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非负矩阵分解算法的改进及应用

非负矩阵分解算法的改进及应用

作者：蒋娇娇北京工业大学

学位级别：硕士

在科技飞速发展的现代,海量数据处理已经是现代科学研究的重要课题,尤其表现在机器学习,数据挖掘,图像信号处理等领域.负矩阵分解(NonnegativeMatrix Factorization, NMF)所要解决的正是这样海量数据处理的问题.本文从三个方面对非负矩... 详细信息

在科技飞速发展的现代,海量数据处理已经是现代科学研究的重要课题,尤其表现在机器学习,数据挖掘,图像信号处理等领域.负矩阵分解(NonnegativeMatrix Factorization, NMF)所要解决的正是这样海量数据处理的问题.本文从三个方面对非负矩阵分解算法进行了改进,并对其在各方面的应用进行了研究.首先,本文将一般的NMF问题转化适于用信赖域方法求解的最优化问题,导出求解NMF的一般方法.接着将这种方法应用到各种具体的非负矩阵分解模型下,包括KL散度, DKL散度,α散度和β散度模型,验证了方法的稳健性和拓展性.并通过在盲信号分离问题中的实验验证了方法的稳健性和拓展性.其次,本文提出并研究了一类新的投影非负矩阵分解(Projective Nonnega-tive Matrix Factorization, PNMF): Bregman散度下的PNMF,并给出了一般形式下的乘法迭代格式. Bregman散度是一类广泛应用于机器学习和数据挖掘的度量形式. PNMF是传统非负矩阵分解的一种改进形式,具有计算量小,结果更加稀疏的特点.本文将Bregman散度应用到PNMF中,实验结果表明Bregman散度下的PNMF得到的结果更加稀疏,局部性更强,具有较强的正交性.最后,本文提出了一种基于不动点迭代的方法求解稀疏非负矩阵分解(Sparse Nonnegative Matrix Factorization, SNMF)问题.首先研究了稀疏最小二乘问题(Least Square Problem, LSP)并给出了一种基于不动点迭代的算法求解LSP问题,证明了这种算法的稳定性和收敛性.进一步地,将这种算法应用到SNMF问题中,并给出了一种求解SNMF的一种快速方法,实验结果表明本文提出的算法收敛速度快,而且得到的解具有较强的稀疏性和较高的质量.

关键词：非负矩阵分解投影非负矩阵分解盲信号分离局部特征提取 Bregman散度稀疏信号重构不动点迭代

牛传染性鼻气管炎病毒的分离鉴定及灭活疫苗候选毒株的筛选

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牛传染性鼻气管炎病毒的分离鉴定及灭活疫苗候选毒株的筛选

作者：蒋娇娇西南民族大学

学位级别：硕士

牛传染性鼻气管炎病毒（Bovine infectious rhinotracheitis virus,IBRV）是引起牛呼吸道疾病综合征（Bovine respiratory disease complex,BRDC）和繁殖障碍性疾病及免疫抑制病的主要病原之一,对养牛业危害巨大。近年来,IBRV在我国的... 详细信息

