河北水利电力学院学报

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1. 基于SpringBoot和Uni-App框架的自习室平台的设计与实现

李金忠, 胡志明, 陈建钢, 陈涵轩, 左左

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 77-82. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.014

摘要（529）

PDF（pc）（551KB）（126）

目前,国内教育开始大规模普及在线学习模式。然而,许多现有的在线学习平台逐渐出现过度娱乐化和社交严重化的问题,这严重违背了在线学习平台诞生的初衷;此外,平台功能相对有限,难以全面管理用户的学习状态,市面上满足用户需求的产品也相当匮乏。为此,文中基于SpringBoot和Uni-App框架设计与开发了一款移动端自习室平台,专门为用户提供学习状态管理服务。该平台的主要功能包括自习状态管理、学习动态管理、排行榜、记事本、用户信息管理5大功能模块。该平台可为用户提供一系列学习状态管理服务,帮助用户养成良好的学习自制力,培养学生的自主学习能力,提高学习效率。

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2. 基于改进YOLOv5算法的智慧城市多目标检测

王继超, 唐勇, 回振桥, 刘浩卓, 刘冰

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 24-29. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.005

摘要（222）

PDF（pc）（342KB）（41）

多目标检测作为智慧城市建设中的核心技术,在建立城市图谱、挖掘城市运行规律、提高城市运行效率中起着不可替代的作用。文中在优良的目标检测模型YOLOv5基础上,选取城市中的典型场景,以行人和车辆为检测目标,将原有轻量化版本算法neck部分的SPP模块进行改进,在保证检测速率的同时增加检测的精度,然后将文中改进算法和YOLOv5-s算法同时部署在智慧城市边缘设备上进行对比试验。试验结果表明,文中改进算法相较于YOLOv5-s算法在速度保持基本不变的情况下检测多目标精度提高6.8%,在一定程度上解决了智慧城市边缘设备检测速率和精度不能同时达到要求的问题,为智慧城市多目标实时检测提供了理论参考与方法依据。

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3. 基于AHP/QFD/TRIZ理论的格斗机器人创新设计

张铁壁, 张万明, 李文斌, 尚佳瑶, 单敬才

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 11-18. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.003

摘要（178）

PDF（pc）（558KB）（22）

为了解决格斗机器人复杂的工作情况,提高格斗机器人的击打和抗击打的能力,优化格斗机器人的产品创新设计过程,提出基于AHP/QFD/TRIZ理论的格斗机器人设计方法。首先利用问卷调查和访谈客户获取用户需求,采用层次分析法(AHP)对需求进行重要度排序,之后运用质量功能展开(QFD)理论,将用户需求与技术质量指标进行对应,构建质量屋(HOQ)模型,最后运用TRIZ理论中的冲突解决原理对质量屋中发现的冲突进行解决,得到产品创新设计方案,为格斗机器人的创新设计提供理论依据。经实验数据显示,在保证强度的情况下,所设计方案可降低整体重量并提高速度。采用AHP/QFD/TRIZ理论的设计方法对格斗机器人进行产品创新设计,提高产品的性能和顾客满意度。

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4. 基于组态王7.5的污水自动控制系统的设计

李晓嫣

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 72-76. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.013

摘要（177）

PDF（pc）（339KB）（20）

系统以组态王7.5 SP5组态软件为开发平台,以S7-300 PLC作为系统的核心,主要通过分布式I/O采集现场设备层各类传感器信号,信号经过滤波、放大、A/D转换等各种运算处理后通过以太网上传到上位机。采用西门子公司的S7-300 PLC系列的CPU314C-2PN/DP为中央控制设备,实现了污水处理系统的自动化控制并实时监控检测参数和运行参数,可记录系统设备运行状态、自动故障报警等。采用工业计算机对污水处理系统进行远程控制,可直观、动态监测污水处理过程。该控制系统具有成本低、自动化程度高、性能稳定可靠、易维护等优点。

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5. 基于WHCNS模型的华北平原麦田灌溉制度优选研究

于晴, 王亚晖, 冯语, 周远航, 冯义祥

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 1-6. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.001

摘要（143）

PDF（pc）（357KB）（40）

华北地区的粮食生产在全国范围内地位突出,但是农业用水严重短缺;该研究以华北平原冬小麦为研究对象,首先利用华北地区2004年和2006年试验数据分析传统灌溉制度下水分运移规律及利用效率,结合WHCNS模型进行不同组合灌溉情景(研究设置总灌水量变化范围由100mm至450mm,提高灌水次数至5次)的模拟研究,使用综合指数法对灌溉量进行优选研究。最终得出350mm为设定组合情境中的最佳灌溉量。

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6. 建筑固废基再生混凝土的抗碳化研究

张煊铭, 刘明阳

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 8-12. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.002

