Numerical Simulation of Reaction-Diffusion Systems of Turing Pattern Formation

Differential method and homotopy analysis method are used for solving the two-dimensional reaction-diffusion model. And the structure of the solutions is analyzed. Finally, the homotopy series solutions are simulated with the mathematical software Matlab, so the Turing patterns will be produced. Overall analysis and experimental simulation of the model show that the different parameters lead to different Turing pattern structures. As time goes on, the structure of Turing patterns changes, and the final solutions tend to stationary state.

冠心病病证结合动物模型研究探讨

近年来冠心病的流行率、死亡率呈逐年上升趋势,中医药治疗冠心病的疗效显著,其优势在于分证论治。融合现代医学疾病概念与中医证候特点的病证结合动物模型,是中医药研究的基础和重要组成部分。目前,制备冠心病病证结合动物模型主要采用的是在西医疾病模型上建立中医“证型”的方法,其中又以药物联合中医病因致病、手术联合中医病因致病、手术联合药物致病3种方式最为常见,少部分则应用了基因缺陷鼠。现通过梳理相关文献,对常用的冠心病病证结合动物模型制备方法进行阐述,分析其特点,以期为中医药防治冠心病研究提供参考和依据。

“一带一路”倡议引领“双循环”有效联动的内在机理与经验证据

本文基于2007~2021年省级面板数据,采用双重差分模型、机制分析模型实证分析“一带一路”倡议与“双循环”有效联动的直接效应、作用机制及区域异质性,为加快构建新发展格局提供参考。研究发现,“一带一路”倡议对国内沿线省域的“双循环”有效联动水平具有正向的提升效应。同时,一系列稳健性检验均支持了该结论。机制分析表明,“一带一路”倡议主要是通过交通基础设施联通、双边贸易和双边投资、金融支持等路径作用于沿线省域“双循环”有效联动。进一步分析发现,“一带一路”倡议对东部地区“双循环”有效联动的影响更大更显著。完善交通基础设施建设,积极发展双边贸易和投资,加大沿线地区金融支持力度,是畅通国内国际“双循环”有效联动的重要方向。同时,各地区政府要制定适合自身区域发展的策略,突出自身定位,主动融入构建新发展格局。

基于机器学习的中风中医辨证模型的构建与应用

目的建立基于人工智能的中风中医辨证模型,为中风中医智能辨证模型的构建与应用提供方法和依据。方法检索中国期刊全文数据库,收集关于中风的中医病案五种证型各60例,建立中风病案中医信息数据库,采用经过超参数调优的支持向量机(support vector machine,SVM)、K-近邻(K-nearest neighbor,KNN)、随机森林(random forest,RF)、极端随机树(extremely randomized trees,ExtraTrees)、XGBoost及LightGBM对数据进行机器学习建模。全部数据的70%作为训练集,30%作为测试集,采用五折交叉验证对模型进行评价,以Accuracy作为模型优劣的评价指标,比较模型的准确性。结果中风中医四诊信息为输入变量共55项,中风中医证型为输出变量共5项。6种模型的拟合效果较好,Accuracy值均在0.85以上;其中SVM模型的准确率最高,可达0.95。结论基于SVM算法模型建立的中风中医辨证模型具有较好的诊断、预测能力,机器学习技术应用于中风中医辨证模型的构建具有方法学上的可行性。

