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基于代价参考粒子滤波器组的多目标检测前跟踪算法

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自动化学报 2024年第4期50卷 851-861页

作者：卢锦马令坤吕春玲章为川 Sun Chang-Ming 陕西科技大学电子信息与人工智能学院西安710021 施耐德(西安)创新技术有限公司西安710121 格里菲斯大学集成与智能系统研究所澳大利亚布里斯班4111 联邦科学与工业研究组织Data61中心澳大利亚悉尼1710

针对图像序列中多目标检测和跟踪算法结构复杂、计算量大、性能降低等问题,提出一种基于代价参考粒子滤波器组的多目标检测前跟踪(Cost-reference particle filter bank based multi-target track-before-detect, CRPFB-MTBD)算法,将多... 详细信息

针对图像序列中多目标检测和跟踪算法结构复杂、计算量大、性能降低等问题,提出一种基于代价参考粒子滤波器组的多目标检测前跟踪(Cost-reference particle filter bank based multi-target track-before-detect, CRPFB-MTBD)算法,将多目标跟踪问题转换为序贯地检测和跟踪多个单目标的问题.首先,采用代价参考粒子滤波器组序贯地估计所有可能单目标状态序列;其次,基于所有可能单目标状态序列的欧氏距离和累积代价确定目标数量;最后,根据累积代价判断每个目标出现和消失的具体时刻.仿真实验验证了CRPFB-MTBD的优良性能,与基于传统粒子滤波的多目标检测前跟踪算法(Particle filter based multi-target track-before-detect, PF-MTBD)、基于概率假设密度的检测前跟踪算法(Probability hypothesis density based track-before-detect, PHD-TBD)和基于伯努利滤波的检测前跟踪算法(Bernoulli based track-before-detect, Bernoulli-TBD)相比, CRPFB-MTBD的目标状态序列和数量估计结果最佳,且平均单次运行时间极短.

关键词：多目标跟踪检测前跟踪粒子滤波代价参考粒子滤波器组滤波器组

深色有隔内生真菌(DSE)功能和重金属耐性机制研究进展

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 242-253页

作者：闫巧芝李晴苗志加胡紫如李硕阳呼庆张乐申雪青赵志瑞河北地质大学水资源与环境学院石家庄050031 河北省高校生态环境地质应用技术研发中心河北省水资源可持续利用与开发重点实验室石家庄050031 中国科学院雄安创新研究院河北雄安071899 澳大利亚联邦科学与工业组织澳大利亚肯辛顿6151

重金属污染具有滞留时间久、难恢复和难治理等特点,重金属污染土壤修复备受关注。深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes,DSE)可与多种植物建立良好的共生关系,其在促进植物生长、与植物联合共生增强植物对重金属的耐性机制及修复... 详细信息

重金属污染具有滞留时间久、难恢复和难治理等特点,重金属污染土壤修复备受关注。深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes,DSE)可与多种植物建立良好的共生关系,其在促进植物生长、与植物联合共生增强植物对重金属的耐性机制及修复重金属污染土壤方面发挥着重要作用。为系统阐述DSE功能及其对重金属耐性机制,本文综述了DSE的结构特征及定植规律,其促进宿主植物生长的作用机制,重点分析了重金属胁迫下DSE的应答机制(吸附螯合、调控基因表达、抗氧化应激和“区室化”作用等),总结了DSE-植物共生体系在修复重金属污染土壤中的应用现状和前景,以期为DSE在重金属污染环境中的应用提供理论参考。

关键词：深色有隔内生真菌(DSE) DSE功能重金属耐性机制植物-微生物协同修复

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热处理对激光熔覆GX4CrNi13-4显微组织和力学性能的影响

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核技术 2024年第6期47卷 99-109页

作者：何凌欢李家民张华炜侯娟田馨妮黄爱军上海理工大学材料与化学学院上海200082 蒙纳士大学增材制造中心澳大利亚诺丁山3168 蒙纳士大学材料科学与工程系澳大利亚克莱顿3800 苏州工业园区蒙纳士科技研究院苏州215004

