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基于输入特征稀疏化的图神经网络训练加速

计算机系统应用 2024年第1期33卷 245-253页

作者：马煜昕许胤龙李诚钟锦中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 合肥师范学院计算机与人工智能学院合肥230601 合肥综合性国家科学中心人工智能研究院合肥230026

图神经网络(graph neural network,GNN)是处理图数据的重要方法.由于计算复杂、图数据容量大,在大规模图上训练图神经网络依赖于CPU-GPU协作和图采样训练方法,其中图结构和特征数据存储在CPU内存中,而采样得到的子图及其特征则传输至GP... 详细信息

图神经网络(graph neural network,GNN)是处理图数据的重要方法.由于计算复杂、图数据容量大,在大规模图上训练图神经网络依赖于CPU-GPU协作和图采样训练方法,其中图结构和特征数据存储在CPU内存中,而采样得到的子图及其特征则传输至GPU进行训练.然而,这种方法面临着严重的图特征数据加载瓶颈,显著降低了端到端训练性能,且图特征占用过多内存,严重限制了可训练的图规模.为了解决这些问题,我们提出了基于输入特征稀疏化的数据加载方法,显著减少CPU内存占用和跨PCIe总线传输的数据量,大幅缩短数据加载时间,加速GNN的训练,使其可以充分利用GPU计算资源.针对图特征和GNN计算特性,我们提出了适用于图特征数据的稀疏化方法,在压缩比和模型准确度之间达到平衡.我们在3个常见GNN模型和3个不同规模的数据集上进行了实验评估,包括最大的公开数据集之一MAG240M.结果表明,此方法将特征尺寸减小了一个数量级以上,并实现1.6-6.7倍的端到端训练加速,而模型准确度的降低不超过1%.此外,在仅使用4个GPU的情况下,仅需40 min就可以在MAG240M上完成GraphSAGE模型的训练并达到目标准确度.

关键词：图神经网络数据加载稀疏化压缩特征分析

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一种艾绒塑形铺艾装置的研制与特点

中国针灸 2024年第6期44卷 732-734页

作者：周翔周杰张帆舒琪吴彦常慧敏张斌余情蔡荣林安徽中医药大学针灸推拿学院合肥230012 安徽省皖南康复医院/芜湖市第五人民医院芜湖241000 安徽省中医药科学院针灸经络研究所合肥230038 经脉脏腑相关安徽省重点实验室合肥230038 新安医学教育部重点实验室安徽合肥230038 合肥综合性国家科学中心大健康研究院新安医学与中医药现代化研究所安徽合肥230601

设计一种用于督脉灸的艾绒塑形铺艾装置。该装置由储艾器和推动装置组成,能够自动完成督脉灸艾炷的塑形过程。该装置可自由调整艾炷长度,更好地贴合脊柱的生理弧度,能避免督脉灸可能导致的烫伤,简化医护人员的操作流程,具有操作简便、... 详细信息

设计一种用于督脉灸的艾绒塑形铺艾装置。该装置由储艾器和推动装置组成,能够自动完成督脉灸艾炷的塑形过程。该装置可自由调整艾炷长度,更好地贴合脊柱的生理弧度,能避免督脉灸可能导致的烫伤,简化医护人员的操作流程,具有操作简便、安全高效的特点。

关键词：艾炷督脉灸铺艾装置器具研发

C_(6)H自由基B^(2)Π-X^(2)Π的O_(0)^(0)带光谱的Λ型双重分裂和寿命展宽

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期37卷 19-23,I0117页

作者：肖增军顾洁琼李振振储旺友张强陈旸赵东锋中国科学技术大学化学物理系合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026

本文利用狭缝超声射流等离子体结合高灵敏腔衰荡光谱在18990 cm^(-1)附近研究了C6H碳链自由基B^(2)Π-X^(2)Π电子跃迀000带谱带的高分辨光谱.通过采用一套自研的窄线宽纳秒脉冲激光光源,首次在实验上观测到了该电子跃迁谱带的A型转动... 详细信息

本文利用狭缝超声射流等离子体结合高灵敏腔衰荡光谱在18990 cm^(-1)附近研究了C6H碳链自由基B^(2)Π-X^(2)Π电子跃迀000带谱带的高分辨光谱.通过采用一套自研的窄线宽纳秒脉冲激光光源,首次在实验上观测到了该电子跃迁谱带的A型转动线分裂,获得了B^(2)Π态精确的A型双重分裂光谱常数p’=-1.16(9)×10^(-3)cm^(-1)和q’=-1.22(7)×10^(-4)cm^(-1),并更精确地确定了考虑A型分裂后修正的B、D、γ等光谱常数.基于谱线线形展宽,获得了B^(2)Π的能级寿命~100±20 ps,并分析了其可能的来源机理.

