2020年35卷第5期
2020, 35(5): 1-6.
doi: 10.12187/2020.05.001
摘要:
采用微波消解和浸溶处理方法，浸提中药材（怀菊花、枸杞子、罗汉果和西洋参）样品，然后利用火焰原子吸收光谱法测定这4种中药材及其浸提液中Ca、Fe、Zn、Cu、Mn 5种微量元素的含量，并对样品进行Ca、Fe、Zn元素加标回收实验，以验证测定方法的准确度.结果表明，4种中药材样品中的5种微量元素含量具有一定的差异，其含量从高到低分别为：怀菊花中Ca > Fe > Zn > Mn > Cu，枸杞子、罗汉果和西洋参中Ca > Fe > Zn > Cu > Mn；怀菊花中5种微量元素的含量均高于其他3种中药材样品，其中，Ca元素含量高达3.097 5 mg/g.5种微量元素的浸溶率与其在4种中药材样品中的质量浓度没有直接关系.Ca、Fe、Zn元素的回收率在81%～97%之间，表明本文所采用的测定方法准确度较高.
采用微波消解和浸溶处理方法，浸提中药材（怀菊花、枸杞子、罗汉果和西洋参）样品，然后利用火焰原子吸收光谱法测定这4种中药材及其浸提液中Ca、Fe、Zn、Cu、Mn 5种微量元素的含量，并对样品进行Ca、Fe、Zn元素加标回收实验，以验证测定方法的准确度.结果表明，4种中药材样品中的5种微量元素含量具有一定的差异，其含量从高到低分别为：怀菊花中Ca > Fe > Zn > Mn > Cu，枸杞子、罗汉果和西洋参中Ca > Fe > Zn > Cu > Mn；怀菊花中5种微量元素的含量均高于其他3种中药材样品，其中，Ca元素含量高达3.097 5 mg/g.5种微量元素的浸溶率与其在4种中药材样品中的质量浓度没有直接关系.Ca、Fe、Zn元素的回收率在81%～97%之间，表明本文所采用的测定方法准确度较高.
2020, 35(5): 7-15.
doi: 10.12187/2020.05.002
摘要:
以小黄姜为原料，采用同时蒸馏萃取法提取小黄姜精油，通过单因素试验和正交试验获得小黄姜精油的最佳提取工艺，利用GC-MS分析其化学成分，并对其抗氧化活性和抑菌活性进行研究.结果表明：小黄姜精油的最佳提取工艺条件为料液比1： 24，蒸馏时间2.5 h，浸泡时间1.5 h，在此条件下，小黄姜精油的提取率为2.70%；小黄姜精油中共检测出58种化学成分，相对含量在0.50%以上的挥发性化学成分有20种，其中，姜烯含量最高，为27.14%，其次是β-倍半水芹烯、α-金合欢烯和β-水芹烯；小黄姜精油对ABTS自由基和DPPH自由基均具有较强的清除能力，其IC 50分别为0.450 5 mg/mL和0.703 7 mg/mL；与市售姜精油相比，小黄姜精油显示出更强的抑菌性能，在抑制大肠杆菌（革兰氏阴性菌）方面更具优势.
以小黄姜为原料，采用同时蒸馏萃取法提取小黄姜精油，通过单因素试验和正交试验获得小黄姜精油的最佳提取工艺，利用GC-MS分析其化学成分，并对其抗氧化活性和抑菌活性进行研究.结果表明：小黄姜精油的最佳提取工艺条件为料液比1： 24，蒸馏时间2.5 h，浸泡时间1.5 h，在此条件下，小黄姜精油的提取率为2.70%；小黄姜精油中共检测出58种化学成分，相对含量在0.50%以上的挥发性化学成分有20种，其中，姜烯含量最高，为27.14%，其次是β-倍半水芹烯、α-金合欢烯和β-水芹烯；小黄姜精油对ABTS自由基和DPPH自由基均具有较强的清除能力，其IC 50分别为0.450 5 mg/mL和0.703 7 mg/mL；与市售姜精油相比，小黄姜精油显示出更强的抑菌性能，在抑制大肠杆菌（革兰氏阴性菌）方面更具优势.
