基于计算机视觉的公路边坡裂缝监测方法

为及时发现裂缝问题并减少潜在的危害,提出一种公路边坡裂缝的自动监测方法。以公路边坡裂缝为研究对象,针对裂缝图像形态不规则、周边环境干扰大的特点,设计了公路边坡裂缝分割网络(slope cracks segmentation network,SCSNet)和公路边坡裂缝几何参数计算方法。该网络首先采用编码器逐渐捕获更高层次的语义特征,其次采用解码器通过逐渐恢复空间信息并结合跳跃连接融合不同尺度间的信息,然后利用通道注意力机制,学习每个通道间的特征,增强裂缝的特征表达。另外,提出参数计算方法,基于连通域分析得到裂缝连通域,并计算裂缝长度、宽度、面积几何参数。实验结果表明:裂缝分割网络的平均交并比达87.86%,该网络能较好地提取公路边坡裂缝特征;裂缝几何参数计算方法能较准确地测算裂缝的当前状态。

单级电渗析低成本浓缩高盐废水

高盐废水“零排放”是近年来工业废水处理研究的热点之一。电渗析因具有高电流效率和低成本的特点,已成为高盐废水“零排放”最有前途的技术之一。操作参数和进水水质在电渗析浓缩过程中起着重要作用,通过探究初始浓度、浓、淡室体积比和电流密度对浓缩效果的影响规律,确定单级电渗析低成本浓缩的运行条件,为电渗析处理高盐废水提供了参考。实验结果表明:增大进水初始浓度、淡室体积和电流密度有利于提升高盐废水的处理效果。

激光熔覆FeAlCrNiSix高熵合金涂层的显微组织与耐蚀性能

采用激光熔覆技术在DH36高强度海洋工程结构用钢表面制备不同Si元素添加量的FeAlCrNiSi_(x)高熵合金熔覆层,进一步提升海洋结构用钢的耐蚀性能。采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析高熵合金熔覆层的物相组成和显微组织。测量熔覆层显微硬度,利用极化曲线分析了熔覆层的腐蚀行为。结果表明:Si元素的添加促使熔覆层的物相由FCC+BCC相转变为单一的BCC相,枝晶尺寸逐渐减小,最终完全转化为形状不规则的等轴晶,熔覆层的平均硬度先上升后下降,硬度最高值为430.15HV_(0.1)。Si元素的加入也有效改善了熔覆层的耐蚀性能,熔覆层的耐蚀性能随着Si元素添加量的增多呈现先增强后降低的趋势。综合考虑电化学参数,FeAlCrNiSi_(0.25)熔覆层的耐蚀性能最好。

甲烷马赛球菌DZ1对小鼠血清氧化三甲胺和炎症因子、肝脏抗氧化能力及盲肠微生物区系的影响

甲烷马赛球菌是哺乳动物消化道中的固有菌群,能够利用三甲胺(TMA)生成甲烷,然而其对宿主的作用机制尚不十分清楚。本文旨在利用小鼠模型研究灌胃甲烷马赛球菌菌株DZ1活菌对小鼠血清氧化三甲胺(TMAO)和炎症因子、肝抗氧化能力及盲肠微生物区系的影响。试验采用14只5周龄雄性C57BL/6J小鼠(体重18.4±1.1 g),随机分为对照组(n=7)和处理组(n=7),单笼饲养。处理组每天灌胃200μL DZ1菌液(1.09×10^(9)个细胞·mL^(-1)),对照组每天灌胃200μL无菌PBS溶液,试验期4周。结果显示,与对照组相比,处理组小鼠日增重和采食量没有显著变化(P>0.05)。处理组小鼠血清TMAO浓度和炎症因子水平显著降低(P<0.05)。处理组小鼠肝中超氧化酶歧化酶(SOD)活性显著升高(P=0.035),肝总抗氧化能力(T-AOC)显著提高(P=0.039)。盲肠细菌16S rRNA基因测序结果显示,处理组和对照组菌群结构没有显著差异(ANOSIM,P=0.161)。处理组中疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度有降低的趋势(P=0.064),Lawsonibacter属、瘤胃球菌属(Ruminococcus)和阿克曼菌属(Akkermansia)等的相对丰度显著降低(P<0.05)。综上,灌胃甲烷马赛球菌菌株DZ1未显著影响小鼠盲肠细菌区系结构,但降低了小鼠血清TMAO和炎症因子水平,提高了肝组织总抗氧化能力。

