当期目录

2015年 第28卷 第2期 刊出日期：2015-04-20

  

海洋科技与装备

数据压缩技术在海洋资料浮标通信系统中的应用

王文彦，李文庆，王晓燕，王波

2015, 28(2):  1-5.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.001

摘要 ( 456 )   PDF (1413KB) ( 1968 )  

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为减少海洋资料浮标通信系统数据传输的时间和费用，本文针对传输数据类型，采用位拼接、LZW和改进的LZW算法结合的方法对数据进行实时无损压缩。该压缩技术平均压缩率在40%以下，降低了浮标通信所需时间。实际应用证明，该技术提高了数据压缩效率，缩减了通信成本，保证了系统的可靠性。

基于BP算法的海洋装备应用的SOFC系统温度模型的研究

张颖，张颖颖，范萍萍，侯广利

2015, 28(2):  6-10.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.002

摘要 ( 492 )   PDF (1573KB) ( 1742 )  

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基于BP算法，建立了海洋水下装备应用的SOFC系统的热管理模型，并对模型进行线性化预测。分别通过对燃烧室、换热器和电堆的模型的反复训练，选择合适的参数，并对训练好的模型进行测试，测试结果与实际数据之间的误差满足要求。利用同样的数据对SOFC系统的基于BP算法的模型进行了训练和测试，测试结果与实际数据之间的误差在±1 ℃左右。该模型可以为SOFC供电系统样机的研制提供重要的理论和方法支持。

SBF3-2型测波浮标载体结构设计

郑珊珊,孙金伟,齐勇,范秀涛,付晓

2015, 28(2):  11-17.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.003

摘要 ( 479 )   PDF (1912KB) ( 1774 )  

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采用316不锈钢设计了一种新型的测波浮标载体，并对舱盖结构和电池舱的布局进行了全新的设计。对浮标体进行计算机仿真后，对其三维模型进行了静水力特性和稳性的仿真计算，仿真结果表明，该浮标的吃水高度为0.43 m，稳性衡准数为1.21，均满足要求。海试及实际应用结果表明，标体安全可靠，密封性能良好，安装和运输简便。

中药与天然活性产物

不同产地丹参脂溶性成分对H9C2心肌细胞缺氧缺糖损伤保护作用的差异

李岩1，王平2，丁晓彦2，高燕2，魏霞3，赵渤年2

2015, 28(2):  18-25.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.004

摘要 ( 519 )   PDF (1678KB) ( 2013 )  

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通过HPLC谱图比较不同产地丹参脂溶性成分含量的差异，采用MTT染色法测定缺氧、缺糖1、2、3 h后H9C2心肌细胞的成活率以建立缺氧缺糖模型组，以低、中、高剂量的丹参脂溶性成分加入模型组细胞，观察细胞的状态确定加药浓度。检测各组的乳酸脱氢酶（LDH）含量、总抗氧化活力（TAC）和细胞存活率（SR），以此作为考察丹参脂溶性成分保护作用差异的指标。结果表明，缺氧缺糖组以及不同产地丹参脂溶性成分治疗各组的SR与正常对照组相比有显著性差异（P＜0.05）,不同产地丹参脂溶性成分治疗各组的SR与缺氧缺糖组相比有显著性差异（P＜0.05）。缺氧缺糖组以及不同产地丹参脂溶性成分治疗各组的LDH与正常对照组相比有显著性差异（P＜0.05）,不同产地丹参脂溶性成分各组的LDH含量与缺氧缺糖组相比有显著性差异（P＜0.05）。缺氧缺糖组以及不同产地丹参脂溶性成分各组的TAC与正常对照组相比有显著性差异（P＜0.05）,不同产地丹参脂溶性成分各组的TAC与缺氧缺糖组相比有显著性差异（P＜0.05）。丹参脂溶性成分明显减少心肌细胞缺氧缺糖损伤后LDH的溢出，提高了心肌细胞的TAC和SR，其对缺氧缺糖损伤后心肌细胞确实有修复保护作用，不同产地丹参中脂溶性成分对心肌细胞缺氧缺糖保护作用确实存在药效差别。

丹参减压提取与常规提取比较研究

马然1,2,赵伟1,2,段文娟2,王晓2*,刘伟2，刘峰2，刘建华2

2015, 28(2):  26-30.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.005

摘要 ( 448 )   PDF (976KB) ( 1617 )  

