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XRL-SHAP-Cache:an explainable reinforcement learning approach for intelligent edge service caching in content delivery networks

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Science China(Information Sciences) 2024年第7期67卷 46-71页

作者： xiaolong XU Fan WU Muhammad BILAL xiaoyu xia Wanchun DOU Lina YAO Weiyi ZHONG School of Software Nanjing University of Information Science and Technology School of Computing and Communications Lancaster University School of Computing Technologies Royal Melbourne Institute of Technology State Key Laboratory for Novel Software Technology Nanjing University School of Computer Science and Engineering University of New South Wales Data 61 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization School of Computer Science Qufu Normal University

Content delivery networks(CDNs) play a pivotal role in the modern internet infrastructure by enabling efficient content delivery across diverse geographical regions. As an essential component of CDNs, the edge caching scheme directly influences the user experience by determining the caching and eviction of content on edge servers. With the emergence of 5G technology, traditional caching schemes have faced challenges in adapting to increasingly complex and dynamic network environments. Consequently, deep reinforcement learning(DRL) offers a promising solution for intelligent zero-touch network governance. However, the blackbox nature of DRL models poses challenges in understanding and making trusting decisions. In this paper,we propose an explainable reinforcement learning(XRL)-based intelligent edge service caching approach,namely XRL-SHAP-Cache, which combines DRL with an explainable artificial intelligence(XAI) technique for cache management in CDNs. Instead of focusing solely on achieving performance gains, this study introduces a novel paradigm for providing interpretable caching strategies, thereby establishing a foundation for future transparent and trustworthy edge caching solutions. Specifically, a multi-level cache scheduling framework for CDNs was formulated theoretically, with the D3QN-based caching scheme serving as the targeted interpretable model. Subsequently, by integrating Deep-SHAP into our framework, the contribution of each state input feature to the agent's Q-value output was calculated, thereby providing valuable insights into the decision-making process. The proposed XRL-SHAP-Cache approach was evaluated through extensive experiments to demonstrate the behavior of the scheduling agent in the face of different environmental *** results demonstrate its strong explainability under various real-life scenarios while maintaining superior performance compared to traditional caching schemes in terms of cache hit ratio, quality of service(QoS),a

关键词： deep reinforcement learning (DRL) explainable artificial intelligence (XAI) multi-level cache content delivery network (CDN) D3QN algorithm Deep-SHAP

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THE LONG TIME BEHAVIOR OF THE FRACTIONAL ORNSTEIN-UHLENBECK PROCESS WITH LINEAR SELF-REPELLING DRIFT

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Acta Mathematica Scientia 2024年第2期44卷 671-685页

作者：夏晓宇闫理坦杨晴 College of Information Science and Technology Donghua UniversityShanghai201620China Department of Statistics College of ScienceDonghua UniversityShanghai201620China

Let B^(H) be a fractional Brownian motion with Hurst index 1/2≤H<*** this paper,we consider the equation(called the Ornstein-Uhlenbeck process with a linear self-repelling drift)dX_(t)^(H)=dB_(t)^(H)+σ X_(t)^(H)dt+vdt-θ(∫_(0)^(t)(X_(t)^(H)-X_(s)^(H))ds)dt,whereθ<0,σ,v∈ℝ.The process is an analogue of self-attracting diffusion(Cranston,Le *** Ann,1995,303:87–93).Our main aim is to study the large time behaviors of the *** show that the solution X^(H)diverges to infinity as t tends to infinity,and obtain the speed at which the process X^(H)diverges to infinity.

关键词： fractional Brownian motion stochastic difference equations rate of convergence asymptotic

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Remote-controlled dexamethasone-duration on eye-surface with a micelle-magnetic nanoparticulate co-delivery system for dry eye disease

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Acta Pharmaceutica Sinica B 2024年第8期14卷 3730-3745页

作者： Qinxiang Zheng Chaoxiang Ge Kexin Li Longxin Wang xiaoyu xia xiao Liu Rashid Mehmood Jianliang Shen Kaihui Nan Wei Chen Sen Lin National Engineering Research Center of Ophthalmology and Optometry Eye HospitalWenzhou Medical UniversityWenzhou 325027China National Clinical Research Center for Ocular Diseases Eye HospitalWenzhou Medical UniversityWenzhou 325027China Zhejiang Engineering Research Center for Tissue Repair Materials Wenzhou InstituteUniversity of Chinese Academy of SciencesWenzhou 325000China School of Chemical Engineering UNSW SydneyHigh StreetBuilding E10KensingtonNSW 2052Australia Adult Cancer Program Lowy Cancer Research CentreUNSW SydneyCorner Botany&High StreetsKensingtonNSW 2052Australia

