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基于神经网络贝尔曼方法的水稻精准施肥系统研究

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基于神经网络贝尔曼方法的水稻精准施肥系统研究

作者：魏海洋河北大学

学位级别：硕士

为了解决我国农业生产中的一系列问题,包括化肥利用率低下、高昂的化肥成本以及化肥使用过程中对环境的污染,常常采用配方施肥技术。然而,这项技术需要获取土壤养分信息数据,测土采样过程需要耗费大量的人力和时间,并且获取到的测土样... 详细信息

为了解决我国农业生产中的一系列问题,包括化肥利用率低下、高昂的化肥成本以及化肥使用过程中对环境的污染,常常采用配方施肥技术。然而,这项技术需要获取土壤养分信息数据,测土采样过程需要耗费大量的人力和时间,并且获取到的测土样本数据相对有限。为了应对这些问题,通常会使用空间插值算法估算未采样点的数据。由于土壤类型数据在空间上表现出更多的离散性,相比于许多连续数据,比如温度、湿度和气压,更容易受到人为因素的影响,这为估算工作带来了挑战。因此,需要改进或提出新的算法来解决上述问题。在神经网络插值算法(Neural Network Interpolation,NNI)基础上提出了神经网络贝尔曼算法(Neural Network Bellman,NNB),并将算法应用到水稻精准施肥系统中。研究内容主要包括以下三个部分:第一,详细分析了传统神经网络插值算法中存在的插值效果依赖调参、容易陷入局部极小值点、插值过程缺乏解释性和未考虑残差的空间相关性等问题,针对上述四个缺点,结合神经网络插值算法、数据网格化处理机制以及马尔可夫奖励过程的思想,设计并实现了神经网络贝尔曼算法。在四个地区的土壤养分数据集上将神经网络贝尔曼算法与普通克里金(Ordinary Kriging,OK)算法、基于反距离加权的聚类自适应回归插值(Clustering Adaptive Inverse Distance Weighting algorithm with weighted linear Regression,CAIDWR)算法、反向传播神经网络插值(Back Propagation Neural Network Interpolation,BPNNI)算法、神经网络克里金(Neural Network Kriging,NNK)算法进行了比较分析,NNB算法插值精度优于其他四种算法。第二,对水稻精准施肥系统进行了需求分析和功能设计,明确了系统的逻辑架构和开发架构。其中,使用神经网络贝尔曼算法作为插值算法,计算未采样区域土壤养分,使用养分平衡法为系统用户提供施肥方案。第三,本文使用Intelli J IDEA开发工具,基于Spring Boot框架,使用Java语言开发了一套功能完备的水稻精准施肥系统,系统的开发和应用在提高农业生产效率、优化资源利用等方面具有重要意义。

关键词：测土配方施肥空间插值神经网络贝尔曼算法水稻精准施肥系统

超声引导下胸骨旁胸大肌肋间肌平面阻滞与胸横肌平面阻滞用于全麻冠状动脉旁路移植术效果的比较

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中华麻醉学杂志 2024年第2期44卷 194-198页

作者：尹海玲葛亚力魏海燕苏中宏史宏伟施韬尹加林南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)麻醉疼痛与围术期医学科南京210006

目的比较超声引导下胸骨旁胸大肌肋间肌平面(PIFP)阻滞与胸横肌平面(TTP)阻滞用于全麻冠状动脉旁路移植术的效果。方法择期冠状动脉旁路移植术患者90例,性别不限,年龄50~79岁,ASA分级Ⅱ或Ⅲ级,采用随机数字表法分为3组(n=30):PIFP阻滞... 详细信息

