图计算体系结构和系统软件关键技术综述

图计算作为分析事物之间关联关系的重要工具,近年来已成为各国政府及公司争夺的关键技术.学术界和工业界在图计算体系结构和系统软件关键技术方面取得了一定进展.然而,现实场景图计算大多具有动态变化、应用需求复杂多样等特征.这给图计算在基础理论、体系架构和系统软件关键技术方面提出了新的需求,同时也带来了新的挑战.为应对这些挑战,科研人员提出了一系列图计算系统或图计算加速器,通过高性能计算、并行计算等技术来优化图计算过程.综述国内外图计算体系结构和系统软件关键技术的研究发展现状,对国内外研究的最新进展进行归纳、比较和分析,并结合国家发展战略和重大应用需求,选取与我国国计民生密切相关的领域,从典型应用分析总结图计算相关技术的行业进展.最后,就未来的技术挑战和研究方向进行展望.

35 kV高压直挂大容量电池储能系统

为推动35 kV高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)的实际应用,系统研究了35 kV高压直挂BESS的主电路参数设计、控制策略及相关控制参数的设计方法;并在MATLAB/Simulink中搭建了35 kV/10 MW/10 MWh系统的仿真模型,以验证所提设计方法及控制策略的正确性。研究结果表明:35 kV高压直挂BESS单机容量大,功率响应速度快,可对内部电池簇进行主动荷电状态均衡及故障冗余控制,系统效率和可靠性更高,能适应未来新能源大规模发展需求。

针刺联合间歇性导尿治疗中老年患者宫颈癌根治术后尿潴留的临床观察

目的探究针刺联合间歇性导尿对于中老年患者宫颈癌根治术后尿潴留的影响,为妇科肿瘤患者术后康复提供治疗方法。方法纳入2020年5月—2023年5月在复旦大学附属妇产科医院行宫颈癌根治术且术后发生尿潴留的中老年患者105例,并以1∶2的比例按照随机数字表进行分组:联合治疗组(n=70)和间歇导尿组(n=35)。间歇导尿组接受单纯间歇导尿治疗,联合治疗组予针刺联合间歇性导尿治疗,2组疗程均为2周。观察并比较2组治疗总有效率,比较2组治疗前后膀胱残余尿量、尿路感染情况、尿流动力学指标、SF-36生活质量评分、中西医症状量表评分的变化情况。结果联合治疗组总有效率高于间歇导尿组(95.71%vs 40.00%,P<0.05)。治疗后,联合治疗组膀胱残余尿量低于间歇导尿组(P<0.05);2组治疗前后尿路感染率差异均无统计学意义(P>0.05);联合治疗组膀胱初感容积指标值低于间歇导尿组,而最大尿流率及最大逼尿肌压力指标值均高于间歇导尿组(均P<0.05);联合治疗组SF-36评分及中西医症状量表评分均低于间歇导尿组(均P<0.05)。结论针刺联合间歇性导尿治疗中老年患者宫颈癌根治术后尿潴留,疗效较好,可有效改善患者生活质量。

基于光学定位的三维超声引导肌肉注射仪设计研究

目的解决光学定位技术在引入肌肉痉挛治疗的注射手术应用中,光学定位设备与现有医用超声仪器之间的不适配问题,旨在进一步提升理论定位精度稳定性,简化必需操作并降低实际应用难度。方法在现有超声仪及相关设备功能基础上,结合光学定位设备工作条件需求进行需求分析,重新构建产品元件功能流模型并映射为网络节点,并基于复杂网络节点重要度评价方法,确定目标产品设计重心点并分层设计,最后采用仿真验证测试设计合理性。结果实验结果符合预期假设,目标节点所对应功能元件与其它节点的相关性程度与目标元件所需兼容连接的复杂度呈正相关。基于实验得出能够适配光学定位仪与超声设备的设计方案,有效解决二维超声导航引导肌肉注射所面临的不直观、不可视等问题。结论基于复杂网络节点的重要度评价方法更适用于复杂功能产品的设计研究,评价结果重要度差异更为显著。

日本本科层次职业大学招生选拔制度的探索与经验

日本当前本科层次的职业教育招生制度是长期探索与发展后的产物。自1976年日本两所具有职业本科教育色彩的技术科学大学开始招生,到20世纪90年代以来逐步普及编入制和推荐入学制,再到2011年高等学校教育部会提出解决高中与大学的衔接问题,最后到2017年设立了四年制本科层次的专门职大学,并最终确立了以一般选拔、学校推荐、综合选拔和社会选拔为主的配合式与补充式的招生选拔方式,从而建立起较为完备的本科层次职业教育招生制度。基于日本本科层次职业教育招生选拔改革的相关探索经验分析,有利于吸纳与借鉴他国成功的招生选拔经验与选育模式,发展和改进我国职业本科院校的招生制度,以此助推现代职业教育体系高质量建设。

