基于Mathematica的天体运动模拟

天体运动是力学和理论力学课程的基本内容之一.本文借助数学软件Mathematica,基于经典力学相关公式和定律,对行星、周期彗星和双星系统的运动做了精确的动态模拟,所得动态效果图形象生动,有助于学习者建立清晰的物理图像,增加对行星、周期彗星和双星系统的直观认识,增进对天体运动规律的深入理解.本研究通过Mathematica编程将教材上的理论知识可视化,开发了新的物理教学资源,同时也展现了Mathematica软件巨大的物理教学资源开发潜力.

2005—2022年四川省斑疹伤寒流行特征分析

目的 了解四川省斑疹伤寒的流行病学特征,为斑疹伤寒的防控提供科学依据。方法 收集四川省2005—2022年斑疹伤寒病例资料,采用描述性流行病学方法进行分析。结果 四川省2005—2022年共报告斑疹伤寒1 720例,无死亡,年平均发病率为0.116 5/10万。高发月份在7—9月,病例分布在19个市州59个县(区),主要分布在凉山州(占84.94%)和攀枝花市(占9.77%)。男女性别比为1.03∶1;年龄的中位数为36岁,0~14岁组、25~59岁组发病数较多;职业以农民为主(占60.06%),学生和散居儿童次之。斑疹伤寒确诊病例为979例(构成比为56.92%),病例从发病日期至诊断日期时间间隔的中位数为8 d。结论 四川省斑疹伤寒防控工作仍然面临很多挑战。重点地区应开展宿主动物和媒介监测工作,对重点地区重点人群应进行健康教育,同时应提高基层医务人员的诊疗水平和实验室人员的检测能力。

CFRP及钢板复合加固震损方钢管混凝土框架结构抗整体性倒塌能力分析

为了研究CFRP及钢板复合加固震损方钢管混凝土框架结构的抗整体性倒塌能力,基于OpenSees开放平台,通过折减材料的刚度和强度模拟地震损伤,建立3榀分别为未加固、中度损伤加固和重度损伤加固的两跨三层方钢管混凝土框架结构数值模型,对其进行低周往复分析,并通过与试验结果对比验证了模型的可行性。对震损加固前后的结构数值模型进行增量动力分析,绘制出结构倒塌破坏阶段的易损性曲线,通过计算结构抗倒塌安全储备系数来评估其抗整体性倒塌能力。结果表明,未加固构件、中度损伤加固构件和重度损伤加固构件的抗倒塌安全储备系数分别为1.8、2.18、2.07,中度损伤加固构件和重度损伤加固构件的抗整体性倒塌能力较未加固构件分别恢复并得到提升21.1%和15.0%,且满足“大震不倒”要求。因此,CFRP及钢板复合加固可以有效恢复并提高震损方钢管混凝土框架结构的抗整体性倒塌能力。

基于无人机遥测技术的湿周法计算河流生态需水研究

保障河流生态需水是合理利用水资源、进行水生态保护的基石。目前湿周法是广泛使用的一种计算河流生态需水的方法,但如何在缺资料地区方便快速建立湿周-流量关系仍是一个难点。为解决这个问题,依托无人机航空摄影测量技术,获取河道大断面形态,提取水力参数,结合曼宁公式,计算河流生态需水。研究计算邛崃市南河流域的黄塔及两河口断面的生态流量,与根据历史流量资料、使用Tennant法计算的河道生态流量对比后得出如下结论:湿周法计算的两断面生态流量分别为9.38、5.33 m3/s,Tennant法计算的生态流量为11.96和6.6 m3/s,两者计算结果接近且符合流量分布规律,证明了将无人机技术应用到湿周法,计算河流生态需水方法可行,为缺资料地区计算河流生态需水提供了新途径,为水资源开发利用和水生态保护提供了重要依据。

