华北理工大学学报(自然科学版)

矿业、冶金

  • 水雨情监测与预警系统的设计与实现

    杨嘉雯;任永强;李婷;梁嘉熙;

    以唐山市为例,利用WebGIS技术,基于地图对监测站点、水雨情监测数据与预警信息进行空间分析、可视化输出与管理,构建出一个主要包括水雨情监测与预警、雨情信息、水情信息、站点查看等功能的水雨情监测与预警系统。以热力图方式展示研究区域每日逐小时的降雨情况,对降雨数据进行实时空间插值分析并提取等值线,查看全市或单一监测站的预警信息,管理员进行预警信息的发布与管理,对水雨情监测数据的图表与专题图展示,基于地图实现对所有监测站点的定位查询以及基本的地图操作等功能。研究结果表明,该系统提供了可视化直观的水雨情信息,不仅为系统管理员提供了预警分析手段,而且为公众提供了查看预警信息和水雨情具体信息的渠道。

    2021年03期 v.43;No.161 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 5046K]
  • 同城休闲农业旅游与推介GIS系统设计

    訾丰娇;王刚;郭力娜;

    以唐山市休闲农业旅游为例,介绍了系统的开发环境、数据来源、设计思路与方法及主要功能设计,通过对系统的总体设计,进行了本系统结构与功能设计,研发出了同城休闲农业旅游与推介系统,实现了休闲农业旅游信息的增删查改及特色推介。该系统以SuperMapiServer和百度地图API为开发框架,使用eclipse作为开发工具,前端运用了HTML、Css、JavaScript作为开发语言,后端采用java语言,系统整体采用B/S架构,并以sqlserver2008作为后台数据库进行数据存储,以便进行合理开发。

    2021年03期 v.43;No.161 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 3704K]
  • 基于Sentinel-2A影像的互花米草信息提取研究

    李京;刘亚静;刘明月;

    利用面向对象-支持向量机分类方法,基于2019年Sentinel-2A影像进行互花米草提取,并通过最优尺度估计确定最优分割参数,继而实现多尺度分割以及分类特征构建等对影像进行分类。研究结果表明:面向对象-支持向量机分类方法能够很好地将互花米草区分出来,分类的总体精度达到89%,Kappa系数达到86%。另外,2019年九段沙互花米草的分类面积达到5 856.85 hm~2,并主要分布在中沙以及下沙中上潮间带,在上沙有小部分分布。

    2021年03期 v.43;No.161 14-19+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 3434K]
  • 最佳波段选择的迁西县土地利用信息提取研究

    马梦茹;张永彬;王奕丹;

    针对Landsat8-OLI影像波段间相关性高、波段信息考虑不充分的情况,分别利用OIF法和ABS法对波段初步选择,再通过计算不同地物之间的变换离散度进行不同地类的可分性度量,最后选择以上2种方法分别适合地物信息提取的最佳波段。同时利用支持向量机的方法,根据OIF法和ABS法选出的最佳波段组合对迁西县土地利用信息的分类及精度进行评价。研究结果表明:基于OIF法选择的最佳波段组合B7-B5-B4提取精度为81.404%,基于ABS法选择的最佳波段组合B7-B4-B1提取精度为90.614%。

    2021年03期 v.43;No.161 20-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 3005K]
  • 基于有限体积法的采空区CO浓度场模型构建

    王月红;蒋冀萍;高萌;周宁;

    为有效遏制矿井火灾事故的发生,对采空区CO浓度场进行研究分析。基于有限体积法,高效地选取控制体,为CO浓度场模型构建提供理论依据。通过缓慢升温氧化实验,为自然发火模型中CO浓度场的建立提供实验数据。利用VB语言编制移动坐标系下采空区自然发火模拟软件,选用Tecplot9.0软件描述采空区CO浓度场的分布情况,结合采空区氧浓度场和温度场,通过改变采空区工作面长度以及推进速度的数值变量,研究采空区CO浓度场的变化规律。研究成果对防治采空区自然发火具有重要的理论和实际意义。

    2021年03期 v.43;No.161 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 4284K]
  • 镁质熔剂性球团矿发展现状及展望

    薄胜岳;胡长庆;师学峰;王晓磊;韩伟刚;

    介绍了我国几种主流球团矿生产工艺及造球原料预处理工艺,对镁质熔剂性球团性能和固结机理进行研究,分析不同配比对球团性能的影响,其中主要针对MgO及CaO进行分析,研究了铁精矿类型对球团成矿行为,通过对比总结其优缺点,阐明了目前我国生产球团矿存在的优势与不足,在提出大力发展镁质熔剂性球团必要性的同时,也对我国镁质熔剂性球团矿以后的良性发展提出了建议。

