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A Deep Generative Model with Multiscale Features Enabled Industrial Internet of Things for Intelligent Fault Diagnosis of Bearings

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Research 2023年第3期2023卷 57-68页

作者： He-xuan Hu yicheng cai Qiang Hu Ye Zhang Key Laboratory of Water Big Data Technology of Ministry of Water Resources Hohai UniversityNanjing 211100P.R.China College of Computer and Information Hohai UniversityNanjing 211100P.R.China

Effective condition monitoring and fault diagnosis of bearings can not only maximize the life of rolling bearings and prevent unexpected shutdowns caused by equipment failures but also eliminate unnecessary costs and waste caused by excessive maintenance.However,the existing deep-learning-based bearing fault diagnosis models have the following defects.First of all,these models have a large demand for fault data.Second,the previous models only consider that single-scale features are generally less effective in diagnosing bearing faults.Therefore,we designed a bearing fault data collection platform based on the Industrial Internet of Things,which is used to collect bearing status data from sensors in real time and feed it back into the diagnostic model.On the basis of this platform,we propose a bearing fault diagnosis model based on deep generative models with multiscale features(DGMMFs)to solve the above problems.The DGMMF model is a multiclassification model,which can directly output the abnormal type of the bearing.Specifically,the DGMMF model uses 4 different variational autoencoder models to augment the bearing data and integrates features of different scales.Compared with single-scale features,these multiscale features contain more information and can perform better.Finally,we conducted a large number of related experiments on the real bearing fault datasets and verified the effectiveness of the DGMMF model using multiple evaluation metrics.The DGMMF model has achieved the highest value under all metrics,among which the value of precision is 0.926,the value of recall is 0.924,the value of accuracy is 0.926,and the value of F1 score is 0.925.

关键词： fault bearings diagnosis

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Pilot-scale acetone-butanol-ethanol fermentation from corn stover

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Green Carbon 2024年第1期2卷 81-93页

作者： Changsheng Su Di cai Honggang Zhang Yilu Wu Yongjie Jiang yicheng Liu Changwei Zhang Chunling Li Peiyong Qin Tianwei Tan National Energy R&D Center for Biorefinery Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029PR China College of Life Science and Technology Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029PR China SDIC Advanced Biomass Fuel(Hailun)Co. LTDHeilongjiang 152300PR China

Biobutanol is an advanced biofuel that can be produced from excess lignocellulose via acetone-butanol-ethanol(ABE)fermentation.Although significant technological progress has been made in this field,attempts at largescale lignocellulosic ABE production remain scarce.In this study,1m^(3)scale ABE fermentation was investigated using high inhibitor tolerance Clostridium acetobutylicum ABE-P1201 and steam-exploded corn stover hydrolysate(SECSH).Before expanding the fermentation scale,the detoxification process for SECSH was simplified by process engineering.Results revealed that appropriate pH management during the fed-batch cultivation could largely decrease the inhibition of the toxic components in undetoxified SECSH to the solventogenesis phase of the ABE-P1201 strains,avoiding“acid crash”.Therefore,after naturalizing the pH by Ca(OH)_(2),the undetoxified SECSH,without removal of the solid components,reached 17.68±1.30 g/L of ABE production with 0.34±0.01 g/g of yield in 1 L scale bioreactor.Based on this strategy,the fermentation scale gradually expanded from laboratory-scale apparatus to pilot-scale bioreactors.Finally,17.05±1.20 g/L of ABE titer and 0.32±0.01 g/g of ABE yield were realized in 1m3 bioreactor,corresponding to approximately 145 kg of ABE production from 1 t of dry corn stover.The pilot-scale ABE fermentation demonstrated excellent stability during repeated operations.This study provided a simplified ABE fermentation strategy and verified the feasibility of the pilot process,providing tremendous significance and a solid foundation for the future industrialization of second-generation ABE plants.

关键词： Corn stover ABE fermentation Pilot scale Steam explosion PH control

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Predicting stability of integrated circuit test equipment using upper side boundary values of normal distribution

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The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications 2024年第2期31卷 85-93页

作者： Zhan Wenfa Hu Xinyi Zheng Jiangyun Yu Chuxian cai Xueyuan Zhang Lihua School of Electronic Engineering and Intelligent Manufacturing Anqing Normal UniversityAnqing 246133China School of Computer and Information Technology Anqing Normal UniversityAnqing 246133China

In response to the growing complexity and performance of integrated circuit(IC),there is an urgent need to enhance the testing and stability of IC test equipment.A method was proposed to predict equipment stability using the upper side boundary value of normal distribution.Initially,the K-means clustering algorithm classifies and analyzes sample data.The accuracy of this boundary value is compared under two common confidence levels to select the optimal threshold.A range is then defined to categorize unqualified test data.Through experimental verification,the method achieves the purpose of measuring the stability of qualitative IC equipment through a deterministic threshold value and judging the stability of the equipment by comparing the number of unqualified data with the threshold value,which realizes the goal of long-term operation monitoring and stability analysis of IC test equipment.

