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胶质母细胞瘤恶性进展中不同细胞亚群的动态轨迹和细胞通讯网络

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北京大学学报（医学版） 2024年第2期56卷 199-206页

作者：蔡祥王仁东王世佳任梓齐于秋红李冬果首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系北京100069 首都医科大学附属北京天坛医院高压氧科北京100070

目的:探索胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)恶性进展过程中细胞亚群的动态轨迹以及免疫细胞亚群之间的通讯网络,结合GBM患者的转录组数据和临床信息,挖掘GBM恶性进展过程中的关键风险标志物,以期为该疾病的治疗和预后提供科学依据。方法... 详细信息

目的:探索胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)恶性进展过程中细胞亚群的动态轨迹以及免疫细胞亚群之间的通讯网络,结合GBM患者的转录组数据和临床信息,挖掘GBM恶性进展过程中的关键风险标志物,以期为该疾病的治疗和预后提供科学依据。方法:基于单细胞测序数据分析方法,构建GBM恶性进展中的细胞亚群图谱,利用Monocle2技术构建GBM恶性进展中肿瘤细胞亚群的动态进展轨迹,基于基因富集分析,挖掘肿瘤细胞亚群随GBM恶性进展中显著变化的基因所富集的生物学过程,利用CellChat软件识别不同免疫细胞亚群间的复杂通讯网络,通过生存分析识别GBM恶性进展中影响患者预后的关键风险分子标记物。结果:单细胞测序数据分析识别出6种不同的细胞类型,包括淋巴细胞、周细胞、少突神经胶质细胞、巨噬细胞、胶质瘤细胞、小胶质细胞,单细胞数据集中了27151个细胞,其中包含3881个来源于低级别胶质瘤患者的细胞,10166个来源于新诊断GBM患者的细胞,13104个来源于复发性胶质瘤患者的细胞。胶质瘤细胞亚群逆时序分析提示,胶质瘤细胞亚群在恶性进展中存在着明显的细胞异质性;免疫细胞亚群的细胞相互作用分析揭示,GBM恶性进展中不同免疫细胞亚群之间的通讯网络共识别出22条具有生物学意义的配体-受体对,涉及12条通路;生存分析识别出8个与GBM患者预后密切相关的基因,其中SERPINE1、COL6A1、SPP1、LTF、C1S、AEBP1、SAA1L是GBM患者的高风险基因,ABCC8是GBM患者的低风险基因。结论:深入揭示了GBM恶性进展中胶质瘤细胞亚群的动态变化以及免疫细胞亚群之间的通讯模式,对于理解GBM的复杂生物学过程具有重要意义,为GBM的精准医疗和治疗决策提供了科学依据,也为GBM患者更准确的预后评估提供了新的线索。

关键词：胶质母细胞瘤单细胞测序拟时序分析细胞相互作用细胞间通讯

神经网络正逆预测结合的风力机叶片强度可靠性研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 291-298页

作者：鞠浩王旭东陆佳红重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室重庆400067 重庆工商大学国家智能制造服务国际科技合作基地重庆400067

针对风力机叶片在各基本随机变量相互影响下强度极限状态难以界定的问题,提出广义回归神经网络正逆预测结合的风力机叶片强度可靠性分析方法。通过神经网络逆预测模型估算叶片失效时各随机变量状态,利用有限元分析法校核后作为强化样本... 详细信息

针对风力机叶片在各基本随机变量相互影响下强度极限状态难以界定的问题,提出广义回归神经网络正逆预测结合的风力机叶片强度可靠性分析方法。通过神经网络逆预测模型估算叶片失效时各随机变量状态,利用有限元分析法校核后作为强化样本用于神经网络正预测模型的训练。将该方法构建的神经网络模型与通过更多随机样本构建的模型进行比较。结果表明:前者的学习样本数量减少26%,测试集均方误差降低48.19%,平均绝对百分比误差降低58.24%,因此通过该方法构建的神经网络模型在叶片失效边界区域具有更好的预测性能。利用该模型计算叶片的强度可靠性,进一步验证了该方法的有效性。

关键词：风力机叶片可靠性神经网络强度分析优化设计

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沥青混合料工作性能研究综述

中国公路学报 2024年

作者：季节于淼章王涵王玉果周艳东郑文华北京建筑大学北京市城市交通基础设施建设工程技术研究中心北京建筑大学北京节能减排与城乡可持续发展省部共建协同创新中心中交一公局集团有限公司北京建筑大学土木与交通工程学院中交一公局集团有限公司海外公司

