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基于改进YOLO v7轻量化模型的自然果园环境下苹果识别方法

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农业机械学报 2024年第3期55卷 231-242,262页

作者：张震周俊江自真韩宏琪南京农业大学工学院南京210031

针对自然果园环境下苹果果实识别中,传统的目标检测算法往往很难在检测模型的检测精度、速度和轻量化方面实现平衡,提出了一种基于改进YOLO v7的轻量化苹果检测模型。首先,引入部分卷积(Partial convolution, PConv)替换多分支堆叠模块... 详细信息

针对自然果园环境下苹果果实识别中,传统的目标检测算法往往很难在检测模型的检测精度、速度和轻量化方面实现平衡,提出了一种基于改进YOLO v7的轻量化苹果检测模型。首先,引入部分卷积(Partial convolution, PConv)替换多分支堆叠模块中的部分常规卷积进行轻量化改进,以降低模型的参数量和计算量;其次,添加轻量化的高效通道注意力(Efficient channel attention, ECA)模块以提高网络的特征提取能力,改善复杂环境下遮挡目标的错检漏检问题;在模型训练过程中采用基于麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm, SSA)的学习率优化策略来进一步提高模型的检测精度。试验结果显示:相比于YOLO v7原始模型,改进后模型的精确率、召回率和平均精度分别提高4.15、0.38、1.39个百分点,其参数量和计算量分别降低22.93%和27.41%,在GPU和CPU上检测单幅图像的平均用时分别减少0.003 s和0.014 s。结果表明,改进后的模型可以实时准确地识别复杂果园环境中的苹果,模型参数量和计算量较小,适合部署于苹果采摘机器人的嵌入式设备上,为实现苹果的无人化智能采摘奠定了基础。

关键词：苹果识别自然果园环境 YOLO v7 PConv 高效通道注意力机制麻雀搜索算法

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TFEB activator 1增强小胶质细胞中β淀粉样蛋白寡聚体的自噬降解

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生理学报 2024年第3期76卷 365-375页

作者：解雨琪朱俐王雪婷南通大学特种医学研究院南通226019

本文旨在研究TFEB activator 1(TA1)改善小胶质细胞自噬降解β淀粉样蛋白寡聚体(oligomeric amyloid-β,oAβ)的机制,探讨TA1对于阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)体外小胶质细胞模型的治疗效果。在体外培养的原代小胶质细胞中,... 详细信息

本文旨在研究TFEB activator 1(TA1)改善小胶质细胞自噬降解β淀粉样蛋白寡聚体(oligomeric amyloid-β,oAβ)的机制,探讨TA1对于阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)体外小胶质细胞模型的治疗效果。在体外培养的原代小胶质细胞中,分别给予oAβ(1μmol/L)处理0、3、12、24 h,或以oAβ(1μmol/L)和TA1(1μmol/L)联合处理细胞12 h后,巴弗洛霉素A1(100 nmol/L)继续处理细胞1 h。采用荧光示踪法检测小胶质细胞内吞或降解oAβ1-42的水平;采用mCherry-EGFP-LC3的慢病毒转染原代小胶质细胞,检测自噬通量的变化;利用免疫荧光法检测oAβ1-42与溶酶体相关膜蛋白1(lysosome-associated membrane protein 1,LAMP1)或微管相关蛋白轻链3(microtuble-associated protein light chain 3,LC3)的共定位、TFEB核表达及自噬小体数量的变化;采用qRT-PCR法检测自噬基因Lamp1、Atg5、Map1lc3b的表达变化。结果显示:长时程oAβ暴露后,小胶质细胞内吞与降解oAβ的能力明显下降,细胞内自噬小体数量及自噬通量降低,自噬调节因子TFEB的核表达降低,自噬基因表达降低,引发oAβ的自噬降解受损;给予上述细胞TA1治疗后,可观察到TFEB的核表达明显上调,细胞内自噬基因表达上调,自噬通量恢复,小胶质细胞内吞与降解oAβ的能力得到明显恢复。因此,TA1可以通过上调小胶质细胞TFEB介导的自噬,改善AD小胶质细胞清除oAβ的能力,提示TA1可作为治疗AD的潜在药物。

