为深入了解好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS)的研究现状与研究热点,本文基于中国知网(CNKI)数据库和Web of Science核心合集数据库,采用文献计量学方法对2008—2021年间发表的AGS研究文献进行梳理和总结,并结合VOSviewer可视化工具进行关键词共现聚类分析,绘制了展现国内外AGS研究领域知识演化的各类知识图谱。关键词分析表明,AGS在处理不同类型污水的应用、利用AGS多重生物功效(脱氮除磷)以及AGS形成机理条件、强化造粒和连续稳定性培养是AGS的主要研究热点。国内AGS研究呈快速增长趋势,以“AGS形成机理”为主;国外研究热点主要以“AGS启动反应器类型和解体恢复”为脉络。AGS快速造粒与稳定性培养、各类功能性微生物协同方式,以及继续拓宽AGS在不同领域的高效利用可能成为今后的研究热点。

近年来,交通流中大中型货车流量占比逐渐增大,对城市交通的影响日愈增加,准确、及时的大中型货车到达量预测对精确的城市交通管控具有重要意义。针对该问题,本文提出了考虑系统关联性的高速公路大中型货车到达量多尺度预测方法:考虑高速公路网的系统关联性,对高速公路收费站进、出口大中型货车流量的时空关联性进行分析,构建神经网络模型学习空间权重与时间权重;每一时间步将输入与空间权重、时间权重融合,并设置偏置项修正后得到该时间步预测结果;各时间步预测结果对应求和得到最终预测结果。实验结果表明:所用方法在15、30、60 min的时间尺度下预测精度分别达到90.92%、92.48%、94.33%,优于其他对比模型,实用性和有效性均得到了保证。

提高剩余续驶里程预测精度可以缓解驾驶人的“续航焦虑”,帮助车厂开发精细的电池管理系统,提高纯电动汽车的接受度。基于改进符号回归算法自动生成与标签字段高度相关的新数据特征字段,实现数据维度扩充。再将维度扩充后的数据传入经过超参数调优的XGBoost模型预测剩余续驶里程。对比仅使用经典特征字段的原始数据,维度扩充后的数据在预测精度上最大相对绝对误差下降4.9%,平均绝对误差和均方根误差下降超过20%,且随着时间的增加,使用维度扩充后的数据进行预测的误差下降更快。结果证明提出的方法可以优化数据集质量,提高预测结果的精确度并减小误差,为纯电动汽车剩余续驶里程预测提供了新的思路。

针对无人驾驶系统环境感知中的车辆检测精度低的问题,本文提出一种基于多模态特征融合的三维车辆检测算法。该算法通过毫米波雷达与摄像机联合标定,匹配2个传感器间的坐标关系并减小采样误差;采用统计滤波剔除毫米波雷达数据冗余点,减少离群点干扰;构造多模态特征融合模块,利用逐像素平均融合点云与图像信息;加入特征金字塔提取融合后的高级特征信息提升复杂道路场景下的检测精度;建立特征融合区域建议结构,根据高级特征信息生成区域建议;使用非极大值抑制去除冗余检测框后,通过检测框顶点匹配输出车辆检测结果。经KITTI数据集实验结果表明:所提出的方法能够快速、准确地实现车辆检测,平均检测时间为0.14 s,平均检测精度为84.71%。该算法具有重要的理论和应用价值,可为无人驾驶系统的车辆检测提供有效方案。

针对现有多目标跟踪算法参数量和计算量大,难以满足移动设备实时性要求的问题,本文通过改进JDE跟踪算法,提出了一种道路车辆多目标跟踪算法。首先,设计关联融合网络来解决JDE算法中多任务学习存在的竞争问题,提高算法的跟踪精度,减少身份切换次数;其次,使用改进的EfficientNetv2重新构建YOLOv5的特征提取网络,降低模型复杂度,提高模型实时检测速度;最后,使用改进的YOLOv5检测算法与JDE跟踪算法结合,实现道路车辆多目标跟踪。实验结果表明,提出的方法相比原JDE跟踪算法,MOTA提高0.3个百分点、跟踪速度提高约43.2%,可以满足实际自动驾驶场景中对车辆跟踪的速度要求。

