西北大学学报(自然科学版)

JOURNAL OF NORTHWEST UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION

高专论谈

  • 基于多任务学习的口腔白斑与扁平苔藓的分割与识别

    管子玉;谢飞;任文研;沈雪敏;许鹏飞;王和旭;

    口腔白斑属于癌前病变或潜在的恶性疾患范畴,诊断意义尤为重要;口腔扁平苔藓是一种常见的口腔黏膜慢性炎性疾病。两种疾病的症状相似度高导致利用传统目标识别算法难以准确识别。为此,该文提出了一种基于多任务学习卷积神经网络的口腔斑纹类疾病的目标检测、分割与识别算法。该算法通过改进的Mask R-CNN网络提取口腔斑纹类疾病图像的高维特征,以检测出相关病变的具体位置和精准区域,并识别出病损的种类。算法的改进之处在于图像检测与识别的分支网络利用分割子网络的高维特征以关注病变区域的特征,提高了口腔白斑与扁平苔藓识别的准确性。实验表明,该文所提方法相对于现有传统识别方法和常见多任务学习方法具有更高的准确性和敏感性。

    2020年01期 v.50;No.244 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 4054K]
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口腔医疗的人工智能技术

  • 基于具有空间注意力机制的Mask R-CNN的口腔白斑分割

    谢飞;穆昱;管子玉;沈雪敏;许鹏飞;王和旭;

    口腔白斑(OLK)是一种癌前病变,由于其与口腔内健康组织有视觉相似性,导致难以准确区分,目前,对OLK的诊断主要来自专业医生的经验,但这种方式效率低,诊断受主观影响大。该文提出具有空间注意力机制(spatial attention)的Mask R-CNN方法(Mask R-CNN-S)用于口腔白斑分割。Mask R-CNN特征提取能力受限于多任务的设计,在口腔白斑上分割效果并不理想。而Mask R-CNN-S是基于Mask R-CNN网络,并引入了卷积块状注意力模块(CBAM)中的空间注意力模块,考虑了空间上的重要性信息,帮助Mask R-CNN关注更重要的区域。此外,受限于数据量较少,该文利用在其他相关大数据集里训练出来的预训练模型,同时采用冻结浅层参数,更新深层参数的策略。试验结果表明,该文所提方法实现了相比于传统Mask R-CNN更好的性能。

    2020年01期 v.50;No.244 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 4604K]
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  • 口腔设备加工系统的RGV动态调度

    王和旭;谢飞;张伟;

    该文通过分析国内外对RGV在加工系统应用的现状,结合口腔设备加工的实际情况,在熟悉RGV构成及作业流程的基础下,对口腔设备的自动加工系统中RGV动态调度问题展开研究。结合加工系统参数,针对加工系统中的单个RGV进行动态调度分析,构建贪心算法模型,找出RGV工作时的最佳路线,提高加工效率,运用Matlab对该最优路线进行迭代,验证了该RGV动态调度顺序的可信性和可行性。

    2020年01期 v.50;No.244 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K]
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信息科学

  • 基于朴素贝叶斯算法的变权重多目标自适应巡航控制策略

    魏洪贵;贺伊琳;卫龙龙;张大禹;叶毅铭;

    针对目前使用较为广泛的基于模型预测控制的自适应巡航系统,该文提出一种分层控制结构,设计一种变权重的模型预测控制器作为上位控制器。为了获得最佳加速度,综合考虑驾驶员期望车距,车辆自身物理限制,前车加速度影响等因素。使用高斯朴素贝叶斯算法预测前方车辆未来行为,从而采取不同的权重参数策略。通过Matlab/Simulink与Carsim对固定权重参数和可变权重参数分别进行联合仿真,结果表明,随着道路条件的变化,可变权重参数可以提高车辆自适应巡航系统的表现效果,显著降低固定权重策略的系统速度和距离偏差量,有效提高了系统的控制精度与适应性。

    2020年01期 v.50;No.244 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1868K]
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  • 3D卷积神经网络的结构优化及中枢神经系统药物的识别

    张瑞林;丁彦蕊;

    该文研究了如何利用3D-CNN识别中枢神经系统(CNS)药物和non-CNS药物。首先,构建CNS药物和non-CNS药物数据集并优化小分子构象;然后,以3D网格矩阵编码小分子结构,作为3D-CNN模型的输入;接着,在模型训练中,采用正交实验法对3D-CNN模型的超参数进行快速优化;最后,使用外部测试集检验模型,达到ACC为84. 3%,MCC为0. 685,AUC为0. 884的泛化性能。实验表明,在正交实验法获取可靠超参数组合的基础上,3D-CNN模型对于CNS药物的识别具有良好效果,所构建的模型为设计新的CNS药物提供了基础。

