人工智能专栏

• 基于多模态遥感图像的特征融合模型

  王建霞;仇绍祖;杨春金;吴长莉;张晓明;

  为了解决传统单分支网络在遥感图像语义分割中存在的模型精度受限于单模态数据、参数规模庞大等问题，提出了一种基于大核卷积的多模态特征融合网络(large-kernel convolution-based multi-modal feature fusion network, LMFNet)模型。采用改进的大核MobileNetV3(GMBNetV3)作为并行主干，通过交互自注意力强化模块(cross-self-attention enhancement module, CSAEM)融合多源特征，并利用门控单元聚合模块(gating unit aggregation module, GUAM)在解码阶段整合抽象与纹理信息。在公共数据集Potsdam和Vaihingen上，将LMFNet与当前先进的多模态图像分割模型进行性能对比，并进行消融实验验证模型各模块功能。结果表明：在Potsdam数据集下，LMFNet在参数量降低29.3%～73.6%的基础上，分割性能mIoU相较于其他先进多模态分割模型提升0.32个百分点～6.50个百分点，推理速度提高1.7%～45.9%。所提模型有效地融合了差异图像特征，能够更清晰地对遥感图像进行语义分割，可为城市管理中的遥感图像实例分割提供有力支持。

  2025年06期 v.42;No.214 499-509+557页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
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• 基于神经网络自适应训练的输电电缆局放检测技术

  佘强;靳继勇;陈俊德;

  为了提升输电电缆局部放电(简称局放)检测的准确性和可靠性，解决传统方法因无法学习不同放电模式特征而导致检测偏差的问题，提出了一种基于神经网络自适应训练的输电电缆局放检测技术。首先，在自适应小波变换点基础上生成约束条件，按照小波函数簇传递关系输出Sigmoid函数，利用神经网络自适应训练获取特征检测适应度，构建电缆局放特征提取模型；其次，对提取的局放特征进行经验模态分解，获取多尺度能量特征；最后，将分解得到的多尺度能量特征作为基础，计算局放检测序列的样本均值序列，实现输电电缆局放检测。结果表明：所提电缆局放特征提取模型在不同升压条件下的输出脉冲幅值均稳定在100～170 pC范围内，有效捕捉了局放信号的时频特征；经验模态分解方法能够成功从复杂局放信号中分离出本质模态分量；在针对电缆本体绝缘划伤、尖端放电和电缆受潮3类缺陷的检测中，所提技术的局部放电量聚集范围与预设范围的拟合度均超过95%,有效解决了混叠干扰下的信号识别难题；与传统方法相比，所提技术能够更精准地匹配预设的局部放电量范围，具有更高的检测准确性和可靠性。该研究可为输电电缆局放检测提供一种高精度、高可靠性的解决方案，为保障电力系统安全稳定运行提供有效的技术支撑。

  2025年06期 v.42;No.214 510-516+565页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K]
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绿色建筑专栏

• 养护条件对冷击损伤后混凝土收缩和孔隙结构影响研究

  徐友樟;沈文峰;陈乃静;高向龙;钱英杰;魏晓彦;王伟;

  为了研究温湿度养护环境对高地温引水隧洞混凝土性能的影响，考察了混凝土在通水遭受冷击作用后的抗压强度和干燥收缩变化，分别研究了20、50℃2种养护温度和43%、75%、98%3种相对养护湿度(relative humidity, RH)下温湿耦合作用对冷击损伤后混凝土(concrete after cold shock damage, CCSD)的抗压强度、收缩特性和孔结构的影响。结果表明：高温湿度养护环境有助于提高冷击损伤后混凝土的抗压强度，降低干燥收缩；高温会对较大孔结构造成损伤，扩大600 nm以上孔隙比例，增大体系相对质量损失，但可以促进水化反应，提高混凝土早期强度，降低对相对质量损失的敏感性；基于CEB-FIP MC 2010模型，建立了CCSD干燥收缩预测模型，可较为准确有效地进行CCSD干燥收缩预测。研究结果可为高地温环境引水隧洞施工和养护提供理论参考价值。

