人工智能专栏

• 基于改进SSD-MobileNet算法的AGV动态目标检测方法

  张刚;唐戬;郝红雨;白彤;郝崇清;樊劲辉;

  为了提升自动导引运输车(automated guided vehicle, AGV)动态障碍物视觉检测的精度和帧率，提出了一种基于单镜头多盒检测器(single shot multibox detector, SSD)的改进算法。将轻量级MobileNet网络引入到SSD网络结构中，然后利用K-means算法对训练数据集中真实框的AR值进行聚类并更新，最后利用Jeston Nano嵌入式平台搭建了AGV实验系统，引入TensorRT加速引擎，分别对改进前后的SSD-MobileNet模型进行加速优化，并对比分析。结果表明：改进的SSD-MobileNet模型在AGV上使用TensorRT加速引擎的mAP值为79.1%,相比优化前提升了10.8%,对精度影响很小，而帧率达到了25 f/s,较原SSD模型提升了近4倍，且改进后模型规模也比优化前缩小了37%。采用改进算法能够使AGV在运输过程中完成动态障碍物检测任务，可代替人工实现货物高效运输，并节省运输成本，为智能化运输提供了一种新的思路。

  2024年01期 v.41;No.203 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K]
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• 基于CenterNet的跑步姿态鉴别系统的设计

  周万珍;袁志鑫;王建霞;

  为了改善目前大众跑步姿势普遍不规范的现状，提出了一种基于CenterNet的跑步姿态鉴别系统。首先，通过截图、拍照的方式自制数据集，并对数据集进行清洗、标注和分析，消除数据无关信息与简化数据。其次，引入多尺度通道注意力机制与添加十字星变形卷积2种方式改进CenterNet算法模型，将动作图像转化为数字信息和特征向量，并以此为基础，利用KNN(K-nearest neighbors)算法对跑步姿态类型进行分类。最后，与经典模型方案进行对比，验证改进CenterNet算法鉴别系统的有效性。结果表明：改进的CenterNet模型的精确率与召回率都有所提升，其参数量与计算量降低。所提算法模型能够对大多数不良姿势作出及时、准确反馈，有效帮助跑步爱好者发现问题，从而改善跑步姿态、提高运动效率、预防伤病。

  2024年01期 v.41;No.203 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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• 基于改进YOLOv5的驾驶员疲劳状态检测

  李浩;马晓;周万珍;

  为了减少因疲劳驾驶而造成的意外交通事故，提出了一种基于改进的YOLOv5网络模型，对驾驶员的疲劳状态进行检测。首先，使用轻量型网络MobileNetV3替换原YOLOv5主干网络；其次，在颈部网络各个C3模块中融入ECA注意力机制；最后，通过检测网络对眼睛的开合度和嘴巴有无打哈的状态进行定位和识别，使用多指标对驾驶员进行疲劳判定，并自建疲劳检测数据集进行实验。结果表明：改进的YOLOv5模型参数量、计算量、体积分别减小至原模型的48%、38%、50%,解决了原模型参数量、计算量、体积过大的问题；mAP值由98.6%提升至99.1%,精确率由95.9%提升至96.8%,检测速率由115 f/s提升至119 f/s,进一步提高了模型的检测精度和检测速度。改进的YOLOv5模型具备轻量化、高精度、高速率的特点，可为疲劳驾驶预警提供参考。

  2024年01期 v.41;No.203 17-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K]
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• 基于多信息融合的DGPMIF致病基因关联预测方法

  马金龙;翟美静;

  为了解决利用单一生物数据无法揭示复杂的生物过程和疾病机制的问题，提出了一种多信息融合的DGPMIF致病基因预测方法。首先，构建一个具有疾病-表型、疾病-基因、蛋白质-蛋白质和基因-本体关联的异构网络，利用网络嵌入算法提取该异构网络中节点的低维向量表示，同时结合网络拓扑算法提取网络结构特征。其次，利用余弦相似性算法衡量节点向量的相似性，预测疾病与基因之间的关系。最后，通过对特定疾病的案例进行研究，并与经典致病基因预测方法进行对比，验证DGPMIF方法的有效性。结果表明：不同类型的关联数据对增强致病基因预测性能具有重要作用；经过多层次信息融合，提高了致病基因预测的预测性能。DGPMIF预测方法能够高效挖掘网络中蕴含的信息，对相关疾病基因关联的预测研究具有重要的参考价值。