激光熔覆凭借低成本、高效率被激光再制造领域重点关注,激光熔覆制造的GX4CrNi13-4马氏体不锈钢是一种核电站中应用广泛的结构材料。为改善激光熔覆制件低塑性问题,需进行热处理组织结构调控,改善其力学性能。采用激光熔覆技术制备了GX4... 详细信息

激光熔覆凭借低成本、高效率被激光再制造领域重点关注,激光熔覆制造的GX4CrNi13-4马氏体不锈钢是一种核电站中应用广泛的结构材料。为改善激光熔覆制件低塑性问题,需进行热处理组织结构调控,改善其力学性能。采用激光熔覆技术制备了GX4CrNi13-4不锈钢样品,对其热处理组织开展调控研究。首先通过热膨胀试验推导出该合金的奥氏体相变开始温度为620℃,作为热处理工艺开发的基准参考温度。分别制定了固溶时效(1050℃保温1 h+550℃保温4 h,简称固溶时效处理)和单时效(620℃保温2 h,简称单时效处理)两种热处理工艺,对比研究了热处理对覆层金属显微组织和力学性能的影响作用。然后采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对热处理后的显微组织结构和物相分布等进行表征,并对热处理前后的样品进行室温拉伸性能测试。结果表明:激光熔覆GX4CrNi13-4马氏体不锈钢沉积态样品基体组织主要为马氏体/铁素体双相组织,铁素体相呈连续网状结构,沿马氏体晶界析出,此外还存在少量残余奥氏体。经固溶时效热处理后,基体仍主要由马氏体和铁素体组成,但连续网状铁素体发生分解,且出现大量微米级马氏体晶内析出物,这导致材料塑性略有提升,但强度显著下降。对覆层样品进行单时效热处理,由于温度处于奥氏体相转变临界温度,样品中产生了逆变奥氏体相,该相在拉伸过程中引发相变诱发塑性(Transformation Induced Plasticity,TRIP)效应。此外,单时效处理后沿马氏体析出的网状铁素体进一步得到分解,呈离散分布。TRIP效应和铁素体分解的共同作用下,有效改善了激光熔覆GX4CrNi13-4不锈钢的塑性同时使得强度被较好地保持。激光熔覆工艺在修复和再制造领域具有广泛的应用前景,但熔覆过程的高冷却速度、复杂的热循环对材料的组织结构产生影响,使得修复件往往具有高强度但塑韧性不足。开展合适的热处理组织性能调控是改善材料综合力学性能的有效手段,在激光熔覆GX4CrNi13-4不锈钢的热处理工艺研究中,选择奥氏体相变温度作为时效温度,利用逆变奥氏体TRIP效应和网状铁素体分解的联合作用,获得强度-塑性匹配的良好力学性能。

关键词：马氏体不锈钢激光熔覆逆变奥氏体热处理增韧热膨胀系数奥氏体转变温度

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熔渣气化炉喷嘴燃烧区行为的数值模拟研究

化工学报 2024年第2期75卷 659-674页

作者：王学云郁肖兵彭万旺沈岩松煤炭科学研究总院北京100013 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 新南威尔士大学化工学院澳大利亚悉尼2052

燃烧区是熔渣气化炉的重要区域,其对熔渣气化炉的工作状态具有明显影响。基于双欧拉模型探究了燃烧区的速度场、温度场和组分场的分布特征及燃烧区空腔的形成过程。研究发现:工业级熔渣气化炉燃烧区呈“羽”状,其先向炉中心延伸再斜向... 详细信息

燃烧区是熔渣气化炉的重要区域,其对熔渣气化炉的工作状态具有明显影响。基于双欧拉模型探究了燃烧区的速度场、温度场和组分场的分布特征及燃烧区空腔的形成过程。研究发现:工业级熔渣气化炉燃烧区呈“羽”状,其先向炉中心延伸再斜向上发展;气体在熔渣气化炉中心区域的流动速度为2.5 m/s左右,但未形成“高速对撞区”;高温区出现在燃烧空腔外表面附近特别是正对喷嘴且靠近炉中心的区域,该区域的温度可以达到约2000℃;氧气主要分布在气化剂喷嘴前端约0.5 m的空腔内,一氧化碳的分布区域与水蒸气在空间上有较大程度重叠,二氧化碳主要在喷嘴前端空腔外壳附近生成,氢气浓度较高的区域则出现在燃烧区对应空腔的上沿;沿喷嘴轴线方向,气体温度呈先升至峰值再逐渐下降的趋势。随着气化剂流量的增大,燃烧温度极大值出现的位置逐渐朝炉中心处移动,并呈较明显的线性变化规律。