  2025年06期 v.42;No.214 517-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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• 不同固结路径影响软土不排水强度性状及屈服面轨迹研究

  张航;任杰;

  为了揭示复杂应力历史下软土力学响应的内在机制，探究固结路径对土体强度演化规律和屈服面几何特征的定量影响，完善各向异性本构理论，使用全自动应力路径三轴仪，通过控制固结参数K值实现偏压与等向固结的对比分析。结果表明：土样孔隙比与含水率随竖向应力的增大呈对数下降，表现出由弹性压缩向塑性压缩转变的特性；在同一有效应力下，不排水强度随着应力比的增大而上升，且在低应力阶段路径效应显著，高应力阶段则以有效均应力为主控因素；在应力比η=0.75、有效均应力p′=50 kPa条件下，不排水强度提升率达117%;各路径下屈服面轨迹均呈椭圆形，并随着应力比的增大表现出逆时针旋转和偏心率增大的趋势，最终趋于临界状态，固结路径不仅主导了软土结构各向异性的形成，还显著影响屈服面的形态演化。研究结果对复杂应力历史下软土本构建模和工程安全评价具有一定的理论和工程价值。

  2025年06期 v.42;No.214 524-529+574页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K]
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• 非对称曲线连续刚构桥合龙顶推力优化

  覃志科;黄成岑;马泽理;邬晓光;杨怀盼;

  为研究非对称曲线连续刚构桥的力学性能与位移响应，并确保成桥运营阶段的受力与变形处于合理状态，以成桥10 a后的墩顶纵向与横向水平位移的平方和为目标函数，以施工阶段墩顶与墩底应力、合龙口主梁两侧横向水平位移差为约束条件，采用二次规划方法求解不对称合龙顶推力。以某实际非对称曲线连续刚构桥为研究背景，对其合龙顶推力进行优化分析，分别对比无顶推力、对称顶推力及优化顶推力3种工况下的顶推效果。结果表明：经优化的顶推力可显著改善成桥线形与内力分布，有效抑制桥墩纵向与横向水平位移，两桥墩纵向水平位移小于3 mm,横向水平位移减小了29.4%;并优化了桥墩应力状态，使运营阶段墩顶与墩底应力分布更为均匀。研究结果可为同类桥梁的合龙顶推力设计提供理论依据。

  2025年06期 v.42;No.214 530-537页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K]
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• 基于模态测试的桥墩刚度评估试验研究

  王子理;杨洪超;李君强;亓兴军;王福祥;

  为评估施工阶段桥墩的结构性能并保障其长期服役安全，提出一种基于环境激励模态测试的桥墩刚度定量评估方法。以某框架式高墩为对象，开展环境激励下桥墩纵、横向模态测试。首先，应用随机子空间识别(stochastic subspace identification, SSI)与增强频域分解(enhanced frequency domain decomposition, EFDD)方法对桥墩的振动响应数据进行处理，识别并提取桥墩的关键模态参数；然后，依据墩底设计弯矩及墩高推算作用在桥墩上的水平设计荷载，并结合识别出的模态振型，预测该设计荷载作用下桥墩在纵向与横向的模态位移响应；最后，利用实测模态参数及预测的设计荷载模态位移计算桥墩的实测模态刚度，参照设计理论或规范计算理论设计刚度，通过对比分析两者刚度比，评估桥墩实际结构性能状态。结果表明：环境激励模态测试可有效识别桥墩双向动力特性；仅需前2阶纵、横向频率与振型，即可通过模态柔度矩阵高精度预测模态位移，满足工程精度要求；预测的纵、横向模态刚度均大于理论值(刚度比大于1.0),验证了施工期桥墩满足设计刚度要求。所提方法通过模态刚度有效关联桥墩动力与静力特性，为施工期桥墩刚度状况的快速、准确评估提供了实用技术途径，具有显著的工程应用价值。

  2025年06期 v.42;No.214 538-544页 [查看摘要][在线阅读][下载 1191K]
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药物研发专栏

