DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 2. 实验部分 2.1. 样品选取 本文基于汽车内饰常用的改性聚丙烯PP/PE-TD20材料，将5%的页岩蛋白石粉替换5%的滑石粉，并对这两种材料进行对比研究，如表1所示，样品由台湾震雄1500吨注塑机制备。 2.2. 检测项目 5%页岩蛋白石粉替换5%滑石粉后，需要在保证材料基本物理和外观性能的基础上，降低散发四项和VOC的数值，表2为主要检测项。 Table 1 Test material 样品编号 原材料 牌号 供应商 1# PP/PE-TD20 (滑石粉20) PPB104D15022 东承住化 2# PP/PE-MD20 (滑石粉15 + 页岩蛋白石粉5) BRE62HBJD-16 东承住化 表1. 试验材料 Table 2 Test items and standar 检测项目 检测设备 设备型号 检测标准 密度 电子天平 BP221S DIN EN ISO 1183 拉伸强度/断裂伸长率 万能试验机 Z005C DINENISO 527-2 缺口冲击强度 Zwick冲击试验机 HIT5.5 DINENISO 179-1eA 弯曲模量 万能试验机 Z005C DINENISO 178 熔融指数 熔融指数仪 MP600 DINENISO 1133 耐刮擦 耐刮擦试验机 430P-1 PV3952 耐光性 氙灯老化试验箱 Ci4000 PV1303 耐发粘 氙灯老化试验箱 XXL PV1306 耐热老化 高温试验箱 PH-101 TL52388 气味 气味瓶(1 L) ---- PV3900 总碳 气相色谱仪 7890A PV3341 甲醛 测试仪 ---- PV3925 冷凝 雾化仪 HAAKE K20 PV3015 VOC (醛酮) 液相色谱仪 1525 Q/FC-CD05-011 VOC (苯系物) 气相-质谱联用仪 7890A/5975C Q/FC-CD05-011 表2. 试验项目及检测标准 2.3. 原理分析 在聚丙烯(PP)改性过程中，通常会加入一些辅助材料和添加剂，如矿物填料、玻璃纤维、相容剂、弹性体及抗氧剂等，这些组分的加入会由于本身的气味或者加工过程中的高温、高剪切而产生气味 [ 9 ]。物理吸附从理论上来讲，可以吸附所有挥发出来的小分子化合物。随着物理吸附剂的不断发展，出现了很多的物理吸附体系，包括活性炭体系、硅胶体系、金属氧化物等矿物土体系以及分子筛体系等，当上述系列吸附剂体系以一定形式分布于树脂基体时，它们均能对树脂材料中产生的气味或是挥发性小分子进行吸附 [ 8 ]。同样，页岩蛋白石粉的作用原理为物理吸附原理，对改性聚丙烯中挥发的有机小分子进行吸附和捕捉，如图1所示。 图1. 吸附原理图
system: [SYSTEM]

user: 3. 结果与讨论 3.1. 添加页岩蛋白石粉后对制件力学性能和熔体流动性能(MFR)的影响 表3为两种材料制件的力学性能和MFR的测试结果，从表中可以看出，由5%页岩蛋白质粉代替5%滑石粉后，材料的密度无变化，拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲模量和MFR有所下降，断裂伸长率有所增加，但检测值都在标准范围以内。这说明用页岩蛋白石粉替换部分滑石粉后，力学性能和加工性能是有下降趋势的，所以要保证材料满足标准要求，页岩蛋白石粉的含量要控制在5%以内。 Table 3 Two samples physical properties test results compariso 样品编号 密度 (g/cm 3 ) 拉伸强度 (MPa) 断裂伸长率 (%) 缺口冲击强度 (KJ/m 2 ) 弯曲模量 (MPa) MFR (g/10 min) 1# 1.02 20.2 108 24.8 1503 25.2 2# 1.02 17.9 125 21.6 1284 21.2 检测标准 1.04 ± 0.02 ≥15 ≥4 ≥20 ≥1100 实测值 表3. 两种材料制件物理性能检测结果 3.2. 添加页岩蛋白粉后对制件外观评价的影响 表4和图2为5%页岩蛋白石粉代替5%滑石粉后材料在耐刮擦、耐光照、耐发粘和耐热老化试验后的表面变化。塑料件的耐刮擦性定义为材料本身具有的对机械压力(例如尖锐物体或圆头物体的耐刮擦动作)的抵抗性，采用比色法测量，制件在进行耐刮擦试验后测量值是1.27，满足试验标准要求。耐光照试验是按照PV1303标准对光照后(5个周期)的制件表面进行评价，该评价通过五个等级的灰度尺来判断受光照后制件表面的褪色程度，从5级到1级(灰度)代表受光照后样件的颜色变得越来越浅，也就是褪色程度越来越大。如表4及图2(b)所示，经过5个周期的照射后，制件目视外观质量都满足标准要求，表面无亮斑或发花现象，无可见或可以感觉到的析出物等异常现象，灰度等级为4级，满足要求。耐发粘试验是按照PV1306标准对制件进行5个周期的照射，然后评价制件表面的发粘程度，共分为8个等级。如表4及图2(b)所示，经过5个周期的照射后，样件表面无任何异常变化，不发粘，满足标准要求。耐热老化是在150℃ 400小时的条件下，评价制件是否有表面结构的变化，PP是否有典型的分解。从表中描述和图2(c)，图2(d)可看出，耐老化试验后表面无明显变化，由5%页岩蛋白质粉代替5%滑石粉后的改性聚丙烯制件，可以满足系列外观类试验检测要求。 3.3. 添加页岩蛋白粉后对制件散发四项的影响 散发四项是对气味、总碳、雾度、甲醛进行检测。根据PV3900汽车内饰件气味检测标准，气味评价标准可分6级，从表5中数据读出，由5%页岩蛋白石粉代替5%滑石粉后，气味由5级降低到4级。总碳测试的是材料中总的有机小分子挥发物；甲醛的限制主要考虑甲醛的挥发对人体的伤害；冷凝是用来检测温度100℃左右材料中挥发出来的小分子的量，用来模拟车内高温环境下，仪表板等零件中挥发出来的小分子凝结在风挡上对车内环境造成的污染以及对视线造成影响等问题。表5数据表明，制件1#和2#的总碳、甲醛和冷凝测试结果均满足标准要求，但2#件的数值更低。综合来看，5%页岩蛋白石粉代替5%滑石粉，对PP材料的气味等降低起到很大作用。 3.4. 添加页岩蛋白石粉后对制件VOC的影响 VOCs (volatile organic compounds)，是指车辆驾驶舱/行李舱内零件或材料散发的挥发性有机化合物，主要包括苯系物、醛酮类物质以及十一烷、乙酸丁酯、邻笨二甲酸酯类等。按照一汽轿车Q/FC-CD05-011标准，用10L袋子评价方法的规定对2种样品进行VOC检测，散发到空气中的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的检测结果见表6。从表中数据可看出，由5%页岩蛋白石粉代替5%滑石粉后，除了甲苯的检测值略有升高、苯的检测值保持不变外均大幅度下降。