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混合策略改进WOA-BiLSTM的快速路出口匝道车速预测

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：何庆龄裴玉龙侯琳刘静潘胜东北林业大学土木与交通学院

本文针对现有元启发式算法在优化神经网络预测车速过程中收敛速度慢和误差大的问题，提出基于IWOA-BiLSTM的快速路出口匝道车速预测方法。首先，采用Circle混沌映射取代鲸鱼优化算法中随机产生的初始种群，增加种群的多样性和质量。其... 详细信息

本文针对现有元启发式算法在优化神经网络预测车速过程中收敛速度慢和误差大的问题，提出基于IWOA-BiLSTM的快速路出口匝道车速预测方法。首先，采用Circle混沌映射取代鲸鱼优化算法中随机产生的初始种群，增加种群的多样性和质量。其次，使用精英反向学习策略，提高种群个体择优位置的多样性，降低算法陷入局部最优和过早收敛的风险。最后，采用余弦函数改变自适应收敛因子和引入惯性权重的策略，在保留鲸鱼优化算法优点的前提下，平衡算法的全局搜索和局部开发能力。仿真结果表明，与现有元启发式算法和车速预测模型相比，IWOA算法在寻优求解精度、收敛速度和预测精度等方面均有明显提升。

关键词：交通运输规划与管理出口匝道车速预测鲸鱼优化算法混合策略双向长短时神经网络

玉米秸秆纤维素的提取及其对沥青性能影响的研究

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功能材料 2024年

作者：程培峰张雪李艺铭王洋弘历东北林业大学土木与交通学院东北林业大学土木与交通学院

纤维素作为秸秆的重要组成部分,是决定其力学强度的关键。若将其应用于沥青路面中,有望改善路面的性能并解决秸秆在路面中易产生降解、老化等问题。研究首先利用星点设计-效应面法,探究了秸秆中纤维素的提取工艺对沥青性能的影响,并确... 详细信息

纤维素作为秸秆的重要组成部分,是决定其力学强度的关键。若将其应用于沥青路面中,有望改善路面的性能并解决秸秆在路面中易产生降解、老化等问题。研究首先利用星点设计-效应面法,探究了秸秆中纤维素的提取工艺对沥青性能的影响,并确定了纤维素的最佳提取工艺;然后,通过流变性能试验、离析试验以及红外光谱试验分析,研究了纤维素对沥青高温稳定性、低温抗裂性及储存稳定性的影响。结果表明,在NaOH浓度为2.5%,HNO3浓度为4.3%的条件下所提取的纤维素对沥青物理性能的改善效果最佳,同时,玉米秸秆纤维素的掺入提高了沥青的高温稳定性、低温抗裂性以及在高速车辆荷载剪切作用下的抗变形能力。当玉米秸秆纤维素的掺量为7%时,沥青的综合性能最佳,未产生严重的离析现象。与基质沥青相比,纤维素掺量在7%时的高温连续分级温度（TLH）提升了13℃,低温性能提升了49.3%。此外,纤维素仅以物理增强作用互相粘结改善沥青的性能,并未发生化学反应。

关键词：道路工程纤维素的提取改性沥青流变性能红外光谱

智能网联环境下高速公路异质交通流建模与仿真

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：程国柱陈永胜东北林业大学土木与交通学院

为探究人工驾驶车辆（Human-driven Vehicle， HDV）与智能网联车辆（Connected and Autonomous Vehicle， CAV）混合行驶对交通流产生的影响，建立了高速公路异质交通流模型。采用增强型智能驾驶人模型（Enhanced intelligent driver m... 详细信息

为探究人工驾驶车辆（Human-driven Vehicle， HDV）与智能网联车辆（Connected and Autonomous Vehicle， CAV）混合行驶对交通流产生的影响，建立了高速公路异质交通流模型。采用增强型智能驾驶人模型（Enhanced intelligent driver model， EIDM）描述HDV跟驰行为，并考虑前方多车的车头间距、速度差、加速度等因素，改进EIDM模型描述CAV跟驰行为；然后利用最小化由换道引起的所有制动（Minimizing Overall Braking Induced by Lane changes， MOBIL）模型描述HDV换道行为，并引入博弈理论，考虑多车竞争与协作关系，构建CAV自主换道与协同换道模型；通过仿真试验评价所建模型合理性，并分析异质交通流运行特征。研究表明：与现有模型相比，本文所建模型在交通流稳定性及行车舒适性等方面具有显著优势；CAV渗透率的提高有利于通行能力的提升，尤其CAV渗透率大于0.4时效果更为显著。

