基于CNN-GRU-ATT的城市暴雨积水预测研究

多发频发的极端暴雨事件导致很多城市普遍面临严重内涝问题。能否准确高效地预测城市积水点的水位变化,是城市内涝防治的重要组成部分。为有效提升城市暴雨积水预测的精度和效率,建立了一种基于卷积神经网络(CNN)-门控循环单元(GRU)-注意力机制(ATT)的城市暴雨积水预测模型。首先利用CNN与GRU提取水位数据的局部空间特征和深层时间特征,然后引入ATT加强对降雨序列中关键信息的记忆,从而完成城市积水点的水位预测。利用开封市某积水点的实测水位对模型进行了验证,并与以往的CNN-GRU、ATT-CNN-LSTM以及CNN-LSTM模型进行了对比分析。结果表明,CNN-GRU-ATT模型的损失函数在epoch=20处即达到收敛,损失函数值最终稳定在0.0002左右,收敛效果较好。此外,与其他3种模型相比,CNN-GRU-ATT模型的预测精度评价指标表现均为最优,且模型仍能保持较高的运算效率。其中均方根误差为1.39%,平均绝对百分比误差为4.32%,决定系数为0.9954。这表明CNN-GRU-ATT模型能够准确、高效地预测出积水点的水位变化情况,可为暴雨内涝预警和制定防汛排涝方案提供有效的科学依据。

基于图注意力网络的城市内涝积水预测与研究

极端暴雨天气多发频发造成的城市内涝,严重威胁居民的人身财产安全,准确高效的内涝点积水面积预测在提高城市灾害应急处置能力中发挥着至关重要的作用。为了提高城市内涝点积水预测的准确性和直观性,提出一种基于GAT和LSTM网络的GATLSTM组合预测模型,通过GAT提取积水信息局部空间特征,并通过节点分配权重的方式加强对关键信息序列的记忆,随后采用LSTM提取积水面积序列的时间特征,对内涝点积水面积进行预测。以开封市区某内涝点的积水数据建立模型并评估验证,将GATLSTM模型和LSTM、GAT以及GCNLSTM模型进行对比,结果表明:GATLSTM模型的预测精度优于另外3种模型,能够准确地对内涝点积水面积进行预测,可以为防汛工作和应急响应措施的制定提供科学依据。

激光补光技术对香菇氨基酸含量影响研究初探

氨基酸含量是影响香菇品质的重要指标。文章分别通过大棚生产比对试验和实验室暗室试验栽培香菇,并在不同生长阶段测量其氨基酸含量。结果表明,采用激光补光技术的大棚种植的香菇氨基酸含量明显增加。实验室暗室采用补光技术后,香菇氨基酸总量增加了20.8%,其中蛋氨酸含量增加了70.2%。采用激光补光技术提高了氨基酸总量,该研究为提高香菇经济价值和营养价值提供了重要的科技支撑。

高熔点材料搅拌摩擦焊用搅拌头夹具的结构设计

基于搅拌摩擦焊用搅拌头与机床的配合特点,文中提出了一种工装夹具的设计方案,采用成形连接,通过毂孔配合面传递载荷,法兰盘约束搅拌头轴向运动,分析了焊接和非焊接状态下的工装配合关系。以低碳钢焊接为例,计算夹具与搅拌头配合受载情况,结果表明,最大应力区分布在搅拌针中部圆周面,容易形成磨损带,夹具所受应力主要分布在机床与夹具配合的轴间部位和毂孔内部,主要由于毂孔与搅拌头端面直边存在剪切作用,应力最大115.96 MPa,安全系数为2,满足设计要求。根据搅拌头及夹具制备材料,提出了电火花或铣削等加工方法,并明确相关技术要求。

动态对比增强MRI在甲状腺相关性眼病眼外肌微循环及活动性分期中的评估价值

目的 探讨动态对比增强磁共振成像(dynamiccontrast-enhancedMRI,DCE-MRI)技术在甲状腺相关性眼病(thyroid-associated ophthalmopathy, TAO)临床活动性分期中的价值。材料与方法 前瞻性纳入TAO患者56例,其中活动期组(37例,74只眼),非活动期组(19例,38只眼)。计算并比较两组间眼外肌的半定量参数[达峰时间(time to peak, TTP)、时间-信号强度曲线下面积(area under the time-signal intensity curve, AUC)和时间-信号强度曲线最大斜率值(maximum enhancement slope, Slope_(max))]以及定量参数[容积转运常数(volume transfer constant, K^(trans))、反流速率常数(the rate constant, Kep)和血管外细胞外间隙容积分数(fractional volume of the extravascular-extracellular space, V_(e))]的最小值、平均值和最大值。采用多因素logistic回归筛选TAO活动性分期的独立影响因素。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析显著差异参数及其联合模型在TAO分期中的效能。结果 活动期组眼外肌的TTP均值、AUC最大值、AUC均值、V_(e)最大值和V_(e)均值均高于非活动期组(P<0.05)。AUC最大值和V_(e)均值是TAO活动性分期的独立影响因素(AUC最大值,P=0.030;V_(e)均值,P=0.014)。采用AUC最大值和V_(e)均值预测活动期TAO的ROC曲线下面积分别为0.689和0.673。联合AUC最大值和V_(e)均值可进一步提高对TAO活动性分期的诊断效能(ROC曲线下面积0.731)。结论 眼外肌DCE-MRI半定量和定量参数均可辅助TAO活动性分期。联合AUC最大值和V_(e)均值可以有效评估TAO活动性分期。

