浙江工业大学学报

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丁维龙, 宗泽永, 朱红波, 徐利锋

2024, 52(6): 591-600.

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在数字组织病理诊断中的肿瘤细胞精确分割研究中,病理图像具有复杂的背景以及组织形态变化的多样性,且经常面临样本数量不足和类别不均衡的挑战。为了改善现有方法中存在的分割精度不佳、分割边缘失真等问题,提出了一种混合架构的编解码器语义分割网络模型(MixU-Net)。首先,在编码器中引入Swin-Transformer模块,增强模型对于全局信息的建模能力;然后,在编解码器之间设计了多尺度特征融合模块,使全局特征和局部细粒度特征能够得到深度融合;最后,采用加权DiceLoss作为损失函数以增强模型对小目标的关注。通过在组织病理图像数据集Pan nuke上进行消融和对比实验,不仅达到了67.33%的平均交并比(mIoU)和95.05%的像素准确率 (aAcc),与传统的基于CNN特征提取方法的U-Net相比分别提升了7.23%和1.70%,而且在性能上超过了其他基于深度学习的图像分割方法。

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基于非线性自回归卷积的电梯门机故障诊断方法

肖刚, 张皓鑫, 王亚明, 徐雪松, 张元鸣, 程振波

2024, 52(6): 601-610.

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经由振动传感器获取的电梯门机运行信号是一类典型多属性时间序列,根据这类多属性时间序列进行故障分类,需要能同时实现序列的空间与时间特征编码。为此,提出了一种基于非线性向量自回归卷积神经网络模型,用于多属性时间序列的空时特征编码。该模型首先通过非线性向量自回归实现序列时间维度的特征提取;然后利用卷积和池化提取序列的空间特征;最后经由全连接层实现对时间序列的分类。通过振动传感器获取电梯门机的多属性时间序列信号,利用模型实现了基于上述时间序列信号的电梯门机故障诊断,从而验证了模型在多属性空时信号特征提取方面具有的优势。

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基于交叉注意和跨尺度融合的车辆抛投垃圾识别

陈云腾, 孙振华, 周杰忻, 刘志

2024, 52(6): 611-620.

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旨在实时交通监控视频中智能识别违反车辆投掷垃圾(TWV)行为。TWV不仅污染环境, 而且存在大量潜在危险,尤其是在高速隧道场景中,严重影响行车安全。目前,视频中TWV行为仍主要依靠人工方式检查,既耗时又费力。为此,提出了一种基于深度学习的车辆抛投垃圾识别模型(VTWIM),结合交叉注意和跨尺度融合模型(CASF)、选择性搜索和非最大化抑制(NMS),实现了基于深度剩余网络的车辆垃圾识别方法(CASF-VTWI)。首先,通过选择性搜索将一个视频帧分割为多个区域,这些区域与标有位置框的可疑对象相匹配;然后,利用CASF进行抛掷垃圾的识别训练;最后,利用NMS移除了冗余位置框,保留了最优的位置框。所提方法较好地解决了车辆垃圾的智能识别问题,对实时交通监控视频进行的实验研究证明了模型和算法的有效性与优越性。

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基于工业系统多维传感数据的异常检测与诊断

蒋融融, 顾国民, 刘洋, 周丹, 周君良

2024, 52(6): 621-632.

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随着工业互联网的快速发展,工业控制系统实现了更敏锐、更高效的自动化控制和资源分配。对于系统中存在的设备故障、性能下降、质量缺陷等生产问题,进行异常检测和检测结果解释是工业系统的基本要求。然而,现有对深度学习模型进行解释的方法都专注于有监督学习模型,对于自编码器等新型的深度无监督学习模型,几乎无法让现有的深度学习可解释框架学习到异常样本与语义特征之间的关联,导致无法对深度无监督学习模型进行解释。为克服现有方法的不足,提出基于多维时序数据的异常检测方案,结合图注意力网络实现检测结果解释,基于一个真实的造纸数据集进行实验,异常检测结果的AUC值超过0.88,表明该方案具有可行性。

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应用数据治理的生态环境监测系统研究

尤卫军, 曹彦嵘, 蒋晓彤, 刘小峰

2024, 52(6): 633-640.

