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基于CNN-LSTM的工业出水水质预测模型

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净水技术 2024年第5期43卷 143-149页

作者：杨潞霞王梦冉林兴亮付一政王智瑜太原师范学院计算机科学与技术学院山西晋中030619 中北大学材料科学与工程学院山西太原030051 山西省煤矿矿井水处理技术创新中心山西太原030006

工业废水含有多种污染物,提前预测工业废水水质从而快速对其进行相应处理具有重要意义。为此,研究提出了一种新的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)融合的工业废水水质污... 详细信息

工业废水含有多种污染物,提前预测工业废水水质从而快速对其进行相应处理具有重要意义。为此,研究提出了一种新的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)融合的工业废水水质污染物指标预测模型(CNN-LSTM)。为了更好地捕捉工业废水数据的时序性和动态性,模型设置了多个滑动窗口。使用CNN算法将时间序列数据进行高维特征提取,利用LSTM模型学习时间序列数据的时序特征,建立CNN-LSTM工业废水预测模型,并对废水水质中的化学需氧量(COD_(Cr))、氨氮、总磷(TP)3项指标进行预测分析。结果表明,与CNN和LSTM两个基准模型相比,CNN-LSTM预测模型的平均绝对值误差率(MAE)和均方误差率(MSE)均较小,预测效果较优。该模型能较好地实现对工业废水出水水质的准确预测,可为工业废水水质的在线监测和精准控制提供有效的、可行的技术支持和决策依据。

关键词：卷积神经网络(CNN) 长短期记忆网络(LSTM) 工业出水水质预测滑动窗口方法预处理归一化

ail和PBP编码基因在介导头孢噻肟诱导增强沙门菌生物被膜形成中的作用

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ail和PBP编码基因在介导头孢噻肟诱导增强沙门菌生物被膜形成中的...

作者：王梦冉华中农业大学

学位级别：硕士

生物被膜是细菌在生物或非生物表面聚集形成的膜状结构,可以增强细菌对不利环境的耐受性。沙门菌是一种常见的、重要的食源性致病菌,在自然环境中常以生物被膜的形式存在。抗生素在生产及应用中常形成不同的浓度梯度,这可能导致细菌暴... 详细信息