关键词：碳链自由基腔衰荡光谱 A型双重分裂寿命展宽

(H_(2)0)n+(n=2-5)团簇离子在308nm处的光解动力

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 279-285,I0103页

作者：赵云肖胡高明李佑卿陈旸赵东锋中国科学技术大学化学物理系合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026

本文利用一套高分辨圆柱形低温离子阱速度成像谱仪装置研究了小团簇离子(H_(2)O)n+(n=2-5)在308 nm处的光解动力学.通过记录光解产物碎片质谱和速度影像,发现二聚体水团簇(H_(2)O)2+解离生成H_(3)0+和H_(2)O+光碎片,表明其同时存在质子... 详细信息

本文利用一套高分辨圆柱形低温离子阱速度成像谱仪装置研究了小团簇离子(H_(2)O)n+(n=2-5)在308 nm处的光解动力学.通过记录光解产物碎片质谱和速度影像,发现二聚体水团簇(H_(2)O)2+解离生成H_(3)0+和H_(2)O+光碎片,表明其同时存在质子转移(H_(3)O+-OH)和半束缚(H_(2)O-OH_(2))+两种构型,水团簇离子(H_(2)O)n+(n=3~5)普遍通过同时丢失OH和H_(2)O部分解离得到H+(H_(2)O)n-2,…,1光碎片,并且(H_(2)O)5+团簇离子有一个仅通过丢失OH的额外通道得到H+(H_(2)O)4.前者表明(H_(2)O)n+(n=3~5)的构型是(H_(2)O)_(n-2)H_(3)O+OH,后者表明在(H_(2)O)5+团簇离子中核H_(3)O+和OH被H_(2)O分开.基于实验影像得到的光碎片各向异性参数为负值并且值较小,表明(H_(2)O)n+(n=2~5)团簇离子在光子吸收后经历垂直电子跃迁,随后缓慢解离,并导致光碎片的高内部激发.

关键词： (H_(2)O)n+团簇光解动力学飞行时间质谱速度成像

关注新型环境行为风险因素对青少年健康的影响

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中国学校卫生 2024年第4期45卷 457-460,464页

作者：陶芳标安徽医科大学公共卫生学院儿少卫生与妇幼保健学系/出生人口健康教育部重点实验室/环境与人口健康安徽省重点实验室/合肥综合性国家科学中心大健康研究院健康大数据与群体医学研究所合肥230032

青少年身心健康问题是全球重点关注的公共卫生问题,城市化进程推进、社会经济快速转型和多元文化的冲击往往起着推手作用,新型环境行为风险因素如夜间光暴露、手机多任务操作、饮食节律失调以及社会时差等层出不穷。青少年身心健康问题... 详细信息

青少年身心健康问题是全球重点关注的公共卫生问题,城市化进程推进、社会经济快速转型和多元文化的冲击往往起着推手作用,新型环境行为风险因素如夜间光暴露、手机多任务操作、饮食节律失调以及社会时差等层出不穷。青少年身心健康问题维度广泛,常以心理问题、心血管代谢健康风险、颈肩腰背痛和健康危害行为聚集等最为突出并呈现新变化特征。为实现促进青少年健康的可持续发展目标,需要加强对新型环境行为风险因素的干预,从源头上预防青少年身心健康问题。

关键词：环境行为青少年健康促进干预

高潜水位矿区土地利用和碳储量时空变化规律与预测

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 355-365页

作者：徐良骥贺震东刘潇鹏张坤吴满毅安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽合肥230031 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽普通高校重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学矿区环境与灾害协同监测煤炭行业工程研究中心安徽淮南232001

