智能化交通惊艳世界--访京张高铁智能化服务关键技术与示范项目主要课题负责人马建军

京张高铁是世界首条时速达到350公里的智能化高铁,也是支撑北京冬奥会成功举办的重要交通基础设施。自建设以来,京张高铁形成了67项应用创新成果,开展了12项智能提升工作。依托国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项--京张高铁智能化服务关键技术与示范项目,着力聚焦旅客智能出行、高铁运营安全、人文冬奥服务三大目标和任务,将为北京冬奥会的成功举办提供高质量的现代化铁路运输服务保障。

马建军作品

马建军，回族，1950年生，师从其母著名画家曾杏绯，及中央美院国画系诸位名师。现为宁夏书画院名誉院长、宁夏美术馆名誉馆长、宁夏美术家协会名誉主席，中国美术家协会会员、中国书法家协会会员。国家一级美术师。

马建军美术作品选

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血清CysC和CTRP9水平对2型糖尿病视网膜病变的诊断价值

目的探讨血清胱抑素C(CysC)和C1q肿瘤坏死因子相关蛋白9(CTRP9)水平对2型糖尿病患者糖尿病视网膜病变(DR)及糖尿病黄斑水肿(DME)的诊断价值。方法采用横断面研究方法,纳入2021年4月至2022年4月在甘肃省人民医院就诊的135例2型糖尿病患者,年龄45~75岁,按照DR分级标准将患者分为无DR(NDR)组、非增生型DR(NPDR)组和增生型DR(PDR)组,每组45例。根据有无DME将NPDR组和PDR组患者分为DME组51例和非DME组39例。另选取45名健康体检者作为正常对照组。采集受检者空腹外周静脉血,检测血清中糖化血红蛋白、空腹血糖、三酰甘油、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、CysC和CTRP9水平。比较各组CysC和CTRP9表达差异。采用多因素Logistic回归分析模型评估DR及DME的独立影响因素,采用受试者工作特征(ROC)曲线评价血清CysC和CTRP9对DR及DME的诊断价值。结果正常对照组、NDR组、NPDR组和PDR组血清CysC水平分别为0.74(0.67,0.83)、1.03(0.85,1.22)、1.40(0.98,1.63)和1.66(1.31,1.85)mg/L,呈逐渐升高趋势;CTRP9水平分别为(136.90±14.95)、(120.23±16.31)、(109.50±14.71)和(90.99±13.88)pg/ml,呈逐渐降低趋势;组间总体比较差异均有统计学意义(Z=89.430,P<0.001;F=74.242,P<0.001),组间两两比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。与非DME组相比,DME组血清CysC水平显著升高、CTRP9水平显著降低,差异均有统计学意义(均P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,血清CysC(OR=19.742,95%CI:4.515~86.316,P<0.001)是DR发生的独立危险因素,CTRP9水平(OR=0.937,95%CI:0.908~0.966,P<0.001)是DR发生的保护因素;血清CTRP9水平(OR=0.838,95%CI:0.778~0.903,P<0.001)为DME发生的保护因素。ROC曲线结果显示,血清CysC和CTRP9水平单独及联合诊断2型糖尿病患者并发DR的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.798、0.802和0.870,血清CysC和CTRP9水平截断值分别取1.34 mg/L和110.12 pg/ml时可获得最佳诊断效能;其单独及联合诊断DR患者并发DME的AUC分别为0.682、0.923和0.923,血清CTRP9水平的截断值取104.68 pg/ml时可获得最佳诊断效能。结论血清CysC水平升高及CTRP9水平降低是2型糖尿病患者发生DR的危险因素,血清CTRP9水平降低为DR患者发生DME的危险因素之一。

黄土地基阶梯型截面桩承载模型试验与计算

为研究黄土地基阶梯型截面桩的荷载传递机理,通过室内模型试验与有限元计算,分析阶梯型截面桩竖向静荷载下的桩身轴力、桩侧摩阻力、桩顶沉降和桩身不同深度荷载分担比,并探索了变径比对其工作性能的影响,并对其进行优化设计。结果表明:在相同荷载下,阶梯型截面桩的桩顶沉降明显小于等截面桩,当变径比在0.8~0.9时,沉降控制效果最佳,其材料利用率最高;若二者极限承载力相同时,阶梯型截面桩的最高材料利用率为等截面桩的1.06倍。阶梯型截面桩为摩擦型桩,变截面位置土体对桩体具有支承作用,其变径处底面土体能承担部分桩顶荷载。桩侧能够分担更多桩顶荷载,减轻桩端土体承载,当变径比在0.8~0.9时,侧摩阻力发挥程度更高。在桩体用料相同时,与等截面桩相比,阶梯型截面桩能大幅度提高承载能力。

