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单分子三维取向超分辨成像技术进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：赵睿航卢晋中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室国家纳米科学中心

自从超分辨显微成像技术诞生以来，凭借其优异的纳米级空间分辨率，已经成为生命科学研究中精准揭示复杂生命现象的重要成像技术。其中，基于单分子定位的超分辨成像策略，使得定位、观察、研究单个探针分子独特的理、化、光学性能成为... 详细信息

自从超分辨显微成像技术诞生以来，凭借其优异的纳米级空间分辨率，已经成为生命科学研究中精准揭示复杂生命现象的重要成像技术。其中，基于单分子定位的超分辨成像策略，使得定位、观察、研究单个探针分子独特的理、化、光学性能成为可能。偏振作为荧光信号的一个重要特性，近年来伴随着单分子三维取向成像技术的发展，逐步在单分子成像和超分辨领域中展示出诸多新颖且重要的应用。本文总结了单分子三维取向超分辨成像技术的最新进展，介绍并分析了两类主要的单分子三维取向荧光显微技术。首先介绍了基于荧光吸收与辐射偏振调制的单分子三维取向成像方法，其次讨论了利用点扩散函数工程将单个荧光分子的三维取向信息编码到荧光图像上的成像策略。此外，还探讨了应用于活细胞或单颗粒的其他类型的超分辨取向成像技术。文章最后针对单分子三维取向超分辨成像技术发展与应用前景中面临的挑战，进行了总结与展望。

关键词：显微单分子荧光超分辨成像单分子空间取向单分子定位显微术

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长尾喷管气凝胶隔热层结构设计

推进技术 2024年第5期45卷 166-175页

作者：高煜航郑健上官子晗南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

固体火箭发动机长尾喷管外围通常放置舵机等控制系统,为了满足控制系统的工作温度要求,设计了一种用于长尾喷管段的新型热防护复合结构。长尾段隔热层采用具有低热导率、低密度特点的二氧化硅气凝胶材料。首先建立了气凝胶材料热导率计... 详细信息

固体火箭发动机长尾喷管外围通常放置舵机等控制系统,为了满足控制系统的工作温度要求,设计了一种用于长尾喷管段的新型热防护复合结构。长尾段隔热层采用具有低热导率、低密度特点的二氧化硅气凝胶材料。首先建立了气凝胶材料热导率计算模型,并对高温环境气凝胶材料导热性能进行测试。随后结合气凝胶材料热导率计算,建立了长尾喷管的热防护复合结构模型,并对喷管热防护结构模型进行了瞬态传热分析和力学性能分析。结果表明,喷管热防护结构设计满足材料力学性能。在发动机工作20 s后气凝胶材料可以将喷管的长尾段外壳壁面温度控制在320 K以下。相较于传统的高硅氧酚醛隔热材料,气凝胶材料隔热效果表现更优,且可以有效减少喷管热防护结构的消极质量。

关键词：固体火箭发动机长尾喷管热防护二氧化硅气凝胶传热

车联网环境下快速路匝道交通拥堵和排放优化研究

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车联网环境下快速路匝道交通拥堵和排放优化研究

作者：衣雨玮天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展和人均收入的提高,越来越多的家庭拥有私家车,导致道路上的车辆数量急剧增加。特别是在高峰时段,大量车辆涌入快速路匝道,超出了道路设计的通行能力,造成严重拥堵。在入口匝道处,匝道车辆汇入快速路主线时,往往会对... 详细信息