    2021年03期 v.43;No.161 40-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2108K]

材料、化工

  • 利用铁尾矿制备陶粒研究

    刘刚;封孝信;胡晨光;贾援;安宇坤;

    以铁尾矿为主要原料,通过添加粘土和煤矸石在不同的煅烧制度下烧制陶粒。研究了配合比、煅烧温度和保温时间对陶粒性能的影响。试验结果显示:利用铁尾矿制备陶粒具有可行性。粉磨后的铁尾矿适宜的煅烧温度为1 180℃,保温时间为15 min;加入5%的粘土后,适宜的煅烧温度为1 200℃,保温时间为15 min;加入5%的煤矸石后,适宜的煅烧温度为1 180℃,保温时间为15 min。所得陶粒的表观密度、吸水率、堆积密度、空隙率、筒压强度和粒型系数等性能均符合国家标准要求。

    2021年03期 v.43;No.161 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1878K]

建筑、环境

  • 唐山地区传统农居建筑本体节能改造模拟

    张振迎;许禹菲;尹浩伊;刘璐;

    针对唐山地区农居存在围护结构热工性能差、能耗高,导致能源损失严重等问题。建立了唐山农居围护结构模型,分析了围护结构改造对农居能耗及自然室温的影响。结果表明,唐山地区农居外墙围护结构改造保温厚度设置在40~60 mm为宜,全年累计热负荷可降低36.3%~38.6%;将屋顶保温层厚度设置为40 mm时,屋顶传热系数降低76.6%,全年累计热负荷可降低29.8%;外窗由6 mm普通玻璃改为12 mm普通中空玻璃,全年累计热负荷可降低20%;针对唐山传统农居提出6种围护结构综合改造方案,农居采暖季节能率可分别满足50%、65%、75%、85%的节能标准,冬季农居自然室温可提高4~6℃,全年自然室温低于8℃的小时数可降低85%以上。

    2021年03期 v.43;No.161 55-60+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K]
  • 钢套筒-螺栓-结构胶混合连接的钢筋性能研究

    亢晋军;韩建强;唐江明;褚金亮;张欢鸾;

    以套筒长度和螺栓个数为变化参数,通过对8组(24个)不同长度套筒及不同螺栓个数的"钢套筒—螺栓—结构胶混合连接钢筋"试件进行轴向抗拉试验。结合有限元数值模拟,研究了钢套筒、螺栓、结构胶对钢筋连接性能的影响程度。整理分析每个构件的极限承载力和钢筋相对实测位移等数据。拟合出"钢套筒—螺栓—结构胶"混合连接钢筋的试件承载力公式。试验结果表明:钢套筒、螺栓、结构胶混合连接技术可以满足规范对于钢筋接头的抗拉性能和变形性能要求。

    2021年03期 v.43;No.161 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
  • 空气源热泵蒸发器结霜分布实验研究

    王洪利;张向阳;

    在不同的迎面风速下对空气源热泵室外蒸发器表面霜层生长特性进行实验研究,得到了翅片管蒸发器翅片霜层厚度、结霜密度随时间变化规律并记录了霜晶生长过程。实验结果表明,较小的迎面风速使空气源热泵蒸发器表面霜层厚度增长速度较快,结霜周期更短。对霜晶形态的观察发现,低迎面风速工况下霜层厚度增长速度快是由于翅片表面柱状冰晶始终在高度方向快速生长且没有霜晶被吹落的现象,造成霜层平均密度降低。较高的迎面风速工况下存在霜晶吹落现象,霜层厚度增长较慢且密度较大。

    2021年03期 v.43;No.161 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2872K]
  • 基于尖点突变的城市交通状态演化研究

    邵子怡;张林;吴昊;

    针对近年来城市快速路交通拥堵现象日益严重,在实测交通流数据的基础上,将尖点突变理论应用于交通流参数的特征研究中。从交通流量畅通平衡态到拥堵平衡态的演化过程,对流量、速度和占有率3个参数进行对比分析。以尖点突变理论中的平衡曲面为基础,进行坐标变换,建立基于尖点突变的交通流三参数城市交通状态演化模型,并运用实测交通流数据,验证尖点突变理论用于描述城市交通状态的变化特征和规律的可行性。结果表明,可利用尖点突变曲面判断城市道路交通状态突变的关键节点,并根据拥堵形成的消散特征实施有效、合理的疏导措施。

    2021年03期 v.43;No.161 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 881K]
  • 基于FAHP与云模型的城市防灾应急能力评价

    蔡林阳;田杰芳;

