大别班达病毒的遗传进化机制研究

目的阐明大别班达病毒(Dabie bandavirus,DBV)的基因型流行分布特征,探究DBV进化机制的动态变化,为DBV的预防控制提供科学依据。方法使用Iqtree软件以最大似然法构建DBV的L、M、S片段系统发育进化树并进行遗传进化关系的分析;以系统发育进化树为参考,筛选重配株;使用RDP4软件进行DBV重组情况的检测;DBV序列的遗传距离以及选择压力分析由Mega11.0软件计算。结果重组分析显示共88株毒株出现重组现象,潜在重组事件共计98个。L、M、S片段的重组率分别为3.48%、2.88%、1.75%。重组事件在非人类宿主中检测到的比例相较之前的研究有所上升。经重配分析,在148株重配株中发现了36种重配基因型,未报道过的重配基因型有16种。本研究检测到24株同时发生重组和重配的基因组序列。dN/dS的结果表明,RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)、糖蛋白(GP)、核蛋白(NP)和非结构蛋白(NSs)进化过程中可能主要受负选择压力影响。结论越来越多的动物宿主如狗、猫、牛等参与DBV的重组、重配事件中,使其进化机制更趋复杂,这对DBV疫苗的设计和SFTS的预防带来了更大的挑战。

乙酸型甲烷八叠球菌细胞工厂的设计与构建研究进展

在整个地球演化历史过程中,产甲烷古菌在生物地球碳循环中一直扮演着重要角色。据报道,约三分之二的地球生物甲烷通量来自乙酸型产甲烷途径,乙酸型甲烷八叠球菌(Methanosarcina acetivorans)是目前发现为数不多的可以进行乙酸型产甲烷途径的模式产甲烷古菌,对M.acetivorans代谢途径的解析、改造和应用可为温室气体甲烷的减排与其作为能源的合理利用提供新思路。本文综述了M.acetivorans的产甲烷代谢途径、遗传改造策略、细胞工厂构建3个方面的研究进展,分析了M.acetivorans与其他进行乙酸型产甲烷代谢的产甲烷古菌在以上三方面的异同,并对进一步设计和构建其作为微生物细胞工厂所面临的问题与挑战进行了展望。

基于随机森林的路侧激光雷达最优布设方法研究

为了进一步提高公路智能化建设水平,需要重视公路与车路协同技术的有效结合,而激光雷达作为新兴的高精度传感器,已成为车路协同系统的重要组成部分。为合理布设路侧激光雷达,提出了一种基于随机森林的路侧激光雷达布设方法。首先,利用随机森林分别对选取车道宽度、激光雷达与道路的安装距离等多元数据进行了影响机制分析。其次,在随机森林算法、机器学习库和数据分析库的基础上,使用现有的激光雷达布设方法数据训练出了预测模型,该模型以输入的车道宽度、激光雷达与道路的安装距离预测出的激光雷达的安装高度、安装倾角和两相邻激光雷达的安装距离为最优布设方法数据。最后,对其他场景下的最优布设方法数据进行了实例验证,随机森林算法能使激光雷达在保证不间断检测的前提下,大幅度提高道路车辆的检测精度,可为路侧激光雷达的布设提供参考。

微型FBG土压力传感器的优化设计及其模型试验应用研究

本文针对地质力学模型试验,特别是针对含水地质结构的模型试验中土压力测量的不足,利用光纤光栅体积小、易封装、防水抗腐蚀、防电磁干扰等特点,基于短栅距光纤布拉光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）设计了适用于地质力学模型试验的微型FBG土压力传感器.采用有限元力学仿真对传感器的膜片尺寸、传感器厚径比进行优化,得到传感器在0～1MPa土压力测量范围内,直径20mm、高度为0.2mm的圆平膜片灵敏度高且不易造成FBG光谱畸变,厚径比为0.16（H4mm/D：25mm）的传感器测量结果更可靠且对被测岩土介质影响较小.标定试验表明,传感器在0～1MPa压力范围内具有很好的重复性与一致性.将该传感器应用于海底隧道模型试验,监测隧道开挖过程的围岩应力释放规律,该传感器很好地监测了隧道从迅速失稳到逐渐稳定的变化过程,从而证明了设计的微型FBG应用于模型试验的可行性.