关键词： TFEB activator 1 β淀粉样蛋白寡聚体小胶质细胞自噬

基于模块化思想的LCC-HVDC改进小信号建模及交互稳定性分析

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 84-94页

作者：王顺亮刘海军谢洋马俊鹏李永琪焦宁刘天琪四川大学电气工程学院四川成都610065

随着电网换相型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current, LCC-HVDC)技术的广泛应用,交直流混联电力系统的交互稳定性问题日益突出。首先基于状态空间平均法建立了考虑非线性换相重叠动态过程的LCC... 详细信息

随着电网换相型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current, LCC-HVDC)技术的广泛应用,交直流混联电力系统的交互稳定性问题日益突出。首先基于状态空间平均法建立了考虑非线性换相重叠动态过程的LCC换流器传递函数模型。为适应愈加复杂的直流输电系统建模,提出利用模块化思想分别建立LCC-HVDC各子系统小信号模型,并推导了能反映交直流系统和换流器之间电气耦合特性的接口矩阵实现子系统连接,从而模块化建立精确且易于扩展的计及控制链路延时和锁相环输出相位波动的双端LCC-HVDC系统改进小信号模型。最后分析了控制系统参数和控制链路延时对系统小干扰稳定性的影响以及失稳模态的主导因素,揭示了双端LCC-HVDC系统交直流混合谐振机理及送受端交互影响具体过程。研究结果可以为系统参数设计、谐振抑制措施提供理论基础。

关键词： LCC-HVDC 状态空间模型模块化控制链路延时谐振影响因素

GNSS-IR潮位反演中高仰角数据质量控制方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 68-76页

作者：赵涛叶世榕罗歆琪夏朋飞武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

全球导航卫星系统干涉反射测量(global navigation satellite system-interferometric reflectometry,GNSS-IR)技术可利用信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)数据包含的多路径信息反演潮位,但通常需限制仰角范围,导致可用数据量少以及时间分辨率不足。针对上述问题,提出一种数据质量控制方法,重构SNR残差序列获得仅受多路径影响的SNR序列,再设计并训练Transformer神经网络模型对数据进行分类,在潮位反演前筛除无效SNR数据,将高仰角数据纳入可用范围。实验表明,该方法可大幅度提升高仰角数据有效率,将反演站点的可用数据仰角范围扩展至5°~30°,从而显著提升可用数据量和潮位反演值的时间分辨率,对利用GNSS-IR技术的海啸、风暴潮实时监测等应用和长期海平面变化等海洋研究具有重要意义。

关键词： GNSS干涉反射测量潮位监测 Transformer模型数据质量控制高仰角

图案化微米线阵列Nafion膜制备及燃料电池性能

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化工进展 2024年第1期43卷 320-327页

作者：李蕴琪谢函霏崔丽瑞卢善富北京航空航天大学能源与动力工程学院仿生能源材料与器件北京市重点实验室北京100191 国家电投集团氢能科技发展有限公司北京102209

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)中商业Nafion膜的平整表面结构造成膜和催化层界面接触面积偏小,Pt基催化剂利用率低,仅有25%~35%。为了提高催化层中Pt利用率,本工作以荷叶表面自然生长的乳突结构为模板,采用PDMS铸模剂复刻荷叶表面微观结构... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)中商业Nafion膜的平整表面结构造成膜和催化层界面接触面积偏小,Pt基催化剂利用率低,仅有25%~35%。为了提高催化层中Pt利用率,本工作以荷叶表面自然生长的乳突结构为模板,采用PDMS铸模剂复刻荷叶表面微观结构,再将图案化纹理结构精确转印到Nafion膜表面,分别构筑了平均直径为(5.89±1.45)μm和(6.95±1.70)μm的微米线阵列结构。用图案化Nafion膜组装的单电池性能显著提升,最大功率密度由0.625W/cm^(2)提升至0.757W/cm^(2)。通过构建图案化结构能增强Nafion膜表面疏水性,强化传质效率,降低膜电极反应电阻和内阻。通过循环伏安曲线考察了Nafion膜上微米线阵列结构对Pt催化剂利用率的影响,Pt基催化剂的电化学活性面积(ECSA)结果提高了151%,Pt利用率提高至43.4%。在Nafion膜表面构筑微米线阵列有利于形成电子/质子/反应物的三相反应界面,改善质子交换膜与催化层间界面结构,显著提升了Pt利用率。

