机器学习:海底矿产资源智能勘探的新途径

海底蕴藏着丰富的关键矿产资源,是当前研究的热点,也是未来产业新领域。随着海洋探测技术的不断进步,海底矿产勘探的数据量和数据维数急剧增加,给数据处理与解释带来了巨大困难和挑战。面对海量数据,传统的数据解释与分析方法暴露出许多问题。机器学习以其强大的自学能力,为无法解决或难以解决的问题提供了一系列智能分析决策方案,提高了数据分析的效率,是海底矿产资源智能勘探的新途径。近年来,机器学习在地球科学领域获得了广泛的关注和研究。为此,围绕机器学习技术应用于海底资源勘探技术,本文首先简要介绍了机器学习中经典的模型算法,然后详细阐述了机器学习在海底能源矿产和金属矿产两个方面的应用现状,最后总结了机器学习在海底矿产智能勘探领域的应用前景,指出了现有研究中存在的问题,提出了解决方案和未来的发展方向。

西藏林芝樱花访花昆虫多样性及访花行为研究

以盛花期至落花期不同花色的日本晚樱为调查对象,研究其访花昆虫的物种组成及访花行为。经调查,共捕获749头昆虫,属7目41科。优势群落以鞘翅目与半翅目昆虫为主,个体数量分别为303头和186头,各占捕获昆虫数量的40.45%和24.83%,访花行为以取食花朵为主。在不同花色间日本晚樱的访花昆虫群落多样性、访花行为差异大。不同颜色日本晚樱多样性指数从高到低顺序为淡粉色>绿色>淡绿色>粉色;均匀度指数大小排序为淡粉色>绿色>淡绿色>粉色;优势度指数大小排序为粉色>淡粉色>淡绿色>绿色;丰富度指数大小排序为淡粉色>绿色>粉色>淡绿色。淡粉色品种的多样性指数、均匀度指数、丰富度指数均高于其他品种,而优势度较低,可见该品种的访花昆虫种类丰富且群落稳定。

西藏林芝月季访花昆虫多样性及活动规律

该研究对西藏林芝地区月季访花昆虫类群多样性与时间动态和活动规律及其访花行为进行了调查研究。2021年6—8月于月季盛花期,对西藏林芝地区的月季进行6次调查,每月选择天气晴朗的连续两天进行试验,采取手抓法和网捕法对访花昆虫进行随机捕捉。分析月季访花昆虫的日活动规律、访花频率、访花类群多样性及访花行为。(1)共捕获访花昆虫2787只,隶属于7个目53个科,分别为鞘翅目占总个体数的79.58%、膜翅目2.55%、双翅目16.25%、同翅目0.36%、半翅目0.93%、鳞翅目0.29%、革翅目0.04%.膜翅目和双翅目访花频率高分别为24次/5min、4次/5min较为活跃。(2)Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数丽金龟科最高,分别为0.37、0.09,显著高于其他昆虫,其群落稳定。隐翅虫科、步甲科、粪蝇科、瘿蚊科等16个科的Shannon多样性指数(H)最低显著低于其他昆虫各为0.00,均匀度Pielou指数(J)最小各为0.00,并且物种丰富度Margalef指数(R)最低,其物种极不丰富。(3)访花昆虫日活动规律差异较大,受环境温度影响,12:30-15:00是昆虫活动高峰期,而9:30-11:30和16:00-18:00昆虫活动减少,7月份访花昆虫数量多于6月8月共1278只。该研究揭示了在西藏林芝地区,不同温度条件可能显著影响着月季访花昆虫的种类组成与活动规律,进而影响植物的生长发育和种群稳定,通过多样性调查可得知不同种类昆虫的物种丰富度以及群落稳定情况。

铸轧Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金短流程制备及组织性能研究

通过Sc元素微合金化和电磁场获得了无中心偏析、带状晶间偏析细小和组织均匀分布的铸轧Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr(以下称“7xxx系”)铝合金板材,并设计了适用于铸轧组织特征的新型短流程轧制-热处理工艺路线(以下简称“短流程工艺路线”)。短流程工艺路线在轧制破碎粗大结晶相和缩小元素扩散距离的作用下,结晶相显著细化,并在中间短时均匀化和固溶处理过程中快速溶解。与传统工艺路线下的T6态样品相比,尽管短流程工艺路线省略了长时间均匀化工艺,但其结晶相溶解更加充分,残余结晶相和晶粒组织显著细化。在传统工艺路线下,C-T6板材的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为568 MPa、618 MPa和8.7%。在短流程工艺路线下,S-T6样品依然保持了良好的力学性能,相应性能分别为551 MPa、605 MPa和10.4%。