不同振镜精度下选区激光熔化Ti6Al4V零件性能的对比分析

为了研究振镜精度对选区激光熔化成形件的影响,在3种不同振镜精度下制备Ti6Al4V试样,并对零件的硬度、致密度、物相、微观组织、力学性能和断口形貌进行分析.结果表明,3组试样的物相均为α/α'相,随着振镜精度变差试样的致密度、维氏硬度、屈服强度和应变值呈下降趋势;振镜校准精度在0.025 mm范围内,拉伸件的断裂应变为10.15%,扫描轨迹未出现明显偏移;振镜校准精度在0.05 mm范围内,拉伸件的断裂应变为8.99%,扫描轨迹未出现明显偏移,断口边缘出现了夹渣,零件表面出现微小的气孔,抗拉强度与屈服强度变化不明显,断后伸长率有所下降;振镜校准精度在0.09 mm范围内,拉伸件的断裂应变为8.37%,部分扫描轨迹出现了10μm的偏移,零件表面出现明显的大气孔,断口两侧出现夹渣,抗拉强度变化不大,屈服强度略微下降,断后伸长率明显降低.分析认为振镜校准精度在0.05 mm范围内,打印过程熔道未出现明显的偏移现象,振镜校准精度在0.09 mm范围内,部分打印点出现了漂移现象,引起了熔道的偏移,脱离了原始的规划路径,导致气孔、飞溅或未熔粉末的产生,降低了零件的致密度及拉伸件的承载面积,引起了断后伸长率的降低.

抑制电网背景谐波的变流器导纳重塑方法

电网电压中的背景谐波作用在并网变流器上产生谐波电流,而并网变流器的频率耦合特性还会映射出新的谐波电流成分。为抑制电网背景谐波对并网电流的影响,文中提出改善并网电流质量的导纳重塑方法。首先,为了消除变流器的频率耦合特性,减少并网电流谐波成分,构造出内、外环导纳重塑因子的一般形式,将并网变流器重塑为dq坐标系下的对称系统;然后,从减少谐波含量出发,对导纳重塑因子进行合适选择,通过降低变流器导纳值来改善并网电流质量,实现消除变流器频率耦合特性的同时抑制电网背景谐波的目的;此外,变流器序导纳模值减小,使得其与电网阻抗构成的回路比曲线更难在幅相平面包围(-1,0)点,有益于并网系统的稳定。仿真和实验均验证了所提导纳重塑方法的可行性和有效性。

赤子爱胜蚓油脂的提取及脂肪酸组成分析

为促进蚯蚓蛋白粉加工副产物的开发与利用,以赤子爱胜蚓渣料为原料,采用超声辅助水酶法结合酸水解法提取蚯蚓油,研究酶种类、酶解时间和加酶量对蚯蚓油得率的影响,通过正交实验确定最佳酶解条件。同时,对提取的蚯蚓油理化指标及脂肪酸组成进行分析。结果表明:超声辅助水酶法结合酸水解法提取蚯蚓油的最佳酶解条件为使用胃蛋白酶(适宜温度50℃、pH 2.0)、酶解时间2.0 h、加酶量4%,在此条件下蚯蚓油得率为11.45%;蚯蚓原油为浅棕色,稍有浑浊,稍有蚯蚓特有的土腥味,略带有油脂酸败味;蚯蚓油由24种脂肪酸构成,其中饱和脂肪酸含量较高,占总脂肪酸的82.381%,主要为硬脂酸、月桂酸,单不饱和脂肪酸占总脂肪酸的8.565%,主要为油酸、棕榈油酸,多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的8.995%,主要为亚油酸,另外蚯蚓油奇数碳脂肪酸含量为13.867%。综上,超声辅助水酶法结合酸水解法对于提取蚯蚓渣料中的油脂有一定效果,具备实际应用的潜力,且得到的蚯蚓油含有丰富的奇数碳脂肪酸,营养价值较高。

离子交换色谱-紫外检测器法测定马铃薯中马来酰肼的残留量

提出了离子交换色谱-紫外检测器法测定马铃薯中马来酰肼残留量的方法。称取1 g洗净、去皮、搅碎的马铃薯样品,加入10 mL甲醇,超声提取30 min,于60℃水浴加热5 min,离心20 min,取上清液过0.22μm滤膜和反相前处理柱。采用Dionex IonPac AS16分析柱和Dionex IonPac AG16保护柱分离,KOH溶液梯度洗脱,在205 nm波长下进行检测。结果表明:马来酰肼的质量浓度在0.1825~10.14 mg·L^(-1)内与对应的峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)为0.06 mg·L^(-1);按照标准加入法进行回收试验,马来酰肼回收率为97.9%~108%;柱温、流量和紫外检测波长的微小改变,对MH的检测均没有影响;方法用于实际马铃薯样品分析,均未检出马来酰肼。

