基于STM32的室内照明系统设计

为了实现节约能源、促进绿色发展,本设计以STM32F103系列单片机为核心设计的智能室内照明系统,通过红外热释电传感器检测周围环境是否有人员进出,声音传感器检测声音信号,光敏电路检测周围的光线亮度来控制台灯的点亮时间,并根据不同时间段照明需求改变照明光强。将这些模拟量信号传输入单片机再利用单片机内部的A/D转换模块将模拟量转换成数字量,利用PWM对LED灯亮度进行实时控制与调节,最终在硬件平台上测试证明该照明系统的有效性。

废弃胶原纤维固化单宁吸附材料原位Fe_(2)O_(3)微波催化裂解减容研究

胶原纤维基吸附材料在核素吸附中表现出优异的性能,但同时产生放射性固废的处置问题。针对这一问题,利用原位Fe_(2)O_(3)对胶原纤维固化单宁(CFT)材料进行催化裂解,以实现废弃CFT的有效减容。通过热重分析技术对其热解过程进行研究,结果表明通过将Fe^(3+)负载至CFT(Fe-CFT)再进行裂解,能够使裂解温度降至约450℃,比CFT直接裂解温度降低了约150℃,残渣率降至9.5%。进一步以纳米Fe_(2)O_(3)为传热介质,在微波条件下对Fe-CFT进行裂解,Fe-CFT残渣率降至2.1%。利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和元素分析仪对残渣进行表征,结果表明反应过程中Fe^(3+)原位生成的Fe_(2)O_(3)有效促进CFT的氧化裂解。综上,通过原位Fe_(2)O_(3)有效降低CFT的裂解温度,裂解后残渣率低,实现了废弃CFT的安全高效减容。

儿童急性硬膜下血肿继发大面积脑梗死危险因素分析

目的 分析急性硬膜下血肿(acute subdural hematoma,ASDH)术后继发大面积脑梗死患儿的临床表现和影像学特征,评估其潜在危险因素,为ASDH术后继发大面积脑梗死的预防、早期诊断和治疗提供依据。方法 回顾性研究4~12岁ASDH患儿的临床资料,所有患儿接受常规手术治疗。创伤后继发大面积脑梗死(massive cerebral infarction,MCI)是基于CT影像上低密度区域及临床体征诊断。回顾与患者预后相关的临床和影像学表现并进行统计学比较。采用多因素Cox回归分析对术后MCI进行初步评价,得出影响MCI的因素。结果 共纳入病例67例,32例列入MCI组,非MCI组35例。两组年龄(t=2.016,P=0.048)、体质量(t=2.389,P=0.020)、多发伤(χ^(2)=11.121,P=0.001)、GCS(Z=-4.730,P<0.001)、血肿体积(χ^(2)=12.890,P=0.002)、中线偏移度(mid-line shift,MLS;χ^(2)=12.261,P=0.002)及围手术期休克(χ^(2)=14.417,P<0.001)差异具有统计学意义。GCS(OR=0.322,P=0.002)、围手术期休克(OR=10.992,P=0.007)、多发伤(OR=6.547,P=0.046)与MLS (OR=46.974,P=0.025)是ASDH患儿发生MCI的主要风险因素。结论 围手术期休克、合并多发伤、GCS低评分和MLS大于10 mm是MCI的危险因素。具有多种危险因素的患儿MCI发生率显著提高。

糖尿病患者动脉粥样硬化发病风险预测模型比较研究

目的分析比较LightGBM和随机森林机器学习模型在糖尿病患者动脉粥样硬化疾病风险预测模型中的应用。方法利用国家人口健康科学数据中心公共数据集,使用LightGBM和随机森林两种算法建立动脉粥样硬化疾病风险预测模型并进行比较研究。结果利用LightGBM和随机森林的机器学习模型,对动脉粥样硬化进行分析发现,随机森林的准确率为0.6242、曲线下面积(AUC)为0.6718、精确度为0.6297,均高于LightGBM,而LightGBM的召回率为0.7567、F1得分为0.6652,数值高于随机森林,但二者对于动脉粥样硬化预测效果均较好。结论在动脉粥样硬化的预测模型中,随机森林的准确率、AUC、精确度更高,LightGBM的召回率、F1得分更高。总体而言,二者均可对动脉粥样硬化进行准确的预测,可以运用到临床实践中,为临床辅助诊断糖尿病并发症的相关研究提供有益借鉴。

