基于TRIZ与光学方法相融合的色散补偿微结构光纤的研究与设计

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作者 王伟 杨宏达 +2 位作者 李文超 赵畅 周凡迪 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第3期239-246,共8页

基于TRIZ创新方法论与传统的光学数值分析法相融合的方式,搭建了光纤结构与光纤特性间的双向桥梁,并据此设计了三种色散补偿微结构光纤(dispersion-compensating micro-structured fiber,DC-MSF)。利用动态性进化趋势,设计了一种离散分... 基于TRIZ创新方法论与传统的光学数值分析法相融合的方式,搭建了光纤结构与光纤特性间的双向桥梁,并据此设计了三种色散补偿微结构光纤(dispersion-compensating micro-structured fiber,DC-MSF)。利用动态性进化趋势,设计了一种离散分布七芯DC-MSF,在1550 nm处产生了高达-2500 ps/(nm·km)的负色散;利用增加可控性进化趋势,设计了一种单芯保偏DC-MSF,在1550 nm处,纤芯x偏振模式与纤芯y偏振模式双折射度为8.0×10^(-3),且纤芯x偏振模式的负色散值为-14230.5 ps/(nm·km),纤芯y偏振模式的负色散值为-14216.75 ps/(nm·km);利用向超系统进化趋势,设计了一种液晶填充DC-MSF,在1550 nm处,液晶分子为0°时,基模产生了-19250.3 ps/(nm·km)的负色散,液晶分子为90°时,基模产生了-16854.7 ps/(nm·km)的负色散。本文提出的DC-MSF用于光纤通信领域,可抵消光纤通信网络中累积的正色散。 展开更多

关键词 TRIZ 微结构光纤 色散补偿 双折射

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基于GPON的光纤光栅传感信号接入节点研究

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作者 王玉宝 刘春苗 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第2期24-26,共3页

借助现有GPON通信网将光纤光栅传感信号传输到远程监控中心,可避免大规模铺设专用传感网,组网灵活,降低成本开销。实现光纤传感网与GPON接入网的融合,传感子网与GPON之间的接入节点设计是关键问题之一。接入节点采用固定时分多址技术接... 借助现有GPON通信网将光纤光栅传感信号传输到远程监控中心,可避免大规模铺设专用传感网,组网灵活,降低成本开销。实现光纤传感网与GPON接入网的融合,传感子网与GPON之间的接入节点设计是关键问题之一。接入节点采用固定时分多址技术接入各传感子网信号并将其组装成传感复用帧,此帧结构的设计减少了GEM帧负载部分的控制开销比特数,为远程监控中心提取有用的传感信息节省了时间,使光纤光栅传感信号在高速的通信网中有效传输。 展开更多

关键词 GPON 光纤光栅传感 接入节点 传感复用帧

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高非线性石英基光子晶体光纤产生宽带可调中红外孤子的实验研究 被引量：2

3

作者 杨建菊 韩颖 +6 位作者 屈玉玮 牛静霞 左玉婷 王伟 周桂耀 赵兴涛 侯蓝田 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期636-640,共5页

通过研究发现双包层结构能降低石英基光子晶体光纤损耗,并制备一种高非线性双包层结构石英基光子晶体光纤来进行实验研究.使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的石英基光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究不同的泵浦功率和泵浦波长对中红... 通过研究发现双包层结构能降低石英基光子晶体光纤损耗,并制备一种高非线性双包层结构石英基光子晶体光纤来进行实验研究.使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的石英基光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究不同的泵浦功率和泵浦波长对中红外超短脉冲孤子的影响,并分析了石英基高非线性光子晶体光纤中红外超短脉冲孤子产生的物理机理.结合实验发现在泵浦功率为827 nm,功率从0.1 W增加到0.42 W时,中红外第一个孤子随功率增加从1933 nm移动到2403 nm,可调范围达到470 nm,为石英基光子晶体光纤产生宽带可调超短脉冲源创造了很好的条件. 展开更多