• 液质联用和网络药理学预测月季花抗氧化的质量标志物

  李宁;田伟;姜晓娅;张泽昭;孟凡淼;王鑫国;牛丽颖;

  为了明确月季花中发挥核心抗氧化作用的关键物质，为其药用开发与质量控制提供精准靶点，首先，利用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱(ultra performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight tandem mass spectrometry, UPLC-Q-TOF-MS/MS)对月季花化学成分进行分析鉴定；其次，进行成分与抗氧化交集靶点的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI),并进行全面深入的基因本体(gene ontology, GO)功能和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and gnomes, KEGG)通路富集分析，对潜在靶点进行预测；最后，利用分子对接技术对结合能较低的组合进行可视化，筛选抗氧化的质量标志物。结果表明：从月季花中共分析出70种化合物，得到化合物与抗氧化交集靶点119个，构建月季花“活性成分-靶点-通路”网络，筛选出10个核心化合物以及5个核心关键靶点；初步推测白桦脂酸、齐墩果酸、豆甾醇、山柰酚、金丝桃苷和槲皮素可能是月季花发挥抗氧化作用的关键质量标志物。预测出的靶点、通路及质量标志物能够为明确月季花抗氧化作用物质基础研究提供实验思路与理论基础。

  2025年06期 v.42;No.214 545-557页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K]
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污染防治专栏

• 基于改进WOA和BiLSTM的MBR膜污染预测研究

  薛同来;朱志成;刘响岑;张政;周萌;

  为了实现对膜生物反应器(membrane bio-reactor, MBR)系统中膜污染的实时预测与智能化监控，设计了一种基于改进鲸鱼优化算法(即结合全局搜索策略的鲸鱼优化算法，gravitational search whale optimization algorithm, GS-WOA)与双向长短时记忆神经网络(bi-directional long short-term memory, BiLSTM)的膜污染预测模型。首先，对监测数据样本进行标准化处理，以BiLSTM神经网络为基础预测框架，充分利用其双向时序特征提取能力，捕获膜污染过程的动态变化规律；其次，引入引力搜索机制与自适应惯性权重改进鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm, WOA),对BiLSTM网络的学习率、隐藏层神经元数量及时间步长等超参数进行全局寻优，平衡全局搜索与局部开发能力；最后，基于优化后的模型对实际运行数据进行训练与验证。结果表明：GS-WOA-BiLSTM模型的预测精度(R~2=0.983 7)较长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)模型提升约6.6%,平均绝对误差和均方根误差分别降低28.1%和19.9%,预测值与实测值拟合效果优异。该方法可实现膜通量与跨膜压差的高精度预测与趋势预警，能够为MBR膜污染的智能监控与系统优化运行提供可靠的技术支撑。

  2025年06期 v.42;No.214 558-565页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
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研究与开发

• 空气分级旋流低氮燃烧器数值模拟研究

  田景茹;崔海亭;甘拥;王亚薇;姚宁;张凯;

  为了提升热处理炉的炉温均匀性、降低氮氧化物(NO_x)的排放，研究了不同旋流角度对甲烷(CH_4)燃烧室的温度分布及NO_x排放的影响。利用软件ANSYS Fluent对旋流燃烧器和传统扇叶式燃烧器进行了数值模拟，分析二级风旋流角度对燃烧特性的影响，进而确定最佳旋流角度。结果表明：相较于传统扇叶式燃烧器，旋流燃烧器通过空气分级混合策略显著增强了湍流混合强度，燃烧效率提升12.8%,NO_x排放量降低至25.635 mg/m~3,降幅达43.36%。在特定运行参数(过量空气系数为1.1,旋流角为30°)条件下，燃料与空气呈现最佳混合状态，此时NO_x排放浓度低于国家标准(GB 13271—2014)限值18.7%,炉膛温度均匀性提升2.82%。研究结果适用于对炉温均匀性和环保性能有较高要求的应用场景，可为热处理炉的低碳高效运行提供理论依据与技术参考。

