基于CatBoost-SHAP模型的滑坡易发性建模及可解释性

文章致力于深入探索滑坡易发性建模中集成学习模型的不确定性和可解释性。以浙江省东部沿海山区为研究对象,利用谷歌历史影像与Sentinel-2A影像,记录了2016年超级台风“鲇鱼”触发的552起浅层滑坡事件。研究首先对连续型因子进行了不分级、等间距法和自然断点法的工况设计,进一步划分为4,6,8,12,16,20级。随后,引入了类别增强提升树模型(CatBoost)以评估不同工况下的滑坡易发性值,再结合受试者曲线与沙普利加性解释法分析,对建模过程中的不确定性和可解释性进行了深入研究,目的在于确定最优建模策略。结果表明:(1)在CatBoost模型计算中,河流距离成为最关键的影响因子,其次是与地质条件、人类活动相关的因子;(2)不分级工况下,模型能够获得最高的AUC值,达到0.866;(3)相较于等间距法,自然断点法的划分策略展现出更佳的泛化能力,且模型预测性能随着分级数量的增加而增加;(4)沙普利加性解释法模型揭示了主要影响因子道路距离、河流距离、DEM和坡向对台风诱发滑坡的控制机制。研究成果能够加深对滑坡易发性的理解,提高滑坡预测的准确性和可靠性,为相关地区的防灾减灾工作提供科学依据。

基于寰枢椎脱位患者的颈椎僵硬功能障碍指数量表信效度检验及其临床应用

目的:对颈椎僵硬功能障碍指数(cervical stiffness disability index,CSDI)量表进行汉化,并检验其评估寰枢椎脱位患者颈椎僵硬度的信效度;对比后路寰枢融合术治疗单纯寰枢椎脱位与后路枕颈融合术治疗单纯寰枕融合/“三明治型”寰枢椎脱位患者的颈椎僵硬程度等临床疗效。方法:回顾性分析2017年6月~2022年6月于河北医科大学第三医院因寰枢椎脱位行后路寰枢或枕颈融合术的38例患者的临床资料,其中男性20例,女性18例,年龄50.8±10.7岁。观察指标包括颈部疼痛视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分、颈脊髓功能日本骨科协会(Japanese Orthopaedic Association,JOA)评分、北美脊柱学会(North American Spine Society,NASS)患者满意度量表、健康问卷抑郁量表(patient satisfaction scale,health questionnaire depression Scale,PHQ-9)及CSDI量表评分。汉化CSDI量表并对其进行内在一致性和重测信度检验,使用探索性因子分析法进行结构效度评价。根据NASS量表满意度是否达预期将患者分为两组,Spearman相关性分析评估各术后满意度、CSDI量表评分及观察指标间的相关性。以寰枢椎脱位亚型/术式及满意度分层进行CSDI等指标对比。结果:中文版CSDI量表具备理想信效度(Cronbach alpha=0.885,ICC=0.927)。探索性因子分析提取两个因子,累计解释了总体变异的66%,该量表具备良好结构信度。中文版CSDI量表评分与末次随访时颈部VAS疼痛评分(r=0.509,P<0.01)、JOA评分(r=-0.42,P<0.01)及抑郁情绪(r=0.549,P<0.01)中度相关。术后颈椎僵硬度的增加值与满意度中度相关(r=0.493,P<0.01)。患者满意度受末次随访时JOA评分及其改善率、颈椎僵硬程度和抑郁情绪影响。枕颈融合较寰枢融合术后轴性疼痛症状(3.2±1.1 vs 2.1±1.4,P=0.021)及颈部功能受限(38.4±15.4 vs 24.4±11.8,P=0.005)均更为显著。达预期组较未达预期组患者报告结局更佳,CSDI评分更低(22.0±12.6 vs 35.7±12.7,P=0.002)。结论:中文版CSDI量表在评估寰枢椎脱位患者颈椎僵硬度方面具备理想信效度。枕颈融合术对颈脊髓功能的改善与寰枢融合术相近,但其术后更加显著的轴性症状以及颈椎功能受限不容忽视。