随着经济的快速发展和人均收入的提高,越来越多的家庭拥有私家车,导致道路上的车辆数量急剧增加。特别是在高峰时段,大量车辆涌入快速路匝道,超出了道路设计的通行能力,造成严重拥堵。在入口匝道处,匝道车辆汇入快速路主线时,往往会对正在行驶的车流造成显著的干扰。这种干扰通常导致主线上的车辆出现“走走停停”的现象,进而触发匝道入口处的合流区域发生交通拥堵。这不仅直接会降低交通效率,增加出行成本,从而影响个人生活和工作效率,对城市经济活动也产生负面影响。其次,拥堵导致的频繁停车和启动增加燃油消耗和尾气排放,加剧空气污染。针对这些问题,本文以提升车辆运行效率、降低尾气排放为目的,采用入口匝道控制和车联网技术结合的方式,提出车联网环境下快速路匝道控制策略。本文首先对车联网环境进行假设。设定在通信理想的环境下,提出匝道控制总体控制架构,并基于匝道控制中心进行分区细化控制,对其诱导控制范围进行界定,将入口匝道区域分为正常行驶区、核心控制区和车辆合流区。然后,提出ALINEA算法与自动驾驶车辆（CAV）协同控制算法——CAV-ALINEA算法。匝道信号灯控制采用ALINEA控制,CAV协同控制策略包括匝道CAV协同控制策略和主线CAV协同控制策略。其中,匝道CAV协同控制策略,对匝道车辆进行车辆编组,然后结合ALINEA的红绿灯信息对编组车辆进行车速引导;主线CAV协同控制策略则是对主线车辆符合条件车辆进行换道处理,为匝道车辆汇入留出空隙。最后,以天津市快速路黑牛城道通达尚城段为研究路段,通过Visual C#的配合实现VISSIM二次开发以模拟车联网环境并实现控制策略,通过便携式微波交通数据采集系统收集交通流信息输入系统,得出交通仿真结果;再通过对MOVES模型的天津市本土化修正进行车辆尾气排放量仿真计算,再通过灵嗅V2气体检测仪验证车辆尾气排放仿真结果的精确度,采用HC、CO和NO为指标对仿真结果进行评析。结果表明:与传统的ALINEA控制方法相比,CAV-ALINEA协同控制算法的平均速度提高了7.2%,平均行驶时间减少了13.9%。在排放方面,HC、CO和NO分别下降了11.1%、13.1%和18.9%。这表明本文的研究成果能有效提高匝道控制效果,可为快速路交通的研究和工程实践提供一定的参考。

关键词：匝道控制车联网 ALINEA 协同控制车速引导

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基于统一流体模型的微放电数值仿真研究

物理学报 2024年第12期73卷 235-259页

作者：王震赵志航付洋洋清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

数值仿真技术已发展成为气体放电领域的重要研究手段,常用于研究揭示某一具体放电形式的微观物理过程.本文介绍了气体放电的统一流体模型,包括粒子的连续性方程、能量守恒方程及泊松(Poisson)方程,考虑阴极电子发射(二次电子、热电子发... 详细信息

数值仿真技术已发展成为气体放电领域的重要研究手段,常用于研究揭示某一具体放电形式的微观物理过程.本文介绍了气体放电的统一流体模型,包括粒子的连续性方程、能量守恒方程及泊松(Poisson)方程,考虑阴极电子发射(二次电子、热电子发射)、反应倍变与气体加热、阴极热传导等基本过程,可模拟得到包含盖革-米勒(Geiger-Müller)放电、汤森(Townsend)放电、辉光放电、电弧放电等各区域的完整伏安特性曲线.基于该模型,仿真得到的气体放电伏安特性曲线与已有文献结果一致,验证了该模型的正确性.在此基础上,对间距为400μm、气压分别为50和500 Torr(1 Torr≈133.322 Pa)的放电过程进行了具体研究,对比分析了不同气压条件下放电典型参量的分布特性.该模型实现了广域参数范围条件下的气体放电数值仿真,拓展了气体放电流体模型的应用范围,促进了对放电参数特性的系统性分析.

关键词：气体放电统一流体模型伏安特性汤森放电辉光放电电弧放电

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基于人体和场景上下文的多人3D姿态估计

软件学报 2024年第4期35卷 2039-2054页

作者：何建航孙郡瑤刘琼华南理工大学软件学院广东广州510006

深度歧义是单帧图像多人3D姿态估计面临的重要挑战,提取图像上下文对缓解深度歧义极具潜力.自顶向下方法大多基于人体检测建模关键点关系,人体包围框粒度粗背景噪声占比较大,极易导致关键点偏移或误匹配,还将影响基于人体尺度因子估计... 详细信息

深度歧义是单帧图像多人3D姿态估计面临的重要挑战,提取图像上下文对缓解深度歧义极具潜力.自顶向下方法大多基于人体检测建模关键点关系,人体包围框粒度粗背景噪声占比较大,极易导致关键点偏移或误匹配,还将影响基于人体尺度因子估计绝对深度的可靠性.自底向上的方法直接检出图像中的人体关键点再逐一恢复3D人体姿态.虽然能够显式获取场景上下文,但在相对深度估计方面处于劣势.提出新的双分支网络,自顶向下分支基于关键点区域提议提取人体上下文,自底向上分支基于三维空间提取场景上下文.提出带噪声抑制的人体上下文提取方法,通过建模“关键点区域提议”描述人体目标,建模姿态关联的动态稀疏关键点关系剔除弱连接减少噪声传播.提出从鸟瞰视角提取场景上下文的方法,通过建模图像深度特征并映射鸟瞰平面获得三维空间人体位置布局;设计人体和场景上下文融合网络预测人体绝对深度.在公开数据集MuPoTS-3D和Human3.6M上的实验结果表明:与同类先进模型相比,所提模型HSC-Pose的相对和绝对3D关键点位置精度至少提高2.2%和0.5%;平均根关键点位置误差至少降低4.2 mm.