血脂联合磁共振参数在甲状腺相关性眼病糖皮质激素治疗疗效预测中的价值

目的:评估血清脂代谢指标联合眼眶磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)定量参数在预测中重度活动期甲状腺相关性眼病(thyroid-associated ophthalmopathy,TAO)患者糖皮质激素(glucocorticoid,GC)治疗疗效中的价值。方法:回顾性纳入44例接受GC治疗的中重度活动期TAO患者,根据GC疗效将患者分为敏感组(n=28)和抵抗组(n=16)。收集两组患者在GC治疗前的血清脂代谢指标和基于眼眶MRI测得的泪腺突出度/眼眶脂肪厚度(lacrimal gland herniation/orbital fat thickness,LGH/OFT)及其他临床参数,并比较两组间各参数差异。采用Logistic回归和受试者工作特征曲线分析与GC治疗疗效相关的独立预测因子并评估其预测价值。结果:敏感组患者血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平显著低于抵抗组(P=0.005,P=0.019),且敏感组病程更短(P=0.037)。敏感组患者LGH/OFT显著高于抵抗组(P<0.001)。总胆固醇和LGH/OFT是TAO患者激素是否敏感的独立预测因子(OR值分别为0.230、1.395_(每0.1单位),P均<0.05)。联合血清总胆固醇≤4.8 mmol/L和LGH/OFT≥1.51预测GC治疗敏感性,可以获得最佳预测效能(曲线下面积为0.838,灵敏度为87.5%,特异度为65.6%)。结论:血脂参数和眼眶MRI定量参数均可预测中重度活动期TAO患者GC治疗敏感性,两者联合可进一步提高预测效能。

精神分裂症中氧化应激相关通路与诊断和预测价值的研究进展

精神分裂症是一种疾病负担较重的重性精神疾病。氧化应激与促炎因子的交互作用相互叠加促进慢性神经炎症和免疫损伤,导致多巴胺能和谷氨酸能通路失调,出现精神病性症状,与精神分裂症的病理机制息息相关。该文从色氨酸犬尿氨酸代谢通路、WNT/β-Catenin通路与NF-κB通路、多巴胺代谢这3条研究较为集中,涉及炎症和氧化应激相互作用的通路中寻找生物标志物,并讨论相关的抗氧化剂在精神分裂症诊治中的应用,总结其当前研究进展。

压缩感知结合深度学习重建技术在眼眶MRI中的应用研究

目的:探讨压缩感知(compressed sensing,CS)结合深度学习(deep learming,DL)重建技术在眼眶MRI中的应用价值。方法:选取30名健康者接受MRI扫描,均采用并行成像(parallel imaging,PI)(作为S组,加速因子为2)及CS扫描成像(作为CS组,加速因子为2、3、4、5),经DL重建后获取图像(作为DL组,包括S2pL、CS2DL、CS3pL、CS4DL、CS5DL序列)。比较各组之间的主观指标(图像总体质量、眼肌边界清晰度、诊断置信度)和客观指标[眼肌-题肌信号强度比(signal intensity ratio,SIR)眼肌信噪比(signal to noise ratio,SNR)及眼肌-题肌对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)]。采用SPSS 26.0统计学软件进行数据分析。结果:在主观指标评分中,S组和CS组图像经DL重建后,图像总体质量、眼肌边界清晰度、诊断置信度的评分均有提高,但CS2与S2、CS2DL与S2DLCS2与CS2DL在图像总体质量、眼肌边界清晰度、诊断置信度方面比较差异无统计学意义(P>0.05);CS3与CS2、CS5与CS5DL在图像总体质量、眼肌边界清晰度方面比较差异有统计学意义(P<0.05);CS2pL与CS3DL在图像总体质量、眼肌边界清晰度方面比较差异无统计学意义(P>0.05);CS3与CS3DLCS4与CS4DL在图像总体质量、眼肌边界清晰度、诊断置信度方面比较差异有统计学意义(P<0.05)。在客观指标评价中,在眼肌SNR和眼肌-题肌CNR方面,S组和CS组图像经DL重建后的评价结果均提高,DL组与S组、DL组与CS组比较差异有统计学意义(P<0.05);在眼肌-题肌SIR方面,DL组与CS组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:DL重建技术在提高图像SNR、CNR的同时还能改善图像质量,选用加速因子为3的CS结合DL重建技术,既能缩短扫描时间,又可获得较高质量的图像,还可提升患者的检查体验,在眼眶MRI中具有重要的应用价值。

