铁路系统的模型检查和参数分析

研究铁路系统的自动验证技术,建立火车和控制器的混合自动机模型,用时态逻辑ＩＣＴＬ描述铁路系统的性质规范,使用模型检查技术自动验证铁路系统,并且对铁路系统的一些参数进行分析。     

甲型H1N1流感传播的元胞自动机模型初探

目的建立数学模型,预测甲型H1N1流感传播规律。方法利用元胞自动机在时间、空间和状态都离散的复杂系统模型工具,对甲型H1N1流感的传播进行建模并用矩阵实验室（Matlab）进行模拟。结果模拟结果和实际甲型H1N1流感传播过程接近。结论甲型H1N1流感传播的复杂性可以借助元胞自动机模型进行建模,从而对疾病进行预测控制。     

预训练词嵌入技术的演化与算法

目的：探究预训练词嵌入技术的重要性和主要演化路径,剖析其路径上的主流算法。方法：利用知识图谱分析预训练语言模型的基础知识及预训练词嵌入技术演化的关键路径,从算法角度分析其路径上代表性模型的内涵和优缺点。结果：词嵌入技术作为预训练语言模型的主要知识基础之一,包含Word2Vec、LSTM、Bi-LSTM和BERT等研究热点,基于LSTM的特征提取技术和基于Transformer的特征提取技术是预训练词嵌入技术的一条重要演化路径。模型结构与算法分析结果显示该路径上的模型的表征能力越来越强。结论：基于预训练语言模型的词嵌入技术能够获得包含更多语境信息的词向量,目前已成为自然语言处理领域中文本表示的重要方法。     

基于多层图和紧凑性的显著性检测算法

针对传统的自底向上的显著性检测模型突出背景、前景区域不均匀以及显著目标位于图像边缘致使检测效果差等问题,提出了一种基于多层图和紧凑性的显著性检测模型。首先,将图像过分割为超像素,在超像素基础上结合图像块层和聚类层构建多层图模型,能够有效检测不同尺度的图像并获得均匀的显著区域。然后,基于紧凑性假设建立紧凑性模型,并采用元胞自动机优化。根据超像素的紧凑性筛选出可靠的前景种子点和背景种子点,基于多层图模型利用流行排序算法分别计算基于前景种子点和背景种子点的排序分数,从目标和背景的角度结合两种排序分数得到显著图。最后,对显著图进行滤波获得光滑的前景和背景区域,得到最终显著图。在常用的数据集MSRA-1000和ECSSD上与9种流行算法进行比较,实验结果表明该算法具有较高的准确率和召回率。     

脉象仪中的智能分类算法研究

脉诊借助脉搏探查人体气血循环状态,为疾病诊治、未病先知、养生保健等提供指导信息。然而,从微弱脉搏中提取脉象信息仍是脉象仪研发中的瓶颈问题。本文从脉搏信号特点、中医脉象分类及其面临的挑战等方面入手,综述了近年来利用基本机器学习（Machine Learning,ML）算法、神经网络算法以及集成学习算法建立脉象分类模型的相关研究,旨在通过比较不同ML算法和实验方案在脉象分类准确度上的表现,探讨基于ML算法建立脉象分类模型的可行性和有效性,以期为脉象仪研发提供参考。     

线性混合系统符号模型验证中的参数分析方法

提出了一种基于归纳法思想的验证方法,通过控制周期上特性的描述,发现了基于控制周期特征式的线性混合自动机验证方法,这一方法采用定理证明过程来得出归纳证明的结构;采用模型检查方法来得出归纳证明的奠基和迭代步,这一方法同时兼顾了模型检查和定理证明的特点用此定理证明更高的自动化程度解决了单用模型检查不能解决的问题,得出了对著名案例ＧａｓＢｕｒｎｅｒ问题中的参数３ｎｏｎ＿ｌｅａｋｋｉｎｇ≥７６的最优范围。     

基于控制周期特征式的线性混合自动化验证

提出了一种基于归纳法思想的验证方法,通过控制周期上特性的描述,发现了基于控制周期特征式的线性混合自动机验证方法,这一方法采用定理证明过程来得出归纳证明的结构;采用模型检查方法来得出归纳证明的奠基和迭代步,这一方法同时兼顾了模型检查和定理证明的特点用此定理证明更高的自动化程度解决了单用模型检查不能解决的问题,得出了对著名案例ＧａｓＢｕｒｎｅｒ问题中的参数３ｎｏｎ＿ｌｅａｋｋｉｎｇ≥７６的最优范围。     

