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组合缓冲约束下的多目标混合流水线节能调度

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 17-25页

作者：轩华耿祝新李冰郑州大学管理学院河南郑州450001

为解决生产阶段间带有无限缓冲和阻塞两种中间缓冲约束的混合流水线节能调度问题,考虑不相关并行机和多时间约束建立数学模型,结合问题特征提出一种改进多目标模因算法以同时最小化最大完工时间和机器总能耗。采用基于不相关机器分配的... 详细信息

为解决生产阶段间带有无限缓冲和阻塞两种中间缓冲约束的混合流水线节能调度问题,考虑不相关并行机和多时间约束建立数学模型,结合问题特征提出一种改进多目标模因算法以同时最小化最大完工时间和机器总能耗。采用基于不相关机器分配的矩阵编码方案,利用基于Tent混沌映射的混合初始化策略生成初始元胞数组,全局优化算子应用基于参数的自适应遗传策略改进的非支配排序遗传算法,局部增强搜索算子应用一种融合自适应选择邻域搜索和多目标模拟退火的搜索策略以提高算法搜索能力。通过24种不同规模问题的算例实验,验证了所提算法求解该问题的有效性和优越性。实验结果表明:改进多目标模因算法在平均运行时间241.26 s内得到的平均IGD值为47.89,平均SP值为857.25,均低于其他3种对比算法。改进多目标模因算法所求解集具有较好的收敛性、多样性和分布性。

关键词：混合流水线改进多目标模因算法组合缓冲约束不相关并行机多目标优化节能调度

口服海曲泊帕与皮下注射重组人血小板生成素用于单倍体造血干细胞移植

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中国组织工程研究 2025年第1期29卷 1-7页

作者：孔黛王新凯张文荟裴晓杭连成牛晓娜郭宏岗牛俊伟朱尊民刘忠文河南省人民医院血液科郑州大学人民医院河南省郑州市450000

背景:异基因造血干细胞移植是治疗恶性血液病的重要手段,术后血小板植入延迟是常见并发症,严重影响患者生存质量,然而,目前并无标准方案来提高血小板植入率和预防血小板植入延迟。目的:对比分析口服海曲泊帕与皮下注射重组人血小板生成... 详细信息

背景:异基因造血干细胞移植是治疗恶性血液病的重要手段,术后血小板植入延迟是常见并发症,严重影响患者生存质量,然而,目前并无标准方案来提高血小板植入率和预防血小板植入延迟。目的:对比分析口服海曲泊帕与皮下注射重组人血小板生成素促进恶性血液病患者单倍体造血干细胞移植后血小板植入的安全性及有效性。方法:回顾性分析2016年1月至2022年10月进行单倍体造血干细胞移植的163例恶性血液病患者的临床资料。+2 d开始皮下注射重组人血小板生成素的患者共72例,归为重组人血小板生成素组;+2 d开始口服海曲泊帕的患者共27例,归为海曲泊帕组;未应用海曲泊帕及重组人血小板生成素的64例患者归为空白对照组。对3组植入情况、100 d内Ⅱ-Ⅳ度急性移植物抗宿主病发生率、1年生存率、1年复发率及安全性进行分析。结果与结论:(1)中位随访时间52(12-87)个月,空白对照组、重组人血小板生成素组、海曲泊帕组患者中性粒细胞植入时间分别为(12.95±3.88)d,(14.04±3.71)d,(13.89±2.74)d,差异无显著性意义(P=0.352);血小板植入时间分别为(15.16±6.27)d,(17.67±6.52)d,(17.00±4.75)d,差异无显著性意义(P=0.287);(2)空白对照组、重组人血小板生成素组、海曲泊帕组第60天血小板完全植入率分别为64.06%,90.28%,92.59%,差异有显著性意义(P0.05);(5)随访期内,3组患者均未发生血栓事件;(6)结果表明,重组人血小板生成素、海曲泊帕均可提高恶性血液病患者单倍体造血干细胞移植后血小板的植入率,疗效相当且安全性良好。

关键词：恶性血液病单倍体造血干细胞移植海曲泊帕重组人血小板生成素移植物抗宿主病血小板植入植入率

前期东北大西洋-地中海西部海温异常影响河南省干热风的可能途径

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高原气象 2025年第1期44卷 150-162页

作者：竹磊磊苏晓乐潘攀吴璐杨婷中国气象局•河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气候中心河南郑州450003

