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. 基于参数最优地理探测器的中国建成区扩张及定量归因

刘丹丹, 李泳亮

河北水利电力学院学报 2023, 33 (3): 33-39. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.03.006

摘要（321）

PDF（pc）（464KB）（95）

为研究中国城市建成区2002-2021近20年来时空变化,采用DMSP-OLOS和NPP-VIIRS夜间灯光数据,在市域尺度上从数量结构和空间分布两个方面定量分析中国建成区的空间演化特征,并采用参数最优的地理探测器进行分析。结果表明:1)20年来,我国城市建成区的扩张速度以中速和低速发展为主,东部沿海和北部沿海地区的建成区年扩张速度均高于全国平均水平,东部沿海地区扩张速度最大,且区域内城市发展差异性最小;我国建成区重心向西北地区移动。2)建成区的扩张速度具有空间分异性,冷点区域分布在我国北部及中部并表现为低低聚类和高低聚类,而热点区域分布在我国东南沿海一带,并表现为高高聚类和低高聚类;3)各影响因子交互作用均为双因子增强或非线性增强,且GDP和人口因素的交互作用最强。

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3. 单周期控制隔离型三相无桥Sepic PFC变换器研究

张纯江, 汤佳霖, 徐德勋, 高佳宁, 石炳乾

河北水利电力学院学报 2022, 32 (2): 20-28. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2022.02.004

摘要（246）

PDF（pc）（2020KB）（130）

功率因数校正技术被广泛应用于整流电路中以减小谐波污染。本文研究了一种新型隔离型三相无桥Sepic PFC变换器,它通过一级变换即可实现功率因数校正,又可实现隔离型DC/DC变换。本文首先详细分析了三相无桥Sepic PFC变换器的各个工作模态,对电路连续工作条件进行了分析。其次,采用单周期控制技术实现闭环控制,建立了单周期控制核心控制方程,对其进行小信号建模,设计了电压环路控制器,分别在频域和时域对不同参数下的系统稳定性进行仿真分析,设计了基于DSP的数字单周期控制的实现方法。仿真和实验结果表明,单周期控制的三相无桥Sepic PFC变换器,可实现单位功率因数,电流畸变率小。

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4. 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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5. 沥青结合料高温性能评价指标研究综述

侯立成, 马士宾, 张宇, 袁琪杰, 邹宝刚

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 9-15. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.002

摘要（222）

PDF（pc）（1006KB）（13）

选用不同的指标来评价同一沥青结合料的高温性能可能会得出完全不同的结果,为快速准确地分析沥青结合料的高温性能,选取合适的评价指标则尤为重要。文中总结了针入度、软化点、60℃动力粘度等常规指标和车辙因子在评价沥青结合料高温性能时的局限性;介绍了新指标改进型车辙因子G^*/(sinδ)⁹、粘性蠕变劲度G_v和不可恢复蠕变柔量J_nr,分析了新指标的特点,综述了采用各指标取得的研究成果;最后,为我国相关规范的修订提出建议并对未来发展进行展望。

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6. 冲击荷载作用下混凝土动态力学性能研究

程思悟, 代兴先, 冯凯, 齐子怡, 张泽

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 22-28. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.004

摘要（207）

PDF（pc）（1120KB）（25）

为了探讨混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能,应用有限元分析软件对不同冲击速度下,C30、C40及C60混凝土的SHPB试验进行了模拟分析。通过数值模拟得到了不同速度条件下的应力-应变曲线及能量时程曲线并分析了试件的破碎过程。结果表明:C40混凝土与C60混凝土的峰值应力比C30混凝土分别高了20.8%与31.6%,提高混凝土的强度等级可以提高混凝土结构的抗冲击性能。冲击速度为10m/s与15m/s时,混凝土的应变率分别是冲击速度为5m/s的3.2与4.7倍,表明混凝土是一种应变率敏感型材料。能量时程曲线总体上分为3个阶段:前期稳定阶段、中期增长阶段与最后稳定阶段。冲击荷载作用下,混凝土先从边缘由外向内破裂,并在内部产生劈裂破坏。

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7. 跨高速公路挂篮施工的工艺及安全防护措施探讨

金大智, 鲁成铭, 卢楠

河北水利电力学院学报 2023, 33 (4): 53-57. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.04.010

摘要（201）

PDF（pc）（411KB）（197）

在公路桥梁建设中,挂篮施工技术已被广泛应用,但在一些特殊地理环境下,该方法仍需要克服各种各样的困难挑战。依据一个上跨高速公路桥梁施工的案例,详细介绍了该项目的挂篮设计方案、挂篮安装步骤、挂篮施工流程,并对上跨高速公路施工时的安全防护措施进行了探讨。结果表明:在跨高速范围施工时,对中跨挂篮采用防护支架加防护网的方式进行密封,同时在挂篮主体下方设置兜底防护平台,可以有效避免钢筋头、螺栓、螺帽、灰浆等零碎散料落入行车道,防止发生高速交通安全事故。通过对挂篮施工工艺以及安全防护措施的探讨,为类似的工程项目建设提供了解决方法和思路。

