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基于MSGWO-LSTM的车桥非线性系统地震响应预测研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：刘汉云王子逸韩艳王力东胡朋国巍余志武长沙理工大学土木工程学院中南大学土木工程学院

强震下高铁桥梁结构易进入非线性阶段，导致系统响应增大难预测，可能威胁行车安全。为此，本文提出融合多策略灰狼优化-长短期记忆网络（MSGWO-LSTM）代理模型，提升高速铁路车-桥耦合非线性系统地震响应预测精度。建立车桥耦合系统Ope... 详细信息

强震下高铁桥梁结构易进入非线性阶段，导致系统响应增大难预测，可能威胁行车安全。为此，本文提出融合多策略灰狼优化-长短期记忆网络（MSGWO-LSTM）代理模型，提升高速铁路车-桥耦合非线性系统地震响应预测精度。建立车桥耦合系统OpenSees非线性模型，基于大量地震动动力分析，构建桥梁位移、车体加速度和轮轨力响应数据库；在传统LSTM代理模型基础上，引入Dropout层以防止模型训练过拟合，引入灰狼优化算法（GWO）进行超参数自动选优，从而构建并训练了GWO-LSTM代理模型；采用多类评判指标，考虑结构线性/非线性、不同车速等工况，对比传统LSTM和GWO-LSTM两个代理模型的预测效果；发现GWO-LSTM在部分工况不满足需求，故融合多策略提出MSGWO-LSTM代理模型，进一步提升模型的预测精度。研究结果表明：GWO-LSTM代理模型预测的R2稳定在0.95～0.99之间，MAE、MSE和RMSE等评价指标均接近0，且MAPE指标大多数控制在1%左右，明显优于传统LSTM代理模型，说明GWO-LSTM显著提升了车-桥耦合系统地震响应预测精度；考虑多变量相互影响的多输入多输出模式比单输入单输出模式所构建的代理模型，非线性适应性与泛化性更好；在多输入多输出和非线性工况下，GWO-LSTM模型预测响应有小部分预测指标超过10%限值，而MSGWO-LSTM所有预测指标均小于限值，进一步提升了模型的预测精度和泛化能力。

关键词：桥梁工程地震响应预测 LSTM代理模型高速铁路 OpenSees

闪耀型亚波长光栅透镜的柱矢量光聚焦优化和调控

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光学学报 2024年第2期44卷 104-111页

作者：王俊许吉李胜迟甜甜姚晗张柏富刘宁南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院江苏南京210023 南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210023

柱矢量光束的紧聚焦在光学微操纵、光学存储、激光微加工、超分辨率成像和粒子加速等领域发挥着重要作用。亚波长光栅平凹透镜对柱矢量光束的紧聚焦的能力仍有提升空间,本文利用闪耀结构将光的能量从零级转移并集中到-1级,对亚波长光栅... 详细信息

柱矢量光束的紧聚焦在光学微操纵、光学存储、激光微加工、超分辨率成像和粒子加速等领域发挥着重要作用。亚波长光栅平凹透镜对柱矢量光束的紧聚焦的能力仍有提升空间,本文利用闪耀结构将光的能量从零级转移并集中到-1级,对亚波长光栅平凹透镜的聚焦性能进行优化。提高了透镜的衍射效率,增强了焦场的能量。通过调整高斯径向偏振光的形状参数,改变入射光振幅及入射区域半径实现对焦场能量的动态调控。进一步地,调控柱矢量光束的偏振组分能够直接有效地横向调制焦场,获得多样化形貌的焦斑。本文的优化手段对于其他光栅透镜也具有参考意义,该研究结果在超分辨率成像以及光场调控等领域具有潜在的应用价值。

关键词：亚波长光栅透镜柱矢量光束闪耀结构聚焦调控

星点设计-响应曲面法优化IMP-RH60/mPEG-PLLA胶束的处方工艺及其体外评价

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中国新药杂志 2024年第10期33卷 1032-1042页

作者：李秋香董伟周爱鲜赵国巍鲁永锋时尚梁新丽江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室南昌330004

