当期目录

2019年 第32卷 第6期 刊出日期：2019-12-20

  

海洋科技与装备

基于ZigBee技术的无线传感器网络在海洋生态环境监测中的应用研究

刘凤庆, 马海宽, 吴宁, 马然, 曹煊

2019, 32(6):  1-8.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.001

摘要 ( 820 )   PDF (12948KB) ( 329 )  

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针对海洋生态环境监测平台中通信线缆易腐蚀、易破损、布线繁杂等问题，设计了一种基于ZigBee技术和嵌入式平台的海洋生态环境监测系统，通过无线传感器组网的方式构建应用于海洋台站或者浮标的小型无线传感器网络，实现了监测平台内部主控制器和多传感器的无线数据传输。长期实验结果表明，该无线传感器网络传输数据稳定、可靠，为海洋生态环境监测工作提供了很大的便利，具有一定的实践意义。

海水营养盐微弱信号检测技术研究

刘杰, 刘岩, 曹煊, 马然, 张述伟, 郭翠莲

2019, 32(6):  9-14.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.002

摘要 ( 744 )   PDF (3118KB) ( 522 )  

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基于光电检测原理和锁相放大技术，对海水营养盐微弱信号检测技术进行了研究。采用模拟锁相放大电路对光电二极管的微弱电压信号进行前置放大滤波处理，基于STM32F401硬件平台提出了改进的变步长最小均方自适应滤波算法对微弱信号做进一步滤波提取，最终实现海水营养盐微弱信号的精准检测。仿真和实验数据表明，该技术方案能够提高营养盐传感器的数据准确度和精密度。

中药与天然活性产物

红果樫木叶化学成分研究

闫慧娇, 陈雨洁, 李兵, 崔莉, 刘伟, 耿岩玲, 王晓

2019, 32(6):  15-19.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.003

摘要 ( 703 )   PDF (1861KB) ( 311 )  

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对红果樫木叶化学成分进行深入研究，运用多种色谱方法进行分离纯化，运用1H NMR、13C NMR和MS波谱学数据鉴定其结构。结果得到3个化合物，分别为5, 7-二羟基-2-甲基色原酮（Ⅰ）、滨蒿内酯（Ⅱ）和对羟基苯甲酸甲酯（Ⅲ）。化合物Ⅰ~Ⅲ均首次从樫木属植物中分离得到。

HPLC-DAD法同时测定三种来源丹参饮片中水溶性和脂溶性成分

张敏敏, 赵志国, 刘伟, 崔莉, 王岱杰, 王晓, 赵恒强

2019, 32(6):  20-25.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.004

摘要 ( 551 )   PDF (1337KB) ( 653 )  

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测定不同来源丹参饮片中水溶性和脂溶性成分含量，为丹参的质量评价和合理利用提供数据支持。发展了HPLC-DAD同时测定丹参中的6种水溶性和脂溶性成分的方法，利用该方法对来源于山东、四川和云南的丹参饮片样品进行含量测定，结合聚类分析进行不同来源丹参饮片的差异性对比。结果表明：该方法简单、快速，可以实现丹参中不同极性成分的同时提取、分析；不同来源的丹参饮片中水溶性和脂溶性成分含量均存在一定的差异，来源于四川产区的丹参饮片中各成分含量最高，来源于山东产区的丹参饮片酮类成分含量优于云南产区，采用活性成分含量结合聚类分析可以实现其来源区分；不同来源的丹参饮片中各活性成分含量存在一定的差异。研究结果为丹参饮片的质量评价和合理利用提供了方法和数据支持。

药理与毒理

铅离子导致神经胶质细胞毒性的代谢组学机制

穆岩, 李丽丽, 马双双, 宋月, 王泉博

2019, 32(6):  26-33.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.005

摘要 ( 666 )   PDF (7469KB) ( 487 )  

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以神经胶质细胞为细胞模型，观察铅离子暴露细胞形态变化、细胞存活率和凋亡，并采用UPLCQTOF液质联用技术测定铅离子暴露的神经胶质细胞和正常细胞代谢物水平。结果显示：10 μmol/L 铅离子可引起神经胶质细胞的形态发生显著变化，细胞存活率降低，凋亡比例上升；多达973个潜在代谢物水平变化大于1.5倍（在P<0.05时）；主成分分析显示铅离子暴露组和正常对照组细胞具有显著不同的聚类趋势；差异代谢物的通路富集分析显示铅离子显著改变神经胶质细胞中谷氨酰胺和谷氨酸盐代谢、抗坏血酸/醛酸代谢、丁酸盐代谢以及谷胱甘肽代谢等多个涉及氧化还原等功能的重要代谢通路。铅离子生物毒性作用机制研究可为缓解铅毒性药物研发提供实验基础和理论参考。