益气活血自拟方对冠心病气虚血瘀证大鼠心功能的影响

目的 探讨益气活血自拟方(YQHXF)对冠心病气虚血瘀证大鼠心功能的保护作用。方法 将24只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、YQHXF组(17.1 g/kg)和西药组(单硝酸异山梨酯3.6 mg/kg),每组6只。除假手术组外,其余各组均采用“结扎冠状动脉左前降支合并游泳力竭”的方法制备冠心病气虚血瘀证动物模型,假手术组只穿线不结扎。造模结束后,分别对YQHXF组及西药组予以灌胃干预28 d。观察大鼠一般状态、体质量、心电图、血液流变学指标变化,彩色多普勒超声检查心功能,HE、Masson染色观察心脏组织。结果 造模后7、14、28 d,与假手术组比较,模型组体质量显著降低(P<0.01);与模型组比较,YQHXF组和西药组体质量显著升高(P<0.01)。造模后7、14 d,与西药组比较,YQHXF组体质量显著降低(P<0.05,P<0.01)。与假手术组比较,模型组一般状态变差,心电图ST段抬高,心肌纤维排列紊乱,心肌细胞出现肿大、坏死,且有炎症细胞浸润,心肌纤维化增加;左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)、左心室短轴缩短率(left ventricular fraction shortening, LVFS)均显著降低(P<0.01),左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume, LVEDV)、左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume,LVESV)、左心室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic internal dimension, LVEDID)、左心室收缩末期内径(left ventricular endsystolic internal dimension, LVESID)、红细胞聚集指数、卡松黏度、全血黏度(低、中、高切黏度)、胶原容积分数均显著升高(P<0.01)。与模型组比较,YQHXF组和西药组一般状态改善,心电图ST段降低,心肌纤维排列整齐,心肌细胞结构及形态改善,炎症细胞减少,心肌纤维化减少;LVEF、LVFS均显著升高(P<0.01),LVEDV、LVESV、LVEDID、LVESID、红细胞聚集指数、卡松黏度、全血黏度(低、中、高切黏度)、胶原容积分数均显著降低(P<0.01)。与西药组比较,YQHXF组心肌纤维减少;高切黏度、胶原容积分数显著降低(P<0.01)。结论 YQHXF可以明显改善大鼠一般状态,调节血液流变学指标,抑制心肌组织病理损伤,提高心功能,从而有效治疗冠心病气虚血瘀证。

华人自我理论的发展现状与特点

自我是人格心理学和社会心理学的重要研究主题。自文化心理学兴起以来,构建契合中国社会、历史与文化特质的自我理论,成为众多华人心理学者努力的目标。这些探讨华人自我的理论或模型可分为个体-集体、差序格局取向以及源生模型取向三类取向。厘清华人自我理论的发展轮廓和脉络,有助于多方位、立体性理解华人自我观的丰富内涵,为进一步研究华人自我奠定坚实基础。

渭干河-库车河绿洲景观生态安全时空分异及格局优化

渭干河?库车河绿洲(以下简称渭?库绿洲)是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲区,维护其生态安全,是实现绿洲可持续发展的重要保障。以1997年、2006年及2016年3期Landsat TM影像数据为主要数据来源,构建渭?库绿洲景观生态安全评价模型,对近20年来研究区的景观生态安全时空特征进行分析。利用最小阻力模型,以水域、林草地为生态源地,将生态安全水平、海拔和坡度作为阻力因子生成最小累计阻力面,划分生态功能区,识别生态廊道和生态节点,从点、线、面综合视角进行景观格局优化。结果表明:(1)1997—2016年渭?库绿洲生态安全区域面积呈波动变化,相对安全区域面积在不断增加,临界安全、敏感和风险区域面积呈减小趋势,景观生态安全度在空间分布上由高到低呈内向外扩展的态势。(2)研究区景观生态安全的Moran′s I值分别为0.6479、0.7049、0.6587,景观生态安全值的空间集聚性呈先增加后降低的趋势;局部空间自相关主要以高?高聚集和低?低聚集类型为主,呈现出“同质聚集、异质分离”的特点。(3)景观格局优化中选取的生态源地占绿洲总面积的12.76%,构建的绿洲生态廊道基本贯穿整个研究区,关键廊道连接了绝大多数的绿洲生态源地,辅助廊道是连接没有与关键廊道连接的源地之间的通道,识别的生态节点主要分布在绿洲生态廊道的薄弱环节处,共计36个。将划分的生态缓冲区、生态连通区、生态过渡区、生态边缘区5个功能区和生态源地、生态廊道及生态节点景观组分相结合,并提出优化建议,以期为维持及进一步改善该绿洲生态环境提供科学依据。

水平井酸化压力场与流速场分布计算研究

针对水平井地层渗透率各向异性的特性 ,文章假设地层为水平均质 ,水平方向渗透率相同 ,但不同于垂向渗透率 ,酸液为不可压缩流体 ,建立了酸液在稳态流动下的渗流微分方程。根据所建立的渗流微分方程 ,通过中间变量的变换、分离变量等数学手段 ,导出了水平井在渗透率各向异性情况下的压力场与流速场的计算公式。该计算公式具有物理意义明确 ,实用性强等优点。实例计算表明酸液等压线为一族同心椭圆 ,而流速场呈平面椭圆辐射状 ,越靠近水平井筒 ,等压线越密集 ,酸液流速越大 ,压力降落主要集中在井筒附近的地层中。渗透率各向同性地层酸液的压力场与流速场只是它的一个特殊情况。文中所建模型为水平井酸化模拟及酸化设计提供了依据。