    2020年01期 v.50;No.244 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K]
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水资源

  • 黑河尾闾东居延海适宜水面面积研究

    蒋晓辉;董国涛;

    东居延海维持一定的水面面积是黑河"97"分水方案实施成功的重要标志,调水以来,黑河尾闾东居延海已实现连续13年不干涸,湖周生态环境得到了很大的改善,但在枯水年份,进入东居延海的水量有限,东居延海有可能干涸。如何在枯水年份既能保证东居延海一定的水面面积,维持东居延海基本生态功能,又能不挤占额济纳绿洲植被生态用水,实现绿洲生态用水效益的最大化是值得研究的科学问题。文中通过分析东居延海生态服务功能,计算东居延海不同水面面积情况下生态价值,构建黑河下游额济纳绿洲水资源配置模型,模拟不同来水条件下绿洲水资源配置和东居延海可入湖水量,从额济纳绿洲整体生态环境出发,提出既能实现东居延海基本生态功能,又能维持东居延海长期不干涸的适宜水面面积。通过研究得到:①东居延海生态价值随着水面面积的增加而增加,在水面面积0~18km~2变化过程中,生态价值增加显著,大于18km~2后,生态价值增加趋势明显变缓,单位面积水面面积增加所产生的生态价值不显著;②根据额济纳绿洲各生态分区的生态用水需求,通过水资源合理配置,无论黄藏寺水库是否建成运行,东居延海在连续枯水年会再次出现干涸,且最长干涸时间会达到6个月;③在东居延海维持18km~2水面面积,湖深为6m时,既能保持东居延海长年不干涸,维持基本的生态功能,,又能使绿洲生态缺水量最小,实现了水资源生态效益的最大化。

    2020年01期 v.50;No.244 39-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 6744K]
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  • 中国统一水资源税税额体系研究

    王喜峰;柳长顺;陈根发;

    我国统一水资源税额体系构建对于进一步促进我国水资源税征管过程,提升水资源利用效率,完善生态文明建设都有重要意义。该文系统总结了10个水资源税改革试点省份实施方案的异同点,深入解析了试点省份水资源税额设置及标准,分析了水资源税额制定的逻辑与未来水资源税改革趋势,提出了构建全国统一的水资源税税额体系的设想。经测算,建议全国水资源税基准税额为0. 2元/m3,各省份具体税额根据水资源税基准税额乘以水资源条件调整系数乘以水源调整系数乘以行业调整系数确定。该方案通过合理性和稳定性验证。

    2020年01期 v.50;No.244 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 北江枯水期多环芳烃的污染分布特征与风险评估

    昌盛;樊月婷;付青;韩向云;赵少延;王山军;杨光;

    2016年12月北江清远段采集19个水和表层沉积物样品,采用气相色谱质谱(GCMS)法测定了样品中的多环芳烃(PAHs),分析了枯水期北江水环境中PAHs的污染水平,并对生态风险进行了评价。结果表明,枯水期北江清远段水中PAHs浓度范围为41. 2~413. 8 ng·L~(-1),主要以二环芳烃和三环芳烃为主,与国内外已报道河流湖泊相比,北江清远段水中PAHs污染处于中等污染水平;沉积物中PAHs浓度范围为54. 8~951. 5ng·g~(-1),以三环芳烃和四环芳烃为主,与国内外河流湖泊沉积物相比较,处于低污染水平。运用特征比值法对PAHs来源进行分析,北江清远段水和沉积物中枯水期PAHs污染来源主要由燃烧源所致,部分采样点存在混合源。通过计算终生致癌风险(ILCR)模型对北江清远段水体进行健康风险评价,结果表明,枯水期各采样点的致癌风险可忽略,婴幼儿的PAHs致癌风险高于青少年和成人。采用效应区间低、中值法(ERL/ERM)对枯水期表层沉积物中PAHs进行生态风险评价,个别点位表层沉积物中Dib超出ERL值,对生态环境潜在负面效应较小。

    2020年01期 v.50;No.244 57-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1421K]
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  • 城市饮用水水源规范化管理机制及其对水质改善的驱动作用

    谢琼;付青;昌盛;樊月婷;赵少延;张茉莉;

