使用SPEC#开发高可靠性的物流信息系统

结合形式化软件开发方法和面向对象的方法学,使用SPEC#开发物流信息管理系统,利用该语言中的前置条件、后置条件、对象不变式等形式化机制显著地提高了软件的可读性、可靠性和可维护性。系统地总结了分析、设计和编码阶段的经验和问题,提出了应用SPEC#进行契约式程序设计的一组原则和建议,并分析了该语言存在的不足和改进策略。

使用SPEC#开发高可靠性的算法程序

概要介绍了SPEC#的基本特性;使用SPEC#开发了若干典型的算法程序,利用该语言中的契约机制来形式化地描述前置条件、后置条件、对象不变式等程序规约,从而显著地提高了程序的可读性、可靠性和可维护性,有助于软件自动化水平的提高。

基于SPEC#的功能性冗余软件开发

软件的功能性冗余能够有效提高计算机系统可靠性和安全性。研究了SPEC#语言中的前后置断言和对象不变式等契约机制,分析了如何通过这些机制来实现输入输出域控制、主动冗余和故障恢复等软件功能性冗余的方法和手段,并总结了软件开发过程中应用契约设计和冗余技术的若干准则和建议。这种基于契约的冗余技术能够显著地提高软件的可靠性、可维护性和可测试性,进而提高软硬件系统的整体可信性水平。

基于SPEC#的自动测试方法

测试是软件质量的直接保障,然而人工书写测试代码不但繁琐而且会带来很多问题,自动化的测试方法的研究仍然停留在理论阶段。基于(SPEC#+NUnit)平台,提出了一种切实可行的面向对象软件的自动化测试方法。这种方法使用形式化谓词断言来作为标准判断测试成功与否,搜索测试用例空间,同时可以模拟对象中间状态,自动生成复杂数据的测试用例。这一平台的建立也使得测试应绝对反映设计,由设计来直接指导测试的思想成为可能。

不同产地沃柑挥发性成分的差异分析

该研究旨在分析4个主产地(四川、重庆、云南和广西)的沃柑果皮中挥发性成分的差异性,并为沃柑的产地溯源和深加工提供数据支撑。利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术测定了沃柑果皮挥发性成分,共鉴定出50种挥发性成分,其中萜烯类18种、醇类11种、醛类10种、酯类8种、酮类1种、其他类2种。柠檬烯是主要的挥发性物质,月桂烯、α-蒎烯、芳樟醇、正辛醇、正辛醛、香茅醇、己醛、反式-2-己烯醛、桧烯、香芹酮和α-松油醇等次之。基于挥发性成分半定量结果,建立四川和重庆,云南和广西沃柑的正交偏最小二乘法判别分析模型,进而筛选出潜在生物标志物。结果表明,柠檬烯、芳樟醇和香茅醇可作为区分重庆和四川的潜在生物标志物,醋酸辛酯和α-松油醇可作为区分广西和云南的潜在生物标志物。

