多GPU异构模型实现放射治疗中卷积/积分算法的快速计算

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卷积/积分(Convolution/Superposition,CS)算法是精度仅次于蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)的光子线剂量计算算法.该算法的计算速度远远快于蒙特卡罗算法,但仍不能完全满足临床放射治疗要求.借助单颗图形显卡GPU(Tesla C1060)对CS算法进行加速后,与传统的CPU串行计算相比,计算速度可以提高60倍,单野计算时间达到1 min左右,能适用于简单的三维适形计划(3DCRT),但无法满足调强放射治疗计划(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)的速度要求.本文通过设计“CPU+多GPU”异构模型加速方案,探讨使用不同GPU个数的加速情况.结果表明:CS算法加速倍数与GPU使用个数并非呈线性关系,通过合理选择GPU的使用数量和程序代码优化可达到相关计算的速度要求;基于中高端的Tesla C2015 GPU,采用“CPU+7个GPU”模型的CS算法,单野计算时间缩减到9 s,与单用CPU相比能提高207倍,可满足临床调强计划设计要求.
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参照《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(HJ 828-2017)标准,设计出三水平四因素正交试验方案,考察水样体积、消解温度、消解时间和硫酸银-硫酸溶液加入量对化学需氧量(CODCr)测量值的影响.研究表明:测定CODCr质量浓度>50 mg/L的样品时,影响CODCr测定值的主次因素排序为:水样体积、硫酸银-硫酸溶液加入量、消解时间和消解温度;CODCr测定的最优试验条件为:水样体积5 mL、消解温度200℃、消解时间90 min、硫酸银-硫酸溶液加入量10 mL.与《HJ 828-2017》标准中的监
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依据《环境空气和废气颗粒物中砷、硒、铋、锑的测定原子荧光法》(HJ 1133-2020)的要求,对采集环境空气中砷的9种滤膜的本底值、回收率、检出限、精密度和准确度进行了实验对比.根据实验各项性能指标及成本考虑,建议选择尼龙、硝酸纤维或混合纤维3种国产有机滤膜,其购买方便、价格较低,方法检出限均为0.2 ng/m3,精密度和准确度均能满足环境空气中砷的测定要求.
与传统的监测技术相比,走航监测技术具有监测范围大、响应快速、机动性强的特点,在工业园区及企业废气排放的监测监控、溯源定位方面应用较为广泛.被动式傅里叶红外(FTIR)走航监测技术可以动态、立体、实时地扫描周围一定空域气体中的污染物质.采用被动式FTIR走航监测车,对不同的工业园区企业进行监测,结果表明,被动式FTIR走航监测可对实时发现的超标或异常有毒有害、易燃易爆、异味因子排放装置进行及时的定位和溯源,为环保部门和企业对污染物进行进一步精细化管控提供了有力的科学依据.
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以王港河流域为研究对象,根据2016-2020年、2021年1月29日-31日2个时间段的水质历史监测数据、2020年高分遥感影像解译结果和对高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷指标的加密监测数据及现场核查,对王港河流域水环境质量范围进行了溯源调查分析.结果 表明,2016-2020年,王港河流域水质逐年好转;遥感解译共289个工业企业地块,102个水产养殖地块,169个畜禽养殖地块,92个疑似污染水体地块;王港河流域上游水质明显好于下游,下游沿线支流水质较差,畜禽养殖污染占比较高,是影响水质的主要原因,
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