2020, 35(5): 16-25.
doi: 10.12187/2020.05.003
摘要:
以处于商业成熟期的恭城月柿为研究对象，研究了3种脱涩方法（温水脱涩、乙醇脱涩和离子溶液脱涩）及其与1-MCP保鲜技术相结合对柿子贮藏保鲜品质的影响.结果表明：所有脱涩处理组的外观色泽和内在品质均有不同程度的降低，其中，温水处理组出现成熟度加快、果肉软化现象最为明显、贮藏品质降低等问题，但在短期贮藏时，可溶性单宁含量下降迅速，表现出较显著的脱涩优势，且可溶性糖（SS）含量升高，可提高柿子的食用品质；乙醇处理组出现表皮褐变、软烂等问题，不利于柿子脱涩后贮藏；离子溶液处理组的硬度保持较好，褐变程度较轻，涩味去除效率较高，1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）的损失最少，柿子品质可保持在较高水平；结合1-MCP的脱涩处理组都能延迟抗坏血酸（AA）的损失，抑制SS含量的急剧变化，降低抗氧化能力的丧失，有效延缓柿子成熟衰老的进程，保持柿子的内在品质；不同处理组的电子鼻响应雷达响应值区分明显，PCA的累计方差贡献率达91.8%，且不同处理组对挥发性成分影响明显.
以处于商业成熟期的恭城月柿为研究对象，研究了3种脱涩方法（温水脱涩、乙醇脱涩和离子溶液脱涩）及其与1-MCP保鲜技术相结合对柿子贮藏保鲜品质的影响.结果表明：所有脱涩处理组的外观色泽和内在品质均有不同程度的降低，其中，温水处理组出现成熟度加快、果肉软化现象最为明显、贮藏品质降低等问题，但在短期贮藏时，可溶性单宁含量下降迅速，表现出较显著的脱涩优势，且可溶性糖（SS）含量升高，可提高柿子的食用品质；乙醇处理组出现表皮褐变、软烂等问题，不利于柿子脱涩后贮藏；离子溶液处理组的硬度保持较好，褐变程度较轻，涩味去除效率较高，1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）的损失最少，柿子品质可保持在较高水平；结合1-MCP的脱涩处理组都能延迟抗坏血酸（AA）的损失，抑制SS含量的急剧变化，降低抗氧化能力的丧失，有效延缓柿子成熟衰老的进程，保持柿子的内在品质；不同处理组的电子鼻响应雷达响应值区分明显，PCA的累计方差贡献率达91.8%，且不同处理组对挥发性成分影响明显.
2020, 35(5): 26-32.
doi: 10.12187/2020.05.004
摘要:
为确定适宜的造纸法再造烟叶外形尺寸，制备了3种不同外形尺寸的烟草薄片，分析其保润性能、吸湿性能和切丝性能，并对其在制丝线上的加工性能进行研究，然后将所得烟丝应用于卷烟产品进行感官品质对比分析.结果表明：3种烟草薄片的保润性能和吸湿性能无显著性差异，小尺寸烟草薄片吸收水分和散失水分的速率略快；掺配小尺寸烟草薄片切丝后的整丝率略有降低，碎丝率略有升高，掺配中尺寸与小尺寸烟草薄片差异不明显；掺配小尺寸烟草薄片的成品烟丝混合均匀性较优，薄片丝缠绕和结团减少，加工过程中的造碎减少，卷制过程中的烟支物理指标稳定性较好，能一定程度减少烟丝消耗；掺配小尺寸烟草薄片的卷烟样品烟气刺激性降低，香气质感提升.
为确定适宜的造纸法再造烟叶外形尺寸，制备了3种不同外形尺寸的烟草薄片，分析其保润性能、吸湿性能和切丝性能，并对其在制丝线上的加工性能进行研究，然后将所得烟丝应用于卷烟产品进行感官品质对比分析.结果表明：3种烟草薄片的保润性能和吸湿性能无显著性差异，小尺寸烟草薄片吸收水分和散失水分的速率略快；掺配小尺寸烟草薄片切丝后的整丝率略有降低，碎丝率略有升高，掺配中尺寸与小尺寸烟草薄片差异不明显；掺配小尺寸烟草薄片的成品烟丝混合均匀性较优，薄片丝缠绕和结团减少，加工过程中的造碎减少，卷制过程中的烟支物理指标稳定性较好，能一定程度减少烟丝消耗；掺配小尺寸烟草薄片的卷烟样品烟气刺激性降低，香气质感提升.
