基于路径模仿和SAC强化学习的机械臂路径规划算法

在机械臂路径规划算法的训练过程中,由于动作空间和状态空间巨大导致奖励稀疏,机械臂路径规划训练效率低,面对海量的状态数和动作数较难评估状态价值和动作价值。针对上述问题,提出一种基于SAC(Soft Actor-Critic)强化学习的机械臂路径规划算法。通过将示教路径融入奖励函数使机械臂在强化学习过程中对示教路径进行模仿以提高学习效率,并采用SAC算法使机械臂路径规划算法的训练更快、稳定性更好。基于所提算法和深度确定性策略梯度(DDPG)算法分别规划10条路径,所提算法和DDPG算法规划的路径与参考路径的平均距离分别是0.8 cm和1.9 cm。实验结果表明,路径模仿机制能提高训练效率,所提算法比DDPG算法能更好地探索环境,使得规划路径更加合理。

气候变化对天山地区极端径流的影响—以开都河为例

【目的】揭示天山地区极端径流演变规律,预估不同气候变化情景下天山地区极端径流特征。【方法】基于Sen slope、MK检验、Pettitt检验、概率分布函数、SWAT模型和GCM模式分析极端径流演变特征。【结果】1959—2018年,开都河流域年、夏、秋和冬季径流呈不显著增加趋势,春季径流呈显著增加趋势,径流变化与降水的相关性大于与同期气温的相关性。极端径流频率、强度和持续时间呈增加趋势,初洪时间呈显著推迟趋势。Log-Pearson3函数对极端径流的模拟表现最优,50 a重现期洪水次数、高流量最长持续时间、平均峰值流量重现水平分别为7.09次、79.04 d和180.04 m^(3)/s。未来气候变化情景下,洪水次数增加,极端强度(平均年最大流量)增大,持续时间(高流量最长持续时间、高流量平均持续时间)和平均强度(平均极端径流流量、平均峰值流量)减小,初洪时间呈提前趋势,且最高和最低极端径流强度(平均极端径流流量、平均峰值流量、平均年最大流量)重现水平分别发生在SSP245和SSP370情景。【结论】气候变化对天山极端径流具有重要影响,未来该地区将经历更频繁的极端径流事件和更为严重的单次特大洪水,研究结果对制定气候变化适应策略和水资源管理方案具有重要的指导意义。

智能社会中人的自由实现困境与出路

社会历史变迁与生产力发展不断变革着社会关系,推动着人的自由的实现。今天,随着信息技术革命浪潮的不断推进,以大数据、算法为核心的人工智能得到快速发展与深度应用,人类社会正在步入智能社会,为实现人的自由全面发展提供了可能。然而,智能社会也面临着人类劳动职责被人工智能替代、人工智能对人实行算法桎梏、“人-机”关系伦理陷入困境等诸多挑战,导致智能社会中人的自由实现成为时代难题。人类必须认真审视智能社会带来的风险与挑战,以共有、共建、共享的制度机制为指导,促进人人享有平等的劳动权利,规制算法设计对人的禁锢,构建新型“人-机”关系,真正实现人的自由全面发展。

高温超高压发电四机组系统设计优化与改进

随着清洁型热回收焦炉的推广应用,焦炉装机规模持续变大,烟气余热资源愈加丰富且回收迫切,针对余热锅炉单体容量小、数量多、参数低、发电效率不高等问题,设计并实施国内首台清洁型热回收焦炉的高温超高压母管制四机组发电项目,论述全系统总图优化布置、工艺系统方案确定、四大管道及循环冷却水系统优化设计、安装调试和吹管方案的制定及实施,阐述调试及实施过程的问题。实践证明,该类型的高温超高压发电四机组系统属于高效、节能发电技术,值得广泛推广应用。