不同加载条件下含瓦斯煤岩强度极限邻域范围研究

煤与瓦斯突出灾害的发生机理尚不清楚,据流变假说,含瓦斯煤岩在长期载荷下可能进入“强度极限邻域”,此时受外部冲击扰动更易破坏。为研究不同加载条件下含瓦斯煤岩的“强度极限邻域”,以找到进入该状态的影响规律,并建立相应的微观判别标准,利用自主研发的岩石流变扰动效应三轴试验系统和煤岩流变扰动效应渗流实验装置,开展不同围压、不同瓦斯压力、轴压下的含瓦斯煤岩流变扰动实验,通过核磁共振手段对流变扰动前后煤岩进行分析对比,得到不同加载条件下的孔隙率、孔径分布、T_(2)谱曲线。试验结果表明:①不同加载条件下的煤岩流变过程中,存在一个应力阈值,可以使得煤岩在受到外部冲击扰动后阈值左右邻域有不同力学性质的表现;当施加力小于此阈值时,冲击扰动后,煤岩的孔隙度减小,煤样随之被压缩紧密,T_(2)谱曲线中代表大孔径的谱峰降低,谱峰曲线左移;当施加力大于此阈值时,冲击扰动后,煤岩大孔径孔隙增多,T_(2)谱曲线出现右移,所有谱峰高度增大,说明该应力阈值是用来判断煤岩是否进入“强度极限邻域”关键。②围压和瓦斯压力对煤岩的影响具有相反的力学作用性质,在抗压能力、损伤程度、长期强度、“强度极限邻域”中有所表现,其中,围压越大,煤岩越晚进入“强度极限邻域”,瓦斯压力越大,煤岩则越早进入该邻域。③煤岩的孔径分布、T_(2)谱曲线能直观反映了煤岩“强度极限邻域”内、外微观变化特征。④通过煤岩孔隙率所确定的进入“强度极限邻域”时的轴压与围压、瓦斯压力构建函数方程可判断不同加载条件煤岩进入“强度极限邻域”的时机,作为进入“强度极限邻域”范围时的判别标准,其中围压越大,此时进入“强度极限邻域”范围时的应力阈值越大;瓦斯压力越大,进入“强度极限邻域”时的应力阈值越小。

基于光谱共焦探针的Wolter-Ⅰ型X射线显微镜芯轴高精度检测

Wolter型X射线显微镜具有高分辨率和集光区域,在先进光源和高能激光器中有重要的应用价值。基于镍电镀成形的复制法是制备Wolter型X射线显微镜的有效方法之一,其中,芯轴的表面精度和质量会直接影响X射线成像的性能。高精度检测技术是芯轴制备的基础,而传统检测装置难以测量具有圆周回旋对称特征的Wolter型表面轮廓。为了解决Wolter型芯轴检测难和测量精度低的问题,搭建了基于光谱共焦探针的离线检测装置实现芯轴表面中低频轮廓的高精度测量,分析了该装置的各类系统误差和随机误差,并采用双探针与标准镜来校准测试过程,将测试中的温湿度漂移和随机误差的PV值降低至23 nm。最后,开展了该检测装置和CGH干涉检测法的检测对比实验。通过Wolter芯轴表面测试结果比较,两种测试方法的偏差PV值约为60 nm,证明了该检测装置的合理性和检测方法的准确性。

基于天基干扰绘图的星地一体化系统频谱共享研究

针对未来星地一体化系统中新入低轨道地球卫星(LEO)组件的用频需求和现任地面组件聚合干扰影响的问题,面向天基认知系统提出频谱感知和频谱数据库辅助的交织模式频谱共享方案。首先,针对低轨认知系统节点稀疏分布属性对频谱感知和干扰绘图带来的负面影响,提出“认知节点位置”概念。其次,研究低轨认知系统的双门限混合频谱感知和干扰绘图的机制,构建频谱数据库。最后,面向多状态虚拟网络模型,提出卫星组件上行频谱共享方案,实现LEO组件和地面组件之间的同频共存工作。仿真结果表明,所提双门限混合感知和干扰绘图能以较低密度的低轨认知节点实现高可靠性的频谱空间态势认知;所提基于频谱数据库和交织模式的LEO组件协作接入方案可以实现与地面组件的频谱共享,且不会显著增加LEO组件的端到端时延。

马铃薯农药残留检测技术研究进展

马铃薯作为我国第四大粮食作物,食用安全性备受关注,了解马铃薯中农药残留水平,评价其中存在的安全风险十分重要。本文综述了检测马铃薯农药残留的色谱-质谱技术、酶联免疫吸附技术、传感器技术的研究进展,展望了未来马铃薯农药残留的检测方法。

