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• 2023年, 51卷, 第4期
  刊出日期：2023-08-25

    

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  复杂背景下的 QR码批量定位与识别算法

  叶 枫,林好青

  2023, 51(4): 355.

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  通过改进的 YOLOv4目标检测算法对 QR 码进行定位与预分割,采用改进的 Otsu算法对 QR码进行预处理,使用ZBar算法对预处理后的 QR 码进行内容读取,实现批量识别一张复杂背 景图像中的 QR码。使用 K-means++聚类算法对先验框进行聚类分析,选取最合适的先验框大 小以获得更好的检测精度,同时对 YOLOv4网络结构进行改进。实验结果表明:在 QR 数据集上, 改进的 YOLOv4目标检测算法检测的平均精度为90.54%,相较于其他目标检测算法,检测的平 均精度大大提升,与未改进的 YOLOv4目标检测算法相比,平均精度提升了5.09%。 
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  基于眼动跟踪的移动智慧课堂可视交互系统

  程时伟,沈泽鹏,张章伟

  2023, 51(4): 362.

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  将移动设备运用到教学场景中能有效提升教学质量。为此,基于眼动跟踪技术开发了一个移动智慧课堂可视交互系统,当学生在手机、平板电脑等移动设备上完成课程学习时,设备的前置摄像头采集学生的眼动注视点并生成注视点轨迹图和热区图。教师可通过系统交互界面提供的选项挑选想要查看的学生以及可视化类型,以便实时了解学生的注意力分布和感兴趣区域,进而有针对性地调整教学重点,提高在线课堂的教学质量和效率。用户实验结果证明了该系统的可行性与有效性。 
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  结合双维注意力与特征融合的 GUI代码生成方法 

  李澎林,余孝琴,李 伟

  2023, 51(4): 372.

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  针对传统 GUI代码生成方法在准确率和性能上的不足,提出了一种新颖的结合双维注意力 与特征融合的 GUI代码生成方法。该方法首先利用视觉特征网络提取图像特征、DSL编码网络编 码上下文向量;然后利用双维注意力模块对图像特征与上下文向量进行高效筛选,得到空间、通道 两个维度上的带权图像特征;最后利用特征融合单元将带权图像特征与上下文向量进行对齐,使得 图像特征同时包含预测代码所需的视觉信息与语义信息,协助模型更加快速、准确地解码生成目标 代码。实验结果表明笔者方法代码生成准确率和 BLEU 分数表现优于多个对比模型和方法。
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  基于GA-BP神经网络的智能制造系统评价模型

  陈 勇,姜一炜,易文超,裴 植,王 成,张文珠,姜枞聪

  2023, 51(4): 377.

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  随着信息化与数字化的发展,制造业智能制造化转型已成为焦点。针对制造业智能制造发展 水平的科学评价方法成为现实需要的情况,基于机器学习的方法建立了智能制造系统评价模型。 通过专家调研方式获取制造业52个评价指标的样本数据,并使用 SeqGAN 生成对抗网络扩充真 实样本。通过 BP神经网络构建训练模型,结合遗传算法优化神经网络模型,将评价指标样本数据 作为网络输入,工业1.0至工业4.0等7个标签作为网络输出,并进行神经网络的训练与验证。研 究结果表明:笔者所提模型分类正确率达95%,较传统 BP神经网络精度提升了2.1%。在案例验 证中通过差距特征向量定位企业智能制造系统当前的优势与不足,该模型评价结果可为制造型企 业的智能制造发展提供指导帮助。 
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  SAP预吸硅溶胶对内养护水泥基材料性能的影响及机理

  孔德玉,方 堃,曾法军,蔡佳乐,刘金涛,章玉容

  2023, 51(4): 387.

