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制药废水中抗生素抗性的污染特征、检测手段和控制方法

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环境科学 2024年第2期45卷 844-853页

作者：彭安萍高虎张新波天津城建大学环境与市政工程学院天津300384

制药行业废水中含有大量的抗生素、抗生素抗性细菌(ARBs)及抗性基因(ARGs)等新污染物,现今的生物处理工艺尚不能有效地对其进行去除.最终以上新污染物随出水进入各类水体或渗入土壤,造成环境污染,影响人类健康.因此,探明制药废水中抗生... 详细信息

制药行业废水中含有大量的抗生素、抗生素抗性细菌(ARBs)及抗性基因(ARGs)等新污染物,现今的生物处理工艺尚不能有效地对其进行去除.最终以上新污染物随出水进入各类水体或渗入土壤,造成环境污染,影响人类健康.因此,探明制药废水中抗生素、ARBs和ARGs的污染特征,知晓检测和控制废水中抗生素抗性污染的方法,对于削减环境中的抗生素和ARGs,评估抗生素抗性的生态风险至关重要.针对制药废水处理厂(PWWTPs)环境中的抗生素抗性污染问题,讨论了制药废水中的抗生素、ARBs和ARGs的污染现状;概述了制药废水环境中抗生素抗性的不同评估方法;最后对PWWTPs中常用去除抗生素及ARGs的废水处理技术进行了概述,以期为环境中抗生素及抗性基因的生态风险评价及科学防治提供理论依据.

关键词：制药废水抗生素抗性基因(ARGs) 抗性细菌(ARBs) 污染特征检测方法

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烟煤镜质组分性质及对活性炭结构特性的影响

煤炭学报 2024年第5期49卷 2519-2528页

作者：朱玉雯王天阳徐杨刘健刘汉桥天津城建大学能源与安全工程学院天津300384

以大同烟煤和新疆烟煤为原料,采用密度离心分离法提取镜质组富集物,采用气体活化法制备活性炭。对比研究原煤及其镜质组的结构性质差异,以及经炭化和CO_(2)活化后微晶及孔结构的特性变化。采用傅里叶变换红外光谱法对比分析了原煤及其... 详细信息

以大同烟煤和新疆烟煤为原料,采用密度离心分离法提取镜质组富集物,采用气体活化法制备活性炭。对比研究原煤及其镜质组的结构性质差异,以及经炭化和CO_(2)活化后微晶及孔结构的特性变化。采用傅里叶变换红外光谱法对比分析了原煤及其镜质组芳香烃和脂肪烃结构的差异,采用X射线固体粉末衍射法全过程分析了原料、炭化料和活性炭的微晶结构参数及芳香度变化,采用N2吸附法研究了炭化料和活性炭的孔结构特性变化。结果表明:相比于原煤,镜质组富集物的微晶单元尺寸较小,脂肪链长度较短,且支链数量较多,有利于增强炭化过程的流动性。经热重分析法得到镜质组的炭化失重率较高,且失重峰较宽。上述结构性质及反应性差异影响了炭化料的结构特性。经过850℃炭化后,镜质组炭化料的微晶层片尺寸和堆积厚度均增加,原煤炭化料仅增加了层片尺寸,而堆积厚度有所降低,说明显微组分差异主要影响了炭化过程中芳香层片的纵向堆叠。同时相比于原煤炭化料,镜质组炭化料的芳香度较高,BET比表面积和总孔容积相对较大。经过CO_(2)活化后,活性炭的微晶堆积厚度及层片尺寸均低于对应的炭化料,说明CO_(2)活化烧蚀了微晶结构。同时,活化形成了以微孔为主的孔结构,其中镜质组活性炭的BET比表面积分别达到744.1和797.4 m^(2)/g,显著高于原煤活性炭。镜质组活性炭的微孔和中孔容积也较高,其中微孔容积达到原煤活性炭的1.7~2.2倍。上述结果说明芳香度较高、初始孔结构较多的炭化料有利于活化形成更加丰富的微孔结构。

关键词：烟煤镜质组活性炭微晶结构孔结构

基于动态扩展邻域蚁群算法的移动机器人路径规划

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农业机械学报 2024年第2期55卷 423-432,449页

作者：潘玉恒奥日格拉鲁维佳丛佳王世通陈阳天津城建大学计算机与信息工程学院天津300384

针对蚁群算法易陷入局部最优、路径转折点多、收敛速度慢的问题,提出一种基于动态扩展邻域蚁群算法(Dynamic extended neighbourhoods ant colony optimization,DENACO)。在蚂蚁搜索方式上采用动态扩展邻域方法,并定义新的信息素计算方... 详细信息

针对蚁群算法易陷入局部最优、路径转折点多、收敛速度慢的问题,提出一种基于动态扩展邻域蚁群算法(Dynamic extended neighbourhoods ant colony optimization,DENACO)。在蚂蚁搜索方式上采用动态扩展邻域方法,并定义新的信息素计算方式和增量规则,在取得更优收敛路径长度的同时,减少路径转折点数量及路径节点数量;引入自适应调整因子改进启发函数,提高算法的全局搜索能力,并设定迭代阈值,提升算法的收敛速度;提出一种路径节点双优化策略,对规划好的路径进一步优化,提高路径综合质量。不同复杂度及不同规模栅格地图中的仿真实验表明,DENACO算法所规划的路径更优,路径转折点数量减少,收敛速度加快,路径节点数量明显减少,表明算法具有更高的可行性和适用性。