目的比较超声引导下胸骨旁胸大肌肋间肌平面(PIFP)阻滞与胸横肌平面(TTP)阻滞用于全麻冠状动脉旁路移植术的效果。方法择期冠状动脉旁路移植术患者90例,性别不限,年龄50~79岁,ASA分级Ⅱ或Ⅲ级,采用随机数字表法分为3组(n=30):PIFP阻滞联合全麻组(PG组)、TTP阻滞联合全麻组(TG)和单纯全麻组(G组)。麻醉诱导后,PG组和TG组在超声引导下分别进行双侧PIFP阻滞和TTP阻滞。3组全麻方法相同。术后均采用PCIA。于术后6、12、18和24 h时记录静态和动态(咳嗽、体位变动等)VAS评分;记录术中舒芬太尼总用量、气管拔管时间、ICU停留时间、补救镇痛率、镇痛泵有效按压次数、术后恶心呕吐、皮肤瘙痒发生情况以及神经阻滞相关不良事件发生情况;记录PG组和TG组神经阻滞操作时间、超声下穿刺针显像清晰度评分。结果与G组比较,PG组和TG组术中舒芬太尼总用量减少,气管拔管时间和ICU停留时间缩短,术后6、12、18 h时静态和动态VAS评分降低,补救镇痛率降低,镇痛泵有效按压次数减少(P0.05)。与TG组比较,PG组神经阻滞操作时间缩短,超声下穿刺针显像清晰度评分升高(P0.05)。结论 PIFP阻滞可为全麻冠状动脉旁路移植术患者提供良好的围术期镇痛,促进患者快速康复。虽然镇痛效果与TTP阻滞相似,但因PIFP阻滞操作更简单,相对风险更小,因此更具临床应用价值。

关键词：冠状动脉分流术神经传导阻滞胸骨旁胸大肌肋间肌平面胸横肌平面

基于数据融合的光散射法与β射线粉尘监测技术研究

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矿业安全与环保 2024年

作者：魏海天王杰陈述斌煤炭科学研究总院重庆飞扬测中煤科工集团重庆研究院有限公司

光散射法测量粉尘浓度时，长时间的使用会污染光学镜头，造成测量精度下降。在分析光散射与β射线检测粉尘原理的优缺点基础上，提出了一种基于光散射与β射线法相融合的粉尘监测技术，通过卡尔曼滤波数据融合算法以提高测量的精度，并... 详细信息

光散射法测量粉尘浓度时，长时间的使用会污染光学镜头，造成测量精度下降。在分析光散射与β射线检测粉尘原理的优缺点基础上，提出了一种基于光散射与β射线法相融合的粉尘监测技术，通过卡尔曼滤波数据融合算法以提高测量的精度，并采用Matlab软件进行了数值模拟分析。结果表明：使用卡尔曼滤波数据融合算法后，样本数据误差方差减小55.5%；融合算法样机测量值相对平均误差比单一使用光散射法相对平均误差减少3.15%；样机测量误差小于±10%。

关键词：粉尘光散射法 β射线法数据融合卡尔曼滤波数值模拟

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妊娠早期母胎界面免疫微环境与妊娠相关疾病

中国科学：生命科学 2024年第1期54卷 147-160页

作者：丁小雨魏海明中国科学技术大学生命科学与医学部免疫学研究所合肥230027

妊娠期胎儿绒毛外滋养层细胞(extravillous trophoblasts, EVTSs)侵入母体子宫蜕膜组织.然而,母体免疫系统识别半基因不合的胎儿并支持其在体内发育的现象与经典的免疫排斥理论相悖.母体免疫系统对非自体胎儿建立免疫耐受的同时还需要... 详细信息

妊娠期胎儿绒毛外滋养层细胞(extravillous trophoblasts, EVTSs)侵入母体子宫蜕膜组织.然而,母体免疫系统识别半基因不合的胎儿并支持其在体内发育的现象与经典的免疫排斥理论相悖.母体免疫系统对非自体胎儿建立免疫耐受的同时还需要抵御感染,因此需要母胎微环境高度协调以促进成功妊娠.而复发性自然流产(recurrent spontaneous abortion, RSA)、子痫前期(preeclampsia, PE)和感染等发生不良妊娠结局的风险较高,研究表明这与母胎界面免疫微环境失衡密切相关.本综述主要介绍了妊娠早期母胎界面免疫微环境,尤其是当前对蜕膜NK(decidua NK cell, dNK)细胞的功能认识.此外,也讨论了RSA, PE和感染状态下,母胎界面免疫微环境改变,尤其是dNK细胞变化,对妊娠结局的影响.旨在总结和进一步认识正常和异常妊娠过程中的母胎界面免疫微环境变化,为妊娠疾病的治疗提供理论依据.