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8. 一种基于超声波避障的四旋翼飞行器设计

孙晓晖, 杨金广

河北水利电力学院学报 2023, 33 (3): 9-13. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.03.002

摘要（201）

PDF（pc）（401KB）（88）

阐述了一种四旋翼飞行器的设计,提出了一种应用超声波测距技术实现无人机自动避障功能的整体解决方案。首先,应用欧拉角和拓展卡尔曼滤波等算法对MPU9250传感器采集的信息进行处理,计算位置和姿态信息,调整PID参数实现四旋翼无人机的稳态飞行控制。其次,将SUI04超声波避障传感器采集的信息传输至STM32H743控制器,经过算法处理输出相应指令实现避障功能。最后,经过测试,在室外低速飞行状态下,四旋翼无人机基本实现了定高飞行和自动避障功能。因此,可以得出结论:四旋翼无人机自动避障功能可以应用超声波测距技术实现,并且避障效果较稳定,具有一定实用性。

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9. 综合物探法在堤防渗漏检测中的应用

刘金鹏, 王志豪, 汤克轩, 张美多, 刘康和

河北水利电力学院学报 2023, 33 (4): 1-7. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.04.001

摘要（195）

PDF（pc）（596KB）（422）

物探检测方法是堤防无损检测行之有效的手段,但每种物探检测方法测量的都是单一物性参数,如电阻率值、电位值、地震波速等,利用单一参数进行地质解释存在局限性和多解性。文中介绍了常用堤防隐患物探检测方法的基本原理及优缺点,并结合工程实例论述综合物探法在查明堤防渗漏隐患中的应用,可为同类型工程提供借鉴。

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10. 一种基于渐进形态学滤波的DEM生成方法

吴菁钏, 刘年涛

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 81-86. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.014

摘要（190）

PDF（pc）（1042KB）（23）

为了探索一种全新的DEM(Digital Elevation Model,简称DEM)生产方法,提高城市DEM的更新效率,利用渐进形态学滤波分离DSM中地面高程点和非地面高程点,然后对地面高程点构建Delaunay三角网,并基于射线与三角网求交的方式插值生成完整的DEM。实验表明,文中方法不仅能够有效地完成DEM的数据生产,且生产的DEM误差可控,能够满足实际的应用需求。因此,该方法具有极强的技术可行性,可以提高无人机DSM的利用率,促进城市DEM的动态更新。

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11. 岩爆及蚀变岩不良地质条件下TBM卡机脱困施工技术

韩建录

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 16-21. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.003

摘要（188）

PDF（pc）（1230KB）（34）

硬岩掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)+钻爆法是目前特长山岭隧道常用的施工方法。在不良地质情况下,硬岩掘进机极易发生卡机情况,严重时甚至会发生工程事故。为了应对上述随时可能发生的卡机情况,以在建的TBM法施工输水隧洞工程为背景,提出了一种在岩爆、蚀变岩等不良地质条件下,处理TBM卡机脱困的技术,重点阐述了处理要点、具体施工方法和控制流程。该施工技术的实施和TBM脱困的应用,为今后应对类似工程设备脱困提供了有价值的案例和参考。

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12. 中国大运河河道变迁基本脉络及历史作用

吕娟

河北水利电力学院学报 2022, 32 (2): 1-7. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2022.02.001

摘要（179）

PDF（pc）（1032KB）（137）

从春秋至当代,运河河道变迁超过2500余年,大致经历了先秦时期为战争需要而开凿的长江中下游区间运河及沟通长江-淮河水系的运河,秦汉至南北朝时期以后为维护统治阶级政权运转而开凿的沟通长江-珠江水系、沟通黄河-海河水系的运河开凿以及疏浚以往运河,隋唐宋时期全国东西大运河体系形成,元明清时期全国南北大运河体系形成,民国时期全国运河衰落,新中国成立后至今运河的复兴等几个历史阶段。大运河河道已是文化遗产,是中国历史发展的见证,所以在保护传承利用过程中首先要保护好大运河河道。

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13. 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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14. 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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15. 基于倾斜摄影测量的校园建筑物三维模型构建

张丽军, 林杨, 靳少飞

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 61-65. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.011

