当期目录

2020年 第33卷 第6期 刊出日期：2020-12-09

  

海洋科技与装备

基于Libmodbus的走航式海表温度传感器总线协议设计

贺亚楠, 朱洪海

2020, 33(6):  1-7.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.001

摘要 ( 515 )   PDF (7600KB) ( 977 )  

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针对船用海水表层水温观测以人工观测为主的现状，基于跨平台的Modbus库Libmodbus的走航式海洋表层水温监测系统，通过在船舶一侧布放处于船舶吃水线范围的水温传感器来采集表层水温信息。采用RS485/Modbus协议实现多站多点联网，构成分布式系统，进行海水表层温度的自动采集。上位机基于Modbus-RTU协议，并添加循环冗余校验以保证其对水温传感器的远程控制和表层水温信息采集功能的可靠性、安全性。该系统不仅运行稳定，操作简单方便，还具有可移植性和可扩展性。实验结果表明，该系统可以稳定可靠地监测海洋表层水温，实现表层水温的随船在线测量。

紧凑型地波超视距雷达海杂波区目标检测影响因素研究

王祎鸣, 纪永刚

2020, 33(6):  8-15.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.002

摘要 ( 421 )   PDF (11397KB) ( 189 )  

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针对紧凑型地波超视距雷达海杂波周边及区域内目标难以检测问题，通过相关影响因素的理论及实测数据统计分析，对系统信号积累时间选取、目标航行状态与海杂波区的关联以及实测数据的联合域展开研究,分析结果为雷达相干积累时间的选取制定了取值范围。研究表明海杂波区内远距离非机动目标潜在驻留时间超过雷达积累时间，且导致的回波多普勒变化量有限，但海杂波和目标在时空及极化域具有相对较大的差异，可作为海杂波区目标检测的重要依据。

转子流道倾斜式的外驱旋转压能交换器性能研究

霍慕杰, 别海燕, 林子昕, 安维中

2020, 33(6):  16-21.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.003

摘要 ( 326 )   PDF (3054KB) ( 215 )  

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为提高外驱式旋转压能交换器性能，设计了转子流道倾斜式的外驱式旋转压能交换器，以能量回收效率和体积混合率为性能指标，利用商业CFD软件Fluent对模型求解计算，并与直流道外驱式旋转压能交换器模拟数据对比分析。结果表明，处理量相等的情况下，能量回收效率和体积混合率均随转子转速的升高而降低；同一转速下，转子倾斜角度改变，能量回收效率变化不超过0.04%，而对体积混合率有明显影响。研究结果对于提高外驱式旋转压能交换器设备性能具有一定指导意义。

中药与天然活性产物

浙贝母花化学成分研究

吴国真, 崔明超, 姚雪, 潘少斌, 赵宏伟, 刘伟, 李佳

2020, 33(6):  22-26.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.004

摘要 ( 483 )   PDF (1032KB) ( 158 )  

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对浙贝母花95%乙醇提取物的乙酸乙酯部位进行化学成分研究。运用正相硅胶柱色谱、反相C18中压柱色谱及半制备高效液相色谱进行分离纯化，通过核磁共振波谱及质谱鉴定得到化合物的结构。从浙贝母花乙酸乙酯部位共分离得到8种化合物，分别为正二十九烷(1)、亚油酸(2)、棕榈酸(3)、反式阿魏酸(4)、反式对羟基桂皮酸(5)、咖啡酸(6)、七叶内酯(7)、顺式对羟基桂皮酸(8)，均为首次从浙贝母花中分离得到。

复方丹皮酚纳米乳中丹皮酚和灵芝多糖的含量测定

苏酩, 袁敏, 孙晓彤, 隋在云

2020, 33(6):  27-33.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.005

摘要 ( 439 )   PDF (2834KB) ( 316 )  

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建立了复方丹皮酚纳米乳中丹皮酚和灵芝多糖的含量测定方法，丹皮酚测定选用HPLC法，灵芝多糖的测定采用蒽酮硫酸比色法。结果3批乳剂中丹皮酚、灵芝多糖的平均含量分别为7.612和6.127 mg/mL，平均包封率为97.99%，含量稳定均一，包封率高。该方法简便、准确可靠、重复性好，可作为复方丹皮酚纳米乳中丹皮酚和灵芝多糖的含量测定方法。

药理与毒理

基于网络药理学研究黄芪-半枝莲药对治疗肺癌机制

侯玥, 李强, 王岱杰, 崔莉, 郑心

2020, 33(6):  34-43.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.006

摘要 ( 939 )   PDF (17674KB) ( 209 )  

