向本期载文的审稿专家致谢

本期《河北工业科技》共发表论文10篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此,本刊编辑部特向这些专家表示敬意,对他们的辛勤劳动表示感谢。

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本期《河北工业科技》共发表论文10篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此,本刊编辑部特向这些专家表示敬意,对他们的辛勤劳动表示感谢。本期载文的审稿专家名单如下(按姓名的汉语拼音字母顺序排列).

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本期《河北工业科技》共发表论文10篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此,本编辑部特向这些专家表示敬意,对他们的辛勤劳动表示感谢。本期载文的审稿专家名单如下(按姓名的汉语拼音顺序排列).

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本期《河北工业科技》共发表论文10篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此,本编辑部特向这些专家表示敬意,对他们的辛勤劳动表示感谢。

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本期《河北工业科技》共发表论文10篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此,本刊编辑部特向这些专家表示敬意,对他们的辛勤劳动表示感谢。

基于系统动力学的危险化学品运输风险因素研究

为了降低危化品运输事故频次,规避危化品在运输过程中的风险,基于系统动力学模型,从人、机、环、管4个维度构建危化品运输风险因素指标体系,使用AHP法对指标权重进行赋值,结合风险因素间的因果关系构建参数方程,利用Vensim软件仿真模拟危化品运输风险水平的变化趋势,确定单因素变量值和人、机、环、管风险子系统权重的变化对危化品运输风险系统动力学模型的影响程度。结果表明:安全意识薄弱、设备故障等风险因素的变动以及人、机、环、管风险子系统的权重变动都会影响危化品运输风险水平,人、机、环、管4个子系统对危化品运输风险的影响程度从高到低依次是人、管、环、机。研究结果可为降低危化品运输过程中的风险和制定危化品运输事故预防策略提供一定参考。

机械谐振系统实验平台动力学特性及实验方法研究

为了改善自动控制原理及相近课程的教学效果,促进一体化课程建设,研制了机械谐振系统实验平台。首先,建立了实验平台的数学模型,详细分析了所提出的机械谐振系统的非线性动力学特性,讨论了实验平台系统的L_(2)稳定性和李雅普诺夫稳定性;其次,介绍了实验平台的软硬件组成及其实际应用方法;最后,用仿真实验和物理实验对机械谐振系统实验平台进行了验证。结果表明:通过机械谐振系统实验平台,能直观地展示二阶系统的时域响应特性与频率响应特性,以及PID、LQR和基于李雅普诺夫函数的抑振控制器的控制特性。所设计的机械谐振系统实验平台能够更好地辅助完成控制工程相关课程的教学任务,并为控制工程科研工作提供技术支持。

基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码研究

为了解决无线通信系统低速率传输面临的瞬时快衰落明显、归一化多普勒很大、接收信号弱等多种难题,提出了基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码体制。首先,构建了非相干多进制正交调制迭代译码模型,给出了基于最大值映射的简化解调译码方法;其次,设计了基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码系统方案,分析了信道容量极限关键参数,推算出编码码率与信噪比关系,提出了基于分集合并信号概率密度的性能分析方法;最后,采用蒙特卡洛仿真方法,结合高斯信道与瑞利衰落信道进行了系统仿真验证及性能分析。结果表明:在归一化多普勒0.5的瑞利衰落信道仿真环境下,采用16重分集、32阶正交调制、Turbo/低密度奇偶校验码(LDPC)迭代译码,编码码率为2/3、编码信息长度为384的设计方案,可实现信噪比低至3 dB时的稳定通信。所提出的基于分集的非相干多进制正交调制迭代译码方法,实现了低信噪比高可靠传输,可为低速率无线通信系统设计提供参考。