近红外与傅里叶变换红外光谱技术对麦麸固体发酵饲料中不同成分的监测研究

为实现光谱技术对麦麸固体发酵过程中不同成分变化的在线监测,通过国家标准方法测定61份麦麸固体发酵饲料样本的蛋白质、水分、总酚和粗纤维含量,采集样本近红外光谱(NIR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR),经过标准正态变换(standard normal variate transformation,SNV)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、平滑(smoothing)等9种预处理方法对原始光谱进行校正,结合偏最小二乘法(partial least squares,PLS)建立4种成分的NIR和FT-IR定量分析模型并进行比较分析。结果表明:所建立的4种成分NIR和FT-IR模型的训练集决定系数(Rc^(2))和验证集决定系数(Rp^(2))均大于0.8,交叉验证均方根误差(root mean square error of cross validation,RMSECV)小于2.0,训练集均方根误差(root mean square error of calibration,RMSEC)和验证集均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)小于1.0。因此,所建立的NIR和FT-IR定量分析模型具有较好的准确性和稳定性,能够对麦麸固体发酵过程中不同成分变化实行快速监测。

重加权Infogram算法及其在轴承故障诊断中的应用

针对轴承故障诊断中传统脉冲量化指标性能受限,无法正确指示在强背景噪声掩盖下的轴承故障频带的难题,提出了重加权平方包络负熵(reweighted negentropy of the squared envelope,RNSE)和重加权平方包络谱负熵(reweighted negentropy of the squared envelope spectrum,RNSES),它们不仅能够在无周期先验知识情况下保持对故障周期性脉冲敏感性,而且对于随机脉冲也有较强的鲁棒性。进一步地,为提取轴承振动信号中的故障特征,基于RNSE和RNSES的加权平均值提出了重加权信息图(reweighted infogram,Rinfogram)算法。利用轴承故障仿真信号和高速列车牵引电机轴承台架试验信号证明Rinfogram算法能够在强噪声干扰下成功识别故障频带,对于随机脉冲干扰具有很好的鲁棒性,其故障特征提取效果优于基于谱峭度的Kurtogram和传统Infogram,从而提高了轴承故障诊断的准确性。

基于SPEC CPU 2006的国产处理器性能测试设计与分析

通过研究不同架构的国产处理器,介绍了国产处理器发展现状。基于处理器的工作过程,分析了影响处理器性能的内部与外部因素。分别设计使用不同内存容量、不同内存速率与不同版本GCC编译器的试测场景,使用国际权威的CPU性能测试工具SPEC CPU2006对基于ARM、X86架构的国产处理器的计算速度性能和吞吐量性能进行了测试,并对比基准程序的得分情况,分析不同配置对测试结果的影响。结果显示,内存容量大、速率高对处理器的计算速度性能影响不大,但吞吐量性能表现更好;GCC编译器版本越高,处理器吞吐量性能测试得分越高。

α-鹅膏蕈碱在大鼠体内的毒代动力学与组织分布特征

目的研究α-鹅膏蕈碱在大鼠体内的毒代动力学和组织分布特征。方法SD大鼠ip给予α-鹅膏蕈碱(1.5 mg·kg^(-1)),于给药前和给药后5,10,20,30和45 min及1,1.5,2.5,4和8 h分别采集尾静脉血,采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)法测定血液中α-鹅膏蕈碱的浓度,应用DAS 2.0药动学软件,以非房室模型法计算统计矩参数,绘制浓度-时间曲线,拟合毒代动力学参数。依据毒代动力学结果,将18只SD大鼠随机分为3组,分别于给药15和40 min及2.5 h后处死,采集心、肝、脾、肺、肾、全脑、小肠、胃壁和睾丸9种组织样本及左心室动脉血,LC-MS/MS法测定α-鹅膏蕈碱浓度。结果大鼠ip给予α-鹅膏蕈碱后,全血峰浓度(C_(max))为(633±121)μg·L^(-1),消除半衰期(T1/2)为(0.72±0.37)h,达峰时间(T_(max))为(0.52±0.16)h,体内总清除率(CLz)为(1.62±0.26)L·h·kg^(-1),曲线下面积(AUC_(0-t))为(946±183)μg·h·L^(-1),平均滞留时间(MRT0-t)为(1.18±0.17)h,表观分布容积(Vz)为(1.65±0.86)L·kg^(-1)。组织分布研究结果表明,α-鹅膏蕈碱在SD大鼠体内广泛分布,肾中浓度最高,其次是肺、小肠、胃壁、左心室动脉血和肝,心、脾和睾丸等中含量较低,脑中含量极低。α-鹅膏蕈碱吸收消除快,在各组织中15 min即可检出,40 min达峰,2.5 h后浓度低于15 min。结论ip给予α-鹅膏蕈碱在SD大鼠体内吸收消除快,给药后约0.52 h血药浓度达峰值,4 h后不能检出;α-鹅膏蕈碱主要分布在肾,其次为血流丰富的组织及代谢器官,如肺、小肠、胃壁、左心室动脉血和肝等,在心、脾和睾丸等组织含量较低,脑组织含量极低。推测其血脑屏障透过率低,对肾可能具有毒性靶向作用。