关键词 中红外 石英基光子晶体光纤 反常色散区 孤子

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基于光子晶体光纤和飞秒激光源的近红外波段宽带孤子和可见区高效色散波产生的实验 被引量：2

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作者 杨建菊 周桂耀 +5 位作者 韩颖 侯蓝田 李曙光 王伟 赵兴涛 苑金辉 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期477-482,共6页

将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散... 将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散波的中心波长则发生蓝移进入可见光区.当泵浦功率达到0.45 W时,色散波与残余泵浦的输出功率比为42.67,色散波的带宽达到81 nm,而处于近红外波段的红移孤子带宽可达231 nm.利用高非线性光子晶体光纤产生近红外波段宽带孤子和可见区高效色敬波的实验对飞秒激光频率转换和光谱展宽具有很好的借鉴意义. 展开更多

关键词 高非线性光子晶体光纤 飞秒激光频率转换 色散波 红移孤子

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能耗均衡的无线传感器网络无标度容错拓扑模型 被引量：22

5

作者 刘浩然 孙雅静 +2 位作者 刘彬 韩丽 尹荣荣 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期1843-1855,共13页

网络生命期是衡量无线传感器网络性能的重要指标,无标度拓扑对节点随机失效的强容错性在一定程度上能够延长网络生命期,但是其拓扑结构的不均匀会造成网络能耗的不均衡.为此,针对无标度拓扑能耗不均衡导致网络生命期缩短的问题,该文考... 网络生命期是衡量无线传感器网络性能的重要指标,无标度拓扑对节点随机失效的强容错性在一定程度上能够延长网络生命期,但是其拓扑结构的不均匀会造成网络能耗的不均衡.为此,针对无标度拓扑能耗不均衡导致网络生命期缩短的问题,该文考虑节点剩余能量和节点间距离,建立能耗模型,根据此模型评估网络的生命期,分析节点能量和节点间距离对网络生命期的影响,得出网络生命期与节点能量正相关,与节点间距离负相关的关系.将此关系应用于无标度拓扑演化规则的择优连接机制中,提出一种能够均衡网络能耗的无线传感器网络容错拓扑动态演化模型.在建模过程中,将节点剩余能量与节点间距离的比值作为适应度函数,并考虑网络拓扑变化时存在的链路增减的动态行为,利用平均场理论分析此演化模型节点度分布的幂率特性,最终得到一个具有无标度特性的容错拓扑.在MATLAB仿真平台下,分析由所提演化模型形成拓扑的度分布形式,验证出该拓扑的度分布服从幂率特性.同时,将此模型与其他经典模型进行网络性能对比分析,验证出该模型不仅能够均衡节点和网络的能量消耗,延长网络的生命期,还能够增强网络的容错和容侵能力. 展开更多

关键词 无线传感器网络 能耗均衡 网络生命期 无标度拓扑 适应度函数 物联网 信息物理融合系统

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基于粉末烧结技术制备镱铝共掺大模场光子晶体光纤 被引量：5

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作者 刘建涛 周桂耀 夏长明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期552-554,共3页

采用粉末烧结技术制备出高浓度镱铝共掺石英棒,Yb3+掺杂浓度为12 000ppm(wt).利用此掺镱石英棒作为纤芯,拉制出镱铝共掺大模场光子晶体光纤,光纤模场面积为550μm2,模场直径26μm.实验结果表明:光纤在近红外波段(850～1 033nm)出现一个... 采用粉末烧结技术制备出高浓度镱铝共掺石英棒,Yb3+掺杂浓度为12 000ppm(wt).利用此掺镱石英棒作为纤芯,拉制出镱铝共掺大模场光子晶体光纤,光纤模场面积为550μm2,模场直径26μm.实验结果表明:光纤在近红外波段(850～1 033nm)出现一个宽的吸收带,主吸收峰波长位于976nm,在此波长处吸收损耗高于10dB/m;采用波长为971nm的激光泵浦光纤,在1 050～1 125nm波长范围内产生高斯型的荧光峰,峰值波长位于1 088nm处,荧光半宽高45nm. 展开更多