基于预训练模型与BiLSTM-CNN的多标签代码坏味检测方法

为了提高多标签代码坏味检测的准确率,提出一种基于预训练模型与BiLSTM-CNN的多标签代码坏味检测方法DMSmell(deep multi-smell)。首先,利用静态分析工具获取源代码中的文本信息和结构度量信息,并采用2种检测规则对代码坏味实例进行标记;其次,利用CodeBERT预训练模型生成文本信息对应的词向量,并分别采用BiLSTM和CNN对词向量和结构度量信息进行深度特征提取;最后,结合注意力机制和多层感知机,完成多标签代码坏味的检测,并对DMSmell方法进行了性能评估。结果表明:DMSmell方法在一定程度上提高了多标签代码坏味检测的准确率,与基于分类器链的方法相比,精确匹配率提高了1.36个百分点,微查全率提高了2.45个百分点,微F1提高了1.1个百分点。这表明,将文本信息与结构度量信息相结合,并利用深度学习技术进行特征提取和分类,可以有效提高代码坏味检测的准确性,为多标签代码坏味检测的研究和应用提供重要的参考。

改进PCA方法的牙颌特征提取和数据集构建

为了提高牙颌数字模型特征提取的准确性和牙齿分割的效率,提出一种几何变换和主成分分析相结合的坐标系标准化方法,并以离散曲率、法向量、形状直径函数和离散测地距离为基础特征对牙颌数字模型进行了特征提取,在此基础上进一步扩展构建了76个特征数据集。采用提出的坐标系标准化方法和数据集对上颌进行了牙齿分割实验。结果表明:改进主成分分析方法能够快速准确地实现牙颌数字模型坐标系对齐,能够准确识别牙齿的特征信息并作出标记,牙齿分割完整,平均分割准确率达到99.74%。基于改进主成分分析方法的牙颌模型特征提取方法能够极大地提高特征对牙齿的区分性,从而降低位姿对牙颌特征提取带来的负面影响,实现在特征数据较少的情况下准确分割牙齿,可为数字化口腔诊疗提供一定的参考。

基于CenterNet的跑步姿态鉴别系统的设计

为了改善目前大众跑步姿势普遍不规范的现状,提出了一种基于CenterNet的跑步姿态鉴别系统。首先,通过截图、拍照的方式自制数据集,并对数据集进行清洗、标注和分析,消除数据无关信息与简化数据。其次,引入多尺度通道注意力机制与添加十字星变形卷积2种方式改进CenterNet算法模型,将动作图像转化为数字信息和特征向量,并以此为基础,利用KNN(K-nearest neighbors)算法对跑步姿态类型进行分类。最后,与经典模型方案进行对比,验证改进CenterNet算法鉴别系统的有效性。结果表明:改进的CenterNet模型的精确率与召回率都有所提升,其参数量与计算量降低。所提算法模型能够对大多数不良姿势作出及时、准确反馈,有效帮助跑步爱好者发现问题,从而改善跑步姿态、提高运动效率、预防伤病。

89钻杆自动排放机械手设计与研究

为了解决目前人工辅助完成陆地钻台立柱存取存在排放工作劳动强度大、安全性低等问题,以KV3000钻井平台为大环境、89钻杆组成的立柱为研究对象,设计了钻杆自动排杆机械手。首先,对钻井过程中存取立柱的动作及时序过程进行分析;其次,采用动力学仿真分析方法对自动排放机械手进行干涉检查和行程检验,并针对核心零部件进行有限元分析。结果表明:研究装置可顺利完成钻杆存取工作,实现立柱在立柱盒与井口之间的位置转换,加速度均为线性,变化比较平稳,整体无较大波动;核心零部件最大变形为0.15167 mm,最大应力为59.875 MPa,均在允许范围。设备结构合理、运动轨迹规划合理、核心受力部件满足使用要求,提高了钻井作业过程中的自动化程度和安全性,为钻井作业钻杆自动排放提供了解决方案。

基于ADASYN和WGAN的混合不平衡数据处理方法

为了解决不平衡数据集中少数类样本分类精度较低的问题,提出了一种处理不平衡数据集的ADASYN-WGAN方法。首先,采用ADASYN(adaptive synthetic sampling)算法生成少数类样本,用这些生成样本代替WGAN(wasserstein generative adversarial networks)中的随机噪声;其次,利用WGAN算法生成符合原始数据集分布规律的少数类样本,构建平衡数据集;然后,在6个公开数据集上,采用随机森林分类器对所提方法和4种过采样算法得出的处理结果分别与原始数据集进行对比;最后,通过F1-Score,G-mean和AUC等分类评估指标的表现验证所提方法的有效性。结果表明:在对比实验中,经过ADASYN-WGAN方法得到的平衡数据集在随机森林分类器的十折交叉验证中,4个公开数据集中的各项分类评估指标值均达到最优,虽然另2个公开数据集中的AUC值略低,但其F1-Score和G-mean取得了最高值。所提出的ADASYN-WGAN方法可生成高质量的数据样本,并可为解决不平衡数据集中少数类样本的预测偏差问题提供参考。