2020, 35(5): 33-40.
doi: 10.12187/2020.05.005
摘要:
将某品牌卷烟在不同环境湿度（40%、50%、60%、70%、80%）中平衡48 h后，采用卷烟燃烧烟灰完整性测试仪检测卷烟的包灰固结性、掉灰次数和燃烧性能，并对卷烟进行感官评吸及烟气致香成分种类和总量的分析.结果表明：随着环境湿度的增加，卷烟的包灰固结性变差，掉灰次数和频率上升，燃烧时间增加；感官评吸得分呈先升高后降低的趋势，当环境湿度为60%时，感官评吸结果最优；烟气致香成分种类和总量也呈先升高后降低的趋势，当环境湿度为60%时，致香成分种类和总量最多，与感官评吸结果一致.综上，最佳的环境湿度为60%，此时卷烟的外观品质和内在品质都有较大的改善.
将某品牌卷烟在不同环境湿度（40%、50%、60%、70%、80%）中平衡48 h后，采用卷烟燃烧烟灰完整性测试仪检测卷烟的包灰固结性、掉灰次数和燃烧性能，并对卷烟进行感官评吸及烟气致香成分种类和总量的分析.结果表明：随着环境湿度的增加，卷烟的包灰固结性变差，掉灰次数和频率上升，燃烧时间增加；感官评吸得分呈先升高后降低的趋势，当环境湿度为60%时，感官评吸结果最优；烟气致香成分种类和总量也呈先升高后降低的趋势，当环境湿度为60%时，致香成分种类和总量最多，与感官评吸结果一致.综上，最佳的环境湿度为60%，此时卷烟的外观品质和内在品质都有较大的改善.
2020, 35(5): 41-47.
doi: 10.12187/2020.05.006
摘要:
为了有效解决卷烟生产过程中烟丝在传送带上发生堵料的问题，实现烟丝物料皮带传送的在线检测，开发了基于阴影检测的传送带烟丝堵料视觉检测系统.该系统使用CCD工业相机采集传送带上烟丝的图像信息，通过两次HSV颜色空间变换对H通道图像进行二值化处理，通过形态学操作和阴影面积进行滤波去噪，最后对去噪后的阴影图像面积进行归一化处理，结合经验阈值判断是否发生堵料.实践应用结果表明，该系统简单可靠，能够在线完成堵料检测，误检率小于10%，漏检率小于3%，大大减少了烟丝传送状态异常的停机时间，提高了卷烟企业的智能化水平和生产效率.
为了有效解决卷烟生产过程中烟丝在传送带上发生堵料的问题，实现烟丝物料皮带传送的在线检测，开发了基于阴影检测的传送带烟丝堵料视觉检测系统.该系统使用CCD工业相机采集传送带上烟丝的图像信息，通过两次HSV颜色空间变换对H通道图像进行二值化处理，通过形态学操作和阴影面积进行滤波去噪，最后对去噪后的阴影图像面积进行归一化处理，结合经验阈值判断是否发生堵料.实践应用结果表明，该系统简单可靠，能够在线完成堵料检测，误检率小于10%，漏检率小于3%，大大减少了烟丝传送状态异常的停机时间，提高了卷烟企业的智能化水平和生产效率.
2020, 35(5): 48-54.
doi: 10.12187/2020.05.007
摘要:
采用纳米颗粒强化、热压强化等多种方式相结合的复合强化法，以Al-Si系合金为基体、纳米级CuO颗粒为原位反应剂，外加微米SiC颗粒制备多尺度混杂颗粒增强铝基复合材料，并对其组织形貌进行表征，研究CuO质量分数对其硬度和耐磨性的影响.结果表明：所得复合材料的组织为共晶组织（α+Si）+SiC颗粒+AlCu3颗粒，且随着CuO质量分数的增加，共晶组织的α晶粒和点状Si变得更加细小.当CuO质量分数为3.0%，即试样配方为3.0% CuO+15.0% SiC+82.0% Al-Si时，复合材料的硬度最大，为88.8 HB，比基体硬度（51.8 HB）提高了71.4%；同时，复合材料的磨损量最低，为0.003 0 g，且耐磨性最好，相对耐磨性为2.93%，是基体耐磨性的2.93倍.