关键词 粉末烧结法 镱铝共掺石英棒 大模场面积 光子晶体光纤

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具有抗毁性的无线传感器网络有向拓扑模型 被引量：7

7

作者 刘浩然 王星淇 +2 位作者 覃玉华 邓玉静 尹荣荣 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1225-1231,共7页

如何通过合理构建拓扑模型有效提高网络抵御攻击的能力,一直是该领域研究的热点之一.针对无线传感网络无标度拓扑在遭受不同攻击方式时抗毁性差的问题,本文结合节点出入度和介数中心性两种因素,同时考虑数据传输的有向性,提出衡量网络... 如何通过合理构建拓扑模型有效提高网络抵御攻击的能力,一直是该领域研究的热点之一.针对无线传感网络无标度拓扑在遭受不同攻击方式时抗毁性差的问题,本文结合节点出入度和介数中心性两种因素,同时考虑数据传输的有向性,提出衡量网络抗毁性的度量模型概念,将该模型引入择优连接概率中,构建具有抗毁性的无线传感器网络有向拓扑模型.理论证明网络节点出入度均服从幂律分布,符合无标度特性,仿真实验结果表明,在相同实验环境下,该文所构拓扑模型在最大连通分支比例和网络效率两方面均优于其他3种比较模型,具有更强的抗毁性. 展开更多

关键词 无线传感网络 抗毁性 节点出入度 介数中心性 有向性

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高非线性光子晶体光纤深紫外超连续谱的研究 被引量：2

8

作者 杨建菊 韩颖 +5 位作者 王伟 周桂耀 赵兴涛 侯蓝田 屈玉玮 牛静霞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1215-1219,共5页

光子晶体光纤作为光学非线性良好介质,对超连续谱产生具有重要作用。深紫外超连续谱光源在许多应用中有急切的需求,然而由于实验条件和光纤参数等方面的影响,利用高非线性光子晶体光纤产生深紫外(<280nm)超连续谱的报道较少。通过理... 光子晶体光纤作为光学非线性良好介质,对超连续谱产生具有重要作用。深紫外超连续谱光源在许多应用中有急切的需求,然而由于实验条件和光纤参数等方面的影响,利用高非线性光子晶体光纤产生深紫外(<280nm)超连续谱的报道较少。通过理论和实验研究了高非线性光子晶体光纤在深紫外区的频率变换,并分析其产生的物理机理。使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究了不同泵浦功率和泵浦波长对深紫外区超连续谱的影响,结果表明:泵浦波长固定为860nm时,深紫外频率光谱展宽范围随泵浦功率的增加而逐渐展宽;泵浦功率固定为0.4 W时,泵浦波长的增加不仅展宽超连续谱范围而且极大的提高了深紫外区光谱的转换效率。当泵浦波长为870nm,泵浦功率为0.4 W,实验所用光子晶体光纤长度为1.45m,零色散波长为825nm时,光子与色散波的交叉相位调制使深紫外基模超连续谱扩展到最短波长212nm。 展开更多

关键词 深紫外 光子晶体光纤 反常色散区 超连续谱

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光子晶体光纤熔接热源偏移量的研究 被引量：2

9

作者 毕卫红 金娃 付广伟 《燕山大学学报》 CAS 2009年第3期228-231,236,共5页

在光子晶体光纤的熔接过程中,由于包层空气孔大小及结构的不同,使得熔接时热源的功率和位置均不同,使得加热过程更为复杂。本文在对待熔的光子晶体光纤的热传导特性研究基础上,通过三维热传导仿真研究光子晶体光纤熔接过程中的最佳偏移... 在光子晶体光纤的熔接过程中,由于包层空气孔大小及结构的不同,使得熔接时热源的功率和位置均不同,使得加热过程更为复杂。本文在对待熔的光子晶体光纤的热传导特性研究基础上,通过三维热传导仿真研究光子晶体光纤熔接过程中的最佳偏移量。通过仿真分析和实验研究表明:本文提出的方法可以用于计算光子晶体光纤的最佳熔接条件,从而完成光子晶体光纤与传统单模光纤间的低损耗熔接。 展开更多