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  对超吸水树脂(SAP)进行预吸硅溶胶处理,研究了预吸处理对 SAP内养护低水灰比水泥基 材料性能的影响及机理。研究结果表明:SAP在硅溶胶中吸水时,随硅溶胶质量分数增大,吸水率 明显下降;硅溶胶纳米颗粒无法吸附进入SAP半透膜内部,仅吸附于表面,并在水泥基材料水化硬 化后,在其表面形成致密 C-S-H 硬壳层,这两方面因素导致与掺未改性 SAP相比,掺改性 SAP对 低水灰比水泥净浆的减缩效果明显下降,然而 SAP表面形成的致密 C-S-H 硬壳层有助于提升水 泥胶砂抗折和抗压强度。 
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  不同应力状态低屈服钢LYP160延性断裂性能研究

  贺 君,郑必然

  2023, 51(4): 393.

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  低屈服钢以其优越的延性与耗能能力,被广泛应用于抗震结构。为研究应力三轴度和洛德角 参数对低屈服钢 LYP160延性断裂下力学性能的影响,设计平板及其开槽试件、剪切与45°拉剪试 件进行单调加载试验,得到应力—应变曲线、荷载—位移曲线、破坏模态以及断裂时的等效塑性应变等力学性能。试验结果表明:LYP160表现出明显的延性断裂特征;应力三轴度和洛德角参数是影响 LYP160延性断裂的两个重要参数。结合试验数据与 ABAQUS 有限元分析,验证了 Bai-Wierzbicki模型在 LYP160延性断裂中的适用性。
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  基于TSNE降维算法的基坑水平位移预测研究

  孟凡丽,王小刀,王逸晨,曾东旭

  2023, 51(4): 403.

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  通过引入一种可用于基坑土体参数反演及水平位移预测的 TSNE降维算法,结合 BP神经网 络,研究基坑施工过程中深层土体水平位移的变化,解决了传统 BP神经网络处理高维数据时存在 的泛化能力低、过拟合和局部极小化等问题。该算法对高维数据进行可视化降维及聚类分析,进而 反演土体参数并预测水平位移。研究结果表明:TSNE-BP较 BP神经网络反演结果更稳定,取值 范围更小,泛化性能更强;加入了各工况变形标准误差的预测,结果差异较小且符合原有规律,可作 为选取反演参数的指标;进行 TSNE-BP参数反演后的模型位移反演误差减小60%~86%,较 BP 神经网络反演误差减小18%~50%,预测误差较设计误差减小60%~80%;将 TSNE 降维算法首 次运用于土体参数反演及水平位移预测研究有较重要的工程意义。
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  不同絮凝剂对废弃钻孔泥浆的絮凝效果试验研究

  张 勇,刘祎阳,付志婷,禇晓淮,王国才

  2023, 51(4): 412.

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  为研究不同絮凝剂对废弃钻孔泥浆的絮凝效果，对杭州上城区某工地钻孔灌注桩所产生的废弃钻孔泥浆进行不同种类、不同掺入量下的絮凝试验，分析泥浆表观特征、不同时段上清液浊度以及下层泥浆含水率的变化情况，研究絮凝剂种类、絮凝剂掺入量和絮凝时间等因素对废弃钻孔泥浆脱水絮凝性能的影响。试验结果表明：在相同试验条件下，无机絮凝剂对废弃钻孔泥浆的絮凝效果明显优于有机絮凝剂，其中聚合氯化铝的絮凝效果最佳；不同种类絮凝剂存在最佳掺入量和最佳絮凝时间，非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)、聚合氯化铝(PAC)以及聚合硫酸铁(PFS)的最佳掺入量分别为 0.3，0.4，0.4，0.3，0.2g，其最佳絮凝时间分别为5，4，5，4，4h。在常用的絮凝剂中，聚合氯化铝的经济效益最佳。
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  城市道路雨水口截流特性数值模拟研究

  徐灵华,曾云辉,王明铭,郭 帅

  2023, 51(4): 418.