    为提高城市防灾应急能力建设水平,基于应急管理的全过程,运用模糊层次分析法(FAHP),从城市面对灾前、临灾、灾中和灾后4个方面的表现建立城市防灾应急能力评价指标体系,并计算出各应急能力指标的综合权重;引入云模型得到城市防灾应急能力指标云图,并与标准云图作比较确定城市防灾应急能力等级;最后,基于FAHP-云模型对Z市防灾应急能力进行评价。研究结果表明:用所建模型对城市防灾应急能力进行模拟验证能够产生较为准确的评价,为城市提升应急能力提供依据。

    2021年03期 v.43;No.161 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]

机械、电子

  • 带间隙的埋刮板输送机链传动接触动力学

    肖亚茹;邵战涛;王明明;琚立颖;

    滚子与套筒之间的间隙问题是影响链传动系统动态特性的重要因素。为了研究间隙对链传动系统动力学的影响,采用Lankarani—Nikravesh接触碰撞力模型建立链轮链条啮合的接触力学模型,应用拉格朗日方程建立正常、啃齿和跳齿3种工况下链传动系统的动力学方程,采用四阶龙格—库塔法进行求解,得出了不同间隙尺寸对链传动系统接触力、速度以及加速度的影响。研究结果表明:由于间隙的存在,在正常、啃齿和跳齿3种工况下,接触力、速度和加速度伴有不同幅度的波动,并且随着间隙的增大,波动幅度增大,为链传动系统的设计提供理论基础。

    2021年03期 v.43;No.161 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 4134K]
  • 基于粒子群算法的永磁同步电机自抗扰控制

    刘晓悦;陈瑞;白尚维;

    永磁同步电机常见的控制方式多为PID控制,但这种控制方法存在着超调、抗扰动性能差等问题。为了实现永磁同步电机的高精度、响应速度快和稳定性好的控制效果,设计了一种基于粒子群算法改进自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统。自抗扰控制器是将所有的内外扰动视为总扰动,然后通过扩张观测器对扰动的估计反馈给控制器,从而抑制扰动。由于ADRC参数众多,难以调节,故采用粒子群算法对ESO的控制参数进行寻优处理。仿真结果表明:采用粒子群算法优化的自抗扰控制,能有效的抑制位置扰动,并且使PMSM具有较好的动态性能,同时提高了系统的抗干扰能力。

    2021年03期 v.43;No.161 97-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K]
  • 基于FPGA的RBF甲醇精馏塔温压解耦控制

    龚瑞昆;张文庆;

    针对甲醇精馏塔常压塔塔顶的精馏控制过程中塔顶温度和压强存在耦合,常用的PLC-PID控制存在不足,提出了一种基于FPGA的RBF神经网络解耦控制方法。RBF神经网络解耦算法选用高斯函数,并对神经网络的隐含层数据中心、连接权值和基宽进行了优化。训练结果显示进行了有效解耦,比常用的BP神经网络解耦算法响应时间短、逼近目标速度快。结合FPGA控制硬件,选用CycloneⅡ系列EP2C35F672C7型芯片,对硬件电路进行设计。通过在MATLAB上与传统的PLC-PID控制、基于FPGA的RBF未解耦控制和基于FPGA的BP解耦控制进行仿真对比研究,仿真结果显示,该种控制方法对现阶段甲醇精馏塔精馏过程的控制具有一定的改进,可提高控制的效率,进而提高精制甲醇产品的质量和企业的经济效益。

    2021年03期 v.43;No.161 104-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K]
  • 联合YOLOv3检测和ReID的目标跟踪方法

    李福进;黄志伟;

    针对目标跟踪算法在跟踪过程中易受环境干扰、光照变化、目标尺度和类别的影响。由此提出一种联合YOLOv3检测算法的目标跟踪算法,利用目标检测器的边界框回归,来预测目标在下一帧中的位置,从而将检测器转换成跟踪器。基于深度学习卷积神经网络的目标检测算法YOLOv3,作为该方法的检测模块,初始化轨迹和获取关键帧信息并进行优化;以连续帧图像对和前帧边界框作为输入,生成当前帧对应跟踪边界框;最后,将检测和跟踪的边界框进行融合,判断是否对跟踪轨迹进行更新。该实验还加入了基于ReID网络的长期跟踪方案。在OTB100数据集测试结果表明,该算法与传统目标跟踪算法相比跟踪性能更加稳定。

    2021年03期 v.43;No.161 110-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 4099K]

数理科学、计算机

  • 基于体测大数据的SFD运动好友推荐模型

    李世森;张春英;吴万斌;兰思武;