关键词：移动机器人蚁群算法路径规划动态扩展邻域自适应启发函数

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基于分层监测域人工势场法的无人驾驶车辆路径规划

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1908-1918页

作者：潘玉恒陶艺鑫鲁维佳李国燕王丽天津城建大学计算机与信息工程学院天津300384

针对传统人工势场法在路径规划中存在易陷入局部极小值点、障碍物附近目标点不可达以及固定步长下易发生碰撞的问题,提出一种基于分层监测域的自适应人工势场法(APFLMD)。设计了分层监测域模型,通过建立安全避障范围,实现无人驾驶车辆... 详细信息

针对传统人工势场法在路径规划中存在易陷入局部极小值点、障碍物附近目标点不可达以及固定步长下易发生碰撞的问题,提出一种基于分层监测域的自适应人工势场法(APFLMD)。设计了分层监测域模型,通过建立安全避障范围,实现无人驾驶车辆速度的自适应变化,以提高车辆的避障能力。为避免无人驾驶车辆陷入局部极小值点区域,利用路径点的聚集情况实现局部极小值点的检测。设计了等势圈切线点,并结合二次贝塞尔曲线对路径进行优化,且目标点位于斥力等势圈内部时,提出一种虚拟随机引导策略,以帮助车辆逃离局部极小值点。最后,在斥力场函数中添加距离因子以解决障碍物附近目标点不可达问题。仿真结果表明,在复杂环境下APFLMD算法相较于对比算法,可分别降低49.23%的车辆行驶时间、19.4%的路径长度和车辆能耗以及82.12%的路径平滑度。

关键词：无人驾驶车辆路径规划人工势场法监测域

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基于多尺度特征融合的轻量化道路提取模型

浙江大学学报（工学版） 2024年第5期58卷 951-959页

作者：刘毅陈一丹高琳洪姣天津城建大学计算机与信息工程学院天津300384

针对当前用于遥感图像道路提取领域的语义模型存在计算复杂度较高、道路提取效果不佳的问题,提出基于多尺度特征融合的轻量化道路提取模型(MFL-DeepLab V3+).为了减少模型参数量并降低模型的计算复杂度,骨干网络选用轻量化Mobilenet V2... 详细信息

针对当前用于遥感图像道路提取领域的语义模型存在计算复杂度较高、道路提取效果不佳的问题,提出基于多尺度特征融合的轻量化道路提取模型(MFL-DeepLab V3+).为了减少模型参数量并降低模型的计算复杂度,骨干网络选用轻量化Mobilenet V2网络代替原模型的Xception网络,在空洞空间金字塔池化(ASPP)模块中引入深度可分离卷积.为了增强模型的道路提取能力,优化对细小路段的提取效果,在解码区提出联合注意力的多尺度特征融合(MFFA).基于Massachusetts roads数据集的各项实验表明,MFL-DeepLab V3+模型的参数规模显著降低,较原模型参数量压缩了88.67%,道路提取图像完整,边缘清晰,精确率、召回率和F1分数分别达到88.45%、86.41%和87.42%,与其他模型相比取得了更好的提取效果.

关键词：语义分割道路提取 MFL-DeepLab V3+ 多尺度特征融合注意力机制

基于Resnet和FrFT的水下多目标定位

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 127-134页

作者：刘树东马子枫王燕张艳天津城建大学计算机与信息工程学院天津300384

针对水下多目标定位精度依赖采样间隔的问题,提出了将深度残差网络(ResNet)和分数傅里叶变换(FrFT)相结合的多目标定位算法(MLRF).首先,建立水下多目标定位仿真模型;其次,使用ResNet训练了一种适合多目标定位的网络;然后,对回波进行FrF... 详细信息

针对水下多目标定位精度依赖采样间隔的问题,提出了将深度残差网络(ResNet)和分数傅里叶变换(FrFT)相结合的多目标定位算法(MLRF).首先,建立水下多目标定位仿真模型;其次,使用ResNet训练了一种适合多目标定位的网络;然后,对回波进行FrFT得到其频谱图,使用ResNet检测频谱峰值并计算目标个数;最后,设计了一个多目标定位算法来区分不同目标数据,并估计每个目标的位置和速度.通过仿真对比了信噪比(SNR)和锚节点数量对定位的影响.实验结果表明:MLRF算法的定位均方根误差随信噪比和锚节点数量的增加而减小,并在SNR为-5时均方误差在2 m以下.该方法受噪声影响较小,能够有效应对水下多目标定位问题,并有助于水下多目标跟踪的研究.