高阶神经网络模型中的学习算法研究

目的探索高阶神经网络模型中的学习算法。方法通过在高阶神经网络模型中引入新的学习算法增强高阶神经网络模型性能，给出了新学习算法的理论分析、收敛性证明，进行了仿真实验。结果新学习算法下的高阶神经网络模型的性能指标优于传统Hebb型学习算法下的高阶神经网络模型。结论新学习算法下的高阶神经网络模型具有更好的优良特性，有利于其在信息存储、模式识别领域中的应用。     

预测加氢裂化过程的产率

以缓和加氢裂化数据为基础,对于两种典型的加氢裂化动力学模型－－Stangeland模型和改进MHC模型,使用Shor最优化法进行了参数的拟合,比较了这两种动力学模型的结果、算法、复杂度以及预测能力。结果表明,改进MHC模型是一种更为合理的动力学模型,该模型也可用于实际加氢过程。     

基于机器学习的郁证证型分类模型构建研究

目的 基于机器学习的随机森林和人工神经网络算法构建郁证证型分类模型,并采用混淆矩阵评估其模型的准确度。方法 医案数据来自古今医案云平台、中国知网、万方、维普数据库,共纳入1010例医案,训练集和测试集划分比例为7∶3。利用Python在Jupyter notebook中进行特征提取,再通过随机森林、人工神经网络构建郁证证型分类模型,最后利用混淆矩阵验证分类结果准确性。结果 利用随机森林算法构建的证型分类模型,整体准确度为89.44%,其中肝气郁结95.00%,气郁化火82.05%,痰气郁结89.29%,心神失养85.07%,心脾两虚89.74%,心肾阴虚95.16%;利用人工神经网络算法构建的证型分类模型,整体准确率为96.03%,其中肝气郁结100.00%,气郁化火92.31%,痰气郁结96.43%,心神失养91.04%,心脾两虚97.44%,心肾阴虚100.00%。结论 两类分类模型分类结果均达到了较理想的效果,但人工神经网络分类模型准确度高于随机森林分类模型准确率,其非线性、模糊性等特征更适合于中医证型分类预测,可为今后中医诊断研究提供新的思路与方向。     

Analysis,forecasting, and control of three-dimensional tumor growth and treatment

The main point of this contribution is to show how ideas of control theory, automata theory and computer science can be applied to the field of cancer research. We are stressing the modelling of three-dimensional tumor growth and the simulation of different kinds of tumor therapy (surgery, radiation therapy, chemotherapy). In the future it will be possible to schedule the optimized methods and time of tumor treatment by computer simulation prior to clinical therapy.     

烤瓷熔附金属全冠受载无限元法应力分析

目的：应用无限元方法研究临床烤瓷熔附金属全冠加载后不同组织和材料及其界面的应力分布状况，揭示修复体发生金-瓷结合破坏的原因，指导临床金-瓷修复体的设计与制作．方法：在二维前牙烤瓷熔附金属全冠有限元法应力分析基础上，将修复体唇侧颈缘出现应力集中区域选定为无限元区域进行计算，有限元与无限元区域的衔接采用区域分解法的D—N迭代法实现．结果：金-瓷混合颈缘型前牙烤瓷冠加载后基牙、金属基底、遮色瓷和体瓷内大部分区域受力较均匀；模型唇侧颈缘处出现应力集中，应力集中区域内不同界面应力分布不同，其中沿金-瓷界面应力变化最激烈；随着载荷方向与牙齿长轴角度的增加，金-瓷界面应力水平与应力集中趋势也增加．结论：金-瓷混合颈缘型前牙烤瓷冠临床受力效果较为理想；唇侧颈缘处的应力集中是造成修复体易出现瓷崩、瓷裂的主要原因．     

颈椎三维有限元模型的建立方法与评价

有限元分析法是用于结构分析的矩阵方法,将一个由无限个质点构成并且有限个自由度的连续体划分成有限个小单元所组成的集合体。应用有限元分析法可对颈椎在生理、病理以及不同治疗条件下的生物力学特性进行分析,本文详细阐述了建立颈椎有限元模型的四项基本原则(解剖轮廓、材料特性、边界条件和模型验证)及其实现方法,展望了有限元法应用于颈椎生物力学研究的前景。     