关键词：熔渣气化炉煤气化燃烧区形状合成气数学模拟反应动力学

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二硫化碳作为谷物熏蒸剂的新观点

粮油食品科技 2024年第3期32卷 1-15页

作者： Jim DESMARCHELIER Yu XIAO Li GU Yong-lin REN 李燕羽(译) 默多克大学环境和生命科学学院澳大利亚珀斯WA 6150 国家粮食和物资储备局科学研究院粮食储运研究所

虽然二硫化碳(CS_(2))是一种古老的熏蒸剂,但澳大利亚新数据以及中国和埃及已发表的研究数据使它可被人们重新关注。这些数据包括谷物质量、自然释放和加工食品中的残留,但目前并不广为人知。埃及研究数据显示,即使在400 mg/m^(3)高剂量... 详细信息

虽然二硫化碳(CS_(2))是一种古老的熏蒸剂,但澳大利亚新数据以及中国和埃及已发表的研究数据使它可被人们重新关注。这些数据包括谷物质量、自然释放和加工食品中的残留,但目前并不广为人知。埃及研究数据显示,即使在400 mg/m^(3)高剂量下,二硫化碳对水稻的发芽率和幼芽长度都没有影响。中国研究数据显示,200 mg/m^(3)高剂量对大麦、小麦、玉米、高粱、棉花、胡萝卜等大多数种子发芽率没有影响。本研究中150 mg/L剂量对澳大利亚小麦、大麦以及鹰嘴豆发芽率和幼芽长度的影响数据也证明了这一点。澳大利亚储藏谷物研究实验室(SGRL)的商业规模实验数据表明,二硫化碳在1000~1500 mg·h·L^(-1)的CT值(浓度×时间)范围内可杀死所有受试昆虫,并且对小麦最终产品质量没有影响。二硫化碳在谷物上的吸附力低于甲基溴,且主要是物理吸附。它会在谷物上有残留物,但这些残留物在储存和加工的过程中会被大量降解,而剩余的二硫化二苯醚残留物会在小麦制粉前的清理和润麦过程中减少。在制粉和烘烤的过程中,二硫化碳的残留量会逐渐减少。例如,将含有27 g/m^(3)二硫化碳的小麦在仓内密封放置6 d,然后通风24 h,清理会使制粉前的残留量从6.7 mg/kg降至4.6 mg/kg,润麦会使残留量从4.6 mg/kg降至2.2 mg/kg。在制粉的过程中,残留量会进一步减少,而在面条(甚至在烹饪前)、意大利面以及面包的制作过程中,残留量还会进一步减少。当前检测分析方法无法检测加工产品中的残留量(定量限值<0.005 mg/kg),且其残留水平与同一来源未经二硫化碳熏蒸的小麦制品相同。