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探讨黄芪-半枝莲药对治疗肺癌的机制。通过数据库检索黄芪-半枝莲有效活性成分、靶蛋白和肺癌相关疾病靶点，分别构建药物-化合物-靶点和化合物-靶点-疾病网络。构建关键靶点蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction，PPI)网络，用R软件进行基因本体（gene ontology，GO）和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）的关键靶点的富集分析。得到黄芪-半枝莲药对的16个有效活性成分，作用于111个肺癌相关靶点，关键靶点包括TP53、AKT1、MAPK、TNF、VEGFA、IL-6等。GO富集分析主要涉及RNA转录、炎症、胞外和胞核，KEGG信号通路主要有TLR、NLR、HIF-1、FoxO、PI3K-Akt等信号通路，黄芪-半枝莲药对通过抑制炎症、信号转导、血管生成等过程共同起到治疗肺癌的作用。研究结果初步预测了黄芪-半枝莲药对治疗肺癌的分子机制，为该药对药理作用的深入研究奠定了基础。

基于网络药理学方法探究中药肉桂治疗糖尿病的作用机制

王珺, 苏本正, 蒋海强, 孙雨, 杨钰涵, 崔宁, 于宗渊

2020, 33(6):  44-54.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.007

摘要 ( 786 )   PDF (12488KB) ( 182 )  

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运用网络药理学方法和生物信息学技术，预测中药肉桂治疗糖尿病的药效成分及关键靶点，分析其作用机制。通过中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine System Pharmacology Database and Analysis Platform，TCMSP）以及文献检索，确定肉桂的有效成分并筛选出肉桂对应靶点蛋白；利用GeneCards数据库筛选糖尿病相关基因，构建中药肉桂的成分-靶点网络和蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络；利用DAVID(Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)和STRING数据库进行基因本体（gene ontology，GO）功能富集分析和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）通路富集分析；最后，将部分药效成分与关键靶点进行分子对接验证。通过筛选，得到32个有效成分作用于131个相关靶点，核心基因有INS、AKT1、IL6、TNF、VEGFA等20个，GO和KEGG分析肉桂主要参与RNA聚合酶II启动子对转录的正调控等生物过程及糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、IL-17信号通路等发挥治疗作用。对10个关键成分进行分子对接得出，肉桂中的原花青素B1和槲皮素与INS、IL6、VEGFA、TNF有较好的亲和力。本研究初步阐释了肉桂治疗糖尿病的作用机制，有利于指导临床用药。

新材料

Bi(OTf)₃催化乙烯基硫醚对邻亚甲基苯醌的硫杂迈克尔加成反应合成邻羟基苄硫醚衍生物

石新华, 彭丹, 王峰, 牟秋红, 李金辉, 于一涛, 赵宁, 李冰, 张硕, 刘琳

2020, 33(6):  55-63.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.008

摘要 ( 389 )   PDF (5673KB) ( 474 )  

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以2-[羟基(苯基)甲基]苯酚类化合物和乙烯基硫醚为原料，1,2-二氯乙烷为溶剂，在Bi(OTf)₃催化下原位生成邻亚甲基苯醌， 而后与乙烯基硫醚发生选择性硫杂迈克尔加成反应构建邻羟基苄硫醚。该反应在30 ℃下搅拌3 h即可完成，目标产物收率78％~88％。该反应化学选择性好，底物适用范围广，底物中2-[羟基(苯基)甲基]苯酚类化合物苯环上具有不同吸电子和给电子取代基，对于苯基乙烯基硫醚和乙基乙烯基硫醚，该反应均可以顺利得到相应产物，并且可放大至克级规模反应。

生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究

王世芳, 李航, 刘洪涛, 马百常, 周吉学, 李涛

2020, 33(6):  64-71.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.009

摘要 ( 481 )   PDF (16315KB) ( 226 )  

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为了进一步优化生物医用镁合金的耐蚀性能，满足临床使用要求，对新型生物医用高强韧ZTM630镁合金进行了微弧氧化表面改性处理。分别制备了氧化时间为2、5、8和15 min的微弧氧化试样，并对其组织结构和耐腐蚀性能进行了表征和分析。结果发现：随着氧化时间的延长，涂层厚度与表面粗糙度均呈现增高的趋势；当氧化时间为5 min时，试样表现出最强的耐蚀性。研究表明，微弧氧化时间的合理调控对于生物医用镁合金耐蚀性的提高具有重要的意义。

生物质能源

市政剩余污泥CaO处理及生物干化过程的细菌群落变化

梁晓辉, 司洪宇, 赵玉晓, 华栋梁, 唐春红, 李瑞国

2020, 33(6):  72-78.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.010

摘要 ( 352 )   PDF (3054KB) ( 210 )  

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对市政剩余污泥CaO处理及生物干化过程中的温度、pH、含水量等进行了研究，并与未经碱处理的市政剩余污泥进行了对比分析。发现市政剩余污泥具有良好的pH缓冲能力，且CaO处理可以在一定程度上提高其生物干化温度。在此基础上，对经CaO处理和未处理两种条件下的市政剩余污泥生物干化过程中的细菌群落变化进行了分析，结果表明不同处理方式以及生物干化时间对污泥基质中细菌群落的影响较为明显。该研究为进一步阐明市政剩余污泥好氧生物干化的微生物群落更替规律奠定了初步基础。