关键词：水下定位多目标定位分数傅里叶变换深度残差网络传感器

基于POI数据的乡村旅游资源空间分布特征——以天津市蓟州区为例

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农业资源与环境学报 2024年第1期41卷 240-252页

作者：佟盾张戈朱凤杰天津城建大学建筑学院天津300384

为探讨蓟州区乡村旅游资源点的空间分布特征及其影响因素,推动乡村旅游产业发展,优化乡村旅游资源空间结构,本研究以蓟州区乡村旅游资源POI数据为研究基础对旅游资源进行分类,利用标准差椭圆、地理集中指数、基尼系数以及核密度估计分... 详细信息

为探讨蓟州区乡村旅游资源点的空间分布特征及其影响因素,推动乡村旅游产业发展,优化乡村旅游资源空间结构,本研究以蓟州区乡村旅游资源POI数据为研究基础对旅游资源进行分类,利用标准差椭圆、地理集中指数、基尼系数以及核密度估计分析等方法,研究蓟州区乡村旅游资源空间分布特征,结合地理探测器的研究方法对其影响因素进行探测识别。结果表明,蓟州区乡村旅游资源空间分布呈现出三大特性,即景区依赖性、集聚性和向心性,以“一片区,两个增长极”的空间集聚格局为主,总体特征表现为北部密度高、南部密度低。各类乡村旅游资源分布特征具有差异性:自然旅游资源分布于蓟州区西部与北部,以A级旅游景区为核心吸引物形成集聚格局,并通过极化效应推动乡村旅游资源在集聚区内进一步增加;人文旅游资源主要分布于蓟州区中部与西部,呈现出以增长极为主的空间集聚格局。地理探测器分析结果显示,乡村旅游资源的空间集聚格局是基于自然本底因素形成,并受到社会经济和客源吸引潜力因素的共同驱动,影响因素按解释能力从高到低分别为海拔高度(0.81)、A级旅游景区数量(0.68)、旅游发展政策(0.55)、旅游收入(0.53)。自然本底奠定了空间集聚的资源基础,A级旅游景区作为空间集聚的核心增长极,旅游发展政策引导强化了其地域根植性,而经济社会因素又影响着空间集聚的市场规模。双因子的交互效应比单因子的影响力高,产生非线性增强与双因子增强两种效应。研究表明,蓟州区乡村旅游资源在空间上呈集聚、不均衡的分布特征,受自然本底条件、社会经济水平及客源吸引潜力等因素的综合影响。

关键词：乡村旅游资源 POI数据空间分布特征影响因素蓟州区

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基于改进YOLOv7算法的建筑垃圾分类检测

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环境工程学报 2024年第1期18卷 270-279页

作者：刘进军李磊磊张昊宇荣辉王少坡赵坚天津城建大学控制与机械工程学院天津300384 天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 天津城建大学环境与市政工程学院天津300384

基于深度学习算法的建筑垃圾分类检测技术对建筑垃圾回收和资源再利用具有重要意义。提出了改进的YOLOv7算法实现对建筑垃圾的分类检测。改进算法采用内容感知特征重组(content-aware reassembly of features,CARAFE)上采样算子替换YOL... 详细信息

基于深度学习算法的建筑垃圾分类检测技术对建筑垃圾回收和资源再利用具有重要意义。提出了改进的YOLOv7算法实现对建筑垃圾的分类检测。改进算法采用内容感知特征重组(content-aware reassembly of features,CARAFE)上采样算子替换YOLOv7中最邻近插值方式的上采样算子,从而提高了目标检测精度;引入分布移位卷积(distribution shifting convolution,DSConv)模块替换YOLOv7的头部网络中部分传统卷积,实现了模型的轻量化。结果表明,改进算法的m AP值达到了90.7%,模型计算量仅为96G。该方法具有准确率高、稳健性强等特点,在建筑垃圾分类检测实际场景中具有较高的应用价值。

关键词：建筑垃圾检测 YOLOv7 CARAFE DSConv

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基于节点移动性的水下动态拓扑控制方法

电子科技大学学报 2024年第4期53卷 542-550页

作者：郝琨薛旭峰刘永磊李志圣赵晓芳天津城建大学计算机与信息工程学院天津300384

针对水下传感器节点随洋流移动导致的网络覆盖率和连通率较低的问题,提出一种新的水下动态拓扑控制方法。节点部署阶段,利用模拟退火算法计算节点的期望部署位置,并采用蜿蜒洋流移动模型预测节点的实际部署位置,节点无须消耗额外能量调... 详细信息

针对水下传感器节点随洋流移动导致的网络覆盖率和连通率较低的问题,提出一种新的水下动态拓扑控制方法。节点部署阶段,利用模拟退火算法计算节点的期望部署位置,并采用蜿蜒洋流移动模型预测节点的实际部署位置,节点无须消耗额外能量调节自身位置即可保持网络的全连通和高覆盖率;拓扑优化阶段,以最大化延长网络寿命为目标,自主水下航行器根据节点实时情况执行高效的拓扑优化策略。仿真结果表明,与现有的CDA、SLO及随机部署方案相比,提出的新方法在保持全连通性的前提下具有更好的覆盖率和平均节点度;节点存活率和数据包传输成功率分别提升了11.6%和11.53%,有效提高了网络寿命。

关键词：拓扑控制节点移动性模拟退火算法自主水下航行器