头孢硫脒热分解动力学研究

于帅, 程燕, 薛富民

2019, 32(6):  34-42.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.006

摘要 ( 744 )   PDF (4571KB) ( 1337 )  

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采用TG-DTG(thermal gravity -differential thermal gravity)法研究了头孢硫脒的热分解过程动力学。头孢硫脒热分解为一步完成，开始失重时的温度为430~450 K。运用Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger-Akahira-Sunose法和Starink法计算了头孢硫脒热分解过程中的活化能值，发现活化能均随着热分解转化率的升高而降低。通过Málek 法得到头孢硫脒晶体的热分解动力学三因子分别为E_α=109 kJ/mol、ln A=30.60 s^-1、最概然动力学模型为SB(0.241 7, 0.658 9)。预测头孢硫脒在273.15 K以下时的理论贮存期为3年。

生物传感器

复合酶膜生物传感器差分法检测牛乳中乳糖的含量

杜祎, 张金玲, 朱思荣, 张利群, 赵晓华, 史建国, 毕春元

2019, 32(6):  43-48.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.007

摘要 ( 624 )   PDF (1130KB) ( 672 )  

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采用生物传感器差分法，将半乳糖苷酶和葡萄糖氧化酶组成的复合酶以及葡萄糖氧化酶固定在过氧化氢双电极上，可同时测定样品中乳糖和葡萄糖的含量。结果表明，乳糖在0.00~1.50 g/L，葡萄糖在0.00~1.00 g/L内生物传感器法测定乳糖的线性良好，稳定性好，相对标准偏差为1.49%，加标回收率为95%~105%，本方法与高效液相色谱法比较，测定结果无明显差异（P>0.05）。因此，建立的复合膜生物传感器差分法可用于牛奶中乳糖的检测。

交通运输

电动公交车线路和充电设施及策略规划方法研究

姜岚清, 张勇

2019, 32(6):  49-61.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.008

摘要 ( 827 )   PDF (4164KB) ( 586 )  

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针对电动公交车充电设施配置不合理的现象，对电动公交车线路和充电设施及策略规划方法进行研究。综合考虑充电站及充电桩配置与公交线路运营特征设计参数两者的相互影响，以充电等待时间和运力为约束条件，建立社会福利最大化模型。基于两种不同的充电策略，讨论其对充电站内车辆排队充电等待时间的影响。以拉格朗日函数求解算法和遗传算法对模型进行求解，并以苏州市931路纯电动公交线路为算例对模型与算法进行了验证。研究结果表明，相比于遗传算法，基于拉格朗日函数的求解算法效率更高，求解结果更稳定。根据所构建模型设计的充电桩数量及线路运营特征参数,在满足充电等待时间约束的条件下可以实现社会福利最大。该研究所提出的模型可为电动公交车线路规划提供决策依据。

基于HALRTC理论的短时交通流预测算法

教欣萍, 王江锋, 陈磊, 高志军, 董佳宽, 黄海涛, 叶劲松

2019, 32(6):  62-68.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.009

摘要 ( 787 )   PDF (3073KB) ( 412 )  

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针对目前短时交通流预测算法多考虑交通流的低维信息特征，导致无法满足预测精准度要求等问题，引入高精度低秩张量填充理论（HALRTC），构建基于周、天、时段等多时间维度的动态张量模型，设计了一种融合高维交通流特征的短时交通流预测算法，并以京港澳高速公路杜家坎路段交通流速度数据为例进行实证验证。研究结果显示，算法能够基于较少历史数据较快达到良好预测效果，可有效实现针对工作日与非工作日的交通流预测，平均绝对误差（MAE）平均值约为3.6%，并能及时跟踪交通流波动性。在缺失数据情况下，所提出算法预测精度随数据缺失比例增大而降低，但相较于3种经典预测算法可表现出更好的预测精度。

客流需求不确定下城市轨道交通线路协同限流鲁棒优化研究

王兴蓉, 王石生

2019, 32(6):  69-78.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.010

摘要 ( 572 )   PDF (1437KB) ( 305 )  

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研究了客流需求不确定下城市轨道交通线路协同限流问题。构建了城市轨道交通线路协同限流确定性模型，在此基础上，基于情景分析的鲁棒优化方法，采用具有已知概率的情景集描述客流需求的不确定性，将此模型扩展为含不确定因素的鲁棒优化模型，对每个时段每个车站的最佳进站量进行了求解，达到在保障运营安全的同时使站外的滞留人数最少的目的，并以北京地铁八通线为例对模型进行了验证。通过将确定性模型与鲁棒模型进行对比发现，鲁棒模型能降低限流策略对不确定客流需求的敏感程度，使不同需求情景下的滞留人数保持在可接受的范围内。

