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Time-sensitive prediction of NO_(2) concentration in China using an ensemble machine learning model from multi-source data

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Journal of Environmental Sciences 2024年第3期137卷 30-40页

作者： Chenliang Tao Man Jia Guoqiang Wang yuqiang zhang Qingzhu zhang Xianfeng Wang Qiao Wang Wenxing Wang Big Data Research Center for Ecology and Environment Environment Research InstituteShandong UniversityQingdao 266237China Shandong Provincial Eco-environment Monitoring Center Jinan 250101China

Nitrogen dioxide(NO_(2))poses a critical potential risk to environmental quality and public health.A reliable machine learning(ML)forecasting framework will be useful to provide valuable information to support government *** on the data from1609 air quality monitors across China from 2014-2020,this study designed an ensemble ML model by integrating multiple types of spatial-temporal variables and three sub-models for time-sensitive prediction over a wide *** ensemble ML model incorporates a residual connection to the gated recurrent unit(GRU)network and adopts the advantage of Transformer,extreme gradient boosting(XGBoost)and GRU with residual connection network,resulting in a 4.1%±1.0%lower root mean square error over XGBoost for the test *** ensemble model shows great prediction performance,with coefficient of determination of 0.91,0.86,and 0.77 for 1-hr,3-hr,and 24-hr averages for the test results,*** particular,this model has achieved excellent performance with low spatial uncertainty in Central,East,and North China,the major site-dense *** the interpretability analysis based on the Shapley value for different temporal resolutions,we found that the contribution of atmospheric chemical processes is more important for hourly predictions compared with the daily scale predictions,while the impact of meteorological conditions would be ever-prominent for the *** with existing models for different spatiotemporal scales,the present model can be implemented at any air quality monitoring station across China to facilitate achieving rapid and dependable forecast of NO_(2),which will help developing effective control policies.

关键词： Air quality prediction Deep learning Ensemble method Nitrogen dioxide Spatiotemporal covariates

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Particle-in-cell simulations of EUV-induced hydrogen plasma in the vicinity of a reflective mirror

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Plasma Science and Technology 2024年第8期26卷 95-103页

作者：张宇强余新刚叶宗标 School of Engineering Science University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049People’s Republic of China Key Laboratory of Radiation Physics and Technology Ministry of EducationInstitute of Nuclear Science and TechnologySichuan UniversityChengdu 610064People’s Republic of China

Particle-In-Cell(PIC)simulations were performed in this work to study the dynamics of the EUVinduced hydrogen *** Monte-Carlo Collision(MCC)model was employed to deal with the collisions between charged particles and background gas *** dynamic evolution of the plasma sheath,as well as the flux and energy distribution of ions impacting on the mirror surface,was *** was found that the emission of secondary electrons under the EUV irradiation on the ruthenium mirror coating creates a positively charged wall and then prevents the ions from impacting on the mirror and therefore changes the flux and energy distribution of ions reaching the ***,gas pressure has a notable effect on the plasma sheath and the characteristics of the ions impinging on the *** greater gas pressure,the sheath potential decreases more *** flux of ions received by the mirror grows approximately linearly and at the same time the energy corresponding to the peak flux decreases ***,the EUV source intensity barely changes the sheath potential,and its influence on the ion impact is mainly limited to the approximate linear increase in ion flux.

关键词： lithography particle-in-cell EUV EUV-induced plasma PIC-MCC

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应用L_(p)拟范数稀疏约束的纵横波速比直接反演

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石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 230-237页

作者：张天悦林凯文晓涛赵炼张雨强雷扬成都理工大学油气藏地质及开发工程重点实验室四川成都610059 成都理工大学地球物理学院四川成都610059 中国石化石油工程地球物理公司南方分公司四川成都610041

纵横波速比(vP/vS)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文... 详细信息

纵横波速比(vP/vS)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文中提出了一种新的广义弹性阻抗方程,再进一步推导出一个与纵横波速比、纵波速度、密度相关的纵波反射系数近似方程。为了得到精度较高的反演结果,基于推导出的反射系数近似方程,提出一种基于Lp拟范数稀疏约束的叠前地震反演方法,并通过交替方向乘子算法求解。将提出的直接反演方法应用于理论模型和实际数据,并与间接反演方法相对比,结果表明该直接反演方法的反演结果精度较高,对含气储层的边界刻画更清晰。

关键词：反演纵横波速比广义弹性阻抗 Lp拟范数交替方向乘子算法

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不同温度下氟碳链长度对表面活性剂理化性能的影响

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消防科学与技术 2024年第6期43卷 855-859页

作者：朱新华黄河张宇强中国民用航空飞行学院民航安全工程学院四川广汉618307 民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室四川广汉618307 四川省全电通航飞行器关键技术工程研究中心四川广汉618307