关键词：交通工程智能交通系统异质交通流协同换道博弈论

无人机视角下交通小目标图像检测算法优化研究

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计算机工程与应用 2024年

作者：徐慧智古旭楠东北林业大学土木与交通学院

针对无人机图像的小目标检测算法精度低、容易出现漏检和误检的情况，提出一种基于YOLOv7的改进目标检测算法。首先，利用无人机航拍视频自建行人和车辆数据集。其次，将颈部和检测头中的卷积模块替换为CoordConv模块，提高算法感知特... 详细信息

针对无人机图像的小目标检测算法精度低、容易出现漏检和误检的情况，提出一种基于YOLOv7的改进目标检测算法。首先，利用无人机航拍视频自建行人和车辆数据集。其次，将颈部和检测头中的卷积模块替换为CoordConv模块，提高算法感知特征图的空间信息能力；添加小目标检测层，适应不同尺度下的物体目标，降低小目标的漏检率；在主干网络和颈部增加GE注意力机制，加强上下文信息的利用。最后，将Wise-IoU作为边界框损失函数，引入一种动态非单调聚焦机制，提高模型的泛化能力。实验结果表明，改进后的算法精度高于实验中其他算法，精度达到91%，比YOLOv7算法提升了2.1%。在VisDrone2019 数据集上进行对比实验，精度比YOLOv7算法提升了2.5%；综合性能优于实验中其他小目标检测算法，验证了改进后算法的泛化能力与有效性。

关键词：智能交通小目标检测深度学习无人机图像 YOLOv7算法

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PVA丁香精油微球的制备及蓝莓保鲜应用

精细化工 2024年

作者：李洋张可欣边博雅唐蓉蓉谢可欣东北林业大学土木与交通学院

通过二倍稀释法测试了丁香精油、冬青精油、柠檬精油和薄荷精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和青霉菌抑制效果，其中，丁香精油对3种菌株的抑菌效果更好。采用乳化交联法制备了聚乙烯醇（PVA）丁香精油微球，以丁香精油的包埋率为指标，... 详细信息

通过二倍稀释法测试了丁香精油、冬青精油、柠檬精油和薄荷精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和青霉菌抑制效果，其中，丁香精油对3种菌株的抑菌效果更好。采用乳化交联法制备了聚乙烯醇（PVA）丁香精油微球，以丁香精油的包埋率为指标，通过单因素实验和响应面优化确定了最佳制备条件。采用SEM、FTIR和TGA对PVA丁香精油微球进行了表征，并应用于蓝莓保鲜中。结果表明，在PVA质量分数为4%、Span 80为2.0 g、乳化温度48 ℃的条件下，PVA丁香精油微球的包埋率最高，达到72.69%。微球形态规则，表面光滑，平均粒径43.16 μm，热力学性质稳定，具有较好的丁香精油缓释性能，pH=3时，25 d内丁香精油的累积释放量可达81.20%。在蓝莓的贮藏期间（0～18 d），PVA丁香精油微球降低了蓝莓的失重率、腐败率及多酚氧化酶活性，从而降低了蓝莓硬度和可滴定酸的损失。

关键词：丁香精油聚乙烯醇缓释微球抑菌性制备功能材料

基于机器视觉的木窗双端铣削加工尺寸测量方法

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林业工程学报 2024年第1期9卷 141-149页

作者：任长清张佳林杨春梅宋文龙吴哲东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

木窗是一种以木材或木质复合材料为主要构件的门窗产品,具有良好的生态性能和美观效果,适用于多种建筑形式和风格,其中木窗尺寸是衡量木窗加工是否合格的重要指标。对于传统木窗双端铣削加工中人工测量尺寸方式存在的精度低、效率低等问... 详细信息

