针对高速公路场景下驾驶行为偏好难以准确识别的问题,本文基于NGSIM US-101车辆轨迹数据,提取速度、加速度、加加速度、车头时距、车头间距及换道等特征,采用基于密度的空间聚类算法(DBSCAN)结合驾驶激进度评分构建谨慎型、一般型和激进型3类驾驶行为偏好标签。在此基础上,建立融合注意力机制的双向长短期记忆网络(BiLSTM)识别模型,对驾驶行为序列进行分类。结果表明,2 490辆有效车辆中,3类样本占比分别约为26.1%、44.7%和29.1%;不同类别在速度水平、纵向操控强度及跟驰安全裕度等特征上存在显著差异;所建模型对驾驶行为偏好的识别准确率达到90.25%。该方法可为智能网联车辆的行为预测、决策规划与安全控制提供参考。

针对自动驾驶中目标尺度多变、环境复杂导致的检测精度低和鲁棒性不足问题,本文提出一种基于YOLO26改进的深度与几何感知目标检测算法DGA-YOLO (depth and geometry aware YOLO)。首先,设计R-G-Depth早期融合与迭代深度补全策略强化三维空间感知;其次,在主干引入语义-几何聚合器(semantic-geometric aggregator,SGA),双流并行提取局部语义与宏观几何上下文;再次,构建各向异性几何卷积(anisotropic geometric convolution,AGC),并联深度可分离与逐点卷积提取各向异性特征,结合容量下界约束的尺度感知注意力;最后,在融合层部署大核选择重构器(large selective reconstructor,LSR),以大核空洞卷积平滑噪声、十字条形卷积提纯几何特征。实验表明,该算法在KITTI上的平均精度均值(mAP)中的mAP@50与mAP@50∶95较基准算法分别提升2.5与4.4个百分点,在物理模拟雨、雾、雨雾交加极端环境与零样本泛化实验中均显著优于基准算法,鲁棒性与泛化能力优异。

针对呼吸机恒压通气控制中执行机构动态受限、肺部力学参数时变以及吸气建压与稳态保持阶段控制需求差异等问题,本文提出一种基于参数估计的压力-转速双闭环模糊自适应控制方法。以内环转速PID释放风机快动态,外环以压力为目标并依据呼吸阶段切换模糊整定PID增益;同时利用RLS在线估计气道阻力与肺顺应性修正前馈建压模型,降低对反馈的依赖。实验结果表明,该方法相较于传统PID控制方法,上升时间缩短62.2%,调节时间降低67.3%。与最新文献方法相比,本文方法在调节时间上仍缩短28.6%,稳态误差达到±0.03 cmH₂O(1 cmH₂O=98 Pa),表现出更好的动态响应与控制精度。

滑坡易发性评价是滑坡风险预警的重要手段。针对评价过程中对环境因子物理作用和内在关联信息提取应用能力不足、难以有效融合多元因子精确预测的问题,本文提出一种联合物理信息与深度学习的滑坡易发性评价方法。首先,根据环境因子在滑坡中的物理作用将其分为自然条件和驱动因素;然后,基于深度学习方法设计自然条件评价模块和驱动因素评价模块,分别评估潜在滑坡风险和外界驱动强度;最后,结合因子顺序、因果关系融合评估结果,精确预测滑坡概率。结果表明:新方法的AUC(0.898 4)、总体精度(0.829 7)、准确率(0.795 8)和召回率(0.863 6)显著优于7种常用方法;方法内自注意力机制能够准确识别滑坡的关键驱动因素,为区域滑坡易发性评价提供精细指导。

癌症科研合作推荐可建模为连续时间动态图上的链路预测问题。现有时序图模型多面向通用场景,难以有效融合领域特定语义信息。为解决上述问题,本文提出一种面向科研合作推荐的自适应时序图网络模型AdaTGN-CR。该模型构建专家驱动的自适应邻居采样机制,根据专家学术活跃度、历史合作强度和专长水平动态调整邻居采样规模与邻居重要性权重;设计专家特征建模方法,对学术活跃度、合作强度及专长水平进行量化表示;引入层归一化GRU模块,以提升记忆更新稳定性并刻画长期合作模式。基于癌症领域数据集CATCD的实验结果显示,该模型在传导与归纳场景下的平均精度分别达到93.99%和93.81%,均优于代表性基线模型。实验结果表明,融合领域语义信息的自适应时序图建模方法能够有效提升科研合作推荐性能。