关键词： K-means clustering algorithm the upper side boundary of normal distribution threshold integrated circuit(IC)test equipment stability analysis

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无障碍社区模式语言建构及社区规划应用

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南方建筑 2024年第3期 99-107页

作者：蔡佳秀刘堃孙计晨傅一程香港中文大学建筑学院中国香港哈尔滨工业大学(深圳) 青岛市城阳区自然资源局中国城市规划设计研究院深圳分院

在以人为中心的新型城镇化发展背景下,无障碍城市建设成为应对人口老龄化、提升社会包容性与城市文明程度的重要任务。社区是与市民日常生活关联最紧密的公共场所,建设无障碍社区,成为切实推进无障碍城市建设、提高居民生活福祉的重要... 详细信息

在以人为中心的新型城镇化发展背景下,无障碍城市建设成为应对人口老龄化、提升社会包容性与城市文明程度的重要任务。社区是与市民日常生活关联最紧密的公共场所,建设无障碍社区,成为切实推进无障碍城市建设、提高居民生活福祉的重要突破口。模式语言是一种将通用规律与在地应用相结合的经典设计方法论,其重视专业技术的输出,又便于公众理解和使用,特别适用于议题明确的参与式规划设计实践。以深圳市无障碍社区试点项目为例,构建无障碍社区模式语言的方法框架,以无障碍模式语言为参与式规划设计工具,聚焦无障碍问题,建构规划设计策略并推导形成方案,初步论证了模式语言在推进无障碍社区建设方面的适用性与有效性。为新时期共商共建无障碍社区提供了可行的规划工具与实践路径。

关键词：无障碍环境模式语言社区规划参与式规划

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基于超像素分割的田间小麦穗数统计方法

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中国农业科学 2019年第1期52卷 21-33页

作者：杜颖蔡义承谭昌伟李振海杨贵军冯海宽韩东江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室/扬州大学农业科技发展研究院农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室/北京农业信息技术研究中心

【目的】小麦穗数是产量构成的重要因素。通过图像处理技术快速准确地统计小麦穗数,为作物长势监测和产量估测提供重要依据。【方法】本研究以经氮肥梯度处理后不同长势的小麦为研究对象,首先,通过简单线性迭代聚类算法(simple linear i... 详细信息

【目的】小麦穗数是产量构成的重要因素。通过图像处理技术快速准确地统计小麦穗数,为作物长势监测和产量估测提供重要依据。【方法】本研究以经氮肥梯度处理后不同长势的小麦为研究对象,首先,通过简单线性迭代聚类算法(simple linear iterative cluster,SLIC)对田间小麦图像进行超像素分割的预处理;提取并分析图像的部分颜色特征参数,选择适宜的颜色特征参数训练分类器;选择准确率最高的分类器对图像进行分类处理,识别麦穗。其次,对麦穗识别结果进行二值化;经腐蚀、膨胀等一系列形态学计算提取麦穗主体并进行区域统计;提取麦穗骨架,检测骨架角点数,结合角点数与区域统计结果计算小麦穗数;最后,通过线性回归分析方法验证了无氮(0)、低氮(1/2常规施氮量)、正常氮(常规施氮量)、高氮(2倍的常规施氮量)4个氮水平麦穗统计结果。【结果】(1)利用超绿值(Eg)和归一化红绿指数(Dgr)作为分类特征可以有效地识别麦穗、土壤和叶片;(2)相较于直接基于像素进行图像处理,经超像素分割处理后麦穗识别结果更理想,识别出麦穗主体清晰,形态更为完整;(3)经比较,高氮水平下小麦长势较好,穗数统计准确率最高,为94.4%,无氮水平下小麦长势较差,穗数统计准确率最低,仅为81.9%;排除无氮情况后,长势较均匀的氮水平混合样本中麦穗计数准确率达到92.9%,相较于长势差异较大的混合样本准确率提高了8.3%。【结论】在一般环境下,利用超像素和颜色特征的麦穗自动统计方法可以快速准确地对大田小麦进行穗数计算,长势过弱以及差异过大区域不推荐使用,研究结果为小麦大田估产提供了新的参考。