为提升Sigma-Delta调制器精度的同时降低其功耗,本文设计一款改进型二阶单环CIFF结构Sigma-Delta调制器,通过采用运放共享技术降低由噪声整形滤波器个数引入的额外功耗;提出浮动系数迭代思想应用于调制器在MATLAB下的建模,最终确定满足精度需求的各项参数具体值,通过引入非理想因素对所得参数仿真验证满足最低性能指标后进行晶体管级电路设计。该调制器信号带宽为8 kHz,采样频率为4 MHz。电路设计使用UMC 0.11 μm CMOS工艺,核心电路版图尺寸为226.8 μm×187.44 μm,后端仿真结果表明,当电源电压为1.2 V时,调制器总功耗为290 μW。在-40~125 ℃,各工艺角的有效位数(ENOB)大于等于 15 bits。

光纤中的色散是引起传输信号码间串扰(ISI)的直接原因,传统的用于均衡ISI的自适应盲均衡算法收敛速度慢、误差大,不适用于高速相干接收机。为解决该问题,本文引入动量因子,改进基于判决引导的最小均方(DD-LMS)算法用于优化光纤信道色散影响,理论推导并论证动量因子对盲均衡算法的收敛性能及误差函数的影响,同时探究不同函数的动量因子对算法的优化性能。本文在OptiSystem光仿真软件上搭建单载波传输速率224 Gib/s相干光传输系统。结果表明,相较于传统时域均衡器(TDE),在其后端添加此自适应滤波器,系统平均误码率能下降约2.5 dB。在光信噪比为15 dB、传输距离为500~1 000 km的情况下,色散补偿模块误码率能稳定在10^-2左右,在色散信道中具有较强鲁棒性。

现有的大部分算法只能针对特定照度的逆光图像有出色的增强效果,不能高效率地解决各类照度的逆光图像。因此,本文提出一种基于卷积神经网络的图像增强算法,并构建一种集分解、恢复、调节为一体的新型网络架构。利用Retinex理论设计一个分解网络,将逆光图像与其对应的高光图像都分解为反射图和光照图。采用高光图反射分量作为去噪参考,修复暗光缺陷,并添加颜色饱和度模块,最大程度地保留图像恢复过程中的颜色等细节。逆光图像的光照图可依据用户喜好自适应调节亮度,设置增强比率(目标光源与图像光源间的比值)作为调节指标,将逆光图像增强至高光图像时,增强比率要大于1。在多个公开数据集(LOL、DICM、NPE)上验证,研究表明本文方法可有效增强逆光图像亮度,改善图像质量,保证图像细节不丢失,避免颜色失真。在不同照度的逆光图像上均有较好的效果,主观和客观评价指标上的结果优于对比算法,对智慧城市的安防以及人工智能的发展有应用价值。

准确的药物-靶标相互作用预测在药物发现和重新定位中有重要作用。传统的方法要么费时(基于模拟的方法),要么严重依赖领域专业知识(基于相似性和基于特征的方法),而且现有的使用单一数据信息或稀疏数据的计算方法普遍准确性不高。尽管多个异构网络整合已被广泛用于预测药物靶标,但如何尽可能多的保留网络结构信息仍然是一个巨大的挑战。本文提出一种新颖的框架NGDTI,不仅从网络中提取相关的生物学特性和关联信息,而且保留重要的网络拓扑信息。其利用图神经网络更新提取的特征信息,所发现的药物和靶标的拓扑特征使药物-靶标相互作用预测更加准确。与最新的基准方法相比,本文模型的AUPR值提高了0.01。实验结果表明,NGDTI在药物开发和重新定位方面有良好的应用前景。

研究一类食饵具有Allee效应且捕食者具有人工控制迁移的食饵-捕食者系统,该系统具有平方根项的功能性反应函数。首先通过定性分析,证明解的有界性,分析平衡点的存在性,得到系统平衡点的局部稳定性的充分条件。接着讨论平衡点的Hopf 分岔存在性,并通过计算第一李雅普诺夫系数,研究平衡点Hopf 分岔的稳定性和方向。 最后通过数值模拟验证所得结论的正确性,结果表明Allee效应和人工控制迁移率对食饵种群和捕食者种群的生存与灭绝具有重要意义。