基于长时间序列遥感数据的鄱阳湖水面面积监测分析

国产高分辨率卫星的快速发展可有效弥补遥感湖泊监测中影像分辨率不足的问题,更加及时、准确地实现湖泊动态监测。利用1996~2012年155景Landsat影像和2013~2016年34景GF影像为数据源,结合湖口站水位监测数据,分别选用改进的归一化差异水体指数MNDWI和归一化差异水体指数NDWI方法提取卫星遥感影像的水体信息,同时采用统计分析的方法建立了4个时间段的鄱阳湖水体面积-水位关系模型。结果表明:在空间上,鄱阳湖水体面积整体呈现缓慢缩小的趋势;在时间上,除秋季鄱阳湖面积有明显下降趋势外,其他季节整体趋势变化不大;经验证,鄱阳湖四季水体面积-水位呈现二次函数关系。

基于TSO-MSMA算法在光伏系统MPPT中的研究

传统MPPT算法存在易陷入局部最优的问题,且目前采用的智能优化算法解决该类问题也有追踪精度不足、追踪速度慢等问题。为解决上述问题,该文提出一种基于金枪鱼算法(TSO)与改进黏菌觅食算法(MSMA)的混合优化算法。该方法通过早期金枪鱼算法的抛物线觅食策略来加快搜索速度,对黏菌觅食算法采用基于混沌映射的反向学习策略进行改进,达到扩大算法探索范围的目的,使之不易于陷入局部最优,并提高算法运算速度。将改进后的算法应用于光伏系统MPPT中,仿真实验结果表明:改进后算法相较于单独TSO与MSMA算法,在不同遮光条件下追踪速率有较大提升,精确度高于单独的TSO与MSMA算法,拥有更好的追踪速度与追踪精度。

计算机辅助认知训练对帕金森病患者认知功能的影响

目的观察计算机辅助认知训练对伴轻度认知功能障碍的帕金森病(Parkinson's disease with mild cognitive impairment,PD-MCI)患者认知功能的影响。方法选取PD-MCI患者111例,采用随机数字表法将其分为观察组(56例)及对照组(55例)。2组患者均给予常规抗PD药物治疗,同时对照组接受一般认知训练,观察组接受计算机辅助认知训练。于训练前、治疗6周后对2组蒙特利尔认知评测量表(MoCA)、统一PD评价量表(UPDRS)、汉密尔顿抑郁量表(HMDS)、PD生活质量量表-39(PDQ-39)等评分及P300进行评估。结果治疗前,2组MoCA总分、UPDRS-Ⅰ、UPDRS-Ⅱ、UPDRS-Ⅲ、HMDS和PDQ-39等评分组间差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后,2组MoCA总分、UPDRS-Ⅰ、UPDRS-Ⅱ、HMDS和PDQ-39等评分均较治疗前显著改善(P<0.05),观察组MoCA总分、UPDRS-Ⅰ、UPDRS-Ⅱ、HMDS和PDQ-39评分显著优于对照组(P<0.05)。对MoCA评分进步一分析,治疗后2组视空间与执行功能、延迟记忆、注意力、抽象、语言、定向力等得分较治疗前显著提高(P<0.05),且观察组视空间与执行功能、注意力、抽象、定向力等评分亦显著优于对照组(P<0.05)。治疗前,2组P300潜伏期、波幅比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后2组P300潜伏期显著缩短(P<0.05),P300波幅明显增加(P<0.05),且观察组P300潜伏期、波幅与对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论计算机辅助认知训练可显著改善PD患者的认知功能和抑郁症状,提高生活质量。

基于YOLOv4的稻田杂草目标检测算法

针对当前精准农业中智能除草设备工作时需要精确快速识别稻田杂草的问题,提出了一种基于YOLOv4算法的稻田杂草检测方法。该方法参照PASCAL VOC数据集格式,构建了稻田杂草目标检测数据集,用深度可分离卷积代替原有的标准卷积,并将逆残差组件(Inverted Residual Unit,IRU)代替CSP-Darknet中的残差组件(Residual Unit,RU),使模型减少参数数量,提高了检测速度。此外,将用K-means算法聚类得到的边界框尺寸应用到各尺度网络层,在路径聚合网络(Path Aggregation Network,PANet)的自适应特征池输出后添加生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)噪声层,提高了模型检测精度。将改进的模型在GPU服务器上进行算法训练,并与原始YOLOv4算法进行模型性能的试验对比。结果表明:改进的算法在测试集上的平均精度均值(mean Average Precision,mAP)比原始算法高出4%,达到97%;检测速度提高了12.1帧∕s,达到60.3帧∕s,改进效果明显。该算法具有实时性好、精度高、鲁棒性强的优点,可以更好地实现智能除草设备对稻田杂草的检测,极大节约人力、物力的投入。