基于视网膜结构改变的机器学习对早期帕金森病诊断的预测价值研究

背景帕金森病(PD)的诊断主要以临床症状为主,缺乏正确诊断的客观方法。目前已有关于视网膜结构改变作为PD早期诊断的生物标志的研究,但基于视网膜结构改变的机器学习对预测早期PD的研究尚少。目的基于视网膜结构改变的特征构建机器学习模型,探索其在早期PD诊断中的预测价值,及探讨不同机器学习算法对PD早期诊断的准确性。方法选取2021年10月—2022年9月在河南省人民医院神经内科门诊就诊和住院治疗的年龄40~70岁的PD患者49例(PD组),并选取来医院体检的年龄及性别相匹配的39名健康者(健康对照组)为研究对象。所有研究对象行扫频源光学相关断层扫描和扫频源光学相干断层扫描血流成像检查,并定量分析黄斑区视网膜的厚度和血管密度。将88例受试者按7∶3的比例随机分为训练集62例和验证集26例,选择PD组与健康对照组差异有统计学意义的变量作为纳入机器学习模型的特征变量,并在训练集中分别构建Logistic回归(LR)、K-近邻算法(KNN)、决策树(DT)、随机森林(RF)和极端梯度提升(XGboost)模型。采用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)、准确度、灵敏度和特异度评价基于视网膜改变的机器学习模型对早期PD诊断的预测价值。结果与健康对照组相比,PD组患者浅层毛细血管的上方外圈(A6)、颞侧外圈(A7)、下方外圈(A8)以及鼻侧外圈(A9)密度减少,视网膜层的上方内圈(A2)、颞侧内圈(A3)、下方内圈(A4)、鼻侧内圈(A5)、A6~A9厚度,节细胞复合体层的A9厚度,神经纤维层的A7厚度,视网膜外层的A2和A4~A9厚度变薄(P<0.05)。视网膜层A2厚度(OR=0.781,95%CI=0.659~0.926)、视网膜层A3厚度(OR=1.190,95%CI=1.019~1.390)、视网膜外层A2厚度(OR=0.748,95%CI=0.603~0.929)、视网膜外层A6厚度(OR=2.264,95%CI=1.469~3.490)、视网膜外层A8厚度(OR=0.723,95%CI=0.576~0.906)以及神经纤维层A7厚度变薄(OR=0.592,95%CI=0.454~0.773)及浅层毛细血管A7密度减少(OR=1.966,95%CI=1.399~2.765)为早期PD发生的独立危险因素(P<0.05)。将上述变量纳入并构建机器学习模型,结果显示,构建的5个模型中,LR模型整体性能最高,其AUC为0.841,而DT模型的准确度最高,其准确度为0.846。结论基于视网膜特征的机器学习模型可准确的预测早期PD,其中,DT模型对早期PD诊断具有较高的准确度。

复杂岩性隧道超前切割爆破方法研究

针对复杂岩性隧道传统爆破开挖效果差的问题,基于传统光面爆破与预裂爆破的研究,在隧道周边局部存在软弱围岩情况下,将软弱围岩区周边孔的爆破提前至掏槽孔爆破之后进行,提出一种超前切割控制爆破方法。建立了准三维模型,使用流固耦合(ALE)算法和ANSYS/Ls-dyna有限元分析软件,对超前切割爆破方法与传统预裂、光面爆破方法进行了数值模拟对比研究,结果表明:相较于光面爆破与预裂爆破,对超前切割爆破在隧道轮廓周边损伤深度分别降低了6.85%与10.08%。结合仿真结果设计了现场爆破试验方案,并开展了光面爆破及超前切割爆破方法的现场对比试验,爆破结果表明:采用超前切割的爆破方法后,隧道的轮廓面成型效果好且软弱围岩区无掉块、坍塌情况,同时超欠挖得到有效控制。对爆破后的断面进行三维断面扫描数据及统计结果表明:相较于效果较好的光面爆破,超前切割爆破的最大超挖降低了35.98%、平均超挖降低了25.60%,混凝土消耗数量降低了26.3%,其平整度标准差提高了24.29%。该方法经过现场实践验证,在降低超挖的同时还可以减弱复杂岩性区内的爆破损伤,提升隧道保留围岩平整度。

