基于混合策略改进的LightGBM土壤污染预测模型

社会经济快速发展,然而土壤污染中重金属污染所占的比例越来越大,对生态环境和人们的生命健康造成了巨大的威胁。针对以上问题,提出一种基于混合策略改进的土壤重金属污染预测模型,即先采用随机森林选出最优特征子集,再利用随机搜索对LightGBM参数进行优化,最后通过训练得到的LightGBM模型预测土壤的内梅罗综合污染指数,从而得出土壤重金属污染状况。以我国华北平原的某区域为研究区,并与RS-LightGBM、LightGBM、SVR模型的预测结果进行对比。结果表明,所提模型的均方误差、平均绝对误差相比于LightGBM模型分别降低了69.09%、39.09%,决定系数相比于LightGBM模型提高了6.11%。上述结果表明本论文提出的模型可以有效应用于土壤重金属污染预测研究中。

台风-浪-流耦合作用超大浮体水弹性响应分析方法

海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方法,二次开发实现了台风-浪-流耦合模拟,分析了超强台风“莫兰蒂”途经海上机场超大浮体全过程台风-浪-流时空演变规律;采用中/小尺度流场嵌套技术计算水动力和气动力,代入结构动力学方程进行双向迭代解耦求解;通过算例分析了台风-浪-流耦合作用下浮体结构水弹性响应及影响机制。研究表明:本文提出的方法能够有效地预测此类极端环境下超大浮体结构水弹性响应。

基于旋量理论的镜像加工运动学建模及轨迹自动修调研究

针对镜像加工过程中结构变形致使加工精度难以控制的问题,建立了基于旋量理论的镜像加工剩余壁厚运动学模型,综合考虑零件加工要求及镜像约束关系,提出了镜像加工“支撑-铣削”轨迹生成方法,建立了针对工件变形补偿的镜像支撑轨迹修调模型,实现了镜像加工“支撑-铣削”轨迹自动修调。栅格壁板镜像加工验证试验结果表明,提出的镜像加工“支撑-铣削”轨迹生成和自动修调方法可以满足镜像加工剩余壁厚要求。

刚度差异桩组合桩网结构路基承载特性

刚度差异桩组合桩网结构路基因具有工后沉降小、经济效益好的优点而被广泛应用于铁道工程。与传统桩承结构路基相比,该结构桩土协同工作规律更为复杂,为研究其承载特性和土体沉降变化规律,通过室内模型试验和数值计算分析刚度差异桩组合桩网结构路基在静力荷载下的桩身应力、桩土应力比、格栅应力、桩侧摩阻力和土体沉降变化特点。结果表明:刚、柔性桩的承载力主要由侧摩阻力提供;刚性桩的桩土应力比随上部荷载增加呈先增长后稳定趋势,荷载在路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,并沿路堤行车方向朝路堤横断面方向扩散;土工格栅和碎石加筋垫层共同工作,协调荷载进行再分配,均衡路基应力分布;路基中心排桩沿横断面方向的土体沉降近似呈盆状分布,刚性桩控制路基土体变形和沉降的性状明显优于柔性桩;选择性布置刚度较大长桩可减小路基沉降量。

卷积神经网络与随机场分析桩梁基础承载力

岩土体的参数在空间上随机分布,为能更好地反应实际工程地质条件,在桩基础承载力研究中考虑土体的不确定性,并建立具有重要工程价值的承载力预测模型,将基于随机场理论的岩土参数空间变异性引入桩梁基础的研究中,采用数值方法建立桩梁基础与群桩基础的二维随机有限元模型分析承载能力,并与模型试验结果验证。随后通过卷积神经网络建立土体参数随机场图像与基础极限承载力之间的模型进行承载力预测,并基于预测模型研究不同参数的影响。结果表明:考虑土体空间变异性的基础承载力与试验结果基本吻合,随机结果均高于确定性分析;随机场下桩梁基础与群桩基础的承载力均为正态分布;采用卷积神经网络建立的基础承载力预测模型精度较高,且可以用于参数分析,基础承载力随着土体参数的增加而增加,随变异系数的增加而下降。随机条件下,桩梁基础的承载力高于群桩基础,可以充分发挥土体强度并抵御参数不确定性带来的承载力损失。