融合实体描述与路径信息的知识图谱表示学习模型

知识图谱表示学习方法是将知识图谱中的实体和关系通过特定规则表示成一个多维向量的过程。现有表示学习方法多用于解决单跳知识图谱问答任务,其多跳推理能力无法满足实际需求,为提升多跳推理能力,提出一种融合实体描述与路径信息的知识图谱表示学习模型。首先通过预训练语言模型RoBERTa得到融合实体描述的实体、关系表示学习向量;其次利用OPTransE将知识图谱转化成融入有序关系路径信息的向量。最后构建总能量函数,将针对实体描述和路径信息的向量进行融合。通过实验分析与对比该模型在链路预测任务上与主流知识图谱表示学习模型的性能,验证了该模型的可行性与有效性。

无创正压通气治疗重症COPD伴呼吸衰竭的效果及对VAP发生率的影响

目的分析无创正压通气治疗重症慢性阻塞性肺疾病(COPD)伴呼吸衰竭的效果。方法选取2019年1月至2020年6月我院收治的68例重症COPD伴呼吸衰竭患者为研究对象,根据通气方式差异将其分为常规组(34例,传统机械通气治疗)和观察组(34例,无创正压通气治疗)。比较两组的治疗效果。结果治疗后1、3 d,观察组的动脉血氧分压(PaO_(2))、动脉血氧饱和度(SaO_(2))高于常规组,动脉血二氧化碳分压(PaCO_(2))低于常规组(P<0.05)。治疗后1、3 d,观察组的第1秒用力呼气容积(FEV_(1))、用力肺活量(FVC)、FEV_(1)/FVC高于常规组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组治疗期间的呼吸机相关性肺炎(VAP)发生率低于常规组,机械通气时长短于常规组(P<0.05)。结论无创正压通气治疗重症COPD伴呼吸衰竭患者的效果显著,值得临床推广。

坏死性凋亡与骨质疏松症机制研究

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种与增龄相关的全身代谢性骨骼疾病,典型特征为骨量减少伴骨组织微结构破坏,使骨的脆性增加、易发生骨折等危险,对患者的生活质量产生严重的影响。坏死性凋亡(necroptosis)是一种非半胱天冬酶(caspase)依赖性的程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)形式,具有与坏死相似的形态学特征,其发生机制与受体相互作用蛋白激酶1(receptor-interacting protein kinase 1,RIPK1)、受体相互作用蛋白激酶3(receptor-interacting protein kinase 3,RIPK3)及下游的混合谱系激酶结构域样蛋白(mixed lineage kinase domain-like protein,MLKL)的级联激活密切相关。随着对OP发病机制探索的不断深入,已有研究证实坏死性凋亡可通过影响成骨细胞、破骨细胞和骨细胞的活性和功能等生物学过程,参与多种原因导致的OP的发生和发展。本文着重阐述坏死性凋亡在OP中的研究进展,旨在为防治OP提供新的见解。

基于安卓系统下田间智能除草技术研究

传统田间除草方法需要大量人力和时间,而且存在一定安全隐患。而智能除草技术则能够自动识别和定位田间杂草,进行精准喷洒除草剂,不仅能够提高工作效率,还能够降低人员接触除草剂的风险。该文提出一种基于安卓系统的智能除草技术。该技术结合了机器视觉和深度学习算法,能够自动识别和定位田间杂草,并通过控制机器人手臂和喷雾器进行精准喷洒除草剂,实现了高效、精准、自动化的除草效果,同时提高了除草效率和可靠性。田间试验结果表明,该系统能够有效除去田间杂草,并且具有较高的准确性和稳定性,为农田的维护和管理提供了一种新的解决方案。

深松旋耕分层施肥机械优化与试验

为优化深松旋耕分层施肥机械设计,提高其作业效率和施肥均匀性,通过对传统机械结构的分析和改进,设计了一种新型深松旋耕分层施肥机械,并针对农艺要求提出机械改进方案。利用对机械进行强度和刚度分析,优化了机械结构参数。最后,进行了田间试验,验证了该机械的施肥均匀性和作业效率优于传统机械。研究结果表明,该新型深松旋耕分层施肥机械具有优秀的性能和稳定的工作状态,可为农业生产提供可靠的技术支持。