牛传染性鼻气管炎病毒（Bovine infectious rhinotracheitis virus,IBRV）是引起牛呼吸道疾病综合征（Bovine respiratory disease complex,BRDC）和繁殖障碍性疾病及免疫抑制病的主要病原之一,对养牛业危害巨大。近年来,IBRV在我国的流行趋势逐渐升高,本研究目的是调查国内IBRV分子流行病学情况,分离IBRV毒株并研制灭活疫苗,对其免疫效果进行评价,取得以下成果:1.17省份肉牛/牦牛IBRV分子流行病学调查2020年6月-2022年12月本实验室采集17个省份暴发BRDC的51个肉牛/牦牛场的深部鼻腔棉拭子859份,肺脏组织48份;采集2个省份暴发繁殖障碍性疾病的3个肉牛/牦牛场的流产阴道拭子30份,胎盘组织1份。采用PCR方法检测样本中IBRV阳性率,结果显示,IBRV在肉牛中的检出率为14%（112/800）,在牦牛中的检出率为39.9%（55/138）,其中深部鼻腔棉拭子中IBRV阳性率为15.37%,肺脏组织中IBRV阳性率为52.08%,流产阴道拭子中IBRV阳性率为30%,1份胎盘组织IBRV检测为阳性。进一步成功扩增11个省份的13条g B基因和8个省份的10条g C基因,依据g B和g C基因的进化树和氨基酸位点差异,得出目前国内所流行毒株为IBRV-1.2亚型毒株。经过与Gen Bank中所登录的IBRV g B基因序列和g C基因序列比对,发现在我国流行的IBRV-1.2毒株的g B蛋白的79位氨基酸由Gln（谷氨酸）突变为Lys（赖氨酸）,g C蛋白的341位点氨基酸由Thr（苏氨酸）突变为Ala（丙氨酸）,352位点的氨基酸由Asp（天冬氨酸）突变为Glu（谷氨酸）。本研究证明IBRV-1.2亚型毒株在国内肉牛/牦牛场中流行,且对生殖系统造成严重危害,丰富了国内IBRV分子流行病学资料,为IBRV的防控提供了参考。***分离鉴定及部分生物学特性研究挑选4份牦牛源和4份肉牛源IBRV阳性样本,采用MDBK细胞进行分离,经PCR、鉴别免疫荧光、电镜鉴定,成功分离到2株牦牛源毒株和4株肉牛源毒株,分别命名为IBRV/2022/SCLT24株（牦牛）、IBRV/2022/SCLT25株（牦牛）、IBRV/2022/SC37株（肉牛）、IBRV/2022/SC22株（肉牛）、IBRV/2022/NMG19株（肉牛）、IBRV/2022/NMG39株（肉牛）。经过空斑纯化得到3株毒株,分别为:IBRV/2022/SCLT24株、IBRV/2022/SC37株、IBRV/2022/NMG19株。通过免疫家兔,测抗体血清的中和效价,得出IBRV/2022/SC37毒株的免疫原性较好。将IBRV/2022/SC37株以5个TCID/兔的剂量通过滴鼻的方式感染新西兰大耳家兔,家兔在攻毒24 h开始打喷嚏、鼻腔分泌物增多,呈透明样;在第5 d症状最为明显,家兔鼻腔分泌物由透明色转为乳白色;在第7 d家兔开始出现转归。分别在第3 d、5 d、7 d、9 d、11 d对3只攻毒组家兔和1只对照组家兔进行解剖,发现攻毒组家兔的肺部存在以出血点为主的不同程度病变,鼻腔存在粘液堵塞现象,对照组未见明显病变。通过荧光定量PCR方法对家兔的组织器官进行检测,在大脑、小脑、鼻甲骨等组织中均可检测到IBRV,但在肺脏、鼻甲骨和第3 d、5 d剖检的睾丸中的含量最高。结合病理切片和免疫组化结果,显示IBRV/2022/SC37株可在鼻甲骨、肺脏和睾丸中增殖。本实验成功筛选出致病性强、免疫原性好的IBRV-1.2亚型毒株,并成功在新西兰大耳家兔上建立动物模型,为后续疫苗研发奠定基础。***灭活疫苗的制备及免疫效果评价选取在接种18 h收取病毒液制备抗原,选择β-丙内酯作为灭活剂。经过对灭活条件的优化,结果显示终浓度为0.2%的β-丙内酯灭活18 h可将病毒完全灭活。Montanide ISA 206佐剂与病毒液以1:1的比例混合制备灭活疫苗,该灭活疫苗的稳定性检验、无菌检验及安全性检验均符合标准。以1 m L抗原/只对新西兰大耳家兔进行皮下注射,间隔14 d后进行第二次免疫,二次免疫14 d后进行攻毒实验并观察14 d。结果显示,在观察期间,免疫组家兔均未出现临床症状,对照组家兔在攻毒2 d开始出现临床症状,在5 d时,对照组家兔全部发病,免疫保护率为100%（5/5）。病理切片和免疫组化结果进一步证明了该疫苗具有良好的保护作用。按照以上免疫程序,免疫IBRV/2022/SC37株灭活疫苗及IBRV商品疫苗,每7 d采集家兔血清,采集至49 d。通过中和实验测定血清中抗体消长情况,结果显示,家兔接种IBRV/2022/SC37株灭活疫苗后,中和抗体维持较高的效价水