基于回归决策树的测量设备无关型量子密钥分发参数优化

量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)结合一次一密的加密方式,可以实现无条件安全的量子通信.双场(twin-field,TF)QKD和测量设备无关(measurement-device-independent,MDI)QKD具有较高的安全性,同时适合构建以测量端为中心的网络,具有广阔的应用前景.但在实际应用过程中,参数配置对QKD性能有着极大影响,而实际场景中存在着用户数量大、位置距离中心站点非对称、并且用户大部分处在实时移动中的特点.面对上述实时的参数配置需求,传统的参数优化方式将无法满足.本文提出将监督机器学习算法应用于QKD参数优化配置中,通过机器学习模型预测不同场景下TF和MDI两种常用协议的最优参数.将神经网络、最近邻、随机森林、梯度提升决策树和分类回归决策树(classification and regression tree,CART)等监督学习模型进行对比,结果显示CART模型在R^(2)等回归评估指标上均有最优表现.在随机划分训练组、验证组情况下,预测参数的密钥率与最优密钥率比值的均值在0.995以上;在“超精度”和“超范围”两种极限情况下,该均值仍能维持在0.988左右,且在残差分析中具有较好的环境鲁棒性,展现出较好的性能.此外,基于CART的新方案相较于传统方案在计算实时性表现上有很大提升,将单次预测时间缩短至微秒量级,很好地满足了通信方在移动状态下的实时通信需求.

实用化态制备误差容忍参考系无关量子密钥分发协议

在实际量子密钥分发系统中,实际器件不理想可能导致系统存在安全性隐患.比如,光源端的编码设备不理想,可能导致量子态存在误差;探测端的探测器存在缺陷,可能产生后脉冲或死时间效应,从而影响系统的实际安全性.因此,本文提出了一种同时考虑光源端和探测器缺陷的实用化态制备误差容忍参考系无关量子密钥分发协议.本文采用三强度诱骗态方案开展建模分析与数值仿真计算.本协议通过利用虚拟态方法估算相位误码率,降低了态制备误差对密钥率的影响;同时对探测器端的缺陷进行相应参数刻画,具有较强的鲁棒性,为参考系无关量子密钥分发协议的实际应用提供了重要参考价值.

针对眼部掩模的人脸识别对抗贴片研究

随着深度学习技术的快速发展,人脸识别技术被广泛应用于现实世界的工作与生活中。然而深度神经网络对于对抗样本表现出极大的脆弱性。鉴于用对抗贴片进行黑盒攻击比白盒攻击更加困难,且黑盒攻击性能性能较差,同时由于眼部区域包含了较多的特征信息,该文提出一种新的针对眼部掩模的对抗贴片生成方法(Adversarial Eye Mask,AdvEyeMask),来实现人脸识别系统的黑盒攻击。首先,对输入图像进行添加随机噪声、随机调整亮度以及随机放缩等多样性变换,在采用集成模型生成贴片的迭代优化过程中,借助动量思想求得目标损失,而后对损失梯度矩阵进行高斯核卷积处理,从而提高对抗贴片的黑盒攻击性能。基于CASIA-Facev5数据集,AdvEyeMask与AdvHat方法相比,平均相似度提升了34.46%,平均攻击成功率提升了64.40%,实现了较好的黑盒攻击效果。最后,从实用性角度出发,AdvEyeMask方法生成的对抗贴片在物理场景下对某商用人脸识别设备进行了黑盒攻击测试。

基于螺旋聚异腈的手性荧光材料的制备及光学性能研究

通过炔-钯(Ⅱ)催化剂引发异腈单体L-1聚合制备得到单一手性的螺旋聚异腈poly-L-1_(100),将poly-L-1_(100)与螺吡喃(Sp)、丹酰氯(DNSCl)、萘(Np)等荧光分子的四氢呋喃溶液进行简单的混合,即可将螺旋聚异腈poly-L-1_(100)的手性成功转移到荧光分子上,被诱导的荧光分子在高浓度时也未出现荧光淬灭的现象。利用核磁氢谱、凝胶渗透色谱仪、圆二色谱仪和荧光分光光度计等手段对混合溶液进行了表征。结果表明,所制备的手性荧光聚合物在载药、生物标记等领域具有潜在的应用价值。