关键词：熏蒸剂二硫化碳吸附性发芽率残留

基于单原子铁催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程: 配位结构和活性组分

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 15-37页

作者：程成任伟张晖段晓光王少彬武汉大学资源与环境科学学院环境科学与工程系湖北武汉430079 阿德莱德大学化学工程学院澳大利亚南澳阿德莱德

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧... 详细信息

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧化过程可产生多种非自由基活性物种,如单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价态金属,这些物种具有选择性氧化特定污染物的能力.为了实现对污染物的精准处理,需要合理设计与调控非均相催化剂的结构,以选择性地产生自由基/非自由基物种.单原子催化剂具有较高的原子利用效率和明确可调控的活性位点结构,可高效且选择性活化过一硫酸盐,并产生多种活性组分.然而,由于活性组分多元的生成路径及其之间复杂的相互作用,目前对于单原子催化剂在过一硫酸盐活化过程中的结构-活性/选择性关系尚未得到深入揭示.因此,本研究旨在通过深入探究单原子催化剂的结构与性能关系,为优化催化剂设计、提升污染物处理效率提供科学依据.本文围绕最具代表性的单原子铁系催化剂,系统分析并总结了在过一硫酸盐高级氧化过程中的结构-活性/选择性关系.首先,简要介绍了单原子铁催化剂的制备方法和表征手段,以及活性位点结构的生成过程.然后,深入分析了单原子铁催化剂活化过一硫酸盐过程的研究进展和反应特性.从理论与实验角度,详细阐述了过一硫酸盐活化过程中活性物种产生的反应原理.具体来说,探讨了自由基、单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价铁组分在不同单原子铁位点上的生成机理及鉴别方法.进一步地,分析了单原子铁催化剂活性位点的几何结构和电子结构性质对活性物种产生的影响,总结了调控活性位点的有效手段.在此基础上,建立单原子铁催化剂结构与产生活性组分之间的结构-活性/选择性关系,以期为非均相过一硫酸盐活化剂的设计提供理论指导.最后,本文还指出了基于单原子催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程所面临的挑战,并展望了未来的发展方向.未来,应进一步发展原位/工况条件下的表征技术,以精准捕捉活化过程中活性位点的结构演变和关键反应中间体的生成,从而更深入地揭示反应机理;此外,设计具有双金属位点的催化剂,可优化多步骤反应中不同反应中间体的吸附与电荷转移过程,实现协同催化效果.本文期望为深入理解过一硫酸盐高级氧化技术的反应机理和开发高效选择性的单原子环境催化剂提供有益借鉴.

关键词：过一硫酸盐活化单原子铁催化剂自由基非自由基水处理环境修复

一种基于目标与背景特征分离模型的高光谱目标检测修正算法

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 283-291页

作者：吴护林邓贤明张天才李忠盛岑奕汪家辉熊杰陈知华林牧春中国兵器工业第五九研究所重庆401329 中国科学院空天信息创新研究院北京100101

高光谱图像立方体数据可以提供成像场景中地物在可见光和近红外波长范围内的空间信息和地物属性诊断的光谱特征信息,在目标检测与识别方面拥有得天独厚的天然优势。然而,基于高光谱图像数据的目标检测也存在一定缺陷,如经典的高光谱目... 详细信息

高光谱图像立方体数据可以提供成像场景中地物在可见光和近红外波长范围内的空间信息和地物属性诊断的光谱特征信息,在目标检测与识别方面拥有得天独厚的天然优势。然而,基于高光谱图像数据的目标检测也存在一定缺陷,如经典的高光谱目标检测算法仅利用光谱维度信息检测目标,检测模型要么对背景高维特征矩阵构建的准确度不足,要么对背景先验光谱特征的完备性要求较高,导致算法对不同复杂度的检测场景适应性不强。因此,基于计算复杂度较低、参数需求量较少且检测性能较为优异的经典多目标检测算法—多目标约束能量最小化(MCEM),提出了一种基于目标与背景环境特征分离模型的高光谱目标检测修正算法(R-MCEM)。首先,设计了一个与目标形状、尺寸相近的逐像元移动运算窗口,依次计算窗口中的每个像元与窗口内其他像元的光谱距离之和D1,像元与各类目标的光谱距离之和D2。其次,采用获得D1/D2最小值的像元替换窗口内的所有像元值。然后,自左向右、自上而下逐像元移动窗口,重复窗口内每一个像元与目标、背景像元的光谱距离运算,并确定窗口内与背景相似度最高、与目标相似度最低的像元。直到移动运算窗口遍历整个高光谱图像,大幅提升了基于目标与背景环境特征分离的背景高维特征矩阵准确度。分别设计了基于实测高光谱图像数据和模拟图像数据的修正检测算法性能验证试验,并采用三维操作特征曲线(3D ROC)结合目标与背景分离度(SDBT)开展修正算法的检测精度评估。试验结果表明,提出的修正算法有效减少了虚警率,提高了检测精度。基于实测数据的检测精度、目标与背景分离度由MCEM算法的0.937 7、 0.57提升到R-MCEM的0.993 5、 0.67,基于模拟数据的亚像元检测能力由MCEM的20%丰度提升到R-MCEM的15%丰度。