基于固相微萃取检测美甲产品中挥发性有机物

采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术,研究了7类指甲油释放的挥发性有机物(VOCs),分析了涂覆前后指甲油中VOCs的释放率及其释放特征。结果显示,无处理的指甲油中可检测到78种VOCs,其中有21种已被列入《危险化学品目录》。不同类型指甲油的VOCs种类和含量存在显著性差异,主要的VOCs包括溶剂、光固化单体、增塑剂和抗氧化剂。在美甲过程中,风干或照干操作使大部分VOCs显著挥发,损失比例可达99%。美甲结束后,指甲油中的VOCs继续释放,油性指甲油、水性指甲油和UV甲油胶的VOCs释放半衰期分别为0.41、0.46和0.29 d。该研究为评估美甲产生的健康风险提供了重要数据支持。

光子晶体光纤及其在太赫兹波段的应用

太赫兹(Terahertz, THz)技术作为一项非常重要的交叉前沿学科,给环境检测、生物医学、空间通信等领域带来了深远的影响,但因为THz波导传输性能的影响,THz技术综合发展仍然受到一定限制。光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber, PCF)作为一种新型THz波导,拥有无限单模特性、色散灵活可调、可控的非线性、高双折射等特性,极大的促进了THz技术的发展。首先根据PCF的结构特点总结了实芯PCF(Solid Core PCF, SC-PCF)和空芯PCF(Hollow Core PCF, HC-PCF)各自的发展历程、导光机理和光学特性;其次,梳理了用于THz波导的PCF存在的问题以及对应的解决方法;然后,着重介绍了PCF在THz时域光谱、THz传输与通信以及THz光纤耦合传感中的应用;最后,对PCF在THz技术的应用做了总结与展望。

黄色短杆菌中L-异亮氨酸同位素丰度及分布的分析方法研究

随着代谢组学、蛋白质组学等生命科学领域的迅猛发展,稳定同位素标记试剂,尤其是标记氨基酸,因无放射性、与非标记化合物理化性质一致等优势得到广泛应用。该文建立了一种稳健、快速的氨基酸同位素丰度分析方法。方法采用Hypersil Gold Vanquish(100 mm×2.1 mm,1.9µm)色谱柱,以水和含0.1%甲酸的甲醇为流动相,正离子模式下进行液相色谱-高分辨质谱联用(LC-HRMS)分析;测得细菌发酵液中L异亮氨酸-15N的同位素丰度为98.58%,相对标准偏差为0.03%,可应用于不同稳定同位素(15N或^(13)C)示踪的黄色短杆菌中L-异亮氨酸同位素丰度及分布的准确测定。该方法具有简便、灵敏、稳健等优点,有望在合成生物学、同位素示踪代谢流等研究中发挥重要作用。

钯-铂重整催化剂中铂含量测定的干扰因素及消除方法

按照NB/SH/T 0570-2017检测标准,使用分光光度法测定了Al2O3基钯-铂重整催化剂中的铂含量,考察了络合物放置时间、氧化铝、共存元素钯等因素对铂含量测定的影响,并采取共存离子掩蔽法消除了钯的存在对铂含量测定产生的干扰。结果表明:氯铂酸锡络合物的最佳放置时间为1 h,基体氧化铝对铂元素的测定没有影响,钯的存在使得铂含量测定结果偏大;在每100 mL待测溶液中添加2.5 mL的1,2-环己二胺四乙酸(质量分数1.0%),可消除钯对铂含量测定的干扰;在优化条件下,测定HH-8及HH-9催化剂试样中铂质量分数平均值分别为0.237%,0.179%,相对标准偏差小于3%,方法检出限为0.16 mg/L,加标回收率为97.3%~101.0%。