摘要（143）

PDF（pc）（319KB）（14）

通过正交试验法,以水胶比、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量为影响因素,以废混凝土为粗骨料的再生混凝土为研究对象,对其抗碳化性能进行研究。采用直观分析法分析不同因素在不同龄期下碳化深度;采用极差分析法确定整体最优水平组合。结果表明:在单一因素的作用下,水胶比、再生粗骨料取代率及粉煤灰掺量的提高都会增加建筑固废基再生混凝土的碳化深度,其中水胶比对建筑固废基再生混凝土的碳化深度影响最为显著;当水胶比为0.5,再生粗骨料取代率为25%,粉煤灰掺量为10%时,其建筑固废基再生混凝土的抗碳化能力最好。

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7. 芦苇加筋土的轻型击实效果评价研究

路维, 任永旺, 徐虎南, 宋兴海, 金坎辉

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 1-7. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.001

摘要（139）

PDF（pc）（763KB）（27）

文中针对渤海新区盐渍土的强度和变形问题开展了一系列试验研究,首先将渤海新区盐渍土与不同长度和加筋率的芦苇均匀拌和,按照一定的击实功对其进行轻型击实试验,随后为测试击实效果将其进行无侧限抗压强度试验。试验结果显示,质量加筋率对试验结果影响显著,最大干密度会随着加筋率增加而逐渐降低,降低幅度在每级0.01~0.02g/cm³之间,同时质量加筋率对最优含水率也有较大影响,最优含水率会随着芦苇掺量的增加而增加,这个趋势会随着加筋率的增大而缩减,当质量加筋率达到0.3%~0.35%时,最优含水率之间的最大差值仅为0.38%,此时可以忽略芦苇掺量对最优含水率的影响。同样加筋长度也对击实试验有较为显著的影响,芦苇加筋土的最大干密度随着加筋长度在减小,干密度会逐渐降低并呈近线性趋势下降,每一级加筋长度约下降0.01~0.02g/cm³。加筋长度较小时,最优含水率随加筋长度呈近线性增长趋势,当加筋长度达到50mm时,最优含水率的变化受加筋率的影响较为稳定,加筋长度过长时,质量加筋率过大可能会导致最优含水率的下降,最明显的位置出现在加筋长度为70mm、加筋率为0.35%处。根据无侧限抗压强度试验,可确定芦苇加筋土的最佳加筋长度和最佳质量加筋率为50mm和0.25%。

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8. 河南五岳抽水蓄能电站爆破振动监测的自动化应用

吴左盛, 周光裕, 李壮壮, 王世洋

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 7-10. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.002

摘要（138）

PDF（pc）（206KB）（17）

为确保隧洞开挖过程中爆破施工不会对周围民用建筑物的安全和稳定产生影响,基于网络测振仪研发了1套爆破振动自动化监测系统。该系统采用了先进的传感器技术、高效的数据处理算法及智能的交互界面,可以实时采集和分析爆破振动数据。通过该系统,可以实时掌握爆破振动数据的变化情况,为相关单位提供准确、可靠的反馈信息,进而保障施工安全、提高施工效率。该自动化监测系统在河南五岳抽水蓄能电站的隧洞开挖施工中发挥了重要作用。

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9. 固化滨海盐渍土力学及溶陷特性研究

裴伟斌, 宋杨, 王巍浩, 齐子怡, 姚伟华, 穆靖卓

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 30-37. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.006

摘要（134）

PDF（pc）（619KB）（44）

滨海盐渍土作为一种特殊土,具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性,为研究石灰+粉煤灰+水泥固化盐渍土改良材料土作为路基土的适用性,开展了液塑限、击实、无侧限抗压强度、三轴压缩、溶陷性试验,分析不同条件对改良盐渍土物理性指标、力学性能、溶陷特性的影响。结果表明:液塑限随固化剂掺入量的增加基本呈线性增加趋势,塑性指数减小;固化剂的加入使盐渍土最大干密度减小,最优含水率变化不明显;固化剂掺量和养护期龄对滨海盐渍土的力学性能影响显著;固化剂掺量小于14%时溶陷沉降量随固化剂掺量的增加呈减小趋势,提高含水率、压实度可以有效地降低固化盐渍土的溶陷沉降量。

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10. 微胶囊自修复水泥砂浆的实验研究及性能评价

付建航, 吴金花, 郭恒毓, 杨笑楠, 刘敬田

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 45-49. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.008

