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面向松木表面缺陷检测的改进RT-DETR模型

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农业工程学报 2024年第7期40卷 210-218页

作者：胡继文张国梁沈明哲李文浩河北农业大学机电工程学院保定071001 河北农业大学林学院保定071000 河北农业大学智慧木匠创新工作室保定071000 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001

为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNe... 详细信息

为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNet18和VanillaNet13等网络架构,选用计算复杂度低且检测精度较高的ResNet18作为主干特征提取基准网络;然后,引入反向残差移动模块更新ResNet18中的基本块,扩展模型的感受野,改善层间的特征交互;最后,使用EfficientViT模型中的级联分组注意力机制对反向残差移动模块进行二次创新改进,降低计算资源的消耗,提升模型的表达能力。试验结果表明,RIC-DETR的精确率、召回率、平均精度均值分别为95.4%、96.0%、97.2%,均优于目前主流的YOLO系列模型,对比基准模型RT-DETR,RIC-DETR在保持高精度的情况下,参数量、浮点运算量和内存占用量大幅减少,分别降低了54%、57%、52%,同时检测速度可达63.5帧/s。RIC-DETR模型具有复杂度低、准确率高、检测速度快的特点,可为松木的表面缺陷检测提供技术支持。

关键词：木材模型松木表面缺陷检测 RT-DETR RIC-DETR YOLO

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木质重组材单板卷曲辊压成型平台设计与试验

农业工程学报 2024年第11期40卷 271-281页

作者：张国梁沈明哲胡继文邢义虎李文浩河北农业大学机电工程学院保定071001 河北农业大学林学院保定071000 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001 河北农业大学智慧木匠创新工作室保定071000

低品质木制单板制备重组材是其高值化利用的重要途径,研发连续式重组材成型技术有利于提高其生产效率,对促进木材可持续发展和经济社会绿色发展具有重要意义。该研究设计一种木制重组材单板卷曲辊压成型平台,并以木质管道制备为例对工... 详细信息

低品质木制单板制备重组材是其高值化利用的重要途径,研发连续式重组材成型技术有利于提高其生产效率,对促进木材可持续发展和经济社会绿色发展具有重要意义。该研究设计一种木制重组材单板卷曲辊压成型平台,并以木质管道制备为例对工艺参数进行优化试验研究以测试平台工作性能。设计单板卷曲辊压成型平台的整机机械结构并描述其工作原理,对辊压机构、卷木轴刹车防滑机构、施胶压紧装置等关键部件进行详细设计和理论计算。对物理样机进行性能试验,以芯轴转速、单板厚度、施加压力为试验因素,木质管道的环刚度和轴向压缩强度为试验指标,运用Box-Benhnken试验方法,建立因素与试验指标的回归方程,优化参数组合为芯轴转速16 r/min,单板厚度2.15 mm,施加压力293 N。此时预测木质管道的环刚度为26 016.6 N/m^(2),轴向压缩强度为23.11 MPa验证环刚度与预测值误差为1.07%,轴向压缩强度误差为4.46%。进一步使用优化参数对内径为5.08、7.62、12.70 cm的木质管道进行试验,得到环刚度分别为43 812、32 655、17 532 N/m^(2),轴向压缩强度为25.83、24.71、20.17 MPa。该研究成果可为木质重组材卷曲辊压成型技术及装备的工业化应用提供参考。

关键词：单板辊压成型木质管道响应面试验

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京津冀县域碳收支格局及碳平衡分区优化

环境科学 2024年

作者：庞娇黄雪寒单婧苗梓晗闫丰丁言蕊申琳陈永霞杨莼莼河北农业大学渤海学院河北农业大学国土资源学院河北农业大学现代科技学院

京津冀地区作为重要的“首都经济圈”，确定县域碳平衡分区对其区域低碳发展、“双碳”战略的达成具有重要意义。基于中国碳核算数据库和净生态系统生产力（NEP）数据探究了京津冀县域2002～2020年碳排放和碳吸收时空分布格局，并引入... 详细信息

