基于网格的大型船舶轨迹停留检测方法

为了提高大型船舶轨迹的停留检测效率,提出一种基于网格的停留轨迹检测方法,通过对矢量轨迹进行网格化提高运算效率,以轨迹点总停留时间作为网格密度解决轨迹点采样时间不均的问题。为了验证方法的实用性,采用真实样例轨迹数据进行检测和分类实验。实验结果表明:在检测效果方面,该方法检测正确率均高于88%且召回率均高于80%,能够满足停留检测的需求;在分类效果方面,其整体分类结果较为准确,能够有效区分锚泊和靠泊两种情况;在检测效率方面,该算法优于基于密度的噪声应用空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN)检测方法和基于空间关系的检测方法,且更适用于大数据量的处理。

面向监控系统采集数据的停留点检测算法

本文针对安防监控系统数据采样不规则导致停留点检测准确性不高的问题,提出了一种基于旋转编码的停留点检测算法。该模型通过在滑动窗口内规范数据之间的采样间隔信息,并通过注意力机制完成停留点分析任务,有效避免了常见机器学习算法存在的归纳偏置对于采样不规则数据的影响。实验结果表明,该方法能够有效检测采样不规则轨迹中的停留点,相较于已有方法和常见机器学习算法具有较高的准确性。

基于位置信息的老人异常状态检测技术研究

传统居家养老模式中,对独居老人的日常生活健康状况的监测及室内活动的异常行为检测,依赖于各种可穿戴传感器设备,易给老人造成行动不便和隐私问题。为此,提出一种基于位置信息的老人异常状态检测方法。该方法根据蓝牙信号的信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)测距定位,获得老人当前位置,由交互式多模型的卡尔曼滤波方法实现老人在室内的移动轨迹跟踪;对老人在室内移动轨迹进行生理监测,而对老人突发异常状态,通过设置不同室内空间区域的时间阈值,以停留点检测方式进行判断。实验结果表明,该方法简单易于实现,且对于独居老人的日常监护方法优于传统可穿戴传感器设备。

基于停留区域识别的子轨迹异常检测方法

对轨迹数据进行分析和处理能够揭示移动对象的运动规律并挖掘出与其相关的隐含信息,移动对象的不规律或异常运动产生了异常轨迹数据,异常数据的出现往往意味着有特殊情况发生,隐含着更有意义的信息,快速、准确地检测异常轨迹能够服务于交通分析及事故检测等具体应用领域。针对传统轨迹异常检测方法没有充分考虑轨迹局部异常的问题,该文提出一种基于停留区域识别的子轨迹异常检测方法:①设计了一种基于密度的停留点检测算法检测轨迹集的停留点,通过寻找核心点以建立初始簇,使用核心点邻域内的点扩展当前簇,并根据簇内的时间间隔是否满足时间条件,从而检测出停留点;②根据停留点集合识别停留区域,将任意2个停留区域作为一对起点和终点区域后对轨迹进行分段;③根据分段后子轨迹的起点区域和终点区域对子轨迹集进行分组;④针对每个分组内的子轨迹,设计子轨迹异常检测算法检测异常空间子轨迹和异常时空子轨迹。在真实轨迹数据集上与传统异常检测方法进行对比,实验结果表明本文所提方法能有效地检测出异常子轨迹,并且运行时间明显低于TRAOD方法,检测准确率比TRAOD方法最高提升了23.9%;F_(1)分数值相较于ATDC和iBAT方法有明显提升,最高提升率分别为7.8%和16.1%。本研究描述的轨迹异常检测方法可以为交通运输和管理部门提供有效的决策信息,为车辆轨迹数据挖掘提供新的解决方案。

嗜热脱铁去硫弧菌Pif1解旋酶生物学活性的分子特征分析

已知Pif1解旋酶在维持基因组稳定性方面发挥重要作用,且不同生物Pif1解旋酶具有不同的生物学活性;然而迄今为止,嗜热细菌Pif1解旋酶的生物学活性分子特征的研究尚未见报道。本文运用生物化学与生物物理学前沿技术,系统地研究了嗜热脱铁去硫弧菌Pif1解旋酶(Defe.Pif1)结合活性与解旋活性的分子特征。通过原核表达纯化系统,本研究获得纯度95%以上、无标签的Defe.Pif1蛋白。利用荧光偏振技术研究Defe.Pif1结合反应的底物特异性,揭示出Defe.Pif1优先结合ss DNA与G4 DNA,并对含3'-尾链的部分双链底物有较强亲和力,其结合反应底物特异性为:ss DNA>G4 DNA>3'-ss DNA-ds DNA≈Y-structure>Other substrates。通过快速停留检测技术研究Defe.Pif1的解旋活性,明确其最适解旋温度为50℃,最佳反应溶液为10 mmol/L Na Cl、3mmol/L DTT、3 mmol/L Mg Cl2及1 mmol/L ATP;进一步的解旋动力学特征分析结果显示,Defe.Pif1可以高效解旋含G4结构的DNA底物,其解旋5'-G4-ds DNA底物时的解旋幅度超过90%,解旋速率也与其解旋5'-ss-ds DNA底物的速率相近,提示Defe.Pif1解旋G4 DNA更接近Bs.Pif1的单体反应模式。此外,本研究还发现Defe.Pif1解旋不同类型复制叉/复制泡底物时拥有独特的解旋倾向性:与解旋其它复制中间体DNA的低效性不同,Defe.Pif1解旋12nt-bubble底物的速率与幅度均较高,暗示12nt-bubble结构很可能是该解旋酶复制中间体的天然底物。上述结果证明,Defe.Pif1不仅具有Pif1解旋酶家族成员共同的结合与解旋G4 DNA等活性特征;而且作为嗜热细菌的解旋酶,它还具有独特的反应条件与解旋底物特异性。本研究为研究Pif1解旋酶家族其它成员的分子特征与生物功能提供了潜在的研究策略,为阐明此类Pif1解旋酶的分子作用机制奠定实验基础。

嗜热细菌Anaerobaculum hydrogeniforman Pif1解旋酶的异源表达与解旋反应特性

【目的】原核表达与纯化源自嗜热细菌Anaerobaculum hydrogeniforman的Pif1解旋酶,从而探究其解旋反应特性。【方法】将重组载体pET21a-AnaPif1-TEV/SUMO导入大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,并进行Ni-NTA亲和层析、Superdex200凝胶过滤层析等一系列纯化手段;再利用快速停留监测技术系统地研究Ana.Pif1的解旋反应特性,包括解旋极性、最佳ATP浓度、最佳金属辅因子、最佳解旋温度以及解旋复制中间体DNA的底物特异性。【结果】通过异源表达与纯化,获得了无任何标签序列、分子量59 kDa的Ana.Pif1蛋白,纯度达97%,产率为9.5 mg/L。本研究首先验证Ana.Pif1具有5''-3''的解旋极性,并发现其解旋反应最佳ATP浓度为2 mmol/L,其最佳二价金属辅因子为Mg^(2+),最适反应温度为55°C。解旋复制中间体的底物特异性显示,Y-S型复制叉的解旋速率最高,为0.127s^(–1);而12 nt-bubble底物的解旋幅度最大,达到78.8%;暗示这些底物可能是Ana.Pif1的天然底物。【结论】本文首次较为系统地分析了Ana.Pif1解旋酶的解旋反应特性,为阐明此类嗜热细菌Pif1解旋酶的分子作用机制奠定了基础。