中国淡水环境锰的水质基准及其生态风险评估

锰(Mn)是生物必需微量元素,但近年来地表水锰超标现象时有发生,威胁水生态安全。鉴于目前尚缺乏中国锰的淡水水生生物水质基准,本研究通过筛选中国淡水生物锰的急慢性毒性数据,利用水体硬度和pH参数归一化的毒性数据,建立物种敏感度分布曲线获得了锰的短期和长期水质基准,并采用商值法评价我国部分水体锰的生态风险。本研究建立了基于水体硬度修正的锰的短期水质基准模型,推导了不同硬度和pH值水平下中国淡水环境锰的短期和长期水质基准。研究结果表明当水质硬度标准化到150 mg·L^(-1)CaCO_(3)和pH标准化到7.8时,锰的短期基准值和长期基准值分别为2 625μg·L^(-1)和231μg·L^(-1)。锰的短期水质基准值以硬度的函数表示:短期水质基准=e([1.0304ln(硬度)+2.7099])。生态风险评价表明山西汾河、贵州松桃河流域和湖南酉水流域存在较高生态风险。研究结果可为锰水质标准制定、水生生物保护和水生态环境管理提供科学依据。

基于短流程热处理的电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能研究

利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验研究了适用于电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金的短流程轧制-热处理工艺路线。首先,通过电磁复合场、Al-5Ti-B晶粒细化剂和Ti微合金化,获得了组织均匀、无中心偏析以及带状晶间偏析细小的电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金。其次,基于轧制破碎粗大结晶相和第二相粒子诱发形核(particle stimulated nucleation, PSN)再结晶效应,设计了电磁铸轧Al-Zn-Mg-Cu合金的短流程工艺路线。该短流程工艺路线实现了结晶相的细化和短时间快速溶解,可充分利用PSN效应,T6样品获得了细小、均匀的再结晶组织以及较弱的Cube-ND织构。最后,短流程工艺路线不仅省略了长时间均匀化工艺,其T6样品还获得了良好的强塑性,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为460 MPa、521 MPa和12.3%。

智能配电网建设中配电自动化技术运用分析

智能配电网属于完整的基础设施及信息架构体系,能够在运行期间持续采集电网数据,以便“随需应变”,因此对于电力行业而言,智能配电网建设已成为不可逆转的趋势。基于此,本文首先简单分析了电力行业基于配电自动化技术建设智能配电网的时代背景,进一步选取某智能配电网建设实例分析配电自动化技术的应用策略,以供类似智能配电网建设项目的开展与落实提供参考。

益气扶正消积方辅助化疗对气滞血瘀型晚期肺癌患者生活质量及副作用的影响

目的探讨益气扶正消积方辅助化疗对气滞血瘀型晚期肺癌患者生活质量及副作用的影响。方法选取2020年5月至2021年12月在湖北省中医院住院治疗的120例晚期气滞血瘀型肺癌患者,采用随机数字表法将其分为化疗组和联合组,各60例。化疗组行单纯化疗(顺铂+吉西他滨),联合组采用益气扶正消积方辅助化疗,两组均连续治疗2个月。观察两组近期疗效、副作用及治疗前后的生活质量差异。结果联合组近期临床疗效优于化疗组,客观缓解率、疾病控制率均高于化疗组,差异有统计学意义(P<0.05)。联合组白细胞减少、血小板减少、肝肾功能损伤、恶心、呕吐、周围神经毒性程度均轻于化疗组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组躯体功能、角色功能、情绪功能、认知功能、社会功能评分均高于治疗前,联合组躯体功能、角色功能、情绪功能、社会功能评分均高于化疗组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论益气扶正消积方辅助化疗可减轻药物副作用,提升抗肿瘤效果,改善气滞血瘀型晚期肺癌患者生活质量,具有较高的临床价值。

低氧预适应对神经细胞能量代谢调节作用

低氧预适应是通过亚致死的低氧处理后,激活体内小分子内源性保护机制,让机体对接下来的更严重或致死性低氧刺激产生耐受/抗性。神经细胞是一种能接收和传导兴奋的细胞,对氧含量的变化十分敏感,其能量代谢随氧气变化较为显著。在低氧环境下,神经细胞的腺嘌呤核苷三磷酸(adenosinetriphosphate,ATP)合成减少可激活AMP激活的蛋白激酶[adenosine5’-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK]和TSC1/TSC2复合体抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)。mTOR的一个复合物mTOR复合体1(mTORC1)的表达对机体的能量代谢产生影响。低氧预适应,通过激活或抑制一些基因表达让神经细胞有效利用氧气,使机体产生低氧耐受。在氧浓度低的生存环境下,通过低氧预适应调节能量变化增加机体存活的可能性。高原、航空航天事业、水下作业以及病理性的低氧时,低氧预适应诱导相关分子变化可防止对氧有大量需求的脑组织发生病变,增加神经细胞的存活时间,减少死亡。