目的:通过星点设计-响应曲面法优化欧前胡素-聚氧乙烯氢化蓖麻油/甲氧基聚乙二醇聚乳酸[imperatorin micelles loaded with Cremophor?RH 60/monomethoxy poly(ethylene glycol)-block-poly(L-lactide),IMP-RH60/mPEG-PLLA]胶束的处方工艺。方法:在单因素考察的基础上,以RH60用量、药物与载体比例、水相体积为自变量,包封率和载药量为因变量,进行三因素三水平的星点设计-响应面法实验,分析结果得到IMP-RH60/mPEG-PLLA胶束的最优处方,并对胶束的释放和摄取进行评估。结果:确定最优处方工艺条件为:RH60的投药量为28 mg,IMP投药量为1.2 mg,mPEG-PLLA投药量为10 mg,水化体积为6 mL,在此条件下得到的胶束粒径为(25.48±0.92)nm,Zeta电位为-(5.50±1.06)mV,平均包封率为(85.78±0.84)%,平均载药量为(2.66±0.03)%。体外评价结果表明胶束释放效果优于原料药,并增强了药物的摄取。结论:星点设计-响应曲面法所建立的模型精密度高,可用于IMP-RH60/mPEG-PLLA胶束的处方工艺优化。

关键词：欧前胡素胶束星点设计-响应曲面法体外释放细胞摄取

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用于脑肿瘤分割的N形神经网络

小型微型计算机系统 2024年

作者：迟孟贤安虹金旭许延杰聂振国清华大学机械工程系中国科学技术大学计算机科学与技术学院

传统的U型神经网络网络在脑肿瘤分割任务中存在高层信息表征能力不足和分割标签不平衡等问题。本文提出了一种新型脑肿瘤分割模型N-Net，能够有效融合多尺度信息，综合考虑全局语义与局部细节，提高了对不同大小肿瘤的分割性能。模型引... 详细信息

传统的U型神经网络网络在脑肿瘤分割任务中存在高层信息表征能力不足和分割标签不平衡等问题。本文提出了一种新型脑肿瘤分割模型N-Net，能够有效融合多尺度信息，综合考虑全局语义与局部细节，提高了对不同大小肿瘤的分割性能。模型引入特征金字塔进行多尺度语义特征的传递，并且采用通道空间融合注意力机制自适应地关注与肿瘤相关区域，此外，本文增加了模型层级并利用残差卷积模块解决梯度消失问题。最后，本文采用改进的混合损失函数应对标签不平衡问题，提高了分割结果的准确性和鲁棒性。在MSD数据集上的实验结果表明，本文提出的方法在多个评估指标上显著优于其他先进模型，展示了其在脑肿瘤分割任务上的有效性。

关键词：脑肿瘤分割特征金字塔注意力机制混合损失函数 N形神经网络

鄂尔多斯盆地东南部太原组顶界地层厘定——来自宜川地区山西组、太原组碎屑锆石U-Pb年代学的约束

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沉积学报 2024年

作者：李玲香谷团弓虎军迟润龙刘婷西北大学地质学系中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院西北大学大陆动力学国家重点实验室

【目的】为了重新厘定鄂尔多斯盆地宜川地区石炭系—二叠系太原组和山西组的地层界线，解决山西组—太原组界线附近的含煤系天然气砂泥岩层段的沉积年代归属问题。【方法】选取典型取心井宜120井内太原组与山西组过渡层段砂泥岩样品，... 详细信息

【目的】为了重新厘定鄂尔多斯盆地宜川地区石炭系—二叠系太原组和山西组的地层界线，解决山西组—太原组界线附近的含煤系天然气砂泥岩层段的沉积年代归属问题。【方法】选取典型取心井宜120井内太原组与山西组过渡层段砂泥岩样品，进行碎屑锆石U-Pb定年，利用最大沉积年龄（Maximum Depositional Age，MDA）估算方法，结合前人对华北板块太原组—山西组锆石年龄的研究成果，约束研究层段的沉积年龄。【结果】太原组顶部砂泥岩的最大似然年龄（Maximum Likelihood Age，MLA）298±2 Ma代表其地层最晚沉积的年龄，该层段沉积于早阿瑟尔期，与牙形类生物地层确定的阿瑟尔期沉积年代一致；山西组底部砂岩样品的MLA年龄为295±1 Ma，代表了其最早沉积的年龄，该层段沉积于中—晚阿瑟尔期。【结论】综合认为，研究区太原组和山西组分界线应处于太原组顶部砂泥岩层段之上，即研究区太原组顶部海相砂泥岩层应该属于太原组，这为研究区山西—太原组的划分提供了一定的依据。