基于3种不同氟碳链长度的表面活性剂,研究温度(0~40℃)对氟碳表面活性剂理化性能(表面活性、发泡性能和铺展性能)的影响。结果表明,随着温度的升高,氟碳表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)增大,表面张力(γ_(CMC))降低,且表面活性剂的氟碳... 详细信息

基于3种不同氟碳链长度的表面活性剂,研究温度(0~40℃)对氟碳表面活性剂理化性能(表面活性、发泡性能和铺展性能)的影响。结果表明,随着温度的升高,氟碳表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)增大,表面张力(γ_(CMC))降低,且表面活性剂的氟碳链越长,其形成胶束的能力越强,其中FC8表面活性剂溶液的CMC最小(0.23 mmol/L),γ_(CMC)值最低(15.07mN/m);低温下氟碳表面活性剂发泡倍数最低(特别是FC4在0℃时仅为3.70倍),升温到20℃时发泡倍数达到最佳(6.00~8.73倍),继续升温对发泡倍数影响不大,且相同温度下氟碳链越长发泡倍数越大,FC8的发泡倍数在20℃时达到8.73倍;表面活性剂铺展系数(S)随温度的升高而增大,当温度达到20℃时S的变化趋于平缓,且氟碳链越长越有利于降低单位面积表面活性剂的消耗量,节约成本。由此可见,低温对短氟碳链表面活性剂性能影响较大,特别是发泡倍数低达不到使用要求,若应用在水成膜泡沫灭火剂中还需进行复配提高其使用性能。

关键词：氟碳链表面活性剂表面张力发泡性能铺展性能

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高空核爆电磁脉冲下埋地电缆瞬态响应研究

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延安大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 110-115页

作者：郭兴张玉强延安大学物理与电子信息学院陕西延安716000

高空核爆电磁脉冲(HEMP)会引发埋地电缆的耦合作用,从而产生瞬态响应。针对HEMP下埋地电缆瞬态响应问题,首先分析了高空核爆电磁脉冲的时频特性;然后给出了电磁场与电缆耦合公式,明确了两者之间的耦合关系;最后基于电磁仿真软件Gprmax... 详细信息

高空核爆电磁脉冲(HEMP)会引发埋地电缆的耦合作用,从而产生瞬态响应。针对HEMP下埋地电缆瞬态响应问题,首先分析了高空核爆电磁脉冲的时频特性;然后给出了电磁场与电缆耦合公式,明确了两者之间的耦合关系;最后基于电磁仿真软件Gprmax模拟了不同土壤成份、电缆埋深和辐射状态下的埋地电缆瞬态响应。仿真结果表明:利用Gprmax对高空核爆电磁脉冲下的埋地电缆瞬态响应进行分析是一种有效的方法,对高空核爆电磁脉冲的防护以及其他高功率电磁脉冲的电磁兼容问题分析具有参考意义。

关键词：高空核爆电磁脉冲埋地电缆耦合 Gprmax 瞬态响应

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CD4^(+)T淋巴细胞及身体成分与重庆市老年HIV感染者生理衰弱的关联分析

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中华预防医学杂志 2024年第2期58卷 235-240页

作者：陈晨徐杰江震吴国辉张裕强赵燕吴尊友中国疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心北京102206 重庆市疾病预防控制中心重庆400042 重庆市江津区疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制科重庆402260 中国疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心治疗与关怀室北京102206

目的探索CD4^(+)T淋巴细胞(CD4细胞)计数水平与老年HIV感染者生理衰弱患病的关联关系及体成分指标对二者的修饰作用。方法2022年5—10月于重庆市江津区疾病预防控制中心辖区内7家抗病毒治疗点招募485例接受抗反转录病毒治疗(ART)的老年... 详细信息