基于开源框架的农业地理信息系统设计与开发

为了降低地理信息系统的开发成本,将PostgreSQL数据库管理系统、GeoServer地图管理与发布服务框架、OpenLayers前端地图显示框架等3个开源框架进行整合,并利用WebService技术进行模块化封装,开发了轻量级的农业地理信息系统。系统能够满足农业信息化应用的功能需求,并大幅降低了农业地理信息系统开发和服务的价格,很好地解决了区县级农业管理部门和中型农场信息化管理中经费预算不足的问题。

体外排水方式在隧道工程中的研究及应用

传统边沟排水方式在水压力控制方面存在固有不足,隧底水压力普遍较高,致使仰拱变形超限、结构裂损等病害仍时有发生。基于此,介绍了排水能力强、降压效果优的体外排水方式,提出了体外排水隧道渗流场理论模型,通过多种研究手段验证了理论模型及其解析解的正确性。基于理论模型,探讨了排水洞埋深、半径对排水洞涌水量、隧道外水压力的影响规律,并结合工程实际制定了合理的排水参数。以南阳隧道为依托,开展了体外排水方式的现场应用,现场效果表明隧底排水洞的设置能够较好控制仰拱下方的外水压力,可有力防控因隧底水压力过大引发的相关病害。研究成果以期为富水地层隧道排水方式选型及参数制定提供借鉴与参考。

基于外观和动作特征双预测模型的视频异常行为检测

为了在视频异常行为检测中更加充分地运用外观和动作信息,设计出了一种能同时捕捉外观和动作信息的孪生网络模型。该网络的两个分支采用相同的自编码器结构,其中的外观子网络以连续几帧RGB图作为输入来预测下一帧,而动作子网络则输入RGB帧差图来预测未来帧差图。此外,考虑到影响基于预测的方法的检测效果的原因之一,即正常样本的多样性以及自编码器网络强大的“生成”能力,即对部分异常样本也有很好的预测效果,因此在编码器与解码器之间加入一个学习并存储正常样本的“原型”特征的记忆增强模块,从而使异常样本能获得更大的预测误差。在Avenue、UCSD-ped2和ShanghaiTech三个公共的异常数据集上进行了广泛的实验。实验结果表明,相较于其他基于重建或预测的视频异常行为检测方法,所提方法取得了更优异的表现。具体来说,该方法在Avenue、UCSDped2和ShanghaiTech数据集上的平均曲线下面积(AUC)分别达到了88.2%、97.5%和73.0%。

高铁隧道水压致灾型轨道隆起模型试验与处置对策

暴雨导致的高铁隧道轨隆病害(称“轨隆”)时有发生,严重影响线路行车秩序,为此,系统归纳近年来轨隆案例,统计分析其病害特征及地质与降雨因素,依托典型案例,采用3D打印技术构建其精细化高铁隧道模型及排水设施,开展轨隆病害可视化模拟试验,探讨隧道排水量、结构外水压力和结构位移的规律;基于轨隆病害特点,提出病害整治流程及不同处置阶段具体方针,并依托病害案例对处置方案进行现场实施与效果评定,验证处置对策的有效性。研究结果表明:现有排水系统难以消除的隧底高水压力是病害的根本原因,而运营期时有发生的堵管问题会进一步加重病害程度,上述2个方面均需引起高度重视。研究成果可为类似病害的处置提供参考。

1级亚临床甲状腺功能减退症促甲状腺激素水平与冠状动脉狭窄程度的相关性研究

目的:探讨冠心病患者外周血促甲状腺激素与冠状动脉(冠状动脉)病变程度的相关性。方法:采用前瞻性研究,连续选取2017年10月至2019年10月首次于北京安贞医院心内科住院治疗的冠心病患者103例,入院后根据甲状腺功能(甲功)检查结果将其分为甲功正常合并冠心病组和1级亚甲状腺功能减退症合并冠心病组。完善冠状动脉造影,记录血管病变数量及病变程度,并行Gensini评分。采用多元线性回归分析研究血清促甲状腺激素与冠心病患者冠状动脉狭窄程度之间的相关性。结果:1级亚临床甲状腺功能减退症合并冠心病患者Gensini评分和病变数量均高于甲功正常合并冠心病患者(P≤0.001)。相关性分析显示,1级亚临床甲状腺功能减退症范围内促甲状腺素水平与冠状动脉Gensini评分和冠状动脉病变数量呈显著正相关(P<0.05)。结论:外周血促甲状腺激素水平与冠状动脉狭窄病变程度密切相关,1级亚甲状腺功能减退症是冠心病的危险因素。

