院外心脏骤停患者良好神经功能预测因素与决策树预测模型构建

目的探讨院外心脏骤停(OHCA)患者良好神经功能预测因素并构建决策树预测模型。方法回顾性分析2018年1月至2022年12月沧州市中心医院急诊重症监护病房(EICU)收治的117例OHCA并行心肺复苏(CPR)成功患者的临床资料。根据心脏骤停后3个月时的格拉斯哥-匹兹堡脑功能分级将患者分为良好神经功能组(1~2级)和不良神经功能组(3~5级)。通过单因素及多因素Logistic回归分析识别OHCA患者3个月良好神经功能的预测因素,并基于预测因素构建决策树预测模型。应用受试者工作特征曲线下面积(AUC)评估决策树预测模型的区分度,校准曲线评估决策树预测模型预测结局与观察结局的一致性,决策曲线分析评估决策树预测模型的临床实用性。结果29.1%(34/117)的OHCA患者具有良好神经功能。与不良神经功能组相比,良好神经功能组患者多接受旁观者CPR(χ^(2)=4.81,P=0.028)、可除颤心律比例高(χ^(2)=8.74,P=0.003)、CPR持续时间短(Z=3.36,P=0.001)、肾上腺素用量低(Z=4.69,P<0.001)及血乳酸水平低(Z=3.83,P<0.001)。单因素Logistic回归分析结果显示,旁观者CPR(OR=0.34,95%CI 0.13~0.92,P=0.033)、可除颤心律(OR=0.20,95%CI 0.07~0.63,P=0.006)、CPR持续时间(OR=1.08,95%CI 1.02~1.14,P=0.010)、肾上腺素用量(OR=1.64,95%CI 1.28~2.09,P<0.001)及血乳酸(OR=1.20,95%CI 1.09~1.33,P<0.001)为OHCA患者良好神经功能的独立预测因素。多因素Logistic回归分析结果显示,可除颤心律(OR=0.25,95%CI 0.06~0.95,P=0.041)、CPR持续时间(OR=1.07,95%CI 1.00~1.14,P=0.047)、肾上腺素用量(OR=1.95,95%CI 1.29~2.94,P=0.001)及血乳酸(OR=1.13,95%CI 1.01~1.26,P=0.042)为OHCA患者良好神经功能的独立预测因素。决策树预测模型预测OHCA患者良好神经功能的AUC为0.829(95%CI 0.745~0.912),其敏感度为70.6%,特异度为86.7%。校准曲线图表明决策树预测模型的预测结局与观察结局相一致。决策曲线分析证实决策树预测模型的临床可用性良好。结论可除颤心律、CPR持续时间、肾上腺素用量及血乳酸为OHCA患者良好神经功能的预测因素,决策树模型可预测OHCA患者良好神经功能。

LLRB算法的函数式建模及其机械化验证

基于机器定理证明的形式化验证技术不受状态空间限制,是保证软件正确性、避免因潜在软件缺陷带来严重损失的重要方法.LLRB(left-leaning red-black trees)是一种二叉搜索树变体,其结构比传统的红黑树添加了额外的左倾约束条件,在验证时无法使用常规的证明策略,需要更多的人工干预和努力,其正确性验证是一个公认的难题.为此,基于二叉搜索树类算法Isabelle验证框架,对其附加性质部分进行细化,并给出具体化的验证方案.在Isabelle中对LLRB插入和删除操作进行函数式建模,对其不变量进行模块化处理,并验证函数的正确性.这是首次在Isabelle中对函数式LLRB插入和删除算法进行机械化验证,相较于目前LLRB算法的Dafny验证,定理数由158减少至84,且无需构造中间断言,减轻了验证的负担;同时,为复杂树结构算法的函数式建模及验证提供了一定的参考价值.

