eMD:基于异构计算的大规模分子动力学模拟软件

【目的】异构计算已经成为高性能计算的重要组成部分,GPU异构计算可显著提速计算密集型的分子动力学模拟应用,本文介绍自研分子动力学模拟软件eMD的系统设计及其异构计算应用。【方法】首先介绍eMD软件的目标定位,包括应用功能和计算性能两方面;然后介绍软件概要设计,包括框架、模块和接口等组成部分;重点围绕面向异构计算的软件架构设计和移植优化技术进行阐述。【结果】eMD软件系统基于GPU异构计算可实现大规模体系模拟,同时提供特色的分子动力学模拟算法和模型。【结论】eMD将充分发挥GPU异构计算算力,以提升分子动力学模拟应用效率,助力分子建模理论方法的创新应用和分子科学问题的研究。

从施光南歌剧《伤逝》到改编版室内歌剧《紫藤花》之结构嬗变

在鲁迅诞辰100周年之际,施光南创作了抒情-心理歌剧《伤逝》(1981)。为了纪念歌剧《伤逝》创演三十周年、鲁迅诞辰130周年,“郑小瑛歌剧艺术中心”在2011年根据施光南手稿及其生前录制的《紫藤花》唱片,将原本四幕、时长近120分钟、双管编制的《伤逝》,节编整理为三幕、90分钟、室内乐队编制(长笛、钢琴、小型弦乐队)的《紫藤花》。对于歌剧《伤逝》可供改编的前提,以及两部歌剧在戏剧结构、曲式结构、调式-和声结构和音色-音响(配器)结构等方面发生的变化,值得进一步研究及思考。

改进知识蒸馏Transformer的新冠肺炎医学影像分类

针对在筛查新型冠状病毒感染肺炎患者时核酸检测假阴性率较高的问题,提出了一种DRPL-ViT计算机辅助诊断网络。在Vision Transformer的基础上首先引入知识蒸馏机制,使Transformer结构在小数据集上训练取得更好的拟合效果;然后,在patches的位置信息编码上,通过更适合视觉任务的相对位置编码方式,使tokens之间的依赖关系能够被更好地捕捉;为了关注到更多的局部特征,在Transformer Encoder模块中引入了传统的卷积模块提取局部特征。实验在四分类测试集上平均分类准确率达到92.11%,对新冠肺炎分类准确率达到97.85%。实验结果表明,所提出的网络对新冠肺炎及其他肺部病变分类准确率较高,有一定的临床应用价值。

基于稀疏增强重加权与掩码块张量的红外弱小目标检测

高度异构的复杂背景破坏了场景的低秩性,现有算法难以利用低秩稀疏恢复方法从背景中分离出小目标。为了解决上述问题,本文将小目标检测问题转化为张量模型的凸优化函数求解问题,提出基于稀疏增强重加权与掩码块张量的检测模型。首先,将掩码块图像以堆叠方式扩展至张量空间,并构建掩码块张量模型以筛选候选目标。在此基础上,利用结构张量构建稀疏增强重加权模型以抑制背景杂波,克服凸优化函数求解过程中设定加权参数的缺陷。实验表明本文检测算法在背景抑制因子及信杂比增益两方面都优于新近代表性算法,证明该算法的有效性。

联合高阶目标感知与相似匹配的目标跟踪算法

视觉目标跟踪算法利用自注意力机制增强上下文联系,但面对复杂场景时,自注意力机制中的相关性易发生失配,为此提出一种联合高阶目标感知与相似匹配的目标跟踪算法。构建高阶目标感知模型,针对自注意力机制中的一阶自注意图,利用坍塌的极化过滤方式进行空间和通道维度的正交化建模,优化内部相关性;同时组合非线性拟合函数避免坍塌引起的信息损失,进而获得高阶自注意图,捕获具有高阶上下文信息的感知特征。通过不同维度分解目标的感知特征来细化匹配区域,抑制背景噪声并约束当前帧的响应图,提高网络的判别力。在OTB100和UAV123基准的实验结果表明,所提算法有更好的跟踪性能,可以有效应对相似干扰等问题。