列车动载作用下隧道底部隆起预应力锚索整治失效机制分析

以我国西南某铁路YD隧道典型底部隆起案例为依托,通过分析长达8年的现场监测数据,明确了预应力锚索处置后仍存在的隧底围岩变形难以约束、底部隆起病害持续发展的工程问题,进一步结合数值模拟手段,探究了列车振动荷载作用下缓倾层状岩体运营铁路隧道底部隆起预应力锚索整治的失效机制。研究结果表明:列车动载作用是导致YD隧道底部预应力锚索整治失效的关键因素;在列车动载作用下,预应力锚索出现了整体滑移现象,导致较大程度的预应力损失,难以有效约束隧底隆起发展,最终使锚索整治失效,可见在该病害整治中不宜采用预应力锚索进行加固;同时随列车速度增加,会进一步加剧预应力锚索整治失效现象,在同类病害整治后的逐级提速过程中应引起高度重视,铁路隧道底部隆起病害不宜采用预应力锚索整治方案。

面向汛旱情监测的遥感影像GPU并行处理算法

针对面向汛旱情监测应用中遥感影像处理耗时过长的问题,包括辐射校正、几何纠正、遥感指数计算等过程,对其业务化工作流程进行了分解分析。结合统一计算架构(compute unified device architecture,CUDA)的存储结构和程序设计模型,将数据处理过程划分为数据读取、直方图统计、栅格分割、波段计算、重采样和数据输出等模块,对波段计算及重采样等模块设计了并行处理方案,并通过实验确定了栅格划分的最佳尺度,基于栅格数组图形处理器(graphics processing unit,GPU)映射方法加速了数据传输效率,最终提出了基于CUDA架构CPU-GPU协同的并行处理算法。实验结果表明,辐射校正及遥感指数计算的波段计算模块可节约58.9%的时间;几何纠正效果最为显著,最邻近像元重采样和双线性内插重采样模块的最终加速比分别能够达到9倍和7倍以上。

基于正交试验的地下厂房喷锚支护参数优化研究

为优化地下厂房喷锚支护参数设计,依托安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房工程,基于正交试验原理采用仿真模拟手段对开挖支护工程中喷锚支护参数(锚杆长度、锚杆直径、喷混凝土厚度、喷混凝土标号)的选取进行了优化设计,得出了各支护参数对工程经济性、围岩稳定性、结构安全性的主次影响关系。提出了考虑工程经济性、围岩稳定性、结构安全性的综合评价系数及其计算方法,并结合正交试验法进一步得到了适用于依托工程的支护参数最优组合。经现场应用,最优支护参数组合下工程经济性尚可,围岩稳定性良好,支护结构未有开裂破损,喷锚支护取得了预期效果,进一步证明了正交试验法是一种能够优化支护设计且切实可行的科学方法。

尺寸可控的二氧化锰纳米花的制备及降解RhB性能研究

利用液相合成的方法,在90℃下,高锰酸钾在酸性条件下发生自分解反应制备了水钠锰矿型二氧化锰(Bir-MnO_(2))纳米花。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等手段,对制备的Bir-MnO_(2)纳米花的结构与形貌进行了表征。在合成反应中通过控制油酸钠的加入量制备出不同尺寸的纳米花,其原理是油酸钠与高锰酸钾反应生成Bir-MnO_(2)晶核,在锰含量一定的条件下晶核越多纳米花的尺寸越小。对制备的Bir-MnO_(2)纳米花进行了降解罗丹明B(RhB)性能的研究,考察了纳米花尺寸、pH值对降解性能的影响以及循环降解的能力。实验结果表明,Bir-MnO_(2)纳米花尺寸越小,降解RhB的性能越好;体系pH值是降解反应的控制因素,pH值在4以下Bir-MnO_(2)纳米花降解RhB性能最佳,RhB的降解率可达到92.4%;制备的Bir-MnO_(2)纳米花经过5次循环降解,RhB降解率均在85%以上。