采用纳米颗粒强化、热压强化等多种方式相结合的复合强化法，以Al-Si系合金为基体、纳米级CuO颗粒为原位反应剂，外加微米SiC颗粒制备多尺度混杂颗粒增强铝基复合材料，并对其组织形貌进行表征，研究CuO质量分数对其硬度和耐磨性的影响.结果表明：所得复合材料的组织为共晶组织（α+Si）+SiC颗粒+AlCu3颗粒，且随着CuO质量分数的增加，共晶组织的α晶粒和点状Si变得更加细小.当CuO质量分数为3.0%，即试样配方为3.0% CuO+15.0% SiC+82.0% Al-Si时，复合材料的硬度最大，为88.8 HB，比基体硬度（51.8 HB）提高了71.4%；同时，复合材料的磨损量最低，为0.003 0 g，且耐磨性最好，相对耐磨性为2.93%，是基体耐磨性的2.93倍.
2020, 35(5): 55-60.
doi: 10.12187/2020.05.008
摘要:
以WC-10% Co硬质合金为研究对象，通过添加立方碳氮化物Ti（C，N）和（W，Ti）C，采用两步法烧结对硬质合金进行热处理，研究烧结温度对其梯度形成和晶粒生长的影响.结果表明，超细WC粉末经过真空预烧结后，合金的表层和芯部都均匀分布着硬质相WC、粘结相Co和立方相，且出现少量异常长大的WC晶粒；经过1460℃梯度烧结热处理后，合金表面无立方相，梯度层的厚度可达55 μm，WC晶粒平均尺寸约为1.23 μm，尤其是异常长大的WC晶粒数量和尺寸都显著增加.
以WC-10% Co硬质合金为研究对象，通过添加立方碳氮化物Ti（C，N）和（W，Ti）C，采用两步法烧结对硬质合金进行热处理，研究烧结温度对其梯度形成和晶粒生长的影响.结果表明，超细WC粉末经过真空预烧结后，合金的表层和芯部都均匀分布着硬质相WC、粘结相Co和立方相，且出现少量异常长大的WC晶粒；经过1460℃梯度烧结热处理后，合金表面无立方相，梯度层的厚度可达55 μm，WC晶粒平均尺寸约为1.23 μm，尤其是异常长大的WC晶粒数量和尺寸都显著增加.
2020, 35(5): 61-70.
doi: 10.12187/2020.05.009
摘要:
从软磁复合材料的磁性基体设计、绝缘包覆处理和新型制备技术3个方面对软磁复合材料的研究现状进行综述，得出：磁性基体设计时通过对不同特性的磁粉进行性能互补或对基体形态进行控制都可以有效地提高软磁复合材料的密度和磁导率；经绝缘包覆处理可以提高软磁复合材料的电阻率，从而降低其涡流损耗，但是非磁性相绝缘材料的加入会导致复合材料磁导率和饱和磁化强度降低；采用等离子烧结、微波烧结、激光烧结等新型制备技术可以有效改善软磁复合材料的性能.目前软磁复合材料的综合性能已无法满足电子元器件高频化、微型化的发展需求，未来应将研究重点放在优化基体成分设计与粒度配合、开发新的绝缘包覆材料、创新制备工艺、优化制备工艺参数、完善现有理论模型等方面.