Dexamethasone(DEX)is used to treat ocular surface ***,regulating DEX duration in tears while preventing its absorption into the anterior chamber is critical for balancing its therapy effects and the side *** this study,a novel magnetic nanoparticle(MNP)-micelle(MC)codelivery system(MMDS)was *** MC moiety in the MMDS served as the carrier for DEX and the MNP part endowed the MMDS with magnetic-responsive *** extend its residency,the MMDS was magnetically attracted by an external magnet after instilling,which acted as a precorneal drug-depot enabling a sustainable release of DEX in *** combination of magnet treatment,the topical instillation of MMDS@DEX significantly prolonged the DEX-retention in tears and increased the DEX-concentration in the cornea and conjunctiva,as well as concurrently reduced the DEX-level in the aqueous humor,when compared with the commercial DEX eye drop *** combination of MMDS@DEX and magnet treatment exerted significantly better therapeutic effects against DED with smaller side effects than conventional treatments including DEX suspension,commercial DEX eye drops,as well as the MMDS@DEX treatment *** present work provided a new method for the effective delivery of DEX to ocular surface tissues while reducing its side effects,which will be beneficial to the treatments of a wide range of ocular surface diseases.

关键词： Magnetic nanoparticle Micelle Dexamethasone Eye drop Bioavailability Dry eye disease Cornea Conjunctiva

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基于肌骨动力学与有限元耦合模型的脊柱生物力学研究应用进展

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应用力学学报 2024年第1期41卷 233-240页

作者：杜娟夏晓宇孟琳苗军明东天津大学医学工程与转化医学研究院天津300072 天津大学天津医院脊柱二科天津300210

由于现代生活方式的改变与人口老龄化,近年来脊柱疾病发病率急剧升高。生物力学研究是评估脊柱相关疾病的重要内容,通过建模仿真的方法探究脊柱生物力学一直是重要的手段之一。目前,结合肌骨模型与有限元的方法成为脊柱生物力学的研究热... 详细信息

由于现代生活方式的改变与人口老龄化,近年来脊柱疾病发病率急剧升高。生物力学研究是评估脊柱相关疾病的重要内容,通过建模仿真的方法探究脊柱生物力学一直是重要的手段之一。目前,结合肌骨模型与有限元的方法成为脊柱生物力学的研究热点,因此,本研究对国内外使用肌骨模型与有限元相结合的方法探究脊柱生物力学特征的文章进行调研,系统阐述了该方法在脊柱相关疾病方面的临床应用进展,总结基于这种方法的建模方式,包括加载方法、杨氏模量、泊松比等参数设置,以及使用该方法在脊柱相关疾病上的评估应用。结果表明:基于肌骨动力学与有限元的方法,对探究人体在体运动时脊柱组织层面的应力应变、椎间盘内压力(intervertebral disc pressure, IDP)等情况,提供了一种多尺度评估方法,但该种方法目前存在模型构建时间长、研究动作单一、需要验证模型有效性不足等问题,是未来脊柱生物力学领域研究需要研究的方向。

关键词：脊柱运动分析肌骨模型有限元

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激光选区熔化Al-Mg-Sc-Zr合金各向组织与损伤容限性能

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航空材料学报 2024年第1期44卷 143-151页

作者：冯振宇陈翥仪张雪峰夏晓宇邹君中国民航大学科技创新研究院天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 中国航空制造技术研究院北京100024 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300

研究激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术成形Al-Mg-Sc-Zr合金材料不同取向的显微组织特征、拉伸和损伤容限性能。结果表明:YZ截面为细小的等轴晶和粗大的柱状晶组成的双峰组织,XY截面由细小的等轴晶组成;0°和90°方向屈服... 详细信息

研究激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术成形Al-Mg-Sc-Zr合金材料不同取向的显微组织特征、拉伸和损伤容限性能。结果表明:YZ截面为细小的等轴晶和粗大的柱状晶组成的双峰组织,XY截面由细小的等轴晶组成;0°和90°方向屈服强度、抗拉强度均超过500 MPa,各向异性较小,但堆积层间存在的未熔合缺陷使得90°方向断裂伸长率明显低于0°方向;0°和90°CT试样K_(IC)分别为21.41 MPa·m^(1/2)和20.89 MPa·m^(1/2),在柱状晶区域裂纹扩展阻抗低,导致90°CT试样K_(IC)稍小;显微组织和缺陷是影响裂纹扩展性能各向异性的主要因素,在近门槛区未熔合缺陷起主导作用,当裂纹面平行于水平方向时裂纹扩展速率更快;在稳态扩展区显微组织的影响起主导作用,当裂纹面平行于水平方向时为穿晶断裂,裂纹扩展阻抗较高,裂纹扩展速率较低。