4种常见食源性病原菌多重PCR检测技术研究

为了解决常规方法检测食源性病原菌存在操作繁琐、周期长的问题,基于4种常见食源性病原菌特异基因序列扩增提出了一种快速、高效的多重PCR(multiplex polymerase chain reaction, MPCR)检测方法。根据单增李斯特菌iap基因、蜡样芽孢杆菌gyrB基因、产志贺毒素大肠埃希氏菌stxⅠ基因、肠炎沙门氏菌invA基因的特异序列分别设计引物后建立MPCR反应体系,测试其特异性、敏感性和可行性,并与国标培养法进行比较。结果表明:MPCR扩增出4个目标基因的特异性条带大小依次为371、221、432、171 bp;在58℃的退火温度下,MPCR扩增表现出良好的特异性,无非特异性扩增,4种病原菌最低检出限达到102CFU/mL;MPCR方法和国标培养法对多种食源性病原菌感染的牛奶样品的检测结果完全一致,检测周期由原来的5~7 d缩减到8~9 h。所建立的MPCR技术作为一种快速、高效的检测方法,可为食品安全生产提供保障。

台阶级数对加筋土挡墙地震动力响应影响研究

为了优化加筋土挡墙的结构设计,研究了台阶级数对加筋土挡墙抗震性能的影响程度。基于Flac3D软件建立了加筋土挡墙数值模型,探讨了不同地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)下不同台阶级数加筋土挡墙的侧向位移、竖向沉降、加速度响应和水平土压力的变化规律。结果表明:4 m/s^(2)峰值加速度下,增加台阶级数,侧向位移减小了61.9%,竖向沉降减小了20.5%;PGA放大系数随着台阶级数的增加而增大,其中加筋区PGA放大系数略大于面板处PGA放大系数;1级加筋土挡墙最大水平土压力位于墙脚处,2,3级加筋土挡墙最大水平土压力位于台阶分级处;水平土压力在台阶分级处大于规范计算值。增加台阶级数能够提升加筋土挡墙的抗震性能,可为实际工程中加筋土挡墙的分级设计提供理论参考。

一种基于光电自准直法的装甲战车原位校炮系统

为了解决当前装甲战车校炮时空受限、精度低、过程复杂、无法现场原位校炮等问题,提出了一种基于光电自准直法的装甲战车原位校炮系统。基于镜炮一致性原理,设计校炮装置的机械结构;构建平行光管及其内部光路结构,利用光学自准直原理实现模拟无穷远处虚拟靶标;建立校炮装置的误差模型,通过对误差模型进行分析与合成以评定校炮装置参数的精确性,确定装置允许的最大误差值;通过实验对系统性能进行了实际测试与验证。结果表明:利用所设计的误差模型,其校准误差最大不超过传统校炮方式的60%,且时间缩短了一半以上,符合设计要求,具有较强的稳定性。装甲战车原位校炮系统可应用于装甲战车校炮工作,提高校炮的效率及精度、实现现场原位校准,为装甲战车校炮提供了一种新方法、新思路。

动态力学模拟试验信号产生系统结构设计

为解决现存高速碰撞动态力学模拟冲击试验存在的试验成本高、试验周期长,且无法实现连续多次高幅值冲击等问题,对高速连续冲击动态力学模拟试验信号产生系统结构进行了设计。通过对高速连续多次冲击信号进行靶场实测、仿真分析,揭示冲击信号特征,提出技术要求;根据信号特征,确定设计方案,利用“旋转式转盘+退让式冲击头”装置,产生连续多次高幅值、短间隔的冲击过载信号;通过模态分析及数值模拟,验证方案设计的可行性,并进行样机测试。结果表明:设计可实现模拟连续冲击大于10次,冲击幅值高于5000g,冲击时间间隔小于3 ms,且冲击时间间隔可调。设计可满足在实验室中对高速碰撞动力学信号的模拟检测,为实验室模拟高速连续冲击过程并进行冲击信号动态性能研究提供参考。

