基于生物信息学分析非酒精性脂肪性肝病和结直肠癌的转录组学共病机制

目的 基于生物信息学筛选并分析非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)和结直肠癌(CRC)的共病生物标志物,探索共病机制。方法 从公共数据库(GEO)分别下载NAFLD和CRC相关数据后,对所有基因进行基因集富集分析(GSEA)以筛选表达变化的通路,后对二者的共同差异表达基因进行GO和KEGG功能注释,随后用STRING在线数据库构建蛋白互作网络(PPI)以筛选关键基因,基于关键基因构建转录因子-基因调控网络,随后使用LASSO回归确定生物标志物基因,最后则通过Network Analyst数据库对关键基因进行转录因子预测分析并构建转录因子网络。结果 GSEA分析显示在NAFLD患者中TNF-α、IL-6-JAK-STAT3等信号通路表达激活。NAFLD和CRC中所筛选出的17个共同差异表达基因在GO分析中主要富集在细胞二价无机阳离子稳态、中性粒细胞化学趋化等生物学过程中。KEGG通路分析显示共同差异表达基因主要富集于IL-17信号通路。PPI筛选出的5个关键基因是TREM1、FPR1、IL1RN、S100A9、S100A8。LASSO回归筛选出的IL1RN及硬脂酰-CoA去饱和酶(SCD)经外部数据集和来自人类蛋白质图谱(HPA)数据库的免疫组化数据的验证均被证实为生物标志物基因,并在CRC组织中高表达。转录因子-关键共病基因调控网络由Network Analyst构建。结论 生物信息学分析发现的NAFLD和CRC的共病基因,揭示了潜在的共病发病机制,为NAFLD患者进行CRC早癌筛查和早期诊断提供思路。

基于深度学习的油液磨粒智能检测与分割

针对机械系统磨损状态监测与故障诊断中油液磨粒识别难度大、时间与人力成本高等问题,提出了基于深度学习的油液磨粒智能检测与分割方法。首先,基于滤膜谱片技术制备油液磨粒谱片并采集图像,构建了含6类不同金属磨粒的优质数据集;其次,根据数据集特点与算法优缺点,搭建单阶段实例分割模型YOLACT与两阶段实例分割模型Mask-RCNN对磨粒进行智能检测与分割。实验结果表明:Mask-RCNN模型平均检测精确率为93.8%,召回率为92.7%,适用于磨损颗粒智能分析的精准检测;YOLACT模型平均检测精确率为84.7%,召回率为83.3%,检测速度快,边缘分割精细,适用于磨损颗粒快速检测与智能分割;两种模型均有效提高了油液磨粒的检测效率。

多源数据融合的深埋隧道岩爆预测方法

为提高隧道设计阶段未开挖区域的岩爆预测准确性,提出了一种多源数据融合的隧道岩爆预测方法.综合隧道勘察和施工阶段的不同地质信息,采用基于证据关联系数的加权融合技术,构建了隧道精细化三维动态地质模型.建立了基于强度理论的岩爆可能性判定方法和基于能量理论的岩爆烈度预测方法,通过Hoek-Brown强度准则判断围岩是否发生岩爆,利用储能极限阈值和能量释放指数划分岩爆烈度,并将其应用于四川某隧道工程中.结果表明,所提方法可以实现隧道掌子面前方30 m范围内的岩爆精准预测,预测结果与隧道开挖实际岩爆的吻合率为95.8%.因此,该预测方法能够在隧道施工前预判岩爆烈度,为隧道岩爆防治提供指导.