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温... 详细信息

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温资料,分析了1980-2022年前期海温异常与河南省干热风日数的关系,及其可能影响途径。结果表明:(1)豫北、豫西北和豫中多年平均干热风日数较多,其他地区则相对较少。日干热风出现的概率由南向北、由5月下旬至6月上旬逐渐增加。全省平均干热风日数有显著增加趋势。(2)河南省干热风日数与当年3-4月东北大西洋-地中海西部(关键区)海温在年代际和年际尺度上均存在着密切相关,两者与干热风发生时段500 hPa高度场在去趋势前和去趋势后的显著正相关区在东亚中纬度地区位于新疆北部至贝加尔湖尔湖北部,显著负相关区位于我国东北至日本群岛附近,与850 hPa风场在去趋势前和去趋势后的相关在上述正、负显著相关区分别呈反气旋和气旋分布,气旋后部呈偏北风的显著相关,即3-4月关键区高海温年,出现的蒙古高压脊和东亚大槽造成了河南省的干热风天气。海温与环流场的相关在去趋势前和去趋势后在中纬度地区呈现出一个更明显的由东北大西洋经欧亚大陆至东北亚的纬向遥相关波列。(3)西太平洋副热带高压(以下简称副高)偏南(北)时,干热风日数易偏多(少),而3-4月关键区高(低)海温则可以导致副高偏南(北)。(4)干热风偏多年和偏少年、3-4月关键区高海温年和低海温的干热风发生时段30°N-55°N经向平均的涡度差值,及高、低海温年的干热风发生时段500 hPa准地转流函数距平和波作用通量均显示在中纬度地区存在自东北大西洋至东北亚的纬向波列。也即表明,3-4月关键区海温可以激发出一个后期干热风发生时段的类似波列,经欧亚大陆传至东北亚,而高海温年在东亚中纬度地区的环流分布造成了河南省的干热风天气。

关键词：干热风东北大西洋地中海西部海温遥相关波列

基于GAN和多尺度空间注意力的多模态医学图像融合

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郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 1-8页

作者：林予松李孟娅李英豪赵哲郑州大学网络空间安全学院河南郑州450002 郑州大学互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心河南郑州450052 郑州大学汉威物联网研究院河南郑州450002

针对多模态医学图像融合过程中多尺度特征和纹理细节信息丢失的问题,提出一种基于生成对抗网络和多尺度空间注意力机制的图像融合算法。首先,生成器采用自编码器结构,分别利用编码器和解码器对输入图像进行特征提取、融合和重建,生成融... 详细信息

针对多模态医学图像融合过程中多尺度特征和纹理细节信息丢失的问题,提出一种基于生成对抗网络和多尺度空间注意力机制的图像融合算法。首先,生成器采用自编码器结构,分别利用编码器和解码器对输入图像进行特征提取、融合和重建,生成融合图像;其次,整个对抗网络框架采用双鉴别器结构,使得生成器生成的融合图像同时保留多个模态图像的显著特征;最后,构建一种多尺度空间注意力机制作为编码器进行特征提取的基本模块,利用多尺度结构充分捕获并保留源图像的多尺度特征,并且引入空间注意力机制更好地保留源图像的结构和细节信息。哈佛大学全脑图谱数据库上的实验结果表明:所提算法生成的融合图像不仅纹理细节更为丰富,有助于人类视觉观察,而且在3种不同类型的医学图像融合任务上平均梯度、峰值信噪比、互信息、视觉信息保真度等客观评价指标的平均值分别达到0.3023、20.7207、1.4414、0.6498,与其他先进的算法相比具有一定的优势。

关键词：图像融合多模态医学图像生成对抗网络特征金字塔注意力机制

人工智能在脊髓神经损伤与修复领域研究热点的可视化分析

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中国组织工程研究 2025年第4期29卷 761-770页