摘要（134）

PDF（pc）（377KB）（21）

介绍了水泥砂浆微胶囊自修复技术的机理,选用真空吸附法,制备聚乙烯醇包裹无机膨胀珍珠岩吸附硅酸钠修复微胶囊,并通过在水泥砂浆中掺入该微胶囊制备自修复水泥砂浆。通过研究微胶囊对水泥砂浆强度和工作性能的影响,确定了微胶囊最佳掺量为1%,评价了自修复水泥砂浆对受载损伤的修复性能:受载损伤后28d预加载60%,抗折强度修复率为16.25%,抗压强度修复率为3.43%。

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11. 基于独立参考模型的抗干扰反步控制研究

李珺, 李国明, 曾政霖, 韩传翔

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 19-23. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.004

摘要（123）

PDF（pc）（316KB）（9）

提出了一种基于独立参考模型的抗干扰反步控制方法,并在经典的单级直线倒立摆系统的应用中表现出色。首先,设计单级直线倒立摆的反步控制器并得到系统的独立参考模型,此时单级直线倒立摆若受到干扰将会偏离独立参考模型的理想值,为提高单级直线倒立摆的抗干扰性能,引入广义状态误差,即独立参考模型输出与系统实际输出的误差,然后基于广义状态误差和反步控制方法利用Lyapunov稳定性理论设计控制器,最终得到基于独立参考模型的单级直线倒立摆抗干扰反步控制器。仿真结果表明,该控制器能够有效抑制外界干扰对单级直线倒立摆的影响,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。

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12. 光伏发电与固体储热联合供暖系统开发与应用

裴文浩, 贾鸿源, 闫孟哲, 杜浩浩

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 49-53. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.009

摘要（122）

PDF（pc）（332KB）（15）

在促进太阳能与常规能源联合应用的基础上,文中提出了一种光伏发电与固体储热联合供暖系统,并以张家口某一企业为例,设计联合供暖系统。利用Meteonorm收录的张家口气象站太阳辐射量数据,模拟该企业光伏系统的发电量,与固体储热联合供暖。光伏系统的发电量供暖期用来减少供暖系统的用电量,非供暖期实现并网盈利用来减少供暖系统的运行费用。通过与其原有供暖系统对比分析发现光伏发电与固体储热联合供暖系统前2年可实现盈利,在第25年运行费用为12.8万元,远低于原有供暖系统,同时还能减少污染物的排放。

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13. 特大桥高墩施工技术分析

李伟

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 37-41. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.007

摘要（120）

PDF（pc）（381KB）（6）

为了深入研究特大桥高墩施工技术,以银昆高速太彭段LJ08-2标段为例,重点分析了特大桥高墩施工的实施要点和成效。针对特大桥高墩施工的关键环节和难点,采取了有效的施工措施方法。实践表明,采用大块定型钢模板(翻模)作为特大桥高墩成型的手段,同时把控好模板吊装及混凝土浇筑,并做好高墩线形控制,能够高效完成特大桥高墩的施工并实现质量验收100%的目标,为企业节约成本12.48万元,既保证了特大桥高墩的施工进度和安全,也实现了良好的经济效益和社会效益,对类似工程具有参考价值和应用指导意义。

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14. 天津市某广场商业空间激活与再生策略研究

周士琪, 王默宇, 刘丹丹

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 67-71. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.012

摘要（115）

PDF（pc）（225KB）（7）

随着城市的不断发展和完善,城市旧有空间的更新和改造逐渐成为无法回避的问题,包括城市部分区域的再开发、城市设施与建筑的整治改善、历史街区与建筑的保护与再利用、城市社区空间微更新等。同时,在城市更新的实践层面也有许多不同类型和方向,具有各自的独特性,如城市工业遗产的利用与转型、城市商业空间的激活再生、城市文化空间的更新改造等,应对不同类型的更新改造,具体的策略方法都会有所不同。但最终的目的都是为了使得这些空间能够满足现在及未来的使用需求,改善空间品质,优化体验,提升区域活力激活业态,拉动经济增长和推动城市发展等。文中从艺术设计角度,结合天津市某广场商业空间的激活与再生案例,提出了新的更新策略,并指出了更新激活过程中的难点及艺术设计内容运营的重要性。

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15. B/S架构下基于物联网的远程温室温度控制系统设计

王赵慧

河北水利电力学院学报 2024, 34 (4): 50-55. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.04.009

摘要（113）

PDF（pc）（1041KB）（79）

针对远程温室的温度控制问题,设计了一种基于温室信息采集传感器(温湿度传感器、光照传感器、CO₂传感器与土壤水分传感器)与控制器(主控芯片为STM32F103VET6)的温度控制系统。先基于B/S架构构建温室控制网络软件框架,利用滤波算法去除采集温室信息中的噪声信息,结合控制器特点与PID控制理论,制定温室控制算法,执行制定算法实现了温室温度、湿度、光照、CO₂浓度、土壤水分等环境因素的远程控制,实现温室控制系统的设计与运行。实验结果显示,设计系统应用后温室信息信噪比最大值为92.15dB,温度控制调节量计算结果与实际调节量保持一致,如何进一步降低网络延迟和提升对温室温度的控制精度,是未来系统重点优化和改进的方向。

