随着自动驾驶技术的快速发展,道路交通检测作为感知模块的核心任务,直接影响自动驾驶系统的安全性与可靠性,当前基于深度学习方法作为研究的热点,却仍存在检测精度低、模型泛化性差等问题。为解决这些问题,本文提出一种改进YOLO11n模型的道路交通检测方法。该方法通过增加小目标检测层提高对小目标的检测精度,引入GhostConv+DWConv检测头结构,组合优化现有的双DWConv结构,并设计更适合小目标的Inner-CIoU损失函数,增强模型的泛化性,提高边界框回归的准确性。实验结果显示,与现有YOLO11n算法相比,该模型在KITTI和BDD100K数据集上的检测精度分别提升1.1个百分点和1.9个百分点,并达到125 帧/s和124 帧/s的检测速度,提升了低分辨率小目标检测的有效性,在不同交通场景下具有良好的泛化性。

由于交通流的复杂性和时空特征提取不足,D2STGNN难以捕捉交通网络的动态变化,限制了预测精度提升。本文提出一种高效的多头自注意力机制(EMHSA)和双向门控循环单元(BiGRU)结合的Bi-EMHGRU模型,该模型通过BiGRU捕捉前后时序依赖,并利用多头自注意力机制动态分配各时间步权重,聚焦关键时序特征。同时,引入多尺度时间特征提取模块,增强对短期波动和长期趋势的建模能力,提升复杂时空动态的建模效果。实验结果表明,Bi-EMHGRU在PeMS04和PeMS08数据集上表现优异,均方根误差值下降约0.55~1.55,平均绝对误差下降约0.89~1.40,平均绝对百分比误差下降约0.86~1.77个百分点,预测步长增加时仍能保持稳定的预测性能,泛化能力强。与现有基准模型相比,Bi-EMHGRU能够更有效地捕捉交通流的动态时空特征,显著提升预测精度和鲁棒性。

电动车骑行者的安全问题已成为社会焦点,而佩戴安全头盔被证明是减少事故伤害的有效方法。为加强道路交通安全,提高监管效率,本文提出一种基于智能通信和深度学习的无人机辅助头盔智能检测算法。通过结合智能通信技术,无人机可以实时传输视频数据并通过智能算法进行快速分析。本文首先提出改进的 Outlook-C2f 架构,以提高算法对小目标的关注度;其次,在特征金字塔网络(FPN)中使用 CARAFE代替上采样,动态生成权重,以实现精确的特征重构,提高空间分辨率;最后,集成 WIoU以提高定位信息的准确性。实验结果表明,基于道路实拍数据集,改进后的 YOLOv8 算法的mAP(mean average precision)和 FPS(frames per second)分别达到96.7%和26.91 帧/s,显著优于主流算法,展现了其在复杂交通场景中的应用潜力。

通过非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring,NILM)对负荷能耗进行实时监测和数据分析,能够实现能源合理配置和精细化管理。为了提高负荷标注数据不足情况下NILM的负荷识别效果,本文提出一种基于Bi-LSTM特征融合和微调小样本学习(fine-tuned few-shot learning,FT-FSL)的新方法应用于NILM。首先,通过Bi-LSTM将加权像素电压-电流(voltage-current,V-I)图像特征和多维时频序列特征进行融合;然后,通过FT-FSL使负荷分类模型能够基于少量标注数据进行训练;最后,在PLAID数据集上与4种主流FSL方法(包括匹配网络、原型网络、关系网络和MAML)进行对比实验。结果表明,本文方法的准确率达到92.46%,与对比模型相比,分别提高12.21个百分点、4.18个百分点、5.90个百分点和9.04个百分点,验证了本文方法能够有效识别标注数据不足的负荷类型。