流域尺度山区景观格局垂直分异研究

本文选取山东省栖霞市内一个典型流域作为研究区,通过选取典型等高线提取附近的景观类型来研究山区景观垂直分异特征,避免以往利用高程带或坡度带进行山区景观格局分析时造成的斑块分割;同时采取坡度分级说明坡度对景观格局分布的影响。研究结果显示:在0-6°坡度范围内,水域和建设用地占据主导位置,在>25°主要景观类型为未利用地,这两个坡度带的景观聚集程度最高,景观类型多呈现连片分布;6-25°坡度带为草坡地、林地、园地和耕地主要分布区域,且这个区域的景观破碎化程度最高;228m等高线附近的景观类型破碎化程度最高、形状最为复杂,是人类活动为主导影响向自然因素为主导影响的过渡区域。在海拔较低区域,由于人类不断对景观格局的优化,景观表现出一定的聚集性和规则化。

基于GIS和几何平均数模型的流域生态安全评估及在各因子中的分异特征——以星云湖流域为例

结合几何平均数模型和GIS技术,选取海拔高程、坡度、土壤侵蚀强度、地质灾害易发性、土地利用类型、植被覆盖度、距自然生态保护区距离、距离建设用地、人口密度和距水源距离10个指标对星云湖流域生态安全进行评价,分析了该区域生态安全的空间分异规律和形成机理。研究表明:星云湖流域平均生态安全指数为2.33,中度安全面积占流域总面积的42.34%,高度安全占22.84%,较低安全占26.43%,不安全面积为32.117km^2,占8.39%,说明流域生态安全总体以中度安全为主,生态系统健康一般;从空间上,流域生态安全较低区主要集中分布于北部、东部和南部以及城市建筑密集区,除了城市建筑密集区受人类干扰较强外,其余地区坡度和地形起伏较大,景观较为破碎,水土流失较为严重且有过地质灾害发生,这些地区是生态保护和建设的重点区域。生态安全等级在综合评价下的结果与单因子评价下的结果存在较大差异,区域生态安全受多重因素的综合影响,单因子评价难以精确全面反映区域生态安全的空间分异规律特征和成因机理,各因子之间存在相互促进和相互抑制的作用关系,流域自然环境要素坡度、水资源环境和水土流失以及人类活动干扰要素土地利用格局、距离建设用地远近等因子是形成流域生态安全格局的主要因素。

基于主动形状模型差分纹理和局部方向模式特征融合的人脸表情识别

针对人脸表情识别背景复杂性以及表情识别的鲁棒性问题,基于Dempster-Shafer(DS)证据理论,提出了一种融合主动形状模型(ASM)差分纹理特征和局部方向模式(LDP)特征的人脸表情识别方法。ASM差分纹理既能有效地屏蔽个体人脸之间的差异,又能保留人脸表情信息。LDP特征通过计算8个方向的边缘响应来对图像进行编码,因此具有很强的抗噪能力,能够捕捉人脸因表情而产生的细微变化。在DS证据理论融合时,针对不同的特征对表情的识别率,分别用不同的权重系数来计算概率分配值。通过对JAFFE和Cohn-Kanade混合数据库进行实验,表情识别的平均识别率为97.08%,比单特征LDP高出一个百分点,有效地提高了表情识别率和鲁棒性。

病原相关分子模式对人3D皮肤皮脂腺模型表皮细胞增殖与分化影响的研究

目的:明确病原相关分子模式(PAMPs)对人表皮细胞增殖与分化的影响。方法:在人皮肤和永生化SZ95皮脂腺细胞体外共培养的3D皮肤皮脂腺培养模型中加入不同浓度(2、20、200μg/mL)的PAMPs,包括脂多糖(LPS),磷壁酸(LTA)和肽聚糖(PGN),培养7天后,使用PhotoShop软件计算表皮面积;免疫组化观察Ki67,cytokeratin 10(CK10)的表达,采用ImageJ软件计算染色面积,Image-Pro Plus软件计算每张图片的累积光密度(IOD)。结果:在不同浓度的PAMPs(LPS, LTA, PGN)作用下,表皮厚度总体较对照组呈现剂量依赖性增加;此外,表皮基底层及角质层细胞Ki67及CK10的表达也呈现不同程度的增加。结论:PAMPs具有体外促进表皮细胞的增殖与分化的作用,皮肤正常微生物可能在维护皮肤屏障功能上具有重要的生物学作用。