关键词：鄂尔多斯盆地太原组碎屑岩锆石U-Pb年龄层序划分

黄连碱衍生物Q3通过调节TLR4/NF-κB信号通路和肠道微生物改善葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎研究

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中国药学杂志 2024年第17期 1581-1589页

作者：迟笑倩柴常伟张海婧吴练秋中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所消化健康全国重点实验室

目的从炎症信号通路Toll样受体4（TLR4）/核因子κB（NF-κB）以及肠道微生物群组成改变的角度探究黄连碱衍生物Q3抗葡聚糖硫酸钠（dextran sodium sulfate, DSS）诱导小鼠溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）的作用机制。方法将5... 详细信息

目的从炎症信号通路Toll样受体4（TLR4）/核因子κB（NF-κB）以及肠道微生物群组成改变的角度探究黄连碱衍生物Q3抗葡聚糖硫酸钠（dextran sodium sulfate, DSS）诱导小鼠溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）的作用机制。方法将50只小鼠随机分为正常对照组、模型组、阳性药柳氮磺吡啶（SASP）组、Q3-低剂量组和Q3-高剂量组，每组10只，除正常对照组外其余组小鼠以2.5%DSS溶液喂饮建立UC模型。SASP组灌胃给予700 mg·kg-1·d-1SAPA,Q3低与高两个剂量组分别灌胃给予50和100 mg·kg-1·d-1Q3,其余组给予等量蒸馏水。给药6 d后取小鼠结肠组织进行疾病活动指数（disease activity index, DAI）评分和长度测量，苏木精-伊红染色（hematoxylin-eosin staining, HE）检测各组病理损伤程度，16S rRNA高通量测序检测小鼠肠内容物中肠道菌群的变化，免疫组织化学（IHC）检测结肠组织TLR4和p-p65的表达，Western blot法检测结肠组织中TLR4、p-p65和p-IκBα的蛋白表达，体外实验，利用脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）诱导炎症反应，免疫荧光法检测IEC6细胞和RAW264.7细胞中NF-κB p65的核转位。结果体内：在DSS诱导的小鼠UC模型中，与模型组相比，Q3能够显著改善UC小鼠体重降低、结肠挛缩和DAI评分升高等情况，HE染色结果显示Q3明显改善UC小鼠肠道上皮破坏、隐窝结构紊乱和杯状细胞减少等病理损伤；16S rRNA结果表明Q3可以增加DSS作用后肠道菌群的生物多样性，调节肠道菌群组成。免疫组化和Western blot结果显示Q3可以显著降低模型组小鼠结肠组织中TLR4和p-p65的表达；体外：免疫荧光和Western blot结果显示Q3能够抑制IEC6和RAW264.7两种细胞中NF-κB p65的核转位。结论 Q3能够通过抑制TLR4/NF-κB通路以及调节肠道菌群组成改善肠道炎症，发挥抗UC作用，有望成为治疗UC的候选化合物。

关键词：溃疡性结肠炎黄连碱衍生物肠道菌群 Toll样受体4 NF-κB

基于有功-相角下垂控制的分布式电源逆变器并网控制方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2113-2121,I0085,I0087-I0094页

作者：吴翔宇韦楚钒王思家许寅魏新迟北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044 国网上海市电力公司电力科学研究院上海市虹口区200437

有功-频率下垂控制是微电网离网运行时的常用控制方法,然而存在频率偏差等问题。基于同步定频的有功-相角下垂控制具有众多优势,但尚未研究有功-相角下垂控制如何在并网工况下使用的问题。针对微电网场景,提出了基于有功-相角下垂控制... 详细信息

有功-频率下垂控制是微电网离网运行时的常用控制方法,然而存在频率偏差等问题。基于同步定频的有功-相角下垂控制具有众多优势,但尚未研究有功-相角下垂控制如何在并网工况下使用的问题。针对微电网场景,提出了基于有功-相角下垂控制的分布式电源逆变器并网控制方法,设计了比例控制和比例积分控制2种控制器,用以补偿同步相位。此外,还提出了有功-相角下垂控制下微电网并网转离网的切换控制方法。再者,建立了所提并网控制方法下微电网的小信号动态模型,通过粒子群算法优化了并网控制参数。最后,通过基于Simulink平台的时域仿真和RT-Lab半实物平台的硬件在环实验验证了所提方法的有效性。