同时，1#样品二甲苯、乙苯和乙醛的检测结果不合格，2#样品测试结果均在标准要求范围内。从VOC测试结果上看，2# 样品是一种低VOC环保型聚丙烯材料。 Table 4 2# Samples appearance properties test result 耐刮擦 耐光照 耐发粘 耐热老化 检测值 1.27 4级 无发粘 无粉化，无裂纹 检测标准 ≤1.5 ≥4级 无发粘 无表面的结构变化 表4. 2#制品外观性能测试结果 图2. 2#制品外观试验前后对比。(a) 耐刮擦，(b) 耐光照，(c) 耐发粘，(d) 耐热老化 Table 5 Two samples four emission test results compariso 测试项目 限定值 1# 2# 气味 4.0级 5 4.0 总碳 ≤40 μgC/g 16.7 1.3 甲醛 ≤3 mg/Kg 0.068 0.042 冷凝 ≤1.5 mg 0.98 0.25 表5. 两种制品散发四项测试结果对比 Table 6 Two samples VOC test results compariso 编号 苯 甲苯 二甲苯 乙苯 苯乙烯 甲醛 乙醛 丙烯醛 1# 1.7 2.4 97.2 59.8 1.5 30.5 139.5 N.D 2# 1.7 5.5 0.8 1.1 0.8 7.7 36.7 N.D 标准 ≤30 ≤60 ≤60 ≤50 ≤50 ≤100 ≤50 ≤20 表6. 两种制品VOC测试结果对比
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 本文基于汽车内饰常用的改性聚丙烯PP/PE-TD20材料，将5%的页岩蛋白石粉替换5%的滑石粉，并对这两种材料进行对比研究。研究表明新材料的物理性能和外观试验检测均满足客户试验标准要求，同时散发四项和VOC检测数值明显降低，说明PP/EP-MD20是一种健康环保低VOC改性聚丙烯汽车内饰材料，可进一步推广应用。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 学生体质健康一直备受关注，脊柱侧弯已经成为影响学生体质健康的突出问题之一。本文运用文献资料法和逻辑分析法从学校角度对小学生脊柱侧弯的产生机理、影响因素进行分析，提出预防对策以帮助学生矫正身体姿势，养成健康行为习惯，最终达到强体促强国的目的。 关键词 :小学生，脊柱侧弯，影响因素，对策分析 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 前言 为全面提高学生综合素质，我国政府提出了健康校园重大举措，切实加强学校体育工作，认真落实学校体育的活动，引导学生热爱体育，积极主动参与体育有关的运动 [ 1 ]。《体育强国建设纲要》更是充分体现了强体促强国，体育担当着培养身心健康年青新一代的重任。强体，增强身体素质，提高生命质量，作为人体第二生命线的脊柱 [ 2 ]，它的健康状况一但出现了问题，直接影响到我们的生活质量。强体，要从小抓起。生长发育是一个连续性的过程。根据青少年儿童骨骼发育特点及相关调查发现，在10岁以后侧弯患病率明显增高。流行病学研究显示脊柱侧弯中特发性脊柱侧弯约占80% [ 3 ]，在不同程度的脊柱侧弯中，中国少年儿童发生率高达20% [ 4 ]。尽管我国多次进行了学生体质监测，但是并没有涉及对脊柱的测量和检查 [ 5 ]。小学正处于早预防、早干预的良好时机。
system: [SYSTEM]

user: 2. 影响因素及危害分析 2.1. 影响因素 姿势性的侧弯或驼背是因身体长期处于不正确的姿势而引起的脊柱左右或前后发生的异常弯曲，这也是小学生中最容易出现的。主要因不正确的学习姿势及站姿引发。 2.1.1. 不正确的学习姿势 在社会竞争的无形压力下和秉着“不输在起跑线”的理念以及“望子成龙，望女成凤”的期望，使得家长们对小学生的文化课学习情况产生了较高的关注度，也相应有了更高的要求。现在的小学生们在正常结束学校学习外，还会被家长送去各类辅导机构进行文化课的学习，家庭条件好的也会请家教进行上门辅导。此外还需在晚上完成学校布置的家庭作业。写字时易出现身体向左或右倾斜、趴在桌上等各种不正确的习惯姿势，不同坐姿对脊柱造成的压力是不同的。而小学生们只能听从父母的安排，进行早已严重超出他们能够承受范围的伏案学习时间与负荷 [ 5 ]。 小学生们没有形成正确学习姿势的意识，不知道正确的学习姿势是什么样的，也不明白长时间保持着错误学习姿势会对他们的健康产生极大的危害；家长过多关注学生的学习成绩却忽视了孩子们脊柱的健康问题，对脊柱知识也不了解。小学生软骨成分较多，水分和有机物质多，无机盐少，骨密质较差，骨的弹性大而硬度小易变形。在脊柱周边肌肉缺乏锻炼的同时还长时间使用不正确的学习姿势，使得脊柱两侧肌力不平衡且得不到很好的放松，脊柱抗疲劳能力下降容易出现因疲劳受损，最终形成了恶性循环，导致脊柱侧弯的发生；学校以及辅导机构的老师不能关注到每一位学生的学习姿势，对其进行督促与纠正，这些都为小学生们脊柱的健康埋下了潜在的危害 [ 5 ]。 此外课桌椅高度也会影响小学生的学习姿势。小学生要在学校中度过六年宝贵时光，身高与年龄正比增长，不同年龄段的学生对课桌椅的高度要求是不一样的。学校课桌椅都是统一高度没有变化，而学生身高却在不断增长，坐姿也在相应变化，课桌椅的高度比例无法完全符合学生身高要求。在不同年龄阶段坐在相同高度的课座椅会对脊柱产生不同的压力，学生为适应课桌而发生弯腰、歪头、扭曲身体等不良姿势。 2.1.2. 缺乏体育锻炼 我国青少年体质测试结果显示学生体质逐年下降。目前，学校出现一种现象：因为担心学生出事，体育课中取消长跑项目、对抗性项目改成跳绳、取消春游秋游和社会实践，体育教师也不敢批评学生。学习成绩依然是大多数学校最重要的教育目标，对学生其他方面的发展不够重视。没有真正做到响应国家政策中培养德智体美全面发展学生的要求。小学生体育课的设置不合理，不能提高学生的体质健康，文化课教师甚至为了追求学生的文化学习成绩而占用体育课，硬生生减少了小学生们上体育课的次数和在学校中进行体育锻炼的机会和时间。 其次，小学体育课教学理念偏失、教学质量不高、教学单一枯燥，教学内容的选择也不恰当。学校体育课中学生动作技能的学习和掌握程度是教师的主要关注点，学生身体形态和基本站姿往往被忽视 [ 6 ]。体育教案及教学内容中更是没有体现对学生正确身体姿势的培养。另外，体育教师的教学方式由“探究、合作、自主”变成了“放羊”，使得本应该向小学生传授正确体育与健康的基本知识与基本技能和培养终身体育意识的体育课变成了学生自娱自乐的“玩耍课”。学生得不到系统、科学、专门的体育训练，起不到任何锻炼的意义，小学生们也没有形成锻炼的意识 [ 7 ]。这就更加减少体育锻炼的时间了。 体育锻炼时间减少使得学生肌肉力量得不到发展，影响良好身体姿态的形成。