黄土地基阶梯型截面桩承载模型试验与计算

为研究黄土地基阶梯型截面桩的荷载传递机理,通过室内模型试验与有限元计算,分析阶梯型截面桩竖向静荷载下的桩身轴力、桩侧摩阻力、桩顶沉降和桩身不同深度荷载分担比,并探索了变径比对其工作性能的影响,并对其进行优化设计。结果表明:在相同荷载下,阶梯型截面桩的桩顶沉降明显小于等截面桩,当变径比在0.8~0.9时,沉降控制效果最佳,其材料利用率最高;若二者极限承载力相同时,阶梯型截面桩的最高材料利用率为等截面桩的1.06倍。阶梯型截面桩为摩擦型桩,变截面位置土体对桩体具有支承作用,其变径处底面土体能承担部分桩顶荷载。桩侧能够分担更多桩顶荷载,减轻桩端土体承载,当变径比在0.8~0.9时,侧摩阻力发挥程度更高。在桩体用料相同时,与等截面桩相比,阶梯型截面桩能大幅度提高承载能力。

近代变局与庆宽的仕宦人生

庆宽是晚清民初的“奇人”,以民籍混入内务府旗籍,借助绘画的特长和办皇差的机会,在晚清拥堵的官场上,逐级升迁至候选内务府三院卿,积累了大量财富,也引发了官场侧目,遭到光绪帝下旨抄家的惩罚。戊戌之后,庆宽利用往日的关系网成为访日特使,又因为辛丑议约的劳绩,获得保举,恢复了原有旗籍和职衔。晚清最后十年,庆宽在仕途上做最后一搏,但最终止步于四品道台,遂决心离开官场。在民初的十年,庆宽以平民视角观察政局,时而以旗人身份筹划旗人生计,时而作为普通市民关注城市自治,逐渐淡出了时代舞台。

粗骨料超高性能混凝土应用研究

为满足桥梁工程中桥面板材料轻质高强的市场需求,在活性粉末混凝土中掺入粒径不大于8 mm的粗骨料,制成含粗骨料超高性能混凝土。这种混凝土具有力学性能佳、材料自重轻、早期收缩小和造价较低等特点。首先阐述含粗骨料超高性能混凝土的配制原理及各掺合料对其性能的影响,其次分析其力学性能、疲劳性能和高温性能,最后展示了其在南京江心洲长江大桥的工程应用状态,并提出了其尚待深入研究的问题和发展方向。

一种非规则广义LDPC码的构造方法

广义低密度奇偶校验(Generalized Low-Density Parity-Check, GLDPC)码把低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码中的单奇偶校验(Single Parity-Check, SPC)节点替换为校验能力更强的广义约束(Generalized Constraint, GC)节点,使其在中短码和低码率的条件下具有更低的误码率。传统GLDPC码要求基矩阵的行重等于分量码的码长,这限制了GLDPC码构造的灵活性。另外,相比于传统GLDPC码中GC节点位置的随机选取,GC节点的位置选择在GLDPC码的误码率性能上有一定的优化空间。针对以上两点,提出了一种基于渐进边增长(Progressive Edge-Growth, PEG)算法的非规则GLDPC码构造方法和一种基于Tanner图边数的GC节点位置选择算法。使用PEG算法生成的非规则LDPC码作为本地码,根据本地码的校验节点度使用多种分量码,结合GC节点位置选择算法构造非规则GLDPC码。仿真结果表明,与传统方法构造的GLDPC码相比,基于Tanner图边数的GC节点位置选择算法构造的非规则PEG-GLDPC码在误码率和译码复杂度上均得到明显改善。