关键词：母胎界面免疫微环境蜕膜NK细胞复发性自然流产子痫前期感染

感应电场对普鲁兰酶解玉米淀粉结构性能和体外消化的影响

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食品科学 2024年第15期45卷 186-193页

作者：魏海香高贤贤张莉李湘利梁宝东济宁学院生命科学与工程学院山东曲阜273155

以玉米淀粉为研究对象,探讨磁感应电场对普鲁兰酶水解淀粉结构性能和体外消化的影响。结果显示,经过酶解和感应电场的处理,改性后玉米淀粉颗粒出现大量孔洞,偏光十字模糊,结晶区1 047 cm-1/1 022 cm-1升高,1 022 cm-1/995 cm-1降低,相... 详细信息

以玉米淀粉为研究对象,探讨磁感应电场对普鲁兰酶水解淀粉结构性能和体外消化的影响。结果显示,经过酶解和感应电场的处理,改性后玉米淀粉颗粒出现大量孔洞,偏光十字模糊,结晶区1 047 cm-1/1 022 cm-1升高,1 022 cm-1/995 cm-1降低,相对结晶度随着感应电压的增加而增加。直链淀粉相对含量呈现先上升后下降的趋势,当感应电压为125 V时,直链淀粉相对含量高达98.61%。溶解度和膨胀度随着施加感应电压的增强先降低再增加,硬度和内聚力呈先增加后减少的趋势。原玉米淀粉和处理淀粉的黏性随剪切速率增加而迅速减少。储存模量和损耗模量与直链淀粉的含量有一定关系。当感应电压为125 V时抗性淀粉相对含量高达62.46%。体外消化水解率和血糖指数呈现先减少后增加的趋势。本研究可为感应电场在改性淀粉的生产和开发方面提供理论参考。

关键词：玉米淀粉普鲁兰酶感应电场结构性能体外消化

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欧洲——东南亚跨境运输方式与路径选择研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：魏海蕊周佳俊上海理工大学管理学院

我国跨境铁路的发展打通了欧洲-东南亚的铁路运输通道。为了探究欧洲-东南亚不同品类货物的跨境运输方式及最优路径，引入货物时间价值理论构建货物时间成本模型，以包含货物时间成本和运输费用的广义费用最低为目标，提出了用于分析运... 详细信息

我国跨境铁路的发展打通了欧洲-东南亚的铁路运输通道。为了探究欧洲-东南亚不同品类货物的跨境运输方式及最优路径，引入货物时间价值理论构建货物时间成本模型，以包含货物时间成本和运输费用的广义费用最低为目标，提出了用于分析运输方式与最优路径选择的混合整数规划模型。并以德国-老挝进出口贸易的货物运输为例进行了算例分析，采用CPLEX求解器对实例模型进行了求解。研究结果显示运输价格及货物的时间价值影响欧洲-东南亚跨境货物运输方式及路径的选择。高时间敏感度货物的最优运输路径为汉堡-阿拉山口-西安-昆明-万象的铁路运输；中、低时间敏感度货物的最优运输路径为曼海姆/诺伊斯-万象的海运运输。对运价调整分析发现，当海运价格上升，运输费用敏感且中时间敏感度的货物，会出现对运输方式或运输路径的转变；运输费用敏感且低时间敏感度的货物，对选择海运具有较强鲁棒性；在海运价格上浮过程中，铁路通道可以针对货物的品类调整运价来影响货物运输方式的选择。考虑拥堵因素，当跨境铁路运输通道货运量增长时会增加换装节点的拥堵时间，进而运输方式和路径发生转变。研究成果可为欧洲-东南亚之间的跨境运输方式与路径选择提供参考，同时为不同运输路径的运营优化提供借鉴。

关键词：跨境运输通道运输方式运输路径货物时间价值拥堵节点广义费用

世界顶尖大学校训的修订——基于哈佛、普林斯顿和帝国理工学院的考察

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清华大学教育研究 2024年第3期45卷 60-66页

作者：魏海华李联明东南大学马克思主义学院江苏南京210096 南京大学办公室江苏南京210023

校训是大学的文化名片,蕴含着大学的办学宗旨,彰显出大学追求的文化价值。哈佛大学的“真理”校训经过三任哈佛校长的阐述与诠释后内涵正朝着应然的方向发展。普林斯顿大学有关“上帝力量”的校训在两位美国总统校友的隔空呼应之下走上... 详细信息

校训是大学的文化名片,蕴含着大学的办学宗旨,彰显出大学追求的文化价值。哈佛大学的“真理”校训经过三任哈佛校长的阐述与诠释后内涵正朝着应然的方向发展。普林斯顿大学有关“上帝力量”的校训在两位美国总统校友的隔空呼应之下走上了“服务国家,服务人类”的新轨道。帝国理工学院富含殖民主义标签的校训在源自美国“黑人的命也是命”的反种族主义浪潮中,被校方果断而迅速地弃之一隅。