考虑多模态数据的重载货车危险驾驶行为识别方法

综合考虑货车操纵数据、驾驶员眼动数据和心电数据,本文提出一种多模态的重载货车危险驾驶指标构建和行为识别方法。首先,设计自然驾驶实验,利用车辆惯导、眼动仪及心理数据记录仪这3种设备采集车辆运行、眼动及心电等多模态驾驶数据,通过多设备时间同步及数据清洗,构建多模态驾驶数据集。其次,将重载货车危险驾驶行为分为危险驾驶操纵行为和疲劳驾驶行为两类,通过提取数据特征,构建9种危险驾驶行为指标,表征超速、速度不稳、急变速、急换道及疲劳驾驶这5种危险驾驶行为。针对危险驾驶操纵行为,组合文献调研、指标计算及四分位差法确定危险行为特征参数阈值;针对疲劳驾驶行为,通过因子分析和K均值聚类法划分疲劳驾驶类型。最后,构建重载货车危险驾驶行为数据集,采用随机森林分类模型识别危险驾驶行为,并与BP神经网络、K近邻及支持向量机等分类模型对比。结果表明,随机森林模型对于5种危险驾驶行为的分类准确率均在90%以上,整体优于其他分类算法,能够较高精度地识别驾驶中出现的危险驾驶行为。本文的多模态重载货车危险驾驶指标构建和分类方法能够用于危险驾驶行为识别,为驾驶员多模态危险驾驶行为预警提供思路和理论依据。

相变储能材料的研究与应用进展

随着能源总量的减少,再加之人们对能源需求的逐渐增大,如何更高效、更合理地利用能量成为了各界学者研究的热点问题。在这种形势下,相变储能作为一种能有效利用能源进而提高能量利用率的技术手段受到越来越多人的关注。其中相变储能材料是相变储能技术的核心研究内容。由于自身蓄、放能量的灵活性和高效性,相变储能材料在各个领域得到越来越广泛的应用。总结了各类相变材料的优缺点和适用范围,总结了近年来相变材料的研究进展情况,又对无机、有机和复合相变材料的特点及应用做了全面的概述,并指出了相变材料目前存在的问题以及解决方法,最后对相变材料的未来发展方向进行了展望与探讨。

线轮廓检测设备偏差校准方法研究

分析了线轮廓检测设备存在的偏差种类及其产生原因,提出了一种检测设备线轮廓偏差的校准方法。首先,将各偏差的初始校准值补偿至采集到的数据中,利用广义逆矩阵求解不相容线性方程组的最佳逼近解,得到轮廓线的拟合函数;然后以最小二乘原则为评定准则,计算找到最优校准值;最后将最优校准值输入到检测系统中进行偏差校准。工程中利用美国ZYGO公司的激光干涉仪测量结果作为产品轮廓线的参考值,经过该方法校准后,检测设备的测量值与参考值的误差减小约90%,可见该方法提高了测量精度。该方法已应用于某非标自动化公司中的检测设备,在工程应用中的使用进而证明了所提出的偏差校准方法可行有效。

基于力矩感知的多指精准抓握协调控制研究

探讨不同手指组合和多指抓取不同质心的抓握装置过程中手指力量的控制。选取30名健康受试者使用3种手指组合进行抓握:一是拇指与食指双指抓握,二是拇指、食指和中指三指抓握,三是拇指、食指、中指和无名指四指抓握。随机在抓握装置底座的中部、近端、远端、尺侧、桡侧各增加一额定砝码,产生不同方向的偏转力矩,改变抓握装置的重心位置,使用六维力-力矩传感器记录各手指的力与力矩。以握力的均值(mean)、标准差(SD)与平均功率频率(MPF)为参数,分析抓握过程中抓握力的大小变化。结果表明,仅双指抓握时抓握力的MN与SD存在显著性差异(P<0.05),而在三指抓握与四指抓握时没有发现显著性差异(P>0.05)。当额定砝码位于远端时,双指抓握的拇指与食指的抓握力的MN和SD均显著大于砝码位于其他位置时的数值(P<0.05),这表明手部运动控制对于左右方向上的扰动相比前后向上的扰动有更高的鲁棒性。另外,在所有实验中,拇指抓握力的MN显著大于其他手指的值(P<0.05),且SD与MPF显著小于其他手指的值(P<0.05)。结果表明,拇指在抓握过程中主要起稳定作用,其他手指有更强的灵活性,主要起调控作用。该研究为功能性的多指抓握过程中手指力的控制能力的量化评估提供新的思路。