基于C#的微波器件自动校准系统的设计与实现

针对校准时,微波器件存在人工操作量大、存在读数误差等问题,本文采用C#面向对象语言,设计了一款模块化自动校准软件。该软件采用SCPI命令控制仪器;基于ACCESS数据库,实现基本信息和数据的处理存储;将图形数据转化成二进制流实现测量图形导出。同时,运用Word文档自动生成原始记录和校准证书。试验表明:该软件运行稳定、数据处理准确,满足使用要求,可实现微波器件的自动校准,提高工作效率。

高海拔隧道施工期污染物扩散规律

为了探究高海拔隧道施工通风过程中的污染物扩散规律,依托川藏铁路芒康山隧道工程,采用数值模拟和现场测试的方法,研究高海拔隧道施工通风过程中粉尘和CO的扩散规律.研究结果表明,粉尘主要是以贴壁流动的形式向洞外扩散,在该过程中会聚集成为“粉尘团”.粉尘扩散主要是受到重力影响发生沉降,隧道内风速过大,不利于降低粉尘质量浓度.CO以“气团”的形式从掌子面附近向洞口迁移,在迁移过程中CO气团体积逐渐扩大,质量浓度峰值不断下降,逐渐形成“U形”的分布趋势,CO质量浓度的现场测试结果与数值模拟结果基本吻合.随着海拔高度的上升,隧道内的CO质量浓度会增大,隧道内同一位置CO质量浓度达到规范要求的时间会增加.推导基于海拔高度的隧道通风过程中CO质量浓度修正系数计算公式,对当前规范中CO的海拔高度修正系数进行很好的补充.

酸性干湿循环下泥质砂岩劣化及声发射演化特征识别研究

为深入探究降雨−蒸发干湿循环效应及酸雨腐蚀对泥质砂岩边坡运营稳定性的影响,基于不同酸性干湿循环下泥质砂岩单轴压缩、三轴压缩及声发射监测试验研究了其力学参数劣化规律及损伤破坏演化特征。研究结果表明:泥质砂岩的单轴抗压强度σ、弹性模量E、黏聚力c、内摩擦角φ的劣化度与干湿循环次数正相关,而劣化速率与干湿循环次数负相关,围压延缓了其劣化过程,酸性环境则会加剧岩样的劣化。σ对于酸性干湿循环的敏感度最高,在不同pH值条件下力学参数与干湿循环次数均呈较强的对数关系。声发射振铃累计计数及能量演化特征可分为初始活跃期、稳定增长期和高峰陡增期,并且在稳定增长期表现出较为明显的突变破坏前兆。随着酸性干湿循环的耦合作用效应持续增强,RA-AF张拉裂纹信号持续下降,声发射定位事件特征由中部轴向聚集逐步演变为斜向随机分布,损伤破坏特征由张拉破坏向剪切破坏转变。基于声发射数据驱动的泥质砂岩损伤状态识别模型的综合识别准确率达到93.33%,振铃累计计数和最大能量特征贡献率为81.63%,表明所建模型可较为准确地识别损伤状态等级与声发射数据间的内在关联特征。

一种基于分割掩码的隧道裂缝病害自动识别后处理算法

随着交通运输网络的建设,建成的隧道数量及隧道运营年限日益增加,给隧道安全运营带来了很大的挑战。快速检测隧道衬砌裂缝病害并准确提取裂缝长宽特征,是实现隧道高效养护和安全运营的重要保障。本文提出了一种高效精准的隧道裂缝病害后处理算法,基于DeepLabV3+语义分割模型的预测分割掩码,以连通域判别细化算法与端点聚类实例区分算法处理掩码断裂情况,实现了隧道裂缝骨架精准提取和实例区分。以长度计算和灰度差异值宽度分类算法实现了裂缝长宽特征的计算,长宽计算准确率分别为92.2%与86.3%。

矿井通风系统安全性的多层次模糊综合评价

按照事故致因理论,并进行系统安全分析和易发事故分析,建立了矿井通风系统安全性的多层次评价体系;应用层次分析法和Matlab软件,确定矿井通风系统安全性评价体系中各子系统及各指标的权重;结合实际经验,根据安全规范构造各指标隶属度;进而根据评价集构造了梯形分布的隶属函数,并得到各指标对评价集的最终隶属度、模糊关系矩阵和综合评价矩阵;求得矿井通风系统安全状况的综合得分,进而划分安全评价等级,并提出了对应各等级的处理措施。将该评价方法应用到重庆开县桃园联合煤矿,取得了良好的效果。