铸轧辊套超高速激光熔覆表面修复工艺研究

采用超高速激光熔覆在32Cr3Mo1V铸轧辊辊套表面制备了钴基合金层。采用单因素法分析了激光功率、熔覆速率、送粉速率对熔覆层成形质量的影响。结合铸轧辊套实际使用工况确定以熔覆层的厚度以及显微硬度作为考察对象,利用正交试验确定最优工艺参数,并借助扫描电镜对优选参数制备的熔覆层进行分析。结果表明,在一定参数范围内,熔覆层的厚度随送粉速率的增大而增大,随熔覆速率的增大而减小,并且与激光功率无明显相关性。优选的工艺参数为:激光功率2500 W、熔覆速率15 m/min和送粉速率30 g/min。该工艺制备的熔覆层显微组织非常均匀细小,存在明显的拱接分层现象,熔覆层底部和中部区域多为垂直于熔覆层/基体界面熔合线或搭接熔合线生长的柱状晶,生长方向具有高度的一致性,熔覆层顶部区域枝晶的生长方向相对紊乱,熔覆层的显微硬度显著高于基体,有利于提高铸轧辊辊套的耐磨性。

蚯蚓中活性成分提取技术及应用研究

蚯蚓富含蛋白质、多肽和不饱和脂肪酸等营养成分,具有预防心脑血管疾病、抗炎、抗肿瘤及调节血脂等多种功能,其中赤子爱胜蚓具有适应性强、繁殖速度快、适合人工养殖等优点,受到人们广泛关注,其活性成分具有良好应用前景。介绍了蚯蚓中主要活性成分,着重对蚯蚓提取物在医疗保健、饲料等多种领域中的应用及发展进行了论述,并就蚯蚓脂肪酸的提取技术进行系统阐述,为合理开发及利用蚯蚓活性成分提供思路。

基于轻量化卷积神经网络的疲劳驾驶检测方法研究

交通安全问题与每个人的生活都密不可分。针对目前流行的检测模型缺乏实时性和准确性的问题,提出一种轻量化检测模型,对目标检测网络YOLOv4进行改进,主干特征提取网络使用MobileNet-V3。为使网络参数大幅度下降,通过采用深度可分离卷积来进一步减少参数量;通过给加强特征提取网络添加注意力机制,进一步优化检测速率和检测准确率,且利用一种数据增强方式来增加检测准确度。最后提取面部疲劳特征,由PERCLOS判断是否处于疲劳。通过实验得出检测准确率为92.90%,mAP指标为85.75%,参数量减少近95%,单帧检测速度是25.64 ms,可以平衡网络的准确性与实时性。

基于块编码特点的压缩视频质量增强算法

针对现有压缩视频质量增强算法未能充分利用压缩视频特点的问题,研究了视频编码与压缩视频质量增强任务之间的本质关系,并针对性地设计了一种基于三维卷积神经网络(3D convolutional neural network, 3D-CNN)的非对齐压缩视频质量增强算法。实验结果表明:相较于高效视频编码(high efficiency video coding, HEVC)标准H.265,所提算法在低延迟(low delay, LD)配置下且量化参数(quantization parameter, QP)为37时,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio, PSNR)提升了0.465 2 dB;相较于数据压缩会议(data compression conference, DCC)中提出的多帧引导的注意力网络(multi-frame guided attention network, MGANet)方法,该算法PSNR的增长量提升了15.1%。