甜加糯型鲜食玉米留层加工关键工艺研究

为了最大程度延长并保持甜加糯型鲜食玉米的营养成分和口感,对玉米加工工艺进行研究。首先,确定了需要保留玉米内部2~4片苞叶的加工要求;其次,以冀糯173甜加糯型鲜食玉米为研究对象,掌握了鲜食玉米苞叶包覆状态及其在穗柄上的生长分布规律,提出了先定位切割再利用内外层苞叶附着力的差异去除外层苞叶的加工工艺;然后,在开展鲜食玉米外部形态尺寸测量实验的基础上,设计了一种环状定位结构,并搭建了去苞叶设备;最后,通过合理留层试验对所提出的加工工艺进行了验证。结果表明:先经定位环定位切割穗柄,再经去苞叶设备处理的玉米能够苞叶合理留层2~4片,定位环参数为大内径53 mm、小内径41 mm、接触区8 mm、保护区2 mm、厚度2.5 mm。先定位切割再去除外层苞叶的加工工艺合理可行,能够实现甜加糯型鲜食玉米合理保留内层苞叶的加工目标。鲜食玉米留层加工工艺可为甜加糯型鲜食玉米留层加工生产线的设计和改进提供参考。

基于DEMATEL-ISM的国内甩挂运输发展影响因素研究

为了降低国内社会物流成本、提升运输效率、支持国家绿色化物流发展、推广先进运输方式,对国内甩挂运输发展的影响因素进行研究。集成决策实验室分析(DEMATEL)法和解释结构模型(ISM)法,运用Python软件构建了国内甩挂运输发展影响因素的多层递阶结构模型,并基于模型分析了影响因素之间的递阶关系。结果表明:1)政府扶持力度X_(3)和发展现代物流意识X_(13)这2个因素的重要程度远高于其他发展因素,作为原因因素直接或间接影响每个发展因素;2)运输平台网络构建水平X_(10)作为强结果因素,主要受到大数据技术应用情况X_(11)和“互联网+”模式结合情况X_(12)等强原因因素的影响;3)甩挂运输联盟是发展国内甩挂运输的中坚因素,但其内部具有不稳定性。因此,针对国内甩挂运输发展问题,应重点关注政府扶持力度和发展现代物流意识,并加快甩挂运输联盟向甩挂运输平台转化,甩挂运输联盟内部建议采用新技术保证联盟健康发展。研究结果可为发展国内甩挂运输提供思路,从而促进实现物流行业的可持续性发展。

基于机器学习的妊娠期糖尿病智能预测系统设计与实现

为帮助有效识别患有妊娠期糖尿病的孕妇,提前干预治疗,降低其潜在风险,设计并开发了妊娠期糖尿病智能预测系统。首先,在对比10种机器学习模型的基础上对临床数据集进行数据归一化和特征筛选,减少模型计算复杂度和一些使模型不稳定的特征;其次,使用Stacking算法对10种不同的机器学习模型进行集成,分别搭建2个集成模型Stacking1和Stacking2,比较集成模型的性能;最后,基于PyQt5设计妊娠期糖尿病智能预测系统,预测孕妇患妊娠期糖尿病的风险,并给出建议。结果表明:使用10个机器学习模型以及2个集成模型对GDM进行预测,发现GBDT的预测结果高于其他机器学习模型,集成模型Stacking2将多个异质学习器相结合表现出较高的准确性和可靠性,且评价指标Accuracy、Precision、Recall、AUC分别为0.900 9、0.901 2、0.900 7、0.900 7,均高于同类模型。智能预测系统能有效预测妊娠期糖尿病的风险,能够及早发现易患病人群,并提供妊娠期糖尿病的科普知识,从而加强对易患病人群的健康管理,降低妊娠期糖尿病发生的风险。