面向3C非标检测设备的可配置监控系统研究与实现

为解决3C(Computer、Communication、Consumer Electronics)电子产品生产车间非标自动化检测设备的智能监控问题,设计并实现了柔性可配置的车间监控系统。分析了非标设备与车间信息流特点,建立了面向非标设备的车间信息模型,基于此完成了可扩展车间信息模型的创建,通过可扩展标记语言(e Xtensible Markup Language,XML)作为该模型的物理描述文件,从而实现了OPC UA地址空间、关系数据库和客户端界面的灵活设置;开发了一个可扩展的协议驱动模块,并将其嵌入到基于OPC UA的服务器程序内,实现了不同通信协议设备的数据采集。该系统现已应用于苏州某公司的示范线,系统运行状态良好。

脂肪酶lipAB操纵子在防御假单胞菌中的克隆、表达及活性研究

对荚壳伯克氏菌PG1(Burkholderia glumae PG1)基因组中的脂肪酶操纵子lipAB片段进行直接克隆,构建含有脂肪酶基因的分泌表达载体,实现其在防御假单胞菌Pf-5(Pseudomonas protegens Pf-5)中的异源表达,并研究重组工程菌的胞外脂肪酶活性。利用Red/ET直接克隆技术获得克隆载体p15A-cm-lipAB;再通过亚克隆技术构建重组表达载体pBBR1-km-lipAB和pBBR1-km-Papra-lipAB,将这两个表达载体分别电转至Pf-5中,通过卡那霉素或者阿伯拉霉素抗性筛选得到转化子,以三丁酸甘油酯平板扩散法和对硝基苯酚法检测脂肪酶酶活,并通过实时荧光定量PCR检测启动子的替换对lipA表达的影响。本研究从PG1中成功克隆了脂肪酶操纵子lipAB(GenBank accession number:AJK49931. 1 and AJK49932. 1);成功构建了重组工程菌Pf-5/pBBR1-km-lipAB和Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB,并成功检测到两株工程菌的胞外脂肪酶活性;以LB培养基培养至24 h时,启动子优化后lipA基因表达量是原始水平的2. 1倍;在LB培养基摇瓶发酵至66 h时,Pf-5/pBBR1-km-lipAB的脂肪酶酶活最高且为13. 51 U/mL,而Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB的酶活为46. 85 U/mL,是Pf-5/pBBR1-km-lipAB的3. 47倍。初步实现基因lipA在Pf-5中的表达,发现组成型启动子Papra比lipAB的原始启动子PlipAB效率更高,为将来实现规模化生产奠定了技术基础。

基于六自由度串联机器人的电火花铣削加工实验研究

传统电火花铣削加工需在特定加工机床上实现,被加工工件尺寸与形状受机床限制,故将电火花铣削加工与六自由度串联机器人有机结合在一起,以此开展了一系列电火花铣削加工实验。首先,通过直线沟槽铣削加工探究电极尺寸、脉冲宽度和电极扫描速度对材料去除率和电极损耗率的影响;其次,通过曲线沟槽铣削加工探究本装置的加工精度,通过方形平面槽铣削加工研究铣削轨迹、轨迹重叠方式对加工的影响;最后,将基于六自由度串联机器人的电火花铣削加工装置应用于曲面工件的铣削加工。结果表明:基于六自由度串联机器人的电火花铣削加工具有很高的加工自由度且能实现较高的加工精度,具有很大的应用潜力。

电火花加工过程高速摄影研究综述

由于电火花加工过程的时间极短,高速摄影技术是研究电火花加工过程最有效和最直接的实验方法。首先对传统观测方法在电火花加工过程中的等离子体观测、气泡观测和蚀除屑观测研究成果进行了简述;随后介绍了采用带通滤光镜来避免等离子体亮光干扰并实现电极轮廓形状观测的方法及其研究成果;最后阐述了目前可实现放电点处微观细节观测的最新方法及其研究成果,并对电火花加工过程的高速观测方法进行了总结与展望。