为实现沥青混合料设计、施工与服役期间的性能一体化，本文引入沥青混合料工作性能指标，从黏聚性、黏附性、流动性、可压实性和均匀性5个方面分析其对混合料工作性能的影响特征。首先分别阐述了上述5个方面各自的评价方法与指标，总结... 详细信息

为实现沥青混合料设计、施工与服役期间的性能一体化，本文引入沥青混合料工作性能指标，从黏聚性、黏附性、流动性、可压实性和均匀性5个方面分析其对混合料工作性能的影响特征。首先分别阐述了上述5个方面各自的评价方法与指标，总结了现有评价体系的不足与未来研究方向；其次，综合分析了上述5个方面之间内在联系及其对混合料路用性能的影响规律。最后，基于沥青混合料的工作性能与路用性能，试图提出合理、便捷且极具代表性的沥青混合料工作性能综合评价方法及指标，并将该综合指标嵌入设计阶段，提出基于工作性能与路用性能的沥青混合料平衡设计法，以此来调整、优化设计沥青混合料，推动沥青混合料设计方法的完善与升级，促进沥青路面的可持续与高质量发展。

关键词：路面工程工作性能黏聚性黏附性流动性可压实性均匀性平衡设计法

基于FPDE-SIFT的声呐干涉图像配准方法

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 101-108页

作者：刘伟陆周天闫振宇杜伟东哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室哈尔滨150001

图像配准是声呐进行高精度干涉测量的保障,该文针对水下目标的声呐图像配准,提出了一种基于4阶偏微分方程尺度不变特征变换的声呐干涉图像配准方法。该方法聚焦声呐图像配准的难点,首先基于4阶偏微分方程构建尺度空间,在保持图像细节的... 详细信息

图像配准是声呐进行高精度干涉测量的保障,该文针对水下目标的声呐图像配准,提出了一种基于4阶偏微分方程尺度不变特征变换的声呐干涉图像配准方法。该方法聚焦声呐图像配准的难点,首先基于4阶偏微分方程构建尺度空间,在保持图像细节的前提下滤除噪声,提高特征提取的准确度;对于残余噪声造成的特征点误检,借助特征点的相位一致性信息加以筛选,精简特征点样本集;最后对特征点匹配策略进行优化,提出改进的快速样本一致性匹配策略剔除特征点的误匹配。算法增加了匹配点对的数量,提高了匹配点对的准确度,实现了声呐干涉图像的精确配准。水池实验和外场试验表明,该文所提出的算法相较现有算法对声呐图像有着更好的适用性,配准后的均方根误差与留一法均方根均小于1像素,达到了亚像素配准精度。

关键词：声呐图像配准尺度不变特征变换偏微分方程相位一致性快速样本一致性

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基于网格梯度和形状因子的自由曲面透镜设计

光学学报 2024年第4期44卷 293-299页

作者：陆建东陈嘉文刘锐马佩服李纲浙江工业大学理学院浙江杭州310023 杭州心海光联科技有限公司浙江杭州310005

采用基于梯度和形状因子的网格优化方法适配能量分布并提升映射关系的可积性,在光源投影单位圆和目标面内分别进行等量初始四边形网格划分,使节点一一对应,并构建网格面积和映射关系可积性的权重评价函数。在保证所有节点位置拓扑关系... 详细信息

采用基于梯度和形状因子的网格优化方法适配能量分布并提升映射关系的可积性,在光源投影单位圆和目标面内分别进行等量初始四边形网格划分,使节点一一对应,并构建网格面积和映射关系可积性的权重评价函数。在保证所有节点位置拓扑关系不变的条件下,通过面积差场梯度和形状因子迭代调整网格分布,使映射关系满足能量分布要求同时优化可积性。基于网格优化的映射关系求解自由曲面并生成透镜,仿真所得非均匀光斑满足设计要求。该方法简化了平滑映射关系的求解过程,可以作为一种高效设计方法用于非均匀自由曲面透镜设计。

关键词：光学设计非成像光学可积映射关系拓扑守恒等面保形

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飞行器博弈制导进程与展望

航空兵器 2024年第2期31卷 8-16页

作者：郭建国陆东陈周敏西北工业大学精确制导与控制研究所西安710072

博弈制导可处理复杂系统中涉及多方合作、竞争的动态问题,有利于实现智能化战场上信息价值最大化发挥,推动精确制导武器的智能化发展。本文总结了博弈制导的基本分类和建模方法,从终端角度约束、时间约束、过载约束、末速约束等方面提... 详细信息