经常参加体育锻炼能够提高脊柱两侧肌肉的稳定性以及韧带的弹性和伸展性，有利于关节、肌肉以及骨骼的匀称与协调发展，帮助小学生们形成正确的身体姿势。一年级学生刚开始接受正规的体育课，这个阶段应格外注重学生正确身体姿态，健康脊柱的养成教育。如果缺失这方面的教育，学生存在的脊柱问题就不能得到纠正和预防，进而影响到后续运动技能的学习效果。年少时合理安排体育锻炼时间，养成良好的运动生活习惯，将会为我们的身体打好健康的基础 [ 8 ]。 2.2. 小学生脊柱侧弯的危害 青少年时期容易发生脊柱侧弯，不仅影响个体正常成长发育，导致驼背、高低肩、双腿长度不等、躯干左右不对称、身高降低等问题 [ 5 ]。由于异常的身体外观还会使学生产生自卑心理，不愿与人交往，长此以往进一步影响到心理健康，甚至会产生自闭现象。及早发现并且予以矫正，则大大减低了脊柱侧弯对青少年学生身心健康带来的伤害。有学者对脊柱侧弯患者心肺功能进行了分析，胸廓形状受脊柱形状的影响，胸廓形状的改变以及肋间肌的发育异常都会导致肺生长受限，从而影响呼吸功能。另外，脊柱侧弯也会影响到通气功能，在运动时更容易出现气短的情况。随着年龄的增加，脊柱侧弯所引起的气道阻力也有不断加重的趋势，肺功能的损害程度不断加深。侧弯不仅对肺功能有影响，很多患者被发现患有心脏功能异常，严重者的甚至会影响到脊柱手术的安全性 [ 9 ] [ 10 ] 青少年脊柱侧弯的危害还包括对心肺功能的影响、脊旁肌肉组织的变化、脊柱力学机构的破坏、神经的损伤等 [ 11 ]。所以小学生发生脊柱侧弯会影响学生身心健康和身体素质的发展，出现运动能力下降、情绪不稳定以及身体各项功能下降等问题 [ 12 ]。而正确的身体姿势对脊柱的健康生长可以起到良好的促进作用 [ 13 ]。
system: [SYSTEM]

user: 3. 学校体育应对措施分析 3.1. 端正思想，加强脊柱健康教育 学校通过定期的开展脊柱侧弯健康知识教育讲座，广泛宣传脊柱健康教育知识，树立脊柱保健理念。通过视频、图片、相关工具等加强教师思想的同时也让学生和家长更加直观的认识正确的学习姿态和基本站姿，了解错误身体姿势对脊柱生长发育的危害，加强脊柱安全教育。在认真学习理论后，指导学生和家长了解自身身体姿态上的欠缺，以及如何通过有效的体育锻炼来保护脊柱健康。从思想上改变教师与家长的唯分论和对体育课学习的认识，提高脊柱健康的保护意识，督促学生保持正确的身体姿势。 3.2. 合理安排学校体育活动，发挥校医作用 学校体育是向小学生们传授科学的体育运动、卫生保健、健康生活的知识以及运动技能和方法。提高小学生脊柱健康意识最有效、最基本的途径就是转变学校体育教学理念，将预防脊柱侧弯真正落实到体育教学环节中去。学校要合理安排体育与健康课程及课外体育活动，保证小学生体育课次数与质量，不能为了防止安全事故的发生而限制甚至是取消正常的课间活动和体育活动。应“真枪实弹”促进小学生德智体美劳全面发展。也可利用体育课发挥校医作用对学生进行脊柱侧弯筛查，力争早发现，早干预，早治疗。有条件的学校还可以增加瑜伽兴趣班、芭蕾形体兴趣班等，通过专业手段干预学生不良身体姿势。 3.3. 提高体育教师教学能力 体育教师要根据小学生生长发育规律认真地完成体育教案的设计、安排好教学内容，使用多样的体育教学方式，让小学生们在趣味性的体育课堂中对体育锻炼产生浓厚兴趣。让学生开心快乐地进行正确身体姿势的练习。如在体育课中增加各项身体素质的练习，以发展学生肌肉力量；增加脊柱保健操和其他有关身体姿态练习，以培养正确身体姿势；对轻度脊柱侧弯的学生通过运动手段进行干预，防止进一步加深脊柱侧弯度数；做好放松整理活动，缓解脊柱周边肌肉的紧张度。另外还要控制运动负荷，加强体育课的安全监督。 3.4. 调整课桌椅，减轻脊柱压力 长时间使用学校一成不变的课桌椅不利于学生正确身体姿态的养成，在不同年龄阶段坐在相同高度的课座椅对脊柱产生的压力也是不同的。不当高度的课桌椅会阻碍正确脊柱姿态的形成。根据学生生长发育的特点，为学生提供符合卫生标准的教学生活环境及与身高配套的课桌椅。另外要求一桌一椅一人，不能让多个学生挤在一个狭小的空间进行学习。例如一个两人座的长桌却安排三人使用。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结语 “欲文明其精神，先自野蛮其体魄” [ 14 ]。学生健康状况不单是关系到个人的成长和家庭的幸福，也关系到了整个民族人才的培养质量，是不容忽视的。小学生健康脊柱的形成需要学校和家庭的共同作用，家校合作采取综合有效的预防措施。学校积极开展脊柱安全教育，调整适宜的课桌椅高度；体育教师进行科学、系统的体育锻炼和运动干预；文化课教师对学生正确身体姿势进行督促；校医负责学生脊柱侧弯的筛查；家长则负责监督小学生们在家期间的坐、立姿势，增加体育活动的时间 [ 15 ]。真正将运动的理念传递给学生，帮助他们养成适合自己的且终身受益的锻炼习惯。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 唐卡是一门以表现宗教题材为主的重彩装饰绘画艺术，其用色上强调对比，讲究色彩富丽，追求金碧辉煌的效果，这些灿烂的色彩给人以视觉的冲击和心灵的震撼。其原始使命服务于宗教，取材于经文，通过精美的绘制，成了一件件精致的艺术品。唐卡的内容、颜色、造型等诸多方面也都为当今的为绘画艺术的发展提供了多种借鉴意义，但是其博大精深难以复制。图像风格迁移指利用给定的内容图与风格图生成同时具有内容特征和艺术风格特征的风格迁移图，基于神经网络的深度学习技术推动了图像风格迁移的研究。本文借助当前在视觉领域中快速发展的深度神经网络方法，对唐卡的色彩特征进行分析，并且提取唐卡色彩的色彩特征，为唐卡的整体风格转移研究提供新的方法。利用该方法在图像数据上进行实验，该方法能够高效、快速并自然地实现唐卡的全部风格迁移。 关键词 :唐卡，深度神经网络，风格迁移，特征提取 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 唐卡是一种画在布幔或纸上的画像，其题材几乎包罗了西藏生活的各个方面，故而堪称“西藏的百科全书”。其具有精细的画工、艳丽的色彩、丰富的民族文化内涵。作为藏族传统美术的一个主要的组成部分，其在佛教传入藏区后的上千年的发展历史中，不断受到周边地区其他民族和国家艺术风格的影响，在造像比例和服饰，色彩的运用等方面都发生了一定的变化，色彩在唐卡中包含着多种文化元素，能够直接反映藏传佛教美术象征意义以及宗教文化，藏传佛教及僧众的世界观和价值观等，通过最为直接、本质的色彩语言传递着复杂的含义。对于唐卡色彩特征的研究能够找寻到藏族绘画中的集体意识，是对唐卡内在精神含义的探索(见图1)。尽管经过前人的努力研究已经对其造像、图解、构图等方面都已 图1. 色彩丰富的唐卡 经取得了很大的研究成果，然而由于其博大精深、整体艺术特征复杂，对唐卡色彩的象征意义认识及其风格艺术吸收利用仍然不够 [ 1 ] [ 2 ]。 随着唐卡绘画艺术的发展，画师们在绘制过程中形成了色彩运用等诸多方面经验和理论，对于优秀的艺术，尤其是绘画，人们通过在内容与风格中加入复杂的色彩运用来创造独特的视觉体验，并形成了特定历史时期、特定民族特色的绘画风格。本文中我们通过在其他基于视觉概念的关键领域取得重要成果的深度学习方法，来实现唐卡整体风格特征迁移，使人们能够充分吸收利用唐卡的艺术风格特征注入到特定作品中。唐卡的内容、颜色、造型等诸多方面也都为当今绘画艺术品提供丰富的创作素材和借鉴 [ 3 ]。