关键词： Nafion膜微米线阵列传质强化燃料电池

基于GA-BP神经网络的多层多道焊工艺预测及优化

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焊接学报 2024年第5期45卷 29-37页

作者：王天琪孟锴权王传睿天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

针对目前多层多道焊工艺参数的选择问题,利用遗传算法(genetic algorithm, GA)对BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)进行优化,提出多层多道焊成形预测及焊接工艺参数优化方法,旨在为工艺参数选取提供有效指导,提高焊接... 详细信息

针对目前多层多道焊工艺参数的选择问题,利用遗传算法(genetic algorithm, GA)对BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)进行优化,提出多层多道焊成形预测及焊接工艺参数优化方法,旨在为工艺参数选取提供有效指导,提高焊接生产效率及焊接质量.首先通过分析多层多道焊图像,提出采用三次样条插值法与自适应分段法进行特征点识别,然后根据焊接顺序、焊道工艺建立焊接过程各焊道横截面积形状预测模型,运用解析法进行焊接工艺参数预测,进一步结合不同焊道工艺参数优选原则,采用改进神经网络进行焊接工艺参数优化,从而建立具有实时性的焊接工艺参数与焊缝轮廓关系模型.结果表明,该方法对多层多道焊中各焊道焊接工艺参数提供有效预测,试验结果满足实际需求,对提高焊接产品质量、简化焊接工艺参数选取具有实际意义.

关键词：工艺参数优化图像处理解析法预测神经网络优化

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基于引力模型的城市外部经济环境影响分析

电子科技大学学报 2024年第1期53卷 129-143页

作者：周天鸿韩筱璞李睿琪杭州师范大学阿里巴巴复杂科学研究中心杭州311121 北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

作为现代经济增长的重要引擎,城市发展同时受到其内部动力学机制与城市间交互影响的驱动与制约。文章从经济连接性角度出发,基于引力模型的理论假设来近似定义各个城市所受到的来自其他城市的影响,构建出同城市自身经济没有直接关系的... 详细信息

作为现代经济增长的重要引擎,城市发展同时受到其内部动力学机制与城市间交互影响的驱动与制约。文章从经济连接性角度出发,基于引力模型的理论假设来近似定义各个城市所受到的来自其他城市的影响,构建出同城市自身经济没有直接关系的指标——“外部影响场强”来刻画影响城市发展的外部经济环境。一个城市所受的外部影响总场强F和该场强来源分布的Zipf指数α强烈正相关于该城市自身的经济规模,而城市经济总量的增长中超过50%比例可以被F和α的变化所描述,揭示出城市外部经济环境的变化对城市经济发展的强烈影响。通过分析F和α等指标的空间自相关性及其变化趋势,观察到不同层级的城市的局部空间自相关性变化趋势呈现显著的异质性,高层级城市趋向增强,而低层级城市趋于减弱;对比不同行政区的城市在局部空间自相关性变化趋势上的差异,发现人口较少、经济体量较小的行政区往往更倾向于集中发展少数城市。以上结果显示出,外部影响场强作为一个同城市自身经济无直接关系的指标,能够有效分离城市发展中所受到的内外部影响,深化对城市自身发展与其他城市的经济互动之间的关系的认知。

关键词：城市发展引力模型外部影响场强空间自相关性

HAN基电控固体推进剂电化学性能对燃烧性能的影响

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固体火箭技术 2024年第3期47卷 341-347页

作者：郭昊琪杨玉林哈尔滨工业大学化工与化学学院哈尔滨150001

硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂是一种以HAN为主要氧化剂的新型智能推进剂,通过外加电源控制其燃烧速率与启停。为探索电化学性能与燃烧性能间的关系,在研究推进剂的离子迁移率、过电位的变化规律的基础上,将其与推进剂的点火电压、点... 详细信息

硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂是一种以HAN为主要氧化剂的新型智能推进剂,通过外加电源控制其燃烧速率与启停。为探索电化学性能与燃烧性能间的关系,在研究推进剂的离子迁移率、过电位的变化规律的基础上,将其与推进剂的点火电压、点火延迟进行关联。研究发现,推进剂在外加低电压(1.6~2.8 V)刺激下,离子迁移率与电压大小正相关,推进剂基体的改良在提高离子迁移率方面的效果大于离子掺杂。在燃烧性能方面,离子迁移率影响点火电压,过电位决定点火延迟;离子迁移率越高,点火时,推进剂的电流密度与反应活性越高;当迁移率由0.09 mm^(2)·s^(-1)·V^(-1)升高至0.16 mm^(2)·s^(-1)·V^(-1)时,点火电压由210 V降至70 V,有利于拓宽电控固体推进剂的应用范围;点火电压一定时,推进剂过电位越小,电分解速率越大,点火延迟越小,当过电位由0.67 V降至0.51 V时,点火延迟由1.68 s降至0.31 s,有利于推进剂满足快速响应的战略需求。

