近红外光谱结合共识模型快速检测果酒的总酚含量

果酒发酵中的多酚是引起果酒口感、颜色变化的重要因素。为保证果酒品质,有必要开发一种快速监测发酵过程中多酚含量变化的技术。收集不同批次成熟期的蓝莓、桑葚为原料,分别碾压成汁,同时按比例混合二者,于小型发酵罐进行发酵。通过离线收集不同发酵时段的发酵液于离心管,高速离心后取上清液置于棕色瓶保存,共计得到48个果酒发酵样本。将上清液置于三个平行样比色皿,以傅里叶快速变换近红外光谱仪(FT-NIR)采集其透射光谱,取平均值作为该样本的光谱信号。然后将棕色瓶内的发酵液以国标法(即以标准液的吸光度值制定标准曲线)测定各样品的总酚含量,以duplex法计算样本光谱之间的距离且按2∶1的比例划分为训练集和预测集。采用间隔偏最小二乘法(iPLS)将训练集样本的透射光谱与总酚含量之间构建定量模型,间隔数从2依次变化到60个。该研究创新之处是使用共识方法融合多个已构建好的iPLS成员模型,按一定的共识规则分配权系数。通过各成员模型交互验证的残差及其残差之间的相关性来优化各成员模型的线性组合,以拉格朗日乘数法求解各成员模型的权系数,使间隔偏最小二乘-共识模型(consensual iPLS,CiPLS)的交互验证均方根误差最小。相比于全局PLS模型、划分不同间隔数量时的iPLS模型,CiPLS均具有较小的预测误差。当划分39个间隔时由三个iPLS成员模型(即14th,16th,18th)组成的共识模型误差最小为124.2,交互验证相关系数为0.944,对预测集样本的预测均方根误差为163.4,预测相关系数为0.931,预测性能均优于PLS和iPLS模型。另外,作为对比选用连续投影算法与无信息变量剔除法来优化光谱模型,其预测性能均不及本文提出的共识模型。分析各iPLS模型预测残差之间的相关性,发现共识模型主要是融合那些具有较高预测性能且模型间较低相关性的成员模型。结果表明,光谱分析结合共识方法可提高回归模型的预测精度、减少建模所需变量数,能够用于果酒总酚含量的离线快速检测。     

人行荷载下梁式结构振动分析的DQ-IQ混合法

为了评估人行荷载作用下梁式结构的振动舒适度,利用微分求积-积分求积,即DQ-IQ混合法求解移动荷载作用下梁的振动响应。人行荷载作用下梁式结构的振动控制方程是含Dirac函数的偏微分方程,首先利用IQ法离散与时间相关的Dirac函数,再利用DQ法把控制方程转化为二阶常系数微分方程,最后利用Newmark算法求解微分方程。以某钢结构连廊为例,利用DQ法计算结构自振频率并与解析解进行对比,结果验证了节点选取和边界条件施加的合理性,再利用DQ-IQ混合法和振型叠加法分别计算了不同行走步频下连廊的响应,计算结果表明,DQ-IQ混合法具有较高的可靠性和精确性。DQ-IQ混合法也可以推广到诸如车辆荷载作用下路面或桥梁的动力响应等其他移动荷载下结构的振动分析。     

Scalable and Transferable Reinforcement Learning for Multi-Agent Mixed Cooperative–Competitive Environments Based on Hierarchical Graph Attention

Most previous studies on multi-agent systems aim to coordinate agents to achieve a common goal, but the lack of scalability and transferability prevents them from being applied to large-scale multi-agent tasks. To deal with these limitations, we propose a deep reinforcement learning (DRL) based multi-agent coordination control method for mixed cooperative–competitive environments. To improve scalability and transferability when applying in large-scale multi-agent systems, we construct inter-agent communication and use hierarchical graph attention networks (HGAT) to process the local observations of agents and received messages from neighbors. We also adopt the gated recurrent units (GRU) to address the partial observability issue by recording historical information. The simulation results based on a cooperative task and a competitive task not only show the superiority of our method, but also indicate the scalability and transferability of our method in various scale tasks.     

一种基于遗传算法的肽/蛋白质结合模式虚拟筛选建模技术

“合理”QSAR模型是指在了解配体与受体相互作用模式的前提下建立定量构效关系, 这样避开了传统做法仅仅依靠样本集分子自身信息来构建预测模型的诸多弊端. 本文将此思想应用于肽/蛋白质亲和活性的研究当中, 借助于遗传算法作为虚拟受体结合靶点及相互作用模式的筛选手段得到了一种新的建模技术: 肽/蛋白质结合模式遗传虚拟筛选(genetic virtual screening of combinative mode for peptide/protein, GVSC). 该法成功解决了“合理”QSAR研究中的难题, 即大多数情况下受体结构未知而难以了解配基与之发生的结合方式. 分别使用58个血管紧张素转化酶, 18个Camel抗体蛋白cAb-lys3双位点突变残基对GVSC加以检验, 其结果表明GVSC能够较好地阐明配基与受体之间的作用机理, 并能得到优于传统方法的QSAR模型.     

