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基于异质边增强时空图注意力网络的自动驾驶换道轨迹规划

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中国公路学报 2024年第3期37卷 147-156页

作者：董晴中野公彦杨波季学武刘亚辉清华大学车辆与运载学院北京100084 东京大学生产技术研究所东京153-8505

轨迹规划仍然是自动驾驶技术大规模应用所面临的关键难题之一。例如,自动驾驶中的换道轨迹规划算法通常被构建为一个针对代价函数的优化过程。然而,为适应多样化的交通场景而手动调整代价函数中的特征权重,是一项极具挑战性的任务。针... 详细信息

轨迹规划仍然是自动驾驶技术大规模应用所面临的关键难题之一。例如,自动驾驶中的换道轨迹规划算法通常被构建为一个针对代价函数的优化过程。然而,为适应多样化的交通场景而手动调整代价函数中的特征权重,是一项极具挑战性的任务。针对这一问题,提出了一种基于异质边增强时空图注意力网络(Heterogeneous Edge-enhanced Spatial-Temporal Graph ATtention network, HEST-GAT)的新型换道轨迹规划方法。首先,采用逆强化学习技术,从大量专家级换道示范中提取代价函数的特征权重向量,构建了一个专家级换道示范数据集。然后,将交通场景构建为一个异质有向图,其中,交通参与者的位置定义为节点属性,交通参与者间的相对位置作为边属性,交通参与者之间的关联类型则定义为边类型。边的属性和类型组合,形成了边的特征表示。为捕获交通场景中的空间和时间信息,采用HEST-GAT网络进行特征提取,并计算了各场景下代价函数的特征权重。接着构建了一个结合轨迹特征和特征权重的代价函数,并通过优化过程生成最终的换道轨迹规划。为验证所提出方法的实用性,在真实驾驶数据集上进行了多轮换道轨迹规划测试和评估。研究结果显示:与基于时空图卷积网络方法相比,基于HEST-GAT的换道轨迹规划在模拟专家示范轨迹方面的误差显著减少。纵向舒适性、纵向效率、横向舒适性和安全性4项关键指标的误差分别降低了5.5%、5.4%、1.4%和6.0%。结果表明提出的方法能够生成与人类驾驶行为高度一致的换道轨迹,具有卓越的场景适应能力。

关键词：汽车工程换道轨迹规划逆强化学习图注意力网络代价函数权重自动驾驶

拟柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）生态学研究现状与面临的挑战

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中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：韩博平雷腊梅赵亮彭亮肖利娟暨南大学生态学系华南师范大学生态科学研究所

拟柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）广泛分布于热带地区，被认为是热带或泛热带种类，能够产生多种毒素，其在水体中形成优势或发生水华将直接影响供水安全并导致生态系统的退化。近30 a来，拟柱孢藻的分布在全球尺度上呈“蔓... 详细信息

拟柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）广泛分布于热带地区，被认为是热带或泛热带种类，能够产生多种毒素，其在水体中形成优势或发生水华将直接影响供水安全并导致生态系统的退化。近30 a来，拟柱孢藻的分布在全球尺度上呈“蔓延”之势，在欧洲、北美洲和亚洲大陆的很多水体中广泛发生。我国近10 a来拟柱孢藻分布的范围不断扩大，在珠江下游地区的供水水库中成为最主要的优势蓝藻种类。按目前的发展趋势，预计拟柱孢藻将很快成为我国淡水水体中继微囊藻（Microsystis）之后的第2个管控有害蓝藻种类。为避免发生类似于被动应对大范围微囊藻重度水华的困局，迫切需要前瞻性地开展基于现代生态学理念的拟柱孢藻种群生态学研究，理解其快速大范围发生并占据优势的生态学基础。本文从生物地理学与种群生态学的角度，对当前拟柱孢藻的扩张机制、种群竞争优势及其对生态系统的影响进行梳理，重点分析了拟柱孢藻对磷的高效吸收机制与对热带水环境的适应性，强调认为珠江流域及邻近地区是东亚和全球尺度上拟柱孢藻研究的关键区域。我们认为在气候变暖的背景下，珠江流域及邻近地区将成为该种北向扩散的种源区，以云贵高原为跳板，进入长江流域进一步向高纬度扩散。制定国家层面上的监测规范、防治方法和管理对策，迫切需要实施跨学科的整合研究，大力推进我国拟柱孢藻种群生态学的研究和发展。