基于掩膜的人脸压缩重建对抗攻击增强方法

现有研究表明通过对输入的人脸图片施加扰动能够导致人脸识别系统发生误判,即对抗样本。当前,许多对抗样本攻击方法通过在扰动生成过程中对扰动进行旋转、调整尺度、添加随机噪声等变换,以实现增强攻击性的目的。该文首次发现对抗样本在由ndarray格式压缩为PNG(Portable Network Graphics)格式,再重建成ndarray格式时对抗性会得到增强。基于此,提出了基于掩膜的人脸压缩重建对抗攻击增强方法——在对抗样本的迭代生成中,在预定迭代次数下设置断点,并在断点处反复地对对抗图片的掩膜区域进行压缩重建(Compression&Reconstruction,C&R)。在IFW人脸检测数据集上分别进行了单模型攻击和集成模型攻击的实验,结果证明,该方法生成的对抗样本在白盒场景下攻击成功率最高提高了2.3%,在黑盒场景中攻击成功率也有小幅提升。最后,分别通过两组超参数实验探讨了参数的不同选取对该方法攻击效果的影响,并给出了最优参数以供后续研究参考。

基于FDC生态指标的水文情势评价

收集了攀枝花站1966-2017年日径流资料以及攀枝花站上游9个雨量站对应年限的日雨量资料,采用泰森多边形法进行面雨量计算,采用Mann-Kendall突变点检验法对径流变化特征进行计算,并对径流过程进行趋势分析,同时采用基于FDC的生态剩余、生态赤字的生态指标法分别从年、季尺度上对该地区的水文情势进行评价。结果表明:1966-2017年,径流和降水呈现出“低高低”的变化趋势;该站降水与生态指标具有较好的相关关系,表明该地区流量变化主要是由降水变化引起的;在季尺度上,夏季的生态变化情况与整年变化规律更为一致;在电站影响时期,不同尺度下生态指标的变化规律基本一致,表明攀枝花上游梯级电站对该站的水文情势影响甚微。

2015—2021年四川省恙虫病流行病学特征分析

目的 分析2015—2021年四川省恙虫病流行特征,为科学防控提供依据。方法 从疾病监测信息报告管理系统中获取所有2015—2021年恙虫病报告卡,采用描述性流行病学方法进行分析。结果 2015—2021年四川省累计报告恙虫病病例4 691例,年均发病率为0.81/10万。全年发病呈季节性单峰分布特征,8月为发病高峰。凉山彝族自治州和攀枝花市两地病例数占全省病例总数的95.35%。男女性别比为0.87∶1,10岁以下儿童组发病率(1.27/10万)最高,其次为50岁中年组(1.16/10万)。职业分布以农民为主,占病例总数的68.32%。结论 四川省恙虫病高发地区为凉山州和攀枝花市,应加强两地恙虫病主要传播媒介和风险因素调查研究,开展针对农民、儿童等重点人群的健康教育综合干预,降低恙虫病发病水平。

心力衰竭合并2型糖尿病患者红细胞计数与N-末端脑钠肽前体水平的相关性

目的探讨心力衰竭合并2型糖尿病患者红细胞水平及其与N-末端脑钠肽前体(NT-pro BNP)水平的关系。方法选取175例心力衰竭患者,根据是否合并2型糖尿病分为心力衰竭组(HF组)和心力衰竭合并糖尿病组(DM-HF组),收集两组患者一般资料、血常规、血生化指标、NT-pro BNP水平、心脏超声指标等。比较两组RBC计数、NT-pro BNP水平及心脏超声指标,分析RBC计数与NT-pro BNP水平的关系。结果 DM-HF组RBC、Hb、红细胞比容低于HF组(P<0.05),而PLT计数、FBG、NT-pro BNP高于HF组(P<0.05)。HF组RBC计数与NT-pro BNP、FBG均无相关性(均P>0.05);DM-HF组RBC计数与NT-pro BNP呈负相关(P<0.05),而与FBG无相关性(P>0.05)。两组心脏超声各指标比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论心力衰竭合并2型糖尿病患者RCB计数显著降低且与NT-pro BNP水平呈负相关。