关键词：电控固体推进剂硝酸羟胺离子迁移率过电位电控燃烧

舌鳞状细胞癌根治性切除术后患者预后预测列线图的构建与验证

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北京大学学报（医学版） 2024年第1期56卷 120-130页

作者：苏俊琪王晓颖孙志强北京大学口腔医学院·口腔医院检验科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心北京100081 北京大学口腔医学院·口腔医院病案管理科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心北京100081

目的:评估术前炎症生物标志物、预后营养指数和临床病理特征对舌鳞状细胞癌(tongue squamous cell carcinoma,TSCC)患者行根治性切除术后生存结局的预后价值,并以此构建患者预后预测列线图模型。方法:回顾性收集2017年1月至2018年7月于... 详细信息

目的:评估术前炎症生物标志物、预后营养指数和临床病理特征对舌鳞状细胞癌(tongue squamous cell carcinoma,TSCC)患者行根治性切除术后生存结局的预后价值,并以此构建患者预后预测列线图模型。方法:回顾性收集2017年1月至2018年7月于北京大学口腔医院接受根治性肿瘤切除术的297例TSCC患者的病例资料,随机按照7∶3比例分为训练集和验证集。分析患者术前全身炎症反应标志物中性粒细胞/淋巴细胞比率(neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR)、淋巴细胞/单核细胞比率(lymphocyte-to-monocyte ratio,LMR)、血小板/淋巴细胞比率(platelet-to-lymphocyte ratio,PLR)、系统免疫炎症指数(systemic immune-inflammation index,SII)、系统性炎症评分(systemic inflammation score,SIS)及预后营养指数(prognostic nutritional index,PNI)与TSCC患者术后总生存期(overall survival,OS)和疾病特异性生存期(disease-specific survival,DSS)的相关性。使用X-tile软件确定连续变量的最佳截断值作为分界点。采用Kaplan-Meier生存分析和多变量Cox回归模型分析影响TSCC患者的独立预后预测因素,据此构建OS和DSS的生存相关列线图预测模型,通过训练集和验证集进行模型内部交叉验证和外部验证,具体通过一致性指数、时间依赖性受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线、曲线下面积(area under the curve,AUC)、校准曲线和决策曲线分析对列线图的准确性进行验证。结果:单因素Cox回归分析显示,TNM分期、T分期、N分期、分化程度、侵袭深度(depth of invasion,DOI)、肿瘤直径和治疗前PNI水平为影响TSCC预后危险因素;多因素Cox回归分析显示,治疗前PNI水平、N分期、DOI和肿瘤直径为患者5年OS或DSS的独立预后因素(P2.4 cm与较差的5年OS显著相关,而N分期≥1、PNI≤50.65、肿瘤直径>3.4 cm与较差的5年DSS显著相关。基于独立预后因素构建的TSCC术后患者OS和DSS的列线图预测模型的一致性指数分别为0.708(95%CI,0.625~0.791)和0.717(95%CI,0.600~0.834),验证集验证结果显示,OS和DSS列线图预测模型的一致性指数为0.659(95%CI,0.550~0.767)和0.780(95%CI,0.669~0.890)。OS列线图模型和DSS列线图模型的1年、3年和5年的时间依赖性ROC分析(AUC分别为0.66、0.71、0.72和0.68、0.77、0.79)表明模型具有稳定的判别能力。校准曲线显示OS和DSS预测估值与实际观察值之间具有良好的一致性,决策曲线分析反映模型具有较好的临床应用价值。结论:治疗前PNI、N分期、DOI和肿瘤直径可能对TSCC患者的OS和DSS有可靠的预测价值,基于这些参数构建的预后预测列线图在预测TSCC根治性切除术后患者的OS和DSS方面表现出良好的准确性和有效性,是评估生存结局的有效工具,有助于选择有针对性的联合治疗来改善患者预后。

关键词：舌鳞状细胞癌预后营养指数预后预测模型总生存期疾病特异性生存期列线图