关键词：校训哈佛大学普林斯顿大学帝国理工学院

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新型船用底部进气式脱硫塔流场分析

上海海事大学学报 2024年第1期45卷 98-103,118页

作者：张瀛魏海军上海海事大学商船学院上海201306

为改善船用脱硫塔内吸收液与烟气的交互程度从而达到提高脱硫效率的目的,将侧进气改为底部进气,加入聚气环和环状导流板,设计一种新型船用底部进气式脱硫塔。基于有限体积法和欧拉-拉格朗日法建立仿真模型。通过Fluent软件对船用脱硫塔... 详细信息

为改善船用脱硫塔内吸收液与烟气的交互程度从而达到提高脱硫效率的目的,将侧进气改为底部进气,加入聚气环和环状导流板,设计一种新型船用底部进气式脱硫塔。基于有限体积法和欧拉-拉格朗日法建立仿真模型。通过Fluent软件对船用脱硫塔正常工作时的内部流场进行仿真分析,以烟气流速分布均匀性和流动阻力为评价标准对比原始模型和改良模型。结果表明:改良模型的烟气流速分布均匀性比原始模型的提升了70%~85%,而流动阻力增加了约25%。

关键词：船用脱硫塔湿法脱硫底部进气海水脱硫流体仿真

CPB冠状动脉旁路移植术老年患者颈内动脉血流超声参数与区域脑氧饱和度的相关性

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中华麻醉学杂志 2024年第2期44卷 214-219页

作者：韩瑛李宛霖赵雅梅魏海燕尹加林苏中宏葛亚力史宏伟江南大学附属儿童医院(无锡市儿童医院)麻醉科无锡214023 南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)麻醉疼痛与围术期医学科南京210006

目的评价体外循环(CPB)冠状动脉旁路移植术老年患者颈内动脉血流超声参数与区域脑氧饱和度(rScO2)的相关性。方法择期CPB冠状动脉旁路移植术老年患者64例,年龄60~80岁,性别不限,BMI 18.1~28.9 kg/m^(2),ASA分级Ⅱ或Ⅲ级,NYHA分级Ⅱ或Ⅲ... 详细信息

目的评价体外循环(CPB)冠状动脉旁路移植术老年患者颈内动脉血流超声参数与区域脑氧饱和度(rScO2)的相关性。方法择期CPB冠状动脉旁路移植术老年患者64例,年龄60~80岁,性别不限,BMI 18.1~28.9 kg/m^(2),ASA分级Ⅱ或Ⅲ级,NYHA分级Ⅱ或Ⅲ级,LVEF≥50%。于麻醉诱导前(T_(0))、外科切皮(T_(1))、CPB 30和60 min (取平均值,T_(2))、停CPB 30和60 min(取平均值,T_(3))时记录rScO_(2)和颈内动脉血流超声参数,包括收缩期峰值血流速度(PSV-ICA)、舒张末期血流速度(EDV-ICA)、直径(D-ICA)和血流量(Q-ICA),计算单侧颈内动脉血流量与心输出量的比值(Q/CO)。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析颈内动脉血流超声参数预测rScO_(2)0.05);EDV-ICA与rScO_(2)各时点无相关性(P>0.05);Q-ICA与rScO_(2)各时点呈正相关(P0.05),T_(2)和T_(3)时呈正相关(P<0.05)。非CPB期间(T_(0)、T_(1)、T_(3)),PSV-ICA和Q-ICA预测rScO_(2)<60%的截断值分别为51.35 cm/s和283.5 ml/min,灵敏度分别为0.900和0.900,特异度分别为0.610和0.857(AUC=0.761,P=0.006;AUC=0.903,P<0.001);CPB期间,Q-ICA和Q/CO预测rScO_(2)<60%的截断值分别为296.5 ml/min和5.84%,灵敏度分别为0.900和0.800,特异度分别为0.545和0.659(AUC=0.764,P=0.001;AUC=0.748,P=0.002)。结论冠状动脉管路移植术患者非CPB期间,PSV-ICA和Q-ICA与rScO_(2)呈正相关;CPB期间,Q-ICA和Q/CO与rScO_(2)呈正相关。PSV-ICA、Q-ICA和Q/CO可准确预测rScO_(2)<60%。

关键词：心肺转流术颈内动脉超声检查脑氧