郭子雪,林鹏

2019, 39(1): 1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.001

摘要 ( 626 )

PDF (1001KB) ( 578 )

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针对区间直觉模糊信息环境下属性权重未知的多属性决策问题,提出了一种新的决策方法.在回顾相关基础理论知识基础上,定义了区间直觉模糊数的得分函数与精确度函数,提出了基于离差最大化的属性权重确定方法,然后基于区间直觉模糊加权平均算子给出了属性权重未知情形下属性信息为区间直觉模糊数的多属性决策方法.最后将该方法运用到突发事件应急预案有效性评价问题,通过实例分析验证了该方法的有效性.

基于离散变分算子的非保守Hamilton系统的Lie对称性与守恒量

夏丽莉,国忠金,张伟

2019, 39(1): 6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.002

摘要 ( 550 )

PDF (987KB) ( 282 )

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从力学的变分原理出发,得到了受非保守约束力的Hamilton系统的动力学方程的离散形式和能量演化方程,即保结构数值算法格式. 给出了非保守Hamilton系统的离散Lie对称性判定方程;基于离散Noether定理推导出系统Noether守恒量的离散形式. 最后举例说明本文结论的合理性.

灰色-马尔科夫模型在桥梁运营状况预测中的应用

刘历波,裴彧,裴同松

2019, 39(1): 11-17. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.003

摘要 ( 779 )

PDF (1085KB) ( 754 )

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为了找到一种能够精确有效地预测桥梁运营状况的方法,提出一种基于灰色GM(1,1)理论模型并用马尔科夫链修正的灰色-马尔科夫预测模型.结合河北省某地区的159座桥梁数据对该方法进行应用检验,结果表明:灰色-马尔科夫模型预测数据的平均相对误差为-0.11%,相比灰色GM(1,1)理论模型预测数据的平均相对误差-0.34%,在精度上有了明显的提高,而且灰色-马尔科夫模型预测出的数据更加稳定.利用马尔科夫链优化过的灰色GM(1,1)理论模型预测出2017年至2019年该地区一类桥的数量分别为49座、39座以及34座.由此可知灰色-马尔科夫模型在已知的桥梁定期检查数据基础上可以提供较为精确的预测,相较于灰色GM(1,1)预测模型,该方法具有更高的精度和稳定性.

葡萄有机肥施肥机的设计

王兰英,徐洋

2019, 39(1): 18-22. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.004

摘要 ( 523 )

PDF (1199KB) ( 421 )

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针对葡萄有机肥施肥机施肥均匀性差、作业效率低以及开沟深度浅的问题,设计了一种葡萄有机肥施肥机,该设备由开沟装置、施肥装置及机架3部分组成,能够一次性完成深开沟、施肥、覆土作业.结果表明,该设备施肥均匀度变异系数为11.96%,断条率为0,施肥深度平均为44.9 cm、肥料距根部距离平均为58.1 cm.

云母片上单层石墨烯的制备及拉曼光谱研究

孙宏丽,王腾蛟,许军,李帅,王颖,李晓莉,袁小先

2019, 39(1): 23-28. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.005

摘要 ( 735 )

PDF (1543KB) ( 844 )

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采用拉曼表征技术研究了平铺到云母片上单层石墨烯的性质.首先,将单晶白云母暴露在辐照量为1×10⁶个/cm²的重离子中进行辐照,用HF溶液对辐照后的云母片进行蚀刻.之后将CVD(化学气相沉积)法制得的单层石墨烯转移平铺到云母片上,利用SEM、Raman技术对悬空(孔洞之上)及非悬空区域的石墨烯进行分析表征.实验结果表明,辐照后的云母片在HF(体积分数40%)中置于30℃水浴超声蚀刻20 min后产生孔径约为3 μm的菱形孔洞.而平铺在云母上的单层石墨烯样貌完整,部分悬空区域处的石墨烯有所破裂,且破裂面积随孔径增大而增多.利用拉曼电镜对悬空区域进行探测,可以得到仅有单层石墨烯的拉曼信号.采用石墨烯/云母基底对生物探针分子进行拉曼表征,结果显示该基底对探针分子的拉曼信号有增强作用.