京津冀地区作为重要的“首都经济圈”，确定县域碳平衡分区对其区域低碳发展、“双碳”战略的达成具有重要意义。基于中国碳核算数据库和净生态系统生产力（NEP）数据探究了京津冀县域2002～2020年碳排放和碳吸收时空分布格局，并引入碳排放经济贡献系数（ECC）和碳生态承载系数（ESC）分析了京津冀各县的能源利用效率和碳汇能力，最后融合国土空间规划中的主体功能区划优化了京津冀县域碳平衡分区。结果表明：①2002、2011和2020年京津县域碳排放均呈“东南高，西北低”空间分布，而碳吸收高值区域集中分布于西北部张家口和承德市部分县域。②ECC和ESC在空间分布上具有鲜明的空间异质性，ECC以北京为中心向周围不断降低，系数呈逐年增加的态势；ESC表现为北高南低的空间分布，随着可持续发展战略的实施在逐年改善。③融合主体功能区划后的县域碳平衡分区进一步细化为16个子区，其中低碳保持区-重点生态功能区主要集中于西北部，分布范围较广，但数量上呈下降趋势；而经济发展区-农产品、碳汇发展区-农产品主产区分布较为稳定，综合优化区-农产品主产区分布于地区东南部，分布数量最多。研究结论为京津冀碳排放及经济发展分区管控提供了精准数据支撑。

关键词：碳收支碳排放经济贡献系数(ECC) 碳生态承载系数(ESC) 碳平衡京津冀

低聚木糖和牛磺酸对犊牛生长性能、腹泻率和营养物质表观消化率的影响

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动物营养学报 2024年第1期36卷 374-386页

作者：田雨晴张一平吴春会王明亚徐宏建李妍李建国李秋凤曹玉凤河北农业大学动物科技学院保定071000 河北农业大学动物医学院保定071000

本试验旨在探究低聚木糖(XOS)和牛磺酸(Tau)对犊牛生长性能、腹泻率和营养物质表观消化率的影响。选取健康状况良好的45日龄左右的荷斯坦公犊牛60头,按照体重[(80±1)kg]相近原则,分为4组(每组15个重复,每个重复1头),分别为对照组(C组)... 详细信息

本试验旨在探究低聚木糖(XOS)和牛磺酸(Tau)对犊牛生长性能、腹泻率和营养物质表观消化率的影响。选取健康状况良好的45日龄左右的荷斯坦公犊牛60头,按照体重[(80±1)kg]相近原则,分为4组(每组15个重复,每个重复1头),分别为对照组(C组)、10 g/(d·头)XOS组(X组)、4 g/(d·头)Tau组(T组)、10 g/(d·头)XOS+4 g/(d·头)Tau组(XT组)。添加剂饲喂至犊牛77日龄。每天记录犊牛采食量和腹泻情况,在犊牛45、63、77和93日龄晨饲前称重并测量体尺,在犊牛63、77和93日龄分别连续3 d采集粪便,测定营养物质表观消化率。结果表明:1)4组间犊牛始重无显著差异(P>0.05),T组犊牛末重显著高于C组和XT组(P0.05),X、T、XT组料重比(F/G)与C组相比显著降低(P0.05)。犊牛78~93日龄时,T组犊牛ADG显著高于C、X、XT组犊牛(P0.05);4组间F/G无显著差异(P>0.05)。日龄对犊牛生长性能有显著影响(P处理和日龄的互作效应对生长性能无显著影响(P>0.05)。2)X、T和XT组犊牛45~63日龄腹泻率和粪便评分显著低于C组(P处理和日龄之间的互作效应对腹泻率无显著影响(P>0.05)。3)添加XOS和Tau对犊牛各日龄体尺指标和体尺指数无显著影响(P>0.05)。日龄对犊牛体尺指标和体尺指数有显著影响(P处理和日龄的互作效应对体尺指标和体尺指数均无显著影响(P>0.05)。4)犊牛63、77日龄时,各组间犊牛干物质(DM)、粗脂肪(EE)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)表观消化率无显著差异(P>0.05)。犊牛93日龄时,T组犊牛CP、NDF表观消化率显著高于C组和XT组(P0.05)。日龄对犊牛营养物质表观消化率有显著影响(P处理和日龄的互作效应对营养物质表观消化率无显著影响(P>0.05)。综上所述,添加4 g/(d·头)Tau对犊牛生长性能、腹泻率、CP及NDF表观消化率改善效果最好。

关键词：犊牛低聚木糖牛磺酸腹泻率体尺营养物质表观消化率

融合Res3D、BiLSTM和注意力机制的羊只行为识别方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 221-230页

作者：袁洪波曹润柳程曼河北农业大学机电工程学院保定071001

识别动物行为可以为疾病预防和合理喂养提供重要依据,从而有助于更好地关注动物的健康和福利。本文提出了一种融合三维残差卷积神经网络、双向长短期记忆网络和注意力机制的深度学习网络模型(AdRes3D-BiLSTM)。AdRes3D-BiLSTM模型可以... 详细信息

