《洛阳理工学院学报（自然科学版）》2025年第2期封皮封底
《洛阳理工学院学报（自然科学版）》2025年第2期目次
6月25日，《洛阳理工学院学报（自然科学版）》2025年第2期出版。本期共刊发学术论文15篇，为做好学术出版内容传播，现将论文的题目和摘要等内容展示。
CMC对PP纤维泡沫混凝土性能影响研究
尤传祺， 陈长冰*， 李天莉， 侯俊名
(合肥大学 城市建设与交通学院， 安徽 合肥 230601)
摘 要：为了研究分散剂羧甲基纤维素钠（CMC）对聚丙烯（PP）纤维泡沫混凝土性能的影响，以PP纤维掺量和CMC掺量为变量进行实验。通过实验得到当PP纤维掺量为0.4%时，PP纤维泡沫混凝土的综合性能最好，并以此掺量为对照组，探讨不同掺量CMC对PP纤维泡沫混凝土的各项性能的影响。结果表明：相较于单掺PP纤维，随CMC的掺量增加，PP纤维泡沫混凝土干密度无明显变化，吸水率明显下降，抗压强度和抗折强度则明显提高。
基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术加固混凝土废弃砂
庄定祥*, 韩淑新
（宿州学院 资源与土木工程学院， 安徽 宿州 234000）
摘 要：为高效利用混凝土废弃砂使其成为可循环利用的资源，以砂柱试样的地球化学、物理力学和热化学特征为研究对象，采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪分析混凝土废弃砂的形貌、元素分布和有机官能团。结果表明：微生物诱导碳酸钙沉淀（Microbially Induced Calcium Carbonate Precipitation,MICP）具有较高的结晶度，可填充在废弃砂的孔隙中；单轴压缩试验和巴西劈裂试验表明，MICP技术可增强废弃砂的强度，有效改善废弃砂的物理力学性能，抗压强度可以提高40%左右；热分析实验表明，MICP技术能有效提高废弃砂的热稳定性，可用于加固混凝土废弃砂，提升其综合工程性质。
WC含量对Ni625涂层金相组织、显微硬度及磨损性能影响
刘晨1, 丁国华2*, 蒋士春3
(1. 安徽科技学院 机械工程学院 安徽 凤阳 233100； 2. 蚌埠学院 机械与车辆工程学院 安徽 蚌埠 233030； 3. 安徽煜辰激光技术有限公司 安徽 蚌埠 233000)
摘 要：为探究碳化钨(WC)含量对Ni625涂层的金相组织、显微硬度和磨损性能的影响，通过添加不同含量的WC（0％、10％、20％、30％、40％）制备Ni625/WC复合涂层，运用金相显微镜、硬度测试设备和磨损试验装置进行分析。结果表明：WC含量过高会在涂层内部产生团聚现象，随着WC含量增加，涂层的显微硬度逐渐升高，最高为430.4 HV0.2，涂层的磨损性能呈现出先升高后降低的趋势，在WC含量30％时，磨损失重量为19.3 mg，磨损率为5.122×10-6 g/(N·m)，耐磨性最佳。研究结果为优化Ni625/WC复合涂层性能提供了理论依据和实践指导。
基于改进量子粒群算法的风力机气动特性分析
孙芳锦1， 李劲浩1， 卢琛1， 张大明2*
(1.桂林理工大学 土木工程学院, 广西 桂林 541004； 2. 桂林理工大学 信息科学与工程学院, 广西 桂林 541004)
摘 要：为探究风力机叶片在流场中的气动性能，以叶片为研究对象，采用有限元方法得到叶片运行状态的参数，通过建立量子粒群算法(QPSO)以及改进量子粒群算法(IQPSO)的流场域和风轮模型，采用数值模拟的方法对风力机叶片进行气动特性分析。通过实验得到了叶片气流速度与空气压力分布，符合流体力学伯努利原理；通过计算得到的模拟功率证明改进算法的风轮气动性能更佳。
干湿作用下改良洛阳膨胀土力学行为劣化分析
王嘉威1， 胡景文1， 黄向春2， 刘雪娇1， 张玉刚1， 马建军1,3*