胡杨叶功能性状的协同与权衡及对树龄、土壤因子的响应

【目的】探究不同树龄胡杨叶功能性状的特征及其影响因素,揭示胡杨叶功能性状的种内变异及其适应特性,为胡杨的保护与管理提供理论依据。【方法】以不同树龄的胡杨为研究对象,通过相关性分析和方差分解等方法,研究胡杨叶片形态、光合生理、养分性状的变化特征以及对树龄和土壤因子的响应。【结果】随着树龄的增加,叶干物质含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量以及叶片碳、氮、磷含量呈增加趋势,而比叶面积、叶厚度呈减小趋势。各叶功能性状之间存在一定的相关性,其中叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量与叶片碳含量、叶氮含量、叶磷含量、叶干物质含量协同变化,与比叶面积和叶片厚度权衡变化,并且性状间的关系受树龄调控。比叶面积、叶干物质含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶碳含量、叶氮含量、叶磷含量主要受土壤pH和树龄的影响,叶片厚度、叶绿素总量主要受土壤氮含量和树龄的影响,表明树龄、土壤pH、土壤全氮含量是胡杨叶功能性状的主要影响因子,并且与土壤因子相比,树龄对叶功能性状变异的解释率更高,可以解释胡杨叶功能性状15.1%~38.1%的变异。【结论】随着树龄的增加,胡杨通过一定的性状变异和性状组合适应环境的变化,各叶功能性状的影响因子不同,其中树龄和土壤因子共同调控叶功能性状的变化,并且树龄在决定胡杨叶功能性状变异方面可能起着更为关键的作用。

基于多Agent传动关系的股市趋势预测

股市趋势预测是机器学习领域中一个具有挑战性的任务。由于一些因素对于股市的影响是动态且不确定的,导致股市趋势难以预测。针对已有方法在股市预测时存在的灵敏性差、适应力弱等问题,从快变量和慢变量的传动关系出发,利用Agent技术对股市中的快周期和慢周期进行联合建模,提出一种多Agent传动影响图(MATID)股市趋势预测方法。给出股市中快周期和慢周期的划分标准,并引入周期能量的概念;通过对相关趋势指标的特征融合,给出周期能量的量化计算方法;通过分析快周期和慢周期的动态作用过程,给出传动因子的表示方法;将快周期和慢周期分别对应成不同的Agent,利用多Agent影响图模型建模快周期和慢周期的传动过程;利用股市振子模型表示快Agent和慢Agent之间的传动效用,利用联合树的自动推理技术对股市趋势进行预测。在不同样本数量和不同股市趋势下进行实验,结果表明,与门控循环单元、S-LSTM和Hybrid-RNN预测方法相比,MATID方法预测精确率提升1.5%~7.0%,召回率提升5.4%~6.7%,F1值提升3.7%~6.2%,具有良好的灵敏性和适应力。

融合A^(*)的改进RRT机械臂路径规划

针对RRT(rapidly-exploring random tree)路径规划算法在高维空间的机械臂避障路径规划时随机产生巨量节点,导致算法运行负担大、避障性能差、容易陷入局部极值的问题,提出一种结合A^(*)判断函数的改进RRT算法。对RRT的采样方式进行更改,每次生成一个包含多个随机采样点的序列,并利用改进的A^(*)判断函数进行排序;对每次生成节点进行距离判断,防止陷入局部搜索;利用重复贪心策略删除冗余节点,利用三次B样条平滑路径。在二维、三维地图及机械臂仿真与样机实验中进行算法性能分析,改进RRT算法能够大量减少到达目标位姿时产生的节点,缓解了局部极值,快速稳定地避开障碍物并到达目标位姿,证明了改进RRT算法的有效性和优越性。

复杂环境下DWA与RRT算法融合的AUV局部路径规划

针对复杂水下环境下的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)局部路径规划问题,传统动态窗口法(dynamic window approach,DWA)存在复杂障碍物中陷入局部停滞,动态避障性能不佳等问题,本文提出了一种基于DWA与快速随机搜索树(rapid-exploration random tree,RRT)算法融合的路径规划算法。改进的DWA算法速度空间根据整个动态窗口的周期生成,重设了评价函数并结合AUV任务环境引入洋流能耗评价函数;改进的RRT算法在局部已知空间内规划导引点,帮助DWA脱离局部停滞状态并实现更安全的动态避障。将2种算法融合,实现了AUV在复杂水下环境中的局部路径规划。仿真表明,该融合算法能够降低AUV在洋流中的能耗代价,解决了DWA在复杂障碍物中陷入局部停滞的问题,能够安全有效地躲避动态避障物。

水生动物病原菌Ⅵ型分泌系统(T6SS)及其溶血素共调节蛋白研究进展

Ⅵ型分泌系统(typeⅥsecretion system,T6SS)是多种革兰氏阴性菌编码的蛋白分泌装置,在毒力因子释放、生物被膜形成、铁离子摄取、囊泡运输、环境压力适应性及细菌胞内存活等方面发挥着重要功能,在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)等水生动物病原菌的致病过程中发挥着关键作用。然而,有关水生动物病原菌T6SS组分及其功能的报道还比较匮乏。本文对几种水生动物病原菌T6SS的生物学功能与调控机理,以及T6SS关键调控因子溶血素共调节蛋白Hcp的系统进化关系与功能等最新研究情况进行了综述,并在水生动物病原菌T6SS的生物学功能、T6SS活性调控与环境因素的关联性、T6SS与致病菌代谢之间的调控关系等方面提出未来研究建议,以期为进一步开展水生动物致病机制研究及水产养殖细菌病的防控提供新思路。