关键词：小麦识别穗数超像素颜色特征

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人类衰竭心脏中髓系细胞的全面描述

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Science Bulletin 2024年第10期69卷 1380-1385页

作者：张思唐婷婷朱亦橙张绪哲刘金平蔡杰张凌雪夏霓聂少芳张敏朱争凤胡德胜王维民张丽廖玉华董念国程翔 Department of Cardiology Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430022China Hubei Key Laboratory of Biological Targeted Therapy Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430022China Hubei Provincial Engineering Research Center of Immunological Diagnosis and Therapy for Cardiovascular Diseases Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430022China Department of Cardiovascular Surgery Zhongnan Hospital of Wuhan UniversityWuhan 430071China Department of Cardiovascular Surgery Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430022China Department of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430022China Department of Immunology School of Basic MedicineTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430030China Department of Ultrasound Union HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan 430022China

Heart failure(HF)remains a rising global epidemic worldwide[1,2].It is widely recognized that immune cells play important roles in the pathogenesis of HF.The hearts of HF patients are characterized by persistent low-grade inflammation,which has been linked to adverse ventricular remodeling as it promotes interstitial fibrosis and cardiomyocyte dysfunction and loss.

关键词：衰竭心脏髓系细胞 inflammation

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中国式现代化医院的生成逻辑与理论内涵

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中国医院 2024年第3期28卷 19-22页

作者：陈艺成陈晓伟董恒进孙涛李拓宇雷李楠申靖朱心宇李莎莎崔璐蔡秀军浙江大学医学院附属邵逸夫医院浙江省杭州市310016 浙江大学马克思主义学院浙江省杭州市310058 浙江大学公共卫生学院浙江省杭州市310058 杭州师范大学公共卫生学院浙江省杭州市311121 浙江大学中国科教战略研究院浙江省杭州市310058 浙江大学国际联合商学院浙江省杭州市310058

中国式现代化内在要求卫生健康事业的现代化。公立医院担负着推动医疗科技发展、引领医学文明进步的重要使命,是夯实中国式现代化的人口健康基础的关键力量。推动卫生健康事业现代化发展的关键环节和首要任务就是建设中国式现代化医院... 详细信息

中国式现代化内在要求卫生健康事业的现代化。公立医院担负着推动医疗科技发展、引领医学文明进步的重要使命,是夯实中国式现代化的人口健康基础的关键力量。推动卫生健康事业现代化发展的关键环节和首要任务就是建设中国式现代化医院。作者系统地阐述了中国式现代化医院的生成逻辑、概念厘定与理论内涵,为中国式现代化在医疗卫生领域落地生根、探索提供研究基础和理论拓展。

关键词：中国式现代化现代化医院医疗卫生卫生健康

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现场即时检测技术在真菌毒素检测中的研究进展

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食品研究与开发 2024年第11期45卷 202-208页

作者：蔡语铮郭歌温广陌郭倚成李天歌赵培均王田林河南农业大学食品科学技术学院河南郑州450002

真菌毒素是真菌产生的次级代谢产物,会对食品造成严重污染,进而威胁人类的健康。对真菌毒素的即时检测是保障食品安全的重要手段。传统的检测方法已不能满足大规模、实时、简单、快速检测真菌毒素的需求。基于免疫分析、分子生物学、微... 详细信息

真菌毒素是真菌产生的次级代谢产物,会对食品造成严重污染,进而威胁人类的健康。对真菌毒素的即时检测是保障食品安全的重要手段。传统的检测方法已不能满足大规模、实时、简单、快速检测真菌毒素的需求。基于免疫分析、分子生物学、微流控和生物传感器的现场即时检测(point-of-care testing,POCT)技术发展迅速。该文综述POCT技术在真菌毒素快速检测的研究进展,并讨论现有方法的优势、局限性以及未来的发展方向,以期为POCT技术在真菌毒素检测中的进一步应用提供参考。

关键词：食品安全免疫学分子生物学微流控生物传感器真菌毒素即时检测

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Core fungal species strengthen microbial cooperation in a food-waste composting process

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Environmental Science and Ecotechnology 2022年第4期12卷 18-25页