system: [SYSTEM]

user: 2. 深度神经网络 深度学习开始于Hinton和他的学生Salakhutdinov在《Science》发表的一篇文章 [ 4 ]，其说明多隐层人工神经网络具有优异的特征学习能力，其核心在于各层的特征学习不依赖于领域专家知识，而是通过通用学习过程从数据中学习得来，它把原始数据通过一些简单的非线性模型转变为更高层次的，更加抽象的表达，并且对数据有更本质的刻画。Gatys [ 5 ] 等实现了图像风格迁移的算法，其最终生成的风格迁移结果图应该同时具备内容特征与风格图像。图像风格迁移方法主要针对输入的整幅图像进行全局风格迁移，可以对整幅图像进行统一操作，用户操作简单方便，可以继承图形整体风格。 当前图像视觉任务处理中最为强大的深度神经网络是卷积神经网络。卷积神经网络由小型计算单元层构成，以前馈方式分层处理视觉信息。每层单元可以被理解为图像滤波器的集合，每个图像滤波器从输入图像中提取特定特征，因此，给定层的输出包括经过不同滤波器滤波过后的输入信息，也就是所谓的图像的特征。在图像视觉任务中，我们将图像视为二维数据，对于任意二维数据，可以将它们转换为矩阵。如果需要识别图像中的特定曲线，根据数字图像的原理，该位置的像素值必须具有如图2所示的规则。此时，当我们使用不同卷积核与原始图像做卷积运算，卷积神经网络提取的图像特征也不同。当使用具有与图像特征相似的卷积核时，得到的特征与原始图像接近，如卷积结果-2，而通过卷积核-1得到的特征则与原始图像具有相反的数组特征。卷积神经网络在训练每层神经网络的过程可以被视为一系列卷积核的优化。即通过提供的样本数据，优化卷积核，使其提取期望的特征值。 图2. 卷积核运算示例 因此当卷积核在图像上训练时，它们生成了一种对与图像的表达，能够依次对图像内的信息不断地识别。随着网络层次的加深，这个输入图片被不断转化为我们想要关注的图像色彩的特征内容，而不仅仅是像素值所表现出来的色彩内容，如图3所示 图3. 图像特征深层神经网络迁移
system: [SYSTEM]

user: 3. 深度学习提取色彩特征方法 本文中，为获取图片色彩风格的表现，以VGG网络为基础 [ 6 ]，它是使用广泛的卷积神经网络框架，其在同一视觉对象识别的任务上与人类表现相媲美。修改其结构，使用16层卷积层和5个池化层特征空间，并且删去其中的所有的全连接层。网络的每一层定义了一个非线性的过滤组，它的复杂性随着网络的深度而增加。 首先依据Gatys等提出算法构建内容提取与色彩风格提取误差函数。给定一个输入图片 x → 在卷积神经网络的每一层的都会给出其对应的编码输出。图片 x → 在计算机内部以一维矩阵的形式展开，大小为M (图像高与宽的乘积)。假设第l层神经网络的卷积层具有 N l 个不同的滤波器(即卷积核)，则在第l层中，图像的映射特征有 N l 个，每个大小为 M l ，特征输出为 p → ，每层分别以矩阵 F l ， P l ∈ R N l × M l 形式存储，其中 F i j l 是第i个滤波器第j个像素点的激活值。 定义平方误差函数作为输出特征与输入图像之间内容提取误差函数： L content ( p → ， x → ， l ) = 1 2 ∑ i ， j ( F i j l − P i j l ) (1) 损失值的导数与激活函数输出之间关系为： ∂ L content ∂ F i j l = { ( F l − P l ) i ， j         F i j l > 0 0                                       F i j l < 0 (2) 在网络每一层中的卷积神经网络响应之上，构建一种样式表示，其计算不同滤波器响应之间的相关性，其中期望是在输入图像的空间扩展上获得的。这些特征相关性通过Gram矩阵给定 G l ∈ R N l × N l ，这里 G i ， j l 是l层中第i个向量化特征映射与第j个向量化特征之间的内积： G i j l = ∑ k F i k l F i k l (3) 为了生成与给定图像生成特征匹配的纹理，使用来自白噪声图像的梯度下降法找到与原始图像特征表示想匹配的另一图像，其通过最小化原始图像的Gram矩阵与期望生成图像的Gram之间的均方误差实现。因此，令 a → 与 x → 分别是原始图像与期望生成的特征图像，并且 A l 与 G l 分别代表其在l层中的色彩风格特征，那么此层对误差损失的贡献是： (4) 全部的误差损失是： L style ( a → ， x → ) = ∑ l = 0 L w l E l (5) 这里 w l 是每层对总损失的贡献的加权因子。关于第l层中的激活的 E l 的倒数可以通过分析计算： ∂ E l ∂ F i j l = { 1 N l 2 M l 2 ( ( F l ) T ( G l − A l ) ) j i           F i j l > 0 0                                                                                 F i j l < 0 (6) 这里可以用误差反向传播算法计算 E l 相对于网络的较低层中的激活的梯度，最终的色彩风格重建是通过赋予五个卷积层不同的权值而生成的。
system: [SYSTEM]

user: 4. 唐卡风格特征迁移 本文利用上述算法将唐卡图像作为风格提取的源图像，如图4(a)所示，提取唐卡的整体图像特征和风格特征，通过风格提取神经网络将唐卡的色彩特征提取并赋予图4(b)的图像上，最终得到具有唐卡色彩特征的风景图像，如图4(c)。经过整体风格迁移后，使得现代建筑图像图4(b)具有了唐卡图4(a)的色彩、构图风格特征，而且浑然一体，自然流畅，使得简约的现代建筑举办了丰富的色彩和神秘的宗教特征。迁移工作虽说运算量较大，但是输入输出简单，易于实现。 图4. 唐卡风格提取实例。(a) 唐卡风格提取源图像，(b) 输入的风景图像，(c) 唐卡色彩特征下的风景图像