消息队列遥测传输协议(MQTT)因高并发、低延时特性被广泛应用于地震预警、速报及灾害评估等业务的数据传输,但该协议存在身份认证简单、明文传输、消息易篡改等安全隐患,且现有安全方案难以同时兼顾轻量化、信创适配与多终端安全防护需求,制约了其在高安全需求地震业务中的应用。为此,本文提出一种信创适配的国密增强型MQTT安全传输方案。该方案基于MQTT5.0增强认证机制设计国密增强认证算法,通过SM2加密与数字签名技术,仅需4轮交互即可完成客户端与MQTT Broker的双向可信认证,实现安全性与轻量性的平衡;引入密钥重加密机制,构建“一订阅端一密钥”的防护模式,有效解决多订阅端场景下“单主题-单密钥”导致的密钥泄露风险。经安全性分析验证,该方案可抵御身份伪造、中间人截获与篡改等典型攻击。仿真实验结果显示,在25组重复测试中,身份认证平均耗时13.36 ms,主题密钥获取平均耗时0.977 ms,300个订阅端场景下数据传输平均耗时551.78 ms。本文方案采用国密算法构建,适配信创环境及地震预警终端等低算力设备,可充分满足地震业务数据传输高安全、低时延的核心需求。

针对中华穿山甲优化算法(Chinese pangolin optimizer, CPO)初始种群分布不均、高维易陷局部最优、后期收敛震荡的缺陷,本文提出一种多策略改进的中华穿山甲优化算法(improved Chinese pangolin optimizer, ICPO)。ICPO算法融合Logistic混沌映射优化初始种群分布,提升解空间覆盖度;引入动态触发柯西变异机制,增强算法跳出局部最优能力;设计全流程精英策略,通过精英池构建、引导更新与保护机制,强化优质解的引导作用并提升收敛稳定性。仿真实验选用12个测试函数,将ICPO算法与CPO及其他7种群智能优化算法进行对比,通过Friedman检验与Wilcoxon秩和检验证实其性能优势具有统计学显著性。将ICPO算法应用于3类工程优化问题,结果表明,其具备更好的搜索精度与稳定性,验证了算法的适应性和良好性能。

本文研究一类具有Smith增长率与交叉扩散捕食系统的动力学行为。首先,分析系统在常微分情形下正平衡点的存在性与稳定性,并证明Hopf分岔的存在性;其次,利用规范型理论与中心流形定理,进一步分析系统Hopf分岔的方向及分岔所产生周期解的稳定性;再次,结合Floquet理论与特征值扰动方法,推导交叉扩散参数诱导周期解发生图灵不稳定性的条件,结果表明,当交叉扩散效应超越临界值时,稳定的空间周期解将失稳,从而激发空间斑图形成;最后,应用Matlab进行数值模拟,验证理论分析结果的正确性。

针对物理信息神经网络(PINN)在求解高阶非线性偏微分方程时面临频谱偏差和梯度病态的挑战,本文提出一种结合傅里叶特征映射与残差连接的改进模型FF-ResPINN。ResPINN利用傅里叶特征映射将输入坐标投影至高维特征空间,以调节神经正切核频谱带宽,增强网络对高频振荡解的捕捉能力。然后,在骨干网络中引入残差连接,建立梯度的直接传播通路,有效缓解计算高阶导数引发的梯度消失问题。数值实验选取四阶Boussinesq方程和五阶Sawada-Kotera方程进行验证,实验结果表明,相较于标准PINN模型,FF-ResPINN能明显提高求解精度和收敛稳定性,相对L₂误差可达O(10^-5),验证了该方法在求解高阶非线性偏微分方程的有效性。

本文研究一株虎舌红来源内生真菌Talaromyces sp. HSHL-F40的次级代谢产物及抗菌活性。采用柱色谱及半制备高效液相色谱等技术对该菌的大米发酵产物进行分离纯化,通过NMR、HR-ESI-MS等波谱技术对化合物进行结构鉴定,从中共分离鉴定出17个化合物,分别为:(2E,5E)-4-oxo-2-propylidene-5,7-octadienoic acid(1)、peniciisocoumarin H (2)、penicimarin C (3)、penicilloxalone B (4)、(R)-3-((3S,4S)-3,4-dihydroxypentyl)-8-hydroxyisochroman-1-one (5)、(R)-3-((R)-4,5-dihydroxypentyl)-8-hydroxyisochroman-1-one (6)、talaroisocoumarin A(7)、peniciisocoumarin F (8)、aspergillumarins B (9)、aspergillumarin A (10)、(3S,4S)-sclerotinin A (11)、3-(hydroxymethyl)-6,8-dimethoxy-2H-1-benzopyran-2-one (12)、talarohydrazone B (13)、sequoiamonascin C (14)、vermistatin (15)、4-hydroxy-2-methoxyacetanilide (16)、(E)-3-(2,5-dioxo-3-(propan-2-ylidene)pyrrolidin-1-yl)acrylic acid (17),其中,化合物1为新化合物,其余化合物均为首次从虎舌红来源的内生真菌中分离得到。抗菌活性测试结果显示,化合物13对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌均表现出较好的抑制作用,最低抑制浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)值均为8 mg/L;化合物1对荔枝炭疽病菌具有中等抗菌活性,MIC值为32 mg/L。

