纳米金属氧化物对人体细胞毒性效应的构效关系研究

为建立高效的纳米金属氧化物细胞生物毒性构效关系预测模型，研究了20种纳米金属氧化物在不同生物条件下对人正常肺上皮细胞(BEAS-2B)和角质层细胞(HaCaT)的毒性效应构效关系，并首次将元素周期描述符(定量描述符)与试验条件参数(定性描述符)相结合，共同表征金属氧化物的纳米结构特征。在采用支持向量机-特征递归消除法(Support Vector Machine-Recursive Feature Elimination, SVM-RFE)筛选的最优描述符作为输入参数的基础上，分别应用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)2种高效的建模方法，建立纳米材料构效关系(Structure-Activity Relationships for Nanoparticals, Nano-SAR)预测模型。2个算法训练集的准确率(ACC)均大于0.9,内部验证准确率均大于0.7,测试集外部验证的准确率也均大于0.8,模型验证结果表明2个算法均具有良好的稳定性和较强的预测能力。对比2个算法研究结果表明，RF算法优于SVM算法...     

考虑均值异质性的高原山区公路责任事故严重度风险因素辨识

为明晰高原山区高速公路事故严重度的影响因素及差异，量化事故数据异质性对事故严重度的交互影响效应，基于云南省某高原山区高速公路550起有责交通事故数据，从责任驾驶员、责任车辆、道路特征和责任事故特性4个方面选取潜在特征变量，采用固定参数有序Probit模型和随机参数有序Probit模型，构建考虑均值异质性的高原山区高速公路责任事故的严重度分析模型，并采用边际弹性系数量化分析不同影响因素对事故严重度的影响程度。结果表明，缓和曲线、有其他妨碍安全驾驶的行为、轻型货车、重型货车、多车、下坡以及曲线路段7个因素显著影响责任事故严重度。“驾驶员存在其他妨碍安全驾驶的行为”和“重型货车”的估计系数分别是服从(0.375, 0.201)和(0.531, 0.988)正态分布的随机变量，总体导致死亡及重伤事故的概率分别增大6.15%和9.61%;当驾驶员在曲线路段存在其他妨碍安全驾驶的违法行为时，重伤或死亡事故概率增大6.54%。当重型货车在缓和曲线路段发生碰撞时，重伤或死亡事故概率会降低8.37%,重型货车因未与前车保持安全距离发生重伤或死亡事故概率会降低9.95%,而当重型货车与小客车碰撞时，重伤或...     

基于Gamma过程的压力传感器可靠性分析

预测高可靠、长寿命的压力传感器的准确寿命是一个具有挑战性的任务，因为压力传感器的退化机理具有复杂性、波动性和非线性等特征。本文通过进行加速退化试验，利用性能退化数据，预测了传感器的可靠性和寿命。首先，对压力传感器的退化机理进行了分析，并确定将输出电压作为其性能退化参数。然后，通过推导试验数据，得到了Gamma过程漂移参数和扩散参数之间的约束关系，从而获得了压力传感器在正常工作温度条件下的可靠度函数和可靠寿命。     

分层型水库藻类季相演替的细菌种群驱动机制

浮游藻类和水体中的细菌是水生食物网的组成部分,在淡水生态系统的结构和功能中发挥着关键作用.然而,对于水库当中藻类和细菌群落如何互作及其对变化的环境条件的响应研究却较少.本文以李家河水库为研究对象,采用16S rDNA高通量测序技术和共生网络分析方法,分析了藻类种群时空演替与细菌群落的生态互作关系.结果表明,在藻类群落结...     

PMF和RF模型联用的土壤重金属污染来源解析与污染评价：以西北某典型工业园区为例

基于西北某典型工业园区工厂内的地表土壤中7种重金属元素[As、 Cd、 Cu、 Pb、 Hg、 Ni和Cr(Ⅵ)]的含量，分析该工业园区重金属污染特征，并采用潜在生态风险指数和地累积指数法分别进行生态风险和污染评价；利用正定矩阵因子分解(PMF)模型和随机森林(RF)模型进行定量源解析，并结合采样企业排污资料和源排放成分谱经验数据识别特征元素，判定排放源类别.结果表明，园区所有采样点位的重金属均未超过建设用地土壤污染风险管控标准(GB 36600-2018)中第二类建设用地筛选值；但相比当地土壤背景值，除As和Cr以外的5种元素均有不同程度的富集，整体呈轻微污染和中度生态风险(RI=250.04);其中Cd和Hg是该园区的主要风险元素；源解析结果得到5类主要污染源，分别是化石燃料燃烧与化工生产源(33.73%和9.71%,分别为PMF和RF所得源贡献率，下同),自然来源与废渣堆填(32.40%和40.80%)、交通排放(24.49%和48.08%)、燃煤与有色金属冶炼(5.43%和0.11%)以及电镀与矿石冶炼(3.95%和1.30%).两种模型的总体变量模拟效果R²     

基于机器学习的电动汽车电池系统的风险预警

为提高动力电池在实车工况下安全预警的及时性和准确性，将电池系统安全预警问题提炼为关键状态预测及基于预测状态的预警分类2大科学问题，根据实车运行中的电池状态数据，选择电池的单体电压最高值、单体电压极差等作为关键预测对象；利用费舍尔计分和最大信息系数(MIC)进行特征选择，采用样本卷积和交互网络模型(SCINet)实现关键状态预测；基于预测的状态，建立多分类随机森林(RF)模型，对动力电池的安全风险进行分级预警。研究结果表明：该模型对电池多个参数具有很强的预测能力，如预测1 min后单体电压最高值的均方根误差(RMSE)为0.027 1,温度最高值为0.054 0;对电池系统1 min后安全风险等级预测的查准率为84%,宏平均f₁分数为74%。     

黑龙江省“十三五”时期生态环境质量变化及趋势预测

以黑龙江省生态环境监测网监测结果为基础,总结归纳了"十三五"期间黑龙江省生态环境质量变化特征,并采用随机森林和GM(1,1)预测模型对"十四五"期间黑龙江省生态环境质量状况进行了预测。结果表明:"十三五"期间,黑龙江省环境空气、水环境和声环境质量全面好转。其中,环境空气主要污染物PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO的年均质量浓度均呈现出明显下降的趋势,"哈大绥"重点区域PM₁₀、SO₂、NO₂和CO年均质量浓度呈现下降趋势。地表水水质总体呈波动变化趋势,水质状况均为轻度污染。"十四五"期间,黑龙江省生态环境质量将处于稳中向好的趋势。环境空气主要污染物及地表水主要污染指标年均质量浓度均呈现明显的下降趋势,道路交通声环境质量也将得到进一步改善。     

基于北斗系统的地表与地下一体式沉降监测新方法

为实现对地质灾害易发区地表沉降与地下沉降的同步、实时、自动监测，研发了基于北斗系统的地质体地表与地下一体化沉降监测新方法。该方法融合了北斗系统、静力水准仪、分层沉降标等沉降监测技术，监测原理如下：在稳定区域设置北斗基准点，在监测区域设置工作基点与监测点；工作基点处的北斗卫星接收机与静力水准仪安装至同一桩上，北斗卫星接收机观测工作基点处静力水准仪的绝对沉降；监测点处的静力水准仪与分层沉降标同轴连接，分层沉降标将深层沉降引至地面由静力水准仪观测；北斗系统与静力水准系统同步采集数据，数据经时间同步后分别得到工作基点和监测点的绝对沉降量。该新方法成功解决了大面积沉降监测中面临的非稳定工作基点校测问题，实现了对地质体地表与地下沉降的远程和实时监测。