• 2024年第45卷第4期文章目次
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    • 学报4期整期

      2024, 45(4). DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04001

      摘要 (194) HTML (0) PDF 30.81 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >国家青年/地区科学基金项目
    • 基于自适应权重MPC的AEB-P控制策略研究

      2024, 45(4):341-350. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04001

      摘要 (268) HTML (0) PDF 2.63 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步优化面向行人的汽车自动紧急制动系统(AEB-P)控制算法,提出了一种综合考虑驾驶舒适性和行人损伤风险的AEB-P分层控制策略。针对C-NCAP的AEB-P评价标准,设计了考虑制动时驾驶员舒适感的制动安全距离模型;通过引入模糊规则综合考虑行人损伤风险和场景工况得到权重系数调整策略,并基于此设计自适应权重系数MPC上层控制器,采用 PID 下层控制器对自车实际减速度进行修正;建立车辆纵向动力学模型并通过CarSim与Matlab/Simulink搭建测试场景和控制算法,通过硬件在环实验对本文方法和固定TTC阈值算法进行对比。结果表明,所提控制算法能够在93.75%的测试工况中有效避撞,而固定TTC阈值算法避障成功率仅有43.75%。相较于传统控制策略,该方法能使自车和前方行人保持较稳定的最小间距,鲁棒性更好,可为AEB-P控制理论提供参考依据。

    • >机械、电子与信息科学
    • 基于YOLOv7-TSCR的连铸坯表面缺陷检测

      2024, 45(4):351-361. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04002

      摘要 (253) HTML (0) PDF 5.75 M (592) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决连铸生产过程中铸坯表面缺陷检测准确率低、检测速度慢、模型参数量大难以部署等问题,提出一种融合重参数化和注意力机制的轻量化铸坯表面缺陷检测算法YOLOv7-TSCR。首先,利用Mish和SiLU激活函数、SimAM注意力机制,构建了改进的高效层聚合模块ELAN-S,以有效增强对多尺度缺陷特征的提取;其次,设计了C2f_RG模块改进特征融合网络,减少参数量的同时获得更丰富的梯度流信息,增强特征融合能力;最后,根据采集实际生产中的缺陷图像,构建铸坯缺陷数据集并进行验证。结果表明:YOLOv7-TSCR相较其他网络模型检测效果显著提升,在模型参数量减小的情况下,精确率达93.5%,平均精度均值提高了2.8%,检测速度可达120 FPS;在NEU-DET公开数据集上进行的泛化性对比实验证明了算法具有较强的泛化性。改进算法在保证较高检测精度的基础上,具有较快的检测速度和较小的参数量,为铸坯表面缺陷的高效检测提供了技术参考。

    • 深度强化学习的通用插件研究综述

      2024, 45(4):362-372. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04003

      摘要 (205) HTML (0) PDF 1.46 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:深度强化学习的通用插件是一种可附加于大部分原生算法之上,并与其他种类插件兼容的算法类型。根据环境的不同,原生算法加入合适的插件后形成了不同的变体,并在训练速度、稳定性等方面取得了更好的效果。根据各类变体包含的通用插件在训练流程中的共性,将它们分为了6类,包括通用网络模型、内在奖励、经验回放、自我博弈、模仿学习和课程学习。综述了这6类算法中常用的通用插件,介绍了它们的应用场景和在深度强化学习中的主要作用,提出了未来的研究重点:1)提高经验利用效率;2)设计和训练出通用神经网络架构;3)提高算法在稀疏奖励环境的探索效率;4)提高算法在现实中应对各种突发状况的能力。

    • 接地共面波导与芯片级联结构设计与优化

      2024, 45(4):373-380. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04004

      摘要 (205) HTML (0) PDF 2.67 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传输线与芯片级联时产生阻抗突变,导致传输效率下降的问题,基于接地共面波导与芯片级联结构,提出了一种适用于X~Ka波段的匹配带线解决方法。通过S参数提取芯片的输入阻抗,并对射频电路中的阻抗不连续点进行分析,设计阻抗匹配电路并建立三维仿真模型。通过有限元仿真分析,讨论了匹配电路和键合引线中心间距对射频传输性能的影响,对比分析了不同结构及不同匹配电路的传输性能差异。仿真结果显示:在X~Ka波段范围内,匹配电路可令接地共面波导与芯片级联结构的S11<-21 dB,S21>-0.19 dB。优化后的接地共面波导与芯片级联结构可在降低传输损耗的同时显著提高射频信号的隔离度,减少信道串扰,为厘米波频段下射频电路的设计提供理论参考。