基于计算思维的课程教学可视化设计与实践

阐述计算思维的课程教学可视化模型设计,分析创新性融合的案例,探讨问题驱动、配备动态软件、整编表征信息、策划操作步骤、完善知识体系的教学策略。

人工智能海浪预报的发展与挑战

海浪是海洋中最为重要的现象之一,快速准确的海浪预报对于保障海上生产、生活安全具有重要意义。该文回顾了海浪预报方法的发展历程,包括传统统计预报、数值模式预报以及目前快速发展的人工智能预报。基于人工智能的海浪预报模型表现出计算速度快、预报精度自适应优化等优势,已经开始从研究阶段逐步应用于实际海浪预报业务之中,但同时该方法也存在预报要素有限、极端海况预报值偏低以及预报泛化能力弱的局限。该文根据人工智能海浪预报的特点,提出了人工智能海浪预报目前亟需解决的观测数据高效利用、先验知识引入、人工智能模型安全性与泛化能力提升等关键科学技术问题。

非饱和土中宾汉姆流体碗状渗透扩散机理

钻孔灌注桩在施工过程中防止泥浆护壁浆液的过度渗透扩散对维持桩孔稳定具有重要的意义。通过考虑非饱和土体渗透系数与浆体黏性的变化规律,假设桩孔底部渗透形状为碗状渗透,建立了浆体渗透扩散模型,同时基于多孔介质流体力学原理,得到了浆体渗透扩散距离的解析公式。然后对浆体渗透扩散模型进行对比验证。最后根据工程实际分析浆体渗透扩散模型的变化规律。研究表明,球状假设的扩散距离是碗状假设的2.7倍。桩孔半径由0.1 m变化到1.0 m,其渗透范围增大了2.2~2.6倍。中粗砂的含水率大于24%或基质吸力小于6 kPa时,非饱和性对渗透范围的影响在10%以下。当浆体初始黏度n p0≤25 mPa·s时,可增加浆体初始黏度n p0以控制浆体在土层中的扩散范围。此外根据不同地层的类型提出了其适用的浆体参数与浆体种类。研究结果可为控制泥浆渗透范围提供理论依据,对工程实际有指导意义。

新工科下非地质类高校地质工程专业导师制人才培养模式研究

随着新工科建设的不断推进,非地质类高校地质工程专业的人才培养模式面临着新的挑战与机遇。在新工科背景下,地质工程专业不仅需要学生掌握扎实的理论基础,而且更需具备强大的实践能力及创新思维。导师制作为一种有效的人才培养模式,能够为学生提供个性化的指导,促进其全面发展。因此,深入研究非地质类高校地质工程专业导师制人才培养模式,对于提升该专业的人才培养质量、满足社会对地质工程人才的需求具有重要意义。本研究将围绕这一主题展开探讨,以期为相关高校提供一定的参考。

基于靶向教学法的信息化教学案例分析

阐述信息化教学背景下靶向教学法在案例教学中应用的流程,包括定靶-打靶-验靶。对信息化教学背景下运用传统教学法与靶向教学法的教学效果进行对比,并分析实验结果。从精准把握学情确定靶点、借助信息化手段进行靶向授课、利用数据分析实现靶向反馈方面提出应用策略。

大数据环境下基于BIM与CNN的电力工程造价优化算法

针对大数据环境下电力工程造价在精准化、动态化等方面存在的不足,提出了一种基于BIM与CNN的电力工程造价优化算法。利用BIM技术的特点进行电力工程全生命周期的造价管理,实现了造价的动态化管控。并且采用Levenberg-Marquardt规则算法改进卷积神经网络,通过改进后的CNN网络对每个工程环节的造价完成预测,从而优化整个工程的施工方案。结合相关的电力工程造价数据,基于Matlab对所提算法进行实验测试。结果表明,当学习率为0.010时CNN网络的性能最佳,所提算法的预测准确率为94%,并且与造价的真实值最为接近。