278.15～318.15 K下葡萄糖在盐酸中的体积性质

测定了278.15～318.15 K(间隔10 K)下葡萄糖＋HCl＋水三元体系的密度, 计算了葡萄糖在盐酸(浓度0.2～2.1 mol•kg^–1)中的表观摩尔体积V_Φ,G、标准偏摩尔体积V⁰_Φ,G、葡萄糖-HCl在水中的体积对相互作用参数V_EG和标准偏摩尔膨胀系数(∂V⁰_Φ,G/∂T)_p. 结果表明: (1)葡萄糖在盐酸中的表观摩尔体积随葡萄糖和HCl的浓度的增加而线性增大; (2) V⁰_Φ,G随HCl的质量摩尔浓度的增加而线性增大; (3)葡萄糖与HCl在水溶液中的体积相互作用参数V_EG＞0, 但数值对温度变化不甚敏感; (4)葡萄糖在水和盐酸中的V⁰_Φ,G值随实验温度的变化关系均可表示为: V⁰_Φ,G＝a₀＋a₁(T－273.15 K) ^2/3; (5) (∂V⁰_Φ,G/∂T)_p为正值且随温度的升高而减小; 在一定温度下, 其值随HCl浓度的增加而稍稍减小. 糖的水化程度随温度的升高和HCl的浓度的增加而减小. 用结构相互作用模型对葡萄糖与HCl之间的体积相互作用进行了解释.     

声光可调-近红外光谱技术分析烟草主要化学成分

建立了声光可调-近红外光谱方法(AOTF-NIR)检测烟草主要化学成分的方法。应用AOTF-NIR光谱仪测定了不同地区、不同等级烟草样品的近红外光谱,用Unscrambler(定量分析软件将光谱与对应的化学成分值相关联,建立了烟草中总糖、还原糖、总烟碱和钾的回归模型。用这些模型对未知样品进行了预测。总糖、还原糖、总烟碱和钾模型预测的平均相对标准偏差分别为2.71%、3.13%、4.04%和6.42%。     

四元轻稀土硝酸盐水溶液体系{H2O+La(NO3)3+Pr(NO3)3+Nd(NO3)3}的热力学研究

在298.15 K条件下, 利用等压法研究了四元轻稀土硝酸盐水溶液{H2O La(NO3)3 Pr(NO3)3 Nd(NO3)3}及其3个二元亚系{H2O La(NO3)3}, {H2O Pr(NO3)3}和{H2O Nd(NO3)3}的热力学性质. 以NaCl或CaCl2水溶液为参考溶液, 测定了不同水活度条件下该四元溶液的渗透系数及各溶质组元的活度系数. 实验结果表明, 上述四元系与其3个二元亚系之间存在简单共性, 在实验误差允许范围之内(|Δ|≤0.0010), 该四元系符合偏理想溶液模型.     

Partial Oxidation of Methane to Synthesis Gas over Hexaaluminates LaMAl11O19-δ catalysts

A series of M-substituted hexaaluminates LaMAl11O19-δ (M=Fe, Co, Ni, Mn, and Cu)were prepared and characterized by XRD, XPS, TPR and TGA techniques, respectively. They exhibited different reducibility and catalytic activity for partial oxidation of methane (POM) to synthesis gas. Among the LaMAl11O19-δ samples, LaNiAl11O19-δ showed the best catalytic activity for the topic reaction and selectivity for synthesis gas at 780 ℃ for 2 h. The conversion of CH4 was over 99.2%, and the product selectivity for both CO and H2 was above 90.3%.     

氧载体的氧物种直接氧化甲烷制合成气

甲烷部分氧化制合成气由于合成气中n(H2)/n(CO)接近2,可直接用于甲醇合成或烃类F-T合成等后续工业过程而在国内外受到了广泛的关注。利用氧载体的氧物种在无气相氧下直接选择氧化甲烷制合成气是天然气化工利用的新方法,本文介绍了该方法的基本原理、概念工艺和对氧载体的性能要求,对应用于该方法的铈基复合氧化物的掺杂和助剂对选择氧化甲烷性能的影响、钙钛矿氧化物氧载体的氧缺陷、氧物种迁移、结构稳定性及其氧物种氧化甲烷的性能进行了阐述和分析,提出了控制氧载体表面状态是获得高合成气选择性的关键,并对该技术今后的研究重点进行了展望。     

近红外光谱快速测定红花逆流提取过程中羟基红花黄色素A的含量

采用近红外光谱(NIRS)透射法对红花罐组式逆流提取过程中羟基红花黄色素A(Hydroxysafflor yellow A,HSYA)的含量进行快速无损的测定.在红花逆流提取过程中,以高效液相色谱法(HPLC)为对照分析方法,测定提取液中羟基红花黄色素A的含量,运用偏最小二乘(PLS)法建立NIR光谱与羟基红花黄色素A的HPLC分析值之间多元校正模型,并对逆流提取过程的未知样本进行含量预测.校正模型相关系数达到0.982,预测相关系数达到0.965,RMSEC和RMSEP分别为0.053和0.075,RSEC和RSEP分别为3.96%和5.25%.结果表明,NIRS可以作为一种准确、快速、无损的检测方法用于检测中药逆流提取过程有效成分含量变化规律.