基于机器学习和全岩成分识别东昆仑祁漫塔格斑岩-矽卡岩矿床成矿岩体和贫矿岩体

东昆仑祁漫塔格成矿带是中国西北地区重要的铜钼铁铅锌多金属成矿带,发育卡尔却卡、野马泉、维宝、乌兰乌珠儿等许多与花岗岩类有关的斑岩-矽卡岩矿床。随着新一轮找矿突破战略行动的开展,进一步加强对祁漫塔格成矿带花岗岩成矿潜力的研究,已成为推动该地区金属矿产储量增长的重要突破口。为此,笔者在系统收集祁漫塔格成矿带典型斑岩-矽卡岩多金属矿床成矿岩体和贫矿岩体(即非成矿岩体)的全岩主量和微量元素数据基础上,选取28种常见的全岩地球化学特征,借助机器学习算法——随机森林,开展机器学习模型训练,建立能够识别该地区斑岩-矽卡岩多金属矿床成矿岩体和非成矿岩体的新方法。根据模型评价指标,笔者训练得到的随机森林分类模型准确率为0.90,证明该方法能够有效识别成矿岩体和非成矿岩体。该研究为祁漫塔格成矿带斑岩-矽卡岩多金属矿床的找矿勘查提供了新思路,将极大地提高找矿效率、降低找矿经济和人力成本,从而更好的服务新一轮找矿突破战略行动。相关机器学习代码已上传至GitHub,地址为https://github.com/ShihuaZhong/2023-Qimantagh-RF-whole-rock-classifier。

运用机器学习和锆石微量元素构建花岗岩成矿潜力判别图解:以东昆仑祁漫塔格为例

由于锆石在中酸性岩中广泛存在且成分稳定、不易受到后期热液活动的扰动,因此锆石成分可以有效记录成矿岩浆信息。其中,锆石的Ce^(4+)/Ce^(3+)、Ce/Ce*、Eu/Eu*和Ce/Nd值可以反映岩浆氧逸度和含水量等成矿信息,已被广泛用于花岗岩类成矿潜力评价。然而,随着研究的深入发现,这些地球化学指标并不完全具有普适性。此外,以往研究均是根据对成矿岩体的“已知认识”提出成矿潜力判别方法,但考虑到成矿过程的复杂性,许多反映岩浆成矿能力的地球化学信息可能均尚未被揭露。为此,笔者以东昆仑祁漫塔格成矿带为例,借助当前广泛应用的机器学习算法之一—支持向量机,对来自该成矿带斑岩-矽卡岩Cu-Fe-Pb-Zn多金属矿床成矿岩体和全球非成矿岩体的锆石数据开展机器学习训练,目的在于挖掘能够反映岩浆成矿能力的锆石微量元素特征,从而构建花岗岩成矿潜力判别图解。模型训练结果显示,在21个常见的锆石微量元素特征中,Gd、Dy、Yb、Y、Tm等5种元素特征对识别岩浆成矿能力最为重要。在此基础上,笔者新建立了10个二元判别图解,它们在识别成矿岩体和非成矿岩体时的准确率均接近1。研究表明,利用机器学习方法和地质大数据,可以挖掘传统研究方法难以发现的新的地球化学指标和图解,这对深入认识矿床成因、指导找矿勘查具有重要意义。

攀枝花市某三甲医院2017—2021年恶性肿瘤病例分析

目的分析攀枝花市某三甲综合医院2017—2021年恶性肿瘤出院患者信息,了解恶性肿瘤的构成及死亡相关情况,为恶性肿瘤防治、医疗资源合理配置提供数据依据。方法使用Excel 2010、SPSS26.0进行数据整理,对2017—2021年所有恶性肿瘤出院患者及恶性肿瘤死亡患者的构成比、增长率及性别等进行统计分析。结果近5年前10顺位恶性肿瘤的收治类型较稳定,2021年分别为肺恶性肿瘤、肝恶性肿瘤、甲状腺恶性肿瘤、直肠恶性肿瘤、胃恶性肿瘤、乳腺恶性肿瘤、白血病、结肠恶性肿瘤、前列腺恶性肿瘤、淋巴癌。近5年除女性特有的乳房和卵巢恶性肿瘤外,不同性别的恶性肿瘤死亡例数前10位构成不同(P<0.05)。结论恶性肿瘤住院患者逐年增加,病死率逐年下降,并存在性别差异,应结合地区特征进行重点恶性肿瘤防治。

