济南大学学报(自然科学版)杂志

济南大学学报(自然科学版)杂志2021年第06期

• 化工厂地下水有机物污染评价与模拟

  毛伟健,史会剑,刘本华,鲁栩春

  针对某化工厂周边地下水中的有机物污染,采用TOPSIS法和内梅罗指数法对水质污染状况进行共同评价,利用ArcGIS平台对污染物总量进行估算;基于地下水模拟系统对四氯化碳污染羽空间分布情况进行模拟,对污染区初始条件进行反演拟合以验证模型精度;提出地下水污染修复方案。结果表明:四氯化碳污染羽的扩散范围是以渗漏点为偏圆心,以主水流方向为长轴的一个类椭圆形污染区;该化工厂附近地下水中以四氯化碳为代表的有机物污染十分严重,亟须进行地下水的污染防控与修复。

• 二硫代氨基甲酸功能化聚合物吸附酸性废水中的铅离子

  郭传恩,赵珩,刘昌荣,孙君华,杨忠将,崔玉

  采用溶剂热法合成二硫代氨基甲酸功能化二乙烯基苯-甲基丙烯酰胺聚合物吸附剂,用于处理酸性废水中的铅离子(Pb~(2+))。结果表明:该吸附剂的比表面积为230.2 m~2/g,最大平衡吸附量为342.3 mg/g,吸附平衡时间只需15 min;该吸附剂能够有效去除酸性溶液中的Pb~(2+),吸附过程符合Langmiur吸附等温线,吸附动力学符合拟二级动力学模型;经过10次循环后,该吸附剂仍保持85%的Pb~(2+)吸附率,具有较好的再生性能。

• 六方氮化硼纳米片改进QuEChERS法净化草莓中10种农药残留

  为了建立一种快速、简便、有效的草莓中多种农药残留的净化方法,利用六方氮化硼纳米片改进QuEChERS法;在水-乙腈溶液系统中初步提取目标物,加盐进行萃取、分层,最后将六方氮化硼纳米片用于分散固相萃取,对样品进行净化;在多反应监测模式下,采用高效液相色谱串联质谱法对样品进行分析。结果表明,10种农药残留质量比的线性范围均为0.1～500 mg/kg,相关系数为0.999 2～0.999 8,农药残留的方法检出限为0.000 5～0.001 mg/kg,定量限为0.002～0.003 mg/kg,精密度相对标准偏差为2.24%～5.98%,重复性相对标准偏差为2.25%～6.25%,样品回收率为86.03%～106.3%。

• 白藜芦醇诱导癌细胞衰老机制的研究进展

  马凤秋,高俊英,李国荣,谢英渤

  针对白藜芦醇诱导癌细胞衰老在癌症治疗中的研究现状,对细胞衰老的特征及白藜芦醇诱导癌细胞衰老的机制进行综述,包括促进癌细胞衰老的治疗优势及研究进展,白藜芦醇的来源和功能,衰老细胞的形态、结构特征、衰老标志物(衰老相关-β-半乳糖苷酶、衰老相关蛋白p16~(INK4a)、 p21~(CIP1)、 p27、 p19~(ARF)和p53)及衰老相关分泌表型,总结白藜芦醇通过氧化应激、癌基因激活和脱氧核糖核酸损伤等多条信号通路诱导癌细胞衰老的机制,指出白藜芦醇作为一种重要的天然抗癌化合物,未来的研究重点应是提高白藜芦醇的生物利用度并将白藜芦醇作为放疗或化疗的增敏剂用于癌症治疗。

• 基于改进AlexNet模型的串联型电弧故障识别方法

  朱晨,王尧,谢振华,班云升,傅炳,田明

  针对传统电弧故障检测方法依赖人为设定阈值、存在保护误动作以及现有人工智能方法需要预先提取特征、计算量大的问题,提出一种基于改进AlexNet模型的串联型电弧故障识别方法;该方法直接采用原始电流波形作为模型输入,避免数据特征预处理;利用Inception结构对AlexNet模型结构进行改进,减少网络参数,并采用随机梯度下降算法与学习率自适应调整方法对模型训练策略进行优化,分别利用已知负载与未知负载对所提方法进行试验验证。结果表明,该方法电弧故障识别准确率达到97.5%以上。