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本文对比了减压法与常规法提取中药丹参得到的丹酚酸B含量、蛋白质含量、可溶性糖含量、干膏得率、提取液透光率以及DPPH自由基清除率。优选减压提取的最佳工艺条件为：乙醇浓度50 %、料液比1:10、真空度0.07 MPa、温度为50 ℃、提取时间1.0 h。在相同的溶剂条件下，丹参采用减压提取与加热回流提取，丹酚酸B的提取率及DPPH自由基清除率相当，高于超声提取和温浸提取；减压提取法的干膏得率、蛋白质和可溶性糖的含量高于超声提取和温浸提取，但是低于加热回流提取。综合比较，减压法具有丹酚酸B提取率高、提取液澄清和杂质少等特点，优于常规提取工艺。

能源与动力

壁面加热对微圆柱漩涡脱落的影响

管宁，刘志刚*，张承武，姜桂林，丁宁

2015, 28(2):  31-38.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.006

摘要 ( 550 )   PDF (1782KB) ( 1787 )  

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建立二维数学模型，对比研究了低雷诺数下（0~100）壁面加热对直径分别为2 cm、20 μm及2 μm的微圆柱漩涡脱落的影响规律。深入探讨了直径、壁面与流体温差对圆柱绕流中漩涡生长和脱落规律、尾流区速度、温度场及涡街参数分布等的影响规律及其原因，并基于计算结果拟合出了低雷诺数下斯特劳哈尔数（Sr)与雷诺数（Re)的定量关系式。研究发现当圆柱直径降至2 μm时，与常规尺度圆柱相比微圆柱尾流区涡街的出现明显提前；而壁面加热减小了三者的差距，使三种不同直径圆柱背风区涡街出现的最低Re均降至40以下。微圆柱涡街的漩涡列距和间距之比h/l的值随着温差的增加而逐渐增大；相同温差下不同直径圆柱尾流区涡街h/l均随Re增加而减小，在相同Re下h/l值随圆柱直径的减小而明显增大。存在壁面加热时微圆柱绕流的Sr要高于无加热工况，两者之差最高可达20%左右。

基于平板微热管阵列的新型太阳能空气集热器集热特性的研究

朱婷婷， 刁彦华， 赵耀华,邓月超

2015, 28(2):  39-46.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.007

摘要 ( 522 )   PDF (2011KB) ( 1985 )  

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建立了平板微热管阵列式太阳能空气集热器的三维稳态模型，运用Gambit 及Fluent软件对单个集热单元的物理模型进行了网格划分和数值计算，对单管的换热及流动情况进行了模拟研究，并通过实验进行了验证。结果表明，模拟结果与实验结果吻合较好，偏差在12%以内，说明了模型建立的合理性。该研究为今后平板微热管阵列太阳能空气集热器的进一步设计和优化提供了理论依据。

生物传感器

吡喃糖氧化酶电极对葡萄糖和木糖的响应特征

毕春元，张金玲，张利群，杜祎，史建国

2015, 28(2):  47-52.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.008

摘要 ( 444 )   PDF (990KB) ( 1519 )  

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采用戊二醛交联方法，将葡萄糖氧化酶(GOD)和吡喃糖氧化酶分别固定在醋酸纤维素载体膜上，制备电流型电化学酶电极。在SBA双电极分析仪器上安装葡萄糖氧化酶电极和吡喃氧化糖氧化酶电极，分别对不同浓度的葡萄糖、木糖及葡萄糖木糖混合样品进行测试，以葡萄糖氧化酶电极为对照，研究吡喃糖氧化酶电极对葡萄糖、木糖的响应特征。结果表明，吡喃糖酶电极对葡萄糖和木糖都具有良好的响应特征。葡萄糖测定的精密度（RSD）为1.10%（n=10），在10~1 000 mg/L范围内有良好的线性相关性（R=0.999 0）；木糖测定的RSD为0.80%（n=10），在10~1 600 mg/L范围内有较好的线性相关性（R=0.999 8）；在葡萄糖木糖混合液测定时，吡喃糖氧化酶电极呈现明显的双底物催化特征，在一定的浓度范围内，对葡萄糖和木糖的响应具有线性相关性。