耳针疗法辅助治疗急性期周围性面瘫疗效观察

目的观察耳针疗法辅助治疗急性期周围性面瘫的临床疗效。方法将94例急性期周围性面瘫患者按照随机数字表法分为2组,对照组47例采取常规西医治疗,治疗组47例在对照组基础上联合耳针疗法治疗。2组均治疗4周。比较2组治疗效果,比较2组治疗前后面部神经传导速度、红外热成像(前额区、耳周区、口角区、颧区及患侧全区温度)、面瘫改良Portmann评分、面部残疾指数躯体(FDIP)评分、免疫炎性指标[免疫球蛋白(IgA)、IgM、IgG、白细胞介素6(IL-6)、IL-21]水平及世界卫生组织生活质量测定量表简表(WHOQOL-BRFF)评分变化情况,治疗后随访1年,统计对比2组复发率。结果治疗组总有效率95.74%(45/47),对照组总有效率80.85%(38/47),治疗组临床疗效优于对照组(P<0.05)。2组治疗1、2、3、4周面部神经传导速度均较本组治疗前升高(P<0.05),且治疗组治疗1、2、3、4周均高于对照组同期(P<0.05)。2组治疗1、2、3、4周前额区、耳周区、口角区及患侧全区温度均较本组治疗前升高(P<0.05),且治疗组治疗1、2、3、4周均高于对照组同期(P<0.05);2组治疗1、2、3、4周颧区温度均较本组治疗前升高(P<0.05),但2组组间同期比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组治疗1、2、3、4周改良Portmann、FDIP评分均较本组治疗前升高,且治疗组治疗1、2、3、4周均高于对照组同期(P<0.05)。2组治疗后血清IgA、IgM、IgG、IL-6、IL-21水平均较本组治疗前降低(P<0.05),且治疗组治疗后均低于对照组(P<0.05)。2组治疗后WHOQOL-BRFF各维度评分均较本组治疗前升高(P<0.05),且治疗组治疗后均高于对照组(P<0.05)。2组复发率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论采用耳针疗法辅助治疗急性期周围性面瘫患者,能显著提高治疗效果,进一步改善患者面部肌群恢复情况,有效改善患者面部温度、神经功能及面部神经传导速度,且能有效抑制免疫炎性损伤,降低复发率,有助于改善患者预后。

小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性影响研究

为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩振速数值结果与理论值进行对比分析,验证了振速计算公式的准确性。根据振速与应力之间关系,提出保证隧道安全施工的振速阈值。结果表明:后行洞围岩振速大小理论值与模拟值最大相对误差为5.9%,与现场监测数据最大相对误差为7%,验证了理论公式的准确性;后行洞隧道振速峰值与先行洞隧道爆破中心距呈负相关,围岩迎爆侧面监测点振速峰值大于背爆侧,2 D为防军隧道爆破施工时最小安全净距(D为隧道净距),此时上台阶开挖最大振速峰值约为下台阶的1.2倍;爆破开挖后围岩应力峰值与振速峰值主要集中在拱腰及拱脚附近,随着净距增大,先行洞对后行洞的影响逐渐减弱,最终忽略不计;爆破作用下,围岩应力峰值和振速峰值具有一定线性关系,保证隧道爆破安全施工的振速控制阈值为1.9 cm/s,研究成果可为今后类似小净距隧道工程爆破施工提供借鉴。

多枪顶吹连续吹炼过程中喷枪排布方式的数值模拟

多枪顶吹连续吹炼工艺因其低空污染小、炉衬寿命长、连续化程度高等优点而备受冶金行业瞩目。以工业冶金炉窑为研究对象,基于计算流体力学,对多枪顶吹连续吹炼炉内气-渣-铜锍多相混合流场进行了数值模拟。探索了多枪单排布置和交错式布置对炉内流场、湍动能和气含率的影响。研究表明,相较于双排交错式喷枪布置方案,单排布置具有更强的搅拌能力、较大的熔池横向及纵向扩散范围,以及更小的静态区域体积。此外,喷枪单排布置方案下的气含率始终高于双排交错布置,证明了单排的喷枪排布方式有利于渣层搅拌效率的提高,加速铜沉降,降低生产能耗。

基于RBRVS和DRG理论的K医院薪酬分配和绩效实践研究

以2019-2022年运营数据(门诊量、住院人数、平均住院日、医疗收入结构等)为研究对象,采用相对价值比率(RBRVS)和疾病诊断相关分组(DRG)方法,分析二者在考核K医院的医疗服务能力、服务效率和服务质量上的应用效果。RBRVS和DRG作为绩效考核量化工具,可以较科学地体现医务人员从事医疗服务过程中所付出的劳动价值,衡量他们的工作量,借助DRG各项指标,如病例组合数(CMI)、权重(RW)、时间消耗指数、费用消耗指数等,可以用于分析医院的医疗服务能力、服务效率和服务质量,为医院管理和科室评价提供数据支撑。