掺废线路板非金属材料水泥稳定碎石抗温湿性能试验研究

【目的】为缓解修筑水泥稳定碎石基层对天然细集料的需求,并解决废线路板非金属材料难以处理的问题。【方法】采用废线路板非金属材料(non-metallic materials recycled from waste printed circuit boards,NWPCB)等体积代替水泥稳定碎石中粒径为0~0.075 mm和0.6~1.18 mm的细集料,并掺入丁苯乳液以优化NWPCB-水泥稳定碎石的性能。通过干缩试验、温缩试验、冻融循环试验和干湿循环试验,分析NWPCB的掺入对水泥稳定碎石抵抗温湿作用损坏能力的影响,并研究丁苯乳液改性NWPCB-水泥稳定碎石的效果。【结果】NWPCB-水泥稳定碎石的平均干缩系数较普通水泥稳定碎石的增加了5.4%,平均温缩系数较普通水泥稳定碎石的减小了4.8%,但是经过冻融循环和干湿循环后,两者的28 d无侧限抗压强度残留值均高于90%。此外,经丁苯乳液改性的NWPCB-水泥稳定碎石较未改性的NWPCB-水泥稳定碎石具有更好的抗温湿性能。【结论】掺入NWPCB的水泥稳定碎石仍具有较好的抗温湿性能,且丁苯乳液能起到优化作用。

冲击地压矿井掘进巷道卸压钻孔创新研究

大直径卸压钻孔作为一项常规的防冲预卸压措施,广泛应用于矿井冲击地压防治工作。然而冲击地压矿井掘进工作面的正常掘进期间如何保证滞后迎头10~30 m范围内和超前掘进头的卸压钻孔及时施工,防止卸压钻孔施工不及时形成应力集中,一直困扰着掘进防冲工作。系统阐述22311机巷安全通道掘进期间大直径钻孔卸压的创新设计施工和使用,实现超前掘进面施工卸压钻孔,在不影响卸压效果的前提下保证冲击地压巷道连续掘进。通过工程施工期间的多参量防冲监测数据分析,该卸压孔卸压效果良好,能有效避免巷道掘进期间应力集中,可供类似冲击地压巷道掘进期间卸压工程设计参考。

磁共振动脉自旋标记脑血流灌注在抑郁症中的研究进展

抑郁症是一种严重和普遍的精神疾病,尽管它被认为与大脑相关的变化有关,但基于大脑的生物标志物尚未被建立起来,缺乏客观的诊断标准和治疗决策,而神经成像仍然是一种越来越重要的工具。神经元活动与局部脑血流量密切相关,动脉自旋标记(ASL)成像技术可以定量反映局部脑血流量,无需静脉对比剂,并提供标准单位每分钟mL·100^(-1)·g^(-1)的脑组织血流测量。本文论述了抑郁症脑血流变化的机制和假说、ASL技术原理及特点以及抑郁症脑血流的变化。

真武汤合苏葶丸治疗肺源性心脏病急性发作期合并左心衰竭的效果探讨

目的:探讨真武汤合苏葶丸治疗肺源性心脏病急性发作期(AECPHD)合并左心衰竭的效果。方法:选取2016年3月至2017年12月湖北省中医院收治的AECPHD合并左心衰竭患者91例作为研究对象,将其按照抽签法分为对照组(n=45)和观察组(n=46),对照组采用常规西医治疗,观察组在此基础上用真武汤合苏葶丸治疗,比较2组的临床疗效。结果:观察组总有效率为95.7%,对照组为80.0%,2组比较差异有统计学意义(P<0.05);治疗前2组患者中医证候积分、心肺功能及血管功能比较,差异均无统计学意义(P>0.05),治疗后2组上述指标均明显改善(P<0.05),其中观察组改善程度明显优于对照组(P<0.05)。结论:真武汤合苏葶丸治疗AECPHD合并左心衰竭效果显著,能够有效改善心肺功能,值得临床推广。