基于多孔普鲁士蓝/金复合材料的酶电化学传感器的研究

王春蕾，林猛

2015, 28(2):  53-57.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.009

摘要 ( 522 )   PDF (1463KB) ( 2028 )  

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以氢气泡为模板，利用电化学沉积等手段制备微/纳米多孔普鲁士蓝/金复合材料。通过化学修饰将葡萄糖氧化酶固定于复合材料表面，构建具有高灵敏度的电化学葡萄糖传感器，并采用计时电流法研究该传感器对葡萄糖的电化学催化活性。结果表明，该电化学传感器对葡萄糖的响应速度为7 s，检测线性范围为0.05~3.75 mmol/L。此外，该酶传感器还具有良好的重现性和稳定性。

米根霉和乳酸菌发酵对玉米粉性质的影响

刘庆艾， 杨俊慧， 孟庆军， 杨艳， 史建国

2015, 28(2):  58-62.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.010

摘要 ( 477 )   PDF (962KB) ( 1759 )  

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采用微生物发酵的方法研究了玉米粉经米根霉和乳酸菌发酵后玉米粉性质的变化。结果表明，发酵后玉米粉中淀粉和总糖含量降低，而可溶性葡萄糖含量分别增加了18.6倍和16.5倍，还原糖分别增加了5倍和4倍；发酵后玉米粉的保水力分别增加了45.7%和63.0%，谷蛋白溶胀指数最高分别增加了80%和90%以上，溶解度分别增加了2.6倍和2.5倍，改善了玉米粉的延展性、透明度和吸水力等加工性能，使其咀嚼性、弹性等食用品质明显提升。

交通运输

基于累积前景理论的突发事件下轨道交通乘客路径选择研究

王旭，吴建军

2015, 28(2):  63-69.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.011

摘要 ( 404 )   PDF (1172KB) ( 2004 )  

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城市轨道交通网络中突发事件经常发生且影响巨大。本文基于累积前景理论，建立了突发事件下城市轨道交通乘客路径选择行为模型，分析了突发事件对轨道交通出行行为的影响。结果表明，累积前景理论可以较好地描述突发事件下轨道交通乘客的路径选择行为。

基于BP神经网络的全社会集装化货物运量预测

秦鉴，何世伟

2015, 28(2):  70-74.  doi:10.3976/j.issn.1002０4026.2015.02.012

摘要 ( 364 )   PDF (966KB) ( 1746 )  

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对1995—2012年全社会集装化货物运量进行了统计归纳，利用灰度关联分析法筛选指标，建立了BP神经网络预测模型，并对我国2013—2020年全社会集装化货运需求行了预测。预测结果显示，BP网络模型对历史实际值拟合效果较好，误差较小，表明其具有较高的可靠性和实用性。

环境与生态

一株菲降解菌的分离、鉴定及最佳培养条件的优化

黄玉杰，邱维忠，高永超，孔学，张闻，王加宁

2015, 28(2):  75-80.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.013

摘要 ( 426 )   PDF (1294KB) ( 1804 )  

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从石油污染场地分离到一株可降解菲的菌株SP3，经生理生化鉴定和16S rDNA序列对比分析，初步鉴定该菌株为分枝杆菌（Mycobacterium sp.），该菌能够以菲为唯一碳源，在菲浓度为100 μg/mL的无机盐培养基中，28 ℃摇床培养7 d降解率达到了99%以上。对该菌进行了最佳发酵培养基及培养条件的优化研究，其最佳培养基配方为淀粉1%、牛肉膏1%、Na2HPO4 0.2%、NaH2PO4 0.2%，并通过单因素实验法确定了最佳培养条件为温度30 ℃，初始pH =7.5，培养时间12 h。

加速溶剂萃取-GPC纯化-气相色谱-质谱法测定油区土壤中的16种多环芳烃

王磊磊，郑立稳，孔学，陈贯虹，王加宁

2015, 28(2):  81-86.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.014

摘要 ( 422 )   PDF (974KB) ( 1762 )  

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为了排除背景干扰，使测定数据更加准确，先通过加速溶剂萃取和GPC纯化方法富集油区土壤中约16种多环芳烃, 再借助于气相色谱质谱建立了高效、准确的分析方法。该方法对16种多环芳烃的相关系数在0.997以上，检出限为0.8~7.3 ng/mL，回收率为82.8％~94.2％，相对标准偏差为1.38％~8.86％。对实际样品的分析检测结果表明，本方法在油区土壤中的多环芳烃分析方面值得推广。