关键词：激光选区熔化 Al-Mg-Sc-Zr合金显微组织损伤容限性能各向异性

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甘肃积石山6.2级地震房屋破坏特征分析

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地震工程学报 2024年第4期46卷 846-856页

作者：郭海涛贾源源王会娟车高凤夏晓雨张晓甘肃省地震局甘肃兰州730030 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730030 中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730030 兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050

2023年12月18日晚,甘肃省积石山县发生M_(S)6.2地震,震源深度10 km。地震导致震区房屋出现不同程度的损毁,并诱发了大量同震滑坡,造成了严重的人员伤亡和经济损失。基于已有文献资料,结合高精度遥感和野外调查数据,开展此次地震房屋破... 详细信息

2023年12月18日晚,甘肃省积石山县发生M_(S)6.2地震,震源深度10 km。地震导致震区房屋出现不同程度的损毁,并诱发了大量同震滑坡,造成了严重的人员伤亡和经济损失。基于已有文献资料,结合高精度遥感和野外调查数据,开展此次地震房屋破坏特征分析。结果表明:震中房屋及建构筑物破坏以大河家镇最重,石塬镇、刘集乡、柳沟乡等次之。调查点内土木结构房屋以严重损坏或倒塌破坏为主;砖木结构房屋以严重破坏或局部倒塌破坏为主;砖混结构房屋破坏特征城乡地区差异大,城镇地区砖混结构房屋以一般或轻微破坏为主,农村自建砖混结构房屋多发生严重破坏;框架结构房屋填充墙多产生大量裂缝与剪切破损。现场调查分析不同结构房屋的破坏比与破坏特征、特点,对灾后应急救援及房屋重建安置工作具有非常重要的意义。结合震后第一手资料,就不同结构类型房屋的破坏特征、严重损坏比例,及震后地震地质灾害与隐患等进行分析探讨。研究可为灾后房屋重建、地震震后烈度调查与地震应急评估等相关工作提供一定的参考。

关键词：积石山地震逆冲型地震房屋结构破坏特征

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气象条件对合肥市O_(3)质量浓度变化的影响

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年第8期47卷 1009-1014页

作者：邓鹏林保国夏晓宇陈公名朱承驻合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009 安徽皖欣环境科技有限公司安徽合肥230088

文章基于2016-2020年合肥市大气污染物逐时监测数据及同期逐日气象数据,利用KZ(Kolmogorov-Zurbenko)滤波法将合肥市O_(3)质量浓度及各气象要素逐日序列分解为长期、季节以及短期分量,并针对分解浓度序列建立气象因子回归模型,综合评估... 详细信息

文章基于2016-2020年合肥市大气污染物逐时监测数据及同期逐日气象数据,利用KZ(Kolmogorov-Zurbenko)滤波法将合肥市O_(3)质量浓度及各气象要素逐日序列分解为长期、季节以及短期分量,并针对分解浓度序列建立气象因子回归模型,综合评估合肥市O_(3)质量浓度变化趋势及气象条件对O_(3)质量浓度的影响。结果表明:季节变化是引起O_(3)质量浓度原始序列波动的最主要因素,合肥市O_(3)质量浓度的长期变化趋势为先增长后下降;在长期分量中,相对湿度可能是影响O_(3)质量浓度的最主要气象要素,且呈现显著负相关(r=-0.581),而在原始序列以及其余分量中,太阳净辐射对O_(3)质量浓度的影响最为重要,呈现为显著正相关(r最高为0.911);聚类分析发现O_(3)在较重污染时对应的日最高温度和相对湿度的均值分别为30.9℃和71%;气象条件在2019年中期以前对O_(3)污染起促进作用,使ρ(O_(3))平均上升了2.19μg/m^(3),而在2019年中期以后对O_(3)污染起抑制作用,使ρ(O_(3))平均下降了3.91μg/m^(3)。

关键词：合肥市 O_(3)污染 Kolmogorov-Zurbenko滤波法气象要素

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足细胞的发生发育与修复再生

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肾脏病与透析肾移植杂志 2024年第2期33卷 160-164页

作者：刘哲宇谷立杰(综述) 夏小雨(审校) 上海交通大学医学院临床医学系上海200025 上海交通大学医学院附属第一人民医院肾内科海交通大学医学院组织胚胎学与遗传发育学系上海市生殖医学重点实验室

足细胞由肾祖细胞逐步分化而来,通过形成足突和裂孔膜结构构成肾小球滤过膜的最后一层屏障。由足细胞损伤或功能障碍导致的肾小球疾病被称为足细胞病。阐明足细胞发育调控机制,有助于理解足细胞病的致病机制、开发针对性的靶向诊疗路径... 详细信息