关键词：微电网分布式电源下垂控制有功-相角参数优化

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巴瑞替尼药理作用与临床应用的研究进展

医药导报 2024年

作者：王忱诚曾晋哲迟骁玮国家卫生健康委医药卫生科技发展研究中心滨州医学院北京大学天然药物及仿生药物全国重点实验室

巴瑞替尼是一种用于改善风湿免疫病病情的新型小分子药物。该药通过靶向抑制酪氨酸蛋白激酶（JAK）1和JAK2，选择性抑制JAK-STAT通路所调控的炎性细胞因子、趋化因子及细胞生长因子的转录、表达和应答功能，从而发挥抗炎、保护肌肉骨骼... 详细信息

巴瑞替尼是一种用于改善风湿免疫病病情的新型小分子药物。该药通过靶向抑制酪氨酸蛋白激酶（JAK）1和JAK2，选择性抑制JAK-STAT通路所调控的炎性细胞因子、趋化因子及细胞生长因子的转录、表达和应答功能，从而发挥抗炎、保护肌肉骨骼、降低蛋白尿、阻止炎性细胞因子风暴、保护皮肤和毛发的免疫损伤等多种药理作用，在多种风湿病和自身免疫性皮肤病方面呈现出良好疗效。该文基于当前巴瑞替尼的基础和临床研究成果，对巴瑞替尼的药理作用和临床应用研究进展做一综述，为临床规范合理使用巴瑞替尼提供一定的参考。

关键词：巴瑞替尼 JAK-STAT信号通路炎症反应风湿免疫病

基于Transformer结构增强的神经网络架构搜索性能预测器

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计算机学报 2024年第7期47卷 1469-1484页

作者：王继禾吴颖迟恒喆王党辉梅魁志西北工业大学计算机学院西安710129 嵌入式系统集成教育部工程中心西安710129 空天地海一体化大数据应用技术国家工程实验室西安710129 西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049

神经网络架构搜索(Neural Architecture Search,NAS)作为一种通过搜索算法设计神经网络架构的方法,在计算机视觉和自然语言处理等领域得到广泛应用,相较于人工设计网络,NAS方法可以减少设计成本并提高模型性能.但是NAS的性能评估需要对... 详细信息

神经网络架构搜索(Neural Architecture Search,NAS)作为一种通过搜索算法设计神经网络架构的方法,在计算机视觉和自然语言处理等领域得到广泛应用,相较于人工设计网络,NAS方法可以减少设计成本并提高模型性能.但是NAS的性能评估需要对候选架构进行大量训练,由此带来的计算量占整个NAS的80%以上.为降低计算开销和时间成本,近年来已提出许多基于Transformer的NAS预测器,由于Transformer出色的结构编码能力可以更好地表示拓扑信息,因而得到广泛应用.但是,现有基于Transformer的NAS预测器依然存在三个问题:其一是在预处理阶段,传统的One-hot编码方式描述节点特征的能力较弱,只能区分不同操作节点类型,而难以表达操作的细节特征,如卷积核尺寸等.其二是在编码阶段,Transformer的自注意力机制导致模型结构信息缺失;其三是在评估阶段,现有的Transformer预测器仅使用多层感知机(Multilayer Perceptron,MLP)对前向传播图进行精度预测,忽略了反向传播梯度流对预测精度的影响,因此难以真正拟合NAS评估中的正、反向交替信息流图,导致预测器精度与实际运行精度误差波动极大(10%~90%).为解决上述问题,本文提出了一种基于Transformer结构增强的NAS性能预测方法.首先,在预处理阶段,本文提出了一种超维嵌入方法增加输入数据维度以强化节点操作的参数描述能力,其次,在编码阶段将Transformer编码后的信息与图结构信息共同输人一个图卷积网络(Graph Convolutional Network,GCN),弥补由自注意力机制引起的结构缺失.最后,在性能评估阶段,本文构建了同时包含前向传播和反向传播的全训练图,并将数据集信息、图结构编码与梯度编码共同输入到GCN网络预测器中,使预测结果更贴近模型真实性能.实验结果表明,本方法与目前最先进方法相比,肯德尔相关系数提高了7.45%,训练时间减少了1.55倍。

关键词：预测器 NAS Transformer GCN Embedding