浙江工业大学学报

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管秋，徐涵杰，陈奕州，胡海根，龚明杰

2022, 50(3): 237-244.

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应用于医学图像处理的深度神经网络在训练阶段需要大量高质量图像，因此，在医学图像数据量有限的情况下，网络性能会受到局限。虽然现有的基于生成对抗网络ＧＡＮ的增广方法能显著增加图像的数量，但是存在合成图临床表征不准确和缺乏多样性等问题。为解决上述问题，提出了一种新颖的基于半监督学习的多输入多分辨率多模板的生成对抗网络。多通道的输入分别为模型的训练提供了基于监督学习和无监督学习的优化目标；多分辨率级联策略降低了直接生成高分辨率医学图像的难度；多类别的参考模板为各通道及各分辨率尺度上的训练提供更准确的真实医学图像临床表征；引入了过渡机制和稠密残差块，提升了模型训练的稳定性。实验结果表明：相较于其他基于ＧＡＮ的生成模型，该网络模型能生成更高质量、更具多样性的医学图像。

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融合学习过程特征的深度知识追踪方法

李浩君，卢佳琪，吴嘉铭

2022, 50(3): 245-252.

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在线学习已成为学习者获取知识的重要途径，准确和及时了解在线学习者的知识状态，并提供个性化的在线学习支持服务，已成为智能教育领域的研究热点。针对现有知识追踪方法仅对学习结果进行建模，鲜有对学习过程特征挖掘建模的研究现状，首先，从Ｐｏｓｔ－ｈｏｃ视角利用ＢＯＲＵＴＡ特征选择模型挖掘在线学习过程中的多维特征；然后，在ＤＫＶＭＮ模型基础上构造多维特征网络，设计融合学习过程特征的深度知识追踪模型；最后，提出深度知识追踪优化方法ＤＫＶＭＮ－ＢＯＲＵＴＡ。研究结果表明：在公共数据集和实际教学环境的实验条件下，深度知识追踪优化方法在ＡＵＣ评价指标上优于传统深度知识追踪方法，证明所提方法具有较好的预测和服务效果。

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混合通信拓扑车队一致性分布式预测控制

余世明，李壮，陈龙，何德峰

2022, 50(3): 253-260.

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针对具有状态和控制约束的非线性车队系统的协同一致性稳态问题，提出了混合通信拓扑分布式分层模型预测控制策略。首先，在混合通信方式下，建立车辆动力学非线性偏差模型，为了实现车队系统在行驶中的动态一致性和跟踪稳定性，建立车队系统动态一致性和跟踪稳定性分布式优化问题，通过构造收缩约束使两者相关联，并依此建立动态一致性优化问题递推可行性；然后，应用ＭＰＣ（Ｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ）三要素法和滚动时域策略得出车队系统稳定性和一致性稳态的充分条件；最后，通过仿真实验验证了策略的有效性。

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前列腺针穿刺过程中软组织的损伤研究

张丹，方胜，梁华庚

2022, 50(3): 261-269.

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探究在前列腺癌的穿刺诊断过程中，柔性针在进针时对人体前列腺所造成的损伤。首先，建立柔性针的悬臂梁模型，利用有限元方法对柔性针和前列腺所构成的耦合模型进行求解；然后，在Ａｂａｑｕｓ有限元软件中对前列腺穿刺过程进行数值模拟与分析，探究穿刺活检针的倾角、直径和速度在穿刺时对前列腺的影响；最后，通过引入损伤指数对患者穿刺部位进行评估。实验结果表明：通过有限元软件能够模拟前列腺穿刺手术的整体过程及状态；柔性针直径越大，前列腺软组织的损伤越严重；柔性针的针尖尖端越锋利，前列腺软组织穿刺时组织损伤越小；在穿刺时穿刺速度对组织损伤也存在一定的影响。研究可为医生的术前规划提供一定的理论支持。

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一种基于画像关联及本体相容匹配的就业推荐方法

丁健龙

2022, 50(3): 270-275.