基于矩形NAM和偏微分方程的灰度图像压缩方法

借助矩形NAM图像表示方法和偏微分方程技术,提出一种新的灰度图像压缩方法.该方法在编码端把原始图像逆布局为若干矩形子块,并采用坐标压缩方法存储每个子块的位置、大小.在解码端,采用偏微分方程进行图像修复,有效消除解码图像中的方块效应.该方法的时间复杂度为,其中n为灰度图像像素数.实验表明:在保持图像质量的前提下,该方法具有更高的压缩比和更少的块数,具有较高实用价值.

黄褐斑肝郁证小鼠模型建立的研究进展

建立具有中医特点能够进行中医证候分型的实验动物模型是制约中药新药开发过程中药理学研究的瓶颈问题。黄褐斑是一种常见的影响面部美容的疾病,如何建立符合中医辨证论治用药特点的黄褐斑肝郁证模型是研发治疗该病证新药的关键。文章简述了近年来关于黄褐斑小鼠模型建立方法,从中尝试寻求建立黄褐斑肝郁证小鼠模型的科学方法,为临床上开发有效治疗黄褐斑的中药新药,提供更为系统、科学的实验动物模型。分析表明黄体酮注射+紫外线照射+束缚方法是建立该病证小鼠模型比较可靠的方法。增加检测皮肤组织中酪氨酸、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活度更能全面评价黄褐斑改善生化指标。借助前期课题组在肝郁证动物模型研究基础,增加旷场、糖水偏好、强迫游泳等行为学方法,则更能客观评价肝郁证行为学指标。

眼动跟踪技术在明式家具满雕靠背造型认知中应用

为探寻明式椅类家具独板满雕靠背的造型审美特点及规律,将实验群体分成专业组与非专业组,利用多元尺度分析及Ward聚类分析法对样本进行筛选后,使用ACT-eyelab眼动仪,结合语义微分5级量化评价表,以3款不同装饰纹样的满面浮雕靠背正面视角图片为样本进行造型特征认知的眼动跟踪实验研究,获得不同专业知识背景的被试者对单一样本的眼动热点图、轨迹图及兴趣区眼动数据。该方法弥补了主观性评价方法的不足,总体上具有较高的准确度。结果表明:不同装饰纹样的满面浮雕靠背存在造型特征认知共性,两组被试者的视觉焦点均集中于靠背板主体纹样所在区域,且关注度最高的区域均位于靠背板的中部及以上居中的位置,说明主体纹样及辅助纹样的位置不是随意选取的,浮雕纹饰的组织构图规律很重要;“专业组”表现出的眼动热度面积较“非专业组”更大,对多个部位均表现出了较高的兴趣。被试者对靠背板的装饰题材、雕刻技法及纹理满意度较高,对造型形态和靠背色彩具有较低的兴趣度,其中以装饰题材的平均值最高;专业组与非专业组均对缠枝双螭龙纹靠背表现出较高喜好度。这为明式家具的传承设计和新中式椅类家具的研发设计提供了可行的参考,并可在后续研究中尝试将眼动与虚拟现实相结合,构建受试者观看明式家具的现实世界或者模拟环境,利用VR技术建立电脑、眼动数据、认知喜好度关注度之间的关系模型,对明式椅类家具的人性化及情感化设计具有重要的指导作用。

多级分块的交通视频智能识别背景建模方法

为改善视频监控中的背景建模方法对于前景目标物较多或者光线变化的复杂环境效果不太理想的缺陷,提出一种多级分块背景建模方法.该方法以间隔N帧帧差法为基础,采用多级分块,并结合对称二值模式(center-symmetric local binary pattern,CSLBP)和码本(codebook,CB)等算法建立背景模型.通过模型得出背景较为清晰和完整,为下一步进行前景目标的准确识别提供良好基础.采用设计实验检验该方法的有效性,将其与局部二值模式(local binary pattern,LBP)、CSLBP、CB以及经典的混合高斯背景建模(mixture of Gaussian,MOG)等算法进行对比分析,得出采用此方法提取的前景目标物更加完整,边界更加清晰,且无明显分块图形出现.采用评分的方法对几种方法进行综合评分,该方法评分较高.在对前景目标物的提取方法中,该方法效果较好.