在带有适当曲率条件的完备流形上研究非线性p-Laplace方程Δ_pu+au^p-1 ln u+λu^p-1=0, 式中a、 λ和p>1为给定常数。通过考虑几何量沿p-Laplace方程的演化, 在Ricci曲率有下界的紧致流形上建立上述方程的微分不等式。借助截断函数及Hessian比较定理, 在截面曲率有下界的非紧流形上也建立类似不等式。作为应用得到了Liouville定理。

本文研究一个模拟趋化现象的三维双曲-抛物系统的Cauchy问题解的大时间行为, 得到其解及其各阶空间导数的最优时间衰减率。跟已有结果相比,本文主要创新在于给出解的最高阶空间导数的最优衰减率,且该衰减率与热方程的衰减率一样。研究方法主要基于高频-低频分解和精细的能量估计。

为理解区域演化对寄生虫-宿主Turing不稳定的影响,本文以寄生虫-宿主传染病模型为主体,研究增长区域上的反应扩散问题,通过线性化和谱分析给出模型产生Turing不稳定的条件,再利用数值模拟验证理论结果。结果表明扩散系数的增加有利于Turing斑图的形成,而区域增长对Turing斑图形成起破坏作用。

在pH=3.1的HCOOH-HCOONa缓冲液中,磷钼酸粒子在450 nm处产生一个共振瑞利散射(RRS)峰。金纳米粒子(AuNPs)可催化磷钼酸-甲酸反应生成磷钼蓝,使得450 nm处磷钼酸的RRS强度线性降低。Hg²⁺可与AuNPs发生电置换反应,从而抑制AuNPs的催化作用,RRS峰增强。在2.5×10^-4～3.5 μmol/L,随着Hg²⁺浓度的增加,AuNPs的催化作用逐渐减弱,反应液的颜色逐渐从蓝色变为无色,体系在450 nm处的RRS峰值(ΔI)线性增高,其线性方程为ΔI=0.32C+46.1,检出限为0.18 nmol/L。该法用于废水中Hg²⁺的检测,结果令人满意。

为高效利用福建永安-大湖盆地地下水资源,运用现场调查、资料分析、数值模拟及水文分析等方法,分析了盆地水资源调蓄能力及开采时可能引起的环境地质问题。考虑水库调蓄和环境地质问题协同控制约束,圈划出了面积约为37.38 km²的适宜开采区,计算出该区可利用库容为1.362×10⁷ m³,可调蓄库容为8.03×10⁶ m³。在此基础上,运用数值模拟和水文分析方法计算得出可开采资源量分别为40 619.45和36 957.48 m³/d。提出采用分区开采、分质供水、雨洪资源化、节约用水4种途径提高永安-大湖盆地地下水资源利用率,实现水资源综合配置平衡,控制环境地质灾害。本研究为当地水资源高效利用提供依据,又为同类地区水资源利用提供借鉴意义。

本文利用新型无机晶体复合物磷酸铜作为载体,对裂解多糖单加氧酶cx-LPMO-B进行固定化,研究其固定化过程的最适条件,并对游离酶及固定化酶的酶学性质进行对比。结果显示:在搅拌条件下,向含有裂解多糖单加氧酶pH=7.4 0.01 mol/L的磷酸盐缓冲溶液中滴加硫酸铜,可形成酶-磷酸铜纳米花,即cx-LPMO-B-NF;在25 ℃、14 h、酶含量为0.3 g/L条件下制备得到的cx-LPMO-B-NF活性最高,固定化酶重复使用6次后仍能保持60%以上的酶活;扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)发现cx-LPMO-B-NF结构呈现分散均匀且单一的盛开花朵状;固定化酶最适反应pH=4.0,最适反应温度50 ℃。固定化酶重复使用性显著增强,花状结构增加了其表面积,更加有利于对游离酶的固定化,反应条件较温和使其具有较高的工业化应用前景。