关键词 光纤光学 光子晶体光纤 偏移量 熔接损耗

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基于拉曼光谱的光子晶体光纤孔内生长石墨烯层数控制方法的研究 被引量：1

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作者 王晓愚 崔永兆 +3 位作者 毕卫红 付广伟 柯思成 王文馨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3659-3664,共6页

石墨烯和光子晶体光纤(PCF)都拥有良好的光学特性,但是通过湿法转移只能将石墨烯薄膜转移/涂覆在光纤表面或端面,内部的空气孔因为直径太小无法转移。因此,利用化学气相沉积法(CVD)将碳源分解为碳原子,使其在光纤空气孔中形成形核点,在... 石墨烯和光子晶体光纤(PCF)都拥有良好的光学特性,但是通过湿法转移只能将石墨烯薄膜转移/涂覆在光纤表面或端面,内部的空气孔因为直径太小无法转移。因此,利用化学气相沉积法(CVD)将碳源分解为碳原子,使其在光纤空气孔中形成形核点,在PCF内孔生长石墨烯薄膜。重点研究了通过控制生长条件,使石墨烯直接在光子晶体光纤空气孔中生长出完整的石墨烯薄膜并且层数可控的技术。通过扫描电镜表征生长后的石墨烯,可以清楚的看到石墨烯薄膜的存在并且与光子晶体光纤空气孔紧密结合在一起,形成石墨烯光纤材料;通过拉曼光谱表征生长后的石墨烯,可以看到石墨烯3个特征峰均存在。改变生长条件比如:温度、生长时间、甲烷气体浓度等发现光子晶体光纤空气孔中的石墨烯D峰与G峰的比值明显减小,有效降低了石墨烯的缺陷。结果表明生长时间对石墨烯缺陷降低最为有效, D峰与G峰的比值可以降到0.5左右。生长时间为5 h时石墨烯生长层数为双层,通过延长生长时间可以继续降低石墨烯的缺陷程度和增加石墨烯的层数;温度可以快速分解甲烷进而增加碳原子的形核点,加快石墨烯薄膜的形成,但是过高的温度会对石墨烯产生较大的缺陷,在1 050℃之后D峰与G峰的比值不再快速降低。研究表明石墨烯层数则因为碳原子形核点的增多而不断变厚;甲烷浓度的增加,导致气体流速加快,而空气孔直径太小受到流速影响较大,导致空气孔内石墨烯的层数波动式增大。此研究为后续设计基于石墨烯光纤的器件、探究石墨烯光纤在光学的应用提供了基础。 展开更多

关键词 石墨烯 光子晶体光纤 拉曼光谱 化学气相沉积法

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具有温度自补偿的级联光栅传感特性研究

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作者 齐跃峰 白景华 +2 位作者 王璐 冯麒 张鑫 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2018年第6期539-546,共8页

通过对长周期光纤光栅(LPFG)与Bragg光纤光栅(FBG)级联结构进行研究,利用传输矩阵法详细分析了正反向芯模与包层模之间的耦合机理,得到结构参数改变对级联光栅传输谱的影响规律,并对其温度和折射率传感特性进行探讨.实验室成功制备了LPF... 通过对长周期光纤光栅(LPFG)与Bragg光纤光栅(FBG)级联结构进行研究,利用传输矩阵法详细分析了正反向芯模与包层模之间的耦合机理,得到结构参数改变对级联光栅传输谱的影响规律,并对其温度和折射率传感特性进行探讨.实验室成功制备了LPFG-FBG级联光栅,观察到明显的耦合双峰现象.理论分析和实验结果表明,双峰中由FBG芯模与包层模耦合形成的谐振峰对折射率不敏感,而由LPFG包层模与FBG芯模前后向耦合形成的谐振峰对折射率敏感,且二者对温度变化具有相同响应.利用此特性,可实现温度与折射率的同时测量,且能消除温度变化的影响,实现温度自补偿的折射率传感. 展开更多