“以方测证”法在动物模型研究中的运用

近年来"以方测证"法广泛运用于实验动物证型研究,推动中医药研究发展的同时也引起了不少质疑。现针对近年来的相关文献,从理论基础、存在的问题、改进的方案与设想等方面进行综述,旨在为以后的实验研究提供新的思路。

气候变化对新疆雪岭云杉潜在适宜分布及生态位分化的影响

探究气候变化对天山森林植物潜在空间分布的影响及其模拟预测有助于揭示中尺度下植物分布格局对气候变化的适应对策和反馈机制,对促进干旱区山地森林生态系统的生物多样性保育和森林资源可持续管理有着重要的科学和实践意义。基于雪岭云杉的分布点数据和环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型、GIS工具及R软件估计其在基准气候(1970-2000年)及2050(2041-2060年)和2070(2061-2080年)时段基于RCPs气候情景下的潜在分布范围、空间格局变化及生态位分化。结果表明:(1)雪岭云杉在基准气候下的潜在分布与2019年秋季的NDVI植被覆盖变化基本保持一致,高适生分布区主要分布在东疆的哈密、巴里坤和伊吾,北疆主要分布在天山北坡、博格达山、北塔山和伊犁河谷,南疆主要分布在天山南坡。另外,在阿尔泰山南坡、塔城、裕民、托里、西昆仑山和小帕米尔山地也有分布。(2)限制雪岭云杉潜在分布的关键因子为降水(最干月降水量、最冷季降水量和降水季节性)和温度(最干季平均温度、年均温、等温性和气温年较差)、土壤剖面有效含水量、土壤碳密度及海拔,其累计贡献率之和达到87.28%。(3)2050和2070时段,雪岭云杉的适宜分布范围均呈不显著的增加趋势,但RCP6.0情景比RCP2.6较显著,分别扩增了3.33%和3.47%;低、中、高适生区均保持相对稳定的变化,从RCP2.6到RCP6.0情景下增幅分别在1.78%、1.26%和0.98%左右;适生分布区的重心总体上呈现出向高纬度、向东北迁移的趋势,但变化幅度不显著。(4)PCA分析表明雪岭云杉在南疆的气候生态位最广泛、北疆次之、东疆最窄,生态位分化检测表明北疆、南疆和东疆未发生明显分化。

优化的模糊决策算法在多自动引导车调度问题中的应用

为解决多AGV在复杂系统中的任务调度问题,以提高生产效率缩短任务周期为目标建立地面轨迹模型和AGV搬运耗时模型。采用优化的模糊决策算法通过最小化每台AGV的搬运耗时来最小化搬运作业的总耗时。在算法设计过程中,采用分布式控制思想,将AGV离目标点的距离,AGV的当前载重和AGV的当前电量作为因素集,将AGV执行此次搬运任务的合适度作为评价集,建立AGV模糊评价模型;通过该模型得出各台AGV对任务适合度的评价向量进而寻找一种映射将评价向量转化为值,调度问题被转化为最优化问题,其中采用切割补偿优化综合模型的因素权重选择,采用分模式链式比较,减少AGV的计算量。通过多次仿真实验,可以验证本文算法在缩短任务的执行周期上具有一定的可行性与有效性,并且在解决复杂系统AGV状态多变的调度问题下展现了一定的鲁棒性和拓展性。

一种基于Non-Local Means的地基差分干涉雷达相位滤波改进方法

地基差分干涉雷达相位图中,往往含有大量相位噪声,严重影响相位解缠和形变测量结果。有鉴于此,本文提出一种改进的自适应非局部均值(Non-Local Means)组合滤波算法。该算法首先利用相干系数构造出可自适应的平滑参数模型,有效改善了Non-Local Means算法在滤波参数选择上的固定性。其次,利用维纳滤波可对空变噪声进行有效滤除的优点,本文将自适应Non-Local Means算法与维纳滤波进行有效结合,更好的保持了相位连续性,改善了图像边缘模糊度。实测数据表明,相比于自适应中值滤波算法、Goldstein算法和传统NonLocal Means算法,本文算法在抑制相位噪声、保持相位连续性以及改善图像边缘模糊度方面具有明显优势。