针对光伏电池缺陷分割模型存在计算复杂度高、参数量大、分割速度慢和分割精度低的问题,本文提出一种基于轻量化改进U-Net的光伏电池缺陷分割模型。首先,使用MobitNetV3_Large网络替换原U-Net的主干网络,在减少模型计算量和参数量的同时,保留原网络的特征提取能力。其次,将DynamicConv模块融入GhostConv模块,设计出G-DConv模块,替换原U-Net上采样部分使用的普通卷积模块,在最大化减少网络参数和计算量的同时,提升模型的推理速度。最后,通过在网络上采样后引入ECA注意力机制,减少复杂背景对检测效果的干扰。实验结果表明,该模型的参数量仅为2.43×10⁶,计算量仅为3.03×10⁹,推理速度达到61 frame/s。相比基准模型,改进后的模型MIoU和MPA分别提升0.12个百分点和2.17个百分点,满足工业设备部署要求。

针对印刷电路板(printed circuit board, PCB)小目标缺陷检测精度低,且模型复杂、计算量大、难以在边缘设备上部署运行的问题,本文基于YOLO11n提出一种轻量化算法。首先使用BiMAFPN(bi-directional multi-branch auxiliary feature pyramid network)对模型的网络结构进行重构,再使用C3k2_Faster模块在保证准确度的前提下进一步降低模型的复杂度,最后使用LSCD(lightweight shared convolutional detection)检测头提高检测的精度。实验表明,本文提出的模型精确率达93.0%,召回率82.8%,模型权重大小3.8 MiB,mAP@0.5和mAP@0.5∶0.95分别达到89.9%和47.1%,相较于YOLO11n,精确率提升0.6个百分点,mAP@0.5和mAP@0.5∶0.95分别提升1.4和0.6个百分点,模型体积、计算量和参数量分别减少30.9%、19.0%、34.6%。改进后的算法在轻量化的同时仍具备较好的检测精度,适合于边缘设备的部署。

虚假新闻如果得不到及时处理,可能会造成严重后果。当前的多模态虚假新闻检测方法主要使用各种注意力机制对单模态特征进行融合,未考虑到不同模态的特征间可能存在语义差距,也未充分利用多模态预训练模型的潜力。本文提出一个新的多模态虚假新闻检测模型,对特征进行多阶段融合。该模型利用多模态预训练模型提取已对齐的特征,然后借助注意力机制使特征互相增强,拼接经过增强的特征以实现早期融合,再通过多尺度融合模块捕捉不同模态特征之间的交互信息,并学习融合权重以实现特征的后期融合。实验结果显示,本文提出的模型取得比同类模型更好的效果,验证了注意力机制与多尺度融合模块的有效性。

情感在虚假新闻检测中起着重要作用。现有工作侧重于从语言学角度挖掘情感特征,忽视了从心理学角度挖掘情感特征,导致不能挖掘情感之间的关联信息;此外,现有工作忽略了情感特征与文本特征之间的联系,导致不能充分挖掘新闻潜在语义关系。为解决上述问题,本文提出一种融合心理学情感知识的虚假新闻检测模型(FNEK),旨在将Plutchik情感轮心理学模型引入虚假新闻检测领域,利用其提取情感特征,同时通过局部和全局视角提取文本特征,并与情感特征融合进行虚假新闻检测,以提高虚假新闻检测模型的准确性和可靠性。在公开的 Politifact、Weibo16和Weibo20数据集上的实验结果表明,本文模型与当前先进模型相比,在准确率上分别提高2.1、0.7和2.5个百分点。

在多模态情感分析任务中,由于非语言模态信息利用不充分、跨模态交互缺乏细粒度关联建模以及层次化语义融合机制不完善,导致不同模态之间的情感信息难以实现有效融合。为此,本文提出一种跨模态特征增强与层次化MLP通信的多模态情感分析方法。该方法构建渐进式融合架构,首先通过跨模态注意力机制增强非语言模态信息,捕捉多对多的跨模态细粒度交互;继而使用层次化MLP通信模块,在模态融合维度与时间建模维度上分别设计并行与堆叠的MLP模块,实现水平与垂直方向的层次化特征交互,有效提升情感理解的准确性与表达能力。实验结果表明,本文模型在CMU-MOSI上,Acc2和F₁值较次优模型分别提升0.89和0.77个百分点,在CMU-MOSEI上对比实验各项指标均优于基准模型,Acc2、F₁值分别达到86.34%、86.25%。