目的探索CD4^(+)T淋巴细胞(CD4细胞)计数水平与老年HIV感染者生理衰弱患病的关联关系及体成分指标对二者的修饰作用。方法2022年5—10月于重庆市江津区疾病预防控制中心辖区内7家抗病毒治疗点招募485例接受抗反转录病毒治疗(ART)的老年HIV感染者。采用自制问卷通过面对面调查收集对象基本特征(年龄和性别)、生活习惯(吸烟和饮酒情况)和疾病史情况(包括代谢性疾病、心脑血管疾病、呼吸系统疾病和恶性肿瘤)等资料。采用Fried量表评估研究对象的生理衰弱情况。进行体质(步速、握力、身高和体重)和体成分(骨骼肌量、体脂肪量和基础代谢率)测量。由中国艾滋病综合防治数据信息管理系统获取对象抗反转录病毒治疗资料。计算老年感染者生理衰弱现患率,采用多因素logistic回归探索不同CD4水平对老年HIV感染者生理衰弱的影响,并对体成分指标进行亚组分析探索是否存在交互作用。结果485例对象年龄为(72±5)岁,其中>70岁者占48.2%(234例),男性占70.9%(344例),且已全部启动抗病毒治疗。老年HIV感染者生理衰弱率为7.4%(36/485)。多因素logistic回归模型分析显示:调整年龄、性别、吸烟、饮酒、体成分指标、ART时长、病毒载量和合并症数量等因素后,CD4细胞水平增加与老年HIV感染者生理衰弱患病风险下降相关;CD4细胞每增加5.0×10^(7)个/L,老年感染者生理衰弱患病风险下降12%[OR(95%CI):0.88(0.76~1.01)];与CD4细胞低水平组相比,CD4细胞正常水平组生理衰弱风险下降69%[OR(95%CI):0.31(0.10~0.92)]。体成分指标亚组分析显示:CD4细胞水平与生理衰弱的关联在高骨骼肌量和高基础代谢率感染者中更强(P交互值<0.05)。结论重庆市老年HIV感染者生理衰弱率相对较低;CD4细胞水平、骨骼肌量和基础代谢率与生理衰弱有关联。

关键词： HIV 老年人 CD4^(+)T淋巴细胞身体成分生理衰弱

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基于Citespace对人工智能在骨创伤研究的可视化分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 493-502页

作者：宋浩然张玉强谷娜智晓东王伟锦州医科大学附属第一医院骨科辽宁省锦州市121000 锦州医科大学骨外科学研究所辽宁省锦州市121000 锦州医科大学附属第一医院放射科辽宁省锦州市121000

背景:人工智能在医疗领域的发展日益迅速,在骨创伤领域的应用研究不断增多。文章旨在通过文献计量学分析,分析近年来人工智能在骨创伤领域中的研究热点,并预测未来的研究趋势。目的:总结人工智能技术在骨创伤领域的应用发展历程、研究... 详细信息

背景:人工智能在医疗领域的发展日益迅速,在骨创伤领域的应用研究不断增多。文章旨在通过文献计量学分析,分析近年来人工智能在骨创伤领域中的研究热点,并预测未来的研究趋势。目的:总结人工智能技术在骨创伤领域的应用发展历程、研究现状、热点和未来发展趋势,以期为今后的研究提供新的见解。方法:选择Web of Science核心集数据库中,时间跨度设为自建库至2023年8月,检索人工智能、机器学习、深度学习应用于骨创伤相关的文献420篇。通过人工筛选,导出与文章相关的文献共202篇,采用Citespace软件进行国家、机构、被引期刊和引文分析等的合作和关键词的共现等可视化分析。结果与结论:①分析筛选后纳入的202篇文献,总体发文量呈上升趋势,且在未来研究潜力巨大。研究中心性最高和发文量排名第一的国家均为美国。加州大学(美国)是发文量最多的研究机构。②人工智能在骨创伤研究中最常用的前5个关键词是深度学习、人工智能、骨密度、机器学习、诊断,中心性最高的关键词为骨密度,关键词数量最多的为深度学习。③共被引频次前10位的参考文献分别从多个方面介绍了人工智能技术应用于骨创伤领域诊断的可行性研究,其中8篇涉及骨关节损伤与深卷积神经网络,1篇涉及深度学习在CT检查中检测骨质疏松从而预防脆性骨折,1篇通过人工智能识别皮肤纹理变的特征应用于骨的特征性识别的相关性研究。④今后,人工智能的研究热点将主要集中在骨关节创伤和骨质疏松引发的骨折特异性研究上,未来研究趋势主要集中在提升人工智能算法的性能上,使用人工智能新技术对骨损伤进行精准划分和快速高效诊断,尤其是针对复杂和隐匿性骨折的诊断,通过建立有限元分析模型,实现对骨创伤的更加标准化评估。

关键词：人工智能骨创伤骨折机器学习深度学习文献计量学 Web of Science 影像诊断 Citespace 可视化分析

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氧化石墨烯纳米颗粒对抗生素类污染物吸附特征及影响因素

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环境化学 2024年第2期43卷 633-641页

作者：李艳香陈玖妍张文波张玉强马龙栾日坚祁志冲中国冶金地质总局山东局测试中心济南250014 河南大学化学化工学院开封475004

本文通过吸附动力学和吸附等温线探究了氧化石墨烯(GO)纳米颗粒对3种典型的四环素类抗生素(即四环素(TC)、土霉素(OTC)和金霉素(CTC))吸附特征.结果表明,伪二级动力学模型可以很好的拟合吸附动力学的结果,吸附速率可能受化学吸附控制.... 详细信息