在华南西部的右江河谷地区按照10 km×3 km的网度采集71个浅层土壤样品,分析测试样品中Cd和Pb的含量,应用累积频率法和分形分析方法分析计算其环境地球化学基线值,以此为评价标准对本地区浅层土壤的Cd、Pb污染进行评价。结果表明:2种分析计算方法所得到的环境地球化学基线值相差不大,其中Cd的基线上限相差10.3%,基线值相差9.4%,Pb的基线上限相差3.6%,基线值相差6.7%,说明2种方法的计算结果都合理,本文取2种方法的算术平均值作为其环境地球化学基线值,即Pb为25.44 mg/kg,Cd为0.304 mg/kg。Cd的单因子污染评价结果显示轻度污染占67.61%、中度污染占23.94%、重度污染占5.63%,Pb的单因子污染评价显示轻度污染占53.52%、中度污染占25.35%、重度污染占11.27%;内梅罗综合污染评价显示轻度污染占52.11%、中度污染占33.88%、重度污染占8.45%,显示出本区以轻度污染为主,中度污染次之,少数地区达到了重度污染,且中、重度污染区主要分布在研究区东南部和西北部,在中西部地区有一个中度污染点。大多数样品Cd和Pb的地累积指数小于1,说明本区Cd和Pb的累积效应不很明显,但在研究区的东南部Cd和Pb的地累积指数以及中北部Pb的地累积指数达到了中度污染水平。这些均说明研究区以东铝土资源开发和研究区中部火电厂的生产活动对该区Cd、Pb污染有较大的影响。

针对光伏废水中含有的高浓度硝态氮(高于600 mg/L),采用连续流生物膜法对污水进行反硝化处理,并设置连续流活性污泥法作为对比;优化连续流反硝化的运行工况,研究不同碳氮质量比(分别为3∶1、3.5∶1和4∶1)和水力停留时间(8、10和12 h)对于反硝化的影响;考察进水硝态氮浓度对反硝化的影响。结果表明:通过连续流反硝化方式降解高浓度硝态氮废水的最佳运行工况是碳氮质量比为3.5∶1、水力停留时间为12 h,降解进水硝态氮浓度为600、1 200和1 500 mg/L的废水总氮去除率分别达到96.69%、92.95%和90.93%;与连续流活性污泥法相比,连续流生物膜法对于处理高硝态氮废水有着更高的总氮去除率和更低的亚硝态氮积累率,为优化处理含高浓度硝态氮光伏废水提供基础性数据。

CD4⁺CD25⁺细胞是一群具有免疫抑制活性的T细胞,又称为调节性T细胞(regulatory T cells, Tregs)。肿瘤发生中Tregs会抑制T细胞的活化,促进肿瘤的发生、发展,而正常生理来源的Tregs回输后产生的免疫调节作用是未知的。为探讨正常生理状态下Tregs的免疫调节作用,利用小鼠肺癌模型和细胞移植术,比较正常和荷瘤小鼠CD4⁺CD25⁺细胞移植对肿瘤生长、受体小鼠T细胞产生以及肺部病变的影响。结果显示:与对照组相比,移植正常CD4⁺CD25⁺细胞的小鼠生存期延长、肿瘤生长缓慢,其外周血与脾脏中T细胞及其亚群含量增加,小鼠肺部无明显病变;而移植荷瘤CD4⁺CD25⁺细胞的小鼠生存期缩短、肿瘤生长较快,其外周血与脾脏中T细胞及其亚群含量显著下降,肺部出现更严重弥散灶性病变。这些结果表明,正常来源CD4⁺CD25⁺细胞在小鼠肺癌模型中具有抗肿瘤作用。