气候实验室环境场动态平衡调控技术研究

为解决气候实验室发动机低温启动试验过程中空气补偿和尾气排放的问题,利用氮蒸发制冷效应通过补偿新风的温度和补偿风机闭环调节实现室内补偿空气控制,维持实验室内低温环境稳定和室内外压力平衡。通过内、外涵尾气“分割排放”设计实现发动机排气引射量动态调控,实现对高温尾气的主动排放和背压控制。首次成功实施了民机-40℃发动机低温启动适航符合性试验,试验过程中实验室温度控制精度在±3℃以内,发动机排气背压稳定在150 Pa。该项试验的成功验证了实验室发动机开车的可行性。

3D body解剖软件联合PACS系统在骨科临床实践教学中的应用

目的探讨3D body解剖软件结合医学影像存档与通信系统(PACS)在骨科临床实践教学中的应用效果。方法选择2023年1月至2023年12月在浙江大学医学院附属邵逸夫医院骨科轮转的60名实习生,按照随机数字表法分成实验组和对照组,每组30名。对照组采用传统线上结合线下的混合式教学方法,实验组采用3D body解剖软件联合PACS系统带教模式。在实习期结束时,对两组实习生进行闭卷理论考试与临床实践操作考核,并采用问卷调查方式评估实习生对课程的满意度。结果实验组实习生的理论考试与临床实践操作成绩均高于对照组,差异均有统计学意义(t分别=6.59、4.22,P均<0.05)。实验组实习生在学习兴趣、教学难度、专业能力以及医患沟通能力提升方面的满意度均高于对照组,差异均有统计学意义(χ^(2)分别=9.93、3.77、6.94、8.52,P均<0.05)。结论3D body解剖软件联合PACS系统带教模式运用到骨科实习生的临床教学中,能帮助实习生提高学习兴趣以及医患沟通能力,加强对骨科知识的掌握,降低知识的理解难度,对于提升临床医学教学质量具有重要意义。

家庭教育视角下医科大学生能力发展对其心理健康的影响

目的:探讨家庭教育视角下医科大学生能力发展中人际交往、环境适应和自我约束3个维度特点。方法:向新乡医学院1000名在校大学生随机发放调查问卷,运用SPSS 25.0软件进行独立样本检验、相关分析、回归分析等。结果:能力发展中自我约束维度评分显著低于人际交往和环境适应,性别、家庭教育模式、父母干涉是影响能力发展水平高低的重要因素,环境适应、自我约束能力与不良心理状态呈显著负相关,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:家庭教育、能力发展和心理健康三者之间联系密切。推动健全家庭学校社会协同育人机制对于医科大学生能力发展和心理健康尤为重要。

有限深度介质上梁非线性能量汇减振的Winkler地基实现

土-结构相互作用对结构动力学特性的影响是一种具有非线性能量汇特征的效应。利用考虑土体质量的Winkler地基梁理论,将有限深度弹性介质等效为非线性能量汇系统的附加质量,建立简谐激励下弹性介质上简支梁系统的非线性动力学模型。采用Galerkin方法和增量谐波平衡法分析了弹性介质上简支梁的非线性动力响应。利用数值计算方法验证了理论结果的正确性,并分析了非线性能量汇的有效性。通过参数优化和分析,揭示了不同参数范围内Winkler地基的减振效果,讨论了其最佳参数范围。研究结果表明:在合理的参数范围内,弹性介质对其支承梁的动力响应有良好的抑制作用,能够快速有效地吸收共振条件下的振动能量,并具有良好的鲁棒性。优化后的非线性能量汇可使梁的共振幅值降低超95%,且具有较宽的减振频带。研究成果从非线性能量汇的角度展现了土-结构相互作用效应的减振机理,为基于弹性地基设计的结构振动抑制提供了理论依据。