  2025年06期 v.42;No.214 566-574页 [查看摘要][在线阅读][下载 2324K]
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• 基于灰色预测模型的无刷直流电机控制与故障诊断

  万军;王秋勇;郭露露;高书苑;

  为增强无刷直流电机调速系统的鲁棒性，减小逆变器晶体管开路产生的危害，提出一种基于离散灰色预测模型((discrete grey predition model, DGM)(1,1)的无刷直流电机(brushless DC motor, BLDC)控制和故障诊断策略。首先，通过DGM(1,1)对BLDC的转速值和三相电流值进行预测；其次，将BLDC转速的预测值和真实值反馈到速度比例积分(proportional integral, PI)环，不断修正比例系数K_P、积分系数K_i,进行BLDC的调速控制；然后，根据dq轴获取的三相期望电流值与DGM(1,1)得到的预测电流值进行逆变器晶体管的开路故障检测与定位；最后，在MATLAB平台上搭建了仿真模型进行实验验证。研究结果表明：DGM(1,1)可实现对BLDC较好的调速控制，从达到额定转速到转速稳定需要0.002 s;同时，能够在故障发生时的0.036 s内反应故障，具有较好故障诊断效果。所提策略显著提升了BLDC调速控制的快速性和稳定性，同时可实现对逆变器晶体管开路故障的快速、准确诊断。

  2025年06期 v.42;No.214 575-582页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
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• 铝碳酸镁悬浮液分散性能及激光粒度分析

  侯旭航;孟晨;耿瑞烜;孙东旭;张志昆;刘润静;

  为了获得高稳定性的铝碳酸镁水悬浮体系，保障其药物制剂的质量与疗效，通过筛选有效的分散剂并优化其工艺条件，建立了一种准确、可靠的铝碳酸镁颗粒粒度分析方法。以十二烷基硫酸钠、聚乙二醇6000及六偏磷酸钠作为分散剂，系统考察其种类与添加量对悬浮液稳定性的影响。通过重力沉降法及超声处理制备样品，并利用Zeta电位分析仪定量评估悬浮液的分散稳定性；同时，系统研究超声时间对激光粒度仪测量结果的影响，确定最佳测试参数。结果表明：六偏磷酸钠可使铝碳酸镁悬浮液的Zeta电位从+8.26 mV显著降低至-31.8 mV,获得稳定的水悬浮体系；超声时间对激光粒度测量结果有较大影响；最佳测试条件是固含量为1.5×10~(-2) g/mL的铝碳酸镁，添加量为1.0×10~(-3) g/mL的六偏磷酸钠，21 min超声处理时间。该方法检测数据准确稳定，与扫描电镜表征结果一致，可为铝碳酸镁颗粒的粒度分析提供标准化参考。

  2025年06期 v.42;No.214 583-588页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
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• 2025年度《河北工业科技》特色栏目重点选题及征稿启事

  本刊编辑部;

  <正>《河北工业科技》是由河北科技大学主办的综合性技术类期刊,双月刊,单月月末出版。现为中国科技核心期刊、中国高校优秀科技期刊、河北省优秀科技期刊,“2025北方精品期刊展”入展优秀期刊。本刊加入的中外数据库主要包括:中国科技核心期刊(中国科技论文统计源期刊)、中国知网(中国学术期刊网络出版总库)、中文科技期刊数据库(维普)、万方数据库、科学引文数据库(SCD)、RCCSE中国学术期刊评价数据库、长江文库、新华网-学术中国、美国化学文摘社(CAS)数据库、美国《剑桥科学文摘》(CSA)、美国《乌利希期刊指南(网络版)》(Ulrichsweb)、英国《科学文摘》(INSPEC)、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、《日本科学技术振兴机构(中国数据库)》(JSTChina)等。

  2025年06期 v.42;No.214 496+593页 [查看摘要][在线阅读][下载 1891K]
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• 《河北工业科技》2025年第42卷1～6期总目次分类索引

  本刊编辑部;

  <正>~~

  2025年06期 v.42;No.214 589-592页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K]
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