中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明:1)2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2)中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为:淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3)影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4)磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19(P <0.001)。研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。

矿井通风参数缺失数据插补方法

矿井智能通风系统对矿山智能化建设至关重要。为解决矿井通风参数在实际测量时,因为巷道不具备测试条件、仪器信号受到干扰、巷道断面风速不均一、人工操作不当等制约性因素,造成的矿井通风参数数据缺失问题,提出了1种基于随机森林−链式方程多重插补法的矿井通风参数缺失数据插补方法。采用链式方程多重插补法,通过迭代对每个缺失的属性值产生n个插补值,从而产生n个完整数据集,对n个完整数据集进行分析优化得到1个最终的完整数据集。为了提高缺失值插补精度,合理考虑了矿井通风参数缺失数据的不确定性对分析过程的影响,在随机森林的预测任务中,结合预测均值匹配模型对缺失数据进行插补。以潞新二矿为实验对象,利用智能矿井通风仿真系统IMVS对潞新二矿矿井通风参数原始数据集进行数据预处理,得到完整、准确的矿井通风参数完整数据集,对完整数据集分别进行了不同缺失属性、不同数据缺失率、不同迭代次数的对比试验。以多种模型评价指标对模型有效性进行评估。结果表明:基于随机森林的链式方程多重插补模型插补形成的完整数据集与原始数据集具有很好的相似性;对不同缺失列进行插补实验的结果显示插补模型可以轻松处理混合类型的数据,自主学习参数之间的相关性从而降低了插补复杂性;迭代后形成的n个数据集通过分析合并成一个最终数据集,提高了插补准确率;对初始插补后的完整数据集进行不同迭代次数的试验,发现迭代超过一定次数后,数据相关性一定会收敛。

基于随机森林的发电机定子线棒局部放电图谱特征识别方法

发电机定子线棒局部放电的在线监测和故障诊断对于电机故障预警、故障定位和指导机组检修有重要意义。目前存在部分不同类型局部放电相似度高,模式识别方法计算时间过长的问题,需要高精度和高效的识别方法,为此提出一种基于随机森林的定子线棒局部放电识别方法。制备了6种类型定子线棒,用特高频天线检测局部放电信号,基于相位分布局部放电(PRPD)图谱比对,提出参数幅值不对称度。基于随机森林方法识别缺陷类型,计算特征重要性,选择有效特征。最后,可视化特征相似度,与传统反向传播(BP)神经网络方法对比,验证有效性。结果表明:随机森林算法可以有效识别人工缺陷定子线棒局部放电,总体识别正确率达到93.33%。筛选半数特征后,随机森林比BP神经网络的准确率提高了10.83%,特征选择对随机森林的准确率影响很小,但识别效率大幅提高。随机森林在少量特征时识别准确率、计算时间都明显优于神经网络。幅值不对称度参数的重要性排在全部特征前1/3,具有推广价值。

精细积分方法的发展与扩展应用

钟万勰院士于1991年首先提出计算矩阵指数的精细积分方法,其要点是2N类算法和增量存储。精细积分方法可给出矩阵指数在计算机意义上的精确解,为常微分方程的数值计算提供了高精度、高稳定性的算法,现已成功应用于结构动力响应、随机振动、热传导以及最优控制等众多领域。本文首先介绍矩阵指数精细积分方法的提出、基本思想和发展;然后依次介绍在时不变/时变线性微分方程、非线性微分方程以及大规模问题求解中发展起来的各种精细积分方法,分析了其优缺点和适用范围;最后介绍了精细积分方法的基本思想在两点边值问题、椭圆函数和病态代数方程等问题的扩展应用,进一步展示了该思想的特色。