  2024年01期 v.41;No.203 27-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K]
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编审园地

• 向本期载文的审稿专家致谢

  本刊编辑部;

  <正>本期《河北工业科技》共发表论文10篇。这些论文的发表是与有关专家的认真审读、细查资料、推敲分析、中肯评价分不开的。对此，本刊编辑部特向这些专家表示敬意，对他们的辛勤劳动表示感谢。本期载文的审稿专家名单如下（按姓名的汉语拼音字母顺序排列）。

  2024年01期 v.41;No.203 35页 [查看摘要][在线阅读][下载 61K]
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绿色建筑专栏

• 倒边盖挖逆作法基坑支护结构可靠性分析

  陈威;王立;梅蕊;俞军;孙阳;

  为了解决采用标准Monte Carlo法计算复杂基坑工程上常见小概率失效，导致计算效率低的问题，以南京市湖南路地下商业街工程为工程背景，首先，将随机响应面法与基坑工程三维模型相结合，求解极限功能函数的响应面方程，并用标准Monte Carlo法计算失效概率和可靠指标，探讨采用倒边盖挖逆作法作为基坑支护结构施工方法的可行性；其次，基于该响应面方程，以土体的弹性模量为随机变量参数，采用马尔可夫链蒙特卡罗子集模拟法(MCMC子集模拟法)计算基坑支护结构的失效概率，并与标准Monte Carlo法结果进行对比分析。结果表明：当支护结构最大侧移控制指标为25 mm时，计算得到的可靠指标均大于4.6,即采用倒边盖挖逆作法施工过程中基坑是安全的；10万次和50万次标准Monte Carlo法计算得到的失效概率均为零，说明对于标准Monte Carlo法，在计算小概率失效问题时10万与50万的样本量是不足的；而MCMC子集模拟法用2.98万个样本计算出的结果与标准Monte Carlo法采用100万个样本计算的结果相对误差仅为1.7%,表明MCMC子集模拟法对于小概率失效问题求解的优势。所提算法在一定程度上提高了计算结构系统小概率失效问题的效率，对结构系统可靠性的相关研究具有一定参考价值。

  2024年01期 v.41;No.203 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 648K]
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• 基于ABAQUS的新型密拼叠合板承载能力比较研究

  韩双林;李佳蔚;孙悦平;蒋录珍;

  为优化密拼式叠合板侧向拼缝处的连接构造，设计一种在拼缝处设置抗剪键槽的密拼式钢筋桁架叠合楼板。利用ABAQUS有限元软件对7个密拼叠合楼板进行四点弯曲模拟研究，针对普通密拼式叠合板与不同形式的抗剪键槽密拼式叠合板的承载能力进行对比分析。结果表明：新型密拼式叠合楼板的承载能力较好，相较于普通密拼式叠合板提升了17%左右；当达到极限荷载时，其内置钢筋所受应力明显低于普通密拼式叠合板。通过对不同开槽形式叠合板的受弯性能进行对比分析，明确了新型抗剪键槽叠合板拼缝处设计的合理性，为新型拼缝叠合楼板在工程实践中的应用提供了理论依据。

  2024年01期 v.41;No.203 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
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药物研发专栏

• 浮小麦配方颗粒特征图谱及4种核苷类成分定量研究

  王晓亚;杜微波;马智玲;张志强;沈建梅;