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针对某地各个观测站点采集到的非同源且异构生态环境数据,设计了一套治理流程,并据此开发了生态环境数据监测研究系统。首先,根据生态环境数据特点,建立生态环境数据指标体系; 其次,设计了生态环境数据集成流程和方法;再次,设计了数据质量管理模型对指标数据进行校验; 最后,实现了数据可视化方法,对完成治理后的数据进行分析和展示。系统平台具有操作便捷、通用性强的特点,推广和应用价值较高。

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2,4-表油菜素内酯对三唑类农药胁迫番茄的影响

孙建强, 楼元, 李沐霏, 张安平

2024, 52(6): 641-649.

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由于土壤中残留的三唑类农药危害作物的生长发育,因此缓解三唑类农药药害是保障作物健康生产的迫切需要。基于外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)可以缓解药害,研究了EBR对3种三唑类农药(多效唑、苯醚甲环唑、戊唑醇)胁迫番茄幼苗的缓解效应,与对照相比, 未施用EBR的幼苗生物量下降7.82%~26.82%,叶绿素质量分数下降10.24%~39.51%,氧化损伤指标丙二醛质量分数增长0.18~8.89倍。与未施用EBR相比,施用EBR后幼苗生物量上升 7.43%~18.72%,叶绿素质量分数上升7.07%~35.48%,丙二醛质量分数下降16.04%~23.13%, 超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性分别增长7.49%~44.69%,0~90.7%, 4.23%~253.85%,解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶、谷胱甘肽还原酶活性分别增长6.67%~126.32%, 4.65%~97.67%。EBR可通过提高植物抗氧化性能和解毒水平缓解三唑类农药的药害。

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禁用的有机氯农药与妊娠期糖尿病的关系

赵美蓉, 王铮铮, 陈蓉蓉, 瞿剑里, 朱海豹

2024, 52(6): 650-657.

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为确定妊娠早期有机氯农药(OCPs)暴露水平和妊娠期糖尿病(GDM)患病风险之间的关系, 采用病例对照设计,2011—2014年从浙江大学医学院附属妇产科医院随机选取105名GDM孕妇 (病例组)和55名非GDM孕妇(对照组)作为研究对象。在首次产检时采集孕妇静脉血进行化验, 部分血清采用气相色谱质谱联用仪测定其中8种OCPs的质量浓度,从院方系统中收集孕妇的个人信息。应用条件Logistic回归分析方法,对两组的OCPs质量浓度进行对比分析。在血清中检测到了全部的目标OCPs,检出率最高为4,4􀆳-滴滴伊(p,p'-DDE)达到96.4%,最低为2,4􀆳-滴滴涕 (o,p'-DDT)达到50.9%。β-六六六(β-BHC)是8种被检出OCPs中质量浓度最高的,病例组和对照组的几何平均数分别为8.83ng/mL和6.35ng/mL;其次是p,p'-DDE,病例组和对照组的几何平均数分别为6.29ng/mL和4.58ng/mL。在考虑多个混杂因素后,发现与低浓度组相比, β-BHC(OR=2.102,95%CI:0.80~5.54)和p,p􀆳-DDE(OR=1.889,95%CI:0.70~5.12)高浓度组患GDM的风险显著增加。暴露于β-BHC和p,p􀆳-DDE可能是妇女患GDM的致病因素之一。

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基于糖谱的抗衰老口服液质量评价研究

颜继忠, 张沛鲁, 张子霞, 裘燕燕, 张慧

2024, 52(6): 658-665.

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利用液相色谱分析技术,建立糖谱,对抗衰老口服液中糖类物质进行质量控制,并结合化学模式识别,对配制过程工艺参数进行分析。采用HPLC,色谱柱为ShodexAsahipakNH2P-504E (4.6mm×250mm,5.0μm),流动相为纯水乙腈,梯度洗脱,ELSD漂移管温度为100℃;氮气流速为1.6mL/min的液相条件,对抗衰老口服液及配制液的糖类物质进行定性和定量分析。结果表明:抗衰老口服液及配制液中含有D-(-)-阿拉伯糖、D-果糖、D-(+)-甘露糖、D-葡萄糖、蔗糖、蜜二糖、D-棉籽糖、甘露三糖和水苏糖等,寡糖及单糖的主要来源为生地黄,其中D-果糖、D-葡萄糖、甘露三糖、水苏糖定量方法学考察良好。化学模式识别分析结果显示:5℃放置3d寡糖及单糖变化显著,5~7d较为稳定;溶液pH为3.5~4.5时变化趋势较稳定。基于OPLS-DA模型筛选出VIP值大于1的成分为D-棉籽糖、D-(-)-阿拉伯糖、甘露三糖以及D-果糖,这些成分可作为配制工艺过程的关键化学标志物。

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凝胶糖果的产品开发及研究进展

张高鹏, 王雅茹, 叶松梅, 张安强

2024, 52(6): 666-673.