    通过梳理饮用水水源管理历程及决策部署,系统分析城市饮用水水源地规范化管理机制组成与结构,总结了规范化管理机制对地方水源管理工作落实的压力传导方式。相关数据分析表明,管理机制对水源管控的驱动作用主要体现在3个方面,地方行政管理部门通过水源调整及地表和地下水联网供水,进一步优化了水源地取水布局以保障水质安全;通过保护区整治防止了社会经济活动对水源的直接影响;通过生态补偿限制了水源地上游排污总量。该文为下一步管理及水源风险防控政策的制定提供了参考。

    2020年01期 v.50;No.244 68-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 3230K]
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  • 镍的中国淡水水生生物水质基准及水体硬度的影响研究

    丹增强白;王琛;王梦杰;石慧;王颖;

    水质基准是制定水质标准、评价水生态风险和进行水质管理的科学依据与理论基础。重金属镍是具有致癌毒性的环境污染物,对水生生物和人体健康的影响极大,但目前国内对于镍的水生生物水质基准研究却较为缺乏。文章收集并筛选了中国淡水水生生物物种的镍的毒性数据,建立了急慢性毒性数据库,采用物种敏感度分布法推导了我国镍的急性淡水水生生物水质基准为180. 29μg/L,慢性淡水水生生物水质基准为3. 08μg/L。另外,文章探究了不同硬度条件对镍淡水水生生物慢性毒性浓度的影响,结果发现镍的水生生物毒性与硬度相关关系的斜率为0. 96,慢性毒性随硬度增加而减小。研究成果将为我国镍的水生生物水质基准制定提供参考,为镍的生态风险评估提供数据支持,为我国水质基准体系的完善提供科学依据。

    2020年01期 v.50;No.244 75-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 539K]
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偏微分方程

  • 不变子空间方法在时空分数阶偏微分方程中的应用

    侯婕;王丽真;

    文中介绍了不变子空间方法及其具体步骤,应用此方法研究了6类具有Caputo型导数的时空分数阶偏微分方程或方程组,并构造了这些方程(组)的解析解或给出了精确解所满足的决定方程组。

    2020年01期 v.50;No.244 84-87+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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  • 时空分数阶多孔介质类型方程的对称分析

    杨莹;王丽真;

    文中对时空分数阶多孔介质方程、带有非线性对流项的时空分数阶多孔介质方程和时空分数阶双多孔介质方程进行了对称分析,得到了3类多孔介质方程对应的Lie对称群,基于上述结果,进行了相应的对称约化,从而得到这些方程的群不变解。

    2020年01期 v.50;No.244 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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鄂尔多斯盆地研究

  • 鄂尔多斯盆地西缘北部上古生界沉积体系特征及古地理演化

    郭艳琴;王美霞;郭彬程;蔡志成;惠磊;何子琼;马瑶;李文厚;李百强;

    通过大量的野外露头勘察、钻井岩心观察以及镜下薄片鉴定等方法,对盆地西缘上古生界的沉积体系特征及不同时期的古地理环境演化进行深入研究。结果表明,研究区主要以河流沉积、湖泊沉积、三角洲沉积和障壁海岸沉积体系为主。羊虎沟期,区内主要以潟湖沉积为主,可见条带状分布的潮道沉积,障壁砂坝沉积规模较小,东北部出现扇三角洲沉积;太原期,潟湖沉积范围相对缩小,中部地区自北向南演变为三角洲平原和三角洲前缘沉积,东北部扇三角洲沉积范围进一步扩大;山西期,整体表现为中部自北向南依次发育曲流河、三角洲平原和三角洲前缘沉积,而西部和东部发育浅湖沉积;下石盒子期,北部物源供应充足,研究区自北向南依次发育辫状河沉积、辫状河三角洲平原和辫状河三角洲前缘沉积,而研究区西北部及东南部的浅湖沉积范围均有所收缩;上石盒子期,北部物源供应相对减弱,北部演变为曲流河沉积,向南依次发育三角洲平原和三角洲前缘沉积,南部浅湖沉积范围整体向北部扩张,同时西南部也出现浅湖沉积;石千峰期,研究区北部沉积范围往南收缩,古地理格局整体表现为中部河流三角洲沉积,而西部、东南部和东部地区以浅湖沉积为主。

    2020年01期 v.50;No.244 93-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 13640K]
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  • 鄂尔多斯地区中元古界长城系沉积特征研究

    欧阳征健;冯娟萍;马海勇;李文厚;