从软磁复合材料的磁性基体设计、绝缘包覆处理和新型制备技术3个方面对软磁复合材料的研究现状进行综述，得出：磁性基体设计时通过对不同特性的磁粉进行性能互补或对基体形态进行控制都可以有效地提高软磁复合材料的密度和磁导率；经绝缘包覆处理可以提高软磁复合材料的电阻率，从而降低其涡流损耗，但是非磁性相绝缘材料的加入会导致复合材料磁导率和饱和磁化强度降低；采用等离子烧结、微波烧结、激光烧结等新型制备技术可以有效改善软磁复合材料的性能.目前软磁复合材料的综合性能已无法满足电子元器件高频化、微型化的发展需求，未来应将研究重点放在优化基体成分设计与粒度配合、开发新的绝缘包覆材料、创新制备工艺、优化制备工艺参数、完善现有理论模型等方面.
2020, 35(5): 71-79.
doi: 10.12187/2020.05.010
摘要:
针对服务功能链（SFC）服务功能路径建立机制中存在的数据流分类粒度不灵活、数据包转向机制开销较大等问题，提出一种地址语义驱动的服务功能链架构方案.该方案创新地将用户的多重语义属性编码于数据包的IP源地址中，利用软件定义网络（SDN）架构，在定制的中心控制服务器上根据用户的需求形成策略并下发，从而指导流分类器根据地址语义属性对数据流进行灵活分类，同时使SDN转发设备建立基于IPv6源路由技术的数据流转向机制，构建多约束条件下的网络资源动态优化模型，以实现对服务功能链所承载网络资源的动态优化.实验结果表明，本方案可实现动态、灵活、多粒度、负载均衡的服务功能链，较同类型方案，本方案构建的服务功能链效率更高、时延更短，可作为一种为大型ISP/ICP提供多样化、智能化网络服务的解决方案.
针对服务功能链（SFC）服务功能路径建立机制中存在的数据流分类粒度不灵活、数据包转向机制开销较大等问题，提出一种地址语义驱动的服务功能链架构方案.该方案创新地将用户的多重语义属性编码于数据包的IP源地址中，利用软件定义网络（SDN）架构，在定制的中心控制服务器上根据用户的需求形成策略并下发，从而指导流分类器根据地址语义属性对数据流进行灵活分类，同时使SDN转发设备建立基于IPv6源路由技术的数据流转向机制，构建多约束条件下的网络资源动态优化模型，以实现对服务功能链所承载网络资源的动态优化.实验结果表明，本方案可实现动态、灵活、多粒度、负载均衡的服务功能链，较同类型方案，本方案构建的服务功能链效率更高、时延更短，可作为一种为大型ISP/ICP提供多样化、智能化网络服务的解决方案.
2020, 35(5): 80-86.
doi: 10.12187/2020.05.011
摘要:
针对互联网用户在线评论文本情感分类不准确的问题，提出一种基于BERT和BiGRU的在线评论文本情感分类模型.该模型首先使用Word2Vec框架对文本内容进行词向量表示，然后利用BERT预训练语言模型提取词向量的深层动态表示，最后将其输入BiGRU网络进行情感分类.实验结果表明，与双向LSTM结合Attention机制模型（W2V-BiLSTM-Attention）、传统卷积神经网络模型（W2V-CNN）和传统循环神经网络模型（W2V-RNN）相比，本文模型的MicroF1值最高（0.91），分类效果最好.
针对互联网用户在线评论文本情感分类不准确的问题，提出一种基于BERT和BiGRU的在线评论文本情感分类模型.该模型首先使用Word2Vec框架对文本内容进行词向量表示，然后利用BERT预训练语言模型提取词向量的深层动态表示，最后将其输入BiGRU网络进行情感分类.实验结果表明，与双向LSTM结合Attention机制模型（W2V-BiLSTM-Attention）、传统卷积神经网络模型（W2V-CNN）和传统循环神经网络模型（W2V-RNN）相比，本文模型的MicroF1值最高（0.91），分类效果最好.
2020, 35(5): 87-95.
doi: 10.12187/2020.05.012
摘要:
为了减少自动驾驶车辆行驶过程中由于故障导致的车辆失控、碰撞等安全问题，设计了一种自动驾驶车辆故障诊断系统.该系统采用萤火虫算法对车辆故障进行预判，实时诊断车辆发生的故障信息，按照故障对自动驾驶车辆安全行驶影响的严重程度进行分级，并按照安全防护等级，结合责任敏感安全（RSS）防碰撞模型下发不同的控制指令进行车辆控制，以达到安全行车的目的.实车应用结果表明，该系统可有效应对由于自动驾驶车辆故障导致的车辆失控、碰撞等安全问题，保证了自动驾驶车辆的安全运行.