益肾固疏方干预老年性骨质疏松症患者骨代谢标志物的变化及临床疗效

背景:随着疾病治疗模式的改变及近年来对老年性骨质疏松症研究的深入,越来越多的研究证实中医药在防治老年性骨质疏松症方面的效果显著。目的:探讨益肾固疏方对肾虚血瘀型老年性骨质疏松症患者骨代谢标志物的影响。方法:选择2020年7月至2022年3月广西中医药大学附属瑞康医院收治的肾虚血瘀型老年性骨质疏松症患者102例,其中男32例,女70例,年龄71-93岁。采用随机数字表法将102例患者分为试验组及对照组,每组51例,对照组给予碳酸钙D3颗粒+阿仑磷酸钠片治疗,治疗组给予碳酸钙D3颗粒+阿仑磷酸钠片+益肾固疏方治疗,连续治疗3个月。治疗前及治疗3个月后,检测两组患者L_(1-4)椎体与左侧股骨颈骨密度,评估目测类比评分,检测血清骨钙素、骨桥素、Ⅰ型胶原交联C-末端肽及抗酒石酸酸性磷酸酶水平,评估中医证候积分与治疗有效率。结果与结论:①两组治疗3个月后的L1-4椎体与左侧股骨颈骨密度均高于治疗前(P<0.05),试验组治疗3个月后的L1-4椎体与左侧股骨颈骨密度均高于对照组(P<0.05);②两组治疗3个月后的目测类比评分均低于治疗前(P<0.05),试验组治疗3个月后的目测类比评分低于对照组(P<0.05);③两组治疗3个月后的血清骨钙素、骨桥素、Ⅰ型胶原交联C-末端肽及抗酒石酸酸性磷酸酶水平均较治疗前明显改善(P<0.05),试验组治疗3个月后的血清骨钙素、骨桥素水平高于对照组(P<0.05),Ⅰ型胶原交联C-末端肽及抗酒石酸酸性磷酸酶水平低于对照组(P<0.05);④两组治疗3个月后的中医证候总评分均低于治疗前,试验组治疗3个月后的中医证候总评分低于对照组;治疗3个月后,两组均未发生明显不良反应,试验组于对照组治疗总有效率分别为88.2%,70.6%,组间比较差异有显著性意义(P<0.05);⑤结果显示,益肾固疏方联合抗骨质疏松药物可通过调节骨代谢、提高骨密度、减轻患者病痛来显著改善肾虚血瘀型老年性骨质疏松症患者的临床症状,阻止疾病的进一步发展。

无界域上具有记忆的非自治Plate方程随机吸引子的存在性

研究无界域上一类具有衰退记忆和加性噪声的非自治Plate方程解的长时间行为.利用一致估计验证了解的拉回渐近紧性,获得了其随机吸引子的存在性.

基于随机森林算法的异常发热复合绝缘子分类模型

不同类型异常发热复合绝缘子对应的检修决策、应急处理手段各不相同,因此迫切需要建立复合绝缘子异常发热类型识别方法。该文分析了表面积污、护套老化受潮和芯棒酥朽发热复合绝缘子的表面中轴线温度曲线,并定义了7个温度特征量对复合绝缘子异常发热状态进行表征。此外,该文提出了基于随机森林算法的异常发热复合绝缘子分类型模型,并使用现场和实验室拍摄的异常发热复合绝缘子红外图像构建温度特征量样本集。采用SMOTE算法对芯棒酥朽复合绝缘子温度特征量进行数据增广、10折交叉验证选择决策树个数。模型测试结果显示,表面积污、护套老化受潮和芯棒酥朽复合绝缘子的分类精确率均在85%以上。

基于多源数据与随机森林方法的城市建成区提取——以郑州市为例

基于夜间灯光数据的阈值分割法在城镇建成区提取研究中被广泛应用,但由于夜间灯光数据分辨率低、灯光溢出和阈值分割法无法顾及区域差异等问题,一定程度上影响了该方法的提取精度。以郑州市为例,以LJ1-01与NPP/VIIRS两种夜间灯光影像为主要数据源,结合Landsat8中分辨率遥感影像、网络城市兴趣点(POI)及路网数据,利用随机森林分类方法对郑州市2018年建成区进行提取,参考土地利用数据,对RF分类法与NTL、VANUI、BANUI、PANUI、RANUI指数等阈值法进行对比实验和精度评价,评估基于多源数据的随机森林分类方法在城市建成区提取中的优势。实验表明,RF比阈值法提取的建成区更接近真实建成区且提取精度更高,具有更好适用性;LJ1-01数据提取的效果和精度总体优于NPP/VIIRS数据;在采用RF分类时,各类特征的重要性在不同夜光数据源中表现差异较大。