miR-125b-5p对骨质疏松症大鼠骨丢失的影响及其分子机制

目的探讨微小RNA(miR)-125b-5p对骨质疏松症(OP)大鼠骨丢失的影响及其分子机制。方法从公共基因表达数据库(GEO)获取OP相关数据集筛选差异基因,分析OP患者与健康人miR-125b-5p表达量的差异;通过切除大鼠双侧卵巢构建OP大鼠模型;6只健康清洁级Sprague-Dawley(SD)大鼠均分为OP组(切除大鼠双侧卵巢)和假手术组(只行背部切口,不切除卵巢;Sham组),术后3个月采用显微计算机断层扫描(micro-CT)评价OP模型构建是否成功;另取9只雌性SD大鼠切除双侧卵巢,随机均分为空载体组(agomiR-NC组,agomiR-NC干粉33μg+PBS溶液125μL)、磷酸缓冲溶液(PBS)组(PBS溶液125μL)及miR-125b-5p模拟剂(agomiR-125b-5b组,agomiR-125b-5p干粉33μg+PBS溶液125μL),尾静脉注射,1次/周、持续2个月,干预结束后采用micro-CT扫描各组大鼠胫骨,收集骨体积分数(BV/TV)、骨密度(BMD)、骨小梁数目(Tb.N)、骨小梁分离度(Tb.Sp)及结构模式指数(SMI)等骨参数;采用生物信息学技术对miR-125b-5p进行靶基因预测、基因本体(GO)功能和京都基因和基因基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析。结果与健康人群比较,OP患者血浆中有差异miRNA 956个,其中上调502个、下调454个,尤以miR-125b-5p表达升高明显;OP组大鼠胫骨BV/TV及BMD低于Sham组(P<0.05或P<0.01),提示骨质疏松模型造模成功;与agomiR-NC组比较,agomiR-125b-5p组大鼠胫骨BV/TV、Tb.N降低,Tb.Sp、SMI升高(P<0.05),但PBS组与agomiR-NC组大鼠胫骨上述骨参数比较、差异无统计学意义(P>0.05);4种软件及5种软件预测显示miR-125b-5p的靶基因分别为102个、8个,生物过程(BP)主要为pre-microrna的处理、负调控冷诱导产热及调节细胞生长的程度等,分子功能(MF)主要为金属胺肽酶活性、泛素结合酶活性等,KEGG信号通路主要为肾素-血管紧张素系统和泛素介导的蛋白质水解等。结论miR-125b-5p过表达可促进OP大鼠的骨丢失,其机制可能与调节BCL2拮抗剂/杀伤因子1(BAK1)等相关靶基因的表达及肾素-血管紧张素和泛素介导的蛋白质水解信号通路有关。

基于射频层析成像的雷达探测新技术

射频层析成像是一种新兴的目标定位技术,在军事、医疗和安全监控等领域有着十分广阔的应用前景。本文借鉴延伸射频层析成像理念,提出一种针对空中目标的雷达探测新技术。文章首先分析了射频层析成像基本原理,在此基础上论述了基于射频层析成像的雷达探测理念,构建了雷达层析成像探测模型,讨论了应用于大区域空中目标探测时的电磁射线构造方法,分析了雷达层析成像处理权重模型,并完成了仿真实验验证,最后对该雷达探测新技术进行了发展展望。

对抗条件下雷达部署优化方法研究

针对强对抗环境下雷达网面临隐身、低空突防、复杂电子干扰等威胁问题,提出了基于雷达网探测威力和重点目标跟监能力相结合的大区域组网雷达优化部署方法,建立了雷达组网优化部署的评估指标体系和综合效能计算模型,给出了基于人工蜂群算法的雷达组网优化部署求解过程。仿真实验表明,该方法能显著提高组网效能,对雷达网作战有参考价值。