车辆段接轨站出入段作业能力与运营组织分析

宋周敏, 刘葛辉, 张晨曦

2019, 32(6):  79-88.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.011

摘要 ( 670 )   PDF (8843KB) ( 640 )  

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基于区段划分法，在车辆段段内作业能力充分的前提下，研究不同作业方案下接轨站的列车出入段能力，分析接轨站作业能力影响因素、作业流程与时间要素，提出了作业能力的定量计算方法，并用OpenTrack仿真软件验证其有效性。基于单侧接轨双岛模式车站展开案例研究，研究6种不同作业组织形式下接轨站列车出段和入段作业能力，并分析计算结果得出不同时段宜采用的作业组织方案，为运营实践提供理论基础。

环境与生态

基于多旋翼无人机的烟气监测系统研究

胡伟, 李成攻

2019, 32(6):  89-94.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.012

摘要 ( 595 )   PDF (3568KB) ( 297 )  

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设计了一种搭载气体传感器的多旋翼无人机监测系统，实现对固定污染源定点、快速取样和实时数据回传，便于对污染物排放情况快速、准确地判别。对某电厂监测结果表明，系统能够在恶劣的烟尘环境下较好地完成导航、悬停、监测、回传等功能，可以对大气环境进行指定高度、指定位置的信息采集，为固定污染源排放监测和取证提供了一种可行的解决方案。

其他研究论文

山东苔藓植物一新记录种——粗疣墙藓

杨晓燕, 任昭杰, 高燕, 吴晓明, 姜明媛, 周淑诺, 冯磊, 邢力木

2019, 32(6):  95-97.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.013

摘要 ( 1767 )   PDF (1900KB) ( 756 )  

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对采自于山东泰山的苔藓植物标本进行鉴定，首次发现粗疣墙藓Tortula raucopapillosa (X. J. Li) R. H. Zander在山东的分布，详细描述了粗疣墙藓的形态特征，绘制了墨线图，进行了相应的讨论，并编制了山东省境内分布的墙藓属Tortula Hedw.及其近缘属赤藓属Syntrichia Brid.所有种类的分种检索表。

基于行波原理的10 kV电缆网络分布式故障定位方案

张维进, 魏洪文, 张立斌

2019, 32(6):  98-105.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.014

摘要 ( 700 )   PDF (3851KB) ( 750 )  

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在线故障测距对于城市10 kV电缆线路的故障查找与修复非常重要，由于配电线路结构复杂，不能直接应用现有单端或双端行波测距技术，无法迅速对故障点进行准确测距和排查抢修，对居民生活和企业生产带来一定不便和经济损失。本文分析了典型10 kV电缆网络接地故障时的电压与电流行波特征及其在线路中（特别是环网柜、线路末端处）的折反射规律，阐述了一种安装于环网柜与线路末端的分布式故障行波测距系统的系统构成、工作原理，并给出了高速数据采集、传感器采集频带选取和线路末端电流行波获取方法等关键技术方案，利用多例现场实例验证了该技术与系统的可靠性和准确性。

一种基于深度学习的中文文本特征提取与分类方法

曹鲁慧, 邓玉香, 陈通, 李钊

2019, 32(6):  106-111.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.015

摘要 ( 1062 )   PDF (1066KB) ( 880 )  

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提出了一种基于卷积循环神经网络的文本特征提取方法，同时对比使用统计学中的TF-IDF以及Word2vec方法的文本特征表示，将提取的特征分别放入SVM与随机森林分类器中对来源于中国知网的中文学术论文数据集进行分类。实验结果表明，使用卷积神经网络和卷积循环神经网络特征提取模型提取的特征所取得的分类效果比TF-IDF、Word2vec特征提取方法得到的分类效果更好，同时使用SVM和随机森林分类器取得的分类效果略好于原生的神经网络。

两个矩阵和Drazin逆新的推广式

杨晓英

2019, 32(6):  112-117.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.06.016

摘要 ( 450 )   PDF (1067KB) ( 384 )  

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针对两个矩阵和Drazin逆的表示, 由Drazin逆的定义，根据矩阵分解的思想, 利用Drazin逆的相关性质, 给出了两个矩阵的和在一定条件下Drazin逆新的表示。新结果推广了现有的一些结果。