兼具电池储能与无功补偿的高压直挂大容量系统四象限运行控制技术

高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)采用H桥电路串联的方法升高电压后接入电网,将电池簇分散接入级联H桥变换器的直流侧,具有高度模块化的结构,对比低压方案具有单机容量大、效率高、响应速度快等明显优势。高压直挂BESS若能兼具无功补偿能力,实现系统四象限运行,将具有更大的成本优势和经济效益。电池簇接单相H桥变换器的结构,使得系统运行在高比例无功补偿工况时,电池簇电流在一个二倍基频的周期中会出现两次反向,导致电池运行在高频充放电的工况,这会对电池寿命和电池状态监测造成较大的影响。为解决这一问题,提出一种基于零序电压注入的高比例无功补偿控制方法,避免了二倍基频脉动电流对电池进行高频充放电,再通过优化零序电压的幅值和相位,最大程度上降低对电池的影响。

高原鼠兔、高原鼢鼠肠道菌群对低压低氧环境下大鼠海马组织Aβ、Tau及BDNF蛋白的影响

为了探究暴露低压低氧不同时间以及移植高原鼠兔、高原鼢鼠肠道菌群后暴露低压低氧环境是否会影响SD大鼠海马组织β淀粉样蛋白(beta-amyloid protein, Aβ)、tau及脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)的表达水平,首先将SD大鼠随机分为常氧组、低压低氧组和低压低氧处理组,低压低氧组根据暴露低压低氧时间又分为第1、3、7、15、28天组,低压低氧处理组则根据处理因素分为低压低氧对照组、低压低氧+抗生素处理组、低压低氧+抗生素+鼢鼠菌处理组、低压低氧+抗生素+鼠兔菌处理组、低压低氧+抗生素+SD大鼠菌处理组(10只/组),共11组;然后采用尼氏染色观察常氧组和低压低氧组海马组织神经细胞的形态变化,采用Western-blot检测各组Aβ、tau及BDNF蛋白表达水平。结果显示,与常氧组相比,低压低氧组从第3天开始海马组织CA1区的神经细胞排列疏松紊乱,细胞核固缩明显,并具有时间依赖性;Aβ、tau蛋白水平分别从低压低氧暴露第7天、3天开始显著升高,并随低压低氧暴露时间的延长进一步升高,其中以tau蛋白升高尤为明显;BDNF蛋白在低压低氧暴露初期显著升高,而后随低压低氧暴露时间的延长逐渐降低,与Aβ和tau蛋白水平呈现显著的负相关。此外,与抗生素处理组相比,在低压低氧环境下,移植高原鼠兔肠道菌群的大鼠海马组织中Aβ、tau蛋白的表达显著下降, BDNF的表达明显升高。实验结果初步表明,低压低氧可上调大鼠海马组织Aβ、tau蛋白表达,下调BDNF蛋白表达;肠道菌群移植可上调低压低氧环境下大鼠海马组织BDNF蛋白的表达,同时影响Aβ、tau蛋白的表达,其中高原鼠兔肠道菌群移植大鼠海马组织中的Aβ、tau蛋白水平被下调,高原鼢鼠肠道菌群移植大鼠海马组织中的tau蛋白水平被上调, Aβ蛋白水平被下调。