基于第一性原理计算的固溶体合金集成学习设计方法

基于密度泛函理论的第一性原理方法在考虑了固溶体化学短程序特征后计算得到的合金的基本性质更为可靠。本工作将描述固溶体短程序的团簇加连接原子结构模型嵌入到第一性原理计算中,获得了一系列合金的基本物性数据;构建了数据管理系统,形成成分与性能数据库;进而采用多种机器学习算法构建合金成分与性能的预测模型,并对其进行对比分析;在此基础上,筛选最优算法,以精确预测合金的性能,并实现以性能为目标导向的成分设计;最终形成了一种基于第一性原理计算的固溶体合金集成学习设计方法,并开发出可视化程序软件。该方法有望大幅提升高性能先进合金材料研发的效率。

基于改进局部图结构的再认记忆脑电特征提取

为了研究再认记忆脑电的纹理特征,以及解决垂直对称局部图结构和对称局部图结构在提取脑电纹理特征时结构不稳定的问题。基于新旧范式设计了再认记忆实验,采集医学生和非医学生(均为35名)相关脑电,并且将这些脑电分为学习医学图片阶段、学习非医学图片阶段、再认旧医学图片阶段、再认旧非医学图片阶段、再认新医学图片阶段和再认新非医学图片阶段。首先,利用二维小波变换得到每位被试脑电的三个子频带,并提出改进集成局部图结构方法对原数据和3个子频带进行特征提取,改进算法纳入了具有稳定结构的扩展对称局部图结构和复合局部图结构;然后对特征进行归一化,避免结果过拟合,使用皮尔逊相关系数筛选出相关系数在0.8~1之间的特征矩阵列。在支持向量机等分类器上验证改进前后的算法,并使用正确率、精确率、召回率和F1评分这四个指标对模型进行评估。与改进前算法相比,改进后算法在支持向量机上的分类正确率分别提升3.8%,0.4%,0.3%,1.6%,5.1%和4.2%。分类结果说明医学生和非医学生在医学图片学习再认阶段存在明显差异,新加入扩展对称局部图结构和复合局部图结构比原算法中垂直对称局部图结构和对称局部图结构具有更好的分类性能。

川南地区下志留统石牛栏组岩相古地理特征与演化

川南地区下志留统石牛栏组具有较为丰富的油气显示,一直是油气勘探的关注层位,但对石牛栏组沉积相模式与沉积展布的认识依然存在分歧。本文基于野外剖面、测录井、薄片以及地化数据等测试分析,开展了川南地区石牛栏组岩相古地理展布及模式研究。研究结果表明,川南川西南地区石牛栏组以碳酸盐岩沉积发育为主,识别出中缓坡、外缓坡、开阔台地、台地边缘礁滩、台地前缘斜坡等沉积亚相,其东西两侧受陆源碎屑限制,北部为广海陆棚沉积;石牛栏组早期发育碳酸盐岩缓坡沉积模式,晚期转变为碳酸盐岩台地沉积模式,生物建隆、碳酸盐沉积速率增大以及碳酸盐岩较碎屑岩海域高沉积速率差异是其转变的关键因素。

质子交换膜燃料电池水淹膜干故障诊断方法综述

对质子交换膜燃料电池水淹膜干故障的形成机理和检测方法进行综述。从PEMFC的构造、内部气体传输机理和水传输机理对水淹膜干故障的成因进行分析。对基于模型、数据驱动和可视化直接成像的水淹膜干故障诊断方法进行综述,深入了解不同诊断方法的技术特点。针对目前各类诊断方法存在的局限与不足之处,借助电化学阻抗谱分析设备小型便携化、电池模型参数完善和电池故障大数据共享等技术,提出对非固定动态工况下PEMFC水淹膜干故障预防与诊断的发展方向。

