时检查与修正是多叶光栅设计的关键。然而,由于MLC叶片在调整照射野过程中的频繁运动,相关组件面临较大的磨损风险,导致MLC故障率较高,从而影响治疗效果[1-2]。特别是在长时间使用后,其状态的不稳定性可能带来不良影响,且故障率随着使用年限的增长而递增,对临床治疗的连续性和患者的治疗效果造成较大影响。基于此,本研究通过分析MLC(型号:trilogy)故障1例,并提出新的维修策略,旨在供同行参考。

关键词： SU-8光刻胶   衍射效率   严格耦合波分析  

摘要： 衍射效率的大小是衡量光刻光栅性能优劣的重要指标。使用严格耦合波分析(RCWA)模拟得到周期10μm和12μm的SU-8微米光栅的各级次衍射效率。采用掩模版紫外光刻技术制作曝光时间分别为27,30,33,36 s的SU-8光栅。通过显微镜观察,发现曝光时间30 s制得的光栅结构更加清晰和平整。测量光栅样品的衍射效率,结果显示,0级衍射效率最大,与理论模拟结果相符。曝光时间27,33,36 s光栅的0级衍射效率较30s的相对偏高。以周期10μm光栅TE偏振光入射为例,使用RCWA理论模拟了光栅的栅条有缺口以及栅槽有额外薄膜层两种情况,分析了0级衍射效率偏高的现象。

关键词： 高光谱图像   图像去噪   组稀疏   混合噪声   交替方向乘子法  

摘要： 高光谱图像在环境监测、遥感科学和医学影像等领域具有重要的参考价值。由于图像采集设备的局限性与天气恶劣等原因,高光谱图像成像过程存在复杂混合噪声污染问题,从而造成图像质量下降。针对上述问题,本文提出一种基于低秩张量分解与加权组稀疏的高光谱图像去噪模型。首先,为了有效保留高光谱图像的边缘信息并提取稀疏结构特征,提出基于l_(2,1)范数的组稀疏正则化方法,来对空间与光谱方向上的差分图像进行加权约束。其次,提出l_(1)范数与Frobenius范数相结合方法,以消除图像中的线性与非线性复杂混合噪声,提高图像质量。最后,利用交替方向乘子法对本文模型进行求解。本文基于模拟数据和真实数据对模型进行实验,结果表明本文模型相对于基准模型在不同评价指标上均具有较好的提升,且在高光谱图像恢复上具有明显优越性。

关键词： 岩石力学   岩体   离散裂隙网络   节理张量   分形   等效弹性力学参数  

摘要： 裂隙的粗糙度及空间分布不仅是岩体各向异性体现的重要因素,同时也是复杂裂隙岩体进行等效强度及变形特性研究的基础。鉴于传统节理张量模型常将裂隙简化为平面,而自然裂隙实则为粗糙起伏表面的研究现状,改进现有节理张量,并详实推导粗糙型离散裂隙网络(RDFN)的等效弹性力学参数计算方法。引入分形理论,构建算例模型,精确量化裂隙粗糙度,对比分析平面型离散裂隙网络(DFN)和粗糙型离散裂隙网络(RDFN)的计算效果。为进一步验证研究的可靠性,采用数值软件生成简单模型,并计算得到模型的解析解与数值解。结果表明:(1)考虑结构粗糙度的等效弹性力学参数计算方法较好地消除了节理张量的局限性。(2)基于W-M分形函数构建的RDFN算例模型具有显著的粗糙特性,且公式中的分形维数(D)以及分形粗糙度(G)对裂隙表面粗糙度有较大影响。(3)相较于DFN模型,固有的结构粗糙度显著影响RDFN模型的等效弹性力学参数,影响程度为5%~15%。(4)简单数值模型的数值解与解析解的结果接近,误差较小,充分验证了基于改进节理张量进行本构关系计算的准确性。相关研究结果对粗糙裂隙的岩体等效弹性行为的分析具有重要参考价值。

关键词： 微纳复合光栅   光场调控   光源优化   结构光照明  

摘要： 微纳复合光栅因其结构的特殊性,具有独特的光学性能。文章基于时域有限差分法(finite difference time domainmethod, FDTD)构建了完美匹配层(perfectly matched layer, PML)模型和(Bloch)仿真模型,展示了微纳复合光栅在不同入射条件(入射极角、方位角、偏振角)下的衍射特性。仿真结果表明,入射光源的角度及偏振态对光场分布具有显著影响。通过仿真模型可以实现对光场的精确调控,在光源优化设计与智能照明系统等方面具有潜在价值。

关键词： 光学薄膜   二向色镜   波前畸变   退火   超分辨成像  

摘要： 为满足超分辨荧光检测系统中高精度成像及快速检测的需求,研制了双波段低波前畸变二向色镜。通过研究退火温度对Ta_(2)O_(5)与SiO_(2)材料膜层应力的影响规律,反演拟合出两种材料膜层应力抵消时的膜层厚度比与退火温度关系式;基于拟合结果设计了一种双波段低波前畸变的膜系结构,通过退火法实现双波段低波前畸变二向色镜的制备。经测试,采用2 mm厚度的石英基底,光谱测试结果为T_(avg)>97%@504~544 nm、T_(avg)>97%@588~800 nm,T_(abs)<2%@450~491 nm、T_(abs)<2%@556~566 nm,波前畸变(反射PV值)测试结果为0.087λ。

关键词： 紫外光   化学工艺   光栅   光学性能   稳定性  

摘要： 随着光学技术的发展,对光栅元件的光学效率和稳定性提出了更高的要求。探究了紫外光处理对化学合成光栅性能的影响,特别关注其衍射效率和结构稳定性。对比了紫外光处理和传统化学合成方法,采用了一系列紫外光照射实验,涵盖不同的光强度(10~100 mW·cm^(-2))和照射时间(5~60 min)。结果表明:紫外光处理显著提升了光栅的衍射效率和结构稳定性。特别是在光强度达到50 mW·cm^(-2)时,光栅的效率显著提高,但在60 mW·cm^(-2)附近,效率出现轻微下降,表明过强的紫外光强度可能导致材料的化学反应过度,影响结构稳定性。此外,随着紫外光照射时间的延长,光栅效率呈现显著上升趋势,光谱带宽相应减小,反映了紫外光处理对光栅微观结构和光学性能的积极影响。研究结果揭示了紫外光处理在提高光栅光学效率和稳定性方面的显著潜力,为高性能光栅的制造提供了新的理论和实践指导。

关键词： 高中物理   近似运算   双缝干涉   条纹间距公式  

摘要： 由于高中生对近似运算相关知识的缺失和混沌现象的存在,使其对高中物理教科书中的近似运算过程产生困惑。给出了结合高中数学知识先推导精确结果再进行近似运算的解决策略,建议教科书编写与教学设计要切合学生的数学基础与认知能力。