关键词： IBRV-1.2 分子流行分离鉴定家兔灭活疫苗

沼渣-含油岩屑残渣共热解制备生物炭及其对镉的吸附机制

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沼渣-含油岩屑残渣共热解制备生物炭及其对镉的吸附机制

作者：蒋娇娇重庆大学

学位级别：硕士

餐厨垃圾的厌氧消化处理会产生大量的固体残余物——沼渣,沼渣的后续处理处置成为厌氧消化产业的制约瓶颈。为保障我国的能源安全,页岩气的探勘开发成为热点领域,但开采过程产生的含油岩屑经热解回收油品后仍会遗留大量热解残渣,限制了... 详细信息

餐厨垃圾的厌氧消化处理会产生大量的固体残余物——沼渣,沼渣的后续处理处置成为厌氧消化产业的制约瓶颈。为保障我国的能源安全,页岩气的探勘开发成为热点领域,但开采过程产生的含油岩屑经热解回收油品后仍会遗留大量热解残渣,限制了页岩气行业的绿色可持续发展。为解决上述问题,本研究以餐厨垃圾厌氧消化沼渣与页岩气开采区含油岩屑热解残渣为原材料,开展了共热解生物炭的制备及其对重金属Cd的吸附机制研究。通过沼渣生物炭及共热解生物炭的理化特性分析、微观形貌表征、吸附性能评估、吸附动力学/热力学模型拟合、吸附机理类型识别、重金属形态分析,得到如下主要结论:(1)沼渣生物炭性质主要受热解温度的影响,恒温时间在慢速热解制炭中对生物炭影响不大。沼渣生物炭产率随着热解温度的升高而下降,产率的变化趋势与沼渣热失重特性密切相关,随着热解温度从400℃升高到700℃,产率由54.75±3.18%降至42.93±0.21%。沼渣生物炭表面官能团种类和数量随着热解温度的变化而变化,酸性含氧官能团(羧基(-COOH)、羰基(C=O)、羟基(-OH)等)随着热解温度升高而逐渐减少。沼渣生物炭p H随热解温度升高不断增大,沼渣中挥发组分的分解、灰分的增加及酸性含氧官能团的减少是沼渣生物炭碱性变强的重要原因。(2)热解温度和热解残渣添加量共同影响着共热解生物炭的理化性质。共热解生物炭灰分含量随着热解温度和热解残渣添加量的增加而增加,挥发分含量变化趋势正好相反,p H随热解温度的升高而增加。相较于沼渣生物炭,共热解生物炭对溶液中重金属Cd(Ⅱ)有着较好的吸附能力,吸附量可高达47.8±0.37 mg/g,提升幅度达53.92%。共热解生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附能力同热解温度和热解残渣添加量密切相关:热解温度较低(450℃、500℃)时,低添加量(5%、10%)可提高沼渣生物炭的Cd(Ⅱ)吸附能力,热解温度较高(600℃、700℃)时,高热解残渣添加量(30%、50%)可提高沼渣生物炭对Cd(Ⅱ)吸附能力。(3)基于吸附性能所选择的三种典型共热解生物炭(B400-90-50、B450-90-5、B600-90-10)对Cd(Ⅱ)的吸附动力学更符合准二级动力学模型,相关性系数分别为0.9919,0.9964和0.9993,吸附过程以化学吸附为主。Langmuir等温模型能对B400-90-50、B450-90-5和B600-90-10吸附过程进行较好拟合,拟合系数分别为0.9863、0.9261和0.9355,理论最大吸附量分别为30.40 mg/g,61.46 mg/g和51.95 mg/g。在设定吸附温度下,三种典型共热解生物炭的Cd(Ⅱ)吸附过程的ΔG为负值,ΔH和ΔS为正值,表明其对Cd(Ⅱ)吸附过程是自发进行的吸热反应。(4)在三种典型共热解生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附过程中,各吸附机理的贡献排序依次为:矿物沉淀作用(Q)>阳离子交换作用(Q)>其他吸附作用(Q)>官能团络合作用(Q)。脱矿实验表明,对Cd(Ⅱ)的吸附主要与生物炭中的矿物含量有关,矿物作用对三种生物炭的Cd(Ⅱ)吸附量贡献率分别为91.53%、89.44%和92.21%。Cd的形态分析表明,其在生物炭上吸附形态主要为酸溶态(74.02%、54.89%、64.55%)和可还原态(25.77%、44.28%、35.15%),与脱矿实验所得结论一致。从定性分析和定量研究两个角度揭示了典型共热解生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附机理,理论上阐明了高灰分含量的生物炭在重金属镉吸附过程中的优势效应。