博弈制导可处理复杂系统中涉及多方合作、竞争的动态问题,有利于实现智能化战场上信息价值最大化发挥,推动精确制导武器的智能化发展。本文总结了博弈制导的基本分类和建模方法,从终端角度约束、时间约束、过载约束、末速约束等方面提出了飞行器博弈制导的关键性问题,搭建了矩阵博弈、微分博弈两种典型博弈模型求解框架,从解析解、数值解、智能算法等方面对博弈制导的求解方法进行梳理。最后,从非线性微分博弈求解方法,非完备信息博弈算法,不均衡、非对称信息下多飞行器协同,多类型武器体系博弈等方向出发,对飞行器博弈制导未来的发展趋势进行了展望和总结。

关键词：博弈制导微分博弈矩阵博弈智能算法自适应算法

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基于机器学习的数字对象生成方法技术研究

基于机器学习的数字对象生成方法技术研究

作者：陆浩东北方工业大学

学位级别：硕士

数字对象体系架构是未来互联网发展的重要组成部分。该架构是将互联网上所有事物、流程、服务和各类数据抽象成数据对象。这种架构通过为每个数据对象分配唯一的标识符,不仅促进了信息资源的标准化管理,而且极大地提高了互联网信息的可... 详细信息

数字对象体系架构是未来互联网发展的重要组成部分。该架构是将互联网上所有事物、流程、服务和各类数据抽象成数据对象。这种架构通过为每个数据对象分配唯一的标识符,不仅促进了信息资源的标准化管理,而且极大地提高了互联网信息的可检索性和互操作性。然而,国内的数字对象体系发展仍处于初级阶段,面临着一系列挑战和需求。首先,当前数字对象体系和系统作为一种新兴的技术框架,其实际应用场景的积累尚不足,可用的数字对象数量有限。这不仅限制了该体系的实用性,也给数字对象系统的研发和性能测试带来了困难。特别是在进行性能测试时,大量高质量的测试数据是不可或缺的,并且现有的数字对象数量和质量往往难以满足这一需求。其次,目前在补充和完善数字对象时,缺乏统一的规范化标准。数字对象的生成依赖于对互联网电子资源的抽象和封装,这要求有一套明确的元数据标准来指导数字对象的创建和管理。然而,这样的标准尚未普及,行业标准的缺失或不统一严重影响了数字对象体系的发展和应用。为了解决上述问题,首先明确了数字对象结构的定义,基于都柏林核心元数据集和业务规则确定数字对象创建的基准标准,规范了数字对象结构的完整定义。通过这一标准化的定义,本研究为数字对象的封装和管理提供了明确的指导,有助于提高数字对象的质量和系统的可用性。进一步地,本文提出了一种数字对象生成方法,通过实施基于随机抽样的数据扩散方法,对小样本集进行了有效的数据扩散,扩大了测试数据的规模;在此基础上,提出了一种改进的贝叶斯网络算法,通过结合专家先验知识校验的贝叶斯网络算法构建了数字对象生成模型,这一模型能够生成大量既符合标准又高度真实和相关的数据集,为数联网性能测试提供了充足的数据资源。以南海态势事件为应用案例,成功将该事件封装成数字对象,辅助生成了大量测试数据集,进一步验证了模型的有效性和实用性。最终,本研究通过一套系统对数据、模型、算法进行了松耦合式管理,该平台不仅展示了研究成果,也为数字对象体系的进一步研究和应用提供了有力的支持。

关键词：测试数据生成贝叶斯网络数据扩散数字对象先验知识

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微纳卫星变轨机动段姿态复合控制技术研究

北京航空航天大学学报 2024年

作者：陆正亮谢昊东倪涛许浩上海卫星工程研究所南京理工大学机械工程学院

针对仅安装单推力器的微纳卫星变轨机动期间无法解决长期推力偏心扰动控制的问题，提出一种质心配平+零动量控制的复合姿态控制方法。首先基于零动量轮系和二维平动伺服装置构建了一种新型复合执行机构，建立并优化了考虑惯性主轴偏移... 详细信息

针对仅安装单推力器的微纳卫星变轨机动期间无法解决长期推力偏心扰动控制的问题，提出一种质心配平+零动量控制的复合姿态控制方法。首先基于零动量轮系和二维平动伺服装置构建了一种新型复合执行机构，建立并优化了考虑惯性主轴偏移与附加扰动力矩的姿态转动动力学和滑块平动动力学模型；其次，设计了指数收敛干扰观测器实时观测推力偏心力矩；最后，设计了姿态控制环MPC(Model Predictive Control)控制器和推力偏心力矩补偿环离散PID(Proportional-Integral-Derivative)控制器，构成了双闭环复合姿态控制系统。数值仿真结果表明：在微纳卫星执行长周期变轨机动任务期间，干扰观测器能有效观测慢时变的推力偏心力矩，双闭环姿态控制器可有效收敛姿态角误差至±0.01°并确保动量轮系无饱和，验证了复合姿态控制方法的可行性。