识别动物行为可以为疾病预防和合理喂养提供重要依据,从而有助于更好地关注动物的健康和福利。本文提出了一种融合三维残差卷积神经网络、双向长短期记忆网络和注意力机制的深度学习网络模型(AdRes3D-BiLSTM)。AdRes3D-BiLSTM模型可以直接针对视频流进行识别,在AdRes3D部分引入了深度可分离卷积和注意力机制,不但减少了浮点运算量,提升了网络轻量化程度,还提高了时间和空间两个维度的特征提取能力;提取的特征被输入BiLSTM模块后,从前后2个方向对时序特征向量进行筛选和更新,最后对羊只行为进行准确识别。试验结果表明,AdRes3D-BiLSTM对羊只站立、躺卧、进食、行走和反刍5种行为的综合识别准确率达到了98.72%,帧速率达到52.79 f/s,模型内存占用量为28.03 MB。研究结果为基于视频流的动物行为识别提供了新的方法和思路。

关键词：羊只行为识别视频流 Res3D BiLSTM 注意力机制

开沟器铲尖表面等离子熔覆Mo_(2)FeB_(2)涂层制备及其磨损性能

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农业工程学报 2024年第9期40卷 39-48页

作者：刘敬春田铁柱赵建国王会强郝建军河北农业大学机电工程学院保定071001

为了解决开沟器铲尖耕作过程中耐磨性差、易失效的问题,利用等离子熔覆技术在开沟器铲尖表面制备Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷涂层,并对其微观组织结构、物相组成、显微硬度以及耐磨性能进行研究。通过正交试验得到熔覆层制备的最优工艺参数... 详细信息

为了解决开沟器铲尖耕作过程中耐磨性差、易失效的问题,利用等离子熔覆技术在开沟器铲尖表面制备Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷涂层,并对其微观组织结构、物相组成、显微硬度以及耐磨性能进行研究。通过正交试验得到熔覆层制备的最优工艺参数组合为:熔覆电流80 A,熔覆距离10 mm,熔覆速度20 cm/min,并以此来制备耐磨熔覆层。结果表明,熔覆层与基体呈现良好冶金结合,其组织主要由方形、蝶状、十字镖形、树形以及不规则长条状的硬质相、网状共晶组织和铁基粘结相组成,其主要物相组成为Mo_(2)FeB_(2)、M_(3)B_(2)(M:Mo,Fe,Cr)、(Cr,Fe)7C3、MoB、CrB、Fe2B以及Fe-Cr固溶体。熔覆层的平均显微硬度为9618 MPa,为开沟器铲尖基体的2.79倍。相同工况下的磨损试验表明熔覆层的平均磨损量(19.20 mg)和平均摩擦系数(0.294)与基体相比分别降低了52.9%和42.4%;不同载荷下的磨损试验表明,随着载荷的增加,熔覆层与基体的摩擦系数呈现逐渐减小的趋势,但熔覆层的整体摩擦系数均低于基体,且其磨损形貌较基体轻微。土槽试验结果表明,熔覆层开沟器铲尖的平均磨损量(4.60 g)比常规开沟器铲尖(15.54 g)降低了70.4%;田间试验结果表明,在实际土壤环境中,开沟器铲尖熔覆层的平均磨损量(34.34 g)仅为常规开沟器铲尖(79.06 g)的43.4%,通过对比磨损形貌发现,熔覆层的存在可以有效抵御土壤磨损,使开沟器铲尖在经过长时间的磨损后能最大程度的保持原貌,从而使其表现出优异的耐磨性能。该研究结果可为提高农机触土部件的耐磨性提供理论参考和可行技术方案。

关键词：农业机械显微结构硬度开沟器铲尖等离子熔覆 Mo2FeB2 磨损

‘冬枣’、枝条扭曲及恢复变异的SSR鉴定和枝叶特征

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西北林学院学报 2024年 1-7页

作者：冯含莉罗智刘平刘孟军王玖瑞河北农业大学林学院河北农业大学园艺学院河北农业大学中国枣研究中心

‘冬枣’、枝条扭曲突变及其恢复突变是一套来源清晰的枣枝条扭曲变异材料。采用SSR标记鉴定,并通过形态与解剖结构观察揭示枝条扭曲变异的枝叶特征。37对SSR引物从‘冬枣’、枝条扭曲突变及其恢复直枝突变的基因组DNA扩增出52种带型,... 详细信息