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 基于卷积神经网络的深度学习方法能够对图像的色彩表现的艺术风格特征进行提取，并通过加深层的深度来使得色彩艺术风格表现的更为抽象，是图像风格的更高空间中的特征提取，实现图像整体风格迁移，不破坏艺术品的整体风格特征。对于唐卡这种色彩极为丰富及内涵深奥的宗教文化信息的绘画艺术，能够做到整体继承，为唐卡艺术的借鉴利用提供了快速、可靠的方法。也为后面分析不同历史时期、不同情景下的绘画特征提供更加丰富的参考信息。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 为减小规模化电动汽车无序充电行为对区域电网的影响，即减少区域电网负荷峰值的增加，电动汽车作为可响应需求的移动负荷，其对电网的影响力随着规模的扩大日益凸显。为了发挥其作为可控负荷的潜力，促进电网与用户间的互动，本文提出基于区域配电网的有序充电的系统，该系统可实现充电桩状态和配电网负荷数据的监测与传输，随后根据有序充电策略的设计原则和管理策略，并结合当前区域内配电网用电负荷、电动车辆运营情况和车辆电量等多种情况，使用多维度多目标算法自动生成有序充电策略。最后以某区域内的充电为应用场景，经过多次试验，结果表明按生成的控制策略，通过引导电动汽车进行有序充电，可以达到降低日负荷峰谷差的目的。 关键词 :有序充电，能源互联网，充电策略，多维度，多目标 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 近年来全球气候不断恶化，传统化石燃料汽车受到挑战，电动汽车领域迅速发展 [ 1 ]。截至2018年底，全国机动车保有量达3.27亿辆，其中汽车2.4亿辆，新能源汽车261万辆，纯电动汽车保有量211万辆，占新能源汽车总量的81.06% [ 2 ]。每辆车按充电功率7 kW计算，总容量约为1477万kW，可见，随着电动汽车规模化发展，其总体充电功率是十分庞大的，由于电动汽车充电负荷在时间和空间上具有一定随机性，电动汽车的无序充电可能导致电网负荷峰值增加，现有的配电网很难支撑规模化电动汽车无序充放电，而且对配电网线路改造，成本投资巨大 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。 为了解决上述问题，通过对电动汽车实施有序充电，区域配电网实时负荷的峰谷差得到有效的降低 [ 5 ]，同时缓解配电网的改造。文献 [ 6 ] 针对居民区分时电价，提出一种小区电动汽车有序充电控制策略，并分析几种不同的控制策略的结果。文献 [ 7 ] 以居民区的配电网峰谷差最小为目标，采用遗传算法，对电动汽车在谷电价区间的充电时间进行优化。文献 [ 8 ] 基于居民区的配电网，以峰谷差最小为目标函数，生成有序充电控制策略。文献 [ 9 ] 通过分析不同车型的无序充电、有序充电，提出分散充电和集中充电相结合的充电控制方法。 随着电力物联网的发展，电网与用户的互动更加密切，更应促进电力需求侧响应，使电网朝着更加智能与高效的方向发 [ 10 ] [ 11 ]。用户通过智能终端将电动汽车与充电系统连接，实现对电动汽车充电行为的远程控制，同时区域有序充电平台根据电网负荷以及用户需求，自动生成充电计划，下发到充电设备，同时告知用户。该系统通过智能终端实现用户、电动汽车以及充电设备三者联络，是实施有序充电方案的载体。 本文首先介绍区域有序充电系统的构建方案，以区域主站作为有序充电运营平台，构建有序充电系统框架，有序充电运营平台通过台区侧的能够管理单元获取区域配电网的负荷情况，同时获得电动汽车群体充电行为响应信息，掌握用户充电行为的规律与特征，以减少日负荷曲线波动、缩小峰谷差为目标，采用事件即时调度和周期滚动调度，进行有序充电控制。最后通过某区域内的有序充电，验证此方案减少配电网的峰谷差效果明显。
system: [SYSTEM]

user: 2. 有序充电系统架构 本文所采用的有序充电控制系统由区域主站、能量管理单元、能量采集终端、充电设备等构成。如图1所示。 图1. 有序充电系统架构 能量采集终端作为充电计划的执行装置，可根据充电计划在指定时间点向特定的充电桩发送启动充电、停止充电或充电功率调节等控制指令。能量采集终端可同时控制多个充电设备，也可通过多个计量模块，对相应的交流充电桩进行计量。因通信故障导致无法接收主站或能量管理单元下发的充电计划，充电设备可支持本地启动充电(通过启动卡方式)，可优先执行内置的默认充电计划，即保持最低功率连续充电，其优先级较低，在通讯恢复后，按新的充电计划输入时执行。 能量管理单元是充电设备的有序充电控制管理中心，对下通过以太网或RS485接口与用电采集终端通信，获取变压器负荷状态信息；对上通过4G或3G方式与运营平台通信，获取所在区域中的每台充电设备的实时状态和充电参数信息。 区域充电服务平台，以满足区域配电电网的安全经济运行为目标，开展区域级能量调度管理并支撑本地设备开展分层协同控制，基于台区配变历史常规负荷数据和历史充电及用车习惯等基础数据，采用相应的负荷预测算法，预先计算台区基础负荷以及在各个时段可用充电功率，生成台区日前负荷调控目标曲线及负荷预测曲线，下发到能量管理单元，根据有序充电的管理和控制策略，按一定的控制算法对每台充电设备生成最优控制策略。
system: [SYSTEM]

user: 3. 有序充电控制策略 电动汽车有序充电，是指在区域配电网电力供应不足、突发事件等情况下，通过行政措施、经济手段、技术方法，依法控制部分用电需求，维护供用电秩序平稳的管理工作。 3.1. 有序充电策略设计原则 有序充电策略设计应遵循以下设计原则。 3.1.1. 违约最小原则 充电申请一旦被区域主站受理，应按用户充电需求生成充电计划；如出现较大的电力变化，应力求违约单数最小。同时，应满足每个充电订单启停次数最少，且功率调整次数最少的原则。 3.1.2. 次序优先原则 在用户优先级、充电目标相同情况下，按照订单生成时间的顺序优先安排充电计划；因区域配电网容量严重不足，按订单生成的先后次序优先调整订单生成时间排序在后，或者会员等级较低或非会员的充电订单。 3.1.3. 尽早履约原则 在充电计划编排时，应在满足履约目标、用户受益最大，以及充电过程尽量连续平滑的条件下，尽早启动充电过程，以减少在约定提车时间内不能完成充电电量的违约风险。 3.1.4. 费用最少原则 在不影响既有订单的充电目标和受益前提下，在充电计划编排中可采用以下策略：可以调整“有序充电”车辆的充电计划时间，提升“正常充电”的支持能力；对于“有序充电”车辆，在充电计划编制时可优化调整其充电功率，延展其充电时间，以实现电网低谷时段的充电容量充分利用，并满足更多车辆的充电服务需求。 3.2. 有序充电管理策略 有序充电管理是指面向充电请求的审核和充电订单的优化调度编排，其包括事件即时调度、周期滚动调度两种。 3.2.1. 事件即时调度 1) 当充电用户发起充电请求时，区域主站对其进行充电计划的预调度编排，审核充电请求的合理性和有效性。若请求合理且可完成，则生成订单；否则，不生成订单，并告知用户原因。 