Central venous access devices are devices inserted into the central venous system to administer medication or fluids, draw blood, and measure central venous pressure. These devices are made up of a non-irritant material such as silicone so that they can be left in place for several weeks or months. Central venous access devices are recommended when there is difficultly to obtain peripheral venous access or in case of certain intravenous therapies such as chemotherapy, total parenteral nutrition, prolonged medication, repeated transfusions of blood or blood products, and frequent blood sampling. These devices are inserted either by surgeons or interventional radiologists with or without the use of general anesthesia. CVCs, PICCS, and implantable ports are the most common types of central venous access device. The catheter has one end positioned outside the body and the ports are surgically placed under the skin and require a special needle for access. Occlusions are a common complication associated with these devices, which can be thrombotic, mechanical, and precipitate occlusions.

关键词：医疗器械；医疗设备；中心静脉通路装置；中心静脉系统；流体，抽血；测量；中央静脉压力

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针对当前基于GPU的数值算法具有双精度数据性能低下的缺陷.提出了一种适于GPU统一计算架构Fermi-CUDA的混合精度平方根共轭梯度算法用以求解稀疏线性方程组.该算法采用单精度内迭代与双精度外迭代结合的方法,以充分利用GPU体系结构下单精度高性能和双精度高精度的优点.整个算法的计算部分完全在GPU端进行,减少了CPU和GPU之间的数据通信.实现了基于GPU的平方根共轭梯度法、Jacobi迭代法和Gauss-Seidel迭代法,分析它们作为内迭代算子对算法收敛性的影响.实验表明,该算法获得了与全双精度数据处理等同的计算精度,比GPU全双精度在浮点性能上提升近一倍,相对于CPU全双精度串行算法,最大加速比达到70以上.

关键词：线性方程组；平方根共轭梯度算法；内外迭代子；混合精度；图形处理器

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多CCD系统的调度要求同时兼顾调度质量与实时性.以无人值守变电站视频监视系统为研究对象,在考虑系统特性的基础上,以目标与CCD间距、节点载荷、优先级和模糊预测因子为指标,使用模糊决策动态调整预测区域半径,并建立基于2类决策的快速调度模型.对多目标调度的求解,研究了改进的最大最小蚁群算法,通过引入合适的收敛性判据和状态转移规则,避免了过多使用启发式算法造成的决策耗时,提高了决策的效率和算法的全局搜索能力.最后进行了系统仿真和真实实验,实验结果表明该方法可减少激活节点的数目,特别是对于较复杂的多CCD-多目标调度,能同时保证算法具有较好的实时性和求解性能,验证了模型的有效性.

关键词：多CCD调度；模糊预测因子；快速自适应决策；最大最小蚁群算法

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磁通门磁力仪参数受温度影响明显,直接影响传感器测量精度,需要研究补偿方法,提高测量精度.采用无磁高低温试验箱测量磁通门传感器温度特性；提出基于径向基神经网络的温度误差补偿方法,分别建立磁通门磁力仪零漂误差补偿模型和刻度因子误差补偿模型.结果表明,径向基神经网络能良好逼近磁通门传感器参数的温度特性；与BP神经网络相比,径向基神经网络在零漂补偿中训练时间更短,精度更高,重复性更好,零漂误差的抑制能力更强.补偿后,磁通门磁力仪零漂误差从7.105 5 nT减少到0.766 1 nT;刻度因子误差从6.3E-3减少到7.2E-5；测量值温度误差由213.6nT补偿到9.1nT.提出建立通用的温度补偿模型,在不同磁场环境下经过反复测试,采用训练过的模型补偿后,温度误差均降低一个数量级,提高了磁通门磁力仪温度性能和精度.

关键词：磁通门磁力仪；径向基神经网络；刻度因子；零偏；温度误差；补偿模型

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由于海底管道背景复杂,简单的检测算法不能给出理想的检测结果；复杂的检测算法又不能满足实时作业要求.为了克服上述问题,实时而又准确地检测水下管道,通过分析水下图像的特点以及传统Hough变换对于管道直线信息提取的局限性,有针对性地提出了对Hough变换方法的2步改进,包括前期处理改善像素点的分布以减少参与Hough变换的无效像素点的数目,和Hough变换过程中的峰值点逆向清零以保证管道边界检测的唯一性.在仿真环境和水池环境下分别对改进的方法和未改进的方法进行了对比实验,结果表明前者可以有效地提高管道检测的实时性和精确性.