关键词 光纤光栅 光纤传感 温度补偿 传输矩阵法 折射率

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基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位算法 被引量：4

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作者 覃玉华 刘浩然 +3 位作者 邓玉静 王星淇 刘彬 尹荣荣 《计量学报》 CSCD 北大核心 2020年第9期1039-1047,共9页

提出一种新的基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位(LMARR)算法,该算法利用节点间非对称的接收与发送测距信息的时间差,推算出节点间海水声速以及未知节点与其邻居参考节点之间的距离,将三维距离信息转换成二维,运用最小二乘... 提出一种新的基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位(LMARR)算法,该算法利用节点间非对称的接收与发送测距信息的时间差,推算出节点间海水声速以及未知节点与其邻居参考节点之间的距离,将三维距离信息转换成二维,运用最小二乘法完成定位计算。与SWN和ARTL算法相比较,仿真结果表明:LMARR算法能有效地提高节点定位的精度,特别是在深度为20~120 m海水声速持续变化的区域,定位精度比SWN算法提高了20%,比ARTL算法提高了33%;此外,LMARR算法还具有较高的稳定性。 展开更多

关键词 计量学 节点定位 非对称测距 海洋无线传感网络 海水声速 最小二乘法

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一种基于改进遗传算法的神经网络优化算法研究 被引量：181

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作者 刘浩然 赵翠香 +2 位作者 李轩 王艳霞 郭长江 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1573-1580,共8页

遗传算法是目前优化搜索算法中应用比较广泛的一种,但基本遗传算法存在收敛速度慢、易于陷入局部最优等缺点。针对上述问题对遗传算法(GA)的选择算子进行改进,在最优保存策略的基础上将每代种群按照适应度由小到大排序,平均分成前中后3... 遗传算法是目前优化搜索算法中应用比较广泛的一种,但基本遗传算法存在收敛速度慢、易于陷入局部最优等缺点。针对上述问题对遗传算法(GA)的选择算子进行改进,在最优保存策略的基础上将每代种群按照适应度由小到大排序,平均分成前中后3段,按照0.6、0.8、1的比例进行选择;从尾段中随机抽取个体来补足种群由于选择操作而损失的个体;既利用了最优保存策略的全局收敛特性同时也保持了种群的多样性;用改进的遗传算法调整神经网络的权值形成了新的改进遗传算法优化BP神经网络(IGA-BP);通过与选择算子为适应度比例选择算子的GA-BP网络进行比较,结果表明算法改进后缩短了收敛时间同时减少了运行误差;最后将该改进算法应用于水泥回转窑的故障诊断中,验证了算法的可行性。 展开更多

关键词 选择算子 神经网络 最优保存策略 故障诊断

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球面型大端面特种光锥的空间光信号接收研究 被引量：3

14

作者 付兴虎 付广伟 +1 位作者 高飞龙 毕卫红 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2017年第2期171-176,共6页