关键词：高光谱目标检测目标与背景特征分离模型 3D ROC SDBT

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复合菌群对石油污染土壤修复特征

环境科学 2024年

作者：赵志瑞李书缘左天源胡紫如李硕阳刘慧呼庆贺宇环李方红澳大利亚联邦科学与工业组织中国科学院雄安创新研究院河北地质大学水资源与环境学院河北省水资源可持续利用与开发重点实验室河北省高校生态环境地质应用技术研发中心河北省地质矿产勘查开发局第四地质大队

为高效修复石油污染土壤，利用复合石油降解菌群对石油烃的降解特征进行探究。结果表明，J0、H、HN、HK和HKN各组的降解率分别为9.82%、33.22%、47.93%，41.36%和61.06%，这说明土著微生物对石油烃也具有一定的降解效果。对土壤各个环... 详细信息

为高效修复石油污染土壤，利用复合石油降解菌群对石油烃的降解特征进行探究。结果表明，J0、H、HN、HK和HKN各组的降解率分别为9.82%、33.22%、47.93%，41.36%和61.06%，这说明土著微生物对石油烃也具有一定的降解效果。对土壤各个环境因子间相关性分析可知：土壤中石油烃的含量与总氮、总磷、可溶性盐度和有机质都呈极显著正相关(P<0.01)，石油烃含量与土壤脱氢酶呈极显著负相关(P<0.01)。加入3种菌构建的复合石油降解菌对石油烃的降解效果最优，降解率可达61.03%；利用复合石油降解菌群修复后的土壤中残余石油烃的含量均小于200mg·kg-1；相比于利用土壤中土著微生物对石油降解，复合菌群对石油的降解率提高了约51.76%；土壤中添加外源复合菌群提高了物种丰度，物种分布更均匀，对石油烃的降解更彻底，可为进一步利用微生物修复石油污染土壤提供了理论依据。

关键词：石油污染土壤复合菌群石油降解生物修复降解率

磁控溅射过渡层对CFRP筒体内壁电镀Ni金属涂层结合性能的影响

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真空科学与技术学报 2024年

作者：万俊豪杨洋但敏唐国庆张珂嘉肖凯业金凡亚核工业西南物理研究院核工业理化工程研究院

对碳纤维增强树脂基复合材料筒体内壁表面进行金属化处理，通过射频等离子体活化、磁控溅射沉积过渡层金属、电镀沉积镍三个步骤在碳纤维复合材料筒体内壁制备大厚度、高结合强度的金属涂层。以拉拔法测试涂层与基体之间的结合强度，探... 详细信息

对碳纤维增强树脂基复合材料筒体内壁表面进行金属化处理，通过射频等离子体活化、磁控溅射沉积过渡层金属、电镀沉积镍三个步骤在碳纤维复合材料筒体内壁制备大厚度、高结合强度的金属涂层。以拉拔法测试涂层与基体之间的结合强度，探究Cu、Ti-Cu过渡层及不同过渡层厚度对金属涂层结合强度的影响。采用扫描电镜及配套的能谱仪观测金属涂层表面微观形貌和截面元素组成，采用X射线衍射仪分析金属涂层的晶体结构。结果表明，磁控溅射Ti-Cu过渡层能明显提高电镀Ni金属涂层与基体之间的结合强度，钛膜层厚度对电镀Ni金属涂层结合强度的影响很大，铜膜层厚度对结合强度相对较小，结合强度随着铜膜层的增厚而降低。在等离子体活化的基础上，通过磁控溅射在CFRP筒体内壁制备0.2μmTi+1μmCu的过渡层，使电镀约17μmNi金属涂层的结合强度达到2.05MPa，赋予了碳纤维复合材料筒体内壁金属特性。

关键词：碳纤维复合材料筒内壁过渡层结合强度表面金属化