G-四链体在糖酵解相关基因中的分布及调控

目的探讨G-四链体(G4)在糖酵解相关基因中的分布及调控。方法选取200个糖酵解相关基因转录起始位点上游1500 bp至5′非翻译区的序列进行生物信息学分析,初步确定含有潜在G-四链体形成序列(PQS)的相关基因;圆二色谱法和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测G4形成;外切酶Ⅰ(ExoⅠ)水解实验在0,0.5,2,8,16和32 min检测G4稳定性;构建将相关基因的特定片段插入到荧光素酶表达序列之前的报告基因质粒,双荧光素酶报告基因系统检测荧光素酶的表达水平进而判断G4对启动子活性的影响;实时荧光定量PCR检测荧光素酶的mRNA水平进一步验证G4的转录调控作用。结果①生物信息学分析表明,200个糖酵解相关基因中有12个基因含有PQS,进一步结合PQS长度及结构分析,醛缩酶A(ALDOA)和磷酸变位酶2(PGAM2)的PQS理论上可形成稳定G4。②ALDOA和PGAM2均在260 nm处有最大正吸收峰,在240 nm处有最大负吸收峰,符合平行结构G4的特征构象,同时二者的PQS可形成G4。③ExoⅠ消化后,ALDOA和PGAM2无明显水解,证明G4具有稳定性,同时二者的PQS突变后均可逐渐被水解。④ALDOA突变后荧光素酶的表达水平和mRNA水平显著升高(P<0.01);PGAM2突变后荧光素酶的表达水平和mRNA水平显著降低(P<0.01)。结论糖酵解相关基因的序列中存在大量PQS,其中ALDOA和PGAM2的PQS可形成稳定G4,并具有转录调控作用。

壳聚糖基营养递送体系的构建及其在食品中的应用研究进展

壳聚糖是天然存在的碱性多糖,具有优异的生物相容性、生物可降解性、低毒性和易于制备等特点,已广泛应用于构建各类营养成分及生物活性物质的递送体系。壳聚糖基营养递送体系主要通过交联法、干燥法、层层自组装法、凝聚法、共价接枝法、微流控法及生物合成法等方法构建而成。壳聚糖可与碳水化合物、蛋白质及脂质体复配结合,形成的复合载体可获得更加优异的性能,拓宽其在食品包装材料、生物活性物质缓释以及益生菌包埋等方面的应用范围。此外,本文进一步分析了壳聚糖基营养递送体系在食品工业实际应用时的障碍与局限性,以期为壳聚糖基递送载体在赋予食品新的功能特性、开发新的食品配料以及营养素强化中的应用提供重要参考。

燃煤电厂锅炉机组掺烧污泥的数值模拟与工程应用研究进展与展望

随着我国经济快速发展及城镇化进度不断加快,污泥产量也在与日俱增,燃煤电厂锅炉机组掺烧污泥能够快速减量的同时做到无害化处理,是目前具有广泛应用前景的污泥处理方法.综述了基于燃煤锅炉机组掺烧污泥的数值模拟研究现状,发现目前已开展的数值模拟研究中,针对含水率较高的污泥应采用涡耗散模型进行气相湍流燃烧模拟以进一步提升模拟精度;现有数值模拟中普遍采用未考虑灰层阻力的焦炭燃烧模型,造成飞灰含碳量的模拟结果与工程实际中存在一定的误差,基于改进的焦炭燃烧模型对燃煤锅炉掺烧污泥进行掺混比进一步精确研究是未来的重要研究方向;针对污泥掺烧给燃煤锅炉带来的问题,开展燃烧调整数值模拟以优化掺混污泥后的炉内燃烧工况也是未来的热点研究方向.

超声分层应变技术评价急性冠状动脉综合征患者的心肌功能受损的临床价值

目的应用超声分层应变技术评价急性冠状动脉综合征(ACS)患者的心肌功能受损程度。方法收集2023年1月~2023年11月首都医科大学附属北京中医医院ACS患者90例,根据患者心电图表现及血清肌钙蛋白水平将其分为不稳定型心绞痛组30例、非ST段抬高心肌梗死组30例、ST段抬高心肌梗死组30例。除传统超声心动图指标,应用超声分层应变技术,分别对心内膜下心肌、中层心肌、心外膜下心肌进行评估。结果非ST段抬高心肌梗死组心内膜下心肌长轴应变及圆周应变的绝对值低于正常值参考范围,长轴应变及圆周应变达峰时间变异程度高于正常值参考范围,中层心肌及心外膜下心肌长轴应变、圆周应变、长轴应变及圆周应变达峰时间变异程度位于正常值参考范围,3层间的差异有统计学意义(P<0.05)。结论分层应变技术评价ACS患者不同层次心肌的运动受损,特别是对于非ST段抬高心肌梗死,具有更高的敏感度和临床应用价值。