高潜水位矿区采矿活动及城镇化发展会导致土地利用类型明显变化,进而影响矿区的固碳能力。采用潘谢矿区2002-2021年5期土地利用数据,利用FLUS(Future Land Use Simulation)模型,选取了采矿、社会经济和气候环境等方面数据作为驱动因子,... 详细信息

高潜水位矿区采矿活动及城镇化发展会导致土地利用类型明显变化,进而影响矿区的固碳能力。采用潘谢矿区2002-2021年5期土地利用数据,利用FLUS(Future Land Use Simulation)模型,选取了采矿、社会经济和气候环境等方面数据作为驱动因子,分别预测了自然发展和生态保护两种情景下2028年土地利用变化,再结合InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型,计算了潘谢矿区2002-2021年的历史碳储量以及2028年不同情景下的未来碳储量,并对潘谢矿区碳储量的时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)2002-2021年潘谢矿区土地利用变化表现为耕地不断减少,湿地和建筑用地持续增加,其中耕地减少了147.93 km^(2),湿地和建筑用地分别增加了71.01 km^(2)和75.76 km^(2)。在此期间,潘谢矿区碳储量减少了1.62×10^(5)t,减少幅度为3.83%,其中在2018-2021年碳储量下降最快。(2)预测结果显示,2028年2种情景下研究区内土地利用变化均为湿地和建筑用地持续增加,耕地不断减少。但相较于自然发展情景,生态保护情景下矿区内耕地受到保护,面积有所增加,湿地和建筑用地的增长减缓。与2021年相比,自然发展情景下的碳储量减少了0.74×10^(5)t,生态保护情景下的碳储量减少了0.53×10^(5)t。研究结果表明,受采煤沉陷和城镇发展影响,沉陷湿地和建筑用地扩张导致耕地减少是碳储量下降的主要原因,采取生态保护措施能够在一定程度上减缓碳储量的下降。

关键词：高潜水位矿区土地利用变化 FLUS模型 InVEST模型碳储量

煤电化基地大宗固废“三化”协同利用基础与技术

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煤炭科学技术 2024年第4期52卷 69-82页

作者：杨科何淑欣何祥初茉周伟袁宁陈登红龚鹏张元春安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽合肥230031 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 安徽理工大学材料科学与工程学院安徽淮南232001 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

我国14个大型煤炭基地及89个大宗固体废弃物综合利用示范基地建设,标志着矿区大宗固废利用已被纳入全国战略发展布局。长期以来煤炭资源高强度的开发与利用,造成矿区浅埋煤层资源临近枯竭,煤电化基地大规模固废堆积及地表沉陷,已成为制... 详细信息

我国14个大型煤炭基地及89个大宗固体废弃物综合利用示范基地建设,标志着矿区大宗固废利用已被纳入全国战略发展布局。长期以来煤炭资源高强度的开发与利用,造成矿区浅埋煤层资源临近枯竭,煤电化基地大规模固废堆积及地表沉陷,已成为制约矿区绿色低碳、高质量发展的难题。大宗煤基固废协同利用与绿色充填是解放“三下一上”压煤,延长矿井服务年限,实现固废无害化、资源化、规模化“三化”利用的有效途径。基于产煤大省山西省、“华东能源粮仓”安徽两淮基地及宁东能源化工基地的煤基固废种类和产量,详细阐述了以煤矸石、粉煤灰、炉底渣、气化渣和脱硫石膏等为主要材料的煤基固废通过重金属吸附解吸和络合钝化技术实现无害化处置,列举煤基固废分类应用于低热值煤基固废发电、制备建筑材料如水泥、砖瓦等资源化利用途径,对比分析煤基固废采煤沉陷区复垦回填及井下充填规模化利用途径,突出煤基固废井下充填的优越性。基于煤电化基地深部煤炭资源,提出绿色充填开采理论与关键技术,包括深部煤矸石源头减量与采选充协同技术、充填材料高效制备与深部井下输送技术及煤基固废充填材料深部多场耦合机理,探究多源煤基固废从源头、过程到终端的深部充填开采全过程的技术原理与方法,以解决矿区深部井下充填的技术难题。根据宁东基地任家庄煤矿、山西省霍尔辛赫煤矿及淮北矿区地质条件和充填目的,分别提出超前钻孔注充低位充填方案、关键层非典型特征条件下多离层梯级注浆方案和煤基固废协同利用关键技术,综合矿山固废处置与利用、深部煤炭资源开发利用、地表沉陷控制、生态环境保护等优势,形成煤电化基地大宗固废协同利用与绿色开采模式,为煤炭开采高质量化和环境低损伤化提供参考。