关键词：微纳卫星姿态控制质量矩技术干扰观测器模型预测控制

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近红外驱动光催化全分解水:进展与展望

Chinese Journal of Catalysis 2024年第3期58卷 105-122页

作者：黄元勇杨洪陆欣宇陈敏施伟东江苏大学化学化工学院江苏镇江212013 江苏科技大学环境与化学工程学院江苏镇江212003

实现高效、低成本的太阳能光催化全分解水制氢是解决当前环境污染和化石能源过度使用等问题的理想方案.然而,目前光催化分解水的转化效率(低于10%)普遍较低,这成为其实际应用的主要障碍.从太阳光谱的响应范围来看,现有的光催化剂大多局... 详细信息

实现高效、低成本的太阳能光催化全分解水制氢是解决当前环境污染和化石能源过度使用等问题的理想方案.然而,目前光催化分解水的转化效率(低于10%)普遍较低,这成为其实际应用的主要障碍.从太阳光谱的响应范围来看,现有的光催化剂大多局限于紫外光或可见光区域,而近红外光区的光催化剂开发仍然非常有限.尽管近红外光在太阳光谱中占比超过一半,蕴含着巨大的能源潜力,但遗憾的是,目前大部分光催化剂无法在该波段实现高效的光催化反应.根据理论预测,光分解水的转化效率有望随着催化剂响应太阳光波长范围的扩大而显著提高.因此,如何最大限度地利用太阳能,特别是近红外光区域的光能,开发高效的近红外光响应光催化全解水制氢催化剂,已成为当前能源、环境、化学工程领域研究的热点.本文综述了近红外光驱动全分解水光催化剂在材料设计和调控方面的最新进展,涉及窄带隙半导体、带隙工程、上转换效应、局域表面等离子体效应和光敏化作用等策略.首先,从热力学和动力学的角度分析了近红外光驱动全分解水的难点:对于大多数半导体而言,要实现近红外驱动全分解水不仅要求理论带隙窄于1.77 eV,而且必须超过水氧化还原分解电位(1.23 eV),同时由于存在电位损失和动力学过电位,实际的带隙结构应在1.6–2.4 eV,这对半导体的能带结构提出了较为苛刻的要求.此外,全分解水反应的可逆性、溶解氧的影响以及材料的光稳定性问题也是实现近红外光驱动全分解水的挑战.其次,总结了各方法制备的催化剂全分解水制氢的性能,分析了其近红外光子捕获方法的优缺点,特别指出了如何在每种方法的基础上进一步促进光生载流子的分离以及近红外光子的捕获能力(比如:负载贵金属单原子助催化剂、多种方法结合构筑多元复合体系以及光催化剂表面优化等).同时,强调了在近红外驱动全分解水过程中材料特征、催化性质与功能机理三者之间的关系.尤其是利用等离子体效应和光敏化作用来实现近红外光驱动全分解水的机理,目前尚不明确,需要结合理论计算以及先进的时空分辨仪器进一步研究电荷转移机制.另外,总结了全光谱响应的全分解水制氢光催化剂在材料设计和调控方面的最新进展,包括:光敏化作用的应用、带隙调控的策略、局域表面等离子体效应的研究,以及乌尔巴赫带尾吸收捕获技术的探索.最后,归纳并展望了未来近红外驱动全分解水光催化剂所面临的挑战与机遇.尽管近年来国内外学者们围绕着近红外驱动全分解水制氢光催化剂开展了系列研究工作,取得了一些突破性进展,但近红外驱动全分解水制氢效率仍然较低以及对于近红外响应光催化剂的设计和调控方面仍然面临着许多挑战.如何设计和开发廉价、稳定且高效的近红外驱动全分解水制氢光催化剂仍需进一步探索.因此,未来需要结合不同构筑方法的优势来加强近红外区的光捕获能力、实现多元复合材料界面间的精准调控、通过高端原位时空分辨仪器以及理论计算剖析近红外驱动全分解水的过程等方面对近红外响应光催化材料进行深入研究.

关键词：光催化近红外区全分解水材料设计机理