双边投资协定网络的演化机制——基于多维邻近性视角

利用社会网络分析方法考察了双边投资协定(BITs)网络的历史演化特征与驱动机制。研究发现,BITs网络大致经历了初步形成、迅猛发展和结构调整三个阶段,呈现出一个较完整的S型增长,网络核心—半核心—边缘结构实现了由“金字塔”向“橄榄球”的转变。以多维邻近性为视角,运用时间指数随机图模型对BITs网络形成的影响因素进行分析,结果显示,多维邻近性是驱动BITs网络形成的重要力量,经济和制度邻近性对BITs关系的形成有负向影响,贸易水平、地理和社会邻近性对BITs关系的形成有正向影响。然而,2008年金融危机改变了BITs网络的结构特征,金融危机后BITs网络呈现分散化、多边化发展趋势,某些邻近性变量影响不再显著,社会环境类因素成为影响BITs网络的关键因素。

基于优化快速搜索随机树算法的全局路径规划

为了改善传统快速搜索随机树(RRT)算法在全局路径规划中存在的平滑度差、具有潜在碰撞性等问题,提出了一种双重优化的RRT算法。在传统RRT算法基础上,引入自适应目标偏向策略以缩短采样时间,引入角度约束采样策略以适应车辆极限转角。得到初始路径后,建立二项优化函数(即降低路径曲率和远离障碍物),并将其作为基点进行梯度下降二次优化,生成可供车辆行驶、平滑性良好且碰撞概率低的路径,并进行仿真验证。结果表明:优化RRT算法相比于传统RRT算法、RRT-Connect算法和RRT算法,平均曲率分别降低了38.1%、36.4%和24.7%,曲率均方差分别降低了38.4%、38.4%和27.2%。

自拟灌肠方辅助治疗对脓毒症胃肠功能障碍患者胃肠功能及炎症因子的影响

目的 观察自拟灌肠方灌肠辅助治疗对脓毒症胃肠功能障碍患者的临床疗效。方法 选取脓毒症胃肠功能障碍患者100例,随机分为两组各50例,均给予西医常规治疗。对照组加用0.9%氯化钠注射液灌肠,治疗组加用自拟灌肠方灌肠,疗程均为7 d。结果 治疗组总有效率明显高于对照组(P<0.05);治疗后,两组胃肠动力指标血清胃动素(MTL)均较前升高、活性肠肽(VIP)均较前降低(P<0.05);治疗后两组患者急性生理与慢性健康量表(APACHE Ⅱ)评分、肠黏膜屏障功能指标、炎性指标均较治疗前降低,治疗组治疗后各指标较对照组降低(P<0.05);治疗后,两组中医症状积分、胃肠功能障碍积分有所改善,且治疗组指标较对照组降低(P<0.05);治疗组多器官功能障碍综合征(MODS)发生率(18.00%)低于对照组(42.00%)(P<0.05);两组28 d病死率相当(P>0.05)。结论 运用自拟灌肠方辅助治疗方案,可改善脓毒症胃肠功能障碍患者胃肠症状,恢复胃肠功能,降低炎症因子水平,降低MODS发生率,改善患者预后。

城市实景模型结构化线面特征重构方法

为了改善城市实景模型边缘模糊,提出了一种曲率引导的结构化线面特征重构方法。根据曲率特征将网格分割为平面、可展凹、可展凸以及不可展曲面4类,在平面分割结果内提取平面,在可展凹和可展凸分割结果内提取直线,对过度弯曲的不可展区域进行保留,最终形成包含几何特征的复合网格模型。结果表明,结合曲率信息预先设置几何特征的潜在范围,使得结构化线面特征更可靠,同时保证城市实景中复杂的树结构不被错误地提取为平面。