作者： Yuxiang Zhao Jingjie cai Pan Zhang Weizhen Qin yicheng Lou Zishu Liu Baolan Hu Department of Environmental Engineering Zhejiang UniversityHangzhouChina State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment Harbin Institute of TechnologyHarbinChina Zhejiang Province Key Laboratory for Water Pollution Control and Environmental Safety HangzhouChina Key Laboratory of Environment Remediation and Ecological Health Ministry of EducationCollege of Environmental Resource SciencesZhejiang UniversityHangzhouChina

In ecosystem engineering research,the contribution of microbial cooperation to ecosystem function has been emphasized.Fungi are one of the predominant decomposers in composting,but thus far,less attention has been given to fungal than to bacterial cooperation.Therefore,network and cohesion analyses were combined to reveal the correlation between fungal cooperation and organic matter(OM)degradation in ten composting piles.Positive cohesion,reflecting the cooperation degree,was positively linked to the degradation rate of OM.From the community perspective,core species(i.e.,Candida tropicalis,Issatchenkia orientails,Kazachstania exigua,and Dipodascus australiensis)with high occurrence frequency and abundance were the key in regulating positive cohesion.These species were highly relevant to functional genera associated with OM degradation in both fungal and bacterial domains.Therefore,focusing on these core fungal species might be an appropriate strategy for targeted regulation of functional microbes and promotion of degradation rates.

关键词： Composting Fungi Core species Microbial cooperation

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吸入激素联合口服孟鲁司特钠防止小儿气道变应性炎症向纵深发展前瞻性研究

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国际医药卫生导报 2014年第2期20卷 160-164页

作者：蔡幸生钟山翁建东黄小玲陈婉纯陈东虹蔡逸铖揭阳市人民医院 522000

目的探讨应用储雾罐经口鼻吸入糖皮质激素联合口服孟鲁司特钠阻断气道变态反应性炎症向纵深发展,防止变应性鼻炎（AR）向咳嗽变异型哮喘（CVA）、支气管哮喘（BA）转化的效果.方法 232例AR患儿被随机分为对照组114例,观察组118例.对照... 详细信息

目的探讨应用储雾罐经口鼻吸入糖皮质激素联合口服孟鲁司特钠阻断气道变态反应性炎症向纵深发展,防止变应性鼻炎（AR）向咳嗽变异型哮喘（CVA）、支气管哮喘（BA）转化的效果.方法 232例AR患儿被随机分为对照组114例,观察组118例.对照组予口服氯雷他定片,体重＜30 kg,每次5 mg,每日1次,体重≥30 kg,每次10 mg,每日1次.观察组在对照组治疗基础上,吸入丙酸氟替卡松定量气雾剂,每次1揿（125μg）,每日2次,症状控制后减为每日1次,采用带有活瓣的储雾罐辅助吸入,若患儿能够配合,嘱闭口呼吸1分钟.同时口服孟鲁司特钠,1～5岁用4 mg,6～ 14岁用5 mg,每天1次.两组疗程均为3个月.疗程结束后,每月至少随访1次,随访时间3年.若症状未愈或复发,继续以上治疗3个月.治疗后半年、1年、2年、3年比较两组AR未愈或复发以及CVA和BA发生率.若患儿诊断为BA则按有关治疗常规进行治疗.若符合CVA诊断标准,再将患儿随机分成两组,观察组按上述治疗方案继续半年治疗,对照组仅予祛痰、止咳、抗感染等治疗.症状未控制时每1～2周随访1次,症状控制后每月随访1次,随访时间3年.治疗后半年、1年、2年、3年比较两组CVA未愈或复发以及BA发生率.结果治疗后半年、1年、2年、3年AR未愈或复发率在对照组和观察组分别为52％、60％、71％、80％和14.15％、16.38％、18.87％、25.47％,CVA发生率在对照组和观察组分别为40％、48％、57％、71％和15.09％、16.98％、20.75％、23.73％,BA发生率在对照组和观察组分别为30％、39％、47％、53％和11.32％、13.21％、16.04％、18.87％,对照组均明显高于观察组（P≤0.001）;CVA未愈或复发率在对照组和观察组分别为45％、55％、62.5％、75％和17.5％、25％、30％、37.5％,转化为BA在对照组和观察组分别是35％、45％、60％、70％和10％、12.5％、15％、17.5％,对照组均明显高于观察组（P＜0.01）.且随着随访时间延长,上述各项发生率对照组比观察组增加更为明显.结论通过应用储雾罐经口鼻吸入糖皮质激素联合口服孟鲁司特钠,可防止AR及CVA反复,且可防止AR向CVA和BA转化,阻断气道变态反应性炎症向纵深发展.

关键词：吸入激素孟鲁司特钠气道变应性炎症儿童

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