（1. 河南科技大学 土木建筑学院， 河南 洛阳 471023； 2. 华北水利水电大学， 河南 郑州 450046； 3. 河南省建筑安全与防护工程技术研究中心，河南 洛阳 471023）
摘要：为探究水泥改良洛阳弱膨胀土的力学行为和干湿作用下的强度劣化特性，开展室内干湿循环试验、无侧限抗压试验和直剪试验，并建立随机森林模型预测洛阳膨胀土强度变化规律。结果表明：无侧限抗压试验应力-应变曲线呈明显硬变软化现象，曲线发展形势分为4个阶段；试样破坏特征由塑性破坏向脆性破坏转变；随干湿循环进行，膨胀土强度显著衰减，衰减趋势有所差异；随水泥掺量增加，强度特性均呈先升后降趋势，最值点有所不同；随机森林预测模型误差小，结果准确。
基于PSO-BP模型的高速公路入口中短期车速预测
许弘征1， 南亚坤2*， 侯欢欢2
(1. 中建铁路投资建设集团有限公司， 北京 102601； 2. 黄河交通学院 交通工程学院， 河南 焦作 454950)
摘要：针对高速公路入口中短期车速预测精度不佳的问题，选取BP神经网络（Back-Propagation Neural Network）用于高速公路入口车辆行驶信息的预测，并利用粒子群算法（PSO）迭代获取最优初始权值和阈值赋值构建PSO-BP模型。研究结果表明：PSO-BP模型的均方根误差RMSE、平均绝对误差MAE和平均绝对误差MAPE分别为8.02%、5.52%和0.08%，较BP神经网络的评价指标均有较显著改善。
基于改进淘金优化算法的无人机与高铁协同配送路径规划
常瑞壮， 贾志绚*， 葛丽娜
(太原科技大学 车辆与交通工程学院， 山西 太原 030024)
摘要：针对高铁急送过程中可能出现的交通拥堵等问题，将无人机引入到高铁急送中，提出一种多策略改进的淘金优化算法用以解决配送时的路径规划问题。调用Logistic映射、莱维飞行策略、正态云变异策略提高算法的寻优精度，增强全局搜索能力。结果表明：改进的算法使无人机路径规划的平均最短距离分别缩短14.6%和12%，且收敛速度更快，能有效避免局部最优，寻优能力更强。
基于ANSYS的矿用履带式升降车仿真研究
刘志远， 阮学云*， 杨峥
(安徽理工大学 机电工程学院， 安徽 淮南 232001)
摘要：矿用履带式升降车在井下高空作业中起着重要作用，在确定履带式升降车总体结构的基础上，利用SolidWorks软件分别建立了升降平台与底盘车架的三维模型，并将简化后的模型导入ANSYS Workbench中进行静力学分析与模态分析，求解出升降平台均载与偏载工况下以及底盘车架满载弯曲工况下的变形云图及等效应力云图，得到了前6阶固有频率与振型。结果表明：履带式升降车满足强度与刚度条件且不会发生疲劳破坏与畸形形变。
遥操作轮式移动机器人的智能预估控制研究
靳雷1*， 崔明月2
(1. 河南质量工程职业学院 机电工程学院， 河南 平顶山 467000; 2. 南阳师范学院 机电工程学院， 河南 南阳 473061)
摘要：针对遥操作轮式移动机器人控制在网络时延变化条件下控制性能差的问题，提出一种仿人智能控制与Smith预估控制相结合的复合控制算法。控制算法以Smith预估控制为基础，结合仿人智能控制针对机器人不同的运动状态，采用不同相应的控制模式来减小Smith预估误差带来的影响，改善网络时延变化时机器人的控制性能。通过与常规PID-Smith预估算法的仿真对比，该控制策略在网络时延变化时能够对遥操作移动机器人迅速、准确地控制。
ISSA-BP神经网络的模拟电路故障诊断
李安康， 李昕*
(安徽理工大学 电气与信息工程学院， 安徽 淮南 232001)
摘要：为了解决使用反向传播（BP）神经网络对模拟电路进行故障诊断时不能有效分类的问题，提出采用改进麻雀搜索算法（ISSA）对BP神经网络寻优的诊断方法。利用变分模态分解（VMD）对模拟电路输出响应进行特征提取；由麻雀搜索算法融入Tent混沌扰动和高斯变异的方法对BP神经网络参数寻优，构造VMD-ISSA-BP诊断模型；实验电路选取四运放高通滤波电路，该诊断方法相较于BP神经网络具有更高的诊断精度。