考虑库水升降和滑带弱化作用的岸坡启滑机制分析

以三峡库区凉水井滑坡为研究对象,采用理论分析与数值模拟的研究手段,构建了滑带强度弱化模型,提出了渗流驱动的滑坡启滑判据,应用Geo-studio有限元程序分析了库水不同升降速率对滑坡稳定性的影响,揭示了库水升降作用下岸坡渗流场演变规律和渗流驱动下的启滑机制。研究表明:(1)渗透压力与渗透时间的变化是滑带土强度弱化的关键因素,弱化到临界强度时,在渗流驱动下发生压剪破坏而启滑,由局部向整体以渐进模式破坏失稳;(2)库水升降过程中,坡体内孔隙水压力滞后性较明显,水位升降速率会影响坡体地下水响应时程,升降速率越大,孔隙水压力变化越大,渗流驱动力越大,滑坡稳定性变化越快,越趋近于渐进破坏;(3)库水位从175 m降到145 m,凉水井滑坡滑面法向应力最大降低了38.19%,剪应力最大降低了22.20%,有效法向应力最大落差为168.64 kPa,抗剪强度最大落差为63.45 kPa。以上分析结论与规律可为涉水滑坡启滑机制分析、库岸山体滑坡失稳研究及应急防治工程等提供科学依据和理论方法。

基于故障征兆与性能特征的数控机床故障诊断技术

本文从故障征兆、性能特征两个方面分析了数控机床故障诊断方法。首先介绍了基于RBR的故障诊断技术、基于CBR的故障诊断技术以及RBR与CBR相结合的集成诊断技术,之后分析了机床性能,并对其与故障诊断间的关系进行了梳理,而后从精度数据的角度出发,结合实例分析了利用神经网络技术分析精度数据从而实现故障诊断的技术方法,旨在为数控机床故障的科学、高效诊断提供参考。

CMOS红外光源的设计与实现

基于红外气体传感器微型化、低成本和低功耗的发展需要,设计了一种用于非色散红外(NDIR)集成气体传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)红外光源。它以非等间隔的蛇形钨(W)薄膜电阻作为加热丝,以二氧化硅(SiO_(2))和氮化硅(Si_(3)N_(4))多层复合介质薄膜为支撑形成悬空膜片式微热板,以氧化铜(CuO)和二氧化锰(MnO_(2))纳米材料复合薄膜作为辐射增强层。基于COMSOL软件进行了热电耦合仿真,证明结构设计合理性。采用标准CMOS工艺、硅(Si)的深刻蚀工艺以及静电流体动力学打印技术流片制造了该CMOS红外光源芯片。性能测试结果表明:该红外光源从室温升温至469℃的热响应时间约为41 ms,电功耗仅为138 mW,辐射区温度分布均匀,引入辐射增强层使表面比辐射率提高约35%,红外光源的辐射功率和红外光谱辐射强度测试结果表明:该涂层有效地增强了红外辐射。

汽车发动机凸轮轴加工工艺设计及质量控制研究

凸轮轴作为关键性零部件,关乎到汽车发动机的性能表现,因此对凸轮轴的质量与性能提出了较高要求。本文对汽车发动机凸轮轴的加工工艺进行分析,了解其设计原则以及工艺特征,随后提出了完整的工艺设计流程。从生产线布置、定位基准选择、加工划分、凸轮形面加工等,并提出定位键优化改善、控制键槽裂纹、主动测量与自然补偿等方式全面提高凸轮轴加工质量。

螺旋桨叶轮自由曲面五轴高速数控加工技术

本研究主要探究了五轴高速数控加工技术在螺旋桨叶轮加工中的应用。文章首先介绍了螺旋桨的整体构造和桨叶形成方式,通过构建工件坐标系{O-XYZ},得到了螺旋桨叶轮在三维坐标系中的模型坐标。在应用五轴数控加工技术时,刀轴控制方式和驱动方法,以及刀位轨迹的规划、刀具的选择与夹具的设计等,都是决定叶轮自由曲面加工质量与加工效率的关键技术,本研究对此展开了简要分析。