周期荷载作用下盐岩声发射特征试验研究

通过改变恒幅荷载条件下的上限应力、下限应力以及加载速率等试验条件,基于声发射技术对盐岩疲劳损伤特征进行试验研究。试验发现,盐岩声发射信号出现在加载阶段和卸载初期,而砂岩声发射信号一般集中出现在上限应力处;盐岩疲劳寿命对下限的依赖程度大于砂岩;随着上限应力的增大,盐岩声发射振铃数增多。加载速率的提高会加速盐岩的疲劳破坏。通过对比声发射振铃数累计曲线和应变累计曲线,发现两者有很好的对应关系,说明二者在反映盐岩疲劳损伤时具有一致性。最后对盐岩进行3级变幅荷载试验,发现第3级声发射振铃数比相同上、下限应力的恒幅荷载条件下多,说明变幅荷载造成的盐岩损伤比恒幅荷载条件下严重。

泥岩夹层软化试验研究

基于正交试验方案,研究了温度、卤水浓度及浸泡时间3个因素对泥岩夹层软化的影响规律。分别运用极差分析法和方差分析法对试验结果进行分析。对任意两个影响因素分别进行二元线性回归,根据其标准回归系数对泥岩夹层单轴抗压强度及弹性模量相对重要性比值构建判断矩阵,运用层次分析法计算各个影响因素的权值。试验结果表明:温度和浸泡时间在泥岩夹层软化过程中起着决定作用,影响权重达到98%以上;浸泡时间的影响最大,权重达到80%;卤水浓度的变化对泥岩夹层软化影响较微弱,在实际的工程中可以忽略不计。随着浸泡时间的延长和温度的升高,泥岩夹层内部裂隙逐渐被溶液侵入,单轴抗压强度和弹性模量呈递减趋势。鉴于卤水浓度影响甚微,仅利用温度和浸泡时间建立了软化方程。

强化教育对维持性血液透析患者高磷血症影响的Meta分析

目的:高磷血症是维持性血液透析(MHD)最常见的并发症之一,严重影响患者的身心健康,饮食控制是重要的降磷方式,本文的目的是系统性评估强化教育对MHD患者高磷血症的影响。方法:系统检索Medline、Embase、Cochrane图书馆,截止时间为2018-01-15,检索词包括"patient education"、"hemodialysis"、"hyperphosphatemia"和"randomized controlled trial"等。使用Jadad量表对纳入文献进行方法学质量评价,提取有效数据后使用Revman 5.3进行数据分析,主要结局指标包括血清钙、磷、钙磷乘积和知识评分等相关指标。结果:最终纳入10个随机对照试验包括908例患者,Meta分析结果显示,和对照组相比,强化教育可显著升高患者血清钙水平(WMD=0.07,95%CI:0.02~0.12,P<0.01),降低患者血磷水平(WMD=-0.20,95%CI:-0.32^-0.09,P<0.01)和钙磷乘积(WMD=-0.62,95%CI:-0.86^-0.38,P<0.01),并显著提高患者的知识得分(SMD=0.78,95%CI:0.06~1.51,P=0.03)。根据教育实施者不同进一步行亚组分析,结果显示和非营养师教育相比,营养师教育组患者在降低血磷方面效果更佳,两组之间差异具有统计学意义(P=0.03)。结论:强化教育可显著降低MHD患者血清磷水平,同时提高血清钙水平和患者知识得分,提高患者对疾病的认知程度,有助于改善患者生活质量,营养师教育在患者教育中成效显著,在后期的患者管理中可进一步推广。