基于分数阶理论的两端固定杆热弹动力响应

基于Ezzat型分数阶广义热弹性理论和Green-Lindsay广义热弹性理论,借助拉普拉斯积分变换及其数值反变换法研究了移动热源作用下两端固定的温度相关性杆一维热弹动力响应问题,得到了无量纲位移、应力和温度沿x方向的分布情况。分别研究了分数阶参数α、2个不同的热松弛时间因子τ0和τ1、温度相关性参数以及移动热源传播速度υ对无量纲位移、应力和温度的影响,结果表明:分数阶参数α对所考虑的无量纲物理量均有明显影响;热松弛时间因子τ0对无量纲温度外的其他2个物理量影响显著,热松弛时间因子τ1仅对无量纲温度的影响最为显著;随着温度相关性参数和移动热源传播速度υ增大,各物理量呈逐渐减小的状态。

糖化血红蛋白水平与帕金森病认知功能障碍的相关性

目的探讨帕金森病(PD)患者糖化血红蛋白(HbA1c)水平与认知功能障碍的相关性及PD患者发生认知功能障碍的影响因素。方法选取2020年9月至2023年5月就诊于河南省人民医院的原发性PD患者81例,将患者分为糖尿病组(HbA1c≥6.5%或既往确诊为糖尿病,n=38)和对照组(HbA1c<6.5%,n=43)。采用统一帕金森病评定量表第三部分(UPDRSⅢ)评价运动症状,根据Hoehn-Yahr(H-Y)分期评价疾病严重程度,采用蒙特利尔认知量表(MoCA)评价患者认知功能。采用Spearman秩相关分析探讨PD患者MoCA评分与临床资料之间的相关性,采用单因素和多因素Logistic回归分析筛查PD患者发生认知功能障碍的影响因素。结果糖尿病组与对照组间年龄、起病年龄、高血压和冠心病比例、UPDRSⅢ评分、MoCA评分比较差异有统计学意义(P<0.05)。Spearman秩相关分析结果显示,PD患者MoCA评分与受教育年限呈正相关(r_(s)=0.345,P=0.002),与年龄、起病年龄、HbA1c水平呈负相关(r_(s)=-0.330,P=0.003;r_(s)=-0.332,P=0.002;r_(s)=-0.399,P=0.000)。HbA1c水平在认知功能障碍组高于认知功能正常组(Z=-2.828,P=0.005)。多因素Logistic回归分析结果显示,HbA1c是PD患者发生认知功能障碍的独立危险因素(OR=2.361,95%CI:1.248~4.465;P=0.008)。结论PD患者HbA1c水平越高,认知功能障碍越严重,HbA1c是PD患者发生认知功能障碍的独立危险因素。

虚拟现实技术在临床医学教育及手术中的应用

临床医学手术教育主要为应用虚拟手术进行医者临床技巧操作训练,虚拟现实(VR)术前系统减小现实手术风险,并且高校医学虚拟实验室,包括虚拟模具与虚拟人体的建立,可锻炼未来医者的实践操作能力[1]。实现VR技术在医院及医学院校的推广,对医者进行培训和教学具有重要意义。

燕山矿区苜蓿恢复过程中土壤养分与微生物的演变特征

为了揭示在极端恶劣矿区环境中,苜蓿对土壤改良的高效性、时效性和持续性,利用高通量测序技术,研究燕山矿区不同恢复时间(3、6、10和15年)苜蓿地土壤微生物群落结构及土壤养分累积特征。结果显示,苜蓿可以高效地提高土壤速效氮、速效钾、有机质等养分的浓度以及变形菌门、酸杆菌门、子囊菌门、担子菌门、鞘氨醇单胞菌科、伯克氏菌科、根瘤菌科、芽孢杆菌科、毛壳菌科和粉褶菌科等优势微生物类群的相对丰度。苜蓿对土壤养分的恢复以第6年为最佳;土壤优势微生物类群的相对丰度在第6年或第10年显著升高;苜蓿对细菌的恢复进度较快,而对真菌的恢复较慢。