在无线光通信、激光雷达和光源-光纤耦合等领域中,空间光信号很容易受到外界因素的影响而产生光束的偏移。针对这一问题,本文提出一种球面型大端面特种光锥的光信号接收方法。分别对两种不同球面型大端面特种光锥的耦合效率进行了实验... 在无线光通信、激光雷达和光源-光纤耦合等领域中,空间光信号很容易受到外界因素的影响而产生光束的偏移。针对这一问题,本文提出一种球面型大端面特种光锥的光信号接收方法。分别对两种不同球面型大端面特种光锥的耦合效率进行了实验测试。实验结果表明,两种特种光锥的最大耦合效率均为56%。对于大端面球面中心厚度为1.3 mm的特种光锥,当径向偏移量达到2.6 mm左右时,耦合效率几乎下降为0;而大端面球面中心厚度为0.49 mm的特种光锥接收性能则较好,光束水平入射到特种光锥大端面任何位置处都能通过光锥在小端面出射,并且耦合效率整体趋势比较稳定。因此,该特种光锥具有制作简单、耦合效率高、接收范围广等优点,可用于光通信和光传感领域的微弱光信号的接收。 展开更多

关键词 特种光锥 光接收 耦合效率 空间光信号

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改进免疫遗传算法的篦冷机二次风温故障诊断

15

作者 刘浩然 张力悦 +2 位作者 刘永记 范瑞星 刘彬 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1611-1620,共10页

针对遗传算法学习贝叶斯结构时局部寻优能力差的问题,本文提出一种改进的免疫遗传算法(IIGA)学习贝叶斯结构.首先利用最大支撑树与评分函数构建两个初始种群,然后在种群内部引入改进免疫算子与自动交叉变异算子,在种群之间引入改进的联... 针对遗传算法学习贝叶斯结构时局部寻优能力差的问题,本文提出一种改进的免疫遗传算法(IIGA)学习贝叶斯结构.首先利用最大支撑树与评分函数构建两个初始种群,然后在种群内部引入改进免疫算子与自动交叉变异算子,在种群之间引入改进的联姻策略与师生交流机制,最后通过迭代搜索到最优贝叶斯结构.在标准网络中与遗传算法相比,提升了遗传算法的局部寻优能力.利用IIGA算法得到篦冷机水泥熟料换热工艺参数的结构,并以此结构为基础进行参数学习与故障推理,最终得到二次风温的故障诊断模型,对节约燃煤,保护环境具有一定实际意义. 展开更多

关键词 贝叶斯结构学习 改进免疫遗传算法 改进联姻策略 篦冷机故障诊断

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一种通过节点序寻优进行贝叶斯网络结构学习的算法 被引量：16

16

作者 刘彬 王海羽 +3 位作者 孙美婷 刘浩然 刘永记 张春兰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1234-1241,共8页

针对K2算法过度依赖节点序,遗传算法节点序寻优效率差的问题,该文提出一种直接对节点序进行评分搜索的贝叶斯结构学习算法。该算法以K2算法为基础,首先通过计算支撑树权重矩阵,构建能够定量评价节点序的适应度函数。然后通过提出混合交... 针对K2算法过度依赖节点序,遗传算法节点序寻优效率差的问题,该文提出一种直接对节点序进行评分搜索的贝叶斯结构学习算法。该算法以K2算法为基础,首先通过计算支撑树权重矩阵,构建能够定量评价节点序的适应度函数。然后通过提出混合交叉策略和孤立节点处理机制,同时利用动态学习因子和倒置变异策略,提升遗传算法节点序寻优的性能。最后将得到的节点序作为K2算法的先验知识得到最优贝叶斯网络结构。仿真结果表明,该方法解决了K2算法依赖先验知识的问题,相比于其它优化算法,评分值平均增加了13.11%。 展开更多

关键词 贝叶斯网络结构 节点序搜索 节点序适应度函数 K2算法

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荧光光谱法检测水质COD时温度、浊度、 pH的影响分析 被引量：20

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作者 周昆鹏 白旭芳 毕卫红 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1097-1102,共6页