尺骨冠状突骨折合并肘关节后脱位有限元模型的建立与分析

目的：建立尺骨冠状突骨折合并肘关节后脱位的有限元模型,并对肘关节后脱位在关节稳定性方面的影响进行数字化研究。方法：建立正常肘关节-前臂（IEJF）有限元模型与尺骨冠状突骨折肘关节-前臂（FUCF）有限元模型。采用压缩、屈曲两组生理荷载（每组3种幅值）,进行计算、验证和应力分析。结果：建立了结构完整的IEJF与FUCF有限元模型,并对模型进行验证,情况与临床实际符合。计算得出FUCF有限元模型较IEJF有限元模型桡骨头出现了严重的应力集中现象,不同压缩荷载作用下的肘关节纵向压缩位移与不同屈曲力矩导致的屈曲角都有所增加。结论：尺骨冠状突骨折及肘关节后脱位对肘关节-前臂纵向不稳有一定程度的影响。本研究所构建的肘关节-前臂有限元模型对尺骨冠状突骨折合并肘关节后脱位的临床稳定性评估研究及手术治疗方案的制定具有一定的参考价值。     

胸段脊柱侧凸矫形术对腰段脊柱应力影响的有限元分析

目的采用有限元方法,分析胸段脊柱侧凸矫形术后对腰椎应力的影响。方法采用脊柱三维有限元模型模拟计算矫治特发性脊柱侧凸。在患者施行脊柱侧凸矫形术之前对胸段及腰段脊柱进行CT平扫,提取脊椎各节段椎体（胸2-腰5）的结构信息,删除肋骨等非脊柱结构并编辑分离脊柱节段,分别对脊柱侧凸矫形的主要步骤进行模拟并计算其腰段脊柱应力的分布。结果模拟计算结果显示脊柱腰段各椎体之间小关节周围的应力相对均大于模型中其他节段,最大值应力为68.62MPa,位于腰2与腰3之间凹侧椎小关节处。结论通过应力分布分析,腰椎应力较大,在矫形过程中,应充分考虑胸段脊柱侧凸矫形对腰椎的影响。     

腰椎三维几何和力学模型

该研究在主要目的是制作一个精密的腰椎运动节段三维几何和三维有限元模型。该模型的建立是把ＣＴ图像矢量化、数字化形成三维几何模型。划分单元后输入各结构的力学特征，形成有限元模型。通过有效性检验，说明它是一个有价值的模拟工具，能够在不同状态下模拟脊柱     

下颌角在外力加载下的应力分析

目的：应用有限元法分析下颌角在不同受力方向、不同大小外力及受力面积情况下颌骨内应力变化。方法：利用ANSYS软件建立下颌骨三维有限元模型,应用该模型分别计算不同方向、不同大小的外力、不同受力面积作用于下颌角时下颌骨的应力值,分析主应力值以及应力分布情况。结果：（1）下颌角侧方加载力时,同侧下颌角、髁状突颈部、下颌隆突、磨牙后三角区及颏部舌侧面应力较大。下方加载时,双侧髁状突颈部、同侧下颌角下缘、外侧面应力较大。（2）无论下方或侧方加载,随外力增大,应力值以及应力集中区域不断增大。受力面积不变,外力越大,应力值越大,应力大小与力的大小成正比。外力大小不变时,受力面积越大,应力越小。结论：静载荷作用于下颌角时下颌骨各部位应力分布与外力大小、力的方向以及加载面积密切相关。     

人体髋关节三维有限元模型的建立及其生物力学意义

目的:构建正常人体髋关节的三维有限元模型,作为该部位进一步有限元分析的基础.方法:采用活体髋关节为标本,应用CT扫描技术及图形数字化方法获取髋关节的三维坐标,输入有限元分析软件,并通过确定材料特性参数和网格化,建立髋关节的三维有限元模型.结果:所构建髋关节三维有限元模型客观反映髋关节真实解剖形态及其生物力学行为,还原性良好,可以满足有限元分析的需要.结论:采用CT扫描资料建立的三维有限元模型切实可靠,实体建模法将有限元模型的几何特征和边界条件的定义与有限元网格的生成分开进行,减少了模型生成的困难.所构建的髋关节三维有限元模型,可以为髋关节力学行为以及骨折内固定、髋关节成型术的力学基础研究提供精确模型.