基于区块链和人机交互的工程质量验收系统

针对传统工程质量验收中存在信息查阅耗时、数据易被篡改等问题,在工程质量验收管理需求分析的基础上,综合利用区块链技术的信息溯源和防篡改特性,以及人机交互技术的高效处理和响应信息能力,开发一种基于区块链和人机交互的工程质量验收系统,用实际案例数据验证该模型的实用性,并从读写延迟和数据存储两个维度测试了系统的性能.结果表明:该系统在无网络延迟条件下,有关工程质量数据的读延迟和写延迟分别小于1.5 s和3.5 s;该系统因有关工程质量验收事务数据增加而产生的存储容量在可接受范围;该系统满足既有研究对区块链系统提出的性能要求.

米字形高铁网对区域社会经济高质量发展的影响

以全国首个米字形高铁网为研究对象,从空间格局、经济发展、社会发展及生态环境这4个维度分析其对区域高质量发展的影响;构建影响评价模型,建立多维度指标评价体系,并对影响效果进行量化分析。结果表明:米字形高铁网建成开通,使河南省际和省内加权平均旅行时间大幅缩短至4.90 h和1.62 h,改善幅度达到65.6%和37.8%;区域联系强度显著增强,逐步形成以省内联系为主,向东北及东南方向稳步拓展的“中心-外围”式发展结构;郑州高铁枢纽首位度由1.90稳步升至2.83,核心枢纽地位进一步巩固;采用双重差分模型验证了米字形高铁网对河南省各地市社会固定资产投资、外资利用规模、人均GDP、城镇化率及就业升级指数等经济和社会发展指标均具有正向促进作用;铁路客运综合能耗优化量和综合营运减排量稳步提升,工业废气SO2排放量降低,生态环境效果显著。

基于机器学习的船舶自动化采购技术的研究

船舶在营运阶段,需要及时采办各类设备备件、物料及油料等物品,而因为所需物品种类繁多,采购者要找到合适的船舶供应商以买到性价比最优的物品,采购工作量非常大,且容易出错,效率低下。本文提出了一种基于机器学习技术的自动询价采购方法,包含了自动询价、自动比价和自动采购方法。此方法解决了传统人工询价采购工作烦琐、采购错误率较高和低效的问题,通过机器学习辅助甚至代替采购员的手动操作,使船舶采购工作更加高效和准确。

城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究——以郑州“7.20”特大暴雨(郑东新区)为例

近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新区地理与社会环境特点,采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究。针对城市雨洪洪痕特征,拟定调查基本方法与适宜工作程序,根据调查区93处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图,分析了城市雨洪峰值水位分布特征及调查区汇流特性,探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法。研究表明,城市雨洪地表主要泄流通道是街区道路,汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响,雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪汇流特性有关。致灾机理研究分析表明,极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力,雨洪选择阻力小的街道快速行洪,街道交汇处壅阻引起局部积水严重,这是极端暴雨致灾的直接诱因;而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及清障不力,导致城区河流行洪不畅,干支流异常高水位的顶托,严重降低了管网排涝功能,则是城市雨洪严重积涝致灾的深层原因。研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考。

基于状态监测的城市轨道交通弓网健康度评价方法

为提升城市轨道交通行车的安全性和可靠性,基于状态监测技术,构建城市轨道交通弓网健康度综合评价体系。首先,详细阐述弓网系统的作用机理,引入健康度这一评价指标,分析弓网健康度特征。其次,识别影响弓网系统运行状态的关键因素,从监测参数指标和外观状态指标两个维度建立弓网健康度评价指标体系。然后,通过层次分析法确定各项指标的权重,构建4级健康度评判准则。最后,为验证评价体系的有效性,选取沈阳市一条已运营超过5年的城市轨道交通线路进行实例分析。结果显示,该线路各区段的健康度得分在80.1~95.5,故障率为0.008%~0.031%;健康度得分越高的区段,其故障率越低,二者呈负相关。研究结果证实了弓网健康度评价指标体系在监测多维度数据和反映系统潜在风险方面的可用性和有效性,所提出的评价方法能全面、准确地揭示弓网系统的运行状态,可为弓网维护决策提供可靠的依据。