运用硅胶、Sephadex LH-20、半制备高效液相色谱等色谱技术分离纯化半边旗的乙醇提取物,采用质谱(MS)、核磁共振波谱(NMR)、旋光光谱及圆二色谱等波谱学方法鉴定分离得到化合物的结构。从半边旗中分离得到8个萜类化合物,分别鉴定为(2R,3R)-14-去甲蕨素L(1)、去甲蕨素C(2)、去甲蕨素B(3)、蕨素B(4)、pelosin 3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(5)、9-羟基-15-氧代-对映-16-贝壳杉烯-18-酸(6)、对映-(4α,11α)-11-羟基-15-氧代-16-贝壳杉烯-18-酸(7)、对映-(7α,9α)-二羟基-贝壳杉-16-烯-19-酸(8)。其中,化合物1为新的蕨素倍半萜,化合物5和8为首次从半边旗中分离得到。采用MTS比色法对分离得到的化合物进行体外抗肿瘤活性筛选,结果显示,化合物6和7对白血病K562等5株肿瘤细胞的增殖具有良好的抑制作用。

三叶青藤是广西特色壮药,民间常用其泡酒治疗关节肿痛。为探讨三叶青藤醇提物抗佐剂诱导性关节炎(AIA)大鼠关节损伤的作用机制,本文运用网络药理学、分子对接等方法并结合动物实验开展系统性研究。结果表明:三叶青藤醇提物主要成分的作用富集于PI3K/Akt等通路,且主要成分中的甘氨胆酸、大黄素与PI3K/Akt结合能力较强;三叶青藤醇提物干预后AIA大鼠关节肿胀及骨损伤得到改善,破骨细胞数量减少,PI3K/Akt通路蛋白表达下调,MMP-9等骨损伤相关蛋白和基因的表达降低,Ⅱ型胶原蛋白表达升高。研究表明,三叶青藤醇提物可减轻AIA大鼠关节损伤,其机制可能与抑制PI3K/Akt通路、减少破骨细胞数量、下调骨损伤相关蛋白及基因表达有关。

利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS)技术结合网络药理学探究藤黄檀茎醇提物的镇痛机制。通过UPLC-Q-TOF-MS/MS分析该醇提物及含药血清、粪便、尿液的化学成分,利用数据库筛选活性成分与镇痛靶点,构建“成分-靶点”网络和蛋白质互作(PPI)网络,进行GO与KEGG通路富集分析。结果表明,从该醇提物中鉴定出77个化合物,筛选出36个活性成分,其中15个为体内原型成分。通过网络药理学获得139个交集靶点,确定PTGS2、TIMP1、SERPINE1、PPARG为核心靶点。通路富集显示其镇痛作用与钙信号通路、5-羟色胺能突触等5条通路相关。据此推测,藤黄檀茎可能通过香叶基丙酮、紫铆因等多种活性成分,作用于PTGS2等多靶点,调控钙信号通路等多条信号通路,发挥多成分、多靶点、多通路的镇痛作用。

本文旨在探讨调气柔肝散结丸(Tiaoqi Rougan Sanjie Pill, TRSP)体外抑制肝癌血管形成、迁移和侵袭的活性成分及分子机制。通过超高效液相色谱-四极杆-线性离子阱-串联质谱仪( ultra performance liquid chromatography-quadrupole linear ion trap-tandem mass spectrometry, UPLC-QTRAP-MS/MS)技术从TRSP中鉴定出42个化学成分,基于网络药理学筛选得到128个与肝癌转移相关的潜在靶点,经拓扑学分析筛选出HIF-1α、TNF、CASP3和SRC等4个核心靶点,其中HIF-1α居于网络关键位置。分子对接显示,TRSP中多个成分与HIF-1α具有良好的结合活性,结合能均低于-20.9 kJ/mol。体外实验证实,TRSP可剂量依赖性地抑制肝癌细胞(HepG2和MHCC-97H)的增殖、迁移与侵袭,并显著抑制人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的血管生成能力。机制研究表明,TRSP能下调肝癌细胞中HIF-1α及其下游因子VEGFA的蛋白表达。综上所述,TRSP可能通过抑制HIF-1α/VEGF信号通路,发挥抗血管生成及抗肝癌转移作用,本研究为其临床应用提供了实验依据。