基于延迟和抖动感知的多播服务功能树嵌入算法

针对软件定义网络/网络功能虚拟化(SDN/NFV)架构中,多播请求流(MRs)需满足严格时延和抖动约束下遍历由多个虚拟网络功能(VNFs)依序组成的服务功能树(SFT)问题。该文提出一种基于最优链路选择函数进行深度优先搜索构建SFT的路由算法。首先,提出网络资源相对成本函数,以保证网络负载自动均衡。其次,联合考虑网络资源、VNF动态放置及多播流延迟和抖动约束,构建SFT动态嵌入问题的整数线性规划模型(ILP)。最后,针对该NP难问题,设计辅助边权图和最优链路选择函数进行路由路径选择,并以最小化资源消耗成本为目标提出具有延迟和抖动感知的SFT嵌入算法(SFT-EA)。仿真结果表明,SFT-EA在吞吐量,流接受率和网络负载均衡方面具有更好的性能。

基于序关系分析法和模糊综合评价法的家用雾化制氧机设计

为提升家用雾化制氧机的用户体验及满意度,提出结合用户体验模型,采用半结构化访谈方式归纳用户需求并建立评价层级体系;采用序关系分析法进行需求指标权重计算及优度排序;通过功能分析系统技术(Function Analysis System Technique,FAST)功能树获取产品功能要素,指导设计方案输出;采用模糊综合评价(Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE)法对产品设计方案进行用户满意度评价。研究结果表明:基于序关系分析法和FCE法设计的家用雾化制氧机具有较高的用户满意度,设计方法的集成提升了用户需求获取与方案评价环节的效率及科学性,可为同类产品的创新设计提供参考。

茶树花的功能成分及相关产品研究进展

茶树花作为茶树生长发育过程中的副产物,具有丰富的保健功能成分和研究利用价值。中国是茶叶大国,茶树花资源丰富且开发潜力巨大。茶树花中存在丰富的保健功能成分,且与茶叶相似,对茶树花进行系统开发利用有助于增加茶农和茶企业的经济收益,实现“变废为宝”进一步提高茶产业的附加值,为茶农创造更多的经济价值。本文主要是通过文献综述的方式,收集、整理并分析近几年茶树花的研究和开发利用现状。从茶树花资源角度出发,对其生化成分的提取及近年茶树花产品开发利用现状进行综述,以期为茶树花资源的开发提供新的思路和参考,对茶产业的可持续发展具有一定的实践和经济价值。

玉露香梨花青苷调控基因PbrMYB19的克隆及功能分析

花青苷含量决定了果实色泽,是衡量果实商品价值的重要指标之一,其生物合成受到MYB转录因子的调控,然而关于MYB负调控梨果实花青苷合成的机制尚未完全明确。基于前期转录组学数据的差异表达基因中筛选到1个MYB基因家族成员PbrMYB19,暗示其可能参与调控果实花青苷生物合成。为明确其结构和功能,为进一步解析PbrMYB19对果实花青苷的调控机制奠定基础,试验以玉露香梨果皮cDNA为模板,克隆PbrMYB19全长,利用生物信息学软件对该基因的结构、亲缘关系、保守结构域及顺式作用元件进行预测,采用qRT-PCR对不同颜色果皮中PbrMYB19基因表达水平进行分析,并通过果实瞬时表达系统验证其功能。结果表明,PbrMYB19基因开放阅读框为714 bp,编码237个氨基酸,分子质量为26.85 ku,预测亚细胞定位于细胞核。系统发育树分析结果表明,PbrMYB19与已报道花青苷转录抑制子FaMYB1和PbrMYB120在同一个进化分支上,且其蛋白C端存在EAR类似抑制序列。PbrMYB19基因启动子序列包含光调控元件、植物激素响应元件。通过qRT-PCR分析发现,红色和黄色果皮中PbrMYB19基因的表达水平显著高于绿色果皮。构建过表达载体和瞬时转化果实结果表明,PbrMYB19过表达显著抑制果皮花青苷积累。