    大学生体能测试是当前检测大学生体质的重要测试之一,其反映了大学生身体体质的综合情况,是大学生学习、工作的重要保障。但是我国大学生群体体质却呈现逐步下降态势,许多学生甚至无法通过常规的大学生国家体育测试,通过体能测试数据,结合集对分析构建好友推荐算法,计算用户双方的推荐度,希望通过以好友之间互相学习的方式,提升双方对体育的知识与兴趣。

    2021年03期 v.43;No.161 119-124+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
  • 不平衡数据的加权集成分类算法

    王荣杰;代琪;赵佳亮;陈丽芳;

    不平衡数据的集成学习分类,存在数据子集划分难以覆盖整体数据分布、基分类器权重设置主观性强等问题,鉴于此,提出不平衡数据分类的矩阵粒加权集成分类算法。首先,采用bagging粒化算法划分数据集,形成若干矩阵粒数据子集;然后,应用矩阵距离算法,计算矩阵粒与全一矩阵之间的距离作为集成规则权重;以各矩阵粒为单位构建CART基分类器分别训练;最后,采用矩阵粒距离权重集成规则实现集成分类,以KEEL数据库中不平衡数据集为实验数据,验证了算法的有效性。仿真结果表明,矩阵粒加权集成分类算法具有较高的分类准确性,是对不平衡数据分类算法研究的一次有益尝试和补充。

    2021年03期 v.43;No.161 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
  • 迁移学习在设施蔬菜病虫害识别中的应用

    刘之瑜;张淑芬;李铂初;罗长银;董燕灵;

    随着人们生活水平的日益提高,消费者对新鲜蔬菜的需求日益增大,近40年来设施蔬菜产业快速发展,随着技术水平的提高和物联网设备的更新,设施蔬菜的技术含量显著提高。针对通过图像采集设备在短时间内获取的蔬菜病害图像有限,需要通过迁移学习技术来帮助训练卷积神经网络,该项目对不同类型的卷积神经网络的参数迁移进行了研究,采用Plant Village的部分数据集,将Alex Net的第1层卷积核参数通过区域插值方法计算处理后迁移到VGG16的第1层卷积核参数,再对VGG16进行训练。研究结果证明:该方法可行,迁移参数后的网络比随机初始化的网络准确率提升了4.98%。

    2021年03期 v.43;No.161 133-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2590K]

生物、海洋

  • 碱蓬红色素的理化性质及抗氧化作用研究

    常丽新;贾长虹;冯月;

    对经AB-8大孔树脂纯化的碱蓬红色素的光谱特性进行研究,探讨了温度、光照、酸碱性、金属离子、氧化剂、还原剂、食品添加剂等因素对碱蓬红色素理化性质的影响,并对碱蓬红色素的抗氧化作用进行了研究。结果表明,碱蓬红色素在波长540 nm处具有最大吸收峰,属于酚类化合物。碱蓬红色素易溶于水,为水溶性色素。碱蓬红色素易被高温破坏,氧化剂、还原剂对碱蓬红色素的稳定性有一定影响,但在一定浓度范围内,浓度大小对其影响不明显,食品添加剂柠檬酸、蔗糖、山梨酸对碱蓬红色素无明显影响。金属离子Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)对碱蓬红色素的影响较小,而Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)对碱蓬红色素的影响较大,碱蓬红色素对羟自由基、氧自由基和DPPH具有一定清除作用,随着碱蓬红色素浓度的增大清除作用增强。

    2021年03期 v.43;No.161 143-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1178K]

  • 重点学科系列介绍 土木工程学科简介

    <正>华北理工大学土木工程学科起源于1984年设立的工业与民用建筑专业,1999年开始招收硕士研究生,2001年防灾减灾工程及防护工程被评为省重点学科,2011年取得一级学科硕士授权点。1985年依托学科成立"河北省地震工程研究中心",在2000年被确定为省重点实验室。本学科拥有土木工程国家级特色专业、国家级及省级实验教学示范中心、省级土木工程教学团队和省级建筑建材教育创新高地。

    2021年03期 v.43;No.161 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]
  • 重点学科系列介绍 河北省工业机器人产业技术研究院

    <正>研究院是在河北省科技厅组织领导下,依托华北理工大学,联合省内科研院所和机器人生产企业联合共建的"政产学研用"相结合的协同创新体。研究院重点围绕地方机器人产业发展,开展工业机器人关键共性技术、前瞻性技术和产业发展战略研究,开发生产专用工业机器人及机器人集成装备,是一个集技术创新、成果转化、技术服务、人才培养于一体的机器人技术公共创新服务平台。

    2021年03期 v.43;No.161 153页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
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