生物被膜是细菌在生物或非生物表面聚集形成的膜状结构,可以增强细菌对不利环境的耐受性。沙门菌是一种常见的、重要的食源性致病菌,在自然环境中常以生物被膜的形式存在。抗生素在生产及应用中常形成不同的浓度梯度,这可能导致细菌暴露在亚抑制浓度（sub-MICs）中,从而使细菌发生一系列适应性变化。本实验室前期研究结果表明,1/8 MIC头孢噻肟（CTX）可以诱导沙门菌SH16SP46株生物被膜形成能力增强,根据转录组结果以及CTX的作用机制,本研究选择了差异表达基因ail及三种青霉素结合蛋白（PBP）编码基因进行研究,利用Red同源重组技术构建沙门菌基因缺失突变株,测定其生物被膜形成能力、细菌形态、生长特性、细胞膜通透性等表型,探讨相应基因在介导CTX诱导增强沙门菌生物被膜形成中的作用。主要研究结果如下:1.ail基因在介导CTX诱导增强沙门菌生物被膜形成中的作用以沙门菌SH16SP46株为亲本株构建了ail基因缺失突变株（Δail）。生物被膜形成能力结果表明,无CTX诱导时野生株（WT）和Δail生物被膜形成能力无显著差异（P＞0.05）,1/8 MIC CTX诱导时WT和Δail生物被膜形成能力均显著增强（P＜0.05）,但Δail生物被膜形成能力显著低于WT（P＜0.01）;生长曲线结果表明,ail基因缺失不影响细菌的生长;微孔板黏附能力测定结果表明,在1/8 MIC CTX作用下,Δail菌株黏附能力显著低于WT（P＜0.001）;细胞膜通透性和细菌自凝率实验结果显示,ail基因缺失并不影响细菌的细胞膜通透性和细菌之间的凝集;革兰氏染色结果显示,ail基因缺失后并不影响细菌形态。当ail基因回补后可一定程度提高Δail的黏附能力及生物被膜形成能力。2.PBP编码基因在介导CTX诱导增强沙门菌生物被膜形成中的作用以沙门菌SH16SP46株为亲本株,分别构建了PBP1a、PBP1b、PBP3编码基因缺失株Δmrc A、ΔmrcB、Δfts I。1/8 MIC CTX诱导不同菌株时,Δfts I、Δmrc A生物被膜形成能力均显著增强（P＜0.001）,而ΔmrcB生物被膜形成能力未见明显增强（P＞0.05）。对ΔmrcB作进一步研究:生长曲线结果表明,mrcB基因缺失不影响细菌的生长;无论是否存在CTX诱导,ΔmrcB细胞膜通透性和自凝率与WT相比均无显著差异（P＞0.05）;SEM和革兰氏染色结果均显示,在1/8 MIC CTX作用下,WT形态从短杆状态变成长丝状,而ΔmrcB形态未发生明显变化。当mrcB基因回补后CTX诱导增强生物被膜形成能力以及长丝状形态变化得到恢复。3.其他头孢类药物诱导增强沙门菌生物被膜形成机制的初步探讨为探究其他头孢类药物在亚抑制浓度下对沙门菌是否也存在生物被膜诱导增强的现象以及参与作用的PBP类型,选取4种头孢类药物进行研究。亚抑制浓度药物诱导生物被膜形成试验表明,1/4 MIC头孢喹肟及1/8 MIC头孢吡肟可诱导WT生物被膜形成增强,而头孢噻呋及头孢他啶不存在诱导增强的现象;革兰氏染色观察,WT在头孢喹肟、头孢吡肟、头孢他啶作用下均呈长丝状变化,而头孢噻呋作用下保持短杆状。在1/8 MIC头孢吡肟的作用下,mrcB缺失后失去诱导生物被膜形成增强能力和长丝状形态变化,当mrcB基因回补后诱导增强生物被膜形成能力以及长丝状形态变化得到恢复。在1/4 MIC头孢喹肟的作用下,Δmrc A生物被膜形成能力未见明显增强,但细菌形态呈长丝状变化。总而言之,本研究结果表明,ail基因有助于增强沙门菌黏附能力和生物被膜形成,而mrcB基因编码的PBP1b是头孢噻肟和头孢吡肟的主要作用靶点,介导两种药物诱导下的细菌长丝状形态变化和生物被膜形成能力的增强,头孢喹肟存在不同于头孢噻肟的作用靶点和机制。

关键词：沙门菌生物被膜头孢噻肟亚抑制浓度青霉素结合蛋白

Frataxin介导的铁死亡在阿尔茨海默病细胞模型中的机制研究

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Frataxin介导的铁死亡在阿尔茨海默病细胞模型中的机制研究

作者：王梦冉宁夏医科大学

学位级别：硕士

目的在左旋-谷氨酸（L-Glutamaic acid,L-Glu）诱导人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）构建的阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）细胞模型中,明确FXN的表达情况,初步探讨铁死亡是否参与了其细胞死亡过程,进一步研究在AD细胞模型中FXN... 详细信息