基于Nrf2-ARE信号途径探讨DJ-1抗心肌细胞缺氧/复氧所诱发氧化应激损伤的分子机制

目的基于Nrf2-ARE信号途径探讨DJ-1抗心肌细胞缺氧/复氧所诱发氧化应激损伤的分子机制。方法H9c2心肌样细胞分别转染DJ-1 siRNA、NC siRNA、pFlag-DJ-1、pFlag,通过Western blot检测DJ-1、锰超氧化物歧化酶(Manganese Superoxide Dismutase,MnSOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPx)的表达;建立心肌细胞缺氧/复氧(Hypoxia/Reoxygenation,H/R)模型,检测各组心肌细胞存活率、乳酸脱氢酶((Lactate Dehydrogenase,LDH)的活性、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)的含量;观察DJ-1对Nrf2-Keap1的解离、Nrf2核转位、Nrf2与MnSOD、CAT、GPx–ARE的结合、Nrf2转录活性的影响,进而观察DJ-1对Nrf2信号通路的影响;H9c2细胞先转染pFlag-DJ-1/pFlag后,再分别转染Nrf2 siRNA/NC siRNA,采用Western Blot检测MnSOD、CAT、GPx表达的变化;建立H/R损伤模型,检测各组心肌细胞存活率、LDH活性、MDA和ROS的含量,观察抑制Nrf2信号通路后对DJ-1抗氧化应激影响。结果H9c2转染pFlag-DJ-1后,DJ-1、MnSOD、CAT、GPx的表达水平均显著上调。H9c2转染pFlag-DJ-1后,H/R损伤心肌细胞的生存率显著提高了,同时显著降低了LDH的活性、ROS和MDA的产生;而当转染DJ-1 siRNA后,上述效应被逆转。H9c2细胞转染pFLAG-DJ-1后,显著促进了Nrf2-Keap1的解离,Nrf2的入核、Nrf2在核内与ARE的结合及转录的活性;当使DJ-1沉默后,上述效应被逆转。当细胞内Nrf2信号通路被抑制后,DJ-1过表达上调MnSOD、CAT、GPX表达的作用被逆转。DJ-1过表达显著提高了H/R损伤细胞的生存率,抑制LDH的活性以及ROS和MDA的产生;当沉默Nrf2后,上述效应均被明显抑制。结论DJ-1可能通过激活Nrf2-ARE信号通路,诱导抗氧化酶的表达,从而发挥抗心肌细胞H/R所诱发的氧化应激损伤。

烧结机烟气循环技术

伴随着钢铁行业微利时代的到来,同行之间竞争更加激烈,国家对环保要求日益严苛,该背景下,在占钢铁企业能耗大户的烧结工序实施烟气循环烧结技术显得尤为重要。烧结烟气循环技术是将全部或选择性收集的部分温度和氧含量较高,污染物浓度较低的风箱烟气,返回到烧结烟气罩后再次进入烧结料层循环利用的技术。该技术不仅能有效利用烧结烟气余热,还能显著降低烟气中的污染物排放。以天铁360 m^(2)烧结机配备的烟气循环系统为研究对象,分析了烟气循环技术应用后对CO、SO_(2)以及NO_(x)的减排效果及机理。结果表明,烟气循环后,风箱烟气中CO的平均含量较常规烧结上升了15.6%,一方面循环烟气中本就含有少量CO,另一方面由于循环烟气相较空气其氧含量较低导致燃料不完全燃烧比例增加,自带与新生的CO随着循环烟气重新进入料层参与了烧结过程。烟气循环对SO_(2)和NO_(x)等污染物的减排率分别达到29.5%和31.2%,有效降低了烧结过程SO_(2)和NO_(x)排放量,同时热烟气的循环对提高烧结矿质量及降低燃耗有利,烧结固耗由应用前的49.01 kg/t降低到48.19 kg/t,产量提升2.2%。在烧结烟气循环技术运用后,实现了烧结提质、降耗和减排的综合效果,有助于企业满足日益严格的环保要求。

信息科技新课程的突破、挑战与数字化转型

新修订的《义务教育课程方案(2022年版)》(以下简称“课程方案”),从国家层面对义务教育阶段的课程进行了系统性设计,完善了培养目标,优化了课程设置,细化了实施要求,为义务教育优质均衡、高质量发展提供了有力支撑。其中,信息科技课程从综合实践活动课程中独立出来,其基础性、实践性和综合性定位以及对于培养数字时代新人所具有的独特价值得到了进一步明确。