基于区域细化的Siamese网络目标跟踪算法

针对快速运动导致跟踪目标尺度变化大、分辨率低等问题,提出了一种基于区域细化的Siamese网络目标跟踪算法。在Siamese网络中引入多尺度特征感知模型,有效提取深层全局通道特征和局部空间特征,准确提取判别性信息;为进一步在搜索区域增强前景,构建区域细化模型,利用经主干网络提取的目标区域特征对搜索区域目标进行甄别,实现由粗到细的跟踪策略,有效增强目标表征能力。将所提算法在OTB100数据集上与现有的一些跟踪算法进行测试。实验结果表明,本文算法在跟踪成功率与跟踪精度方面均取得了良好的表现。同时在低分辨率、形变、光照变化等方面表现出较强的鲁棒性。

T/CMTBA 1010—2021《数控往复走丝电火花线切割机床性能评价规范》团体标准解读

介绍了《数控往复走丝电火花线切割机床性能评价规范》团体标准的制定背景、目的和主要内容,并在检验项目、关键指标等方面与现行行业标准进行了比对,解读了该团体标准的先进性、科学性和实用性。

基于特征重聚焦和精细化的遥感显著性目标检测

为了提升网络对特征的表征,提出一种基于特征重聚焦和精细化的光学遥感显著目标检测算法。利用相邻层特征交互捕获上下文语义互补信息,并通过膨胀卷积调节感受野提取信息的范围,完成初次特征聚焦。再将注意机制作用于深层特征,组成位置引导模块,增强对显著性特征的关注,完成特征重聚焦。最后,通过浅层特征获得显著特征注意图和反注意图,引导网络进一步挖掘高置信度显著区域和低置信度背景区域的信息,精细化优化后的特征。采用EORSSD和ORSSD 2个公开数据集进行实验与评估,以证明算法的有效性。

TADF敏化荧光策略构建高效、窄光谱发光电化学池器件

基于新一代热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)发光材料的发光电化学池(Light-emitting electrochemical cells,LECs)成为新兴的研究方向而受到关注。由于TADF发光材料电荷分离态的激子属性,该类LECs器件发光光谱半峰宽往往达到100 nm以上,难以满足LEC高色纯度的需求。鉴于此,本文尝试将TADF敏化荧光(TADF-sensitized fluorescence,TSF)的激子管控策略应用到LECs领域当中。通过筛选合适的传输主体、TADF敏化剂、高吸光系数荧光染料和离子液体固态电解质为LEC的发光层,我们成功构建了高效TSF型的LECs器件。最终获得的TSF-LECs器件峰值外量子效率(The highest external quantum ef-ficiency,EQEmax)达到3.7%,峰值亮度(The peak luminance,Lmax)达到2285 cd·m^(-2)。与TADF-LECs的参比器件相比,TSF-LECs器件的光谱半峰宽(Full width at half maximum,FWHM)从106 nm降低至38 nm。本文还详细讨论了所制备TSF-LECs器件中的能量转移和激子损失途径。该工作为进一步优化设计TSF-LECs材料和器件奠定了基础。

盐品质对次氯酸钠发生器的运行影响分析

盐的品质把控是次氯酸钠发生器运行管理的重点。使用不同品质的盐对发生器进行生产试验,结果显示,当盐中钙、镁离子总量低于30 mg/kg、硫酸根离子含量低于2000 mg/kg时,可以明显缓解电极结垢,降低发生器单位有效氯盐耗、电耗和设备损耗,避免电极中的贵金属涂层因为频繁酸洗而受到破坏,而其他杂质没有明显对发生器设备运行及产品质量产生不利影响。因此,选用满足钙、镁和硫酸根指标要求的未加碘食盐作为发生器原料综合效益最高。