国际象棋式空气换热器传热特性与阻力特性模拟

刘泽勤,杨贺,刘哲

2019, 39(1): 29-34. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.006

摘要 ( 494 )

PDF (1229KB) ( 348 )

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基于Fluent数值模拟软件计算的方法,本文分别对不同板间距的国际象棋式空气换热器传热和阻力特性进行研究.文中以摩擦因子f、传热因子j以及表面功率因子j/f作为换热器性能的评价指标,探究在满足换热性能要求条件下国际象棋式空气换热器的最优板间距.结果表明:随雷诺数Re的增大,摩擦因子f与传热因子j总体呈现减小趋势;表面功率因子j/f整体呈增大趋势且变化幅度较大.通过对模拟结果进一步分析,板间距为5 mm时,该换热器具有较好的传热特性.

基于支持向量回归的驴肉脂肪和蛋白质近红外检测模型优化

牛晓颖,邵利敏,焦慎江,李晓灿,赵志磊

2019, 39(1): 35-40. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.007

摘要 ( 577 )

PDF (1216KB) ( 298 )

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驴肉的脂肪含量低、蛋白质含量高,是一种营养价值较高的食用肉类.选择了40个不同个体和不同部位的驴肉鲜肉样品,采集了样品在4 000~12 500 cm^-1光谱的近红外漫反射光谱,并使用索氏提取法和凯氏定氮法分别检测了样品的脂肪和蛋白质参考数据.分别使用主成分分析和偏最小二乘回归对肉块和肉糜2种类型的样品光谱数据进行了压缩,结合支持向量回归算法分别建立了驴肉脂肪和蛋白质的定量模型,并与偏最小二乘回归模型进行了性能比较,发现肉糜光谱使用主成分分析降维结合支持向量回归算法所建立的驴肉脂肪模型,以及肉块光谱使用偏最小二乘回归降维结合支持向量回归算法所建立的驴肉蛋白质模型定量结果最优,其交叉验证均方根误差和相对预测误差分别达到了0.058%、14.69以及0.111%、14.39.结果表明,近红外光谱结合主成分分析或偏最小二乘回归降维以及支持向量回归算法所建立的模型预测精度较高,可对驴肉的脂肪和蛋白质含量进行可靠的检测.

钴铁氧体磁性固相萃取结合高效液相色谱法测定果蔬汁中4种人工合成色素

李兴红,江静,杨莉纳,李美婷,何怡凡,张红医,石志红

2019, 39(1): 41-48. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.008

摘要 ( 587 )

PDF (1709KB) ( 269 )

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以钴铁氧体(CoFe₂O₄)作为磁性固相萃取(MSPE)的吸附剂,建立了MSPE-HPLC-UV检测果蔬汁中人工合成色素柠檬黄、胭脂红、日落黄、诱惑红的分析方法. 采用溶剂热法制备了CoFe₂O₄,通过TEM及FT-IR对其进行表征.在酸性条件下,表面呈正电性的CoFe₂O₄与含磺酸基的合成色素主要通过静电作用相互结合,从而实现目标物的萃取. 实验对材料类型和用量、溶液pH值、萃取时间等条件进行了优化. 在最佳条件下,4种色素在0.04~2.0 μg/mL内峰面积与质量浓度呈良好的线性关系,加标回收率在85.6%~106.6%之间,检出限为0.005~0.011 μg/mL. 最终将该方法用于测定果蔬汁中的合成色素,结果表明该方法快速灵敏,回收率较高,适用于实际样品中合成色素的检测.

一种荧光增强型的GSH荧光探针

孟美荣,阴彩霞

2019, 39(1): 49-55. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.009

摘要 ( 576 )

PDF (1571KB) ( 361 )

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常见的生物硫醇包括半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)以及谷胱甘肽(GSH),它们在人体中起着十分重要的作用.使用荧光探针检测此类生物硫醇具有灵敏度高、选择性好、响应时间快等优势.由于3种硫醇具有相似的化学结构(含有活性巯基),因此给这类生物硫醇的选择性检测带来挑战.本文设计了一种荧光探针(2-甲基,6-丙烯酰基喹啉)用于区分检测GSH和Cys/Hcy.通过测试该探针的光谱性质,发现在含有该探针的水溶液中加入谷胱甘肽(GSH)后,相应的荧光光谱和紫外-可见光谱都有显著的变化.相比其他分析物,发现探针在水溶液中对GSH具有较高的选择性和灵敏度.此外,考虑到该检测过程是在水相中进行的,因此该探针在生物成像方面具备潜在的使用价值.