其他研究论文

1.9 ns LD端面泵浦Nd:YVO4/GaAs被动调Q激光器

李健,胡文，张志龙，许永娜

2015, 28(2):  87-82.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.015

摘要 ( 384 )   PDF (1753KB) ( 1739 )  

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研究了激光二极管端面泵浦Nd:YVO4/GaAs被动调Q激光器的输出特性。在连续光运转和调Q运转情况下，得到的激光最高输出斜效率分别为41.5%和11.4%。用一片700 μm厚的GaAs薄片作为饱和吸收体，对1.06 μm激光透过率为6.5%的平面镜作为15 mm谐振腔的耦合输出镜，得到的最短脉宽仅为1.9 ns。在泵浦功率由0.5 W上升到5.6 W的过程中，用T为6.5%和20%的输出镜得到的脉冲重复频率从18.7和23.9 kHz分别上升到53和41.3 kHz。两种输出镜透过率下得到的最大脉冲能量分别为8.5和13.3 μJ，相应的峰值功率高达4.45和4.6 kW。此激光器具有非常高的振幅稳定性，在高泵浦功率下调Q脉冲振幅波动小于3%。

软件定义网络的控制器研究综述

张玮，王永博,王鲁，孙萌

2015, 28(2):  93-100.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.016

摘要 ( 517 )   PDF (1265KB) ( 1965 )  

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软件定义网络中控制层和数据层分离的工作模式为提高网络利用率提供了广阔的空间，作为其核心的控制器技术得到了研究者广泛关注。本文通过分析软件定义网络的典型架构，探讨了控制器在该架构中的核心作用，综述了控制器在可用性、性能、可扩展性及可靠性等方面的研究进展，认为在未来研究中应着重关注SDN基础网络服务功能抽象、SDN控制器性能优化以及将涌现出的新的安全可靠性等方面的问题。

基于MapReduce的网络爬虫设计与实现

李晨，朱世伟，赵燕清，于俊凤

2015, 28(2):  101-107.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.017

摘要 ( 603 )   PDF (1199KB) ( 1940 )  

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针对单机爬虫效率低、可扩展性差等问题，本文设计并实现了一种基于MapReduce的网络爬虫系统。该系统首先采用HDFS和HBase对网页信息进行存储管理，基于行块分布函数的方法进行网页信息抽取；然后通过URL和网页信息相似度分析相结合的去重策略，采用Simhash算法对抓取的网页信息进行相似度度量。实验结果表明,该系统具有良好的性能和可扩展性，较单机爬虫相比平均抓取速度提高了4.8倍。

基于BP神经网络的虹膜图像质量分类方法

刘霏，谷文静，王公堂，万洪林

2015, 28(2):  108-112.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.018

摘要 ( 440 )   PDF (1273KB) ( 1656 )  

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摘要：针对虹膜图像采集过程中受光照条件不足、眼镜反光和眼皮遮挡等因素的影响而造成的图像质量不理想的问题，本文提出了一种基于BP神经网络的虹膜图像质量的分类方法。利用小波变换对每一幅虹膜图像进行特征提取，进而将提取的归一化虹膜图像数据作为BP神经网络的输入,以此对BP神经网络进行训练，实现了将3种被不同的影响因素影响的虹膜图像与未被影响图像进行区分的目的。仿真结果表明,该方法具有较高的虹膜分类精度以及较低的误差率。

基于RBFNN整定的PID控制在柔性摆跟踪控制中的应用研究

姜峰

2015, 28(2):  113-118.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.02.019

摘要 ( 462 )   PDF (1036KB) ( 1758 )  

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本文提出了一种基于径向基函数神经网络（RBFNN）整定的PID控制策略，并将其应用于柔性倒立摆的跟踪控制。该方法通过神经网络辨识获取柔性摆的Jacobian信息，采用梯度下降法自适应调整PID的控制参数。仿真结果表明，与传统的PID控制效果相比，该控制方法响应速度快、超调量小，较好地解决了PID控制方法中参数整定困难的问题，实现了对柔性摆的有效跟踪控制。