再生粗骨料混凝土应力-应变关系

再生粗骨料混凝土应力-应变关系是实现其材料到结构力学分析的桥梁纽带,成为再生粗骨料混凝土结构基础理论的基石。介绍了作者团队多年来在再生粗骨料混凝土应力-应变关系方面取得的研究进展:采用模型化再生粗骨料方法,研究了复杂界面过渡区对再生粗骨料混凝土破坏行为的影响,揭示了再生粗骨料混凝土细观损伤本质与演化机理;从静力作用到动力作用,系统地开展了不同工况下再生粗骨料混凝土应力-应变行为试验研究,探明了载荷条件对再生粗骨料混凝土应力与变形的影响规律并建立了相适应的力学与数学模型;进一步考虑再生粗骨料性能时空变异性,发现了再生粗骨料混凝土力学响应的概率分布特征,提出了再生粗骨料混凝土随机损伤本构关系;基于获得的本构模型,完成了再生粗骨料混凝土构件时变可靠度分析和结构动力非线性分析,为再生粗骨料混凝土在实际工程中的安全应用提供了理论支撑;提炼了相关研究结论并对未来研究工作进行了展望。

一个解特定二阶驻定方程的新方法——特征伴随方程法

本文对文献[1]中提出的一类二阶驻定方程G″/G=∑^(m)_(j=0)P_(j)(G′/G)^(j)的求法进行探讨,提出了全新的求解方法——特征伴随方程法,通过该求法得到这类方程当m取不同非负整数(本文仅讨论m=2)时的通解,并相应给出该方程作为求解非线性偏微分方程的辅助方程时所需要的G′/G的解析表达式;同时给出一个作为常微分方程中驻定方程的应用实例,以及该方程作为非线性偏微分方程的辅助方程时利用扩展G′/G展开法的求解例子,通过该实例给出方程的精确行波解。

不平整跑道激励下飞机起落架随机响应及可靠性分析

采用非线性二自由度系统构建了飞机起落架模型,通过时域噪声刻画了不平整跑道对飞机起落架系统的随机激励,并引入路面不平度系数描述了跑道的不平整程度;基于飞机起落架模型响应的概率密度函数及其统计量,开展了不平整跑道对飞机起落架系统影响规律的研究。应用随机可靠性分析方法以及人体振动舒适性理论,通过建立安全域和舒适域与系统响应之间的关系,分析了起落架模型在不同路面不平度系数下的可靠性,并对乘客舒适性进行了评价。研究结果表明:路面不平度系数越大,系统状态变量的波动越剧烈,系统的可靠性和舒适性与路面不平度系数呈一定的负相关性;在路面不平度系数较小的情况下,系统平均首次穿越时间以及舒适性受随机扰动的影响更加显著。

基于时钟抖动流水线结构的高效率真随机数发生器

现代加密系统对密钥随机性的需求不断增加。使用时序抖动、热噪声、亚稳态等作为熵源的真随机数发生器,因其可以提供高质量的随机性成为该领域的研究热点。因此,提出一种可配置、轻量级、高效率的真随机数发生器。该发生器使用基于随机数学模型的设计方法,由差分构架的两级时钟抖动流水线组成。第一级流水线中两个环形振荡器在规定时间内累积抖动,第二级流水线利用近似相同的两个环形振荡器的微小周期差构建时间数字转换器,对第一级输出的高斯抖动进行量化,通过数字化模块输出随机比特。在时间数字转换器运行过程中,第一级流水线已经重新启动累积下一个阶段的抖动,减少了空闲时间,提高了真随机数的质量和效率。在Xilinx Atrix-7平台进行了验证,该结构的硬件资源仅消耗了25个LUTs和13个DFFs,获得高达32.55 Mb/s的吞吐量。

多周期农产品废弃物供应链网络均衡模型构建

目的研究农产品废弃物可持续利用问题,既实现供应链整体利润最优,又减轻对环境的污染。方法在随机需求的背景下,考虑生产合作社对零售商的不同激励度,分析生产合作社、零售商、需求市场的最优状态,利用变分不等式建立相应的多周期供应链网络均衡模型。结果从多周期角度,实现了农产品废弃物供应链网络均衡利益最优化,可为合作社与零售商在较长时间达到一种均衡状态提供有效解决方案。结论既实现了多周期农产品废弃物的持续利用,又促进了循环经济的发展,同时还实现了供应链网络均衡、供应链整体利润最优和减轻环境污染等目标。