关键词：多人场景3D姿态估计关键点区域提议人体上下文场景上下文人体绝对深度

职业教育促进共同富裕的作用机理、现实问题与实现路径研究

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职业教育促进共同富裕的作用机理、现实问题与实现路径研究

作者：衣玥琳河北大学

学位级别：硕士

共同富裕是社会主义的本质要求,体现了全体人民的共同理想。继打赢脱贫攻坚战、全面建成小康社会后,扎实推动共同富裕已成为新时代中国特色社会主义建设的重要任务。发展职业教育具有助力中国经济高质量发展、提升后富群体致富能力、促... 详细信息

共同富裕是社会主义的本质要求,体现了全体人民的共同理想。继打赢脱贫攻坚战、全面建成小康社会后,扎实推动共同富裕已成为新时代中国特色社会主义建设的重要任务。发展职业教育具有助力中国经济高质量发展、提升后富群体致富能力、促进教育公平与精神富裕等理论意蕴。推动共同富裕的根基在于持续发展,而其核心动力则源自人才的坚实支撑,这一切的基础都建立在教育的稳固之上。职业教育与经济社会的发展紧密相连,它为社会的进步和繁荣在人才培育、技术创新以及资源配置等方面提供了不可或缺的支持。本文聚焦于研究职业教育促进共同富裕这一领域,遵循作用机理、现实问题与实现路径这一逻辑路线,对职业教育促进共同富裕进行研究。基于社会分层理论、人力资本理论以及教育公平理论,在梳理大量文献的基础上提出职业教育促进共同富裕的三条作用机理:职业教育通过对人力资本的提升,提高社会效率,从而为物质富裕奠定基础;职业教育有助于促进教育均等化,实现社会公平,确保发展成果由全体人民共享;职业教育注重对个人的自我提升,促进人的精神发展,从而提升社会精神富裕。在作用机理的基础上选取样本,进行问卷调查,研究发现,职业教育存在产教融合发展不深入、高技能人才培养层次不合理、城乡区域发展不平衡、学生全面发展不充分、社会认可度不足等现实问题,使得职业教育促进共同富裕的三个路径得不到充分发挥,对于共同富裕人力资本的积累、精神富裕程度的提高以及社会公平的实现都产生一定的阻碍。基于这些问题,结合作用机理,对职业教育促进共同富裕提出实现路径,通过产教融合深度发展、健全公平的政策体系以及打造全面育人机制等,为共同富裕的物质基础、精神基础以及社会公平打下良好基础,有效推进职业教育促进共同富裕进程。

关键词：职业教育共同富裕人力资本精神富裕社会公平

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胡某某拒不执行判决、裁定罪案研究

胡某某拒不执行判决、裁定罪案研究

作者：衣雪巍黑龙江大学

学位级别：硕士

本文主要通过对胡某某拒不执行判决、裁定罪案的研究,分析在审判执行活动中,拒不执行判决、裁定罪适用的问题,主要是分析对“判决、裁定”范畴的认定、“有能力执行而拒不执行”的认定和“有能力执行而拒不执行”起算时间的认定争议。... 详细信息

本文主要通过对胡某某拒不执行判决、裁定罪案的研究,分析在审判执行活动中,拒不执行判决、裁定罪适用的问题,主要是分析对“判决、裁定”范畴的认定、“有能力执行而拒不执行”的认定和“有能力执行而拒不执行”起算时间的认定争议。对于争议问题,本文认为,可以借鉴学术界的理论成果和司法实践中的裁判效果,在立法层面和司法层面予以完善,统一认定标准,以进一步提高拒不执行判决、裁定罪的适用率,提高司法裁判的权威性和震慑性,提高人民对司法活动的满意度。应当将调解书等法律文书纳入本罪的“判决、裁定”范畴并明确刑事裁判、行政裁判属本罪调整范畴。实践中要准确区分“有执行能力”和“执行不能”,确认履行义务人知悉其义务并存在拒不执行行为。履行义务人的拒不执行行为应当从其明确知悉应承担的义务时开始起算。