基于COMSOL和MATLAB的近轴光学隐形的研究

基于矩阵光学原理实现透镜组近轴光出现隐形区域,探究了不同参数的透镜对光学隐形区域的影响;采取正交实验设计,分别使用MATLAB和COMSOL对隐形区域进行了数值模拟,对比得出了隐形区域的影响因素,并进行了可视化呈现。结果表明,透镜的焦距和半径影响隐形区域,当透镜的直径不变时,若透镜的焦距为f,此时隐形区域t_(1)和隐形区域t_(2)的体积之和最小,当透镜的焦距小于f时,透镜的焦距与隐形范围呈负相关;当透镜的焦距大于f时,透镜的焦距与隐形范围呈正相关;当透镜的焦距不变时,透镜的直径与隐形范围呈正相关。各个透镜参数对隐形区域的体积的影响因素排序为:焦距f_(2)>直径h_(1)>直径h_(2)>焦距f_(1)。研究结果对于深入理解光学隐形区域的形成及其受透镜参数调节的影响具有重要的意义。

卫星电源系统功能特征及逻辑架构设计的模型化研究

目前以文档为载体、以实物试验为主要验证手段的卫星电源系统研制方法,存在信息一致性难以保证、技术状态控制难度大、实物验证暴露问题晚等诸多问题。特别是随着卫星研制任务需求的不断提高,电源系统的设计也变得越来越复杂,在设计过程中会花费很多精力进行方案的反复迭代和变更。而捕获的设计信息在多次的文字传递过程中容易造成遗漏和不一致的情况。如何规范电源系统设计过程,降低电源系统方案设计和验证工作中的风险成为亟需解决的问题。而将电源系统设计模型化是解决这些问题的有效方案。利用MagicDraw工具,对卫星电源系统的功能特性和系统内部单机逻辑关系进行了建模设计,并且通过建立追溯验证以及能量平衡分析实现设计闭环,探讨了电源系统模型化设计的方法在某型号遥感卫星研制过程中的具体实践,系统验证了该方法的实用性和有效性,探索了一条基于模型的电源系统功能特征和逻辑设计的新路径。

基于计算机视觉的高速路面状态检测方法

路面状态检测技术是辅助高速公路监管部门及时发现结冰、积雪等不良路况的重要手段。针对传统基于硬件设备的路面状态检测技术存在成本较高、检测范围受局限等问题,提出了一种基于计算机视觉的高速路面状态检测方法。该方法首先将融合了空间注意力机制和通道注意力机制的Attention模块与具有高分割精度的U-Net网络相结合,对路面区域图像进行分割提取;之后实现了一种基于循环生成对抗网络的路面阴影消除算法,对已经提取的路面图像进行阴影消除;最后基于残差结构构建了路面状态分类器,实现高准确率的路面状态检测。实验结果表明,采用该方法可以消除路面状态检测过程中高速公路两侧景物和路面阴影对状态检测带来的干扰,实现了对路面干燥、积雪、积水和结冰4类状态的准确识别。基于高速公路监控视频进行测试时,识别率可达97.9%。

利用无人机影像反演水稻SPAD值的最优空间窗口确定

通过无人机多光谱影像反演农作物理化参数、动态监测作物长势是精准农业发展的重要方向。然而,由于无人机影像多具有较高的空间分辨率,地面采样点与影像上对应像素的空间范围往往不匹配,导致所构建的反演模型精度降低。为确定利用无人机多光谱影像反演水稻叶绿素含量的最优空间窗口,该研究分别采集水稻孕穗期、抽穗期和成熟期多光谱影像,以不同大小和形状的空间窗口对影像进行处理并计算多种植被指数,将不同窗口处理的植被指数与地面实测SPAD(soil and plant analyzer development)值进行相关性分析,将相关性最高的一组植被指数所对应的空间窗口确定为最优空间窗口,并以该组植被指数与地面实测SPAD值为依据,分别构建支持向量机、随机森林、极限学习机、广义线性模型和多元逐步回归模型,分析各模型在水稻各生育期对SPAD值的反演精度。结果表明:经过空间窗口处理后各植被指数与SPAD值间的相关系数与处理前相比均有较大提升,圆形空间窗口下各生育期的最优窗口半径分别为35、25、25个像素,方形空间窗口下各生育期的最优窗口边长分别为71、41、61个像素,方形窗口处理效果与圆形窗口近似;利用支持向量机模型反演水稻SPAD值的效果最优,且在孕穗期反演精度最高,决定系数为0.718,均方根误差为1.849,平均绝对误差为1.465。研究结果可为其他作物理化参数反演的空间窗口选择提供参考,为无人机利用多光谱监测作物长势、发展精准农业提供技术支持。