2026年 01期
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。
柔性氧化铝基纳米纤维膜的制备及结构调控研究
张梦娇;李文哲;王文强;张瀚闻;傅秋霞;葛建龙;单浩如氧化铝(Al_2O3)纳米纤维作为一种性能优异的高温隔热材料，在航空航天、消防救援等领域具有广阔的应用前景。然而，Al_2O3纤维在高温晶型转变过程中易发生晶粒快速生长，导致纤维脆化开裂，限制其实际应用。元素掺杂是抑制晶粒过度生长、改善Al_2O3基纤维膜高温柔性失效问题的有效途径。本文结合溶胶-凝胶法与静电纺丝技术，通过引入Zr、Si掺杂元素，成功制备出具有良好柔性的二维Al_2O3基纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等手段，系统研究了掺杂元素种类、掺杂比例及煅烧温度对纤维形貌与晶体结构的影响，并对纤维膜的拉伸强度、弯曲性能等力学性能进行了系统表征。结果表明，引入Zr元素掺杂可使纤维晶粒尺寸显著降低，同时提升其柔韧性，但该纤维膜经1 400℃高温煅烧后，出现晶粒粗化现象，并导致柔韧性显著下降。当掺杂元素为Si、铝硅摩尔比为6∶1时，所得Al_2O3-SiO2纳米纤维膜形貌均匀，晶体结构为稳定的莫来石相。该纤维膜在1 400℃煅烧后仍保持良好的柔性；经1 000℃煅烧后，其拉伸强度达1.03 MPa,500次弯折循环后弯曲刚度仍保持在70 mN，室温导热系数较低(0.029 9 W/(m·K))，表现出优异的综合性能。
基于DEHMA的熔喷材料抗菌改性及性能研究
朱霞;曾倩茹;管可汗;徐海波;陈光富;张海峰为解决熔喷空气过滤材料捕获有害微生物后仍存在二次污染风险的问题，本研究以聚丙烯（PP）熔喷材料为基材，通过化学接枝法先后将季铵盐类抗菌剂2-二甲基-2-十六烷基-1-甲基丙烯氧乙基溴化铵（DEHMA）、丙烯酸（AA）及银（Ag）离子整理到其表面，制备了PP-DEHMA-AA与PP-DEHMA-AA-Ag 2种抗菌材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及X射线光电子能谱（XPS）等多种表征手段证实了DEHMA与Ag离子的成功接枝。表征结果显示：接枝改性后，材料表面出现明显颗粒，且EDS谱图中发现了Br元素及Ag元素。然而，该改性过程并未显著改变PP熔喷材料的晶体结构，其特征衍射峰仍保持在14.1°、17.9°和22.0°处。抗菌性能测试结果表明，改性材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有优异的抗菌效果，其中PPDEHMA-AA对2种细菌的抗菌率分别为98.95%和99.15%;PP-DEHMA-AA-Ag的抗菌率进一步提升至99.43%和99.69%，且对金黄色葡萄球菌显示出更快的杀菌速率。这种增强效应归因于DEHMA的阳离子特性与Ag离子的多重抗菌机制的协同作用：DEHMA通过静电作用破坏细菌细胞膜结构，而Ag离子能够渗透细胞内部，破坏酶活性。本研究为开发高效抗菌空气过滤材料提供了可行路径。
细菌纤维素/壳聚糖/钛酸钡气凝胶的制备及压电性能