高龄女性累积胚胎后移植与非累积胚胎移植的妊娠结局分析

目的比较40岁以上高龄女性累积胚胎后移植与非累积胚胎进行移植的妊娠结局。方法选择40岁以上且使用自身卵子进行冻融胚胎移植助孕229例不孕症妇女共338个周期资料,根据患者是否累积胚胎移植分为两组分析妊娠结局。结果40~49岁女性随着年龄增高,基础卵泡刺激素水平升高(P<0.05),获卵数减少(P<0.05),临床妊娠率和持续妊娠率下降(P<0.05)。在40岁妇女中,累积胚胎移植组的临床妊娠率和持续妊娠率均高于非累积胚胎移植组(42.9%vs.24.6%,P<0.05),对于41岁、42岁、≥43岁,两组的临床妊娠率、持续妊娠率及早期流产率差异均无统计学意义(P>0.05)。结论对于40岁不孕妇女,多次取卵累积胚胎后移植有助于提高临床妊娠率,对41岁以上女性累积胚胎对于助孕结局的益处有限。

基于格网相交的遥感影像道路中心线提取方法

为从遥感影像中获得可用于建模的道路中心线矢量数据,首先利用成熟光谱反射(面向对象图像分类)方法,自动判读出道路范围,继而使用转化工具得出道路范围的矢量轮廓;通过添加辅助线与轮廓相交、提取线段中心点的方式得出道路中心线上的点集;最后设计工作流对点集进行排序处理,最终转化成可以用于规则建模的道路矢量数据。结果表明上述方法可有效利用遥感数据作为数字孪生几何模型的建模数据来源,同时,方法步骤可利用ModelBuilder(模型构建器)进行代码化整合,形成易于推广的端到端模式。

基于数据包络分析的H省MRI科室资源配置效率研究

目的对H省医院MRI科室的投入产出效率进行评价,为进一步优化医院MRI科室的资源配置提供参考依据。方法通过文献复习和专家访谈法确定MRI科室投入产出要素的评价指标,运用数据包络分析对H省样本医院MRI科室(以地级市为单位)的资源配置效率进行横纵向评价。结果H省13个地级市的平均综合效率、技术效率和规模效率分别为0.821、0.848和0.962,DEA相对有效的地级市有5个(38.5%),弱有效的有1个(7.7%),相对无效的则有7个(53.8%)。就规模效益而言,规模效益不变的有5个地级市(38.5%),规模效益递增的有2个地级市(15.4%),其余6个地级市为规模效益递减(46.1%)。结论H省医院MRI科室的资源配置效率有待进一步提高,H省医院MRI科室配置规划的科学性急需强化。

大渡河干热河谷区核桃林下种植模式对土壤团粒结构分形特征的影响

以大渡河干热河谷区不同种植模式(包括:农耕地对照(NCK),核桃对照(HCK),核桃+甘蓝+甘蓝(HLL)、核桃+甘蓝+马铃薯(HLT)、核桃+大白菜+大豆(HDD))为对象,研究了不同种植模式对干筛和湿筛条件下团聚体组成、结构体破坏率和团粒结构分形维数的影响,探讨了团粒结构分形维数综合值与土壤理化性质综合值的关系。结果表明,农耕地转变为核桃林和发展核桃林下种植对促进土壤团聚体形成,提高结构稳定性,降低结构体破坏率和团粒结构分形维数,以及改善土壤理化性质具有较好作用。干筛和湿筛条件下团粒结构分形维数分别随干筛和湿筛条件下>0.25 mm团聚体含量的增加而降低。土壤团粒结构分形维数综合值HCK>NCK>HDD>HLT>HLL,土壤理化性质综合值HLL>HLT>HDD>NCK>HCK。干筛和湿筛条件下团粒结构分形维数均与有机质含量、容重、非毛管孔隙、毛管孔隙、总孔隙、通气度、自然含水量、最大持水量、毛管持水量和田间持水量呈显著相关;土壤团粒结构分形维数综合值与土壤理化性质综合值呈显著相关。土壤团粒结构分形维数能较好表征大渡河干热河谷区农耕地转变成核桃林和发展核桃林下种植对土壤理化综合性质的影响。