视觉反馈作用下精确抓握力量控制的脑网络拓扑研究

抓握的精确力量控制是实现各种复杂精细手功能的关键。在人体进行精确抓握力量控制时,力量变化的速度、力量的上升与下降是否由不同的脑功能网络支配尚不得而知,其潜在的感知运动控制机制仍不清楚。探讨视觉-精确抓握力量跟踪任务下,握力的变化速度和握力上升及下降时脑网络的拓扑变化。研究中招募11名健康受试者,首先测量其抓握的最大自主收缩力(MVC),然后要求受试者使用右手大拇指和食指执行3种速度下的视觉-精确抓握力量跟踪任务(包括握力上升和下降状态),其中3种速度分别为1%MVC/s(速度1)、2%MVC/s(速度2)、3%MVC/s(速度3),同时记录受试者全脑共32通道的脑电信号,随后使用网络拓扑的平均聚类系数C和特征路径长度L参数,对基于相位延迟指数的脑电功能网络进行分析。结果显示,C值在θ频带的速度1、速度2、速度3下,当握力上升时分别为(0.157±0.032)、(0.164±0.044)、(0.194±0.039),当握力下降时分别为(0.154±0.026)、(0.173±0.041)、(0.211±0.058),C值随着跟踪速度的增加而显著性地增加(P<0.05)。同样地,C值在β频带存在类似的变化(P<0.001)。与C值变化不同的是,L值在θ频带的速度1、速度2、速度3下,当握力上升时分别为(4.644±0.400)、(4.150±0.325)、(3.909±0.497),当握力下降时分别为(4.606±0.346)、(4.040±0.471)、(3.716±0.498),L值随着跟踪速度的增加而显著性地减小(P<0.001),并且L值在α、β、γ等3个频段存在与θ频带类似的变化。随着速度增加,中央沟和后顶叶局部激活加强。除了在跟踪速度2条件下β频带中L值的P=0.049之外,上升和下降状态之间没有显著差异。随着速度增加,脑功能网络的全局和局部信息传输效率得到增强,意味着在适应速度差异期间脑网络的连接模式发生改变。该项研究为探究不同力变化速度和上升下降状态下精确抓握的感知运动控制机制提供依据,为神经系统疾病后手功能的康复状态提供新的评估手段。

基于MTConnect协议的柔性适配器研究

异构数控系统的监控是实现企业车间集成化、智能化的关键技术,基于MTConnect在兼容性、可读性方面存在的优势,提出一种基于MTConnect协议的异构系统监控方案。在该方案中,利用面向对象的程序设计思想设计了柔性数据采集适配器,阐述了适配器各模块的功能及其应用方式,并构建了柔性驱动接口,能够方便地实现不同设备数据到MTConnect统一数据格式的映射。最后,将系统成功应用于制造企业车间,通过实际运行数据和监控信息比对进行系统验证,结果表明该系统能够方便、可靠地获取异构数控系统的运行数据。

甜叶菊根多糖提取工艺优化及其体外抗氧化活性的研究

目的 研究甜叶菊根多糖的最佳提取条件及其抗氧化活性。方法 采用热水浸提法,选取固液比、提取温度、提取时间为考察因素,蒽酮硫酸法检测甜叶菊根多糖得率,通过单因素实验及正交实验对甜叶菊根多糖的提取条件进行优化。提取液使用4倍体积95%乙醇沉淀、Sevege试剂法脱蛋白、D101吸附大孔树脂脱色,粗糖以sephadexG-50纯化冷冻干燥得到甜叶菊根多糖。通过测定甜叶菊根多糖对DPPH自由基、羟基自由基的清除能力以及多糖的光脱色荧光恢复(FRAP)值评价其抗氧化活性。结果 甜叶菊根多糖的最佳提取条件为固液比1∶30、提取温度80℃、提取时间150min。在甜叶菊根纯糖浓度为5mg/ml时,对DPPH自由基和羟基自由基的清除率分别达到73.30%和90.51%。在甜叶菊根纯糖浓度为6mg/ml时,FRAP值为(33.172±0.184)mmol/ml。结论 采用本研究的最佳提取工艺提取的甜叶菊根多糖含量超过66%,并且甜叶菊根多糖的抗氧化活性较强。

