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基于深度学习的语义编码虚假轨迹重构方法
李同鑫;章静;胡昊泽;曾钻洋;廖华雄背景知识攻击通过利用先验知识推断用户行为模式，严重威胁轨迹隐私安全。现有轨迹重构方法存在两大局限：一是传统方法未能有效处理语义位置信息泄露问题，且缺乏对含噪数据下深度学习模型的优化，导致轨迹重构精度与语义提取能力不足；二是现有方法泛化能力弱，难以在异构数据集中实现高效重构，制约隐私保护全面性。为此，本研究提出基于语义信息编码的虚假轨迹重构方法（a deep learning-based semantic encoding method for synthetic trajectory reconstruction,DL-SESTR）。该方法结合双向长短时记忆网络（bidirectional long short-term memory,BiLSTM）与注意力机制，捕捉轨迹时空依赖关系并动态筛选关键点以增强抗噪能力；提出兴趣点语义标注算法（pointof-interest semantic annotation algorithm,PSA），通过高效匹配多源兴趣点（point-of-interest,POI）数据提升标注效率；提出基于哈斯图的层次化语义编码算法（Hasse diagram based semantic information encoding algorithm,HDSE），构建语义敏感度权重模型，区分高优先级语义信息与噪声。实验基于T-Drive和GeoLife数据集，验证了模型在密集/稀疏区域、不同隐私预算及昼夜场景下的性能。结果表明：DL-SESTR在隐私保护与数据效用平衡方面显著优于基线方法，Hausdorff距离降低0.3%，动态时间规整（dynamic time warping,DTW）效率提升1.2倍，轨迹平滑度（root mean square,RMS）提高1.18倍；低隐私预算（ε=0.01）下仍保持95%的Euclidean距离缩减率，展现了鲁棒性与泛化能力。
基于Petri网与改进黑翅鸢算法的无信号交叉口车辆优化调度方法
曹猛;张富娜;姜心雨;黄程;刘慧霞;张思晗;孙文强为满足智能网联环境下无信号交叉口高效通行的需求，以Petri网为模型、最小化最大车辆通行时间为优化目标，基于死锁避免策略和一种改进黑翅鸢算法，对无信号交叉口建立了一种新的车辆优化调度方法。首先，该方法对车辆通行序列进行编码，建立了车辆序号与黑翅鸢个体之间的映射关系；其次，基于实时在线的死锁避免策略对个体进行死锁检测与修复，保证车辆通行的控制可行性；然后，对黑翅鸢算法设计了2种改进策略，分别为改进Circle混沌映射与Levy飞行策略，以提高算法的求解速度与精度；最后，采用双向四车道交叉口场景进行实验，在多个典型场景下对改进黑翅鸢算法与原始黑翅鸢算法、遗传算法进行对比，验证了所提方法在最小化最大通行时间上的显著优势，并通过统计分析结果表明本方法的收敛速度、稳定性与优化效果均为最优。实验结果表明：与现有算法相比，改进黑翅鸢算法在求解无信号交叉口车辆优化调度问题上具有较强的寻优能力。
基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划
苑俊辉;王晓东;马盈仓移动机器人路径规划是机器人的重要研究领域之一，根据机器人接收的任务和周围环境信息，为其寻找一条从起点到终点且没有碰撞的最优路径。针对蚁群算法存在的收敛速度慢、路径繁冗及易陷入局部最优等问题，本文提出了一种改进的蚁群算法。首先，通过融合具有目标导向性的Euclidean距离与Chebyshev距离以提高蚂蚁前期的搜索效率，并在启发函数中引入正态分布来提高路径的搜索精度；其次，在信息素更新机制中加入奖惩策略，通过强化优秀路径引导能力以提高算法收敛速度；然后，结合自适应信息素挥发因子动态调节搜索行为，增强全局寻优能力，降低陷入局部极值的风险；最后，通过剪枝操作，减少机器人转弯次数，缩短路径距离。通过在二维和三维环境中与其他算法进行仿真对比实验，结果表明，改进算法不仅能够找到最短路径，而且在运行时间上也表现出更高的搜索效率。