以COD标准液为研究对象,基于特定激发波长下的荧光发射光谱数据,采用化学计量学算法对水质COD进行了检测,分析了水的温度、浊度和pH的变化对发射光谱的影响,并对相关参数的影响进行了补偿校正。在此基础上建立了多参量共同作用时对水质... 以COD标准液为研究对象,基于特定激发波长下的荧光发射光谱数据,采用化学计量学算法对水质COD进行了检测,分析了水的温度、浊度和pH的变化对发射光谱的影响,并对相关参数的影响进行了补偿校正。在此基础上建立了多参量共同作用时对水质COD预测模型的补偿校正方法。首先采用荧光光谱法对浓度范围为1～55 mg·L^(-1)水质化学需氧量(COD)标准溶液进行三维荧光光谱的采集,去除散射峰以后采用基于蚁群算法优化的偏最小二乘法(ACO-iPLS)对不同激发波长(Ex=255～285 nm,间隔为5 nm)下的荧光发射光谱(Em=275～450nm)数据进行特征提取并采用基于粒子群优化的最小二乘支持向量机算法(PSO-LSSVM)进行预测模型的建立。结果表明,不同激发波长下的荧光发射光谱数据模型的检验集决定系数R■在0.961 8～0.998 1范围内,当采用波长为Ex=270 nm的激发光作用时所激发出的荧光发射光谱数据所建模型的效果最优,其检验集决定系数R■=0.998 1,预测均方根误差RMSEP=0.348 3 mg·L^(-1)。其次,对温度、浊度、 pH对荧光光谱法检测水质COD的影响进行了分析,并给出了相应的补偿模型。结果表明,温度和浊度在检测水质COD时对荧光光谱的影响不可忽略,但通过建立补偿模型可以对其影响进行有效的补偿校正,温度补偿后荧光数据模型的整体平均偏差Bias=0.130 6 mg·L^(-1),经浊度补偿后可以很好的校正浊度变化对荧光光谱法检测水质COD的影响,而pH范围在4～12.3内变化时对荧光光谱的影响相对较小,因此可忽略。最后,结合单一影响因素的分析结果,对荧光光谱法检测水质COD时水体的多种环境因素(温度、浊度、 pH)共同作用的影响进行了分析。实验结果表明,忽略pH影响后,可以采用对温度和浊度同时补偿的方法对二者的影响进行有效的校正。该结果可为水质参数光学传感器在调试过程中抑制环境因素的影响提供参考。 展开更多

关键词 水质化学需氧量(COD) 荧光光谱法 预测模型 环境因素 影响分析

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紫外光谱法检测COD中硝酸盐与温度影响的研究 被引量：8

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作者 毕卫红 李建国 +2 位作者 吴国庆 付兴虎 付广伟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期717-720,共4页

以邻苯二甲酸氢钾配制的化学需氧量标准液为实验对象，采集1～800 mg · L -1标准液的紫外吸收光谱，运用偏最小二乘法（PLS ）建立了不同谱区的校正模型，结果表明，265～310 nm谱区模型的相关性最高，误差最小；为了消除硝酸盐与... 以邻苯二甲酸氢钾配制的化学需氧量标准液为实验对象，采集1～800 mg · L -1标准液的紫外吸收光谱，运用偏最小二乘法（PLS ）建立了不同谱区的校正模型，结果表明，265～310 nm谱区模型的相关性最高，误差最小；为了消除硝酸盐与温度对化学需氧量测量的影响，分别研究了不同浓度的硝酸钠与不同温度条件下标准液的紫外吸收光谱的变化情况，结果表明硝酸钠在208～238 nm有明显的吸收，265～310 nm谱区模型不受硝酸钠吸收的影响，温度的升高会导致标准液的紫外光谱吸光度的增大，通过预测分析建立了不同校正模型下的温度补偿函数。 展开更多

关键词 紫外吸收光谱 校正模型 硝酸盐 温度

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基于紫外吸收光谱法的海水总有机碳浓度原位测量 被引量：7

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作者 毕卫红 樊俊波 +5 位作者 李喆 李煜 王思远 王昊 付广伟 张保军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2484-2489,共6页