基于阴离子特征分析的冬枣产地鉴别

夏立娅,申世刚,李超, 刘晓慧,李运思, 李姣姣

2019, 39(1): 56-62. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.0010

摘要 ( 547 )

PDF (1188KB) ( 367 )

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为了考察阴离子用于农产品产地鉴别的可能性,利用离子色谱测定了黄骅、沾化和大荔冬枣及土壤中多种阴离子的含量,并对数据进行了方差分析、偏相关分析、逐步判别分析(SDA)和径向基人工神经网络分析(RBF-ANN). 结果表明,冬枣中F^-、Cl^-、NO^-₂、PO^3-₄、SO^2-₄和C₂O^2-₄在不同产地间存在显著性差异,与土壤中阴离子具有显著相关性.逐步判别分析中,上述6种阴离子的判别能力较强,所建判别方程可以准确地鉴别冬枣的产地.RBF-ANN的分析进一步证实了,6种阴离子所建模型的准确率高于全部阴离子的分析结果,Br^-对产地鉴别有一定的干扰作用,鉴别准确度降低.研究结果证实了阴离子结合统计学算法可以建立有效的冬枣产地鉴别模型,选择合适的产地因子是提高产地鉴别模型准确度的关键步骤.

藤黄微球菌Rpf因子对土壤细菌可培养物种分离效果的影响

李云琪,王宇辉,李小锦,孙健鹏,景凤霞,张秀敏

2019, 39(1): 63-68. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.011

摘要 ( 542 )

PDF (1451KB) ( 472 )

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通过培养基添加藤黄微球菌Rpf因子对3份土壤样品中的细菌进行分离以了解藤黄微球菌Rpf因子对细菌可培养物种多样性的影响.通过在改良的VL55培养基中添加藤黄微球菌Rpf因子,对采自河北涞水县上港村、青海三江源和云南无量山3个地区的3份土壤样品进行细菌的分离,并对所分离菌株进行16S rRNA基因序列系统发育分析,分析培养基添加藤黄微球菌Rpf因子对土壤中可培养细菌物种分离效果的影响.结果显示:河北土壤中不添加Rpf因子的对照组分离得到5个属,添加Rpf因子的实验组分离得到8个属;青海土壤中对照组分离得到2个属,实验组分离得到6个属;云南土壤中对照组分离得到6个属,实验组分离得到8个属.表明添加藤黄微球菌Rpf因子的实验组分离得到的微生物物种较对照组丰富. 其中,青海三江源土壤中分离得到的菌株HBUM200161与多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium multivorum)IAM14316^T亲缘关系最近,16S rRNA基因序列相似性为97.93%,可能为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)潜在的新种.

荆芥对4种葡萄病原真菌的抑制作用

刘名飞,马伟伟,黄婧婧,王忠跃,王俊丽

2019, 39(1): 69-75. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.012

摘要 ( 565 )

PDF (1444KB) ( 415 )

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为了有效利用荆芥资源,采用菌丝生长速率法研究了荆芥醇提物对4种葡萄果实病原真菌的抑制作用.结果表明,当醇提物质量浓度为5 mg/mL时,对白腐病菌(Coniothyrium diplodiella)、炭疽病菌(Glomerella cingulate)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)和炭黑曲霉病菌(Aspergillus carbonarius)的抑制率分别为94.57%、70.23%、71.15%和26.06%,对多菌灵高抗炭疽病菌菌株FJND-9、FJND-40和GZSD-89的抑制率分别为64.10%、68.73%和72.94%,对多菌灵高抗灰霉病菌菌株HBLF-10、GXZY-4和GXZY-7的抑制率分别为57.47%、66.83%和64.90%.本研究为葡萄病害非化学农药防控提供了依据.

香蒲资源化开发中大球盖菇液体菌种的制备与应用

付婧璇,耿丹萌,高华,王谦

2019, 39(1): 76-79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.013

摘要 ( 534 )

PDF (972KB) ( 421 )

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香蒲作为湿地优势植物,其废弃物会造成水体富营养化,而利用食用菌生物转化,可以减少其对水体的破坏,避免湿地的内源污染.通过对珍稀食药用真菌大球盖菇的液体发酵实验、香蒲基质配伍的营养生长实验以及生殖生长实验,得到了其在香蒲基质下最适的栽培配方(质量分数):香蒲60%、棉籽皮20%、荆条屑10%、麸皮9%、生石灰1%.制备方法是将香蒲粉碎成木屑状,配以棉籽皮、荆条屑、麸皮和生石灰,料水质量比为1∶1.4.为湿地优势水生植物的资源化开发提供了新途径.