中亚热带喀斯特森林树木功能型的生态位特征

【目的】分析中亚热带喀斯特森林树木功能型的生态位特征,推断不同功能型树木对资源的利用程度和种间竞争差异,为喀斯特地区的植被恢复与重建提供理论指导。【方法】以中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象,在样地调查基础上根据冠层高度、种群大小、耐荫性和种子传播方式将被选的40种树木划分为不同功能型,通过计测生态位宽度和生态位重叠指数分析不同功能型树木的生态位特征。【结果】喀斯特森林树木的生态位宽度普遍较低,表现为常见种>偶见种>稀有种,且三者的生态位宽度间差异显著;重力传播种的生态位宽度显著低于动物和风力传播种,不同耐荫性和冠层高度功能型间的生态位宽度无显著差异;40种树木种对间的生态位重叠指数同样较低,常见种的生态位重叠指数显著高于偶见种和稀有种,上层种显著高于下层种,喜光种显著高于耐荫种,而重力传播种则显著低于动物和风力传播种;常见种与偶见种间的生态位重叠指数显著高于常见种与稀有种以及偶见种与稀有种间,动物与风力传播种间的生态位重叠指数显著高于动物与重力种间以及风力与重力种间,而中生与耐荫种间的生态位重叠指数则显著低于喜光与中生种以及喜光与耐荫种间。【结论】中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中多数树种占据较小的生态位空间并可能存在较低的种间竞争作用,不同树木功能型生态位宽度和生态位重叠指数的差异可能与生境异质性和物种性状差异等存在密切联系。在进行退化生境植被重建时,可根据不同功能型树木的生态位特征合理构建群落的组成与结构,促进森林植被快速恢复。

基于树木望高比的材积计算方法研究

分析望高法计算树木材积的原理、适用范围,但因为望高点可能被遮挡,以及测望高效率较低问题,尝试用树高代替望高进行求积。为此,在利用既有解析木的有效数据研究形率系列(q)和形状指数(r)的基础上,提出了直接测算望高比(B)的方法,解决了测望高(h_(R))较为困难及效率较低的问题。

邻体树种多样性对杉木叶片氮与钾、钙、镁计量比的影响

【目的】探讨亚热带森林生态系统中邻体树种多样性对元素计量比的影响,以期为亚热带地区造林树种的选择提供养分利用效率的科学依据。【方法】基于大型野外树种多样性与生态系统功能实验平台,选取具有不同树种丰富度(1、4、8、16、32)的样地,以杉木为研究对象,在每块样地中心区域,选取8株目标树,测定其叶片氮(N)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg)等养分含量,并计算其与邻体树之间功能性状差异。采用线性混合效应模型,分析邻体树种丰富度、树种间功能性状差异以及邻体树高指数对目标树叶片氮与钾、钙、镁化学计量比的影响。【结果】1)杉木与邻体树之间的比叶面积不相似性显著降低了杉木叶片氮钾比(N∶K)和氮镁比(N∶Mg),但不影响杉木叶片氮钙比(N∶Ca);2)邻体树种丰富度增加,且提高了杉木叶片氮镁比(N∶Mg);3)邻体树高指数(遮荫程度)显著降低了杉木叶片氮钙比(N∶Ca)。随着遮阴程度的增加,杉木和邻体树之间根组织密度的不相似性对杉木叶片N∶Ca的影响由正效应逐渐转为负效应。【结论】在亚热带地区营造混交林有利于提高树木邻体树种功能性状差异,促进钙、镁、钾等养分资源的利用,改善树木的养分平衡状况。

邻体竞争和土壤对植物叶功能性状及其种内变异的影响

为探究亚热带幼树植物功能性状的种内变异与邻体竞争和土壤的关系,选取亚热带12个常见树种的幼树为研究对象,分析与植物资源获取、利用相关的6个叶功能性状(比叶面积、叶面积、叶干物质含量、叶片氮含量、叶片磷含量、叶厚度)的差异,探讨不同植物功能性状的种内变异程度及邻体竞争与土壤因素对其性状变化的影响。结果表明:6个叶功能性状的变异程度不同,其中比叶面积变异系数最大,变异范围16.71%~55.31%;叶干物质含量的种内变异系数最低。邻体竞争和土壤因素共同驱动叶功能性状的变化,但邻体竞争为主要驱动因素。邻体竞争指数与邻体高度指数对比叶面积和叶片磷含量有显著正影响(P<0.05),而叶面积和叶干物质含量仅随邻体高度指数的增大而显著减小或降低(P<0.05),叶片氮含量仅受土壤pH值的影响。此外,土壤含水量、土壤碳含量和土壤容重均会导致叶功能性状发生变化。因此,在营造人工林时,要充分考虑植物功能性状与环境适应的关系。