Bi_2O3/TPU/W包覆纱织物的制备及其X射线防护性能研究
周瑞;张飞燕;陈华杰;张一鸣;姚理荣为探究氧化铋/聚氨酯/钨丝(Bi_2O3/TPU/W)包覆纱织物的制备工艺及其X射线防护性能，将聚氨酯(TPU)和氧化铋(Bi_2O3)配制成纺丝溶液，以钨丝(W)作为芯层，通过皮芯复合静电纺丝技术制备Bi_2O3/TPU/W包覆纱，并进一步织成平纹织物。研究了Bi_2O3的添加量对纳米纤维膜表面形貌、化学组分、力学性能、透气性能和X射线防护性能的影响。结果表明：当Bi_2O3添加量为75%时，Bi_2O3/TPU纤维膜中颗粒分布均匀、形貌良好。当Bi_2O3/TPU/W包覆纱直径为0.7 mm时，纱线结构稳定，强力好。所制备Bi_2O3/TPU/W包覆纱织物的厚度为1.4 mm时，透气率达1 220 mm/s，透湿率为7 040 g/(m2·24 h)，对入射能量为83 keV的X射线防护铅当量达0.27 mmPb。
片状羰基铁聚酯纤维增强复合材料制备及吸波性能研究
金欣怡;郭楠楠;冯进刚;何恒鑫;朱立成;庞添文;顾闻彦片状羰基铁（flake carbonyl iron powder,CIP）是一种典型的磁性损耗型吸波剂，但是其高密度的特点影响了材料的应用。本研究将其与水性聚氨酯（PU）、涤纶（PET）纤维材料复合，制备并考察了这种纤维吸波复合材料（CIP/PET/PU）的性能。首先，将2种不同尺寸的CIP，分别以不同浓度分散到PU溶液中形成浸渍液；其次，将纤维材料（PET）没入浸渍液中，得到CIP/PET/PU。通过对CIP/PET/PU的微观形貌、吸波性能和力学性能的测试分析，发现在CIP/PET/PU正面和反面的微观形貌存在差异，横截面中CIP呈现从反面密集到正面稀疏的梯度分布特征，且尺寸较大的CIP更容易在材料反面形成致密的结构。CIP/PET/PU反面吸波性能显著优于正面，在采用较大尺寸CIP且m(CIP)∶m(PU)=1.5时，CIP/PET/PU在18 GHz处达到最低反射损耗-25 dB；即使在m(CIP)∶m(PU)=0.15的低填充量下仍存在有效吸收。CIP/PET/PU与未添加CIP的复合材料力学性能相比，呈现出不同的变化规律：当CIP尺寸较小且m(CIP)∶m(PU)=0.015时，CIP/PET/PU的力学性能比未添加CIP的略高或者接近；而当CIP尺寸较大且m(CIP)∶m(PU)=1.5时，CIP/PET/PU的力学性能略优于未添加CIP的复合材料，而其他样品都显示出较差的力学性能。
丝素纳米原纤制备策略与功能应用的研究现状
陈嘉诚;詹克静;刘雨茜;张昕;潘志娟;天然蚕丝纤维具有独特的跨尺度多层级结构，其中，丝素纳米原纤（Silk Nanofibrils， SNFs）作为一维纳米级基本单元结构，直径在几十至数百纳米之间，涵盖了如氨基酸结构、纳米晶区与非晶区等复杂结构，兼具良好的生物相容性和优异的力学性能，已成为功能材料制备领域中新兴的生物基材料。本文首先介绍了蚕丝的多层级结构，并重点阐述其基本结构单元SNFs的优势与潜在应用；进而综述了自上而下和自下而上两种SNFs制备策略的研究现状，并对比分析两类策略的优缺点；在此基础上，重点介绍SNFs在生物医学、过滤材料、智能传感与能源存储等领域的功能化应用。最后，针对SNFs当前在可控制备与规模化应用中面临的挑战，展望其在多功能复合与一体化构建等方向的未来发展趋势。SNFs作为连接天然蛋白质与先进功能材料的桥梁，具有重要的研究价值与应用前景。
纤维素纳米晶/聚乙二醇湿敏变色薄膜的制备及性能
范松柏;吴玉婷;潘志娟;纤维素纳米晶（CNC）作为一种可再生纳米材料，凭借其高比表面积、丰富的羟基活性位点及可调控的吸湿特性，在湿度传感领域展现出独特优势。本研究采用硫酸水解法制备CNC，并通过自组装的方式制备CNC薄膜，系统探究了水解时间、自组装温度条件及超声处理参数对CNC产率及其形貌与结构的影响。为进一步提升和改善薄膜的湿度响应性和力学性能，引入不同比例的聚乙二醇（PEG）制备了CNC/PEG复合薄膜，利用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射表征其化学结构与结晶行为，探究了CNC/PEG薄膜的力学性能及湿敏变色性能。结果表明，当水解时间为60 min时CNC产率最高可达19.8%，优化超声处理（功率120 W，时间7 min）可有效提升CNC的分散性能，改善CNC薄膜的湿敏变色效果；当PEG添加量为40%时，CNC/PEG复合薄膜的拉伸强度达16.2 MPa，湿度响应灵敏。该研究为基于天然高分子的绿色湿度传感器开发提供了理论依据与技术参考。