可用于包装的纤维素基电磁屏蔽材料研究进展

目的为推动可用于包装的纤维素基电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)屏蔽材料更深入的研究,综述一些具有包装材料潜质和EMI屏蔽功能的纤维素基薄膜、织物和气凝胶的最新研究进展。方法主要介绍纤维素基薄膜、织物和气凝胶等3类EMI屏蔽材料的制备方法、EMI屏蔽性能、多功能性和在包装上应用的潜力。结果当下纤维素基EMI屏蔽材料表现出令人满意的EMI屏蔽效能(EMI Shielding Effectiveness,EMI SE)和力学性能,有望作为包装材料。同时一些材料还显示出抗菌、隔热、抗冲击等特性,使得这些材料能在复杂的场景下应用。结论通过合理的设计,纤维素基EMI屏蔽材料可拥有优异的EMI屏蔽性能、出色的力学性能和良好的耐用性。归因于上述优势和绿色可降解的特性,这类材料有望在未来取代传统的EMI屏蔽包装材料,然而这些材料通常需要精细的制备工艺,材料的量产和实际应用依然是亟待解决的问题。

基于IEC 61131-3机床数控系统定制化开发平台及设计方法研究

软件PLC IEC 61131-3标准的实施,对传统PLC功能做了极大的扩充,使其不仅适用于传统逻辑控制领域,还可适应数控系统的定制化开发要求。为应对工业领域对机床数控系统越来越高的定制化快速开发要求,分析了符合IEC61131-3标准的CoDeSys的软PLC模型以及工业实时以太网Ether MAC总线运行机制,研究了CoDeSys提供的G代码处理功能和以OEM组件库方式实现机床数控系统总线从站组件库的设计方法。设计实现了符合IEC61131-3标准的基于CoDeSys和Ether MAC的机床数控系统定制化开发平台,将Ether MAC从站按照功能表示为基本功能块,与Ether MAC通信驱动一并集成到CoDeSys开发环境下,并给出了基本功能块的设计方法,使Ether MAC从站可在软件层面上灵活组配。通过工程应用实例验证,结果表明该定制化开发平台能够灵活、可靠地开发机床数控系统。

快递企业的外包风险管理研究

在政策引导和市场发展需要的背景下,为适应快递行业快进、 快出的用工需求,各大快递企业纷纷选择将部分非核心的业务外包给专业化的外部服务机构,业务外包成为了当下的关注热点.本文从外包风险管理的视角入手,分析快递企业的业务外包现状以及日常管理过程中存在的风险点,并对如何加强外包风险管理提出了部分建议.

基于分段步进式弹塑性格构模型的混凝土破坏过程细观模拟

经典格构模型理论假设单元服从完全脆性的线弹性本构关系,忽略了砂浆基体的延性,导致预测的混凝土荷载-位移曲线延性不足。针对该问题,基于分段步进式方法描述砂浆单元弹塑性本构关系,通过序列线性理论模拟试件受荷损伤破坏过程及力学响应。基于混凝土单轴拉伸和压缩试验对模型进行了校验,发现该模拟方法可以精确模拟混凝土的开裂及荷载-位移曲线。同时,该模型可用于模拟混凝土受拉开裂的尺寸效应问题,以及受压破坏时受力端横向约束程度和试件长细比对开裂行为的影响,为研究混凝土的断裂行为提供了新的理论方法和途径。

基于对分课堂的全英文专业课教学设计——以“水泥与水泥混凝土”课程为例

针对高等学校全英文专业课的特点与教学现状,以“水泥与水泥混凝土”课程为例,引入对分课堂教学模式,进行课前准备、课堂教授、内化吸收、研讨和考核等教学设计,以减轻教师在课堂上的讲授任务量和学生的听课负担,充分调动学生自主学习的积极性,在全面提升学生专业英语水平的同时,开阔学生在水泥混凝土领域的国际视野。通过总结对分课堂实践过程中教师应注意的问题,以期为土木工程全英文课程建设提供参考。