足细胞由肾祖细胞逐步分化而来,通过形成足突和裂孔膜结构构成肾小球滤过膜的最后一层屏障。由足细胞损伤或功能障碍导致的肾小球疾病被称为足细胞病。阐明足细胞发育调控机制,有助于理解足细胞病的致病机制、开发针对性的靶向诊疗路径。该领域内的前沿热点之一,是采用类器官、诱导分化等技术构建足细胞病研究模型。本文对近年来足细胞发生与足细胞病相关的再生医学研究进展作一综述。

关键词：足细胞足细胞病肾脏疾病再生医学类器官诱导分化

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甘肃积石山 M_(s)6.2级地震的震害特征与启示

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世界地震工程 2024年第1期40卷 58-71页

作者：王丽丽王兰民卢育霞许世阳夏晓雨盖海龙池佩红郭梅中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 西北大学大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 青海省地震局青海西宁810005

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县(35.70°N,102.79°E)发生了6.2级地震,震中烈度为VIII度。地震发生后,通过实地烈度评估与科学考察,对震区VI~VIII度区不同建(构)筑物与生命线工程的震害特点进行了... 详细信息

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县(35.70°N,102.79°E)发生了6.2级地震,震中烈度为VIII度。地震发生后,通过实地烈度评估与科学考察,对震区VI~VIII度区不同建(构)筑物与生命线工程的震害特点进行了统计分析;从抗震设计与施工管理、场地放大效应与地震次生灾害对建筑结构抗震性能的影响等角度,提出了此次地震的震害启示。结果表明:1)严重破坏和毁坏的建筑结构主要集中在老旧的土木结构、砖木结构和无设防或设防不规范的砖混结构。2)造成建筑结构破坏的主要原因是少量自建房抗震设计和施工的不规范、场地放大效应和地震次生灾害。3)优化和改良生土砌筑材料,改进纵横墙间的拉结措施,强化结构整体性是提高土木结构抗震的有效方法;普及“上下圈梁与构造柱”等基本抗震设防措施,规范水泥砂浆强度,提升农村工匠的施工水平,可有效提高砌体结构的整体性,避免房屋出现整体性垮塌;室内洗手间的墙体应该与房顶、纵横墙间建立有效联接,提高结构的抗震性能。4)孤突斜坡、河流高阶地与岸边为抗震不利地带。当建造用地极为匮乏,不得不选址在这些场地之上时,应该综合考虑场地的地形地貌特征、岩土体物理力学特性、水文地质条件、抗震设防目标、建筑结构类型等影响因素,做好地震灾害风险评估,根据评估结果进行科学设防。灾后重建过程中,应由政府统一规划选址、统一设计,规范施工。

关键词：积石山6.2级地震震害调查场地放大效应黄土液化流滑震害特征

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Spatial Properties of Mismatch Negativity in Patients with Disorders of Consciousness

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Neuroscience Bulletin 2018年第4期34卷 700-708页

作者： xiaoyu Wang Rao Fu xiaoyu xia Xueling Chen Han Wu Nicole LANDi Ken Pugh Jianghong He Fengyu Cong School of Biomedical Engineering Faculty of Electronic Information and Electrical Engineering Dalian University of Technology Department of Neurosurgery People's Liberation Army General Hospital Faculty of Linguistic Science Beijing Language and Culture University Haskins Laboratory Yale University Department of Psychological Sciences University of Connecticut Faculty of Information Technology University of Jyvaskyla

In recent decades, event-related potentials have been used for the clinical electrophysiological assessment of patients with disorders of consciousness （DOCs）. In this paper, an oddball paradigm with two types of frequencydeviant stimulus （standard stimuli were pure tones of 1000 Hz; small deviant stimuli were pure tones of 1050 Hz; large deviant stimuli were pure tones of 1200 Hz） was applied to elicit mismatch negativity （MMN） in 30 patients with DOCs diagnosed using the JFK Coma Recovery Scale- Revised （CRS-R）. The results showed that the peak amplitudes of MMN elicited by both large and small deviant stimuli were significantly different from baseline. In terms of the spatial properties of MMN, a significant interaction effect between conditions （small and large deviant stimuli） and electrode nodes was centered at the frontocentral area. Furthermore, correlation coefficients were calculated between MMN amplitudes and CRS-R scores for each electrode among all participants to generate topographic maps. Meanwhile, a significant negative correlation between the MMN amplitudes elicited by large deviant stimuli and the CRS-R scores was also found at the frontocentral area. In consequence, our results combine the above spatial properties of MMN in patients with DOCs, and provide a more precise location （frontocentral area） at which to evaluate the correlation between clinical electrophysiological assessment and the level of consciousness.

关键词： EEG Mismatch negativity Disorder ofconsciousness Vegetative state Minimally consciousstate

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