本文研究一类三维系统在高阶奇点处发生的退化Hopf分岔。基于中心流形定理,给出一种直接计算奇点量的形式级数方法,避免将原三维系统转化为平面约化方程的繁琐过程,该算法对应的线性递推公式易于执行。具体研究一类四次系统,解决其高阶奇点的中心与退化Hopf分岔环性问题。

针对高维稀疏线性回归模型,本文从后验估计角度提出基于错误发现率(false discovery rate, FDR)的模型选择FDR规则;之后在其基础上引入动态信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)变化因子,提出对SNR变化更稳健且对数据尺度具有不变性的FDR_R规则;结合OMP算法,仿真实验对比分别采用FDR规则、FDR_R规则和已有规则下成功选择全部真正变量的概率和FDR值,结果表明,相较于其他规则,FDR_R规则在高SNR或大样本量下更稳健,对数据缩放问题更加鲁棒,且错误发现率最低;最后,将所提方法应用到套细胞淋巴瘤患者的真实数据,筛选出影响细胞增殖的基因编号。

本文探讨非齐次不可压缩流体Navier-Stokes方程的爆破判据问题。方程弱解的存在性已得到充分研究,但强解的存在性仍是一个开放问题,特别是对满足特定相容性条件的充分正则数据,目前仅得到局部存在性结果。本文在二维有界光滑域中重点研究方程的爆破判据,即导致解失去正则性的条件,通过推导独立于密度下界的先验估计,并证明初值问题或初边值问题局部强解的存在性和唯一性,为理解非齐次不可压缩流体动力学中解的稳定性和存在性提供新的理论支持。

为进一步探究木薯抗细菌性枯萎病的生理机制,以不同抗病能力的木薯种质20份作为研究对象,在种植后苗期(1.5M)和成株期(3.5M)进行接菌处理,16 d后进行木薯抗性评价,并测定木薯叶片的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和可溶性糖(soluble sugar)、可溶性蛋白(sPRO)、脯氨酸(proline)的含量,分析防御相关酶活性及内含物质的动态变化规律与细菌性枯萎病侵染过程、品种抗病性之间的关系。结果表明,PAL、PPO、POD的活性和MDA、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量呈先上升后下降趋势,在3.5M 处理下与健康叶片差异显著。SOD和CAT活性则相反。小叶病斑面积占比与SOD、CAT极显著负相关,与其余指标极显著正相关。抗病品种的防御酶活性和内含物质含量普遍高于感病品种。SC124多倍体的SOD、POD、PPO活性和可溶性糖、脯氨酸含量大于SC124,SC205多倍体的PAL、CAT、PPO活性大于SC205,表明PAL、PPO、POD、SOD、CAT和MDA、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸参与了木薯细菌性枯萎病的抗病调控过程。

为探索在富钙和高镉背景下,碳酸盐岩地区土壤中不同Ca/Cd比例关系对植物Cd吸收蓄积及其生理生化特征的影响和Ca调控辣椒Cd胁迫的解毒机制,本文采用区域性模拟盆栽试验,分析不同Ca/Cd比对辣椒Cd蓄积特征、生理生化特征的影响。结果表明:Cd协迫下随着辣椒生长,不同Ca/Cd处理对辣椒生长速率影响差异逐渐明显,Ca的增加,叶片光合作用、根活力和生物量显著提高。Ca/Cd比增加促进根系对Cd富集,减少其向茎和叶中转移;同时促进Ca向叶中蓄积,增加了叶中Ca/Cd比,显著增加了抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT活性分别增加17%~69%、16%~268%和9%~136%)和脯氨酸含量,而丙二醛和蛋白质羰基含量显著降低。综上,Ca通过增强根对Cd的固定,减少Cd向地上部分的转移过程,并通过增强辣椒的生长发育和抗胁迫能力来调控辣椒Cd耐受性,且这种解毒机制与不同Ca/Cd化学计量密切相关。