自适应吸附磁轮系统优化设计研究 Study on Optimal Design of Adaptive Adsorption Magnetic Wheel System
周硕;李露;针对磁吸附爬壁机器人壁面适应性弱、越障能力不足的问题，提出一种内置可旋转永磁体阵列的自适应吸附磁轮系统。该系统通过可动联轴器结构，实现了自适应与主动调节两种吸附模式，可自主通过外直角壁面并主动完成内直角过渡。该系统采用模块化设计理念，可扩展出多种构型，适应多样化作业任务。基于静磁场理论，对比了三种永磁体阵列的充磁方案，确定Halbach阵列具有最优磁场性能。进一步以永磁体数量与圆弧度数为变量进行参数化优化，最终优选由5块永磁体构成、圆弧度为95°的阵列。样机测试表明，该系统在平直、内直角及外直角壁面的吸附力分别达56、34.3与29.5 N，与仿真结果一致。基于该系统构建的两轮机器人平稳实现内外直角壁面过渡，并在钢梁桥巡检中得到实际验证，证明了该系统的有效性与工程实用性。
基于改进海鸥算法的综合能源系统经济优化
屈玥含;李媛;刘晓琳;徐志凡;面对不可再生能源日益枯竭和环境持续恶化的双重压力，能源行业的紧张局势不断升级，提高综合能源系统的能源利用率尤为重要。为应对多个能源设备间复杂的耦合关系带来的挑战，本文构建了一种集成电、热、气、冷四种能源形式的综合能源系统模型，该模型充分考虑了功率平衡、供能设备以及储能设备等多重因素，使用加权和方法构建以系统总成本最小化为目标函数。针对优化问题的复杂性，提出了一种改进海鸥优化算法用于求解目标函数，算法主要通过引入Logistic-Tent混沌映射初始化海鸥种群，以增强初始解的均匀性；在并行搜索阶段融合莱维飞行策略，避免陷入局部最优；采用Sigmoid函数动态更新收敛因子B，在迭代过程中自适应协调全局探索与局部开发能力，提升算法搜索效率。为验证所提模型与算法的有效性，进行了仿真实验，结果表明，基于改进海鸥优化算法的综合能源系统调度模型可以提供更为经济的运行方案，相较于传统海鸥算法优化的模型，系统综合总成本降低了8.66%，执行效率提高了60.13%。
纳米材料对水泥基材料裂纹调控研究进展
高远;徐进东;胡钧翔;王思瑶;张邵峰;许家婧;尹乾;水泥基材料在工程中广泛应用，但其固有的脆性易导致裂缝产生，严重影响结构的耐久性与安全性。传统裂缝控制方法存在诸多局限，而纳米材料的出现为水泥基材料的裂纹调控提供了新的技术路径。本文系统综述了零维（如纳米SiO?）、一维（如碳纳米管）和二维（如石墨烯及其衍生物）纳米材料在水泥基材料中的增韧阻裂机制与研究进展。研究表明，纳米材料通过填充孔隙、促进水化、桥接微裂纹等多重作用，显著提升材料的断裂韧性、断裂能及裂纹扩展稳定性。纳米SiO?可优化界面过渡区并加速水化；碳纳米管凭借桥联效应在低掺量下显著延缓裂纹扩展；石墨烯及其衍生物则通过二维片层结构实现高效阻裂，展现出“低掺高效”的优势。此外，纳米材料与纤维、矿物掺合料的协同效应进一步增强了复合材料的损伤容限。未来研究应聚焦于纳米分散技术、多尺度模拟、极端环境耐久性及自感应-自修复一体化系统，以推动纳米改性水泥基材料向智能化、实用化方向发展。本文聚焦于不同纳米材料对水泥基材料断裂性能影响规律，为该领域的理性设计与工程应用提供更全面的参考。
增量式PID控制在温控系统中的应用
严晓照;张兴国;温度的控制在科学实验和工业过程中极为普遍,具有典型的意义,而温控系统通常是时变的、非线性的、具有纯滞后的复杂大惯性系统,控制效果与采用的控制算法有很大的关系.针对这一问题,在温度控制实验系统中,设计了一种增量式PID控制算法实现了对温度的控制.通过实验表明,该算法的控制效果要优于传统的PID控制算法,对于工程实际应用具有较强的借鉴作用.