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凝胶糖果作为一种新兴的糖果产品形态,发展速度非常快,其种类与凝固胶体的类型密切相关,因此凝固胶体的选择在凝胶糖果的制备中至关重要。由于凝固胶体自身属性的不同,凝胶糖果在品质和特性上存在显著的差异。因此,凝固胶体在凝胶糖果的应用范围已从最初的单一凝固胶体扩展到多种凝固胶体的复合使用。目前,凝胶糖果的种类非常丰富,包括植物胶型、动物胶型和混合胶型等凝胶糖果。2021年,凝胶糖果被国家市场监督管理总局正式列为保健食品的一部分, 其产品的开发正朝着具有特定功能的方向发展。综述了凝胶糖果的类型、加工工艺、胶体的选择以及产品开发现状等方面,旨在为凝胶糖果产业健康快速发展提供一定的理论参考。

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基于改进云模型的公路隧道运营安全评估研究

王强, 章伟康, 袁岽洋, 童俊豪, 王皓正, 翟俊莅, 史吏

2024, 52(6): 674-682.

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为解决公路隧道运营安全综合评估过程中模糊性与不确定性并存的问题,构建了基于改进云模型与EAHP的公路隧道运营安全评估模型。以浙南某山岭公路隧道为例,首先,考虑了动态、静态指标,选取了隧道土建结构、机电设施、运营安全管理、气候环境及交通运行5个方面共计26项指标,根据隧道不同运营安全状态划分了Ⅰ~Ⅳ4个评判等级,并确定了相应的指标准则;然后,依据改进的云模型特征参数计算方法与分段隶属度公式,计算了公路隧道运营安全各评估指标隶属不同评判等级的隶属度,并运用EAHP替代传统点值构造判断矩阵以生成各指标权重,综合各指标隶属度和权重逐层计算得到了该隧道运营安全综合评估等级;最后,对所提改进方法和所构建的评估模型进行验证,可为类似公路隧道运营安全评估提供参考。

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组合箱梁负弯矩预制板结构与施工期预应力损失研究

李尚, 颜长平, 王子浩, 彭卫兵

2024, 52(6): 683-690.

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组合箱梁在桥梁建设中应用广泛,然而在施工阶段张拉预应力时,预应力损失现象严重。针对预应力损失现象,提出新型预制板抗裂结构体系,分别对预制板、剪力钉和剪力槽进行尺寸设计, 并应用于实际工程。其实质为将钢箱梁和上部现浇混凝土隔开,张拉预应力阶段将减少钢箱梁分担的预应力,达到缩小预应力损失的效果。对监测数据和有限元模拟数据对比分析,中支点处预制板增大了1.67MPa压应力储备。预制板的使用有效降低了预应力损失,对桥梁抗裂产生良好的效果。

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兰溪市某河岸型古城墙流—固耦合稳定性研究

董志勇, 郑晓亭, 周建芬

2024, 52(6): 691-698.

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兰溪市某河岸型古城墙不仅担负着老城区的防洪安全重任,而且也是当地重要的历史文化景观。在梅汛期和台汛期,由于连绵阴雨或大暴雨的作用,古城墙存在安全稳定性问题。以该古城墙为研究对象,对古城墙及其墙后土体工程地质进行了勘测,基于MIDASGTSNX有限元软件,建立了该古城墙在50年一遇降雨强度下的稳定性分析模型,采用边坡—应力—渗流耦合模式对不同降雨历时的古城墙稳定性进行分析。此外,还对加固(倒挂井+防渗帷幕)后古城墙的稳定性进行了数值模拟和分析。结果表明:古城墙未加固时,在遭遇50年一遇降雨入渗条件下,墙后孔隙水压力持续增大,3d后城墙失稳。采用倒挂井+防渗帷幕加固后,墙后孔隙水压明显减小,基质吸力的消散得到抑制,最危险滑动面向深层移动,稳定性显著提升。

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