关键词：拒不执行判决、裁定罪判决、裁定执行能力起算时间

面向复杂场景的自动驾驶汽车路径规划算法研究

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面向复杂场景的自动驾驶汽车路径规划算法研究

作者：衣承志长春工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着人工智能、传感器及新一代信息等技术的快速发展,自动驾驶技术已成为学术界、工业界及军事领域高度关注的焦点。自动驾驶系统主要由感知、规划与控制三部分组成,其中,动态交通环境带来的不确定性几乎影响了相关算法的每个阶... 详细信息

近年来,随着人工智能、传感器及新一代信息等技术的快速发展,自动驾驶技术已成为学术界、工业界及军事领域高度关注的焦点。自动驾驶系统主要由感知、规划与控制三部分组成,其中,动态交通环境带来的不确定性几乎影响了相关算法的每个阶段。特别是路径规划算法,作为连接多个技术模块的关键环节,其面临的不确定性问题尤为显著。若无法规划出一条安全、平滑的行驶路径,可能导致自动驾驶汽车中止行驶,或在极端情况下引发交通事故,从而对人民的生命财产安全构成严重威胁。为此,本文提出两种路径规划算法,分别解决路径平滑性问题和车辆动态避障问题。本文的主要贡献概述如下:(1)针对自动驾驶汽车在非结构化道路中对多个障碍物进行连续避障时容易出现路径不平滑的问题,本文提出一种基于高阶贝塞尔曲线和改进的粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的路径规划算法。该算法能够有效克服低阶贝塞尔曲线段无法满足路径连续性要求的问题,进而显著提升了车辆的控制精度与行驶效率。此外,为优化高阶贝塞尔曲线的控制点,本文提出了一种改进的PSO算法,该算法增强了全局寻优能力,有效避免了陷入局部最优的问题。并通过构建一个综合考虑路径长度和曲率的代价函数,对行驶路径的质量进行综合评估。根据代价函数的反馈,所提算法在迭代过程中,通过动态调整粒子的位置和速度,不断优化控制点位置,进而可以得到最优路径。仿真实验证明,本文所提出的路径规划算法能够有效提高路径的平滑性和可靠性,确保车辆安全地移动至目标位置。(2)针对结构化道路中自动驾驶汽车的动态避障问题,本文提出一种基于图搜索和数值优化的分层路径规划算法。该算法首先在全局路径规划层中,使用混合A*算法规划出一条综合考虑平滑性和避障性的全局最优路径。然后在局部路径规划层中引入曲线坐标系,将全局路径信息与车辆的控制策略相结合。通过本文设计的代价函数对候选路径进行筛选,可以得到最优路径。在躲避动态障碍物时,能够保证车辆行驶的稳定性和平滑性。为验证所提方法的有效性和实用性,本研究在课题组搭建的Panosim一体化仿真与测试平台上进行验证与测试。结果表明,本文提出的算法能够为自动驾驶车辆在避障的过程中生成平滑的路径,并提高车辆运行的安全性。

关键词：自动驾驶路径规划复杂场景插值曲线数值优化

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基于机器学习和资产特征的投资组合选择研究

系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 338-355页

作者：李斌屠雪永武汉大学经济与管理学院武汉430072 武汉大学金融研究中心武汉430072

随着可投资资产与资产信息的爆炸式增长,投资组合选择研究面临资产和特征双重高维挑战.为此,本文提出一个基于机器学习和资产特征的投资组合选择框架,该框架借助机器学习技术的天然优势,运用高维特征直接预测投资组合权重,避开了常规的... 详细信息

随着可投资资产与资产信息的爆炸式增长,投资组合选择研究面临资产和特征双重高维挑战.为此,本文提出一个基于机器学习和资产特征的投资组合选择框架,该框架借助机器学习技术的天然优势,运用高维特征直接预测投资组合权重,避开了常规的两步投资组合管理范式中的收益预测过程,并用于中国股票市场的资产配置研究.结果显示:1)基于此框架提出的投资策略能够捕捉高维特征中的增量信息,并挖掘资产特征与投资权重之间线性与非线性关系,大幅提升了投资绩效;2)交易摩擦类特征是投资权重预测中最为重要的资产特征;3)策略在套利限制较为严重的股票上回报更高,而对宏观经济状态变化的敏感性较低;在其他经济约束下,策略表现依然稳健.本文拓展了现代投资组合理论的研究框架,促进了人工智能与量化投资领域的交叉融合发展.

关键词：投资组合选择人工智能资产特征大维资产配置量化投资