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  雨水口对路面径流的截流能力直接影响城市地上排涝与地下排水管道的排水效率。通过原 型尺寸物理模型试验以及 CFD3D有限元模型,重点研究了入流量、道路宽度及道路坡度3类因素 对路面积水深度、雨水口截流量及截流效率3种水力参数的影响。研究结果表明:验证工况下有限元 模型截流效率结果与试验结果的绝对误差均在10%以内,箅前水深绝对误差均小于3mm,相对误差 均在20%以内;对于不同的入流方式,底部涌流方式截流效率均大于前端推流方式,试验工况中最大 差异达20%,最小为10%;在不同的坡度下,道路宽度对上游雨水口1箅前水深的影响程度不同,对 下游雨水口2箅前水深的影响在1mm内;纵坡对下游雨水口2截流效率及箅前水深的影响比上游雨 水口1小,当纵坡为2.0%时,大部分工况下双雨水口截流效率均最高。双雨水口排水模型能较真实 地反映实际降雨条件下路面径流及雨水口截流情况,可以为雨水口设计及城市防涝提供重要参考。
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  斜风下斜拉—悬吊组合体系桥颤振性能研究

  张新军,赵天娇,应赋斌

  2023, 51(4): 426.

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  为了解斜风作用下斜拉 悬吊组合体系桥的颤振性能,采用考虑静风效应和全模态耦合影响的 斜风下大跨度桥梁三维精细化颤振分析程序,以主跨1400m 的斜拉 悬吊组合体桥设计方案为研究 对象,分析了结构动力特性和斜风作用下结构的颤振稳定性,并揭示斜风和静风效应对斜拉 悬吊组 合体系桥颤振稳定性的影响。研究结果表明:斜拉 悬索组合体系桥是长周期的大跨柔性结构,自振 频率密集分布,模态耦合效应强,具有显著的多模态耦合颤振特点;斜拉 悬索组合体系桥的颤振临界 风速随着风偏角的增大呈现波动起伏变化特征,并非如斜风分解法所述呈单调递增的变化规律,且主 要在斜风情况下达到最低值;斜风和静风效应均会降低斜拉 悬索组合体系桥的颤振稳定性,且静风 效应起主要作用;斜风和静风效应使颤振临界风速的平均降幅分别达到1.53%和9.83%,而斜风和 静风的综合作用则进一步降低斜拉 悬吊组合体系桥的颤振稳定性,降幅平均值达到了13.8%。因 此,斜拉 悬吊组合体系桥颤振分析必须综合考虑斜风和静风效应及其产生的不利影响。 
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  脂类乳化剂对糊化玉米淀粉消化特性与结构特征的影响

  孟祥河,黄宝柱,聂小华,余宁翔,陆元超,季 坚

  2023, 51(4): 433.

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  采用不同种类的脂类乳化剂复合糊化玉米淀粉,通过考察淀粉组成(快消化淀粉 RDS、慢消 化淀粉SDS和抗性淀粉 RS)、血糖生成指数、红外光谱、晶体结构以及热力学等指标的变化,探讨 不同类型的脂类乳化剂对糊化玉米淀粉复合物消化特性与结构特征的影响。研究结果表明:糊化 玉米淀粉与硬脂酸单甘酯二聚体复合后其 SDS和 RS质量分数较高,其次为吐温80、月桂酸单甘 酯、硬脂酸单甘酯和硬脂酰乳酸钙;糊化玉米淀粉与硬脂酸单甘酯二聚体复合物的血糖生成指数为 52.34,与天然玉米淀粉接近。红外光谱、X-射线衍射 XRD 和差示扫描量热 DSC等证实了糊化玉 米淀粉 脂类乳化剂复合物晶体结构的形成,晶型呈 V 型结构,其中糊化玉米淀粉 硬脂酸单甘脂 二聚体的结晶度可达22.87%。上述结果均说明硬脂酸单甘脂二聚体可促使糊化玉米淀粉结构致密,延迟葡萄糖的释放。 
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  不同保鲜技术和温度对鲜米粉品质的影响

  邹仙果,池 韫,费洁羽,关晓倩,杨 开,步婷婷,孙培龙

  2023, 51(4): 439.