王怡洁;苏新;孙盈盈;付译鋆;张伟;李大伟为制备具有良好力学性能和压电性能的压电传感器，以细菌纤维素（BC）和壳聚糖（CS）为气凝胶骨架，以羟基化纳米钛酸钡（BT-OH）为压电材料，采用冷冻干燥技术制备BC/CS和BC/CS/BT-OH复合气凝胶，采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、万能材料试验机、静电计分别对复合压电气凝胶的表面形貌、化学结构、力学性能及压电性能进行测试和分析。结果表明，将BT-OH添进BC/CS复合气凝胶后，BC/CS/BT-OH复合气凝胶内部结构更加蓬松，表面微观结构更加粗糙，BT-OH纳米粒子成功混合在复合气凝胶中；红外光谱和X射线衍射分析证实了BT-OH粒子羟基化改性成功；当BT-OH质量分数为2.0%时，所制备的BC/CS/BT-OH复合气凝胶显示出最佳的增强效果，在70%应变条件下压缩应力高达77.69 k Pa，是相同应变条件下BC/CS复合气凝胶的1.93倍，具有优异的耐疲劳性；BT-OH的引入使BC/CS/BT-OH复合气凝胶的压电性能得到了提高，当BT-OH质量分数为2.0%时，BC/CS/BT-OH气凝胶的输出电压和电流最大，均为BC/CS复合气凝胶的3.56倍。
纤维基碳气凝胶的制备工艺研究进展
黄智杰;于彩娇;单浩如;刘其霞;陈天烨;葛建龙碳气凝胶凭借其高比表面积、超高孔隙率、低密度等特性而受到广泛关注。随着纤维材料研究和纳米技术的发展，采用纤维材料制备的纤维基碳气凝胶材料表现出更好的抗拉、抗压与耐疲劳等性能，丰富了碳气凝胶材料的制备途径和功能化发展。本文依据纤维基碳气凝胶材料的制备方法对其进行分类，综述了直接碳化法纤维基碳气凝胶、溶胶-凝胶法纤维基碳气凝胶、静电纺丝法碳气凝胶和三维（3D）打印纤维基碳气凝胶的制备原理、方法及研究进展；分析了多种制备方法的影响因素及其对材料功能化应用的调控作用；最后对纤维基碳气凝胶材料的发展方向进行展望，基于绿色科研发展理念，提出制备过程效率化、产品绿色化、多领域交叉功能复合化的研究思路。
博斯腾湖过去百年来枝角类种群变化特征及生态意义
程龙娟;张佳丽;薛滨;蒋庆丰;万的军;宁栋梁;杨书译;张雯枝角类作为湖泊生态系统中必不可缺的初级消费者和次级生产者，其种群组成和丰度的变化直接反映了湖泊生态系统的状况。博斯腾湖是我国西北地区最重要的淡水湖泊之一，本文基于对博斯腾湖中心点沉积岩芯中浮游动物枝角类化石的分析，结合~210Pb和~137Cs比活度测试建立岩芯的年代序列，探究了过去100多年来，博斯腾湖浮游动物枝角类种群结构的演替特征及生态意义。研究结果表明：博斯腾湖沉积物中共鉴定枝角类17属25种，枝角类组成的优势种分别为象鼻溞(Bosmina spp.)、异形单眼溞(Monospilus dispar)、尖额溞(Alona spp.)、圆形盘肠溞(Chydorus sphaericus s.l.)等。过去百年以来博斯腾湖枝角类种群结构及其多样性呈现较为显著的阶段性变化特征：1867年之前，枝角类化石总浓度偏低，优势种以沿岸种为主，多样性指数较高，表明湖泊处于低水位草型环境；1884—1909年间，枝角类总数迅速增加并达到全孔最高水平，优势种仍然为沿岸种，但浮游种象鼻溞浓度有所增加，多样性水平升高，反映湖泊水位和营养水平有所增加；1909—1963年间，枝角类的丰度显著下降，优势种由异形单眼溞转变为圆形盘肠溞，多样性水平下降，指示湖泊营养水平和浑浊度有所增加；1963年以来，枝角类总浓度迅速增加，优势种则转变为象鼻溞，多样性进一步下降，反映了当前阶段湖泊水质环境受到显著破坏、富营养趋势加剧，浮游种与沿岸种的比值(planktonic-to-littoral species ratio,P/L)显著增加，指示湖泊水位升高。本研究可为干旱半干旱地区淡水湖泊生态系统重建研究提供有效的生物指标的证据支持。