目的在左旋-谷氨酸（L-Glutamaic acid,L-Glu）诱导人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）构建的阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）细胞模型中,明确FXN的表达情况,初步探讨铁死亡是否参与了其细胞死亡过程,进一步研究在AD细胞模型中FXN与铁死亡及线粒体功能相关机制的影响与作用,为基于抑制铁死亡的AD治疗机制提供可参考的实验室依据。方法1.以SH-SY5Y细胞为研究对象,分别使用不同浓度L-Glu诱导细胞24 h后,CCK-8法检测细胞活力,筛选出最佳L-Glu浓度构建AD细胞模型。将细胞分为:Control（正常对照组）、L-Glu（L-谷氨酸组）、Lentiviral Vector（正常对照组+FXN慢病毒空载组）、L-Glu+OE-FXN（L-谷氨酸+FXN过表达组）、L-Glu+Fer-1（L-谷氨酸+铁死亡抑制剂Fer-1组）;2.线粒体功能方面:通过荧光探针TMRE法检测线粒体膜电位（MMP）变化、透射电子显微镜观察细胞线粒体形态变化,以验证过表达FXN对AD细胞模型中线粒体功能的影响;3.铁死亡水平:通过荧光探针DHE法检测细胞内活性氧（ROS）变化、微量法检测还原型谷胱甘肽（GSH）以及脂质过氧化指标丙二醛（MDA）水平、铁离子比色法检测总铁离子及亚铁离子比色法检测二价铁离子浓度的变化,以明确L-Glu是否可诱导SH-SY5Y细胞发生铁死亡,过表达FXN及铁死亡抑制剂Fer-1是否可逆转上述指标;4.Western blot法及细胞免疫荧光法检测System Xc/GPX4通路中xCT及GPX4蛋白的表达情况,Western blot法检测铁死亡重要调控蛋白ACSL4、Tf R1的表达变化,进一步探讨过表达FXN介导AD细胞模型中铁死亡的可能发病机制。结果1.不同浓度L-Glu可显著减低SH-SY5Y细胞的存活率,并呈浓度依赖性降低,最终测得20 mmol/L L-Glu诱导SH-SY5Y细胞24 h后其生存率为54.6%左右,且在普通光学显微镜下观察到细胞形态发生明显变化,细胞突触变短或消失,细胞变小变圆。故将20 mmol/L L-Glu设为本研究后续实验最佳浓度,以制备AD细胞模型;2.在AD细胞模型中FXN的表达降低,使用慢病毒转染技术成功上调了FXN的表达;3.各检测指标Control组与Lentiviral Vector组相比均无统计学意义,考虑慢病毒空载体对SH-SY5Y细胞无明显功能影响;与Control组相比,L-Glu组MMP降低,透射电子显微镜观察到线粒体体积缩小,嵴变形、减小或消失,过表达FXN后MMP升高,线粒体形态明显改善,提示在AD细胞模型中出现线粒体功能损伤,过表达FXN可改善线粒体功能损害表现;4.L-Glu组ROS、MDA、铁离子浓度、Fe水平均升高,GSH降低,过表达FXN后GSH升高,ROS、MDA以及铁离子浓度和Fe水平均有所降低,给予铁死亡抑制剂Fer-1（10μmol/L）同样可逆转上述铁死亡相关指标,提示L-Glu可诱导SH-SY5Y细胞发生铁死亡,过表达FXN抑制了AD细胞模型中铁死亡的发生;在L-Glu组Western blot法检测铁死亡重要调控蛋白ACSL4、Tf R1表达均升高,Western blot法及细胞免疫荧光法检测System Xc/GPX4通路中xCT、GXP4蛋白表达均降低,过表达FXN及Fer-1干预后可逆转上述蛋白的表达。结论1.FXN在L-Glu诱导SH-SY5Y细胞构建的AD细胞模型中表达降低。2.过表达FXN可改善AD细胞模型中线粒体功能损伤。3.过表达FXN可能通过调控System Xc/GPX4通路,提高xCT、GPX4的表达提升抗氧化能力;通过抑制ACSL4的表达抑制脂质过氧化;通过抑制Tf R1的表达减少Fe的蓄积,从而抑制铁死亡并对AD细胞模型具有保护作用。

关键词：阿尔茨海默病 Frataxin 铁死亡线粒体功能 System Xc-/GPX4通路

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蜂窝网中基于频繁轨迹的越区切换算法研究

蜂窝网中基于频繁轨迹的越区切换算法研究

作者：王梦冉西南交通大学

学位级别：硕士

随着蜂窝无线通信技术的发展和业务需求的不断增长,小区制逐渐取代先前的大区制。在蜂窝移动通信系统中越区切换是保证通信能够正常进行的基本条件,移动通信最大的特点就是移动性。由于未来移动通信蜂窝小、越区切换频繁、用户数量规模... 详细信息