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16. 空气源热泵直接地板辐射供暖升温过程实验研究

牛建会, 王海超, 吕天舒, 安泽龙

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 61-67. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.010

摘要（110）

PDF（pc）（504KB）（10）

空气源热泵直接地板辐射供暖系统以制冷剂为热媒直接加热地板,具有系统简单、传热效果好的优点。文中搭建空气源热泵直接地板辐射供暖实验装置,在0℃、-5℃和-10℃3种不同室外环境温度下,对毛细管地板辐射末端供暖升温过程进行实验研究。实验结果表明:室外温度为-5℃时,地板温度稳定基本需要120min,同一根毛细管壁制冷剂蒸气入口端与出口端温差较小为1.55℃,而在20mm厚水泥地板表面上其温差为1.73℃;室外温度为-10℃时,地板升温速度最慢为0.15℃/min,小室内空气升温速度为0.09℃/min,此时机组制热COP稳定在3.06。

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17. 河北省节水型社会建设现状及成效评价研究

兰宏宽, 王凤春, 程怀峰, 田树鹏

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 59-66. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.011

摘要（103）

PDF（pc）（667KB）（17）

贯彻“节水优先”是我国当前及今后一段时期治水管水的指导原则和基本方针。文中通过数据对比、主成分分析法等对河北省节水型社会建设成效及影响因素进行了研究分析,提出了政策建议。研究结果表明,河北省节水成效评价指标现状处于国内中上水平,影响各行业用水的主要因素包括有效灌溉面积、水泥和焦炭产量、住宅房屋竣工面积、建成区绿化覆盖率等。建议应优化调整农作物品种结构,发展高效节水灌溉,调整工业产业结构,淘汰落后产能,建设智慧用水管理平台,提高公众节水意识等。

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18. 复杂地质的道路改扩建边坡支护施工技术研究

李艳艳

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 13-18. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.003

摘要（101）

PDF（pc）（370KB）（8）

为了解决复杂地质边坡支护施工中的有效防护与安全开挖问题,提出道路改扩建边坡支护施工技术。应用理正软件重复计算开挖高度下边坡支护与各种参数,获取一系列数据,通过Matlab中的多元函数非线性拟合功能得到支护最佳切坡高度的合理计算公式。确定最佳切坡高度与合理坡面形后,开挖道路改扩建边坡,动态获取地质信息,应用极限平衡法实施边坡动态稳定评判。根据评判结果实施道路改扩建边坡的超前支护,对欠稳定边坡提出优化性的支护方案,通过数值分析方法验证其合理性后实施该支护方案,进入下一阶段的开挖作业;对稳定边坡直接进入下一阶段的施工。应用结果表明,一个月后,X、Y、Z三个方向上的变形均低于2.5mm,达到了较好的施工效果。

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19. 漆渣螺旋挤压脱水机设计与试验

张振, 张万明, 张鹏程, 李文斌, 马一博

河北水利电力学院学报 2024, 34 (3): 73-77. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.03.012

摘要（98）

PDF（pc）（258KB）（16）

为降低漆渣含水率,研制出一种螺旋挤压机,提出了应用挤压法处理含水率较高的漆渣,对螺旋轴、筛网等关键部件进行了设计。以水性漆漆渣为原料,以漆渣含水率和出料量为考核指标,进行了脱水试验,结果表明:随出口压力增大,漆渣含水率减小,单位时间出料量减少。综合考虑脱水效果和装置运行效率,选定出口压力为0.7MPa,此时,漆渣含水率为54%,出料量为2.2kg/h。该设计能够高效地进行漆渣脱水,使含水率降低幅度约为36%,有助于钣金喷漆企业降低危废处理成本,减少循环水损失。

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20. 现浇简支箱梁双层贝雷梁支架法预拱度控制技术

季智猛

河北水利电力学院学报 2024, 34 (2): 32-36. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.02.006

摘要（96）

PDF（pc）（506KB）（6）

随着贝雷梁支架法在现浇箱梁施工中的广泛应用,特别是在跨越既有公路、河流时双层贝雷梁单跨式的设计就更为突出,而在预压试验的基础上预拱度的控制尤为重要。对此结合蒙华铁路营盘山大桥双层贝雷梁支架法的预压试验,阐述预压试验的过程、目的和意义。通过对预压数据的整理分析,得出了模板需要设置的预拱度,为指导箱梁混凝土浇筑施工提供了依据,为类似支架法施工提供了一些可借鉴的经验。

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