    • >化学与化工
    • Ag/h-BNNS/PVP复合纤维膜光催化CO2还原性能研究

      2024, 45(4):381-393. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04005

      摘要 (200) HTML (0) PDF 5.96 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善纳米贵金属材料的光催化性能,以三聚氰胺和硼酸为原料,采用前驱体高温热解制备高比表面积的氮化硼纳米片(h-BNNS),将其真空浸渍AgNO3后加入到聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纺丝液中,通过静电纺丝得到Ag/h-BNNS/PVP复合纤维膜,并对复合纤维膜的组成、微观结构和光电热等性能进行表征,以CO2的还原反应为模型探究测试复合纤维膜的光催化剂性能。结果表明:银纳米颗粒(Ag NPs)均匀分散于复合纤维的表面,平均粒径小于10 nm;纳米Ag等离子共振效应显著提高了复合物纤维膜对可见光的吸收和电子-空穴对的分离效率,Ag NPs的引入提高了膜材料的热稳定性;制备工艺中的焙烧温度为250 ℃,Ag NPs的含量为1.0%时,复合纤维膜的光催化活性最佳(CO产率为300 μmol/(g·h));Ag/h-BNNS/PVP复合膜经过10次循环使用后,光照8 h的CO产率不低于500 μmol/g。通过掺杂Ag NPs改性h-BNNS,并将Ag/h-BNNS复合微粒负载于PVP纤维中可制备高效多孔复合膜催化剂,为氮化硼基催化剂的研究提供了理论参考。

    • 甲基丙烯醛选择性氧化制甲基丙烯酸催化剂的研究进展

      2024, 45(4):394-405. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04006

      摘要 (234) HTML (0) PDF 3.49 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的大宗化学品,用于生产有机玻璃、功能高分子材料、涂料等。基于石油化工和煤化工原料的C3/C4法被认为是生产MMA的绿色工艺,其中甲基丙烯醛(MAL)氧化为甲基丙烯酸(MAA)是该工艺的关键步骤。对催化该反应所使用的催化剂进行了总结和分析,介绍了目前工业上所用的以Keggin结构磷钼钒酸盐为基础的催化剂,对催化剂的活性物种、不同组分的作用、负载型催化剂目前存在的问题进行了总结并提出了相应的解决方案,介绍了可催化该反应的非金属碳催化剂的研究进展。对于非金属碳催化剂,指出未来应从2个方面展开研究:1)设计制备高活性和稳定性的碳催化剂;2)利用表征手段构建催化剂的结构模型,探究碳催化机理。

    • >食品与生物科学
    • 植物SWEET基因及其糖转运功能研究进展

      2024, 45(4):406-414. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04007

      摘要 (310) HTML (0) PDF 1.01 M (658) 评论 (0) 收藏

      摘要:SWEET(sugars will eventually be exported transporter)是一类介导蔗糖或己糖通过顺浓度梯度被动扩散跨细胞膜转运的新型糖转运蛋白。植物SWEET蛋白包括7个跨膜结构域,其中包含2个MtN3/Saliva结构域,可分为4个进化分支。SWEET转运蛋白在多种生理和生化过程中发挥着关键作用,包括韧皮部装载、激素运输、营养和生殖生长等。结合当前SWEET转运蛋白的研究进展,重点总结了SWEET的发现、蛋白结构及其在糖转运中的生物学功能,指出目前植物SWEET基因研究面临的问题,并对未来SWEET蛋白的研究重点进行了展望:1)探究SWEET蛋白的底物识别机制;2)挖掘提高作物产量和品质的关键SWEET基因;3)利用SWEET基因编辑和磷酸化等策略改良作物产量和品质。

    • 毕赤酵母分泌型遗传操作工具的构建与优化

      2024, 45(4):415-424. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04008

      摘要 (178) HTML (0) PDF 2.51 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决毕赤酵母遗传操作效率低且流程繁琐的问题,提高其应用价值,构建并优化了分泌型遗传操作工具。首先,以α-淀粉酶为报告蛋白,通过融合自主复制序列构建非整合型表达质粒;其次,借助通用引物和POE-PCR,快速筛选评估与目的蛋白最匹配的内源信号肽;最后,构建以亚磷酸盐为唯一磷源的营养依赖型筛选标记。结果表明:2种非整合型质粒表达α-淀粉酶的酶活分别是整合型质粒的2倍和1.6倍;以FLO10、EXG1和MSB 2为信号肽引导的α-淀粉酶酶活分别是常规信号肽α-MF的2.5倍、1.94倍和1.75倍;亚磷酸脱氢酶基因(ptxD)成功筛选出异源表达α-淀粉酶的重组菌株。研究简化了基因操作流程,改进了遗传操作工具,开发的绿色安全且低成本的营养依赖型筛选标记,有助于毕赤酵母分泌表达系统的应用和推广。