    利用野外剖面考察、岩心观察、薄片鉴定和粒度分析等技术手段对鄂尔多斯地区中元古界长城系沉积区的沉积特征进行研究。研究表明,长城系岩性主要为紫红色、灰白色石英砂岩、石英岩,夹少量碳酸盐岩,含多层石英细砾岩。砂岩成分成熟度和结构成熟度比较高;层理构造发育,主要为陆相、海陆过渡相层理构造,可见波痕和干裂等层面构造;鄂尔多斯地区中元古界长城系自北东向西南具有水体逐渐加深的趋势,依次发育河流、三角洲、滨浅海、浅海及深海沉积相。

    2020年01期 v.50;No.244 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 16509K]
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  • 鄂尔多斯西南缘奥陶系碳酸盐重力沉积及古地理意义

    陈强;李文厚;李智超;陈刚;刘溪;李蒙;

    为了查明鄂尔多斯西南缘奥陶系碳酸盐重力沉积的主要类型,探讨其成因机制以及古地理背景,对大量野外剖面和钻井岩心进行了系统观察。研究表明,奥陶系碳酸盐重力沉积丰富多样,主要发育岩崩、滑动、滑塌、碎屑流和浊流沉积。根据碎屑来源可将碳酸盐碎屑流划分为内源、外源、陆源及混源等类型,反映不同的成因机制和构造背景。研究后认为,鄂尔多斯地块早中奥陶世为广阔的克拉通陆表海浅水碳酸盐台地沉积,仅在西南缘有少量碳酸盐重力流发育。中奥陶世末克里摩里沉积期,鄂尔多斯西南缘演变为克拉通边缘拗陷-裂陷型陆缘海沉积格局,南缘大量发育碳酸盐滑塌-碎屑流-浊流沉积,西缘大量发育碳酸盐垮塌-碎屑流沉积。

    2020年01期 v.50;No.244 113-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 9686K]
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  • 鄂尔多斯盆地东南缘延长组浊沸石胶结物特征及其成岩模式

    袁珍;郑艳忠;袁海莉;杨喜彦;李文厚;

    通过薄片观察、扫描电镜、电子探针、X衍射等微观分析手段,对鄂尔多斯盆地东南缘延长组发育的浊沸石胶结物进行研究。研究表明,区内发育了受控于东北及南部物源两个方向的沉积体系,浊沸石分布在这两个沉积体系的延长组下组合中的长10,长9油层组中,仅在东北沉积体系浅层长3油层组出现了浊沸石胶结物。结合含浊沸石砂岩的岩石学特征及自生胶结物的赋存状态与其他自生矿物及骨架颗粒之间相互关系,认为研究区延长组浊沸石的形成受控于物源区母岩的特征及成岩流体的演化特征,以此建立浊沸石的成岩模式,明确研究区浊沸石的成因,进一步分析了浊沸石胶结物对延长组储层储集性能的双重影响(即早期堵塞孔隙、晚期因溶蚀而改善储层),为延长组优质储层的预测提供了依据。

    2020年01期 v.50;No.244 124-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 11143K]
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科学技术史

  • 战时西北工合与其化工技术革新

    杨晶;姚远;

    西北工合与陕西省建设厅合办的工业试验所,发挥了科学技术中枢的作用,为工业试验、规模化生产、技术合作方式、技术改进等,作了具有重要技术价值和工业价值的检测、试验与技术革新,特别是其顺应时势的需要,以短平快、中小微的技术类型选择和工业生产方式,在短时间内形成了一个西北历史上从未有过的中小工业发展群体。尤其是发明天然靛与人造靛混合发酵法改进蓝靛染色法,发明亚铅石灰还原甕法试验改进羊毛精洗工艺,发明精炼剂改进原料浸煮、添加黏料制浆、提高造纸质量,开展无水酒精、豆油制造润滑油的试验以及油页岩干馏分析和人造石油的试验等科学技术活动,表明了西北工合战时科学技术活动在工业生产中的关键性作用,并实现了西北地区从农业、手工业到机器工业的局部转变,促进了西北地区的工业化与现代化,在提高科学技术是关键生产力的认识、发展农村经济和发展中小微工业方面,至今仍然具有重要的借鉴价值和现实意义。

    2020年01期 v.50;No.244 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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  • 《西北大学学报(自然科学版)》征稿简则

    <正>1沿革与宗旨《西北大学学报》的前身为西北大学《学丛》月刊,创刊于1913年7月1日,是全国创办最早的大学学报之一。后虽经《西北大学周刊》(1924年)、《西大学报》(1939年)、《西北学术》(1943年)、《西北大学学报》(1957年)等刊名变迁,但始终学术薪火相传,延续至今。

    2020年01期 v.50;No.244 141页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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