• 含预制裂纹的大理岩细观损伤试验研究

  为了研究岩石在加载过程中的细观损伤演化规律,对含预制裂纹的大理岩进行细观损伤试验;采用扫描电子显微镜对试件进行实时观测,通过细观图像,提取裂纹的方位角、长度等有效信息,统计裂纹各种参数的分布规律,对翼裂纹的扩展进行定性和定量分析。结果表明,随着压力的增大,翼裂纹逐渐向主压应力方向发展,翼裂纹的长度和面积呈加速发展趋势,并且翼裂纹以自相似方式演化,分叉角越大,断裂韧度及断裂时的最大应力也越大。

• 大直径无缝钢管全灌浆套筒的力学性能

  赵军,周子翔,朱银红

  为了研究大直径无缝钢管全灌浆套筒在不同材料参数时的力学性能,设计10组试件,以套筒的加肋个数、长度、壁厚等参数为变量,通过单向拉伸试验对试件进行力学性能分析;利用有限元软件ABAQUS进行接头静力拉拔模拟分析,将试件的荷载-位移模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:壁厚为10 mm的试件力学性能更优,对灌浆料的约束更好;相较于加肋个数为6、7的试件,加肋个数为8的试件极限抗拉强度更大,破坏位移更小;长度为700 mm的套筒比长度为640 mm的套筒的承载力略大,但是承载力增大不明显;基于有限元软件ABAQUS的试件荷载-位移模拟结果与试验结果吻合较好。

• 连续面曝光石墨烯-树脂复合材料三维打印

  蒋进,张广明,林荣会

  为了解决光固化复合材料三维打印存在的Z向分层问题,提出一种连续面曝光石墨烯-树脂复合材料的三维打印工艺,阐述该工艺的基本原理、流程;通过试验系统地研究浆料流变性能、死区厚度、光照强度、打印速度等参数对打印性能的影响规律;利用该工艺制备成型件,并对成型件的表面形貌、力学性能和电学性能进行研究。结果表明,该工艺制备的成型件的表面形貌有较大改善,并且力学性能与电学性能优异。

• 密度泛函理论计算半导体材料的带隙误差研究

  针对采用局域密度近似或广义梯度近似的密度泛函理论导致半导体材料的带隙计算值偏小的问题,选取砷化镓为研究对象,通过压缩晶格体积调节砷化镓的带隙,利用杂化泛函法与广义梯度近似法计算砷化镓的带隙。结果表明:利用局域密度近似或广义梯度近似法计算的带隙误差会随着砷化镓带隙的减小而减小,但当实际带隙为0时,利用局域密度近似或广义梯度近似法计算的带隙误差仍然存在;引起局域密度近似或广义梯度近似法带隙计算值偏小的主要原因是半导体材料价带的最大值和导带的最小值处波函数的不连续性。

• 基于高分一号卫星遥感数据的复杂水体信息提取方法研究

  李飞,桑国庆,孙盈,曹方晶

  以山东省微山县为研究区,高分一号卫星遥感影像为数据源,基于单波段阈值法、归一化水体指数法与决策树法对复杂水体信息进行提取,采用人工目视解译的水体信息作为真值,统计3种方法的漏提率、误提率和提取精度;采用混淆矩阵验证3种方法对不同类型的水体的提取精度。结果表明,3种方法均可应用于水体信息提取,按提取精度由高到低的顺序是决策树法(98.767 2%)、单波段阈值法(98.152 6%)、归一化水体指数法(95.297 7%)。

• 基于层次分析法和熵权法综合评价山东省水生态安全

  杨天翼,赵强,王奎峰,姚天,刘玉玉

  基于2010—2018年山东省水环境生态安全综合指数,借助压力-状态-响应模型,建立山东省水生态安全评价体系;利用层次分析法和熵权法对评价指标客观权重和主观权重进行计算。结果表明:2010—2018年山东省水生态压力层评价指标呈先增大后减小的变化趋势,水环境承受压力在2015—2018年间下降明显;状态层评价指标与综合评价指标变化趋势基本一致,水生态现状对水生态系统安全具有重要影响;响应层评价指标波动明显,并在2015年后持续增大,水生态治理相关措施的实施逐渐发挥效益。