关键词：餐厨垃圾厌氧消化沼渣含油岩屑热解残渣共热解生物炭 Cd(Ⅱ)吸附机理

海胆状Ag/N掺杂黑二氧化钛的制备及应用研究

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海胆状Ag/N掺杂黑二氧化钛的制备及应用研究

作者：蒋娇娇黑龙江大学

学位级别：硕士

近年来光催化技术在治理环境污染和能源问题方面显示出广阔的应用前景,并且得到广泛的研究。在许多的催化剂中,由于二氧化钛具有无毒性、价格低廉、反应条件温和、化学稳定性高等众多优点,因此得到了广泛的研究。但是二氧化钛的禁带宽... 详细信息

近年来光催化技术在治理环境污染和能源问题方面显示出广阔的应用前景,并且得到广泛的研究。在许多的催化剂中,由于二氧化钛具有无毒性、价格低廉、反应条件温和、化学稳定性高等众多优点,因此得到了广泛的研究。但是二氧化钛的禁带宽度较宽(3.20 eV),并且只能吸收紫外光,而紫外光只占太阳光谱中的5%,这极大的限制了它在不同领域的应用。为了解决这些问题,本文通过简单的水热法、光沉积的方法和固相还原法制备了海胆状Ag/N掺杂黑二氧化钛(Ag/N-TiO)。通过XRD、Raman、SEM、TEM、XPS、UV-Vis等表征手段,对所制备的样品的晶体结构、形貌、性质以及光学性能进行研究,并且在可见光下对目标污染物甲基橙和苯酚进行光催化降解,同时测试了样品在模拟太阳光下光解水制氢的性能,光催化机理也被讨论。实验结果表明,N元素和Ti双掺杂缩短了样品的禁带宽度,扩大了对可见光的吸收范围,提高了光催化性能,此外由于银纳米粒子的表面等离子体共振效应,所制备的样品表现出更佳的光催化活性。该样品对于甲基橙和苯酚的光催化降解效率分别为96.4%和97.7%,光解水制氢的产量达186.2μmol h g,并且经过五次循环产氢测试实验,样品的产氢活性没有下降,具有较高的稳定性。

关键词：海胆状二氧化钛 Ti3+/N双掺杂苯酚等离子共振效应产氢

浅谈“多种活动,自主轮换”的数学教学组织形式

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幼儿教育（教育教学） 2011年第7期 38-39页

作者：蒋娇娇奕阳教育研究院

幼儿园数学教育活动可以有多种组织形式。“多种活动，自主轮换”就是其中的一种。“多种活动”是指在同一个教学单位时间里，教师为幼儿提供多种类型的操作活动，其中不仅有围绕主要学习内容的“基本活动”，还有拓展幼儿经验的“平行... 详细信息

幼儿园数学教育活动可以有多种组织形式。“多种活动，自主轮换”就是其中的一种。“多种活动”是指在同一个教学单位时间里，教师为幼儿提供多种类型的操作活动，其中不仅有围绕主要学习内容的“基本活动”，还有拓展幼儿经验的“平行活动”或便于幼儿从不同经验基础上开展的“相关活动”，以及为了巩固幼儿先前学习内容的“巩固活动”。“自主轮换”是指让幼儿根据自己的学习能力自主选择活动类型，以建构个体需要的数学概念，发展有关的数学过程能力。