基于ALBERT-BGRU-CRF的中文命名实体识别方法

命名实体识别是知识图谱构建、搜索引擎、推荐系统等上层自然语言处理任务的重要基础,中文命名实体识别是对一段文本序列中的专有名词或特定命名实体进行标注分类。针对现有中文命名实体识别方法无法有效提取长距离语义信息及解决一词多义的问题,提出一种基于ALBERT-双向门控循环单元(BGRU)-条件随机场(CRF)模型的中文命名实体识别方法。使用ALBERT预训练语言模型对输入文本进行词嵌入获取动态词向量,有效解决了一词多义的问题。采用BGRU提取上下文语义特征进一步理解语义,获取长距离词之间的语义特征。将拼接后的向量输入至CRF层并利用维特比算法解码,降低错误标签输出概率。最终得到实体标注信息,实现中文命名实体识别。实验结果表明,ALBERT-BGRU-CRF模型在MSRA语料库上的中文命名实体识别准确率和召回率分别达到95.16%和94.58%,同时相比于片段神经网络模型和CNN-BiLSTM-CRF模型的F1值提升了4.43和3.78个百分点。

中国中小河流气候和下垫面与产汇流过程关系研究

构建340个中小河流域80个气候和下垫面因子,探讨了水文模型模拟效率对环境因子的敏感性,分析了产汇流因子与环境因子的相互关系。结果如下:①同类型气候和下垫面因子存在显著相关,不同类型环境因子相关系数相对较低;中国中小河流域大致可分为南方地区,北方地区和西北地区;②将环境因子分类进行主成分分析的方差解释率显著增加,气候、植被和土地利用、土壤、地形的流域分类效果较好,地貌和地质、人类活动和流域形态的分类效果不理想;③GR4J模型在中国河流的适用性良好,模型效率显著相关的因子主要集中在气候、植被和土壤,其中影响最大的气候和下垫面因子为干燥度、黏土含量和叶面积指数;④水文模型参数中,产流水库容量影响因素包括气候、地貌、土壤、地形、人类活动和流域形态;地下水交换系数影响因子为地貌和地质、地形、人类活动;汇流水库容量影响因子主要有植被、土壤、地貌和流域形态;单位线汇流时间的影响因素集中在气候、土壤和流域形态。

基于EOF分析和GAMLSS模型的淮河流域极端气候事件非平稳特征

【目的】将经验正交函数分析(EOF)时间系数作为广义可加模型(GAMLSS)的分析对象,揭示流域尺度极端气候事件的非平稳性特征。【方法】以EOF和GAMLSS为基础,将时间、气候指数和CO2量作为协变量,分析淮河流域极端气候事件的时空分布特征和非一致性规律。【结果】降水极值为平稳时间序列,无显著变化。气温极值显著变化,暖极值以1985年为分界,先下降后上升,冷极值中冷夜日数和霜冻日数呈持续下降趋势。气温极值为非平稳性变化,且CO2变化是导致极值非平稳的原因。气温极值的非平稳变化导致不同重现期下重现水平发生显著变化,暖昼日数(Tx90p)第一主成分20年一遇重现水平由1965年的40 d增加到2015年的60 d;冷夜日数(Tn10p)20年一遇重现水平由1965年的90 d下降到-25 d。【结论】GAMLSS模型可以模拟气候极值序列位置、尺度参数的平稳和非平稳性变化,与EOF结合,可以减少站点尺度非平稳分析的不确定性。

海绵城市管网设施布署评估方法研究

管网是海绵城市的主要设施,其布署是否合理直接影响海绵城市的效益。本文基于内涝数据和管网布署节点数据,首先建立内涝预测区域模型和管网设施布署抽象模型,通过管网设施节点覆盖率对管网布署进行评估;然后采用Spark并行化计算方法提高计算效率;最后利用该方法对沣西新城管网布署进行评估,针对不同重现期下的多次降雨,其覆盖率平均在90%以上,说明管网布署比较合理。该评估方法为海绵城市管网设施的布署和维护提供了重要的理论依据。