随着蜂窝无线通信技术的发展和业务需求的不断增长,小区制逐渐取代先前的大区制。在蜂窝移动通信系统中越区切换是保证通信能够正常进行的基本条件,移动通信最大的特点就是移动性。由于未来移动通信蜂窝小、越区切换频繁、用户数量规模大,移动环境下的通信研究已经成为当前的研究热点,因此移动环境下的越区切换方案研究具有重要的研究意义与应用价值。针对当前蜂窝网中越区切换存在问题,结合移动对象轨迹数据挖掘技术的发展提出了一种新的越区切换判决方案,其基本思想是：(1)利用数据挖掘技术从移动用户的大量历史轨迹数据中发现频繁轨迹;(2)在频繁轨迹集合的基础上产生相应的运动规则;(3)使用匹配策略预测移动对象的位置信息;(4)结合蜂窝网的覆盖情况,将预测结果应用于判决蜂窝网中移动通信的越区切换中。论文简要介绍了移动对象数据挖掘技术的发展与现状,总结了数据挖掘技术中关联规则挖掘典型算法的不足之处。结合移动对象数据独有的特征,将关联规则挖掘算法应用于移动对象频繁轨迹挖掘中,针对经典算法的不足给出改进算法描述并仿真实现改进算法在移动对象频繁轨迹挖掘中的应用,通过与经典算法的对比充分体现出改进算法在效率上的提高。接下来介绍了蜂窝移动通信系统相关的概念,分析了移动环境下实现不间断通信的关键技术,研究了频繁轨迹挖掘在移动对象位置预测中的应用,在改进算法的基础上,给出基于移动对象频繁轨迹的预测方案的模型和流程。针对当前蜂窝网中越区切换的现状,提出在基于预测方案的基础上实现越区切换的算法,给出蜂窝网中基于频繁轨迹的越区切换算法描述并对其和传统越区切换方案进行仿真比较,通过仿真结果展现本文提出的算法的优势所在。本文在总结前人研究成果的基础上提出蜂窝网中基于频繁轨迹的越区切换算法,仿真结果证明本文提出的算法成功的避免了越区切换过程中较频繁的“乒乓切换”问题,降低了误切换率,在一定程度上提高了通信质量,降低了通信代价。

关键词：数据挖掘频繁轨迹运动规则位置预测越区切换

纽马克交际翻译理论指导下《揭秘智慧城市》汉译实践报告

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纽马克交际翻译理论指导下《揭秘智慧城市》汉译实践报告

作者：王梦冉河北科技大学

学位级别：硕士

随着科技的进步和时代的发展,新技术层出不穷。智慧城市是互联网技术发展的产物,也是引领未来信息产业创新的关键战略性技术和手段。本实践报告选取Demystifying Smart Cities前两章作为翻译文本,选译的文本主要论述了智慧城市的未来形... 详细信息

随着科技的进步和时代的发展,新技术层出不穷。智慧城市是互联网技术发展的产物,也是引领未来信息产业创新的关键战略性技术和手段。本实践报告选取Demystifying Smart Cities前两章作为翻译文本,选译的文本主要论述了智慧城市的未来形态以及相关技术分析,具有重要的现实意义,希望对推动国内智慧城市的发展做出贡献。在交际翻译理论指导下,根据科技文本的语言特点,结合具体实例,本实践报告从词汇、语句、篇章这三个层面对文本进行分析。在词汇方面,缩略语运用列表法以提高翻译效率及翻译的一致性,采用直译、不译、类比生成的方法进行缩略语和术语的翻译,使译文更具可读性;在句法层面,采用顺译、省译、被动转主动和增加连接词的方法解决科技英语中大量的被动句及长难句的问题,使句子更加通顺易懂;在语篇层面,采用意译、顺译、省译、分译、增译衔接词的方法解决语篇的衔接和连贯的问题,使译文更加具有逻辑性,更加符合读者的阅读习惯。通过此次翻译实践,作者深入学习了交际翻译理论及翻译技巧在科技文本中的应用,总结出科技文本翻译的重点和难点,希望本实践报告为今后同类文本翻译提供一定的借鉴和参考。