关键词：蓝藻水华藻毒素扩张竞争入侵

12C^(6+)辐射对菊苣根黄酮类物质及抗氧化活性的影响

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核农学报 2024年第8期38卷 1434-1442页

作者：唐君蔚曹天光秦垒王慧范云鹏刘丽丽耿金鹏河北工业大学生物物理研究所天津300401

为探究12C^(6+)辐射对菊苣中黄酮类物质及抗氧化活性的影响,以菊苣根为试验材料,测定不同12C^(6+)辐射剂量下总黄酮含量及抗氧化活性。利用超高效液相色谱-电喷雾串联四级杆质谱仪(UPLC-ESI-MS/MS),对总黄酮含量显著增加的20、40 Gy辐... 详细信息

为探究12C^(6+)辐射对菊苣中黄酮类物质及抗氧化活性的影响,以菊苣根为试验材料,测定不同12C^(6+)辐射剂量下总黄酮含量及抗氧化活性。利用超高效液相色谱-电喷雾串联四级杆质谱仪(UPLC-ESI-MS/MS),对总黄酮含量显著增加的20、40 Gy辐射组与对照组中黄酮类物质进行靶向代谢组学分析。结果表明,10~40 Gy12C^(6+)辐射均提高了菊苣根总黄酮含量,其中20、40 Gy辐射组含量提升最显著;鉴定出5类11种黄酮类代谢物,橙皮素、氯化矢车菊素-3-O-芸香糖苷是响应12C^(6+)辐射致菊苣根总黄酮含量升高的关键差异代谢物,12C^(6+)辐射影响了紫云英苷、异鼠李素-3-O-葡萄糖苷、木犀草素和橙皮素的合成。类黄酮生物合成途径(ko00941)、黄酮和黄酮醇的生物合成途径(ko00944)富集显著。20、40 Gy剂量辐射提高了菊苣根黄酮提取液的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS+)自由基清除能力及铁离子还原能力(FRAP),显著增强了其抗氧化活性。综上,20、40 Gy剂量的12C^(6+)辐射能提高菊苣根中总黄酮含量,改变菊苣根中黄酮类物质种类及含量,并增强其抗氧化活性。本研究结果为进一步研究菊苣辐射诱变育种提供了理论依据。

关键词：菊苣 12C^(6+)辐射 UPLC-ESI-MS/MS 黄酮代谢组学

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电子圆二色光谱图的模拟与软件开发

光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 434-438页

作者：许范苏俊奎文燕甘礼社五邑大学生物科技与大健康学院广东江门529020 浙江大学药学院现代中药研究所浙江杭州310058

有机小分子化合物,尤其是天然产物具有复杂和多样的结构,且一般含有多个手性中心,确定其绝对构型一直是结构鉴定的难点之一。电子圆二色光谱(ECD)具有样品无损、曲线简洁等优势,是鉴定绝对构型的强有力的手段之一。利用密度泛函理论(DFT... 详细信息

有机小分子化合物,尤其是天然产物具有复杂和多样的结构,且一般含有多个手性中心,确定其绝对构型一直是结构鉴定的难点之一。电子圆二色光谱(ECD)具有样品无损、曲线简洁等优势,是鉴定绝对构型的强有力的手段之一。利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)等量子化学理论以及计算机技术,对化合物的理论ECD计算模拟,与实验值对比确定绝对构型是目前主流技术。计算模拟流程如下:首先确定化合物的相对构型,其次运用构象搜索软件对化合物进行构象分析,然后对搜索得到的多个最低能量态构象(如能量阈值在2.0 kcal·mol^(-1)以内)进行几何优化和振动分析,将已经优化完成的优势构象投入ECD计算,计算ECD相关参数,得到电子激发能(eV)和转子强度(10^(-40) erg-esu-cm)等数据,最终根据数据进行多构象谱图拟合。该研究主要对ECD曲线的模拟方法、ECD计算结果的评价标准进行了全面总结。在此基础上,运用Python语言开发了一款自动化处理高斯ECD计算结果、模拟ECD曲线的软件,该软件能够对计算得到的输出文件进行定位,对于化合物几何优化和振动分析得到的输出文件,可以抓取各个构象的吉布斯自由能数据,并且依据此数据进行玻尔兹曼分布的加权,对于计算ECD相关性质的输出文件,可以抓取ECD计算相关的电子激发能和转子强度的数据,依据以上数据得到的ECD计算理论光谱图,能够进行实时模拟参数调节并与实测曲线对比,方便了计算ECD的数据处理和结果评价。

关键词：天然产物电子圆二色光谱(ECD) 曲线模拟 Python语言

条件性基因敲除诱导剂他莫昔芬对小鼠肠道微生物群组成的影响

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复旦学报（自然科学版） 2024年第1期63卷 68-76页