基于网络药理学和分子对接探讨熟地黄—黄精治疗阿尔茨海默病的作用机制

目的 整合网络药理学、分子对接技术探究熟地黄—黄精治疗阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)的作用机制。方法 在中药系统药理数据库(Traditional Chinese Medicine System Pharmacology, TCMSP)数据库中收集熟地黄、黄精化学成分和潜在作用靶点,在在线人类孟德尔遗传(online mendelian inheritance in man, OMIM)、治疗靶点(therapeutic target database, TTD)、GeneCards、Drug Bank数据库收集AD疾病靶点基因,运用Cytoscape3.9.1构建“中药—成分—靶点”网络;将熟地黄、黄精与AD的交集靶点基因上传至STRING数据库中分析核心靶点基因;将交集靶点上传至DAVID数据库中进行GO和KEGG富集分析,并通过分子对接检测核心化学成分和核心靶点基因的结合能力。结果 在熟地黄、黄精中共筛选出13个化学成分,其中薯蓣皂苷、3′-甲氧基黄豆苷、豆甾醇、黄芩苷、β-谷甾醇为核心化学成分;AD相关靶点共筛选出2471个,熟地黄、黄精与AD的交集靶点共有68个;PPI分析显示,蛋白激酶B(protein kinase B,Akt1)、前列腺素G/H合成酶2(prostaglandin G/H synthase 2,PTGS2)、凋亡相关蛋白Caspase-3等为核心交集靶点基因;GO分析显示,生物过程主要涉及对含氧化合物、对化学物质的反应等,细胞组成主要涉及神经元投射、神经元部分、躯体树突间室等,分子功能主要涉及酶结合、G蛋白偶联胺受体活性、相同蛋白质结合等;KEGG分析结果显示,核心靶点基因涉及的通路主要为内分泌抵抗、麻疹、雌激素信号通路、凋亡、流体剪切应力与动脉粥样硬化等;分子对接结果显示,核心化学成分黄芩苷、β-谷甾醇、3′-甲氧基黄豆苷与核心靶点结合效能高。结论 熟地黄、黄精防治AD的成分主要为黄芩苷、β-谷甾醇、3′-甲氧基黄豆苷等,这些成分可通过调节10个核心靶点基因发挥防治AD的作用,其机制可能与凋亡、雌激素通路等5个途径有关。

AD小鼠脑胶质淋巴系统CSF流入量与年龄的关系:基于9.4 T DCE-MRI的可视化研究

目的基于9.4 T动态对比增强(dynamic contrast-enhanced,DCE)-MRI探索不同月龄的阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)模型小鼠脑胶质淋巴系统的脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)流入变化,以阐明随年龄增长脑胶质淋巴系统清除的变化规律及水通道蛋白4(aquaporin4,AQP4)在脑胶质淋巴系统清除中的作用。材料与方法取2、4、6和8月龄的APP/PS1 AD小鼠和野生型(wild-type,WT)小鼠,每组1只,共8组,向小脑延髓池中注射钆喷酸葡胺(Gadopentetate dimeglumine,Gd-DTPA)后第30 min完成第一次DCE-MRI扫描,以后每15 min采集一次,共完成8次扫描。随后在DCE-MRI扫描之前,使用AQP4抑制剂N-(1,3,4-噻二唑基)烟酰胺[N-(1,3,4-Thiadiazolyl)nicotinamide,TGN-020]对2月龄WT小鼠进行处理。采用免疫荧光法检测AQP4和β-淀粉样蛋白随月龄增长的表达变化。结果在APP/PS1小鼠模型的疾病早期,观察到随月龄增加,淀粉样蛋白逐渐累积,CSF流入信号强度均值从增加到降低,其中4至6月龄小鼠淀粉样蛋白的累积速率缓慢,对应于相应月龄CSF流入信号强度均值最高(4月龄为2711.67±1270.25;6月龄为2632.25±729.65)。同时,AQP4表现出随月龄增加极化程度降低的变化过程。随后,经AQP4抑制剂TGN-020处理后,观察到脑胶质淋巴系统的CSF流入信号强度均值降低(由3578.08±1199.95下降为1655.42±377.96;P=0.06)。结论在AD疾病的早期阶段(8月龄前),6月龄的脑胶质淋巴系统利用更明显,此阶段可能作为AD治疗的窗口期。AQP4在脑胶质淋巴系统中起着重要作用,可能作为研究和治疗AD的靶点。

噬菌体临床应用监管法规的现状及展望

抗生素的广泛使用使得耐药和泛耐药病原菌不断涌现,对全球公共卫生造成了巨大威胁。目前,噬菌体治疗已成为抗击多重耐药菌的重要手段之一,在欧美国家和中国已经进行了临床应用。然而,中国目前尚未形成针对噬菌体治疗的专项监管法规,研究者发起的临床研究成为我国开展噬菌体治疗的主要形式,这制约了我国噬菌体治疗的进一步发展和广泛应用,亟需在当前的药品监管框架下,制定适当的噬菌体监管法规。因此,本文回顾了格鲁吉亚、美国、英国、比利时和中国的噬菌体治疗现状和监管法规框架,旨在为噬菌体临床治疗的监管提供参考。完善的噬菌体临床应用监管法规将极大促进噬菌体治疗在中国的推广和应用,也必将有效地遏制细菌耐药危机,更好地维护人民群众的生命健康安全。

代谢组学在银屑病关节炎中的研究进展

近年代谢组学已被广泛应用于临床医学研究,用于寻找生物标志物及疾病早诊早治等领域.银屑病关节炎的早期诊断可显著改善患者预后,降低其结构损伤和功能残疾的风险.为了解现阶段代谢组学在银屑病关节炎中的应用,分别对银屑病关节炎及代谢组学进行介绍,并对两者结合的相关研究进行综述,从疾病诊断、疾病进展和治疗方面梳理代谢组学在银屑病关节炎的研究进展,并指出当前研究中存在的局限性,为更好地开展相关研究提供理论依据.