作者：杨彬陶广义杨顺许俊杰黄俊卿河南省中医院/河南中医药大学第二附属医院疼痛科河南省郑州市450000 河南中医药大学骨伤学院河南省郑州市450000

背景:近年来人工智能逐渐兴起,在多方面应用于脊髓神经损伤与修复领域,对临床治疗也有诸多积极影响。目的:研究人工智能在脊髓神经损伤与修复领域的诊断、治疗和康复中的应用进展,明确该领域的研究热点和不足,为今后研究工作提供建议。... 详细信息

背景:近年来人工智能逐渐兴起,在多方面应用于脊髓神经损伤与修复领域,对临床治疗也有诸多积极影响。目的:研究人工智能在脊髓神经损伤与修复领域的诊断、治疗和康复中的应用进展,明确该领域的研究热点和不足,为今后研究工作提供建议。方法:在Web of Science核心集数据库检索建库至2023年收录的人工智能在脊髓神经损伤与修复领域相关文献,使用CiteSpace 6.1.R6和VOSviewer 1.6.19软件对文献数据进行一般文献学分析、文献共被引、期刊共被引、期刊双图叠加及关键词聚类等可视化分析。结果与结论:①共筛选出1713篇文章,此领域年发文量呈波动上升趋势,其中美国占据主导地位,Kadone Hideki是发文量最多的作者,《ARCH PHYS MED REHAB》是被引用次数最多的期刊。②关键词共现和聚类分析显示,去除与检索词相近的关键词后,主要关键词被分为3个主要集群:外骨骼与运动康复(为最大核心热点)、机器学习和神经可塑性、机器人和康复训练。③关键词爆发分析显示,深度学习和人工智能在过去5年中已成为突发术语。④文献共被引和高被引文献分析结果显示,人工智能在脊髓神经损伤与修复领域热点集中于动力外骨骼(powered exoskeleton)、步态(gait)、神经电刺激(electrical nerve stimulation)、皮质内脑机接口(intracortical brain-computer interface,IBCI)、机器人(robot)、高分子生物材料(polymer biomaterials)及神经干细胞(neural stem cell)等内容。⑤人工智能在脊髓神经损伤与修复领域的研究近年来呈现上升趋势,该领域的关注点从外骨骼、电刺激等单一的治疗手段,逐渐向智能化、精准化和个性化等方向转变。⑥该领域存在一些局限性,例如数据缺失或不平衡的后果、数据准确性和可重复性低以及伦理问题(如隐私、研究透明度和临床可靠性等),未来的研究应该解决数据收集的问题,需要大样本、高质量的临床数据集来建立有效的人工智能模型;同时该领域的基因组学等机制研究十分薄弱,未来可利用类脑芯片等多种机器学习技术,运用基因编辑治疗及单细胞空间转录组等方法,进行再生相关基因上调和轴突生长结构蛋白产生等基础机制研究。

关键词：人工智能神经再生脊髓损伤机器外骨骼脑机接口神经电刺激脑皮质重组深度学习机器学习神经网络

粮食气味物质的提取、关键组分判别及其在储藏中的应用研究进展

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食品科学 2025年第1期46卷 266-273页

作者：李慧洪习文王争艳王艳艳河南工业大学粮食和物资储备学院河南郑州450001

粮食气味物质受粮食种类、储藏条件、储藏时间及是否受有害生物污染等多种因素影响,气味物质种类及含量能够及时反映粮食是否变质或受有害生物危害。首先,本文概述目前常用的粮食气味物质的提取和鉴定技术,总结不同状态粮食气味物质组成... 详细信息

粮食气味物质受粮食种类、储藏条件、储藏时间及是否受有害生物污染等多种因素影响,气味物质种类及含量能够及时反映粮食是否变质或受有害生物危害。首先,本文概述目前常用的粮食气味物质的提取和鉴定技术,总结不同状态粮食气味物质组成,发现烷烃类、酸类、醛类和醇类等物质赋予粮食特有的气味,而不同的储藏环境和粮食状态下,其气味物质存在较大差异。其次,探讨粮食中特征气味物质的分析方法,梳理粮食关键气味物质可能的代谢途径,归纳水稻和小麦中特征气味物质,其中稻谷中特征气味物质2-乙酰基-1-吡咯啉的生成机制也已得到初步确认。最后,对气味物质在粮食安全储藏领域的应用进行概述,提出深入分析、挖掘粮食气味物质数据,构建新型预测模型以快速、精准检测粮食品质将成为未来粮食气味物质研究领域的重要方向;同时,部分气味物质也被证实对粮仓中有害生物具有防控作用,将成为未来研发新型绿色储粮药剂的重要来源。