作者：余丹妮孙璘复旦大学生命科学学院发育生物学研究所上海200438

他莫昔芬(Tamoxifen)作为一种选择性雌激素受体调节剂,在临床上应用于治疗乳腺癌,在生物遗传学领域研究中充当诱导型Cre-loxP条件性基因敲除系统的时空开关。肠道微生物与宿主基因紧密相连,与宿主肠道吸收、代谢、发育性疾病、肿瘤密切... 详细信息

他莫昔芬(Tamoxifen)作为一种选择性雌激素受体调节剂,在临床上应用于治疗乳腺癌,在生物遗传学领域研究中充当诱导型Cre-loxP条件性基因敲除系统的时空开关。肠道微生物与宿主基因紧密相连,与宿主肠道吸收、代谢、发育性疾病、肿瘤密切相关,利用他莫昔芬诱导特定基因敲除已成为探究微生物与宿主基因互作的主要研究方式。已有研究表明他莫昔芬引发雌激素受体介导的毒性,干扰宿主生物学功能,少有研究报道他莫昔芬本身是否对小鼠肠道微生物群的稳定性造成影响,本研究通过给野生型C57BL/6J小鼠注射他莫昔芬模拟条件性基因敲除以研究其影响及机制。研究结果发现,注射他莫昔芬组与对照组相比,小鼠体重、肠道组织结构与形态及肠道屏障功能无明显差异,但他莫昔芬对小鼠粪便和盲肠内容物中的微生物丰度产生影响。这些结果提示使用他莫昔芬诱导小鼠条件性基因敲除时需要注意肠道菌群改变带来的生理和病理表型,从而减少他莫昔芬带来的干扰。

关键词：他莫昔芬 Cre-loxP条件性基因敲除系统肠道微生物群

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北京月季叶际表生真菌多样性及群落结构

菌物学报 2024年第1期43卷 1-18页

作者：崔玉进吴芳北京林业大学生态与自然保护学院微生物研究所北京100083

叶际微生物在维持植物健康,促进植物的生长和生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,近年来叶际微生物的作用以及多样性变化受到广泛关注,其重要性日益突出。本研究以北京常见的绿化植物月季为研究对象,对市中心向北、由近到远的... 详细信息

叶际微生物在维持植物健康,促进植物的生长和生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,近年来叶际微生物的作用以及多样性变化受到广泛关注,其重要性日益突出。本研究以北京常见的绿化植物月季为研究对象,对市中心向北、由近到远的4个采样点,安定门地区(ADM)、和平街地区(HPJ)、亚运村地区(YYC)和北七家地区(BQJ);3个月份(四月、七月和十一月)和道路2个不同位置(道路中央和两侧)的月季叶际表生真菌多样性及群落结构进行了研究。结果表明:在月季叶际表生真菌系统中,共获得3425条扩增子系列变异特征序列(ASVs),其中座囊菌纲Dothideomycetes是优势类群,不同采样点间的月季叶际表生真菌Shannon指数由高到低依次为ADM>BQJ>HEJ>YYC,其中ADM显著高于YYC,多样性由市中心向北、由近到远呈现先降低后升高的变化趋势;月份间的Shannon指数由高到低依次为四月份>七月份>十一月份,其中四月份显著高于七月份和十一月份;道路中央样品与道路两侧样品无显著性差异。LEfSe分析判定了不同地区和季节的差异指示菌属,其中ADM的差异指示属为新刺毛茎点霉属Neosetophoma、新齿裂菌属Neophaeococcomyces及假赤壳属Pseudocosmospora,HPJ的差异指示属为光黑壳属Preussia,YYC的差异指示属为圆盘菌属Orbilia,BQJ的差异指示属为假小垫革菌属Pseudotomentella。通过网络分析发现,空泡茎点霉属Vacuiphoma、担孢酵母属Erythrobasidium、枝孢属Cladosporium、木拉克属Mrakia和亚球壳属Sphaerulina平均度最大,确定为核心节点菌属。真菌群落功能预测得出腐生功能类群和病理功能类群是月季叶际表生真菌的主要类群,且腐生功能类群在不同季节条件下和不同样点间丰度均存在显著变化。研究结果为城市叶际微生物群落结构变化和城市绿化科学管理提供了参考。

关键词：叶际真菌月季 Illumina MiSeq测序真菌多样性群落组成指示物种

基于异质边增强时空图注意力网络的换道轨迹规划

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中国公路学报 2024年

作者：董晴中野公彦杨波季学武刘亚辉清华大学车辆与运载学院东京大学生产技术研究所

轨迹规划仍然是自动驾驶技术大规模应用所面临的关键难题之一。例如，自动驾驶中的换道轨迹规划算法通常被构建为一个针对代价函数的优化过程。然而，为适应多样化的交通场景而手动调整代价函数中的特征权重，是一项极具挑战性的任务。... 详细信息