印染废水处理技术的研究与进展
景晓辉,尤克非,丁欣宇,蔡再生文章系统综述了国内外印染废水处理技术研究与进展,特别是近年来出现地一些新技术,如膜分离技术、超声波技术、高能物理法、电催化氧化技术和光催化氧化技术;探讨了印染废水处理的发展趋势。
ANSYS在钢筋混凝土梁有限元中的应用
王亚萍,陈建平,陈五洲文章结合钢筋混凝土材料的特殊性,利用大型有限元计算软件ANSYS计算受弯构件梁的变形及其正截面应力应变。最后将有限元计算的结果(裂缝开展深度、钢筋应力、混凝土应力)与精确解比较,分析误差存在的原因及改进的方法和措施。
增量式PID控制在温控系统中的应用
严晓照;张兴国;温度的控制在科学实验和工业过程中极为普遍,具有典型的意义,而温控系统通常是时变的、非线性的、具有纯滞后的复杂大惯性系统,控制效果与采用的控制算法有很大的关系.针对这一问题,在温度控制实验系统中,设计了一种增量式PID控制算法实现了对温度的控制.通过实验表明,该算法的控制效果要优于传统的PID控制算法,对于工程实际应用具有较强的借鉴作用.
碳纳米材料的功能化及其储能应用
李奇;秦天;葛存旺;在过去的几十年里，功能碳纳米材料（functional carbon nanomaterials,FCMs）由于其优异的理化性质，如超高电导率和质量传输速率、丰富的活性位点、良好的化学稳定性和机械强度，引起了材料科学界的广泛关注。基于FCMs所带来的各向异性和协同效应以及纳米尺度上的小尺寸效应，这些FCMs在锂离子电池、锂硫电池、燃料电池、有机太阳能电池和超级电容器等能源领域表现出巨大的应用价值。这篇综述全面总结了近5年来碳纳米材料的功能化策略，并详细介绍了FCMs在能源存储与转化器件中的应用。最后，根据科学研究的发展趋势，探讨了FCMs所面临的紧迫挑战和未来的研究方向。
生物炭制备方法及其在环境污染治理中的应用研究
汪佳玥;凌茜;张雲豪;王芯羽;林佳琪;张伟涛;刘志欣;王祥科生物炭是一种原材料易获取、制备成本低的环境友好多孔材料。由于其比表面积大且含有丰富的表面功能基团，在环境污染治理和污染修复等方面具有广泛的应用前景。介绍了生物炭的制备技术和工艺，分析对比了不同制备条件对制备的生物炭性质和性能影响，综述了生物炭对环境中不同污染物的吸附固定和催化降解效果和原理。生物炭对重金属具有非常强的吸附络合能力，并且对高价态金属离子具有还原固定作用，通过吸附-还原-固定的模式，可以将重金属离子固定在生物炭上。对有机污染物的吸附主要由表面络合、氢键和π-π共价作用，生物炭及其复合材料在光照条件下能够光催化降解有机污染物。文章就生物炭对废水和土壤中重金属的吸附固定和有机污染物消减等方面的效果和应用进行了归纳总结，进一步从分子层面研究和讨论了生物炭应用于污染物去除方面的进展，为废水处理和土壤修复提供数据和理论支持，对降低污染物在环境中的迁移转化，减轻环境污染风险，具有重要的科学意义。
质子交换膜电解水制氢系统建模与仿真
王辉东;姚海燕;郭强;夏红军质子交换膜（proton exchange membrane,PEM）电解水制氢技术将电能转化为化学能和热能，是一种绿色的制氢方式，具有响应速度快、电流密度高、结构紧凑等优点。对于质子交换膜电解水制氢系统建模，现有文献中鲜有整体描述电解槽电压、电流变化及系统各组件温度动态的集总参数模型。文章根据电化学基本原理及热力学定律，建立了PEM电解槽电压稳态模型和系统的温度动态模型，基于MATLAB/Simulink软件进行了仿真分析，将仿真结果与实验数据进行了对比，其中电压误差不超过0.02 V，温度误差不超过1.6 K，验证了模型的有效性，且所建立的模型能够描述和预测系统参数的变化，为系统设计及控制优化提供支撑。根据PEM电解槽的效率模型和仿真结果，分析了不同温度、压强对电解槽性能的影响，结果表明升高温度、降低压强能提高电解槽效率，其中温度是影响电解槽效率的主要因素。在搭建的仿真模型基础上，使用前馈PID控制器进行了温度控制，其中温度超调不超过0.6 K，调节时间在400 s以内，并与传统PID控制器进行了对比，结果表明前馈PID控制器具有超调小、响应速度快的优点。
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期刊动态
期刊信息
期刊名称：南通大学学报（自然科学版）
创办日期：2002年
主管部门：江苏省教育厅
主办单位：南通大学
刊 期： 季刊
电 话：0513-85012868
Email：xbzkb@ntu.edu.cn
标准刊号：CN 32-1755/N
ISSN 1673-2340
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