基于MBSE的铅冷快堆非能动余热排出系统设计需求分析

针对传统的铅冷快堆非能动余热排出系统设计中存在开发效率低、迭代周期长、模型二义性等前期需求问题,本研究将基于模型的系统工程(Model-based System Engineering,MBSE)方法应用于铅冷快堆非能动余热排出系统设计需求中,结合设计流程进行系统架构的初步设计,该系统架构由需求分析、功能分析和设计综合三部分组成。结果表明:需求分析阶段生成的需求图和用例图可捕获系统需求并确定系统顶层用例;功能分析阶段绘制的时序图、活动图和状态机图可形成系统功能模型并提供早期确认与验证;设计综合阶段建立的白盒模型最终实现系统架构的分析与设计。采用该方法设计的系统架构可确保前后设计需求一致性,进一步降低设计风险并提高设计效率,可为数字化铅冷快堆非能动余热排出系统设计与优化提供应用参考。

负载柚皮素的表没食子儿茶素没食子酸酯共价修饰的玉米醇溶蛋白-透明质酸复合纳米颗粒的构建与表征

柚皮素具有良好的生物活性和治疗作用,但同时也具有水溶性差、生物利用率低等缺点。因此,建立简单、高效的递送方式对于柚皮素的广泛应用至关重要。该研究通过反溶剂沉淀法制备了负载柚皮素的表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)共价修饰的玉米醇溶蛋白-透明质酸(hyaluronic acid,HA)复合纳米颗粒。与没食子酸和单宁酸共价修饰相比,EGCG修饰后玉米醇溶蛋白具有低游离氨基含量和高多酚当量,修饰效果良好。EGCG共价修饰的玉米醇溶蛋白和HA通过静电作用、氢键和疏水相互作用形成复合纳米颗粒,其粒径在180~240 nm,且当两者质量比为10∶1时,粒径最小(183.62 nm)。由于EGCG的共价修饰,复合纳米颗粒对柚皮素的包埋率和负载能力均明显提高,且在柚皮素与EGCG共价修饰的玉米醇溶蛋白质量比为1∶10或以下时,包埋率>99%。结构表征显示,绝大部分柚皮素被包埋在复合纳米颗粒内部,且与EGCG和玉米醇溶蛋白之间存在氢键和疏水相互作用。抗氧化性测定表明,负载柚皮素的复合纳米颗粒的抗氧化能力显著高于游离柚皮素。因此,采用EGCG修饰的玉米醇溶蛋白-HA体系负载柚皮素对柚皮素的抗氧化能力具有促进作用。

南丹锑矿区不同工业场地植物群落特征

研究锑矿区不同工业场地植被群落特征及其影响因素,对于锑矿区的生态恢复和植被重建具有重要意义。以南丹县五一锑矿各工业场地植物群落为研究对象,并选择锑矿区周边未被破坏的植物群落作为对照区,探究锑矿区不同工业场地(采矿区、冶炼区、尾矿区)植物群落物种组成与多样性及其与土壤因子的关系。结果显示:锑矿区各工业场地群落组成以菊科(Compositae)、禾本科(Poaceae)为主,2科植物在锑矿区工业场地内为群落建群种和优势种。对照区与各工业场地植物群落组成差异显著(P<0.05),冶炼区植物群落组成与采矿区和尾矿区差异显著(P<0.05)。各工业场地优势种的重要值及Margalef指数、Shannon指数均表现为对照区>采矿区>尾矿区>冶炼区(P<0.05),表明冶炼区群落复杂程度最低,群落结构最为简单,生态退化形势较为严重。矿区植物多样性与土壤含水率、pH及有机质、总钾、总氮含量呈正相关,与总磷含量、锑砷含量呈负相关,总锑、总砷和土壤含水率是影响锑矿各工业场地物种多样性的重要限制因子;重金属含量对尾矿区和采矿区植物群落多样性影响最强,土壤含水率对冶炼区影响最强。研究表明,工业场地植物物种数量下降,植被多样性指数降低,采矿等工业活动对矿区生态环境构成一定破坏和干扰,矿区植被恢复方案应考虑矿区场地类型和关键环境变量。