具身认知理论视域下高职“双创”赋能人才培养模式构建研究

具身认知理论强调,认知能力提升是通过身体与环境的互动来实现的,这为高职人才培养模式构建提供了理论指引。针对高职“双创型”人才培养中存在的创新创业课程体系不完善、科技创新平台与人才培养融合度不高以及创新创业孵化平台服务能力不足等问题,基于具身认知理论,提出建立促进认知能力提升的系统化创新创业教育课程体系,建设与情境化教学相融相促的科创平台,构建基于实践的“双创”孵化平台和转移转化服务体系。

上海率先实现中国式现代化的内涵特征、指标体系和实施路径

上海率先实现中国式现代化,应以国家层面的总体蓝图为遵循,将城市发展目标与国家层面目标有效衔接,构建符合城市特色的现代化道路。到2035年,基本建成具有世界影响力的社会主义现代化国际大都市;到21世纪中叶,全面建成具有高度发达的物质文明、政治文明、精神文明、社会文明和生态文明的社会主义现代化国际大都市。

岩性特征对混凝土坝体-基岩原位直剪试验力学特性影响分析

以广西巴马县坡月水库工程为研究对象,采用平推法开展不同法向应力(0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 MPa)下混凝土坝体-基岩原位直剪试验,探究岩性特征对混凝土坝体-基岩力学特性的影响。结果表明,不同法向应力下试样的剪切应力-位移曲线均表现出试样内部初始缺陷受力微裂纹扩展的稳定扩展阶段、微裂缝逐渐扩展形成宏观裂缝的不稳定扩展阶段及混凝土与岩体分离的开裂阶段3个阶段;法向应力、岩体岩性对试样的断裂能均有显著影响。不同法向应力下,试样断裂能的范围为16.65~177.28 N/m,断裂能随着法向应力或灰色砂岩含量增大而增大,随泥质粉砂岩含量或风化程度增大而减小;混凝土坝体-基岩的抗剪强度随基岩中灰色砂岩含量增大而增大,随泥质粉砂岩含量或基岩风化程度增大而减小。研究结果可为类似研究提供试验参考。

基于影像的道路积水监测研究

快速城市化进程与频发的极端降雨事件相叠加,导致城市内涝加剧,积水灾害频发。快速准确地获得道路积水特征数据是解决城市雨洪灾害问题的迫切需求。在已有基于图像识别进行道路积水监测的研究基础上,提出了一种基于视频影像的道路积水实时监测模型,利用YOLOv5s深度学习算法对道路积水图像进行积水区域的识别,利用测量公式获得识别区域的积水面积,并且采用该模型对某大学校园内一次雨后积水进行应用研究,并与SSD和Faster R-CNN算法相对比。结果表明,该模型能满足道路积水的实时监测任务要求,道路积水识别精度均值mAP为96.06%,积水面积提取平均准确率为93.6%,模型的整体性能优于SSD和Faster R-CNN算法。

基于Morris方法的微波消融肺组织温度场参数敏感度分析

为了获取微波消融肺组织温度场中组织特性敏感度,采用有限元方法建立微波消融肺组织计算模型,进行电磁场-温度场的耦合,基于Morris方法获取组织电导率(σ)、相对介电常数(ε)、导热率(k)、密度(ρ)、比热容(Cp)和血液灌注率(ωb)的敏感度,建立二维有限元模型.肺组织的σ、ε、k、ρ、Cp、ωb六个参数各设置4个水平,分别获取在50 W、300 s时的微波消融肺组织的消融面积和中心温度,并采用Morris方法,分析各参数对消融面积和消融形状的影响程度.结果表明,血液灌注率、相对介电常数、电导率是对微波消融肺组织的消融区域和消融形状影响较大的参数.

基于改进YOLOv4的柱形锂电池缺陷检测研究

为了实现柱形锂电池缺陷检测的实时性与高精度,提出一种基于改进YOLOv4的柱形锂电池表面缺陷检测算法。将主干网络由CSPDarkNet53替换为轻量化网络Mobile Netv1,使用K-means++算法对锂电池缺陷数据集先验框进行重新聚类,同时构建新的注意力机制ECSA模块关注重要信息。改进后的模型检测精度与检测速度均得到提升。

一种新型井下照明综合保护装置控制器研制

我国煤炭资源存量巨大,据自然资源部统计,煤炭年产量为41.3亿吨,年消费量为42.3亿吨。尽管近十几年随着风能、光伏等新能源的创新和发展,煤炭消费占比呈逐渐衰减趋势,但是我国能源结构特征决定我国将坚持以煤炭为主体、电力为中心、天然气和新能源的全面发展能源战略。