本文通过吸附动力学和吸附等温线探究了氧化石墨烯(GO)纳米颗粒对3种典型的四环素类抗生素(即四环素(TC)、土霉素(OTC)和金霉素(CTC))吸附特征.结果表明,伪二级动力学模型可以很好的拟合吸附动力学的结果,吸附速率可能受化学吸附控制.吸附等温线的结果显示GO对3种抗生素均有较高的吸附能力,且吸附能力依次为:CTC>OTC>TC.这主要是由于四环素类抗生素可以通过π-π作用、阳离子-π键、疏水作用以及静电作用等机制与GO产生结合.此外,四环素类抗生素在GO上的吸附行为与背景溶液的水化学条件(如pH、离子强度和二价金属离子)密切相关.总体来讲,由于静电斥力的增强,抗生素在GO上的吸附量随着背景溶液pH值的升高或离子强度(NaCl)的增加而降低,这主要是由于静电引力和吸附点位的减少所致;二价阳离子(Cu^(2+))可以通过表面桥连作用,显著促进抗生素在GO上的吸附.本研究结果清楚地表明抗生素本身的化学性质和背景溶液的水化学条件在GO去除抗生素的过程起着重要作用.

关键词：氧化石墨烯四环素类抗生素水化学条件吸附

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涪陵页岩气田瘦身井配套钻井关键技术实践与认识

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断块油气田 2024年第4期31卷 714-719页

作者：王鸿远明鑫张玉强魏振华明柱平中石化中原石油工程有限公司河南濮阳457001 中石化中原石油工程有限公司西南钻井分公司四川成都610052 中石化江汉油田分公司湖北潜江433123

为提高涪陵页岩气田开发效益,提升钻井效率,降低钻井成本,需采用井身结构瘦身优化设计技术。为满足压裂改造、采气要求,通过建模与数据统计分析等手段,文中提出了2种井身结构瘦身方案,并针对瘦身井钻井配套技术难点,开展了个性化钻头、... 详细信息

为提高涪陵页岩气田开发效益,提升钻井效率,降低钻井成本,需采用井身结构瘦身优化设计技术。为满足压裂改造、采气要求,通过建模与数据统计分析等手段,文中提出了2种井身结构瘦身方案,并针对瘦身井钻井配套技术难点,开展了个性化钻头、钻具组合、钻井参数、定向仪器结构4项技术的优化与实践。现场应用表明,井身结构瘦身后,机械钻速显著提高,钻井周期进一步缩短,单井用电量降低37.5%,钻屑量降低19%~39%,每年可减少固体废物上万立方米,降低了油田安全环保压力。该技术可为国内其他页岩气田效益开发提供参考。

关键词：页岩气田水平井井身结构瘦身难点分析关键技术

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采石场废弃地植被恢复效果:以北京房山区大石窝镇采石场为例

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生态学杂志 2024年第5期43卷 1416-1425页

作者：侍柳彤史常青赵廷宁邱军付赵艳婷李庆飞张玉强北京林业大学水土保持学院北京100083 北京南科大蓝色科技有限公司北京100083 张家口市灵官庙林场河北张家口076161 北京建工路桥集团有限公司北京100123

为了解采石场废弃地植被恢复效果,以北京市房山区大石窝镇采石场废弃地为对象,通过野外调查,运用主成分分析、冗余分析及相关性分析等方法,对不同恢复模式下的植被恢复效果及其影响因子进行研究。结果表明:采石场废弃地共有植物17科32... 详细信息

为了解采石场废弃地植被恢复效果,以北京市房山区大石窝镇采石场废弃地为对象,通过野外调查,运用主成分分析、冗余分析及相关性分析等方法,对不同恢复模式下的植被恢复效果及其影响因子进行研究。结果表明:采石场废弃地共有植物17科32属33种,以草本植物为主,其中禾本科、菊科种类最多,优势种为紫花苜蓿、青蒿、狗尾草等;自然恢复区和未治理区的物种多样性和丰富度高但植被覆盖度低,人工修复下的植被覆盖度和生物量高但物种多样性差,且相同恢复模式不同地形的植被恢复效果表现出坡下>坡中>坡上,平地优于坡面;土壤养分与植被盖度、生物量呈正相关,与物种数、多样性指数、均匀度指数、丰富度指数均呈负相关,其中有效磷与植被盖度的相关性最大,而土壤养分主要受到恢复模式的影响;恢复模式对植被恢复效果的影响较大,其对植被盖度影响最大(r=0.940),地形因子的影响较小,坡位和坡度对丰富度指数的影响最大(r=0.633、-0.656)。今后都市周边采石场废弃地进行生态修复时可以将自然恢复和人工修复两种模式相结合,同时喷播绿化时可多选取乡土植物种,结合植苗技术,以增加物种多样性、提高群落稳定性。研究结果为今后指导矿山生态修复和改善植被恢复效果提供了科学依据。

关键词：采石场废弃地植被恢复地形因子土壤养分

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