其充电计划的预调度编排的策略为： ➢ 若新的充电申请将影响既有订单的充电履约目标和电费受益，该申请将不予受理； ➢ 在满足履约目标、用户受益最大条件下，应使得充电过程尽量连续平滑； ➢ 当某一充电时段的区域电力容量不足时，对于同一类模式的充电请求，按照订单生成时间的顺序优先安排充电计划； ➢ 在不影响既有订单的充电目标和电费受益前提下，可以调整“有序充”车辆的充电计划时间和充电功率，提升“正常充”的支持能力，实现电网充电容量的充分利用，并满足更多车辆的充电服务需求。 2) 当用户中止充电订单时，在结束用户订单后，重新进行充电计划的调度编排，调整在线订单充电计划，以提高订单履约率的满意度。 3) 为避免用户短时多次提交充电申请对有序充电形成干扰，对用户中止充电请求次数进行约束，每个用户一天内中止充电请求不能超过约定的次数(本次取3次)。 3.2.2. 周期滚动调度 在有序充电过程中，能量管理单元根据电网实时运行状况、负荷预测以及用户订单执行偏差，周期滚动进行充电调度计划的编排。周期滚动编排在事件即时调度策略的基础上，还需考虑以下内容： 1) 用户的充电申请一旦成为订单，应力求保证本次订单完成。当由于区域配电网负荷波动、实际负荷与计划偏差较大等原因，而将有订单违约时，可以在不影响其它订单履约目标的条件下，适度调整一些订单，避免和尽量减少订单违约。 2) 如违约不可避免，应力求违约单数和违约电量最小。 3.3. 在线调度控制策略 在配变充电容量不足、或上级电网紧急负荷控制请求等条件下，需要对充电负荷进行在线调度控制。在线调度控制基于周期滚动调度编排的充电计划，进行充电功率调整或充电状态变更，以满足电网安全运行约束，并执行编排的充电计划。 在线调度控制具有周期控制和即时控制机制。周期控制面向台区充电管理与控制要求。即时控制为响应上级电网的紧急负荷控制要求，在条件许可下尽快实现控制目标。 在线调度控制主要采用以下策略： a) 当需要降低充电负荷时，按预先设置的规则依次调整充电设备的输出功率，根据需降低功率的大小，依次调整充电设备的输出功率； b) 当所有车辆均调整至最小输出功率时，仍不能满足负荷降低目标时，则按订单生成的次序暂停充电设备的功能输出； c) 在进行功率恢复时，则反序优先恢复最近被降低或暂停的输出功率； d) 监测车辆控制响应水平，以便后期在控制中增加考虑车辆的指令响应能力，进行相关信用记录和评价。
system: [SYSTEM]

user: 4. 有序充电实现过程 本文针对区域变配电网、历史负荷数据和电动车用户使用数据等多维度多目标生成最优策略，通过充电设备进行有序充电，充电设备实现有序充电，具体实现流程图如图2所示。 1) 电动汽车驶入停车位，完成充电电缆连接后。 2) 充电用户可通过手机APP或有序充电设备的人机操作界面，根据车辆的实际需求可设置充电电量、预计用车时间等充电需求信息，并从“有序充电”、“正常充电”两种充电模式中选择其中一种模式，提交充电请求。 3) 区域平台根据充电用户提交的充电请求，根据充电设备编号，充电模式、用车时间、电量等信息，并结合台区历史用电负荷、历史天气库等数据信息，采用层次聚类、神经网络法等训练模型，得到当前台区配电网的预测结果，包括预测日的负荷曲线、日最大最小负荷以及日负荷电量，生成相应的充电计划。 图2. 充电设备有序充电流程图 4) 并把充电计划传递给所在区域的能量管理单元，能量管理单元根据台区内变压器的实时功率，剩余功率。根据实时在线调度控制策略，对充电计划的预调度进行优化和修正，审核充电计划的合理性和有效性，并把结果返回给充电服务运营平台。若返回请求合理且可完成，则充电服务运营平台生成订单；否则，不生成订单，告知用户原因。 5) 对于选择“正常充电”模式的车辆，其在电网充电容量许可条件下将立即进入充电状态；否则，车辆进入等待状态。一旦电网充电条件具备时，将立即进入充电状态。对于选择“有序充电”模式的车辆，根据编排的充电计划等待至低电价时段进入充电状态；若低谷时段充电电量不能满足充电需求，则会在其它时段为其编排充电计划，以满足其充电目标电量。 6) 充电过程中，用户可通过手机APP或有序充电控制器实时查询充电功率、已充电量，预计充电结束时间等信息。能量管理单元根据实际用电情况、剩余电量，用户充电模式级别、提车时间，采用事件即时调度、周期滚动调度，并按有序充电的管理和控制策略进行充电管理和调度。能量管理单元可以实时分析用户订单目标达成偏差情况。若发现将发生较大的预期偏差，将通过充电服务运营平台及时告知用户，以便用户根据自身用车安排调整充电计划。 7) 充电目标达成时，将自动停止充电过程，同时，用户将接收到充电订单的完成情况信息。
system: [SYSTEM]

user: 5. 算例分析 本文以某小区乘用车为研究对象，50%用户返回小区后选择常规充电，其电动汽车最初SOC为20%到50%。该小区汽车总量约为200辆，共有50台交流充电桩，其中电动汽车约为60辆。电动汽车池容量平均为40 kW·h，交流充电桩的功率为7 kW。 小区变压器的额定容量为630 kVA，功率因数是0.9，效率是0.9，可得变压器最大负载能力P = 0.9 × 0.9 × 630 = 510 kW。 基于概率密度分布，通过蒙特卡洛方法模拟车辆接入时间和动力电池组荷电状态，默认用户申请的用车时间为早上7点前，默认开始充电前电动汽车的SOC start 为30%，充满后的SOC end 为100%。无序充电和有序充电负荷图如图3所示。 图3. 有序充电和无序充电负荷曲线对比图 无序充电主要集中在晚上20点到2点，而有序充电电动汽车充电负荷相对比较分散，基本上分布在11点到14点时间段和23点到4点时间段，但是在16点到18点时间段出现了“峰上加峰”的现象。所采用的控制策略并不完全满足需求，因此还需要进一步改善有序充电控制算法，多目标协调调度更合理，使得电动汽车实现真正的有序充电。 由试验结果可知，小区配电网有序充电模式下，虽然保持原有的基础负荷峰值不变，但峰谷差率明显降低。
system: [SYSTEM]