路基冻胀-融化-沉降组合作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道的变形损伤

对于我国季节性冻土区高速铁路路基病害,只考虑单一冻胀作用对无砟轨道结构的影响存在一定缺陷。针对这一问题,本文建立CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化分析模型,研究了路基冻胀-融化-沉降组合作用下无砟轨道结构的损伤机理和变形规律。结果表明:相较于单一冻胀作用,路基冻胀-融化-沉降组合作用能更加准确反映路基从冻胀到融化过程中轨道结构的变形和损伤;在冻胀-融化-沉降过程中,钢轨、轨道板、底座板三者垂向位移幅值均呈现先增大再减小而后反向增大的趋势;在路基融化回落至4 mm时,底座板和自密实混凝土以及下部路基表层的层间离缝位置均呈现从冻胀波峰两端到冻胀波峰中部的迁移;轨道板损伤只发生在路基冻胀阶段,底座板损伤发生在路基冻胀和融化阶段。

经脑脊液宏基因组二代测序确诊的水痘-带状疱疹病毒脑膜脑炎临床分析

目的 探讨水痘-带状疱疹病毒(VZV)脑膜脑炎患者的诊断方法及脑脊液检查特点。方法回顾性分析开封市中心医院收治的15例应用脑脊液二代测序诊断的VZV脑膜脑炎的临床特点及实验室检查结果并行临床分析。结果 15例VZV脑膜脑炎患者中,11例表现为头痛,发热7例,合并皮肤带状疱疹8例,面神经麻痹1例,认知功能障碍4例,癫痫发作2例。脑脊液结果:白细胞数轻-中度升高,以淋巴细胞为主,其中6例氯化物降低,5例乳酸增高。结论 VZV脑膜脑炎患者临床上多表现为头痛,合并发热、皮肤带状疱疹者较多。脑脊液宏基因组二代测序是诊断VZV脑膜脑炎的一种新的有效方法。中枢神经系统VZV主要表现为脑膜炎与脑膜脑炎,抗病毒治疗预后良好。

基于改进残差网络和动态ReLU肺癌病理图像分类

为实现肺癌病理图像的准确分类,提出一种基于双重注意力和动态ReLU的残差网络DrANeT,在网络模型中嵌入CBAM双重注意力机制,提高网络提取有用特种图的能力;使用动态ReLU替换网络中所使用的普通ReLU,可以根据不同特征图自动调整参数,提高模型性能。实验结果表明,该网络模型在肺良性图像、肺腺癌图像和肺鳞状细胞癌图像准确率分别达到100.00%、99.96%、99.96%,整个数据集准确率达到99.96%。因此,表明本实验所改进的网络模型可以有效地提高肺癌病理图像分类的准确率。

超大规模药物虚拟筛选的实现与应用

基于分子对接的药物虚拟筛选技术通过评估多个配体化合物与受体的结合强度来筛选最强结合的分子。在新冠病毒疫情全球蔓延形势下,超大规模快速药物虚拟筛选对于从海量配体结构中筛选出潜药分子至关重要。超级计算机的强大算力为药物虚拟筛选提供了硬件保障,但超大规模的药物虚拟筛选还面临着很多挑战,影响了计算的有效进行。在对挑战进行分析的基础上,提出了以中央数据库进行集中任务分发的方案,设计了多层级任务分发框架,并通过多层级智能调度、海量小分子文件多层级压缩处理、动态负载均衡、高容错管理等技术有效应对了面临的各种挑战,开发了简单易用的“树”形多层级任务分发系统,实现了快速高效稳定的药物虚拟筛选任务分发、计算和结果处理功能,计算效率近线性。在此基础上,采用异构计算技术在国产先进计算系统上针对新冠病毒两种不同活性位点快速完成了超过20亿化合物的药物虚拟筛选,为应对暴发性恶性传染病的超大规模快速虚拟筛选提供了强大计算保障。