基于NSST和NLMF的多聚焦图像融合

为对融合图像的信息丰富度、边缘清晰度以及视觉效果作进一步的提升,设计了一种基于非下采样剪切波变换(NSST)结合非局部均值滤波(NLMF)的多聚焦图像融合算法。首先,将源图像通过NSST变换进行多尺度、多方向分解得到高、低频子带系数。其次,对低频子带系数采用局部区域的改进拉普拉斯能量和以及非局部均值滤波融合方法构建低频子带系数融合权重;对高频子带系数采用基于相关系数的空间频率与能量相结合的融合规则,再加以相位一致性规则,构建高频子带系数融合权重;最后,通过NSST反变换得到最终融合图像。从三组不同聚焦图像的实验结果来看,所提算法不论是在主观视觉上,还是在客观评价上,融合图像的轮廓、纹理等信息保留度以及视觉清晰度都有较好的提升。

超敏C反应蛋白水平与脑梗死患者颅内动脉狭窄的相关性分析

目的探讨超敏C反应蛋白(Hs-CRP)水平与脑梗死患者颅内动脉狭窄的关系。方法纳入2021-10—2022-12于福建医科大学附属第二医院完成头颅CTA检查的脑梗死病人,年龄均>60岁,NIHSS评分≤3分。根据脑动脉狭窄情况将其分成4组:(1)颅内动脉狭窄(ICAS)组;(2)颅内合并颅外动脉狭窄(IEAS)组;(3)颅外动脉狭窄(ECAS)组;(4)无颅内及颅外动脉狭窄(NOAS)组。运用单因素分析及多元回归分析去探讨颅内动脉狭窄可能的危险因素。ROC曲线计算Hs-CRP对颅内动脉狭窄的预测价值。结果共入组203例,ICAS组73例(35.96%),IEAS组47例(23.15%),ECAS组23例(11.33%),NOAS组60例(29.56%)。与NOAS组相比,Hs-CRP水平ICAS和IEAS组升高(P=0.011,P=0.004),但在ECAS和NOSAS组中没有区别(P=0.080)。多元回归分析结果提示Hs-CRP是颅内动脉狭窄的危险因素(OR1.138,95%CI:1.044~1.240,P=0.003)。经ROC曲线分析,Hs-CRP的AUC值为0.632,最佳截断值为3.96mg/L(95%CI:0.555~0.710,P=0.001),灵敏度和特异度分别为0.500、0.735。结论超敏C反应蛋白水平升高是脑梗死患者颅内动脉硬化性狭窄的独立危险因素。

15例艾滋病相关进行性多灶性白质脑病临床特点分析

目的探讨艾滋病相关进行性多灶性白质脑病(progressive multifocal leukoencephalopathy,PML)的临床特点。方法回顾性分析2021年5月—2022年5月贵阳市公共卫生救治中心感染科收治的15例通过宏基因组二代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)诊断为艾滋病相关PML患者临床资料,分析其临床特点。结果15例艾滋病相关PML患者中,男性12例,女性3例;年龄为(40.8±11.45)岁。CD4^(+)T淋巴细胞计数中位数为59(36.5,131.0)个/μl,CD4^(+)T/CD8^(+)T中位数为0.14(0.06,0.29)。HIV RNA最低小于监测值下限,最高为1.21×10^(6)拷贝/ml。脑脊液JCV DNA序列数为1—12950,中位数为94;格拉斯评分:9~15分。15例患者从HIV感染确诊到PML确诊中位时间为30(29.5,65.0)d;总体中位生存时间为195(59.5,330.0)d;死亡患者中位生存时间为21(19.0,46.0)d。使用基于多替拉韦的患者中位生存时间为237.5(39.75,309.75)d,使用其他抗反转录病毒治疗方案治疗的患者中位生存时间为189.0(120.0,387.0)d。表现为对侧肢体无力、运动障碍6例,共济失调3例,言语含混3例,视物模糊2例,记忆减退1例。磁共振表现:任何部位均可出现异常信号影。15例患者中1例失访,5例死亡,其余9例均存活,存活的患者其中4例症状好转,4例进展恶化,1例未见好转。结论艾滋病相关PML较为少见,在临床表现、脑脊液常规检测结果和影像学表现的基础上,应用脑脊液mNGS技术有助于诊断PML,且强效、早期、规律抗病毒治疗能改善患者预后。