路桥工程桥头跳车原因分析与处理措施

为了确保路桥工程质量,有效解决桥头跳车存在的风险,提升行车的稳定性和安全性,论文对桥头跳车问题的多种成因进行了系统性分析,并提出科学有效的解决方案,通过强化地基加固、优化填料压实度、合理布设桥头搭板及过渡板、完善排水系统等一系列处理措施,不仅能够有效减少桥头跳车的风险,还能提升路桥的稳定性,保障行车的安全和舒适性。

基于可靠性的轨道车辆继电器性能分析

继电器在轨道车辆控制系统及各子系统的控制回路中有重要作用,当其发生故障时,相应的列车控制功能也会失效,导致列车发生救援、清客等运营甚至安全事件。基于可靠性对列车继电器的平均故障间隔里程与平均故障动作次数指标进行计算,可以有效地对比分析不同品牌不同型号的继电器性能。该方法可以为轨道车辆,特别是关键位置继电器的选型提供参考,从而降低列车由于继电器单点故障造成严重运营事件的可能性。

轨道车辆轴承维修保养策略优化浅析

本文针对目前列车轴承按照列车行驶里程数以及其使用寿命到期定时更换,不考虑轴承是否可继续使用而导致资源浪费的问题。本文通过对轴承的故障检测技术以及现行维修保养策略进行综合考虑,浅析了从建立指标融合模型,调整检修计划,引入数字孪生技术,实现全寿命周期维修保养动态调整几方面优化轴承维修保养策略的发展趋势。

可弯曲负压鞘联合软镜治疗≤3 cm上尿路结石的临床研究

目的:比较可弯曲负压鞘与负压直鞘、普通直鞘联合输尿管软镜在≤3 cm上尿路结石治疗中的临床疗效与安全性。方法:回顾性分析2022年1月至2023年9月重庆医科大学附属第一医院及重庆市綦江区人民医院接受输尿管软镜钬激光碎石取石术的128例上尿路结石患者的临床资料,因使用输送鞘不同,将病例分为可弯曲负压鞘组(组1,n=61);负压直鞘组(组2,n=31);普通直鞘组(组3,n=36),普通直鞘组、负压直鞘组统称传统鞘组。比较3组患者基线数据和围手术期指标。结果:3组患者一般资料,包括:性别、年龄、体质指数(body mass index,BMI)、结石直径、结石类型及方位、术前是否留置输尿管支架、术前感染指标以及住院时间和术后血红蛋白下降值比较,差异均无统计学意义。结石直径≤3 cm,可弯曲鞘组清石率最高(91.80%vs.80.65%vs.72.22%),与普通直鞘组相比差异有统计学意义(91.80%vs.72.22%;χ^(2)=4.155,P=0.012);且其净石率最高,与传统鞘组相比差异有统计学意义(73.77%vs.41.94%vs.33.33%;χ^(2)=17.486,P<0.001)。当结石分层直径大于2 cm时,可弯曲负压鞘组比传统鞘组净石率高,差异有统计学意义(72.55%vs.36%vs.23.08%;χ^(2)=19.645,P<0.001)。当结石直径为<2 cm时,可弯曲鞘组的清石率(90.00%vs.83.33%vs.90.00%;χ^(2)=0.193,P>0.908)和净石率(80.00%vs.66.67%vs.60.00%;χ^(2)=0.963,P>0.618)较传统鞘组稍高,差异无统计学意义。可弯鞘组的手术时间更长、住院总费用更低、并发症发生率更低。结论:可弯曲负压鞘可带来更高的即刻清石率、净石率以及更低的术后感染风险,同时减少了取石网篮的使用,节约了住院费用。与传统鞘相比在治疗≤3 cm上尿路结石有更高的有效性及安全性,值得推广应用。