基于可拓学的腕关节旋转器改良设计研究

为解决现有腕关节旋转器用户满意度低的问题,文章利用优化可拓第三创造法,构建适用于康复产品改良的设计模型。首先,引入两类功能树,优化缺点列举环节,快速定位缺陷组件;其次,引入康复知识、人机数据、造型样本三类约束物元,优化拓展与变换环节,提升可拓变换效率,并以E企业腕关节旋转器为例,对5个不良组件、4个缺失特征进行了改善,获得三个改良方案;最后,构建评价系统,通过对改良前后的产品方案进行优度评价,验证了改良设计的有效性。

不同构型电动垂直起降飞行器动力系统的安全性评估

安全性评估对电动垂直起降飞行器的架构开发、安全管理、设计验证及商业化有着至关重要的作用,但目前国内少有对电动垂直起降飞行器整机构型、系统设计等相关的研究。本文针对4种不同构型的电动垂直起降飞行器,包括垂起尾推固定翼构型、四轴八桨多旋翼构型、固定翼加倾转旋翼构型以及倾转机翼构型,使用功能危害分析和故障树分析方法对4种不同构型的动力系统进行了分析比较。分析表明:垂起尾推固定翼电动垂直起降飞行器动力架构在本文的特定使用场景中相对可靠性更优。2种分析方法的结合,增加了对功能危害理解的全面性和深度,并识别了减轻动力系统失效风险的多种潜在途径。安全性评估结果可以为电动垂直起降飞行器动力构型选择和产品开发提供依据。

决策树算法在机械臂碰撞规避方法中的应用

针对机械臂在复杂环境作业时,由于碰撞规避方法的碰撞检测效果差、障碍物规避效果不佳,导致机械臂频繁发生碰撞的问题,提出一种应用决策树算法的机械臂碰撞规避方法。通过分析机械臂运动学结构,获取机械臂运动学方程,结合二次投影法将机械臂碰撞过程,简化为三维视角下包围盒相交情况的判断过程,检测机械臂碰撞情况,通过浓度函数采集三维空间中包围盒预计位移信息,建立基于预计位移信息的决策树模型,获取机械臂碰撞规避行为最优决策信息,实现机械臂规避碰撞。实验结果表明,应用决策树算法的机械臂碰撞规避方法仅需0.29s有效检测出碰撞,在复杂环境下,规划的碰撞规避路线中机械臂与障碍物未发生碰撞,因此,该方法有效提高了机械臂碰撞规避的效果。

集装箱式边缘数据中心震后功能概率评价方法

集装箱式边缘数据中心是5G通信网络中的一类重要节点,准确评价其在不同强度地震作用下的功能水平是5G通信网络震后功能评价的基础。该文以一个典型集装箱式边缘数据中心为研究对象,提出了该类数据中心震后功能的概率评价方法。详细分析了典型数据中心5个子系统的基本部件构成和各基本部件间的功能逻辑关系,建立了子系统的故障树模型和数据中心的状态树模型;通过数值模拟和文献调研,给出了数据中心各基本部件的地震易损性参数;将状态树和蒙特卡洛模拟相结合,计算出了典型数据中心的地震功能易损性曲线和参数。研究表明:空调内机、蓄电池柜和空调外机是集装箱式边缘数据中心的薄弱环节,改善这些薄弱环节可显著提升集装箱式边缘数据中心震后功能水平。

马尾松林下套种阔叶树的叶功能性状和化学计量特征季节动态研究

以马尾松针阔混交复层林中的木荷、火力楠和红锥为研究对象,通过测定各树种在不同季节的叶形态性状和化学性状,探究3种乡土珍贵阔叶树种在马尾松林下叶功能性状和化学计量特征的季节变化规律和资源权衡策略。结果表明:1)各树种叶含水率随季节变化呈降低趋势;叶组织密度、比叶重、叶碳含量随季节变化而升高,春季最低,秋季最高;不同季节的叶片C∶N、C∶P、N∶P差异显著(P<0.05),随季节变化而增大;不同树种之间的叶功能性状和化学计量特征也存在显著差异。2)不同树种之间叶片各指标的相互关系各异,叶功能性状与化学计量特征关系密切。3个树种的叶氮含量、磷含量均与C∶N、C∶P、N∶P显著负相关(P<0.05),叶氮含量与叶磷含量显著正相关(P<0.05)。3)主成分分析结果显示,3个阔叶树种在不同季节的资源权衡策略具有趋同性,随季节变化各树种的资源权衡策略存在由“快速投资-收益型”向“缓慢投资-收益型”转变的趋势。本研究结果可为了解林下套种树种在不同季节的资源权衡策略及对异质性环境的适应机制提供理论参考。