温度对盐岩疲劳特性影响的试验研究

对不同温度下的盐岩试件进行单轴压缩试验,发现盐岩单轴抗压强度随着温度的升高明显下降,峰值应变却随着温度的升高而逐渐增大。根据不同温度下盐岩的单轴抗压强度选取合适的上、下限应力值,对各温度条件下盐岩试件进行循环荷载试验,发现:盐岩在相同应力比循环荷载作用下,疲劳寿命随着温度的升高而增加;不同温度下盐岩的疲劳损伤发展模式都包括减速损伤阶段、匀速损伤阶段和加速损伤阶段;随着温度的升高匀速疲劳损伤阶段所占的比例增加;与轴向应变曲线相比,体积应变的3个损伤阶段更加明显。最后应用弹塑性材料损伤分析公式,对盐岩的疲劳损伤进行分析,发现盐岩损伤发展模式与盐岩试件的体积应变发展模式较为接近,因此选取体积应变来描述盐岩的疲劳损伤较为合理。

基于深度学习的公路隧道衬砌病害识别方法

针对与日俱增的隧道养护需求,为了节约时间与人力成本,提出基于卷积神经网络的公路隧道衬砌病害检测方法.利用自主研制的隧道智能快速检测车采集24条隧道衬砌的图像,构建超过20 000张病害图像的高质量数据集.结合隧道衬砌病害的成因及特点,分别构建单阶段SSD模型和两阶段R-FCN模型在自制的数据集上训练,对检测结果进行对比分析,提出离线式隧道衬砌病害检测方案.试验结果表明,SSD模型的识别准确率为98%,总的平均精度均值(mAP)为72%,检测速度较快,适用于隧道的快速诊断. R-FCN模型的识别准确率为85%,总的m AP达到91%,检测精度较高,适用于隧道病害的后期处理.利用这2种检测模型均可以提升检测效率和精度.

盐岩储气库运营期稳定性评价研究

针对国内盐岩矿床的特点,建立了盐岩地下储气库运营期稳定性的多层次、多指标综合评价体系,并定义了盐岩地下储气库运营期稳定性等级标准。根据试验数据和数值模拟结果,构建了各评价指标的评分模型,得出了各评价等级相应评价指标的量值。采用AHP方法分析得到了描述层和指标层参数的权重。分别应用可拓法和模糊综合评价法对西气东输工程金坛储气库西1库进行运营期稳定性评价,两种方法评价结果一致,并与实际情况吻合,表明建立的盐岩地下储气库运营期稳定性的多层次、多指标综合评价体系能客观反应储库的实际稳定情况,具有较高的推广价值。

含时间效应的硬石膏隧道弹-膨胀解析模型

为了研究隧道硬石膏围岩膨胀作用下的位移变化规律,基于湿度应力理论,考虑硬石膏膨胀性的时变特征,建立含时间效应的隧道弹-膨胀解析模型.将模型应用于梁忠高速礼让隧道,获得隧道临空面位移变化规律的定量结果,隧道围岩响应曲面以及位移特性曲面.对模型各参数进行敏感性分析,结果表明:1)围岩岩性越好,临空面位移越小,隧道结构越稳定,结果与实际规律相一致;2)隧道临空面位移与隧道支护应力、围岩弹性模量呈负相关,与隧道洞径、静水压力、吸水率、围岩膨胀模量、膨胀时间、吸水系数及线膨胀系数呈正相关.

高温三轴盐岩溶解特性试验机研制及应用

高温三轴条件下盐岩溶解特性的研究是盐岩油气地下储库安全快速建造和形状控制的基础。提出实现高温三轴盐岩溶解特性的试验方法,推导盐岩溶解速率的计算公式并进行误差分析。基于该方法,成功研制出高温三轴盐岩溶解特性试验机,该试验机最高试验温度95℃,三轴室最大轴力400kN,围压30MPa,能对直径50和100mm的标准盐岩试样或长宽均为50mm、高为100mm的长方体盐岩试样进行高温三轴溶解特性试验。试验机可解决高温及三轴条件下溶解水流通过盐岩试样的关键技术问题和高温环境下的系列密封、加压稳压及仪器腐蚀等问题。最后,应用研制的试验机对一盐岩油气地下储库的盐样进行高温三轴溶解特性试验。试验结果表明:该试验机可以满足试验要求,试验过程稳定、数据精度较高、系统可靠性好。该试验机可用于盐岩水溶开采及利用地下盐穴储存石油、天然气和放射性核废料等地下工程的盐岩溶解特性研究,为盐穴的安全快速建造和形状控制提供必要的基础参数。

