Coupled magnetic nanoparticle-mediated isolation and single-cell image recognition to detect Bacillus' cell size in soil

Microbial morphology fundamentally constrains how species interact with their environment, and hence ultimately affects their niche. However, the methodology of functional microbes in the soil ecosystem is still poorly studied since it is difficult to capture and identify the active monospecific community from the complicated environment and enormous number of microbial species in soils. To comprehensively reveal the morphology of active microbes in soil ecosystem, magnetic nanoparticle-mediated isolation (MMI) and single-cell image recognition (SCIR) were employed to study soil active Bacillus community, which functionally boosted the soil fertility in organic fertilisation compared to mineral fertilisation and unfertilised control treatments in our previous study. The results showed that MMI and SCIR can efficiently isolate active Bacillus from soil particles and other microorganisms. High throughput sequencing showed that the captured Bacillus showed similar community structure in different long-term fertilisation soils, while SCIR revealed that the active Bacillus was greater in number and larger in size in organic fertilisation treatment compared to mineral fertilisation and unfertilised control treatments. Our study demonstrates that the combination of MMI and SCIR is a potentially powerful tool to capture and identify the morphology of active and functional microbes in the soil ecosystem.     

基于稀疏表示的森林火灾火焰识别研究

为了实现森林火灾的智能识别,提出一种基于稀疏表示的林火火焰自动识别方法.以林火火焰和5类干扰物体为研究对象,每类对象从视频图像中随机选取50帧作为训练样本,150帧作为测试样本.对每幅图像提取疑似火焰区域,求取面积变化率、颜色、纹理和形状特征参数.所有训练样本的特征向量构建训练样本特征字典,对每个测试样本利用l1最小化范数计算其在训练字典上的投影系数,根据最小重构残差进行分类识别.结果表明,稀疏表示方法的识别率可达到93.56％,为林火火焰识别提供了一个有效的解决方案.     

基于制动意图模糊识别的电动汽车再生制动研究

为能够最大限度地回收制动能量,增加汽车的续驶里程,达到节能减排的目的,应用模糊逻辑方法对双能量源纯电动汽车制动意图进行识别.应用Matlab/simulink建立制动意图模糊辨识器,对双能量源纯电动汽车再生割动能量回收进行初步建模,将所建模型嵌入仿真软件ADVISOR中进行仿真.仿真结果表明,通过制动意图识别,在一定程度上提高了双能量源纯电动汽车制动能量的回收,证明制动意图识别对双能量源电动汽车的制动能量回收起到积极的作用.     

活立木生物电及其环境因子远程监测系统的设计

针对活立木与土壤之间存在的生物电实时测量困难的问题,介绍一种活立木生物电及其环境因子远程监测系统。该系统主要包括对活立木生物电信号及其周围环境因子进行采集的下位机系统、进行无线通信的GPRS网络以及对数据进行显示、处理和分析的上位机系统。通过分析位于北京林业大学校内的美桐树进行实验所得到的数据表明,该测量系统能够准确测量活立木生物电信号及周围环境因子,并能将数据实时传送至远程服务器端,可以满足实时测量要求,为后续活立木生物电信号的深入研究和利用奠定了基础。     

基于声信号的供气管道阀门泄漏监测与定位系统研究

对供气管道阀门泄漏监测与定位系统进行基于声信号的研究,结合GPRS/GSM网络平台的长距离传输方式设计出可实现定位反馈功能的系统架构模型。文中详述系统的组成及内部连接方式并对传感器固定装置进行设计,利用不同材质管道泄漏孔声信号频率分析表设计出系统运行过程框图。系统应用的自动化监测模式对管道阀门泄漏监测与定位起重要意义。     

管道补口热收缩带粘接质量的超声检测方法

为解决管道补口热收缩带剥离强度人工抽检效率低、人为因素影响大的问题,通过超声波理论分析以及对不同粘接强度管道补口试件的试验分析,以及采用超声检测技术对管道补口热收缩带的粘接质量进行无损检测,实现剥离强度的定性及半定量评价,确定了能够明显反映管道补口热收缩带剥离强度的超声波特征参数。研究表明：超声波信号平均功率和低频能量两个参量与热收缩带剥离强度呈反比,可用于剥离强度的全面、快速检测。基于这两个参数指标,采用超声波反射法对补口样品的测试结果与补口样品手动机械拉伸测试结果一致,验证了参数选择的有效性。超声波特征参数可为建立补口热收缩带粘接质量的超声无损检测方法提供参考依据。     

基于超声波技术的水平管气液两相流流型识别方法

根据超声波在不同介质界面处的反射回波强弱不同的特性,提出了应用超声波对水平管气液两相流流型进行非介入式在线识别的方法。理论计算得到钢管内壁接触的介质分别为水和空气时的声压反射率,证明了超声波流型识别法的可行性。数值仿真研究管内的流体分别为水、空气时不同界面的反射回波特点,得到了超声波流型识别法的实现方式。依据数值仿真结果,开展超声波气液两相流流型在线识别实验,分析气液两种流体在管道横截面上的分布,从而识别水平管气液两相流流型。研究结果表明：在不影响生产的前提下,超声波流型识别方法能够准确获取水平管气液两相流流动过程中的实时流型,操作方法简便,且结果可靠。（图10,表1,参9）     

融合多源图像信息的果实识别方法

光线变化与目标重叠是影响自然环境中果实正确识别的重要原因。为了降低两者的影响,研究了融合多源图像信息的果实识别方法。在图像配准的基础上,优选了H分量图与幅度图像作为待融合的源图像;由模糊推理系统(隶属度函数和模糊规则)决定权重,采用加权平均策略实现图像的像素级融合;根据融合图像中果实区域的分布规律,设计了一种基于直方图的首阈检测法以获得最佳的果实分割效果;利用深度图像的统计特性,设计了一种逐层分割图像的方法以解决重叠果实的分离问题。实验结果表明:多源融合图像用于果实识别与定位比单一图像具有更好的准确性与鲁棒性,对重叠果实的正确识别率在83.67%~94.22%之间。     

新疆地区民族中小学体育风险管理研究*

研究呈现新疆民族中小学体育意外伤害发生特征,提出相应的风险管理策略。结果发现,民族中小学生因好动不羁个性、宗教特征,男生意外伤害高于女生,体育训练与竞赛风险发生率较高,足球成为频次最高的项目,学生自身和场地环境为主要风险因素,教师在风险管理策略选择上处于被动地位。     

空气悬架系统动态载荷的识别

针对空气悬架系统主动控制中神经辨识器的离线训练问题,利用BP神经网络实现从空气悬架系统非簧载质量振动加速度空间到其动态载荷空间的映射。建立带有空气悬架系统的1/4工程车辆动态模型,通过仿真得出了工程车辆空气悬架系统的非簧载质量振动加速度和动态载荷数据,以空气悬架系统的非簧载质量振动加速度数据作为神经网络的输入,动态载荷数据作为神经网络的输出,训练BP神经网络,并对训练好的BP神经网络进行泛化能力的测试,路面输入采用幅值为0.01 m,频率为1 rad/s正弦波时,识别误差率在30%以内的点占总数的82.95%;以幅值为0.02 m,频率为2 rad/s的正弦波作为系统的路面输入,识别误差率在30%以内的点占总数的77.94%。结果表明BP神经网络能够对不同的路面输入具有较好的适应性。