品空纳万境 悟混沌初开——李博唢呐协奏曲《悟空七章》的隐喻结构与拼贴叙事

改革开放至今四十余年,唢呐协奏曲体裁愈发引起业界重视。李博2022年创作的大型唢呐协奏曲《悟空七章》以其题材的“多义性”为基础,吸纳“叙事性”和“写意性”二者之长,在各乐章相对独立且宽泛的“指引性”叙事同时,又将七个乐章以相对写意的、散文式的,甚至无具体关联的音画拼贴方式组合在一起。为了让听众能够以相对轻松,代入感极强的方式走进音乐,每一乐章人物之间的戏剧性冲突、因果关系的转化和灵魂深处的“空”“有”思辨过程,都是相对独立的。其目的是进一步加强整部作品内在的逻辑性。

自制蛇白柏洗液治疗肾虚湿热型老年性阴道炎疗效观察

目的:观察自制中药蛇白柏洗液治疗肾虚湿热型老年性阴道炎的疗效。方法:将老年性阴道炎患者160例采取多中心随机方法分为治疗组82例与对照组78例,治疗组予自制蛇白柏洗液阴道冲洗,对照组予甲硝唑栓置于阴道后穹隆处,治疗7天后比较两组临床疗效、治疗前后中医证候积分、阴道健康评分、实验室指标及阴道镜下阴道黏膜变化情况,同时观察远期疗效及主要兼症改善率和复发率。结果:治疗后两组患者中医证候积分均较治疗前降低(P<0.05),治疗组低于对照组(P<0.05);阴道健康评分、阴道清洁度、阴道镜下阴道黏膜均较治疗前改善(P<0.05),治疗组改善优于对照组(P<0.05);总有效率治疗组高于对照组(P<0.05),复发率治疗组低于对照组(P<0.05)。结论:自制蛇白柏洗液可减轻肾虚湿热型老年性阴道炎患者临床症状,改善阴道分泌物的实验室指标、改善阴道黏膜充血,且安全性高,复发率低,效果优于甲硝唑栓。

大学英语教材的文本可读性研究 ——以新目标大学英语系列教材《综合教程》(第一版)为例

教材是课堂教学知识输入的一个主要来源。在选择教材时,文本难度是重要的参考因素之一,而文本可读性又是决定文本难度高低的重要考量。该文采用外教社WE Research提供的篇章易读性检测平台,选用平均词长、平均句长、Flesch Reading Ease指数及可读性指数1和2来分析和研究浙江越秀外国语学院选用的大学英语教材新目标大学英语系列教材《综合教程》(第一版)第一至四册单元课文的文本可读性是否遵循了难度从低到高的发展顺序。结合平均词长、句长和可读性指数数值的对比分析,笔者发现《综合教程》第一、三、四册的文章可读性难度遵循了从低到高的发展规律,但第二册内容比第三册内容的平均词长、平均句长更长,Flesch Reading Ease指数更低,可读性指数1和2数值更大,因此第二册的内容可读性更低,难度更大。文本可读性的高低直接影响着学生对所学内容的理解,所以老师在选择教材时要更多地关注所选文本的可读性,希望本研究能给编者、一线教师提供一些指导性意见。

玻璃纤维复合材料增强混凝土三点弯曲试验研究

为了研究内嵌式玻璃纤维织物复合材料加固混凝土的抗弯性能以及破坏模式,对玻璃纤维混凝土展开三点弯曲试验研究,分析了玻璃纤维材料的网格尺寸、层数、短纤维含量对混凝土的影响规律。结果表明:随着纤维层数的增加,混凝土试件的抗弯韧性较素混凝土有明显上升,极限载荷比值最大达到352%;随着纤维网格尺寸的变大,混凝土试件抗弯韧性逐渐下降直至趋近于素混凝土;当混凝土试件中掺入混凝土体积2%的短纤维后,试件的抗弯性能较素混凝土提升了200%,纤维增强混凝土试件表现出良好的抗弯性能;混凝土掺入玻璃纤维后破坏模式从脆性破坏转变成塑性破坏。