关键词：粮食气味物质判别方法代谢途径安全储藏

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面向肺部介入的光纤光栅三维力传感器设计

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 9-16页

作者：刘艳红苗亚洲张宽陈鹏冲霍本岩郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001

支气管曲折复杂的环境对肺部介入手术中柔性机器人末端力感知造成了较大的困难,现有的力传感器难以满足其要求。根据肺部介入手术的需求,为柔性机器人提供精确、实时的末端力反馈,设计了分段式三维光纤光栅三维力传感器,并对其结构进行... 详细信息

支气管曲折复杂的环境对肺部介入手术中柔性机器人末端力感知造成了较大的困难,现有的力传感器难以满足其要求。根据肺部介入手术的需求,为柔性机器人提供精确、实时的末端力反馈,设计了分段式三维光纤光栅三维力传感器,并对其结构进行了有限元仿真分析与优化,设计了解耦算法,完成传感器内部4根光栅受到三维力时波长变化的解耦,从而实现对横向力与轴向力的检测。设置温补光栅进行温度补偿,设计了补偿策略,降低了温度变化对传感精度的影响。最后,对所设计的光纤光栅力传感器进行了校准与实验验证。实验结果表明:设计的光纤光栅三维力传感器的横向力灵敏度系数分别为431.3 pm/N与517.6 pm/N,轴向力灵敏度系数为153.5 pm/N,均方根误差分别为0.026、0.025、0.041 N。

关键词：柔性机器人光纤光栅肺部介入手术温度补偿三维力

基于Radix-4 Booth编码的并行乘法器设计

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郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 26-33页

作者：范文兵周健章郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001

速度和面积是评价乘法器单元性能优劣的两个基本指标。针对当前乘法器设计难以平衡版图面积和传输延时的问题,采用Radix-4 Booth算法,设计了一种新型的16位有符号定点乘法器。在部分积生成过程中,首先改进对乘数的取补码电路,然后优化... 详细信息

速度和面积是评价乘法器单元性能优劣的两个基本指标。针对当前乘法器设计难以平衡版图面积和传输延时的问题,采用Radix-4 Booth算法,设计了一种新型的16位有符号定点乘法器。在部分积生成过程中,首先改进对乘数的取补码电路,然后优化基数为4的改进Booth编码器和解码器,此结构采用较少的逻辑门资源,并且易对输入比特进行并行化处理。在Wallace压缩电路中,对符号扩展位进行预处理并设计新的压缩器结构,优化整个Wallace压缩模块。在第二级压缩过程中提前对高位使用纹波进位加法器结构计算,减小了多bit伪和的求和位数。在求和电路中,使用两级超前进位加法器结构,在缩短关键路径传输延时的同时避免增大芯片面积,提高了乘法器的运行速度。新型定点乘法器与已有的乘法器结构相比,减少了12.0%的面积,降低了20.5%的延时。

关键词： Radix-4 Booth编码面积传输延时编码器解码器 Wallace压缩

基于Vision Transformer的车辆重识别模型优化

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郑州大学学报（理学版） 2025年第1期57卷 46-52页

作者：张震张亚斌田鸿朋郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001

针对车辆重识别任务中样本类内差异性大和类间相似度高的问题,提出了一种Vision Transformer框架下的车辆重识别方法。设计一种关键区域选择模块,整合Transformer中注意力分数矩阵,加强车辆的具有辨别性区域的关注程度,减小局部区域过... 详细信息

针对车辆重识别任务中样本类内差异性大和类间相似度高的问题,提出了一种Vision Transformer框架下的车辆重识别方法。设计一种关键区域选择模块,整合Transformer中注意力分数矩阵,加强车辆的具有辨别性区域的关注程度,减小局部区域过度集中的注意力权重;构建一种包含对比损失和中心损失的混合损失函数,对比损失函数的引入增强了模型捕捉和比较样本之间的差异的能力,中心损失使得同一类别的样本更加紧密地聚集在一起,增强类间样本的区分度。实验结果验证了其有效性。

关键词：车辆重识别自注意力机制注意力权重区域选择

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