关键词：科技英语翻译交际翻译理论翻译方法

一类分数阶Sturm-Liouville型特征值问题的研究

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一类分数阶Sturm-Liouville型特征值问题的研究

作者：王梦冉山东大学

学位级别：硕士

Sturm-Liouville问题研究了Sturm-Liouville算子的特征值以及按照特征函数的展开,它与量子力学理论的建立密不可分。在日常生产生活的各个领域均具有十分广泛的应用,许多日常生活中出现的实际问题它们的解决方法都可以转化为对Sturm-Lio... 详细信息

Sturm-Liouville问题研究了Sturm-Liouville算子的特征值以及按照特征函数的展开,它与量子力学理论的建立密不可分。在日常生产生活的各个领域均具有十分广泛的应用,许多日常生活中出现的实际问题它们的解决方法都可以转化为对Sturm-Liouville问题特征值与特征函数以及微分方程性质的研究,通过研究结果我们可以预测实际问题中系统过程的某些特性,这为实际应用问题的解决做出了巨大贡献。分数阶微积分可以说是由整数阶微积分一步步推广得到的,它们的产生与发展不尽相同但又密不可分。伴随着多年以来的研究发现,分数阶微积分在我们所熟知的诸多领域愈发重要,其优良的实用性被广大学者不断发掘出来。正是因为这些应用背景的不断扩大,该领域才成就了如今的迅猛发展。它往往会提供一些实用性较强的思路与方法去解决微分方程和积分方程问题,为我们的科研创新做出杰出的贡献。在分数阶微积分不断壮大发展的过程中,人们同样关注到了分数阶微分方程。分数阶微分方程是指带有分数阶导数的方程,它最早应用于物理学、生物学、化学、经济金融等相关领域,它是自然问题产生的大量数学模型中非局部特性表现的代表,因此在当今的社会其应用范围十分广泛。本文研究了一类同时带有左、右Riemann-Liouville分数阶导数与左、右Riemann-Liouville分数阶积分的分数阶Sturm-Liouville型特征值问题:#12此问题来源于非局部力学中的控制平衡方程,与实际问题联系紧密。文章的主要研究工作结构安排如下:第二章:介绍了左、右Riemann-Liouville分数阶积分和左、右Riemann-Liouville分数阶导数的定义与相关性质,二阶微分方程其特征值理论以及几个重要的定理。第三章:证明得到了当0＜α＜1/2时,文章研究的分数阶Sturm-Liouville型特征值问题具有有限重的实特征值且为可数多个,对应的特征函数在Hilbert空间中能够构成完备的正交系,最终我们还推导出了特征值的下界。第四章:为了推导出特征值几何重数相关的定量结论,构建了初值问题:#12讨论此初值问题解的唯一性结论,最终证明得到特征值的几何重数是单的。文章的最后,针对本文结论进行总结与梳理,并且提出3个可以继续研究的内容。本文的创新与难点在于研究了一类同时带有左、右分数阶导数与积分的二阶微分方程特征值理论,建立了特征值的实值性、可数性、几何重数问题和特征函数的完备性、正交性等结论。此类问题破坏了初值问题解的唯一性,且无法直接应用Laplace变换,经典的局部分析方法等进行研究求解,因此,本文中我们使用了算子理论去求解我们的问题。

关键词：分数阶Sturm-Liouville型特征值问题分数阶微分方程 Riemann-Liouville分数阶导数 Riemann-Liouville分数阶积分分数阶Sturm-Liouville型初值问题

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基于高光谱技术的细菌生物被膜分类检测

华中农业大学学报 2023年第3期42卷 241-249页

作者：牛晓虎冯耀泽鲍雪崔恒洁王梦冉岑晓旭孙光全华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备实验室武汉430070 中国农业科学院深圳农业基因组研究所深圳518000 华中农业大学动物科学技术学院、动物医学院武汉430070