为了减少自动驾驶车辆行驶过程中由于故障导致的车辆失控、碰撞等安全问题，设计了一种自动驾驶车辆故障诊断系统.该系统采用萤火虫算法对车辆故障进行预判，实时诊断车辆发生的故障信息，按照故障对自动驾驶车辆安全行驶影响的严重程度进行分级，并按照安全防护等级，结合责任敏感安全（RSS）防碰撞模型下发不同的控制指令进行车辆控制，以达到安全行车的目的.实车应用结果表明，该系统可有效应对由于自动驾驶车辆故障导致的车辆失控、碰撞等安全问题，保证了自动驾驶车辆的安全运行.
2020, 35(5): 96-102.
doi: 10.12187/2020.05.013
摘要:
针对目前EDR的标准及设备无法满足自动驾驶汽车数据记录项目多、数据量大的问题，设计了自动驾驶汽车数据记录及上传系统.该系统通过开发专用的ADR设备，并对车辆多个现有设备模块进行改造，完成了ADR设备配套的车载网联终端、视频记录设备和云端数据管理平台的设计，可采集记录自动驾驶汽车的监控视频、感知、决策、控制信息等数据，并通过车载两线以太网网关实现各域间设备的以太网通信.实际应用结果表明，该系统可采集和记录更多更全面的自动驾驶汽车事件数据，并可方便快速地提取数据，不仅为事故责任认定提供有效的数据支撑，还可为自动驾驶汽车的验证评估提供必要的数据来源，进而促进自动驾驶系统的快速迭代升级.
针对目前EDR的标准及设备无法满足自动驾驶汽车数据记录项目多、数据量大的问题，设计了自动驾驶汽车数据记录及上传系统.该系统通过开发专用的ADR设备，并对车辆多个现有设备模块进行改造，完成了ADR设备配套的车载网联终端、视频记录设备和云端数据管理平台的设计，可采集记录自动驾驶汽车的监控视频、感知、决策、控制信息等数据，并通过车载两线以太网网关实现各域间设备的以太网通信.实际应用结果表明，该系统可采集和记录更多更全面的自动驾驶汽车事件数据，并可方便快速地提取数据，不仅为事故责任认定提供有效的数据支撑，还可为自动驾驶汽车的验证评估提供必要的数据来源，进而促进自动驾驶系统的快速迭代升级.
2020, 35(5): 103-108.
doi: 10.12187/2020.05.014
摘要:
为提升烟草制丝加工、生产质量等数据的综合分析及应用能力，设计了一套面向制丝车间高数据吞吐的电能数据采集与分析系统.该系统基于协议网关和Cassandra数据仓库实现异构数据的汇聚交互；通过Spring Batch批处理技术及流式的、面向切面的任务管理实现任务创建、管理与异常分析；运用Quartz实现任务的定时调度；采用RabbitMQ消息中间件实现采集数据的消峰；通过MQTT协议与Vue前端技术将信息展示给用户，最终实现从数据调度、存储、分析到展示的全流程功能.测试结果表明，该系统访问延时小、承载能力和稳定性强，可以满足烟草企业制丝车间的电能数据分析需求.
为提升烟草制丝加工、生产质量等数据的综合分析及应用能力，设计了一套面向制丝车间高数据吞吐的电能数据采集与分析系统.该系统基于协议网关和Cassandra数据仓库实现异构数据的汇聚交互；通过Spring Batch批处理技术及流式的、面向切面的任务管理实现任务创建、管理与异常分析；运用Quartz实现任务的定时调度；采用RabbitMQ消息中间件实现采集数据的消峰；通过MQTT协议与Vue前端技术将信息展示给用户，最终实现从数据调度、存储、分析到展示的全流程功能.测试结果表明，该系统访问延时小、承载能力和稳定性强，可以满足烟草企业制丝车间的电能数据分析需求.