压接IGBT小管壳与外框高温热老化绝缘特性

近年来IGBT模块朝着更高电压等级与更大功率密度的方向发展,有限空间内的高电压与大电流将使得器件在高温下的绝缘失效概率急剧增加,模块中承受长时间高温的封装材料面临着绝缘退化乃至失效的风险。因此,亟需针对IGBT模块中封装材料开展高温与热老化绝缘特性研究。文中面向压接IGBT中的小管壳玻璃纤维增强型聚对苯二甲酰癸二胺和外框玻璃纤维增强不饱和聚酯封装材料,通过微观形貌、组分、介电及沿面闪络描述了两种材料的高温与热老化特性。结果表明,两种材料在热氧老化后出现不可逆的黄变现象,组分显示这与有色官能团的增加有关。此外,两种材料介电与电导性能在高温与热老化后都有所退化,尽管如此,外框仍旧满足IEC标准中关于介质损耗因数的要求(≤0.03)。小管壳和外框在150℃高温下耐压分别下降27%与29%,能带结构的计算结果验证了沿面闪络的退化行为。

基于方元的《伤寒论》用药规律研究

目的:方元被定义为组成《伤寒论》中方剂有规律可循的最小方剂单元,既体现了方剂的组方特色,又便于临床灵活化裁。本研究拟通过数据挖掘方法,从方元的角度分析《伤寒论》的用药规律。方法:本研究运用R语言计算不同方剂之间Jaccard相似系数及不同中药之间的关联规则,并使用网络社团结构分析,进行《伤寒论》中方元的识别。结果:《伤寒论》中所有方剂的相似性明显高于《方剂学》教材中方剂的相似性,表明方剂中存在更小的方剂单元。关联规则及社团分析能够识别方元,如2味药方元石膏-甘草、桂枝-当归、栀子-香豉等,以及3味药方元干姜-黄连-人参、当归-细辛-通草、麻黄-桂枝-杏仁等。结论:《伤寒论》中存在2味或3味药构成的方元,未来需要对这些方元进行临床或实验上的验证,以明确方元的功效,指导临床应用。

分子印迹传感器在兽药残留分析领域研究进展

动物源食品中兽药、微生物毒素、防腐剂以及食品加工过程中的药物残留可引起明显的毒性作用和过敏反应,给人类健康带来威胁。分子印迹技术主要通过诱导模板在聚合物中形成特定识别位点,具有预定性、识别性以及实用性等优点,在兽药残留检测领域发挥了重要作用。使用分子印迹技术制备的聚合物受体所具有的坚固性、高亲和力、特异性和生产成本低等特性,使它们成为天然受体以及有毒化合物可选择的替代品。将分子印迹技术与传感器技术相结合,使两者的优势特点充分发挥,聚合物科学和纳米技术的进步有助于提高分子印迹聚合物传感器的性能,分子印迹传感器所适用的领域也进一步扩大。近年来许多高质量文献报道了分子印迹聚合物传感器在生物分子、滥用药物和爆炸物等领域的研究,推动了该技术在生命科学和危化品领域的应用。作者重点简述了分子印迹技术与分子印迹传感器的原理,介绍了基于分子印迹聚合物的传感器技术的最新成就以及面向兽药残留检测应用领域的研究。

甜菜应答盐胁迫的E3泛素连接酶UPL家族基因的鉴定与分析

甜菜为二年生草本植物,是我国重要的糖料作物,广泛种植于我国东北、西北和华北等地区。本文以甜菜T710-Mu品系为试验材料,利用盐胁迫下的甜菜转录组数据库,通过建立隐马尔科夫模型筛选数据库得出3个响应盐胁迫的含有HECT结构域的UPL(Ubiquitin-protein ligase)家族基因。对3个UPL家族基因编码的蛋白质BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5进行蛋白质理化性质预测、进化关系分析、蛋白质保守结构域分析和蛋白质互作网络等生物信息学分析。预测BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5分别分布在Chr09、Chr07和Chr08,并且具有典型的HECT型结构域,鉴定得到的编码E3泛素连接酶UPL基因属于UPL家族基因。蛋白质互作预测结果表明,这些UPL蛋白质之间存在相互作用,并可能与泛素蛋白酶体系统中其他组分,如泛素藕合因子、E2共价结合酶以及26S蛋白酶体等相互影响。结合荧光定量PCR和转录组数据结果可知,BvUPL3基因在叶片和根部的相对表达量与对照组相比显著上升,BvUPL4和BvUPL5基因的相对表达量与对照组相比在叶片中显著下调,在根部显著上升,这些结果可为后续深入研究甜菜泛素连接酶提供理论基础。