针对现有生物被膜检测方法耗时、费力、低效的问题,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌为例,研究荧光高光谱技术对不同细菌生物被膜进行种类识别和成膜能力评价的可行性。采集细菌生物被膜样本荧光高光谱图像,并基于5种方法预处理后... 详细信息

针对现有生物被膜检测方法耗时、费力、低效的问题,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌为例,研究荧光高光谱技术对不同细菌生物被膜进行种类识别和成膜能力评价的可行性。采集细菌生物被膜样本荧光高光谱图像,并基于5种方法预处理后的光谱数据建立支持向量机分类(support vector classification machine,SVC)和偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis model,PLS-DA)细菌被膜分类检测模型。利用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)、竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)分别提取特征波长并建立相应简化模型。结果显示:细菌生物被膜种类识别全波长和特征波长模型中SVC性能均优于PLS-DA,最优模型为None-SPA-SVC,校正集和预测集分类准确率均为96.67%。在细菌生物被膜成膜能力的全波长模型分类判别中,SVC算法整体上分类准确率优于PLS-DA;对于简化模型,最优模型为SPA-SVC,校正集和预测集分类准确率分别为100.00%和96.67%。研究结果表明,高光谱技术可以对细菌生物被膜种类及生物被膜的成膜能力进行有效、快速、准确地分类。

关键词：高光谱技术生物被膜成膜能力偏最小二乘分类支持向量机分类

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基于消息队列遥测传输的智能书包设计

山西电子技术 2023年第6期 45-47,89页

作者：林兴亮杨潞霞叶添王梦冉太原师范学院计算机科学与技术学院山西晋中030619

为适应社会的智能信息化发展,提高学生学习效率,增强学生安全防护,进行了智能书包的设计。设计以STM32为主控模块,集成SIM通信及定位模块、无线射频模块、多传感器融合模块、显示模块,通过电路设计以及软件编程实现书本检测、位置及健... 详细信息

为适应社会的智能信息化发展,提高学生学习效率,增强学生安全防护,进行了智能书包的设计。设计以STM32为主控模块,集成SIM通信及定位模块、无线射频模块、多传感器融合模块、显示模块,通过电路设计以及软件编程实现书本检测、位置及健康信息监测、实时定位和紧急呼救功能。基于消息队列遥测传输协议,实现书包的超长距离通信传输,并搭建与设计应用层管理平台,进一步实现服务器消息的存储转发以及应用层可视化功能。对本设计实现的原理机进行测试,表明本设计可使书包实现书本检测、学生健康情况上报等智能化功能,同时具有易于集成、系统稳定、操作简单等特点。

关键词： STM32 GSM通信远程通信消息队列遥测传输协议无线射频识别

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一种基于可拓学的电子商务内容推荐算法研究

运筹与管理 2018年第6期27卷 75-81页

作者：崔春生王梦冉王国成北京物资学院信息学院北京101149 中国社会科学院数量经济与技术经济研究所北京100010

为研究电子商务内容推荐算法,论文从电子商务推荐系统中的瓶颈问题——相似度计算出发,借助可拓学的方法进行分析。论文将可拓学中基元的表示方法引入推荐算法中,并采用关联函数和可拓距的思想,实现了产品的表示和相似度计算,进而得到... 详细信息

为研究电子商务内容推荐算法,论文从电子商务推荐系统中的瓶颈问题——相似度计算出发,借助可拓学的方法进行分析。论文将可拓学中基元的表示方法引入推荐算法中,并采用关联函数和可拓距的思想,实现了产品的表示和相似度计算,进而得到了一种新的内容推荐算法。然后通过实例分析对算法进行验证,确认了方法的可靠性和有效性。论文的研究将可拓学思想引入到推荐算法中,这对可拓思想的应用以及推荐算法的实现都起到了有益的作用。

关键词：可拓学推荐系统内容推荐算法