轨迹规划仍然是自动驾驶技术大规模应用所面临的关键难题之一。例如，自动驾驶中的换道轨迹规划算法通常被构建为一个针对代价函数的优化过程。然而，为适应多样化的交通场景而手动调整代价函数中的特征权重，是一项极具挑战性的任务。针对这一问题，本研究提出了一种基于异质边增强时空图注意力网络（Heterogeneous Edge-enhanced Spatial-Temporal Graph Attention network， HEST-GAT）的新型换道轨迹规划方法。首先，本研究采用逆强化学习技术，从大量专家级换道示范中提取代价函数的特征权重向量，构建了一个专家级换道示范数据集。然后，将交通场景构建为一个异质有向图，其中，交通参与者的位置定义为节点属性，交通参与者间的相对位置作为边属性，交通参与者之间的关联类型则定义为边类型。边的属性和类型组合，形成了边的特征表示。为捕获交通场景中的空间和时间信息，本文采用了HEST-GAT网络进行特征提取，并计算了各场景下代价函数的特征权重。接着，本文构建了一个结合轨迹特征和特征权重的代价函数，并通过优化过程生成最终的换道轨迹规划。为验证本文所提出方法的实用性，在真实驾驶数据集上进行了多轮换道轨迹规划测试和评估，结果显示，与基于时空图卷积网络方法相比，基于HEST-GAT的换道轨迹规划在模拟专家示范轨迹方面的误差显著减少。具体来说，纵向舒适性、纵向效率、横向舒适性和安全性四项关键指标的误差分别降低了5.5%、5.4%、1.4%和6.0%。这些结果证明了本文提出的方法能够生成与人类驾驶行为高度一致的换道轨迹，具有卓越的场景适应能力。

关键词：汽车工程换道轨迹规划逆强化学习图注意力网络代价函数权重

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智能网联汽车多目标预测优化换道决策方法

同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1109-1117页

作者：程硕夏新 NAKANO Kimihiko 东京大学生产技术研究所东京153-0041日本加州大学洛杉矶分校土木与环境工程系洛杉矶90095美国

换道决策是智能网联汽车的核心难题之一,其面临着高动态、复杂交通场景下需要综合考虑行驶安全及效率等目标的巨大挑战。提出一种多目标预测优化的换道决策方法,主要包括动力学矩阵建模及多目标预测优化问题解算。基于智能网联汽车的通... 详细信息

换道决策是智能网联汽车的核心难题之一,其面临着高动态、复杂交通场景下需要综合考虑行驶安全及效率等目标的巨大挑战。提出一种多目标预测优化的换道决策方法,主要包括动力学矩阵建模及多目标预测优化问题解算。基于智能网联汽车的通讯大数据信息构建交通流矩阵模型,然后分别设计表征车辆换道安全、行驶效率的动力学模型,通过多目标综合预测优化方法,求解条件约束下预测优化问题从而优化出最优换道决策指令。结果表明,所提出的预测优化换道方法较其他方法提高了智能汽车的行驶安全性和效率。

关键词：智能网联汽车换道决策多目标优化预测优化

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酱香型白酒感官品质描述形成、发展与趋势

食品科学 2024年第5期45卷 324-334页

作者：牛俊桀史波林汪厚银赵镭钟葵张瑶高海燕云振宇中国标准化研究院农业食品标准化研究所北京100191 上海大学生命科学学院上海200444

酱香型白酒因其深厚文化底蕴、传统固态酿造工艺、独特风味与感官体验,深受广大消费者的喜爱。文章于中国知网、全国标准信息公共服务平台及食品伙伴网数据库检索“酱香”“酱酒”相关文献121篇、标准96项,得到酱香型白酒感官描述词537... 详细信息

酱香型白酒因其深厚文化底蕴、传统固态酿造工艺、独特风味与感官体验,深受广大消费者的喜爱。文章于中国知网、全国标准信息公共服务平台及食品伙伴网数据库检索“酱香”“酱酒”相关文献121篇、标准96项,得到酱香型白酒感官描述词537个,通过对文献材料梳理分析,简述酱香型白酒感官品质描述形成、发展、趋势及其标准化历程,总结酱香型白酒风味物质与气味特征关系,分析现有描述词相关问题,并提出构建酱香型白酒感官品质描述体系及结合现代感官评价技术表征酱香型白酒感官品质的相关思路与建议。

关键词：酱香型白酒感官描述词形成发展现状标准化

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