木窗是一种以木材或木质复合材料为主要构件的门窗产品,具有良好的生态性能和美观效果,适用于多种建筑形式和风格,其中木窗尺寸是衡量木窗加工是否合格的重要指标。对于传统木窗双端铣削加工中人工测量尺寸方式存在的精度低、效率低等问题,提出一种基于机器视觉的木窗双端铣削加工尺寸测量方法,以期提高尺寸测量精度及加工效率。该方法针对木窗厚度引起的透视效应,提出一种物平面提升法,以消除透视投影带来的误差。首先对木窗图像采取灰度化、平滑去噪、图像增强及轮廓分割等举措,完成图像预处理,提取出木窗内外轮廓区域。对轮廓区域应用Canny算子获取木窗像素级轮廓。通过优化的Zernike矩亚像素边缘提取算法对木窗像素级边缘进行更精确的定位,得到亚像素级轮廓坐标。通过最小二乘法联合RANSAC算法对亚像素轮廓坐标进行拟合,得到拟合轮廓及角点坐标,并使用透视矫正模型计算出木窗尺寸。实验利用3种厚度规格相同但尺寸不同的松木材质矩形木窗,分别测量其内框和外框的边框尺寸及对角线尺寸,并与对应的实际物理尺寸对比,验证了所提木窗尺寸测量方法的检测精度。研究结果表明,所提方法与实际物理尺寸值相比,其绝对误差范围在±0.12 mm之内,相对误差在±0.1%之内,且效率及精度高,可以满足对木窗的在线尺寸检测。

关键词：机器视觉木窗尺寸测量边缘检测亚像素

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不同水分条件下氨基酸添加对温带暗棕壤碳氮含量和甲烷排放的影响

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北京林业大学学报 2024年第5期46卷 103-113页

作者：李颖郭亚芬崔晓阳东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040

【目的】解析土壤pH值与土壤氮以及CH_(4)排放速率与土壤碳氮含量间的相互关系,为明确碳氮转化及温室气体排放规律、优化温带森林暗棕壤的水分管理提供依据。【方法】以温带森林暗棕壤为研究对象,采用室内培养法,设置水分条件为土壤饱... 详细信息

【目的】解析土壤pH值与土壤氮以及CH_(4)排放速率与土壤碳氮含量间的相互关系,为明确碳氮转化及温室气体排放规律、优化温带森林暗棕壤的水分管理提供依据。【方法】以温带森林暗棕壤为研究对象,采用室内培养法,设置水分条件为土壤饱和持水量(WHC)的40%、60%、90%,通过向温带暗棕壤中添加两种不同性质的氨基酸,探讨其对土壤碳氮含量及CH_(4)排放的潜在影响,运用Pearson相关分析法分析土壤碳氮含量、pH值及CH_(4)排放速率间的相关性。【结果】(1)氨基酸处理显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)含量、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量及CH_(4)排放速率。亮氨酸处理使DOC、NH_(4)^(+)-N含量分别升高21.39%、45.10%,CH_(4)排放速率较CK升高3.20倍,甲硫氨基酸使DOC、NH_(4)^(+)-N含量分别升高21.39%、72.71%,CH_(4)排放速率较CK升高7.00倍;(2)不同氨基酸对土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量的影响存在差异。亮氨酸处理使土壤NO_(3)^(-)-N含量升高了8.41%,但其对于土壤硝化作用的影响可能存在滞后性,而甲硫氨基酸能够显著抑制土壤硝化作用,NO_(3)^(-)-N含量显著降低了37.90%;(3)土壤不同水分条件对土壤DOC、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N含量及CH_(4)排放速率均存在显著影响。90%WHC使DOC含量升高11.95%~19.91%,使NH_(4)^(+)-N升高19.83%~35.46%,使NO_(3)^(-)-N降低10.05%~23.79%,使CH_(4)排放速率升高至另外两种水分条件的1.48~2.06倍。60%WHC条件使NH_(4)^(+)-N升高13.05%,使NO_(3)^(-)-N含量升高24.62%。60%WHC可能是温带暗棕壤硝化作用的最适含水量,90%WHC条件有利于DOC积累,同时对NO_(3)^(-)-N的产生存在明显抑制作用;(4)土壤pH与N H4+-N含量呈极显著正相关,与NO_(3)^(-)-N含量呈正相关。CH_(4)排放速率与NO_(3)^(-)-N含量呈极显著负相关,与NH_(4)^(+)-N含量呈负相关,与DOC含量呈极显著正相关。【结论】不同性质氨基酸添加在温带森林暗棕壤碳氮含量及CH_(4)排放中发挥的作用不尽相同。一定范围内,土壤水分含量的升高有利于土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DOC的积累及CH_(4)的排放,但土壤高含水量条件对NO_(3)^(-)-N的产生具有抑制作用。因此,在研究温带森林暗棕壤碳含量、CH_(4)排放及氮转化机制时,建议关注不同氨基酸的差异性作用,同时考虑水分的变化。