土壤资源供给不平衡会导致微生物养分限制,不同类型土壤及团聚体中的微生物面临养分限制时采取的响应策略及其对土壤有机碳(SOC)含量的影响仍不清楚。本研究选取中国亚热带季风气候区次生林植被覆盖下的典型喀斯特中性石灰性土壤(LS)和酸性红壤(RS)作为对比,通过土壤原土及其团聚体的全量、可利用态、微生物生物量和胞外酶碳、氮、磷的计量比和微生物与资源的化学计量不平衡性等指标评价其养分限制特征,并分析不同土壤微生物养分限制的响应策略及其对土壤SOC的影响。结果表明,不同元素化学计量特征所反映的土壤微生物养分限制特征存在差异,其中可利用态和胞外酶计量比及其化学计量不平衡性决定了微生物的响应策略。总体上2种土壤均呈现氮和磷共限制,但相对而言RS的氮和磷限制更强;且其大、中团聚体中存在更强的氮和磷限制。在土壤可溶性有机碳(DOC)的驱动下,RS大、中团聚体中的微生物更多地提高其氮和磷利用效率(NUE和PUE),通过提高磷微生物熵(qMBP)、降低细胞内养分稳态的方式适应养分限制,该过程降低了碳利用效率(CUE);而LS则保持了较高的CUE。土壤SOC含量并未受化学计量不平衡性和微生物响应策略的影响,土壤理化性质(尤其是pH和钙含量)是SOC含量的关键驱动因素。本研究结果为中国亚热带森林生态系统管理和修复过程中土壤养分和碳库的调控提供理论依据。

本研究以木薯品种华南205为材料,常规耕作为对照,粉垄耕作栽培木薯。运用高通量测序技术与生物信息学分析工具,同时结合土壤农化分析方法,研究粉垄对木薯块根形成期根际与非根际真菌群落多样性的影响,揭示其增产机制,为优化现有木薯栽培方法提供理论依据。结果表明:粉垄耕作显著提高木薯块根产量(干质量),达7.94±1.13 t/hm²,较常规耕作(4.93±0.73 t/hm²)增产61.1%(P＜0.01),表明粉垄耕作对木薯具有显著增产作用。粉垄耕作显著影响土壤真菌群落的α多样性及群落组成(P＜0.05)。木薯根际和非根际土壤的主要优势菌门均为子囊菌门、SAR超类群、担子菌门、毛菌门和壶菌门等,但相对丰度存在差异。真菌群落相对丰度与环境因子的相关分析和冗余分析结果显示,硝酸还原酶、脲酶及亚硝酸还原酶活性,速效钾、碱解氮、速效磷含量,过氧化氢酶活性,土壤pH值以及有机质含量对真菌群落变化具有显著影响(P＜0.05),对子囊菌门、担子菌门和SAR超类群的影响更为明显,其中,硝酸还原酶活性、速效钾含量、脲酶活性、碱解氮含量为主要影响因子。木薯粉垄耕作通过改善土壤耕层结构,使对真菌群落结构影响较大的环境因子发生改变,进而改变土壤真菌群落的α多样性和β多样性。

针对平陆运河经济带快速城市化发展引发的城市热岛问题,本文基于GEE平台,利用时空立方体模型和新兴时空热点分析以及空间分析方法,研究2010—2020年平陆运河经济带城市热岛的时空演变特征及其驱动因素。结果表明:1)核心城市高温区面积占比从2010年10%增至2020年21%,新增高温斑块由中温区转化而来;2)新兴热点分析识别出17类冷热点时空模式,除防城港市外,其余4市建成区外围新增热点显著,占比由大到小排序为北海市>南宁市>钦州市>贵港市;3)热岛强度具有显著的空间自相关性,其高—高聚类与不透水面空间高度重叠,且热岛强度与土地利用类型在空间上具有高度匹配性,如不透水面和裸地的平均地表温度较高,而水体的平均地表温度最低;4)2020年,3个驱动因子对城市热岛效应的影响从大到小依次为:NDVI(归一化植被指数)>DEM(高程)>POP(人口格网)。双因子交互以NDVI和DEM相结合的驱动作用最强。本研究对平陆运河经济带各城市如何应对加剧的热风险具有重要科学指示意义,对全面揭示平陆运河经济带城市热岛的形成机制提供理论指导。