‘冬枣’、枝条扭曲突变及其恢复突变是一套来源清晰的枣枝条扭曲变异材料。采用SSR标记鉴定,并通过形态与解剖结构观察揭示枝条扭曲变异的枝叶特征。37对SSR引物从‘冬枣’、枝条扭曲突变及其恢复直枝突变的基因组DNA扩增出52种带型,但未发现3种材料之间的差异。枝条扭曲突变及其恢复直枝突变的叶横径、叶周长、叶面积、长针刺、短针刺长度均显著小于‘冬枣’。恢复直枝突变的叶片厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度、叶片组织结构紧实度均显著高于‘冬枣’和枝条扭曲突变。‘冬枣’叶片主叶脉厚度及枣吊导管面积、导管直径、导管壁厚度均显著大于枝条扭曲突变及其恢复直枝突变。‘冬枣’、枝条扭曲突变及其恢复直枝突变的遗传背景一致,枝叶性状差异突出,可用于枝条扭曲生长机制研究。

关键词：冬枣枝条扭曲突变枝条扭曲恢复突变枝叶特征

养殖户畜禽粪污无害化处理与资源化利用行为背离——基于制度约束视角

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干旱区资源与环境 2024年第8期 100-110页

作者：刘振涛周勋章丛林申琳林英明路剑河北农业大学经济管理学院河北农业大学人文社会科学学院河北农业大学文管系

引导和鼓励养殖户规范开展畜禽粪污资源化利用是破解农业面源污染难题，实现农业低碳可持续发展的有效着力点。基于制度约束视角，探讨了正式制度约束和非正式制度约束对养殖户粪污无害化处理和资源化利用行为背离的影响机制，并利用河... 详细信息

引导和鼓励养殖户规范开展畜禽粪污资源化利用是破解农业面源污染难题，实现农业低碳可持续发展的有效着力点。基于制度约束视角，探讨了正式制度约束和非正式制度约束对养殖户粪污无害化处理和资源化利用行为背离的影响机制，并利用河北省7市688份养殖户调研数据进行实证检验。研究发现：1)正式制度约束中的政府惩戒和非正式制度约束中的社会惩罚能够有效抑制养殖户畜禽粪污无害化处理与资源化利用行为背离，而正式制度约束中的政府监管对养殖户行为背离的抑制作用未能有效发挥。2)政府惩戒和社会惩罚可以通过提升养殖户自我认知水平，降低行为背离的可能。3)对不同规模和不同职业经历的养殖户而言，政府监管对规模型和无职业经历组养殖户行为背离的抑制作用未能有效发挥，而政府惩戒则能够有效抑制规模型和有职业经历组养殖户的行为背离，社会惩罚对非规模型和无职业经历组养殖户行为背离的抑制作用更为显著。据此，相关部门应该完善监管制度，强化养殖户畜禽粪污资源化利用自我认知意识，提供针对性帮扶措施，鼓励养殖户规范开展畜禽粪污资源化利用。

关键词：畜禽粪污无害化处理资源化利用行为背离制度约束

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地形因子对河北省侧柏林生长的影响

东北林业大学学报 2024年第8期52卷 43-47页

作者：高泽威马晓云汤素青韩淑伟申祎童杨新兵河北农业大学保定071000 涉县林业局河北农业大学

为探究适宜侧柏(Platycladus orientalis(L.) Franco)林生长的地形因子,以河北省侧柏林二类资源数据为基础,采用主成分分析和Pearson相关性分析,解析地形因子与侧柏林分测树因子的相关性。结果表明:侧柏生长因子与坡度呈极显著负相关(P<... 详细信息

为探究适宜侧柏(Platycladus orientalis(L.) Franco)林生长的地形因子,以河北省侧柏林二类资源数据为基础,采用主成分分析和Pearson相关性分析,解析地形因子与侧柏林分测树因子的相关性。结果表明:侧柏生长因子与坡度呈极显著负相关(P<0.01),与土壤厚度呈正相关。阴坡、缓坡、厚土、低海拔是侧柏林生长的最优生境。地形因子之间存在显著相关性,其中,海拔与坡度呈极显著正相关(P<0.01),土壤厚度与海拔、坡度呈极显著负相关(P<0.01)。阳坡较阴坡坡度大、土层薄。对侧柏生长影响最大的因子是海拔,其次是坡度及土壤厚度,坡向的影响最小。

关键词：侧柏林分生长主成分分析 Pearson相关性分析地形