热-力耦合作用下混凝土劣化特性及其损伤本构模型的研究

为研究热-力耦合作用下混凝土损伤特性,对预设30%极限应力的混凝土进行实时升温至800℃,而后进行单轴压缩试验,并利用AE21C声发射检测仪进行全程监测。研究发现:400℃后C-S-H凝胶的高温脱水和Ca(OH)_2的分解对于混凝土在热-力耦合作用下升温过程中性能劣化影响较大;在750℃后混凝土自身劣化严重导致热应变下降。通过对比掺入聚甲醛纤维、钢纤维及聚甲醛纤维与钢纤维混杂的混凝土热应变,发现掺入纤维以后可以有效的降低混凝土因温度产生的热膨胀应变。其中,聚甲醛纤维与钢纤维混杂混凝土热应变最小。同时利用声发射参数对试验加载段混凝土的损伤程度进行表征,建立了与试验结果较为吻合的损伤本构模型。

多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能及损伤演化研究

对基准混凝土(JZ)、聚丙烯细纤维混凝土(PPF)、粗纤维混凝土(PPM)以及混掺纤维混凝土(PPC)进行了抗压试验,并结合其内部损伤发展情况,研究了多尺度聚丙烯纤维混凝土的力学性能、破坏后的外貌形态以及损伤演化过程的差异。根据混凝土受力状态、声发射参数与损伤程度之间的关系,得出了纤维混凝土应力-时间-振铃计数率曲线与损伤变量D-时间曲线,探究了纤维在混凝土受压状态下的工作原理。结果表明,聚丙烯纤维的掺入可以改善混凝土破坏后的完整度,提高混凝土的抗压强度、残余强度及延性等力学性能,有效抑制了混凝土裂缝的产生与发展。

基于文本分析的国产MRI与进口MRI比较研究

目的:比较国产MRI与进口MRI在配置、单价、功能、维修保养等方面的差异,为促进MRI的合理配置和有效使用提供依据。方法:采用方便抽样,抽取64家样本医疗机构,就MRI的配置及使用情况进行关键知情人访谈。结果:国产MRI在采购单价和维保便捷性方面具有优势,可以满足静态部位的检查需要,但在动态部位检查、扫描时间和图像质量等方面与进口MRI还存在差距。结论:通过积极的政策引导,对国产MRI加大研发投入、促进维保技术规范化、追求差异化发展、开展技术评估,实现MRI的合理配置。

基于GIS空间分析及深度学习的调车场安全识别系统

为实现调车场的智能化安全管理,首先基于调车作业的常见事故,分析了调车场系统中的人-机-环事故致因要素。利用GIS对调车场各空间组成要素进行建模,以获得调车场的电子地图与各组成要素的属性数据库。在此基础上,利用Arc GIS空间分析引擎对调车场对象的属性数据进行操纵分析,得出电路分路情况、道岔尖轨间隙特征、人员作业热点、货物空间分布等特征图层;并利用卷积神经网络(CNN)作为融合工具,以专家判定的危险区域为学习标签,大规模自动化提取各特征图层的特征,以达到自主学习专家知识的目的;最后,利用Ecd转化工具将训练的CNN识别引擎转化为栅格分类器,供GIS系统进行安全分类评估时调用,最终达到调车场自动安全分析的目的。经仿真数据验证,结果表明:在CNN的训练过程中,Dropout机制可有效控制过拟合现象,经训练的CNN在测试集的识别正确率为73. 81%;GIS系统能有效调用CNN,实现自动融合电子地图中的对象属性数据,完成调车场安全评估及展示。