交通运输

城市轨道站台乘客候车位置选择行为分析与Logit建模

刘笑影, 屈云超, 汪伟平, 吴建军

2020, 33(6):  79-86.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.011

摘要 ( 465 )   PDF (2752KB) ( 254 )  

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探索城市轨道交通乘客站台候车位置选择行为的影响因素，从乘客主体、站台特性、列车运行等3方面分析其对候车位置选择行为的影响。应用Logit模型，构建了包含拥挤容忍程度、排队长度、列车车厢满载率、走行距离、视野关注范围、出行目的等6个影响因素的乘客候车位置选择行为模型。通过调查问卷数据对模型参数进行标定。结果表明不同轨道交通乘客候车位置选择行为存在差异，拥挤容忍程度高的乘客倾向于综合列车车厢满载率和排队长度再选择候车位置，而视野关注范围小的乘客倾向于综合走行距离和列车车厢满载率再选择候车位置。

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

曹璐, 曹成铉

2020, 33(6):  87-95.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.012

摘要 ( 676 )   PDF (5542KB) ( 230 )  

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满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率，对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划，然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件，建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型，并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算，得到了满足要求且合理的列车时刻表，该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。

基于空间认知和社区识别理论的路径选择模型

刘喜敏, 徐宁, 卢守峰

2020, 33(6):  96-102.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.013

摘要 ( 273 )   PDF (5860KB) ( 250 )  

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将启发式决策、空间认知以及社区识别理论结合，描述出行者的路径选择与路网结构的关系。采用基于模块增益的社区结构算法解构路网结构，描述人们的认知过程，建立相应的路径选择算法。以长沙市中心城区路网为例，利用建立的路径选择方法，分别用静态路阻（距离）、动态路阻（速度）对路网进行解构，计算路径选择集；采用问卷调查方法和出租车GPS数据对实际的路径选择轨迹进行提取，并将理论计算结果与实际调查结果进行对比分析，采用静态路阻的一致率为85%，采用动态路阻的一致率为73%。结果表明建立的集成空间认知和模块增益的路径选择模型可以较好地描述人们的路径选择过程，对于静态路阻的路径选择描述具有更高的准确性。研究成果对于城市规划和交通规划具有一定的借鉴价值。

其他研究论文

Katugampola分数阶微分方程解的吸引性

陈星汝, 顾海波, 王星昭, 陈奕如, 马丽娜

2020, 33(6):  103-109.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.014

摘要 ( 372 )   PDF (1074KB) ( 310 )  

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研究了一类Katugampola分数阶微分方程解的吸引性, 利用 Schauder不动点定理及非紧性测度的方法, 得到了Katugampola分数阶微分方程的解, 建立了解全局吸引的充分判据, 得到了解的吸引性结果。所得结果充分揭示了Katugampola分数阶微分方程解的特性。

一类具有非局部条件的Sobolev型Hilfer分数阶发展方程的偏近似可控性

王星昭, 顾海波

2020, 33(6):  110-117.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.015

摘要 ( 368 )   PDF (1126KB) ( 333 )  

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研究了Hilbert空间中具有非局部条件的Sobolev型Hilfer分数阶发展方程的偏近似可控性。 通过使用变分法和近似法，构造了控制系统的近似解算子并得到了近似解集的紧性。 在非局部函数不满足Lipschitz条件的情况下，得到了控制系统偏近似可控的充分条件。

双通道非分散红外SO₂在线检测系统设计

刘志锋, 罗学科, 李文, 刘鹏

2020, 33(6):  118-125.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.016

摘要 ( 307 )   PDF (5446KB) ( 291 )  

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当前烟气检测中对低体积分数的SO₂气体在线检测存在干扰因素多、响应时间慢等问题，针对此情况，利用特定波段红外光可以吸收SO₂的特性，采用单光源双通道方法，设计了基于非分散红外吸收原理的SO2在线检测系统。实验结果显示零点漂移为0.4%，响应时间为3.86 s，线性误差为0.3%，重复性误差为0.52%。参数对比表明，该方法能够准确对SO2体积分数进行测量，更适用于目前烟气在线检测需求。

抗隐裂光伏组件的研究与应用

杨晓君, 任现坤, 韩玉杰, 陈冲

2020, 33(6):  126-130.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2020.06.017

摘要 ( 455 )   PDF (4597KB) ( 361 )  

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针对光伏组件失效现象中隐裂的问题，对光伏组件封装材料互联条和铝边框结构进行研究，分析了隐裂的原因，提出了降低光伏组件中电池片在外力作用时出现隐裂的方案。实验研究了不同互联条拉伸比例、互联条有无弯折、铝边框有无横梁等条件对组件隐裂的影响。实验结果表明，设置合理的互联条拉伸比例、互联条弯折、铝边框加横梁等措施均有助于降低电池片的隐裂比例，提升光伏组件的可靠性。