检测了经鼻腔滴注脂多糖(LPS)溶液诱导的急性肺损伤模型小鼠肺组织Sdr9c7基因表达变化,并探讨其在急性肺损伤的作用。取9只雌性C57BL/6小鼠随机分为空白组、第3天组和第7天组,每组3只。第3天组和第7天组小鼠用LPS诱导急性肺损伤模型,第3天组于LPS诱导的第3天终止实验,第7天组于LPS诱导的第7天终止实验,经鼻腔滴注PBS溶液作对照空白组。转染SDR9C7-siRNA至A549细胞并检测敲低表达的效果。采用苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠肺组织形态学,并评估病理评分;用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测各组肺组织和细胞的IL-1β、TNF-α、IL-6和Sdr9c7基因相对表达量。与空白组比较,第3天组和第7天组肺水肿评分、炎症评分、总病理评分以及Sdr9c7、IL-1β、TNF-α和IL-6基因相对表达量均升高(均P<0.05);与第3天组比较,第7天组炎症评分、总病理评分以及Sdr9c7、IL-1β、TNF-α基因相对表达量降低(均P<0.05)。小鼠肺组织Sdr9c7基因相对表达量与病理评分呈正相关(r=0.964,P<0.01)。敲低Sdr9c7基因实验中,SDR9C7-siRNA3效果更明显。SDR9C7-siRNA3敲低Sdr9c7基因对LPS诱导A549细胞影响实验中,RT-qPCR检测IL-1β、TNF-α、IL-6、Sdr9c7基因相对表达量,与对照组比较,诱导组升高(均P<0.05),敲低组和联合组下降(均P<0.05),且敲低组低于联合组(均P<0.05)。结果表明,急性肺损伤模型小鼠肺组织Sdr9c7基因的异常表达与肺损伤病理评分呈正相关,肺损伤机制可能与Sdr9c7基因高表达促进炎症反应作用相关。

白头叶猴Trachypithecus leucocephalus与黑叶猴T.francoisi是喀斯特地区的近缘物种,具有相似的栖息地、身体大小和社会结构及行为特征。为了比较2个物种的理毛行为特征和社会功能的异同,2016年2月至2017年1月,采用焦点动物取样法(focal animal sampling)和连续记录法(continuous recording)对2种叶猴的理毛时间和理毛姿势进行研究。结果表明,每1%单位体表面积上,白头叶猴可自理毛区域、无法自理毛区域和难自理毛区域获得理毛时间占比分别为0.67%±0.21%、1.01%±0.47%和1.44%±0.46%;黑叶猴上述3个区域的理毛时间占比分别为0.44%±0.14%、1.61%±0.58%和1.21%±0.54%。2种叶猴在不同理毛区域获得理毛时间支持理毛行为的卫生功能假说。白头叶猴和黑叶猴在肛门生殖区每1%单位表面积获得理毛时间占比为7.12%±2.26%和10.61%±7.68%,表现出高度的选择性;2种叶猴肛门生殖区中采用趴的理毛姿势的时间占比分别为9.47%±3.12%和14.72%±11.57%。在肛门生殖区的互相理毛行为中,2种叶猴的理毛行为均支持缓和功能假说。白头叶猴和黑叶猴采用无眼神接触的理毛姿势分别占47.86%±16.23%和63.76%±17.26%,白头叶猴的相互理毛行为不支持缓和功能假说,黑叶猴的相互理毛行为支持缓和功能假说。

本文采用样地调查法对四川大凉山中部的蚂蚁物种多样性进行调查研究,旨在揭示该地区的蚂蚁多样性规律。结果表明:在大凉山中部6个垂直带共采获蚂蚁6亚科44属115种。蚂蚁群落中未发现优势种,常见种5个,较常见种21个,较稀有种44个,稀有种45个。各样地蚂蚁群落主要指标:物种数目8~29种,平均17种;个体密度25.6~482.4头/m²,平均166.8头/m²;多样性指数0.954 8~2.499 0,平均1.752 6;均匀度指数0.386 5~0.826 3,平均0.630 8;优势度指数0.117 5~0.579 9,平均0.261 2;相似性系数0.258 1~0.629 0,平均0.403 5,处于中等不相似至中等相似水平。决定蚂蚁多样性的因素有纬度、海拔和气温,当海拔升高,多样性指数、个体密度、物种数目总体降低,但是蚂蚁群落的主要指标普遍表现出多域效应现象,主要受气候因素和人为因素的共同影响。尽管大凉山中部各垂直带均已受到不同程度的人为干扰,但不同垂直带蚂蚁群落间差异明显,其蚂蚁区系和物种多样性仍处于四川省较高水平,因此具有较高保护价值。