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  通过对微生物、含水量、断条率、碘蓝值、酸度和感官评价等指标进行综合评价,研究经不同保 鲜技术处理的鲜米粉在25,4℃储藏条件下的品质变化。研究结果表明:各种保鲜技术均不同程度 地改善了鲜米粉品质,改变了菌落生长速率、含水量、断条率、碘蓝值和酸度等理化性质,延缓了鲜 米粉感官评价得分的降低。脉冲处理组(PL)和酸浸组(CA)虽有延缓鲜米粉变质作用,但效果不 明显;脉冲杀菌结合真空包装组(PLD)和充氮包装组(CN)因隔离氧气可延缓鲜米粉的氧化酸败, CN 组保鲜效果较好;酸浸结合热杀菌处理组(CAR)效果最佳,可有效抑制微生物生长繁殖,控制 鲜米粉品质劣变,达到延长保质期的目的。 
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  基于GC-IMS和化学计量学分析热加工牛肉特征风味物质

  邱 月,许蜜蜜,谢雪华,王旭骅,张建友,丁玉庭,吕 飞

  2023, 51(4): 448.

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  采用气相色谱—离子迁移谱(GC-IMS)与化学计量学相结合方式对煮制、煎制、炒制和烤制4种热加工牛肉的挥发性风味物质进行分析,共鉴定出醛类、醇类、酮类、酯类和杂环化合物等44种挥发性风味物质,其中炒制牛肉的总体风味物质含量最低。通过偏最小二乘判别分析共筛选出17种特征标志物(VIP>1)。指纹图谱与热图分析表明不同热处理牛肉的挥发性风味物质组成差异显著。煮制牛肉的特征风味物质为庚醛和壬醛;炒制牛肉为苯甲醛和丁酮;煎制牛肉为(E)-2-庚烯 醛和(E)-2-己烯醛;烤制牛肉为3-羟基-2-丁酮、乙酸丙酯和乙酸乙酯。研究结果可为牛肉加工风 味调控以及 GC-IMS在肉品风味分析中的应用提供理论支撑和技术指导。 
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  基于GC-MS结合化学模式识别辨析瓜蒌子变质过程中差异标志物

  颜继忠,曾结林,白 芮,吴亚梦,姜慧洁,张 慧

  2023, 51(4): 456.

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  分析瓜蒌子变质过程中油脂类成分的变化,筛选差异标志物,为瓜蒌子的质量控制和临床合理使用提供科学依据。采用加速实验加快瓜蒌子变质进程,利用气相色谱 质谱联用(GC-MS)技 术鉴定瓜蒌子中油脂类化学成分,通过 NIST17谱库、化合物精确相对分子质量及文献进行化合物 解析,并结合聚类分析(Clusteranalysis,CA)、主成分分析(Principalcomponentanalysis,PCA)和 正交偏最小二乘判别分析(Orthogonalpartialleastsquaresdiscriminantanalysis,OPLS-DA)对色 谱峰进行综合处理和分析。研究结果显示:基于 GC-MS技术共鉴定出新鲜瓜蒌子中22个化合 物,随着加速实验天数增加,瓜蒌子在变质过程中新鉴定出5个化合物。利用 OPLS-DA 模型中 VIP分析,发现瓜蒌子变质过程中6个色谱峰的 VIP(Variableimportanceintheprojection)均大 于1.0,分别为α-桐酸、α-亚麻酸、油酸、亚油酸、棕榈酸和瓜蒌酸,其可作为瓜蒌子变质过程中差异 标志物。通过 GC-MS技术总结瓜蒌子脂肪酸在变质过程中的变化规律,利用化学模式识别筛选 出6个差异标志物,研究结果可为瓜蒌子饮片及其中药制剂的质量控制奠定基础。 
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  相间非平衡态迁移对土壤苯系物修复的影响

  孙建强,徐 健,张安平

  2023, 51(4): 466.

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  在修复苯系物污染场地时,时常会出现修复效率拖尾、污染物二次释放等问题,这些现象与修 复过程中污染物发生相间非平衡态迁移有关。以苯、甲苯和乙苯作为目标污染物,通过沙箱实验研 究土壤表面通风、土壤挖掘、土壤气相抽提与热强化气相抽提在应用过程中污染物产生相间非平衡 态迁移的程度。研究结果表明:在4种修复中会产生苯系物从土壤向大气扩散的相间非平衡态迁移, 造成处理结束后气相苯系物质量分数的反弹。此外,热强化气相抽提能够加快相间传质,从而减轻相 间非平衡态迁移,这些结果说明土壤修复过程中普遍存在相间非平衡态迁移,影响土壤修复效果。