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针对就业结构性失衡问题，首先提出了就业画像的概念，用画像匹配代替就业对象匹配，以降低就业推荐算法的复杂度；然后建立了基于画像的就业关联知识库的理论及方法体系，该体系借由Ｋ－ｍｅａｎｓ聚类算法构建画像、Ａｐｒｉｏｒｉ关联规则算法获取就业画像关联规则，并通过调用基于权重及兴趣度模型的本体相容匹配算法实现就业推荐；最后设计了小规模的就业推荐实验，初步验证了混合推荐机制及语义匹配技术在解决就业冷启动问题以及智能化方面的作用。

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基于气动人工肌肉理论的半主动空气悬架研究

孙建民，赵国浩，刘祥，姚德臣

2022, 50(3): 276-283.

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以改善空气悬架动态性能为目标，提出一种基于气动人工肌肉理论的空气悬架系统。在建立二自由度车辆悬架系统模型、空气弹簧模型、气动人工肌肉动态模型以及迟滞特性数学模型的基础上，依据气动人工肌肉理论的执行器动态特性，设计模糊ＰＩＤ控制策略。对不同路面的仿真结果表明：与被动悬架相比，采用模糊ＰＩＤ控制的空气悬架动态特性有一定改善；对于基于气动人工肌肉理论的模糊ＰＩＤ控制的空气悬架，车身垂向加速度和车轮动载荷均方根值分别降低７２％和４１％，两指标的功率谱密度在人体敏感频率区域得到明显改善。仿真实验验证了采用基于气动人工肌肉理论的空气悬架系统对车辆行驶平顺性改善的可行性。

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电力系统高空作业爬杆机器人结构设计与性能分析

丁述勇，丁文洁，沈宏丞，张征

2022, 50(3): 284-289.

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为解决目前电力系统高空作业危险性高、自动化程度低的问题，设计了一种电力系统高空作业爬杆机器人。首先，根据电杆参数与实际作业情况确定爬杆机器人总体设计参数，通过蠕动式爬升与夹持式固定相结合实现爬杆功能，其主体包括升降结构和抱夹结构，均由电机驱动，使用碳纤维复合材料零部件替换简单金属部件以实现轻量化设计；然后，对其攀爬性能与夹持性能进行研究，分析其攀爬运动步态与控制方式；最后，利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对抱夹结构进行仿真模拟，对爬杆机器人的关键性部件进行仿真。实验结果表明：爬杆机器人应力分布较为均匀，应变较小，符合设计要求，可为进一步改进设计方案提供参考。

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竖向荷载作用下螺纹群桩承载特性和群桩效应研究

王国才，束炜，赵志明，徐启鹏，张勇

2022, 50(3): 290-298.

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作为一种变截面桩，螺纹桩的承载能力和沉降性状不同于常规的等截面直桩。为分析外荷载作用下螺纹桩的承载能力和群桩效应，采用数值分析软件探讨螺纹群桩的承载机理和荷载传递过程，研究桩数、桩间距、承台厚度、桩身长度和桩周土特性等因素对螺纹桩承载能力及群桩效应的影响，并与理论计算结果进行对比分析。理论和数值模拟结果表明：螺纹群桩的上部存在负摩阻力，其中角桩的负摩阻力最小，边桩其次，中心桩最大；螺纹桩的承载力随距径比的增加而增大，当距径比为４～５时增幅最明显；螺纹桩的承载能力随着桩身长度增大而提高，但随着承台厚度增大而降低；基桩周围土体性质影响螺纹群桩的承载力，其中桩侧土对螺纹群桩承载力的影响较桩底土要大得多；已有等截面竖直桩的群桩效应分析方法适用于螺纹桩的群桩效应分析，但是要注意使用条件。

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圆柱桥墩局部冲刷安全防护方法研究

陈菊根，翁博文，吴继熠，汪涛，李永明，郭健３

2022, 50(3): 299-308.