基于FFT的波动方程VOFFLC控制

针对复杂波动方程的无穷维特性,基于Simulink平台利用FFT(Fast Fouri-er Transform)方法将其从时域PDE(Partial Differential Equations)模型转化为频域ODE(Ordinary Differential Equation)模型,并在频域上搭建类似于集中参数的控制系统。通过FFT和成熟FDM(Finite Difference Method)模拟实验结果的对比,证明采用FFT原理模拟PDE波动方程的思路正确;在频域ODE模型上施加自适应VOFFLC闭环控制,并设计了两种控制反馈规则。其中,采用乘法法则的VOFFLC控制时,波动呈现和原有形态一致、而周期缩短和振幅减小的现象;采用减法法则的VOFFLC控制时,可以实现类似边界控制的结果,然而在空间维度上可以实现向量级控制,即实现对该维度上任意函数形状、插值函数或者散点的向量级别控制,而这是边界控制做不到的。因而,基于FFT的波动方程VOFFLC控制有进一步的研究意义和广阔的实用价值。

吲哚布芬用于预防静脉血栓形成的有效性与安全性的系统评价与Meta分析

目的:评价吲哚布芬在预防静脉血栓形成中的有效性与安全性。方法:在PubMed、Embase、the Cochrane Library、ClinicalTrial.gov、中国知网、万方数据库和中国生物医学文献数据库中检索,纳入吲哚布芬用于预防静脉血栓形成的随机对照试验(干预措施为吲哚布芬单药或联合其他常规用药治疗;对照措施为其他阳性对照药单药或联合其他常规用药治疗),检索时间截至2023年5月。2名评价者按照事先制定的纳入与排除标准筛选文献,提取资料,并对纳入研究的方法学质量进行评价,采用RevMan 5.3软件进行Meta分析。结果:最终纳入15项RCT研究,共2164例患者,其中吲哚布芬组1117例,对照组1047例。有效性结局显示,吲哚布芬在心房颤动(AF)血栓预防、骨科大手术后血栓预防和特发性膜性肾病血栓预防方面有足够的循证证据进行Meta分析,结果均不劣于华法林或其他抗凝血药;在AF合并缺血性心脑血管疾病、肾病综合征和下肢浅静脉曲张术后血栓预防方面,吲哚布芬也具有一定的证据,但尚不足以进行定量分析。安全性结果显示,吲哚布芬在预防AF血栓形成中造成出血(RR=0.18,95%CI=0.09~0.38,P<0.00001)和轻微出血(RR=0.17,95%CI=0.05~0.52,P=0.002)的发生率显著低于华法林,差异均有统计学意义。结论:吲哚布芬在预防静脉血栓形成方面已积累了一定的循证证据,其临床有效性不劣于传统治疗方案,在安全性方面更优。

自体细胞移植治疗稳定期白癜风疗效的Meta分析

目的 系统评价培养与非培养自体黑色素细胞移植及联合其他方法治疗稳定期白癜风的疗效。方法检索PubMed、Embase、Web of Science、The Cochrane Library、中国期刊全文数据库(CNKI)、维普中文科技期刊全文数据库(VIP)、万方数据库,纳入研究为自体细胞移植治疗稳定期白癜风的临床研究。计数资料以合并后相对危险度(RR)值为效应指标,用Revman5.4软件对符合分析的研究进行Meta分析。结果 最终纳入文献14篇,Meta分析显示:自体培养黑色素细胞移植(CMT)与黑色素细胞+角质细胞、CMT与自体非培养混悬液移植(NCES)治疗稳定期白癜风疗效差异无统计学意义(P>0.05);CMT与CMT+光疗治疗稳定期白癜风疗效差异有统计学意义(P<0.01);NCES与NCES+其他成分、NCES与NCES+其他疗法、NCES与NCES+光疗治疗稳定期白癜风疗效差异无统计学意义(P>0.05);细胞移植与细胞移植+其他疗法、细胞移植与细胞移植+光疗、细胞移植与细胞移植+窄谱中波紫外线(NBUVB)治疗稳定期白癜风疗效差异有统计学意义(P<0.01)。结论 NCES和CMT移植治疗稳定期白癜风都有较好的疗效,与混悬液中所含成分无直接关系。黑色素细胞移植联合其他治疗方式治疗白癜风疗效要优于单一用黑色素细胞移植治疗白癜风。受纳入研究数量和质量限制,上述结论有待更多设计合理的随机对照临床研究证实。