• 贵州省不同地形与地貌的土地利用变化分异特征

  廖艳梅,兰安军,尹林江,钟九生

  为了厘清不同地形与地貌的土地利用变化及其变化轨迹的分异特征,以贵州省为研究区,基于1995、 2000、 2005、 2010、 2015和2018年土地利用数据以及地貌和数字高程模型数据,运用地形位指数、地形分布指数、土地利用程度综合指数以及土地利用图谱法,对研究区土地利用在不同的地形、地貌梯度时的分异特征开展研究。结果表明:贵州省土地利用结构以林地、耕地和草地为主;在地形梯度上,耕地、水域和建设用地多集中于低梯度区,草地和林地则分布于较高梯度区域,未利用地多位于中梯度区,随着时间的推移,低、中梯度区草地面积增加,林地逐渐向中、高梯度区转移,水域、耕地和建设用地由高梯度区向中低梯度区转移;不同地貌条件下,建设用地、林地、草地和未利用地的优势分布区未发生明显变化,耕地和水域则呈现增加态势;在土地利用程度的地形分异特征上,地貌类别和高程对土地利用程度无明显影响;土地利用变化图谱以稳定型和后期变化型为主,不同土地类型的时空分布和变化受地形、地貌因子和人类活动的影响显著,呈现选择性分布。

• 船舶油耗预测的机器学习算法比较研究

  洪耀球

  建立内河船舶油耗的多种预测模型,如多元线性回归、岭回归、支持向量回归等算法模型,分析船舶主机功率、扭矩、转速、航速等船舶运行参数与油耗的相关性;以某内河船舶的油耗为实例,对机器学习模型进行训练、验证和测试,通过k-折交叉验证方法对模型的准确性进行分析,采用均方根误差、平均绝对误差、决定系数等误差度量指标评价预测模型的可靠性。结果表明,多元线性回归和岭回归模型具有较好的预测性能,模型的精确度高,预测结果更接近船舶的实际油耗数据。

• 基于马尔科夫优化的移动边缘计算车载网络任务卸载

  针对集中式车载网络不能满足移动用户需求的问题,将移动边缘计算引入车载网络,以增强车辆的计算能力,提升服务质量,并有效地解决任务传输过程的丢包、时延问题;对移动边缘计算网联式车队资源分配和任务卸载展开研究,建立移动边缘计算车载网络系统模型,将车辆计算任务分配至相邻车辆节点和移动边缘计算服务器进行任务卸载计算;构建马尔科夫优化过程,利用车辆节点状态转移获取所有计算任务决策方案,通过选择不同传输路径的条件概率,计算数据传输的成功概率,比较任务执行周期的总时长,获得任务分配和卸载的最优方案;采用MATLAB软件构建边缘计算环境中车载网络任务分配和卸载的仿真模型,研究不同任务量、不同时间段时3种资源分配和任务卸载方法的总时长。结果表明,马尔科夫优化方法能够有效地减少任务执行总时长,提高网络资源利用效率。

• 基于综合通行能力最优的公交优先控制模型

  赵丽,陈秀锋,曲大义,宋年秀

  为了保证公交车辆在交叉口的优先通行权,减少公交车辆在交叉口的行车延误,缓解交通拥堵,考虑非优先相位的绿灯时间约束和最小周期时长约束,基于交通流融合,提出以综合通行能力为控制指标的公交优先单点控制模型,运用仿真软件Vissim分别对现状信号控制方式、传统公交优先信号控制方式与所提出的公交优先信号控制方式进行系统仿真。结果表明,所提出的公交优先控制模型减少了公交车辆的行车延误与交叉口人均延误,使得交叉口通行能力最优,实现了交叉口公交优先。

• 基于多摄像头接力跟踪的远红外人物身份识别方法

  江鹏飞,王保栋,董子昊,李金屏

  为了识别低分辨率远红外监护视频中的人物身份,提出一种基于多摄像头接力跟踪的远红外人物身份识别方法;首先在室外利用可见光摄像头通过人脸识别算法识别将要进入房间的人物身份,然后通过人物运动轨迹检测和跨模态多摄像头接力跟踪模型实现同一人物在前、后2个时刻的身份一致性认定,从而识别视频中每一时刻的人物身份。结果表明,该方法综合识别准确率达到92.7%,能够有效识别低分辨率远红外监护视频中的人物身份。