user: 6. 结语 为了减少电动汽车用电负荷对配电网的不利影响，本文介绍了一种基于区域配电网的有序充电系统的设计和实现方案，所建立的模型充分考虑了电动汽车随机分配的特点，建立事件概率模型，通过采用在线调度控制策略，实现电动汽车的有序充电，通过实际充电和有序用电数据进行分析。算例表明，通过和无序充电进行对比，有序充电能够达到减少配电网负荷波动的效果，优化电力资源，在一定程度上达到了“削峰填谷”的作用，验证了系统方案具备一定的可行性和有效性。但在控制策略算法需要进一步优化，通过多维度多目标生成最优策略，区域内多种能源协同调度，最终使得电动汽车实现真正的有序充电。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文通过实验和数值模拟研究了等离子体丝对微波传输的影响，研究了微波入射角度和等离子体丝间距对微波反射率的影响。结果表明，当微波入射面与细丝传输方向垂直，S极化入射时，微波的反射率随着入射角度的增加而迅速增大；当微波入射面与细丝平行，P极化入射时，反射率随入射角度增加而逐渐减小。此外，减小等离子体丝间距可以使微波的反射率增加。 关键词 :飞秒激光成丝，微波，反射率 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 飞秒激光在空气中传输时，主要由于非线性克尔自聚焦效应和等离子体散焦效应之间的动态平衡，能够形成一条长距离传输的等离子体通道，称为成丝现象。等离子体丝可以在空气中传输几百米甚至上千米 [ 1 ]。等离子体丝内具有较高的电子密度，其电阻大约为10 13 ~10 15 Ω/m [ 2 ]，具有较好的导电性能。等离子体丝还具有强度大、收放自由等特点，可以应用于电磁波防护、雷达信号探测等领域。近年来，国内外学者在等离子体丝与电磁波相互作用方面进行了大量研究 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。2007年，Musin等人利用多根细丝组成空心圆柱型波导通道研究了其对电磁波的引导作用，发现电磁波在该通道内的传输效率明显优于在自由空间中的传输效率 [ 7 ]。Alshershby等人也对等离子体空心波导进行了研究，结果表明空心波导能够有效引导微波的传输 [ 8 ]。最近，刘洋等人利用飞秒激光等离子体双丝进行了高功率微波传输的相关研究，结果显示，微波在等离子体传输线表面以接近光速传播 [ 9 ]。Marian等人利用有限时域差分法，研究了35 GHz电磁波在不同电子密度、温度、层数的等离子体细丝阵列条件下的反射和透射率 [ 10 ]。朱安石等人通过建立等离子体丝与电磁波相互作用模型，研究了不同参数等离子体丝对电磁波传输的影响 [ 11 ]。刘洋等人研究了等离子体丝阵列对6 GHz微波的透射效果，结果表明，喇叭天线的偏振方向与等离子体丝阵列方向垂直时，透射效果要强于两者平行时的透射效果 [ 12 ]。孙中浩等人仿真研究了飞秒等离子体丝阵列对不同极化10 GHz电磁波的吸收特性 [ 13 ]。李志刚等人对等离子体与高功率微波相互作用的影响进行了研究，分析了入射电磁波频率在两者相互作用过程中对电子密度和透射电场的影响 [ 14 ]。由上可以看出，研究人员在等离子体丝作为波导结构传输电磁波等方面已经进行了很多的研究，但是在激光等离子体细丝阵列与电磁波之间相互作用方面仍然比较欠缺，需要更深入的研究。 本文首先通过数值模拟计算了不同入射角度的微波入射到飞秒激光产生的等离子体双丝时的反射率。结合计算结果，实验研究了等离子体双丝对微波的反射。结果表明，当微波入射面与细丝传输方向垂直，S极化入射时，微波的反射率随着入射角度的增加而迅速增大；当微波入射面与细丝平行，P极化入射时，反射率随入射角度增加而逐渐减小。此外，随着等离子体丝间距的减小，反射率不断增加。
system: [SYSTEM]

user: 2. 数值仿真研究 2.1. 模型设计 我们利用FDTD Solutions软件对等离子体细丝和微波的相互作用进行了数值仿真研究，首先建立了一个平行排列且电子密度和温度均匀分布的圆柱形等离子体丝，其中等离子体丝的有效折射率通过下式计算得到 [ 10 ]： η f = ( 1 − ω p e 2 ω 2 ( 1 + i v e / ω ) ) 1 / 2 (1) 式中，等离子体角频率 ω p e = ( n e e 2 / m e ε 0 ) 1 / 2 ， n e 为电子密度，e、m e 分别为电子电量和质量， e = − 1.60 × 10 − 19 c ， m e = 9.11 × 10 − 31 kg ， ε 0 = 8.854 × 10 − 12 F / m 为真空中的介电常数。 v e = v e i + v e n 为电子的碰撞频率，其中 v e i = 3 × 10 − 6 ln Λ Z e f f n e T e − 3 / 2 为电子离子碰撞频率 [ 15 ]， v e n = σ v t h n n 为电子与中性粒子碰撞频率。 T e 为等离子体电子温度， ln Λ 为库伦对数， n n 为中性粒子密度， Z e f f = 1 。碰撞散射截面 σ = 5 × 10 − 15 cm 2 ，电子热运动速度 v t h = 4.19 × 10 7 T e 1 / 2 cm/s [ 16 ] [ 17 ]。 等离子体双丝与微波相互作用的几何模型如图1所示，等离子体丝平行于z轴，入射微波平面与x轴的夹角为φ，入射方向与y轴夹角为θ。 图1. 等离子体双丝与微波相互作用的几何构型 依照图1所示的等离子体双丝与微波相互作用的几何模型，可分为四种情况，如图2所示：(a) φ = 0˚，S极化；(b) φ = 0˚，P极化；(c) φ = 90˚，S极化；(d) φ = 90˚，P极化。研究已经表明，当φ = 0˚，P极化和φ = 90˚，S极化时，微波的极化方向始终与等离子体丝轴线垂直，透射率接近于1，几乎不存在反射 [ 10 ]。因此，在本文中只考虑(a) φ = 0˚，S极化和(d) φ = 90˚，P极化这两种情况。 2.2. 数值仿真结果与分析 利用FDTD Solutions软件模拟了微波不同入射角度以及等离子体丝间距等条件下激光等离子体细丝对微波的反射。在数值模拟中设定等离子体丝的直径为150 μm、电子密度为10 17 cm −3 、电子温度为1 eV。 2.2.1. 微波入射角度对反射率的影响 首先模拟了微波入射角度对反射率的影响。图3所示为等离子体双丝(间距为3 mm)情况下微波反射率随微波入射角度的变化，其中(a)为φ = 0˚，S极化，(b)为φ = 90˚，P极化，微波频率为12 GHz。从图中可以看出，当φ = 0˚，S极化时，反射率随着微波入射角度的增加而逐渐增大；当入射角超过大约45˚时，反射率随角度增加而迅速增加，并在接近90˚时达到最大值。相反，在φ = 90˚，P极化的情况下，随着微波入射角的增大，反射率逐渐减小，在接近90˚时趋于零。产生这种结果的原因主要是由于，在φ = 0˚，S极化时，随着微波入射角的增加，细丝间距在入射微波波前的投影越来越小，即细丝的有效间距变小了，因而反射率会随着入射角度变大而迅速变大。对于φ = 90˚，P极化的情况，从图2(d)中可以看出，随着入射角度的增加，微波的极化方向与等离子体双丝平面的角度越来越大，其在细丝平面上的分量越来越小，细丝对微波的影响也就越来越小 [ 18 ]，从而会造成微波反射率逐渐减小。 图2. 激光细丝与微波相互作用不同极化情况：(a) φ = 0˚，S极化；(b) φ = 0˚，P极化、(c) φ = 90˚，S极化；(d) φ = 90˚，P极化 图3. 微波入射角度对(a) φ = 0˚，S极化和(b) φ = 90˚，P极化时等离子体双丝微波反射率的影响 2.2.2. 等离子体丝间距对反射率的影响 图4给出了等离子体丝间距对反射率的影响，其中图(a)为φ = 0˚，S极化的情况，图(b)为φ = 90˚，P极化的情况。模拟中使用了间距为1 mm和3 mm的等离子体双丝，微波频率为10 GHz。从图中可以看出，无论入射角度如何变化，间距1 mm的等离子体双丝的反射率始终大于间距3 mm的，这与董超等人研究的结果一致 [ 18 ]。 图4. 等离子体丝间距对(a) φ = 0˚，S极化和(b) φ = 90˚，P极化微波的反射率的影响