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针对当前桥梁服役环境复杂、受冲刷影响大和防护成本高等问题，基于Ｆｌｏｗ－３Ｄ软件的水动力学分析对圆柱形桥墩局部冲刷安全防护方法进行数值模拟研究。参考Ｍｅｌｖｉｌｌｅ经典水槽实验，利用标准ｋ—ε湍流模型和大涡湍流模型求解圆柱形桥墩墩周水流流态与河床局部冲刷形态变化，并进一步运用大涡湍流模型，考虑牺牲桩桩径、桩心距以及牺牲桩与护圈共同作用对桥梁最大冲刷深度的影响，建立了结合局部冲刷安全防护的圆柱形桥墩冲刷数值模型。实验结果表明：在给定的网格划分条件下，大涡湍流模型相较标准ｋ—ε湍流模型计算精度高；牺牲桩的桩径以及桩心距都会影响桥梁最大冲刷深度，在所选取的工况条件下，牺牲桩桩径为０．２５Ｄ，桩心距为Ｄ时冲刷深度最小；牺牲桩在与护圈共同作用时能够进一步减少桥梁最大冲刷深度。

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正弦荷载和列车荷载下地铁环境振动减振措施数值模拟研究

李旭东，马笑遇，叶海坪，俞波，刘德声，袁宗浩

2022, 50(3): 309-317.

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对地铁列车运行引起的环境振动以及减振措施进行研究，首先，应用ＡＢＡＱＵＳ数值分析软件，建立有限元－无限元隧道－土耦合模型；然后，在模型中采用单位正弦荷载进行激励，分析地表不同位置的振动加速度幅值；最后，比较了地铁隧道空沟及填充沟在不同列车荷载激振频率、隔振沟沟深、距离和填充材料等情况下的隔振效果。模拟实验结果表明：空沟的深度对隔振效果的影响很大，深度越深隔振效果越好；对于高频荷载，振动在土体衰减变快，空沟到振源的距离对隔振效果的影响不大；对于低频荷载，空沟到振源的距离增加后隔振效果明显；填充沟的填充材料刚度是影响隔振效果的关键因素，隔振材料刚度越小，其隔振性能越好。同时对实际地铁荷载进行分析，利用实测钢轨加速度获得轮轨间动力作用力，将其施加至有限元模型中，从时域和频域两个角度对比分析了填充沟的减振效果，验证了填充沟减振措施在实际工程中的适用性。

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ＤＤＱ／ＨＮＯ３／Ｏ２催化的１，３－二芳基丙烯和１，３－二羰基化合物的交叉脱氢偶联反应研究

程冬萍，申静，蒲月琦，许孝良

2022, 50(3): 318-327.

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２，３－二氯－５，６－二氰基－１，４－苯醌（ＤＤＱ）是一种性能优良的有机氧化剂，广泛应用于脱氢芳构化、苄醚的脱保护、醇的氧化、氧化偶联、氧化成环等氧化反应。然而，超化学计量ＤＤＱ的使用带来的分离纯化困难、原子经济性低下等问题极大地限制了其在工业生产中的广泛应用。构建了以硝酸为电子转移媒介，氧气为终端氧化剂，ＤＤＱ为催化剂的催化氧化体系，研究了１，３－二芳基丙烯和１，３－二羰基化合物的交叉脱氢偶联反应，得到了一系列１，３－二羰基化合物烯丙基化的产物，收率为中等至良好。

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高钙高盐废水中硝酸盐氮的铁粉还原研究

吴成强，王凯歌，王维鑫，刘德运，徐建波

2022, 50(3): 328-332.

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采用还原铁粉去除高钙高盐废水中的硝酸盐氮，探究其最佳反应条件，并初步探讨其还原机理。研究结果表明：铁粉用量越大、粒径越小，硝酸盐氮还原效果越好。Ｃｌ－和Ｃａ２＋对于铁粉还原硝酸盐氮有着抑制作用，氯和钙质量分数越高抑制越明显。当Ｃｌ－质量浓度提高到１８０ｇ／Ｌ时，硝酸盐氮的去除率从９９．１％降低到８４．１％；当Ｃａ２＋质量浓度为２０ｇ／Ｌ时，硝酸盐氮的去除率只有７２．１％。硝酸盐氮的还原产物主要为铵离子和亚硝酸盐氮，当高质量浓度氯和钙离子存在废水中时，硝酸盐氮还原产物亚硝酸盐氮比例会升高。

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不冻液冻结对鳙鱼头冻藏品质的影响研究

丁玉庭，骆文燕，徐梦意，徐霞，张振宇，周绪霞，何光喜，姚洪正，刘书来

2022, 50(3): 333-340.