为探索接种幼套球囊霉Glomus etunicatum(简写为A)和费氏中华根瘤菌Sinorhizobium fredii(简写为R)对金橘Fortunella margarita (Lour.) Swingle(简写为F)/大豆Glycine max(简写为S)间作系统中大豆植株生长的影响,本文通过田间试验,分析间作系统中各处理大豆的光合与呼吸代谢及植株生长发育状况。结果表明:1)所有间作处理的大豆根系菌根侵染强度η_m和根系泡囊强度η_V均比相应的单作处理低,各相对应处理间η_m差异均显著,η_V差异均不显著(除间作双接种处理较单作双接种处理η_V显著增加外)。与相应的S或F+S对照相比,所有单接种A或单接种R处理分别表现出显著或不显著的促进效应,而双接种处理的增加效应最大且差异显著。2)间作F+S处理的大豆根瘤数量和干质量均比相应的单作S处理低,但分别单接种A或R处理后,均呈增加趋势;单作系统和间作系统中,双接种A+R处理的促进效果最显著。3)间作系统中,F+S处理的大豆叶片叶绿素含量和净光合速率均比相应的单作S处理低,分别单接种A或R后均呈升高趋势,双接种处理的促进效果优于单接种处理,间作双接种处理的净光合速率最高。4)间作系统的大豆叶片琥珀酸脱氢酶活性高于相应的单作处理,接种处理的促进效果由大到小均为双接种A+R、单接种A、单接种R。5)大豆叶片线粒体膜H⁺-ATP酶活性的变化趋势与净光合速率的变化趋势相似。6)各间作接种处理的大豆生物量及产量均高于其相对应的单作接种处理,且各间作接种处理均有A+R>A>R的促进趋势。可见,幼套球囊霉和费氏中华根瘤菌双接种处理可显著促进间作大豆植株生长,促进效应优于单接种处理。

本文旨在研究不同比例支链氨基酸(BCAAs)对28～63日龄攸县麻鸭盲肠微生物菌群的影响。采用单因子设计,选用28日龄健康、体质量相近的攸县麻鸭504羽,随机分为6个处理,每处理6个重复,每重复14羽,分别饲喂不同比例支链氨基酸(BCAAs)饲粮。其中BCAAs饲粮中亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸按质量比m(Leu)∶m(Val)∶m(Ile)分为1∶0.4∶0.3(MA组)、1∶0.5∶0.4(MB组)、1∶0.6∶0.5(MC组)、1∶0.7∶0.6(MD组)、1∶0.8∶0.7(ME组)和1∶0.9∶0.8(MF组)共6组。试验期35 d,试验结束当天,分别从每重复中选择1羽试鸭采集盲肠内容物,利用16S rDNA测序技术分析盲肠微生物结构和菌群多样性。结果显示:1)6个组共有的OTU数目344,仅MD组存在1个特有的OTU。2)在门水平上,核心菌群是拟杆菌门Bacteroidetes、厚壁菌门Firmicute和变形菌门Proteobacteria;在属水平上,拟杆菌属Bacteroides和脱硫弧菌属Desulfovibrio为优势菌属。3)6组比较发现,MD组变形菌门丰度显著高于ME组(P<0.05),MF组放线菌门丰度显著高于MA组(P<0.05)。4)6个试验组间Ace指数和Chao1指数的差异不显著,MF组的Shannon指数显著大于MC组(P<0.05),MC组的Simpson指数极显著大于MF组(P<0.01)和显著大于MA组(P<0.05)。综上,63日龄攸县麻鸭盲肠的核心菌群是拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门,饲粮BCAAs比例显著影响变形菌门及放线菌门,当m(Leu)∶m(Val)∶m(Ile)=1∶0.9∶0.8时,攸县麻鸭盲肠微生物物种多样性最高。