关键词：煤电化基地煤基固废协同利用深部开采源头减量采选充一体化

镍(Ⅱ)配合物强磁各向异性的关键结构因素的理论鉴定

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期37卷 70-78,I0011-I0028,I0118页

作者：杨龙清曹佳安李向阳叶绿洲严以京郑晓中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心量子信息与量子物理协同创新中心合肥230026 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心能源材料化学协同创新中心合肥230026 复旦大学化学系上海200438

单分子磁体具有一种重要的性质,即磁各向异性,其与分子结构具有极其微妙的关系.近年来,磁-结构关系的研究已经成为了单分子科学中的一个具有挑战性的领域.了解磁-结构关系背后的物理机制对于建立优异的高温单分子磁体至关重要.本文筛选... 详细信息

单分子磁体具有一种重要的性质,即磁各向异性,其与分子结构具有极其微妙的关系.近年来,磁-结构关系的研究已经成为了单分子科学中的一个具有挑战性的领域.了解磁-结构关系背后的物理机制对于建立优异的高温单分子磁体至关重要.本文筛选了各种四配位的镍(Ⅱ)单分子磁体,并研究了几个关键的结构因素,例如配位键的长度和角度,这些因素可能与磁各向异性密切相关.本文还构建了简单的分子模型,来推断磁各向异性随着配位键角度和长度的演变趋势.磁-结构关系的研究结果揭示了磁-结构关系可以很好地用对数函数描述.在这种关系的指引下,本文发现了一个在四面体配位中具有迄今最强磁各向异性的镍(Ⅱ)配合物.本研究有助于实现优异高温单分子磁性的合成.

关键词：结构因素磁各向异性镍(Ⅱ)配合物

儿童睡眠期间卧室夜间光暴露与体质量指数关联的随访研究

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中国学校卫生 2024年第4期45卷 475-478页

作者：李琪周艺丁文琴左敏徐玉祥陶芳标孙莹安徽医科大学公共卫生学院儿少卫生与妇幼保健学系合肥230032 出生人口与健康教育部重点实验室/环境与人口健康安徽省重点实验室合肥综合性国家科学中心大健康研究院健康大数据与群体医学研究所

目的探讨儿童睡眠期间卧室夜间光(LAN)暴露与1年后随访体质量指数(BMI)的关联,为预防儿童肥胖提供新策略。方法于2021年12月—2022年5月采用整群随机抽样方法在安徽省滁州市天长市2所小学648名儿童中开展LAN暴露测量,使用便携式照度计... 详细信息

目的探讨儿童睡眠期间卧室夜间光(LAN)暴露与1年后随访体质量指数(BMI)的关联,为预防儿童肥胖提供新策略。方法于2021年12月—2022年5月采用整群随机抽样方法在安徽省滁州市天长市2所小学648名儿童中开展LAN暴露测量,使用便携式照度计评估儿童睡眠期间卧室LAN暴露,并于2022年5月开展问卷调查和体格检查,采用多元线性回归模型分析睡眠期间不同时段卧室LAN暴露与1年随访(2023年5月)BMI变化量的关联。结果儿童睡眠期间平均LAN暴露为1.11(0.35,3.24)lx,27.5%的儿童睡眠期间LAN≥3 lx,19.0%的儿童睡眠期间LAN≥5 lx。多元线性回归分析结果显示,调整性别、基线年龄、睡眠时长、家庭月收入、母亲学历后,睡后1 h LAN≥3 lx和睡后1 h LAN≥5 lx组儿童1年后随访BMI分别增加0.25和0.34 kg/m^(2)[β值(95%CI)分别为0.25(0.05~0.44),0.34(0.12~0.55),P值均<0.05]。结论儿童睡眠期间卧室夜间LAN暴露与1年随访BMI变化量存在正关联。降低睡眠期间卧室LAN暴露水平可能是预防儿童肥胖的有效措施之一。

关键词：睡眠光环境暴露人体质量指数回归分析儿童