为探究城市公园中自然与人工融合景观的视觉偏好特征,并验证眼动追踪技术与任意分割模型(segment anything model, SAM)在景观量化分析中的适用性,本文以桂林山水公园为研究对象,结合眼动追踪技术、美景度评价法(scenic beauty estimation,SBE)及SAM,构建景观特征、视觉行为和主观评价的多维评价体系。研究选取40名参试者,采集其眼动数据与审美评分,并借助SAM实现景观元素的自动分割与量化分析,系统比较山水公园不同功能区、不同景观元素及不同群体的景观视觉行为差异及其与审美评价的关联。结果表明:1) 核密度分析揭示公园2个主要高值核心区分别为文体娱乐区中南部与游览观光区东北部,平均注视时长与SBE评分呈极显著正相关,游览观光区注视次数最高(25.34次),休闲漫步区最低(22.72次);2) 不同参试者群体对景观元素的视觉偏好存在差异,长期居住组在城市主题广场等人工区域的注视时长显著更高,而短期停留组对景观小品等特色元素注视更久;3) 植物为公园主导景观元素,占比39.0%;SAM景观元素分割结果与眼动关注度指标呈显著相关,证明该模型量化指标可有效反映人类的视觉关注分布,为客观、高效的景观特征分析提供新途径。本文研究为桂林市山水城市公园的景观优化提供实证依据,拓展了眼动追踪与SAM在特定地域景观研究中的应用路径。

本文以广西桂林遇龙河喀斯特湿地景区为研究案例,综合运用InVEST模型,系统评估2003—2023年景区水源涵养、生境质量与碳储量3类生态系统服务功能的时空演变特征。研究发现,受旅游活动驱动的土地利用变化影响,景区生态系统服务功能整体呈退化趋势,具体表现为水源涵养减弱、生境质量呈两极分化、碳储量呈阶梯式下降;空间上形成“上游高值维持、中游中值扩张、下游低值集聚”的分异格局。研究揭示,旅游活动通过设施扩张、农业转型与运营排放3类路径驱动土地利用变化,进而引发生态系统服务的协同响应。基于评估结果与空间耦合规律,本文构建“核心保育区—生态修复区—集约利用区”3级空间管控体系,并提出梯田湿地、透水铺装、本土植被修复等适配喀斯特地貌的生态优化措施,可为喀斯特旅游地生态保护与可持续发展提供科学的评估框架、诊断方法、管控路径与实践参考,对生态脆弱区实现旅游开发与生态保护协同治理具有重要参考价值。

本文开发一套适用于黑颈鹤Grus nigricollis与灰鹤Grus grus的微卫星标记体系,旨在为二者的保护遗传学研究提供可靠工具。基于贵州草海国家级自然保护区采集的1 408根羽毛样品及2份肌肉DNA样本,利用微卫星标记对黑颈鹤与灰鹤进行个体识别和亲缘关系分析。通过位点筛选与优化,分别构建13个(黑颈鹤)和16个(灰鹤)位点的个体识别方案。该体系表现出极高的鉴别能力:黑颈鹤的无关个体基因型匹配概率(PID)和同胞个体基因型匹配概率(PIDsib)分别为5.797×10^-11和4.886×10^-5,灰鹤分别为1.308×10^-18和2.700×10^-7,成功鉴别出66只黑颈鹤和68只灰鹤个体。在此基础上,进一步评估位点数量对亲缘关系分析分辨率的影响:灰鹤基于16个位点的组合已能够稳定区分不同亲缘等级;黑颈鹤位点增至16个时能更准确区分不同亲缘等级。本文构建的微卫星系统为后续解析2种鹤类的社群结构、评估种群动态及实施科学保护管理提供关键技术支撑。

四甲基吡嗪是药用活性物质及白酒中的风味物质。本研究从丹泉白酒的大曲和酒糟中,筛选出一株高产四甲基吡嗪(3 896.36 mg/L)菌株——芽孢杆菌TTMP20 (Bacillus sp. TTMP20)。为更好地了解TTMP20生产四甲基吡嗪的机制,并进行TTMP20基因工程改造,本研究对TTMP20进行基因组测序,阐述TTMP20基因组特征,详细分析四甲基吡嗪合成的相关基因与途径,对基因进行KEGG、COG、GO、NR和CAZy注释。这些途径涵盖果糖代谢途径、淀粉和蔗糖代谢途径、糖酵解途径、磷酸戊糖途径,以及部分丁酸代谢途径与氮代谢途径。结果显示,TTMP20具备完整的乙偶姻和四甲基吡嗪代谢途径,能利用多种复杂碳源。基因组信息进一步深入揭示了基因与四甲基吡嗪生成之间的关系。