薄膜生长数据自动化采集技术研究

[目的]本研究旨在通过自动化采集薄膜生长数据,从而提高薄膜数据采集的效率,大幅加快薄膜研究及工艺摸索。[应用背景]随着薄膜技术的不断发展和应用,需要对薄膜生长过程进行深入的研究,以便更好地理解薄膜生长的机制。然而,目前的薄膜生长研究往往依赖于手动采集数据,存在效率低下和数据误差较大的问题。[方法]为了解决这些问题,我们研发了电子实验记录本来规范数据采集,并通过自编采集程序实现了从薄膜合成和测试设备上对整个实验过程数据的全自动化采集方法。[结论]该方法实现了对薄膜生长过程的高精度、高效率、无人工干预的实时监控和数据采集,为进一步研究薄膜生长机理和开发新型薄膜提供了实验基础和理论指导。

射血分数保留心衰患者发生肾功能不全的相关因素分析

背景射血分数保留的心衰(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)被认为是心血管疾病患者最严重的健康威胁之一。在罹患HFpEF的同时,更有高达36.5%的患者可合并肾功能不全(renal insufficiency,RI),其住院率、心血管病死亡率及全因死亡率均显著增加。寻找HFpEF患者发生RI的关联因素,将有助于改善HFpEF-RI共病患者的生活质量。目的分析心内科就诊患者的临床指标和超声心动图参数,以得出HFpEF合并RI患者的独立关联因素。方法选取2010年1月-2020年12月在解放军总医院第二医学中心心内科接受治疗的心衰患者共3682例,符合HFpEF诊断标准者3064例,根据慢性肾病流行病学合作研究公式计算肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR),并按照肾病预后质量指南对慢性肾病的分级标准,将HFpEF患者分为以下四组,A组:GFR≥90 mL/(min·1.73 m^(2)),肾功能1级,1595例;B组:60 mL/(min·1.73 m^(2))≤GFR<90 mL/(min·1.73 m^(2)),肾功能2级,1188例;C组,30 mL/(min·1.73 m^(2))≤GFR<60 mL/(min·1.73 m^(2)),肾功能3级,214例;D组,GFR<30 mL/(min·1.73 m^(2)),肾功能4级和5级,67例。记录患者的基本临床特征、血生化及超声心动图参数,并进行四组间比较。以GFR<60 mL/(min·1.73 m^(2))为RI的标准,分析发生RI的关联因素。结果3064例HFpEF患者,男2179例,女885例,平均年龄为(61.41±15.00)岁。随着肾功能的下降,A、B、C、D四组间年龄、血肌酐、胱抑素、尿酸、同型半胱氨酸、氨基末端前脑钠肽、脂蛋白A和血浆纤维蛋白原、肌钙蛋白、室间隔厚度、左心室后壁厚度的差异有统计学意义(P均<0.01),总体呈现上升的趋势;四组间合并高血压史、糖尿病史、高脂血症史的比例也均呈现升高的趋势(P均<0.01),而男性比例呈现降低的趋势(P<0.05)。9.17%的HFpEF患者合并RI。多因素logistic回归分析发现,年龄、胱抑素、同型半胱氨酸、氨基末端前脑钠肽为HFpEF患者发生肾功能不全的独立危险因素。ROC分析发现,对HFpEF患者肾功能不全的预测而言,年龄、胱抑素、同型半胱氨酸、氨基末端前脑钠肽4指标及其联合应用时,ROC-AUC(95%CI)分别为0.716(0.490~0.940)、0.791(0.644~0.941)、0.690(0.434~0.931)、0.772(0.538~0.983)、0.839(0.697~0.989)。其中胱抑素及联合应用(联合应用Log P模型)预测效能很高。结论在HFpEF患者中,年龄增高、高胱抑素、高同型半胱氨酸和高氨基末端前脑钠肽与其肾功能损害密切相关,是发生RI的关联因素。胱抑素高于1.50 mg/L可作为HFpEF患者发生肾功能不全的预警指标。