  为了实现浮小麦配方颗粒的质量控制和评价，采用高效液相色谱法，以Waters XSelect~? HSS T3(4.6 mm×250 mm, 5μm)为色谱柱，在甲醇-水为流动相、梯度洗脱、柱温为30℃、流速为1.0 mL/min、检测波长为260 nm的条件下，建立了浮小麦配方颗粒的特征图谱及4种核苷类成分的含量测定方法。共确定了13批浮小麦配方颗粒特征图谱中的8个共有峰，并全部获得指认，分别为尿嘧啶、胞苷、次黄嘌呤、尿苷、腺嘌呤、鸟苷、色氨酸、腺苷，各共有峰相对保留时间的RSD均小于2.0%。尿嘧啶、尿苷、鸟苷、腺苷分别在0.001 9～0.047 3 mg/mL、0.003 9～0.098 2 mg/mL、0.002 8～0.070 1 mg/mL、0.002 9～0.073 0 mg/mL范围内线性关系良好(r=1.000 0),平均加样回收率分别为99.0%、100.7%、101.2%、101.8%。所建立的核苷类成分含量测定方法准确、高效、重复性好，可用于浮小麦配方颗粒的质量控制。

  2024年01期 v.41;No.203 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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• 双氢链霉素未知杂质的结构确证与限值设定

  赵建强;贾欣秒;

  为了科学制定双氢链霉素产品中未知杂质的限度标准，从分子结构、来源和质量稳定性等3个方面开展研究。首先，采用制备色谱仪从双氢链霉素产品中制得杂质纯品，借助液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)和核磁共振谱(NMR)进行波谱分析、研究杂质分子结构；其次，采用高效液相色谱法(HPLC),结合双氢链霉素生产过程开展杂质来源考察；最后，设计了多条件的影响因素实验，考证杂质的稳定性。结果表明：杂质分子结构与双氢链霉素的分子结构类似，同属氨基糖苷类物质；杂质来源于双氢链霉素发酵阶段产生的链霉素类似物，类似物在氢化过程被同步还原成为产品中的杂质；杂质对酸、碱、高温、氧化、光照等因素不敏感，具有较好的稳定性。由链霉素发酵代谢产生的相关性杂质稳定性较好，设定其限度标准为≤1.0%(峰面积分数)是安全、合理的，可为临床用药提供重要参考。

  2024年01期 v.41;No.203 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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应用技术

• 基于LabVIEW的定容燃烧弹控制与数据采集系统设计

  张璇;王筱蓉;姜熠豪;高建伟;

  为了解决传统定容燃烧弹系统实验操作繁琐、数据采集精度低、数据传输慢和系统控制效果差等问题，设计了一种定容燃烧弹控制与数据采集系统。首先，对定容燃烧弹各系统进行方案设计，结合传感器、点火线圈和高速摄像机等硬件搭建系统的功能模块；其次，完善LabVIEW软件编程上位机对单片机、cRIO控制器组成的下位机的系统控制和数据采集；最后，通过实验测试系统的性能。结果表明：设计的控制与数据采集系统实现了定容燃烧弹系统的集成化，优化了实验步骤，提高了实验效率，提升了数据采集精度和数据传输速度，并实现系统数据采集与控制的数字化、图像化和自动化。所设计的定容燃烧弹控制与数据采集系统可进行预混燃烧及喷雾实验，可为内燃机和燃气轮机等燃烧室的设计及合理应用提供参考。

  2024年01期 v.41;No.203 69-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 952K]
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• 机械谐振系统实验平台动力学特性及实验方法研究

  张永立;张永弟;赵月静;于冬梅;

  为了改善自动控制原理及相近课程的教学效果，促进一体化课程建设，研制了机械谐振系统实验平台。首先，建立了实验平台的数学模型，详细分析了所提出的机械谐振系统的非线性动力学特性，讨论了实验平台系统的L_2稳定性和李雅普诺夫稳定性；其次，介绍了实验平台的软硬件组成及其实际应用方法；最后，用仿真实验和物理实验对机械谐振系统实验平台进行了验证。结果表明：通过机械谐振系统实验平台，能直观地展示二阶系统的时域响应特性与频率响应特性，以及PID、LQR和基于李雅普诺夫函数的抑振控制器的控制特性。所设计的机械谐振系统实验平台能够更好地辅助完成控制工程相关课程的教学任务，并为控制工程科研工作提供技术支持。

  2024年01期 v.41;No.203 77-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
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