关键词：教学组织形式数学教育活动自主选择学习内容经验基础幼儿园单位时间操作活动

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国家治理视域的生态文明理念生成的逻辑理路

现代交际 2021年第3期 197-200页

作者：蒋娇娇厦门大学马克思主义学院

生态治理是国家治理的重要内容,推进生态治理现代化是推进国家治理现代化的内在要求和环境基础。生态文明理念是在推进国家治理现代化和生态治理现代化的历史进程中、在坚持绿色发展的实践推进中、在完善生态治理体系的制度保障中、在... 详细信息

生态治理是国家治理的重要内容,推进生态治理现代化是推进国家治理现代化的内在要求和环境基础。生态文明理念是在推进国家治理现代化和生态治理现代化的历史进程中、在坚持绿色发展的实践推进中、在完善生态治理体系的制度保障中、在培育生态文化的路径选择中逐步生成的以尊重自然、顺应自然、保护自然为核心内容,主张人类社会经济发展和生态环境保护协同共进,从而实现人与自然和谐共生,人类社会可持续发展的价值理念和观念体系。明晰生态文明理念在中国生成的历史轨迹,对于在新的历史条件下建设社会主义生态文明、建设"美丽中国"和幸福家园具有重要理论和现实意义。

关键词：生态文明理念国家治理绿色发展生态文化

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以自评为核心：开放性课程的多主体评价

教育视界 2024年第38期 15-17页

作者：蒋娇娇江苏省南京市北京东路小学附属幼儿园

创造性地引入信息技术，构建以幼儿自我评价为核心的多主体评价体系，强调评价主体的多元互动，通过多样化的评价方式，让幼儿、家长、教师等主体共同参与评价，深入了解幼儿当前的发展状况及成长轨迹，并对其进行前瞻性预判，从而更好... 详细信息

创造性地引入信息技术，构建以幼儿自我评价为核心的多主体评价体系，强调评价主体的多元互动，通过多样化的评价方式，让幼儿、家长、教师等主体共同参与评价，深入了解幼儿当前的发展状况及成长轨迹，并对其进行前瞻性预判，从而更好地理解和支持幼儿的学习与发展。

关键词：学前教育开放性课程幼儿自评多主体评价

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创设可以“说”的语言区

教育视界 2023年第44期 79-80页

作者：蒋娇娇江苏省南京市北京东路小学附属幼儿园

幼儿的语言学习具有个别化的特点。区域游戏作为幼儿园重要的活动形式，具有自由性、自主性，能够满足幼儿的个性化需求。教师要基于幼儿的年龄特点和已有经验，提供适宜的材料与设备，创设一个能使他们想说、敢说、喜欢说、有机会说并... 详细信息

幼儿的语言学习具有个别化的特点。区域游戏作为幼儿园重要的活动形式，具有自由性、自主性，能够满足幼儿的个性化需求。教师要基于幼儿的年龄特点和已有经验，提供适宜的材料与设备，创设一个能使他们想说、敢说、喜欢说、有机会说并能得到积极应答的区域环境，促进幼儿语言发展。

关键词：学前教育区域创设语言领域表达能力

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大班前书写活动:我身边的新闻

早期教育（幼教·教育教学） 2023年第12期 40-41页

作者：蒋娇娇南京市北京东路小学附属幼儿园南京210008

设计意图“天气小主播”是幼儿进入大班后的一个常规活动,每次播报时,孩子们总会在最后加上一些温馨提示。久而久之温馨提示的内容越来越丰富:有推荐踏春地点的,有介绍雨天发生的危险事件提醒大家注意安全的,有跟大家分享周末游玩经历... 详细信息

设计意图“天气小主播”是幼儿进入大班后的一个常规活动,每次播报时,孩子们总会在最后加上一些温馨提示。久而久之温馨提示的内容越来越丰富:有推荐踏春地点的,有介绍雨天发生的危险事件提醒大家注意安全的,有跟大家分享周末游玩经历的……这些都是孩子们的亲眼所见、亲耳所闻。慢慢地,孩子们对最后的温馨提示有了期待,于是我们就顺势开展了“新闻小主播”的活动。

关键词：主播亲眼所见常规活动温馨提示新闻设计意图注意安全事件提醒

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