基于空间贝叶斯层次模型的淮河流域气候极值特征分析

[目的]验证空间贝叶斯层次模型在极端气候事件当中建模的适用性,探明淮河流域极端气候事件的空间分布规律。[方法]基于空间贝叶斯层次模型,将经度、纬度与海拔作为模型协变量捕捉气候极值的空间变化特征。在建模过程中,将广义极值函数(GEV)作为其边际分布,采用马尔可夫链蒙特卡罗算法(MCMC)确定空间极值模型所需的参数值。选用淮河流域1960-2015年日最大降水量(RX1day)、日最高气温(TXx)作为极端气候变量进行建模,将模型结果按站点提取,并与基于GEV的站点结果进行对比。[结果]空间贝叶斯层次模型能够很好地模拟淮河流域气候极值,模型结果的参数及各重现水平与直接基于站点数据的GEV分析相近。RX1day不同重现水平从流域西北向东南增加;TXx不同重现水平具有典型的经向地带性,从流域东部往西部增加。[结论]研究建立的空间极值模型可以获得没有观测台站所在位置的极端气候重现水平,该结果拓展了淮河流域极端气候事件时空规律研究。

基于大数据的学生行为综合分析与服务平台设计与实现

针对传统学生管理和服务方式存在的单一化、缺乏个性化等问题,设计并实现了一个基于大数据的学生行为综合分析与服务平台,该平台围绕学生管理工作展开大数据服务,主要包括学生综合画像、智能综合预警、智能行为轨迹和智能精准资助四大模块,实现对学生日常学习生活的全体系、全流程、全天候、全方位的动态监测,促进教育服务供给精准化、个性化和智能化。

基于Max-stable模型的淮河流域气候极值空间建模分析

气象数据时空建模过程中需要充分考虑数据的非正态性和站点之间的空间相关性对气候极值演变规律的影响。文章基于淮河流域极端气候事件的空间相关性,以广义极值分布(GEV)为边际分布,海拔、经度、纬度、国内生产总值(GDP)和气候指标(东亚夏季风指数(EASM))为协变量构建Max-stable模型,分析年最高气温(TXx)和1日最大降水量(RX1day)的空间分布特征。结果表明:所建立的Max-stable模型能够很好地模拟TXx和RX1day的空间变化;经度、纬度和海拔为协变量(TXx包括GDP)可以提高气候极值的空间模拟精度;2年、10年、50年和100年重现期的RX1day重现水平从流域西北向东南递减,TXx呈经向分布,由流域西部向东部逐步增大。

基于Max-Stable模型的海河流域气候极值变化特征

为了解在全球变暖的背景下海河流域对气候极端事件的响应,基于海河流域1961-2016年气温与降水数据,使用RClimDex模型、MK趋势检验、Max-Stable模型对海河流域气候极值进行建模分析,研究海河流域气温极值、降水极值不同重现期的时空分布、变化特征。结果表明:海河流域温度极值TXx在空间上表现出从北向南递减趋势,值域为30~40℃,其中36~40℃占大部分地区。TXx在南方呈降低趋势,北方呈上升趋势。降水极值RX1day空间上表现出从东南向西北方向递减的趋势,值域为50~100mm,其中60~90mm占据绝大部分区域。RX1day整体呈下降趋势,其中渤海地区RX1day下降趋势最大。海河流域GEV模型拟合结果表明,海河流域气温极值主要受纬度、海拔影响,随纬度、海拔增加而降低,其变化波动为北方强于南方。降水极值RX1day受海拔和经度影响较大,主要表现为随海拔增大而下降的空间分布,其次表现为随经度变化由西向东递增的空间分布,其变化波动随海拔升高而降低。通过Q-Q百分位图、非参数极值系数θ、GEV与Max-Stable参数和重现期强度散点图判定系数R2,确定Max-Stable模型可以很好地模拟海河流域气候极值,达到GEV模型同等效果。气候极值TXx与RX1day主要受到纬度、经度和海拔的影响,但距海岸距离的加入仅可以优化TXx模型的建立。2年、10年、50年、100年一遇气温极值TXx的空间分布均表现为自东北向西南递增的分布模式,高值区均分布于西南大部一带,最高温度达40~44℃。2年、10年、50年、100年一遇降水极值TX1day的空间分布主要受纬度影响,其次受经度和海拔的影响,均表现为从西南偏中向北方递减,高值区分布在西南偏中一带,最大降水量达80~200mm。