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针对不冻液冻结和平板冻结对鳙鱼头冻藏期间品质变化的影响进行研究。通过固相微萃取－气质联用技术（ＳＰＭＥ－ＧＣ－ＭＳ）检测发现：鳙鱼头在冻藏期间酯类和烷烃类物质含量减少，其中平板冻结的鳙鱼头贮藏３个月后具有刺激性风味的醛类等物质增加，风味变差，品质下降。通过对滋味物质的分析表明５’－鸟苷酸（ＧＭＰ）和５’－肌苷酸（ＩＭＰ）是鳙鱼头主要的呈味核苷酸，冻藏期间其含量逐渐下降，且冻藏３个月后，平板冻结的鳙鱼头中呈味核苷酸含量显著低于不冻液冻结组，鲜味较差。实验结果表明：不冻液冻结鳙鱼头冻藏期间的品质指标如Ｃａ２＋－ＡＴＰａｓｅ活性、总巯基质量分数、硫代巴比妥酸（ＴＢＡ）质量分数和挥发性盐基氮（ＴＶＢ－Ｎ）质量分数等均优于平板冻结。综上所述，相较于平板冻结方式，不冻液冻结能更好地保持鳙鱼头在冻藏过程中的鲜度品质。

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水产品物理保鲜技术的最新研究进展

崔蓬勃，周剑，丁玉庭，刘建华

2022, 50(3): 341-348.

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水产品营养价值极高，深受消费者青睐，但其内源酶活性强，且携带有大量的微生物，易发生腐败变质，极大地影响了水产品的流通和营销。采用水产品物理保鲜技术，能够在很大程度上保持水产品原有的鲜度品质，减少其营养损失，满足消费者的需求。超高压、电子束辐照、微冻、流态冰和低温等离子体活化水等物理保鲜技术由于对水产品的副作用小，且能够高效减菌和抑制酶活，已被广泛应用于水产品保鲜。对近年来水产品物理保鲜技术的研究成果及特点进行综述，提出水产品物理保鲜技术的发展趋势和建议，为水产品物理保鲜技术的进一步改进提供参考。

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长双歧杆菌Ｆ１６菌株胆盐水解酶基因的鉴定及产酶条件优化

惠明，冯诗诗，田青，胡军

2022, 50(3): 349-354.

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在前期益生性实验过程中，驯化后的长双歧杆菌Ｆ１６菌株具有显著的降胆固醇作用，对人体健康具有重要意义。为探讨其降解机制，实验测定了其产胆盐水解酶（Ｂｉｌｅｓａｌｔｈｙｄｒｏｌａｓｅ，ＢＳＨ）能力并鉴定了胆盐水解酶基因。为提高Ｆ１６菌株的降胆固醇效果，在单因素实验的基础上，利用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合原理设计３因素３水平响应面实验，以葡萄糖质量浓度、蛋白胨质量浓度和接种量为自变量，ＢＳＨ活性ＯＤ５７０为响应值，确定了Ｆ１６菌株产ＢＳＨ的优化发酵条件：葡萄糖质量浓度为１０．０５ｇ／Ｌ、蛋白胨质量浓度为１５ｇ／Ｌ、接种量为１．０５％（ＯＤ６００为１），既定条件下ＢＳＨ活性ＯＤ５７０可达到０．８９６，酶活可达到优化前的１．８倍。对Ｆ１６菌株降解胆固醇的降解率进行了测定，优化后在４８ｈ内的胆固醇降解率可达到７２．６％，约为优化前的１．６倍。实验结果表明Ｆ１６菌株的益生性能在食品、保健和医药等领域具有潜在的应用前景。

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