局麻下可弯曲负压鞘联合输尿管软镜治疗≥3 cm肾结石的有效性和安全性研究

目的:探讨局部麻醉下可弯曲负压鞘联合输尿管软镜治疗3.0 cm以上大负荷肾结石的有效性和安全性。方法:回顾性分析2023年1月至2023年12月于重庆医科大学附属第一医院泌尿外科局麻下完成的输尿管软镜钬激光碎石治疗的3.0 cm以上肾结石患者的临床资料,并分为可弯鞘组和传统鞘组,收集其一般资料,对比2组在围术期指标、术后并发症、手术效果等相关指标的差异。结果:共96例患者纳入研究,其中可弯曲鞘组44例,传统鞘组52例,2组患者的年龄、体质指数(body mass index,BMI)、结石负荷等一般资料2组间比较差异无统计学意义,可弯鞘组术后清石率(72.73%)明显高于传统鞘组(46.15%),P<0.05,而并发症发生率,如发热(2.27%)、石街形成(2.27%)明显低于传统鞘组(23.08%/17.31%),P<0.05,单次手术时间可弯鞘组[(126.20±21.45)min]与传统鞘组[(116.71±27.39)min]比较差异无统计学意义。结论:局麻下可弯曲负压鞘联合输尿管软镜治疗≥3 cm肾结石安全、有效,值得推广和应用。

基于WebAPI和手持控制器的井下采煤机集中远控方法

随着煤矿生产智能化水平的不断提升,综采采煤机的远程控制技术需求愈发迫切。传统煤矿井下设备操作方法由于操作复杂、系统维护成本高、薄煤层环境差等原因,难以满足现代化煤矿对安全高效生产的需求。此外,社会大众对煤矿安全管理水平和职工作业环境的期待也促使煤矿企业积极寻求更加安全、可靠的控制技术。本文介绍了一种基于Web API和手持控制器的井下采煤机远程控制方法,通过Web API获取手持控制器输入,并利用工业通讯协议将控制指令传递至井下设备,实现对采煤机的远程控制。系统由地面计算机、手持控制器、Web API服务器和工业通讯模块组成,通过标准化接口实现高效、可靠的数据传输和设备控制。应用结果表明该方法在设备响应速度、操作便捷性、系统灵活性和成本控制方面具有显著优势。

预测嗜铬细胞瘤/副神经节瘤患者术后低血压的风险:新的预测列线图的开发和评估

目的:开发并验证一种线性模型,用于预测影响嗜铬细胞瘤和副神经节瘤(pheochromocytomas and paragangliomas,PPGLs)术后出现低血压的因素及概率。方法:本研究收集了2011年1月1日至2023年12月31日在重庆医科大学附属第一医院泌尿外科接受腹膜后肿瘤切除并经过病理学诊断为PPGLs的315例患者,记录每位患者的人口学特征,基础疾病、疾病特征、α肾上腺受体拮抗剂使用情况、24 h尿香草扁杏仁酸(vanillylmandelic acid,VMA)、术中资料及术后资料,将血压低于术前30%或者术后需要升压药维持的患者纳入低血压组。而后采用LASSO回归对数据进行特征缩减和筛选,然后利用多元逻辑回归分析建立预测模型。通过ROC曲线、校准曲线和临床有用性来评估该预测模型的表现。结果:预测模型中包含的预测因子包括24 h尿香草扁杏仁酸、α肾上腺受体拮抗剂使用情况、肿瘤大小以及手术失血量。该模型显示出良好的区分能力,C指数为0.882(95%CI=0.872~0.886),并且具有良好的校准性,ROC值为0.88。决策曲线分析显示具有临床价值。结论:本研究提供了一个可靠的预测模型,该预测模型对PPGLs患者术后出现低血压的情况进行术前个体化预测,为患者围手术期治疗和术后恢复方案提供依据。