滇中引水工程中数字孪生技术的应用研究

为更好地采用信息化手段为滇中引水工程建设及运行管理提供更科学的决策,提出采用数字孪生技术构建智慧滇中引水体系的解决方案。在总结目前滇中引水工程信息化建设的基础上,对标水利工程数字孪生建设要求,搭建滇中引水工程数字孪生系统架构,从信息采集、数据传输、云计算中心和数字孪生平台几个方面全面系统地进行构建,并根据工程实际提出水源泵站、深埋隧洞和运行维护3个数字孪生运用场景。研究结果可有效提高滇中引水工程智能安全的建设管理水平和调水能力,也可供其他引水工程数字孪生建设借鉴。

基于三维重构的乌鳢整皮剥离系统设计与试验

针对乌鳢脂肪层薄、皮肉分离难度大、手工剥取效率低且存在安全隐患等问题,该研究设计了基于三维重构的乌鳢整皮自动剥离系统。针对其头部、鱼身、鱼尾截面变化剧烈,表皮黏滑难以固定、臀鳍坚硬严重干扰剥皮作业等特点,采集并分析其形态特征参数,设计了装夹机构、切割机构、皮肉分离机构及剥皮终端。开发了视觉系统,对待剥皮对象进行三维重建,根据重建结果,通过算法控制、规划各执行机构路径,实现了乌鳢整皮快速、准确剥取。以单台乌鳢整皮剥离机的单尾鱼皮剥离时长、鱼皮剥取率、皮肉分离指数及鱼皮破损率为指标,对样机性能进行分析。试验结果表明:单尾鱼平均剥离时长为183 s,鱼皮剥取率均值为94.60%,皮肉分离指数均值为9.93,鱼皮破损率均值为6.25%,符合整皮剥离工艺要求。该研究结果可为鱼类整皮剥取自动化系统的研发与设计提供参考。

改进YOLOX算法的碳滑板缺陷检测方法

针对碳滑板缺陷图像中存在大量密集小目标缺陷,容易出现误检及漏检的问题,基于YOLOX算法提出一种改进的YOLOX碳滑板缺陷检测算法。在主干网络中使用膨胀卷积,增大特征图的感受野,解决主干网络特征提取能力不足的问题;为了进一步降低损失,在YOLOX中构建新的连接并加入CBAM注意力模块,减少小目标缺陷漏检,检测能力也进一步提升;在颈部引入自适应特征融合网络ASFF,将不同尺度特征层进行融合,增强网络特征表达能力;用EIOU损失函数代替IOU损失函数,充分考虑了预测框和真实框纵横比对模型优化的影响,加快模型收敛速度的同时精度也有所提升。在自制碳滑板数据集上的实验结果表明,相比于原始YOLOX算法平均精确率提升4.89个百分点,对小目标识别率明显提升。

试论综合灾害风险管理:思想、目标与路径

面对系统和复杂的灾害问题,综合灾害风险管理成为灾害应对的必然选择。但综合灾害风险管理涉及管理学、地理学、经济学、统计学和信息学等众学科。回答何为综合,为何综合,如何综合,构建综合框架下的多学科对灾害管理的共同理解,仍然是该领域的核心挑战。该文试图直面挑战,以“综合风险为核心的综合灾害的综合管理”的观点解释“何为综合”,以“问题导向的研究,综合自然而然”的视角解释“为何综合”,提出“渐进式综合途径”和“以风险曲线为中心的综合灾害风险管理方法”回答“如何综合”的问题。同时展现研究案例,以期为综合灾害风险管理的研究和实践提供参考。

平北抗日根据地红色革命遗迹的保护与利用研究--以北京延庆大庄科地区为例

大庄科地区曾经是抗日战争时期平北抗日根据地的核心之一,军民联合为抗日战争的胜利作出了巨大贡献。在新时代红色革命文物保护利用的要求下,对大庄科地区红色遗迹进行全面摸底调查具有非常重要的现实意义。文章通过对史料梳理和价值研究,明确以后七村为代表的大庄科地区红色遗迹独特的价值内涵;通过翔实的现场调研、勘查与测绘,建立了大庄科红色遗迹清单。在此基础上,以文化记忆理论作为切入点,从文物本体保护修复、文化资源整合展示、文化空间体系建设、文化精神传承升华4个方面讨论优化提升策略,以更好地促进大庄科地区红色遗迹的保护与利用,助力地区振兴与发展。