江淮地区地处南北过渡带,具有生物多样性、气候调节、农业及粮食安全、生态服务等生态重要性。滁州市为南北交通重要枢纽,境内岗地、丘陵和平原交错分布,具有典型江淮地区特征。本文以江淮地区典型城市滁州市为例,基于2000、2010、2020年3期土地利用数据,在土地转移矩阵、景观格局指数、灰色关联度等有关理论的基础上,分析滁州市2000—2020年土地利用与景观格局变化特征,基于Flus模型预测2030年滁州市土地利用情景,综合评估土地利用演变、景观格局变化、生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)变化及ESV与景观格局变化的相关性。结果表明:1)耕地为滁州市主导景观类型,2000—2020年建设用地不断扩张,林地面积增加,耕地、草地面积减小。2)2000—2020年滁州市景观格局变化明显,景观趋于破碎化、复杂化。3)2000—2020年滁州市ESV总量先增后减,整体下降。水域是滁州市ESV的主体,空间分布具有集聚性特点。4)滁州市景观层次ESV与最大斑块指数(LPI)、散布与并列指数(IJI)、景观形状指数(ISI)、斑块密度(PD)平均关联度等密切相关,斑块类型层次上景观格局指数与景观类型ESV关联度在一定程度上具有差异性和一致性。5)2030年土地利用/覆被变化(LUCC)呈现以琅琊区中心城区为中心不断向外扩张的趋势,建设用地分散程度加深,其抵御生态风险的能力将趋于好转且各项景观格局数据将发生周期性变化,ESV总量同比增长0.78亿元。研究结果可为江淮地区城市优化景观格局、制定科学的土地利用政策等提供参考。

生态系统服务流关系区域自然生态系统健康发展和人类福祉。生态系统服务供需视角下,平陆运河经济带生态系统服务流研究是摸清生态运河建设及经济带高质量发展的基底。本文利用当量因子估算生态系统服务潜在供给,基于人口密度、地均GDP,构建生态系统服务需求指数,计算生态系统服务需求,以此确定平陆运河经济带2000、2010和2020年生态系统服务供需比,采用断裂点-场强模型量化生态系统服务流流量及生态系统服务流强度。研究结果表明:1)20年间,研究区生态系统服务供给价值变化不大(由2000年的2 676亿元增长至2020年的2 753亿元),处于空间稳定状态,价值量最低为2000年北海市海城区的2亿元,最高为2020年桂平市的225亿元。南宁市辖各区是生态系统服务需求较强的集聚区。2)研究期间生态系统服务需求持续增长,由2000年40 665人·元/km²提升至2020年的57 682人·元/km²,生态系统服务需求在南宁、贵港和北海市辖各区形成3个高值集聚区,供需比大部分在-1以上。3)研究时段内平陆运河经济带的生态系统流动强度总体呈上升至稳定态势,生态系统服务流从2000年198.13亿元增加到2010年214亿元,2020年为211.6亿元,略有减少。贵港市的桂平市是重要的生态系统服务供给区,2000、2010和2020年桂平市输出的生态系统服务价值分别为205、216和225亿元,各地区的生态系统服务价值盈余/赤字的情况日益加剧。

土地利用数据可以为很多科研工作提供重要基础,遥感影像作为主要数据来源,广泛应用于土地利用的制图。为了提高遥感影像分类的准确度,往往需要结合多源数据对影像进行解译。广西喀斯特地区地形复杂,近年来大量扩张的人工林与天然林难以区分,给遥感影像的解译带来困难。本文基于随机森林算法,对广西崇左地区的遥感影像进行土地利用分类解译。研究设计2组实验:第1组实验仅使用遥感影像数据进行分类,第2组实验在遥感影像的基础上加入海拔和坡度数据作为辅助变量。实验结果显示,仅使用遥感影像的分类准确度为0.849,而加入海拔和坡度数据后,总体准确度提升至0.961。这一改进提高了天然林、人工林和农田等土地利用类型的区分度,在喀斯特这一类崎岖地貌中尤为实用。本文研究为土地利用监测提供更好的解决方案。