总有机碳(TOC)是指溶解和悬浮在水中的有机物的总含碳量,是以含碳量表示水体中有机物总量的综合指标。TOC的测定通常采用的是国标燃烧法和湿化学法,但这两种传统方法都具有测试方法复杂、测量时间长、速度慢等缺点,对大气环境会产生一... 总有机碳(TOC)是指溶解和悬浮在水中的有机物的总含碳量,是以含碳量表示水体中有机物总量的综合指标。TOC的测定通常采用的是国标燃烧法和湿化学法,但这两种传统方法都具有测试方法复杂、测量时间长、速度慢等缺点,对大气环境会产生一定污染且仅能在实验室内完成,无法进行海水的原位在线测量。而该研究采用紫外吸收光谱法测量TOC,通过燕山大学自主研发的光谱技术与集成电路相结合研制的TOC光学原位传感器,能够快速、不添加试剂、不产生二次污染的测量海水中总有机碳的浓度,且可以不受实验室环境的制约实现海水TOC的在线原位测量。将基于该方法研制的传感器进行实地下海实验,测量不同海域(河北沧州黄骅港周边海域、秦皇岛市周边海域)的TOC值,将传感器测量的结果与国标法测量结果的相关性、一致性、误差等方面进行对比。结果表明:在黄骅港海域采取的13个不同水样和秦皇岛周边海域采取的14个不同水样用国标法和TOC光学原位传感器测量的浓度值变化趋势基本一致,有较好的相关性和一致性,存在极个别水样产生偏离整体样本曲线的情况。实验数据经过线性拟合结果显示相关性较好,对两处不同海域的数据拟合曲线和常规残差分析,显示黄骅港海域水样的拟合相关系数r为0.859 0,残差平方和数值为0.165 4,秦皇岛周边海域水样的拟合相关系数r为0.939 9,残差平方和为3.513 1。由于相关系数r=0.939 9>r=0.859 0,所以秦皇岛周边海域的水样线性拟合效果好于黄骅港实验。常规残差0.165 4<3.513 1,是因为秦皇岛周边一些样本如河流入海口是污染的重灾区,生活污水和工业污水使水质存在更多干扰因素,这些干扰因素对海洋TOC光学原位传感器的准确性和稳定性造成了一定的影响。由于基于紫外吸收光谱法研制的TOC光学原位传感器与传统的国标法测量原理不同,样本集比较少,样本浓度覆盖面不大,海洋环境复杂多变,存在多种影响因素,如浊度、温度、 pH、浮游生物等,传感器无法彻底消除所有影响因素引起的误差,所以测量结果与国标法结果存在一定的误差。后续工作如何消除海洋环境复杂干扰因素的影响,减小传感器测量值的误差,使测量结果更加精确和真实,需要进一步讨论和更加详细的分析和研究。 展开更多

关键词 TOC 紫外吸收光谱 在线 光学原位传感器 拟合曲线

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基于简化云与K/N投票的选择性转发攻击检测方法 被引量：8

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作者 尹荣荣 张文元 +1 位作者 杨绸绸 李曦达 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期2841-2848,共8页

针对无线传感器网络中恶意节点产生的选择性转发攻击行为,该文提出一种有效的攻击检测方法。该方法将简化云模型引入信任评估中,结合改进的K/N投票算法确定目标节点的信任值,将目标节点信任值与信任阈值比较,进行选择性转发攻击节点的... 针对无线传感器网络中恶意节点产生的选择性转发攻击行为,该文提出一种有效的攻击检测方法。该方法将简化云模型引入信任评估中,结合改进的K/N投票算法确定目标节点的信任值,将目标节点信任值与信任阈值比较,进行选择性转发攻击节点的判定。仿真结果表明,当信任阈值为0.8时,经过5个时间段后,该方法能够有效地检测出网络中的选择性转发攻击节点,具有较高的检测率和较低的误检率。 展开更多

关键词 选择性转发攻击 简化云 改进的K/N投票算法 信任评估模型 信任阈值

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