PRiME HLB固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定水产品中的孔雀石绿含量

目的:建立了水产品中显色孔雀石绿(MG)及隐色孔雀石绿(LMG)残留量的超高效液相色谱-串联质谱测定方法。方法:样品用1.5%甲酸乙腈提取,离心,提取液经过PRiME HLB通过式固相萃取柱净化,氮吹后复溶,UPLC-MS/MS测定,同位素内标法定量。结果:在浓度为0.5~10.0μg/L范围内线性关系均良好,相关系数均大于0.995,检测限为0.008~0.01μg/kg,定量限为0.02~0.04μg/kg,加标回收率为86.8%~110.5%,相对标准偏差为1.6%~5.8%。结论:该方法高效快捷、准确可靠,能够满足大批量水产品中孔雀石绿及隐色孔雀石绿的检测。

Development and Optimization of Universal Bone Conduction Hearing Spectacles

Background: Non-implantable bone anchored hearing devices (BCHDs) are utilized for patients with conductive or mixed hearing loss who are unsuitable for conventional hearing aids or have unresolved middle ear issues. These devices can be surgically implanted or attached using adhesive plates, dental sticks, elastic headbands, or bone conduction spectacles. Optimal fitting of bone conduction spectacles requires appropriate frame selection and contact pressure in the temporal and mastoid areas. The ANSI S3.6 and DIN EN ISO 389-3 standards recommend a contact area of approximately 1.75 cm2 and a maximum force of 5.4 N for effective sound transmission and comfort. Methods: This study aimed to evaluate the technical fit and mechanical stability of universal bone conduction hearing spectacles compared to established systems. A Sen-Pressure 02 thin-film sensor connected to an Arduino Uno R3 board measured contact force in the temporal and mastoid areas. Several BCHDs were tested, including the Bruckhoff la belle BC D50/70, Radioear B71 headset, Radioear B71 elastic headband, Cochlear Baha SoundArc M, and Cochlear Baha elastic headband, on a PVC artificial head, with data analyzed using ANOVA and LSD post hoc tests. Results: The la belle BC D50/70 spectacles showed comparable contact force to established BCHDs, ensuring adequate sound transmission and comfort. Significant differences were observed between the systems, with the Radioear B71 headset exhibiting the highest forces. The la belle BC D50/70 had similar forces to the Radioear B71 elastic headband. Conclusion: The la belle BC D50/70 universal bone conduction hearing spectacles are a technically equivalent alternative to established BCHDs, maintaining pressure below 5.4 N. Future research should explore the impact of different contact forces on performance and comfort, and the integration of force control in modified spectacles. This study indicates that the la belle BC D50/70 is a viable alternative that meets audiological practice requirements.

超高效液相色谱-串联质谱筛查确证尿液中磺胺、喹诺酮与四环素抗生素

建立了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)同时测定尿液中磺胺类、四环素类、喹诺酮类共45种抗生素的检测方法。尿液样品经提取后,采用HLB固相萃取柱(200 mg/6 mL)净化,使用ThermoAccu-core RP-MS(100 mm×2.1 mm,2.6µm)色谱柱进行分离,以乙腈-0.02%甲酸溶液为流动相梯度洗脱。在正离子扫描模式下(ESI+),以选择反应监测模式(SRM)检测,外标法定量。45种目标化合物在3个加标水平(2.0、5.0、10.0µg/L)下的回收率为78.6%~114%,相对标准偏差为0.60%~18%;方法的检出限为0.1~0.5µg/L,定量下限为0.3~1µg/L。将所建方法用于280个尿液样品中抗生素的检测,均未检测到抗生素残留。所建方法的精密度和准确度高,操作简单便捷,为尿液中抗生素残留的筛查提供了方法支持。