关键词：土壤水分氨基酸态氮碳氮含量甲烷温带暗棕壤

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造林密度和混交比例对水曲柳生长形质及空间利用能力的影响

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北京林业大学学报 2024年第3期46卷 60-68页

作者：肖伟伟王龙凤王树力东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040

【目的】探究不同造林密度和混交比例下水曲柳生长形质及空间利用能力的变化规律,为培养大径材水曲柳人工林提供理论依据。【方法】选择帽儿山林场1998年营造的4种不同造林密度(分别为10000、4400、2500和2200株/hm^(2))的水曲柳纯林以... 详细信息

【目的】探究不同造林密度和混交比例下水曲柳生长形质及空间利用能力的变化规律,为培养大径材水曲柳人工林提供理论依据。【方法】选择帽儿山林场1998年营造的4种不同造林密度(分别为10000、4400、2500和2200株/hm^(2))的水曲柳纯林以及两种不同混交行数比(分别为1∶1和3∶3)、造林密度为2500株/hm^(2)的长白落叶松-水曲柳混交林作为研究对象,调查了水曲柳的生长指标、形质指标和空间利用能力指标,运用改进层级分析法获得综合评价值。【结果】4400株/hm^(2)、10000株/hm^(2)纯林中水曲柳生长指标评价值和空间利用能力评价值比2500株/hm^(2)纯林分别降低3.15%、2.58%和8.62%、2.58%,2200株/hm^(2)纯林中水曲柳生长指标评价值、形质指标评价值和空间利用能力指标评价值分别比2500株/hm^(2)纯林提高21.89%、7.41%和2.94%。混交行数比1∶1和3∶3长白落叶松-水曲柳混交林生长指标评价值、形质指标评价值和空间利用能力指标评价值分别比2500株/hm^(2)纯林提高12.18%、9.05%、17.92%和22.98%、12.14%、25.77%。水曲柳综合评价值从大到小为混交行数比3∶3长白落叶松-水曲柳混交林、2200株/hm^(2)纯林、混交行数1∶1长白落叶松-水曲柳混交林、2500株/hm^(2)纯林、4400株/hm^(2)纯林和10000株/hm^(2)纯林。【结论】随着造林密度的降低纯林水曲柳个体质量显著提高,混交林能显著提高水曲柳个体质量,建议营造密度为2500株/hm^(2)混交行数比为3∶3的长白落叶松-水曲柳混交林。

关键词：水曲柳人工林形质造林密度混交比例

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小黑杨Rubisco小亚基基因启动子的克隆及表达活性分析

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植物研究 2024年第4期 625-633页

作者：曹佳玉曹丽娜张俏艺张双胡志宝赵唐锐许志茹李春明全先奎刘关君林木遗传育种全国重点实验室(东北林业大学) 东北林业大学林学院东北林业大学生命科学学院

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是光合作用中决定碳同化速率的关键酶，其中小亚基（rbcS）是由核基因编码，并且主要在叶片中表达。利用RT-qPCR技术确定了小黑杨（Populus×xiaohei）叶片中高表达的Rubisco小亚基基因PxrbcS... 详细信息

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是光合作用中决定碳同化速率的关键酶，其中小亚基（rbcS）是由核基因编码，并且主要在叶片中表达。利用RT-qPCR技术确定了小黑杨（Populus×xiaohei）叶片中高表达的Rubisco小亚基基因PxrbcS1和PxrbcS2基因，并克隆了其上游2 240、2 174 bp的启动子。对其进行启动子元件分析结果表明，PxrbcS1和PxrbcS2的启动子具有多个与光诱导表达相关的元件，例如G-box、MRE和Box4等元件。构建pBI-121-p PxrbcS1::GUS和pBI-121-p PxrbcS2::GUS植物表达载体并遗传转化84K杨（P. alba×P. glandulosa）。GUS组织化学染色以及qPCR表达分析表明PxrbcS1和PxrbcS2的启动子能够驱动GUS基因在84K杨叶片特异性高表达。总之，上述结果表明该研究成功地从小黑杨中克隆了具有叶片高表达活性的PxrbcS1和PxrbcS2的启动子，该启动子可应用到包括杨树在内的植物光合作用相关的基因功能研究以及提高植物光合作用的遗传操作中。

关键词：杨树 Rubisco小亚基启动子克隆调控元件遗传转化 GUS染色