system: [SYSTEM]

user: 3. 实验部分 3.1. 实验装置 在模拟研究的基础上，我们进一步实验研究了等离子体丝对微波传输的影响。图5为飞秒激光等离子体丝与微波相互作用的实验装置示意图，实验中采用重复频率1 kHz、中心波长800 nm、脉冲宽度45 fs的掺钛蓝宝石飞秒激光放大器作为光源。首先，激光经过一个分束镜分为两个光束，利用焦距f = 1 m的平凸透镜聚焦，在空气中产生等离子体丝，细丝之间的间距可控。然后，将等离子体丝布置到待测区域，微波信号源(TH1427H)发出微波信号经同轴电缆线传输由喇叭天线(WR-90)发射出去，经过等离子体细丝区域之后再由相同型号的喇叭天线(WR-90)接收，通过示波器(TDS7254B)记录信号，进而分析透射微波信号数据研究等离子体丝对微波的影响规律。需要指出的是，由于我们实验所用的信号源功率有限，发射和接收的喇叭天线不能拉开足够的距离，并且喇叭天线又具有较大的尺寸，如果直接测量反射信号会存在很大的误差，因此采用了测量微波的透射信号，如图5所示。 图5. 实验装置示意图 3.2. 结果与讨论 3.2.1. 微波入射角度对反射率和吸收率的影响 首先，研究了微波入射角度对微波反射和吸收的影响。图6为等离子体双丝条件下反射率和吸收率之和随微波入射角度的变化趋势，其中图(a)为φ = 0˚，S极化，图(b)为φ = 90˚，P极化的情况。实验中采用的微波频率为12 GHz；等离子体丝长为80 mm，双丝间距为8 mm；发射和接收喇叭天线之间的间距为80 mm。从图6中可以看出，当φ = 0˚，S极化时，反射率和吸收率之和随着微波入射角度的增加而增大；当φ = 90˚，P极化时，反射率和吸收率之和随着微波入射角度增加而逐渐减小，这与数值模拟的结论一致(图3)。但是，由于数值模拟中的激光等离子体丝采用了简化的参数设定，所以，在具体数值上，得到的结果不能和实验结果完全相符。 图6. (a) φ = 0˚，S极化和(b) φ = 90˚，P极化微波入射角度对其反射率和吸收率之和的影响 3.2.2. 等离子体丝间距对反射率和吸收率的影响 进一步研究了等离子体丝间距对微波反射率和吸收率之和的影响，结果见图7，其中图(a)为φ = 0˚，S极化，图(b)为φ = 90˚，P极化的情况。发射天线和接收天线的距离为80 mm，等离子体丝长度为80 mm，丝间距分别为5 mm和8 mm。由于实验条件限制，入射微波的角度范围从0˚变化到60˚。从图中可以看出，实验上得到了与数值模拟结论相符的结果，即随着等离子体丝间距的增加，反射率和吸收率之和减小。 结合实验和模拟，我们可以得到这样的结论：通过优化等离子丝间距以及微波入射角度，可以控制等离子体丝对微波的反射和吸收效率。 图7. 等离子体丝间距对(a) φ = 0˚，S极化和(b) φ = 90˚，P极化微波反射率和吸收率之和的影响
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 数值模拟和实验研究了飞秒激光等离子体细丝对不同极化和不同入射角度的微波传输的影响，结果表明，当φ = 0˚，S极化时，微波反射率随着微波入射角度的增加而迅速增加；当φ = 90˚，P极化时，微波反射率随着微波入射角度的增加而逐渐减小；等离子体细丝间距越小越有利于提高微波的反射率。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 海参含海盐量过高，对其食味品质和营养价值影响较大，为实现快速、无损盐渍海参品质分级，以两种不同食盐浓度下制备的盐渍海参为研究对象，利用质构仪采集力学数据信息，通过工业相机采集下压过程的图像信息，提取下压力作功的力学特征和目标形态变化的图像特征，分别将力学值、作功值、图像特征作为输入，选择最近邻分类器(KNN)，构建盐渍海参品质分级模型，分级准确率分别可达77.22%、88.8%和88.8%。为提高分级准确率，将上述提取的数值特征进行归一化，以此为输入，建立基于KNN的盐渍海参品质分级模型，分级准确率可达到94.44%。该方法在盐渍海参品质分级应用中具有一定潜力。 关键词 :盐渍海参，品质分级，力学特征，图像特征，模型 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 “海参”属于无脊椎、棘皮动物门、海参纲。海参具有丰富的药用价值、营养价值。现代医学证明，海参含有的酸性黏多糖可预防动脉硬化、促进骨骼生长、减缓组织老化；五肽和三萜糖具有抗肿瘤、缓解炎症和溶血作用 [ 1 ]。海参的医疗保健作用得到广泛认同，因此形成中国、新加坡、香港、日本、韩国、美国、印度尼西亚等地区性贸易和消费市场。海参的消费量也在逐年增加。 海参体内含有自溶酶，在受到污染或是外界环境改变时，会产生自溶现象 [ 2 ]。新鲜的海参不适合长时间运输和存储。干海参、即食海参、冻干海参是主要的海参制品。盐渍是目前最传统和最主要的干海参加工方式之一 [ 3 ]。盐渍海参的含盐量直接决定海参品质，中国农业部2014年颁布行业标准SC/T3215-2014《盐渍海参》规定，市售盐渍海参盐分含量不得超过25%。部分商家非法出售利用饱和盐水反复煮制的盐渍海参，掺杂使假，谋取暴利 [ 4 ]。 目前盐渍海参品质检测的方法主要有人工检测和实验室检测。人工检测通过感官评定，对样品颜色、触感、气味、复水形态等进行品质评价，但这种方法主观性强、评定结果不稳定；实验室检测通过测量样品水分、蛋白质、盐分等理化指标实现品质检测，检测精度高，结果可靠，但多为有损检测、实验流程复杂、检测时间长 [ 5 ]。以上两种方法均无法满足如今产业发展对检测准确性、精度、自动化要求。因此市场急需一种客观、快速无损的自动化检测盐渍海参品质的方法。 质构仪作为一种客观评价食品品质的仪器，近年来广泛应用于食品行业，检测产品硬度、脆性、弹性等质构特性 [ 6 ]。质构仪在果蔬和肉类产品新鲜度、可食性等重要品质的检测方面取得了较好的效果 [ 7 ]。盐渍海参的品质主要受含盐量的影响，含盐量的差异会导致其硬度、弹性等质构特性存在巨大差异 [ 8 ]。基于质构仪的品质检测受样本形状影响较大，实现形状特征与质构特性协同检测，使得盐渍海参品质无损、快速分级成为可能。因此，本研究在基于质构仪的盐渍海参品质检测基础上，引入计算机视觉技术，提取力觉与形状特征，进行数据处理和融合，在此基础上构建盐渍海参品质分级模型，实现不同含盐量盐渍海参品质无损检测。