关键词：管道检测；Hough变换；峰值点；水池试验

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供能电源一直是电力电缆和输电线路在线监测系统亟待解决的关键问题.分析了现有供能电源存在的不足,设计了一种电力电缆分布式测温系统的取能电源.该电源根据电磁感应原理,利用带气隙的线圈从高压电缆感应取能,并通过电源管理单元和充电管理单元,将电缆电流转变为稳定的输出电压,为分布式测温系统供能.基于此,通过理论分析和软件仿真,实现对取能线圈结构参数最优匹配,满足实际线路需要；通过电源管理单元和充电管理单元,有效解决了电源续航能力和输出电压稳定性问题.实验结果表明,该取能电源能够为电力电缆分布式测温系统提供足够的能量,满足可靠性要求.

关键词：分布式；电力电缆；取能线圈；电源管理；充电管理；续航能力

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提出一种管道监测传感网中节点的优化部署方案,以降低天然气管道监测网络的节点能耗和延长网络寿命.采用一种新的性能指标——成本寿命作为优化目标,分析网络规模、节点间距以及数据传输结构对优化目标的影响,并建立求解节点部署优化问题的数学模型.模型的求解采用混合遗传算法,利用外点函数法修正不满足约束条件的解,同时把退火选择算子嵌入到实数编码的遗传算法中,增强其搜索能力.理论分析和实验结果表明,该方案不仅能够降低网络的节点能耗,平衡网络负载,而且对网络寿命有益处.

关键词：管道监测；无线传感器网络；网络寿命；节点部署

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针对无人潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在多普勒计程仪(Doppler velocity log,DVL)的量测噪声以及安装角偏离误差影响下,自主航行时不能满足长时间导航定位的问题,一方面基于Mallat算法的小波分解和单层重构方法对DVL量测速度进行滤波；另一方面,利用UUV湖试数据对传感器的安装偏离误差进行了校正.针对UUV在高纬度、长时间航行特点,采用地球参考椭球体作为地球几何形状的数学描述.最后对提出的导航算法进行了算法验证及自主导航控制试验,结果表明UUV的自主导航定位精度均小于0.5％,满足设计要求,并优于改进前的航位推算算法.

关键词：无人潜航器；小波；航位推算；自主导航

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采用微流体粒子图像测速仪(microscale particle image velocimetry,micro-PIV)对200μm宽、60μm深的长直通道三维速度场进行了非接触定量可视化测量,并在此基础上计算了通道内的微流量.实验采用二维分层速度场测量方法,将通道沿物镜景深方向划分为11个流体层,通过高精度的位移平台实现流体跨层粒子图像采集.分别针对64×64像素和32×32像素2种判读域,采用micro-PIV系综相关算法对流体层二维速度场进行分析,获得三维全场速度分布,在此基础上利用截面速度离散积分原理计算出截面微流量.实验结果表明,基于微流体粒子图像测速仪的三维速度场分析能够实现对微通道流量的精确测量.对于64×64像素判读域,输入流量在2.481～5.788 μL/min范围的测量结果精度较高,最大相对误差为3.87％；对于32 ×32像素判读域,输入流量在3.307～8.269 μL/min范围内均有较高测量精度,最大相对误差为3.69％,表明采用32×32像素判读域的流量测量精度总体上优于64×64像素判读域.

关键词：微流量；微流体粒子图像测速仪；三维速度场

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针对传统旋转高频信号注入法中信号处理精度低、延时时间长及过程复杂等缺陷,提出一种基于有限冲激响应(finite impulse response,FIR)优化滤波的改进旋转高频信号注入法.该方法采用等纹波最佳逼近FIR滤波器提取高频电流信号,实现高频电流信号提取误差最小.通过对高频电流作外差处理,提取转子位置误差信号,省去旋转高频信号注入法中的同步轴系滤波单元,降低系统的复杂性.通过线性相位补偿,实现转子速度与位置估计最小延迟.构建无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制平台,验证算法的有效性.仿真实验结果表明:通过离线优化设计FIR滤波器及线性相位补偿,该方法在全速范围内能够准确估计转子的位置与速度,与卡尔曼滤波相比,其估计精度更高,鲁棒性更强.

关键词：旋转高频信号注入；等纹波最佳逼近FIR滤波；内置式无轴承永磁同步电机；无速度传感器控制

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