摘要（176）

PDF（pc）（1001KB）（89）

无人机和倾斜摄影测量技术的发展,极大地提高了三维实景建模的精度和效率。基于无人机倾斜摄影测量技术,构建高精度可量测的河北水利电力学院实景三维模型。根据河北水利电力学院区域情况布设10个像控点和16个参考点,利用DJI Phantom 4 RTK进行倾斜摄影测量,构建了校园实景三维模型,分析并解决了空中三角测量后模型破裂、断层和建筑物过高倾斜摄影测量数据采集不完整等问题。为了解决图书馆楼由于楼层过高产生的空洞问题,单独进行了贴近摄影测量获得了高精度单体模型。分别从相对精度和绝对精度上对修复后的模型进行精度分析,得到了平面中误差为3.6cm,高程中误差为5.1cm的实景三维模型。

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16. 基于BIM与GIS技术的三维模型构建与分析

赵文, 吴长悦, 张凌云, 张中月

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 76-80. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.013

摘要（173）

PDF（pc）（938KB）（16）

文中研究了建筑信息模型(BIM)和地理信息系统(GIS)的结合在解决建筑行业问题方面的潜力。通过使用Revit软件构建BIM模型,并将其导入地理信息软件中,进行三维模型分析,挖掘更多的三维数据的价值。研究结果表明,BIM-GIS结合在解决建筑行业问题方面具有巨大的潜力。通过整合BIM模型和地理信息,可获得全面、准确的建筑模型,包括几何属性、构件信息、时间进度和成本数据等。通过三维模型分析,能够更好地理解建筑物在地理空间中的相互关系和影响。在建筑物运维阶段,我们能够实时监测和预测建筑物状态,并提供有效的决策支持,这种结合为建筑行业带来了更多的机遇和发展空间。

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17. 土石混合料力学特性和颗粒破碎研究

代兴先, 宋杨, 张志彬, 齐子怡, 刘棋瑞

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 1-8. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.001

摘要（172）

PDF（pc）（1235KB）（26）

文中针对土石混合料开展了一系列的室内三轴固结不排水试验。通过对应力-应变关系曲线、强度参数以及颗粒破碎规律等方面进行分析,探讨土石混合料的力学性质与破碎特点。实验数据分析发现,含石量和相对破碎率呈正相关;围压增大,相对破碎率的破碎趋势会逐渐减缓,二者的关系符合Allometricl函数模型。此外,含石量的增加能够提高土石混合料的强度;内摩擦角随含石量的“低-中-高”具有着“慢-快-慢”的增长规律,Boltzmann函数模型能够较好地描述这一规律并具有一定的适用性;土石混合料的黏聚力在含石量较低时较大,含石量较高时黏聚力下降到一定程度后随含石量的增加缓慢增长。

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18. 大坝失事概率模糊事故树分析方法

黄梦婧

河北水利电力学院学报 2023, 33 (4): 8-13. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.04.002

摘要（171）

PDF（pc）（321KB）（277）

为定量分析大坝失事概率,为大坝风险分析及评估提供决策依据,文中将模糊集理论融入事故树分析法中,研究了大坝失事概率模糊事故树分析方法,具体分析了传统事故树分析法、模糊集理论、三角模糊数方法及基本事件概率确定方法,明确了大坝失事概率模糊事故树分析法分析流程,分析了大坝失事模式。最后,以某土石坝失事概率计算为例,建立大坝模糊事故树分析模型,对各基本事件概率进行了三角归一化处理,综合确定了该坝失事概率,为下一步风险评估提供参考。

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19. 沧州区域2022年8·21典型暴雨过程分析

哈建强, 王赫

河北水利电力学院学报 2023, 33 (3): 14-19. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.03.003

摘要（163）

PDF（pc）（435KB）（78）

为更好的研究沧州区域暴雨相关特性,文中选取沧州市典型暴雨场次即2022年的8·21暴雨,在时程分布、空间分布、河道过水、浅层地下水、城市积水等方面进行了详细叙述,得出了数据成果,为防汛减灾提供了依据,为相似类型降雨提供了例证依据;同时,为了更好的利用雨洪资源,提出了对策建议。

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20. 高密度电法在汛期堤防渗漏隐患探测中的应用

刘栋臣, 汤克轩, 刘金鹏, 李国瑞, 王志豪

河北水利电力学院学报 2024, 34 (1): 29-33. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2024.01.005

摘要（160）

PDF（pc）（969KB）（17）

汛期高水位、高渗透压力下,会造成堤防渗漏缺陷扩大或隐患加剧,快速、准确地开展堤防渗漏隐患应急排查,是指导科学防汛、保障安全度汛的重要举措。针对管涌、散浸、穿堤建筑物等渗漏缺陷及隐患,开展了高密度电法的场地试验,得到汛期堤岸的电性结构,通过比对试验,得到不同渗漏缺陷与无显著缺陷堤岸的电性差异,以此为基准,采用高密度电法对子牙河右堤天津静海段特别是子牙河汇入独流减河段进行隐患排查,划分了渗漏隐患区和潜在风险区,为保障海河流域“23·7”特大洪水期间堤防安全提供了重要技术支撑。

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