基于生物信息学对非酒精性脂肪性肝病肝纤维化进展关键基因的挖掘与分析

目的 基于生物信息学分析对非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)肝纤维化进展关键基因及潜在致病机制进行挖掘。方法 从GEO数据库获取数据集GSE49541,limma包筛选出差异表达基因(DEGs)后对其进行基因本体(GO)功能注释及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。STRING数据库对DEGs构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,并用Cytoscape筛选关键基因,利用Gene MANIA分析关键基因的共表达网络和功能,最后基于药物特征数据库对关键基因进行药物预测。结果 进展期NAFLD与轻度NAFLD比较后,DEGs有65个,表达上调的基因58个,表达下调的基因7个。GO功能分析强调了65个DEGs的分子功能集中在细胞外基质结构成分,KEGG通路分析显示,DEGs主要与细胞外基质受体相互反应等通路有关。Cytoscape筛选出的10个关键基因为COL1A1、COL3A1、COL4A1、COL1A2、COL14A1、FBN1、LUM、THBS1、THBS2、SPP1。Gene MANIA提示关键基因之间存在高度的共表达-互作网络,与细胞外基质结构成分等功能相关。最后,药物预测分析发现,维甲酸和黄体酮是富集到最多关键基因的药物。结论 NAFLD纤维化进展相关的10个关键基因可能成为其生物监测标志物并为分子靶向治疗提供线索。

盐岩蠕变相似模型及相似材料研究

相似材料模型试验是研究岩土工程的重要手段之一。基于相似理论,应用量纲分析法,推导考虑盐岩蠕变特性的相似模型,得到相关参数的相似判据,并以不同粒径的工业盐、精铁粉为骨料,环氧树脂、乙二胺为黏合剂构成相似材料,经过大量的材料配比力学试验,得到了一种基本满足金坛盐岩蠕变相似模型要求的材料配比,为开展盐岩地下油气储库建造及运营期的变形、破坏相似材料模型试验打下了坚实的基础。

压力水作用下硬石膏岩膨胀性研究

针对隧道工程中硬石膏围岩在压力水作用下的膨胀现象,设计加工了多功能膨胀仪。使用该仪器及MTS815岩石力学测试系统,对不同水压条件下硬石膏岩的轴向膨胀应变及侧向膨胀应力进行了测试,对压力水作用后硬石膏岩的含水状态及力学特性进行了测试。结果表明:水压越大,硬石膏岩的最大轴向膨胀应变及最大侧向膨胀应力越大,膨胀起始时间越短;随水压的增大,硬石膏岩的吸水率增大,结晶水率逐渐增大并趋于吸水率,而自由水率逐渐减小并趋于0;硬石膏岩的弹性模量和峰值强度随水压的增大而增大。这些说明水压能影响其含水状态,增强硬石膏岩的膨胀性,促进其膨胀的激活,提高其力学性能。基于试验结果,建立了压力水作用下的硬石膏岩吸水状态方程,并改进了湿度场理论体系中的膨胀本构模型。

隧道长期安全监测及评价模型

分析影响隧道长期安全的结构因素和环境条件因素,并根据有关规范,设计监测方案。根据监测方案建立隧道长期安全评价模型。其中,对于隧道结构,基于单指标安全等级评价建立隧道结构长期安全的多指标综合评价模型,并引入6位5进制数作为隧道结构长期安全状况综合评分,与安全等级评价相结合,更加详实地反映了隧道结构的安全性。对于环境条件,应用层次分析法确定指标权重,梯形分布隶属函数计算指标隶属度,建立隧道运营安全的模糊综合评价模型。最后,将监测方案和评价模型应用于重庆嘉华隧道,取得良好的效果。