基于LSTM-CNN并联神经网络的情绪识别
杨庆苒, 方文胜, 徐晓燕, 徐争元*
(皖南医学院 医学影像学院，安徽 芜湖 241002)
摘要：针对脑电的情绪识别问题，提出了一种长短时记忆网络（LSTM）和卷积神经网络（CNN）并联的情绪识别模型。利用LSTM对脑电信号的序列特征进行学习，基于计算机视觉的处理方法，将脑电的微分熵特征映射成CNN可处理的图像形式，以捕捉其空间特征。通过将LSTM和CNN网络的分类结果进行投票，得到最终的识别结果。实验结果表明：在情绪的二分类模型中，针对效价和唤醒维度，分别能够实现90.1%以及89.3%的识别准确率。
完全图上限制性斯坦纳割集问题的求解算法
杨惠娟， 胡晓飞， 段江梅
（昭通学院 数学与统计学院，云南 昭通 657000）
摘要：斯坦纳割集问题作为最小割集问题的推广形式是 NP (NP-Hard Problem) 难的，主要讨论了边的权重满足三角不等式的完全图上限制性斯坦纳割集问题。将该问题转换成最小星形图问题，并设计算法进行求解，根据完全图的特征及三角不等式证明了这样设计的算法所求得解的近似值为3。
基于改进YOLOv5 的手术器械检测算法研究
彭帅杰，张小波*
(安徽理工大学 人工智能学院，安徽 淮南 232001)
摘要：针对手术器械识别在实际应用场景中常见的排列紧密和相互遮挡而导致检测准确率低和漏检率增加的问题，提出了一种改进的YOLOv5目标检测算法，在颈部网络中采用EVCBblock模块以增强对模型的感受野，提高了模型对排列密集器械目标识别漏检的能力，使用特征提取模块C3Faster替换原模型中的C3 模块，进一步增强模型的特征信息提取能力，同时降低模型参数量和复杂度，提升了对手术器械的检测精度和速度。引入WIoUv3替换传统的CIoU损失函数，显著提升了模型收敛速度和边界框回归的精度。实验结果表明：相比原始YOLOv5模型，改进算法的mAP＠0.5提高了8.2%，参数量和计算量分别减少了9%、11.2%。
先进控制系统及其应用课程三模式实践教学创新
闫祥海1*， 吴依伟1 ， 张静云1， 赵思夏1 ， 王 琳2， 徐立友1
(１. 河南科技大学 车辆与交通工程学院，河南洛阳471003；２. 洛阳拖拉机研究所有限公司，河南洛阳471003)
摘要：针对先进控制系统及其应用课程教学过程中课程模式普遍过于单一，缺乏一定的实践性和创新性等问题。以车辆工程专业硕士研究生为研究对象，以提升其理论基础、实践能力及创新能力为目标，引入“三模式实践教学法”，对先进控制系统及其应用课程进行教学改革。利用国家级研究平台，从学生课程理论掌握程度、实践能力拓展、课堂效果反馈、课程综合评价等方面开展探索和实践，建立培养符合企业要求的车辆工程专业研究生课程教学方式，打造传感控制类精品教学案例。
新工科背景下单片机应用技术课程改革
田丽萍1，王俊峰１*，张慧贤１，杨军科２
(1. 洛阳理工学院 智能制造学院，河南洛阳471023；2. 浙江天煌科技有限公司，浙江杭州471023)
摘要：为满足培养多样化、创新型科技人才的要求，对单片机应用技术课程的教学目标、教学方案、教学手段和方法以及多角度考核评价方式的改革进行探索。根据理论与项目实践融合的方针，采用线上学习＋线下项目理论教学＋项目实践教学和仿真实物虚实结合，把科研项目、竞赛项目融入理论的混合式教学，将线上教学资源引入教学中，并结合仿真平台教学，采用把兴趣融入理论与项目相结合的教学过程中。在教学过程中通过理论与实践的适时结合，提高学生实践能力，同时激发学生学习的主动性与创新精神。
（一审：张丽娟 二审：仲昭麟 三审：王敏）