西北豆芫菁Epicauta sibirica的取食偏好与交配行为

张慧,李亚林,潘昭,任国栋

2019, 39(1): 80-85. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.014

摘要 ( 579 )

PDF (1348KB) ( 506 )

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通过野外观察和室内养殖,对西北豆芫菁Epicauta sibirica(Pallas, 1773)成虫的取食偏好与交配行为进行了观察和分析,结果发现:1)西北豆芫菁成虫喜食大豆和马铃薯的叶片;2)西北豆芫菁成虫的交配行为包括求偶和交尾2个阶段.求偶过程会反复多次,求偶行为持续时间平均为(9.60±1.78)min,间隔时间平均为(6.55±1.92)min.交尾过程中采用“一”字式姿势,交尾时段主要集中在8:00~13:00,交尾持续时间平均为(165.44±14.17)min.

实数编码遗传算法的改进及并行化实现

刘振鹏,王雪峰,薛雷,张彬,张寿华

2019, 39(1): 86-92. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.015

摘要 ( 621 )

PDF (1266KB) ( 411 )

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针对实数编码的遗传算法容易掉入局部极值、收敛速度慢等缺点,提出一种改进的实数编码的遗传算法,并对其进行了基于GPU的并行化实现.通过4个典型的遗传算法性能测试函数进行测试,结果表明,改进后的算法可以有效地跳出局部极值点,并能加快算法的收敛速度;在求解复杂的高维函数时,并行化后的改进算法可以显著减少算法的运行时间.

基于时空加权的多特征融合动作识别算法

王思乐,王铭羽,杨文柱,陈丽萍,陈向阳

2019, 39(1): 93-98. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.016

摘要 ( 541 )

PDF (1124KB) ( 472 )

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动作识别是机器视觉领域的基础应用之一,目前动作识别算法多数基于单帧图像特征或简单综合时间维度特征和空间维度特征,一定程度上约束了特征表达能力.为了解决该问题,本文提出了一种时空特征融合方法,将时空金字塔中引入加权策略,有机地将2个维度的特征融合在一起,打破空间维度特征上的局限性.实验结果表明基于本文提出的时空加权特征融合的识别方法可有效提高动作识别精度.

基于FPGA的卷积神经网络加速系统

李小燕, 张欣, 闫小兵, 任德亮, 李彦青, 傅长娟

2019, 39(1): 99-105. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.017

摘要 ( 630 )

PDF (1533KB) ( 896 )

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以在现场可编程门阵列(FPGA)上部署卷积神经网络为背景,提出了卷积神经网络在硬件上进行并行加速的方案.主要是通过分析卷积神经网络的结构特点,对数据的存储、读取、搬移以流水式的方式进行,对卷积神经网络中的每一层内的卷积运算单元进行展开,加速乘加操作. 基于FPGA特有的并行化结构和流水线的处理方式可以很好地提升运算效率,从对ciafr-10数据集的物体分类结果看,在不损失正确率的前提下,当时钟工作在800 MHz时,相较于中端的Intel处理器,可实现4倍左右的加速.卷积神经网络通过循环展开并行处理以及多级流水线的处理方式,可以加速卷积神经网络的前向传播,适合于实际工程任务中的需要.

荷叶蜡质层处理与荷梗品质及抗氧化性

郭春延,张楠,薛晶晶,刘兆宁,魏然,楚建周,姚晓芹

2019, 39(1): 106-112. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2019.01.018

摘要 ( 638 )

PDF (1401KB) ( 616 )

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为了探索荷叶蜡质层是否影响荷叶品质,明确荷梗的品质及其抗氧化性,主要研究了打磨荷叶、无打磨荷叶和荷梗的活性成分、营养成分和抗氧化性.实验结果表明:无打磨荷叶的活性成分和营养成分含量(维生素C含量除外)显著高于打磨荷叶的活性成分和营养成分含量,而打磨荷叶的抗氧化性显著高于无打磨荷叶的抗氧化性.荷梗的生物碱含量较高,同时抗氧化性也较强.因此,荷梗具有重要的开发潜能.

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