    • >交通物流
    • 不同牵引特性城轨列车车轮磨耗与疲劳研究

      2024, 45(4):425-433. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04009

      摘要 (178) HTML (0) PDF 2.76 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对列车频繁牵引起动对车轮磨耗与疲劳损伤产生的影响问题,在恒定牵引力的基础上,探究了不同牵引特性曲线恒功率区转折点速度对车轮磨耗与疲劳的影响规律。采用SIMPACK和MATLAB软件进行联合仿真,建立了不同牵引特性下城轨列车动力学模型和基于Archard的车轮磨耗模型,分析在牵引电机不同起动转矩下牵引特性曲线恒功率区转折点速度对城轨列车轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度、磨耗面积以及疲劳指数的影响规律。结果表明:列车牵引起动过程中,电机起动转矩越大,轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度和磨耗面积也越大,而疲劳指数则越小;电机起动转矩一定时,随着列车牵引特性曲线恒功率区转折点速度的增大,轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度和磨耗面积也增大,疲劳指数则有所减小;当电机起动转矩从800 N·m增大到1 400 N·m,车轮磨耗深度和磨耗面积增长率最大为6.9%和12.6%,而疲劳指数下降率最大为7.2%;当恒功率区转折点速度从50 km/h增加到80 km/h,车轮磨耗深度和磨耗面积增长率最大为4.4%和4.3%,疲劳指数下降率最大为1.9%。本文研究了车辆起动转矩与恒功率转折点速度变化对车轮磨耗与疲劳的影响规律,可为车辆牵引特性设计和电机控制以及车轮运维提供参考。

    • 基于压力拱理论的深埋节理岩体隧道围岩压力研究

      2024, 45(4):434-442. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04010

      摘要 (143) HTML (0) PDF 3.75 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究节理岩体隧道围岩压力计算方法,以隧道压力拱理论为基础,通过离散元数值模拟分析了岩体的坚硬程度、完整程度和结构面的抗剪强度对隧道压力拱的影响,应用多元线性回归拟合了多因素围岩压力公式,并结合依托工程对拟合公式进行了适用性分析。结果表明:节理岩体隧道压力拱范围为拱顶到最大主应力方向的偏转点,隧道压力拱高度随着节理间距和结构面的抗剪强度的增大而减小,岩体力学参数对压力拱高度的影响较小;与现场实测的围岩压力相比,计算误差在15%以内。所提围岩压力公式适用性良好,为节理岩体的围岩压力计算提供了新的思路。

    • >管理科学与工程
    • 科技人才评价研究综述

      2024, 45(4):443-453. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04011

      摘要 (173) HTML (0) PDF 1.00 M (418) 评论 (0) 收藏

      摘要:加强科技人才评价研究,有助于发挥“评价”的“指挥棒”和“风向标”作用,充分激发科技人才的创新创造活力,为加快实现高水平科技自立自强和建成科技强国的宏伟目标提供有力的人才支撑。综述了科技人才评价对象的研究现状,从专家定性评价法、定量指标评价法以及综合评价法3个方面对科技人才评价方法进行述评,重点介绍了层次分析法、熵值法、因子分析法、基于熵权的TOPSIS法、模糊综合评价法,对科技人才评价常见指标体系进行了梳理总结,展望了科技人才评价的发展趋势,结合当前形势与政策,提出今后应进一步细化评价对象分类研究,注重科技人才评价指标的价值导向和数字化技术在科技人才评价中的深化应用。

    • >新能源与节能环保
    • 固相萃取-高效液相色谱法测定水中氢氯噻嗪

      2024, 45(4):454-460. DOI: 10.7535/hbkd.2024yx04012

      摘要 (180) HTML (0) PDF 999.80 K (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确测定水体中的痕量氢氯噻嗪含量,建立了固相萃取(SPE)-高效液相色谱法(HPLC)联用的测定方法。首先,将采集的水样(1 000 mL)进行过滤并调节pH值后,通过活化后的HLB固相萃取柱进行净化;然后,用10 mL纯甲醇进行洗脱提取,氮吹至近干,用1 mL甲醇定容;最后,采用HPLC检测所得溶液。检测条件:色谱柱为ZORBAX Eclipse Plus C18(4.6 mm×250 mm,5 μm),流动相为甲醇∶水(二者体积比为70∶30),流速为1 mL/min,等度洗脱,检测波长为270 nm,采用外标法定量。结果表明:氢氯噻嗪质量浓度为0.1~50.0 μg/L时,待测物的质量浓度和色谱峰面积成正比例线性关系,线性方程为A=221.49c+3 915,R2=0.999 7[WT];供试品在24 h内放置稳定,平均回收率为99.90%(RSD值为1.8%,n=5),精密度为1.1%。所建立的方法操作简便,具有较高的精密度,检出浓度低,采用的流动相配制简单,对环境污染小,可用于水环境中痕量氢氯噻嗪的检测、分析及风险评估。

主编:李铁军

创刊:1980

国际标准刊号:ISSN 1008-1542

国内统一刊号:CN 13-1225/TS

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