人参胡桃汤对肺气虚型慢性阻塞性肺疾病疗效及其对免疫系统的影响

目的:观察人参胡桃汤在治疗肺气虚型慢性阻塞性肺疾病(COPD)的临床疗效及对免疫系统的影响,并进行分析。方法:选取2015年1月至2017年1月湖北省中医院门诊和住院确诊为的肺气虚型的COPD患者130例,通过随机分组将患者分为观察组和对照组,每组65例,对照组使用西医基础治疗,观察组在对照组基础上予以方药人参胡桃汤口服,同时对比分析2组患者的中医证候评分、肺功能、生命质量、淋巴细胞CD3^+、CD4^+、CD8^+、CD19^+及血清免疫球蛋白IgA、IgM、IgG的水平。结果:治疗4周后,2组患者的中医证候总评分较治疗前明显降低(P<0.05),且观察组优于对照组(P<0.05),2组患者的肺功能较治疗前明显改善(P<0.05),生命质量与6 min步行距离较前改善(P<0.05),治疗4周后对2组患者的淋巴细胞及免疫球蛋白进行比较,其血清CD3^+、CD4^+、CD4^+/CD8^+、CD19^+、IgA、IgM、IgG水平均明显升高,CD8^+水平明显下降,与治疗前比较,差异均有统计学意义(P<0.05),且观察组优于对照组(P<0.05)。结论:在使用人参胡桃汤后,肺气虚型COPD患者的临床症状明显改善,生命质量得到明显提高,这可能与其的激发患者免疫机制,提高免疫力有关。

基于快速稀疏扫频干涉的动态间隙测量方法

本文建立了基于扫频干涉的动态间隙测量模型,推导出间隙与多普勒误差、光源扫频速率之间的关系式;定义多普勒误差修正系数,对多普勒误差进行补偿。分析了扫频速度变化时的间隙瞬时频率变化特征,获得傅里叶变换频率解调法的适用条件。仿真分析了间隙以三角波形式变化情况下,稀疏扫频点数、噪声等对傅里叶变换解调的影响;进而分析了该方法在篦齿间隙测量中的适用性。最后,搭建快速稀疏扫频干涉间隙测量系统并开展动态测量实验,结果表明:扫频分别速率为20、40及60 kHz,间隙变化频率分别为100、500及1000 Hz的情况下,测量均方误差不超过0.2μm,重复性误差小于0.3μm。

化痰降气活血汤联合常规西药治疗哮喘-慢性阻塞性肺疾病重叠的临床效果

目的探讨化痰降气活血汤联合常规西药治疗哮喘-慢性阻塞性肺疾病重叠(ACO)的临床效果。方法选取2017年6月~2018年12月湖北省中医院收治的ACO患者106例,采用随机数字表法将患者随机分为对照组(常规西药治疗)和研究组(化痰降气活血汤联合常规西药治疗),每组各53例。比较两组患者临床疗效、炎性因子、肺功能指标、症状评分变化和不良反应发生情况。结果治疗12周后,研究组总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P <0.05)。两组治疗12周后第1秒用力呼气量(FEV1)、最大呼气峰流速(PEF)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC、哮喘控制测试(ACT)评分均较治疗前显著升高,且研究组明显高于对照组,差异有统计学意义(P <0.05)。两组患者治疗12周后白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、慢性阻塞性肺疾病评分(CAT)均较治疗前显著降低,且研究组明显低于对照组,差异有统计学意义(P <0.05)。两组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。结论化痰降气活血汤联合常规西药治疗ACO,可迅速改善患者临床症状,疗效确切,同时还可有效改善机体炎性因子水平及肺功能,安全性较好。

龙岗区ICU患者下呼吸道感染非发酵菌的病原菌分布、耐药性和金属酶分析

目的:分析重症监护病房(intensive care unit,ICU)下呼吸道感染中非发酵菌的菌群分布、耐药以及金属酶情况,为临床抗菌药物的合理使用提供指导。方法:选取深圳市龙岗中心医院于2016年1月-2017年12月收治的100例下呼吸道感染患者为研究对象,根据患者送检标本的检出结果对非发酵菌的病原菌群分布、耐药性和金属酶进行分析。结果:100例ICU下呼吸道感染患者中,非发酵菌感染比例最高的为鲍曼不动杆菌47株(47.0%),其次是铜绿假单胞菌29株(29.0%),嗜麦芽窄食单胞菌9株(9.0%),其他非发酵菌15株(15.0%)。鲍曼不动杆菌对头孢吡肟、头孢他啶、氨苄西林/舒巴坦、亚胺培南、氨曲南耐药率均在80.0%以上。铜绿假单胞菌耐药性发生率相对较低,其中对头孢吡肟、左氧氟沙星的耐药率均在50.0%以上。嗜麦芽窄食单胞菌对复方新诺明、左氧氟沙星的耐药率均在20.0%以下。29株铜绿假单胞菌中共筛检出3株(10.3%)金属酶阳性株。结论:下呼吸道感染非发酵菌以鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌较为常见,对不同抗菌药物具有较高耐药性,临床上应针对性地加强对各种病原菌的监控,指导抗菌药物的合理使用,避免或者减少耐药现象的发生。