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考虑磁通密度边缘及趋肤效应的高频正弦激励下软磁铁氧体动态磁滞特性建模

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电力系统及其自动化学报 2025年

作者：赵志刚巩业超姬俊安李德海河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室

准确预测软磁铁氧体动态磁滞特性对电力电子变压器磁芯结构优化设计具有重要意义。本文首先从电磁场理论出发，提出改进的磁场分离理论，建立考虑磁通密度边缘及趋肤效应影响的动态磁滞特性、材料静态磁滞特性以及涡流效应之间的数学关... 详细信息

准确预测软磁铁氧体动态磁滞特性对电力电子变压器磁芯结构优化设计具有重要意义。本文首先从电磁场理论出发，提出改进的磁场分离理论，建立考虑磁通密度边缘及趋肤效应影响的动态磁滞特性、材料静态磁滞特性以及涡流效应之间的数学关系，以克服经典磁场分离理论仅适用于软磁带材动态磁滞特性建模的问题；其次基于R-L分数阶导数理论，提出一种改进静态磁滞特性预测方法；最后基于磁场分离理论，建立考虑磁通密度边缘效应和趋肤效应的软磁铁氧体动态磁滞特性预测模型。通过对比高频激励下软磁铁氧体实测动态磁滞回线验证所建模型的有效性和准确性。

关键词：动态磁滞特性软磁铁氧体边缘效应趋肤效应

基于改进Yolov8算法的桥梁橡胶支座开裂病害检测方法

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北京交通大学学报 2025年

作者：梁栋呼耀宗黄海宾于洋柳延星董姣慧河北工业大学土木与交通学院河北工业大学人工智能与数据科学学院

老化开裂是梁桥板式橡胶支座的常见病害，支座裂缝的参数信息是对支座开裂病害进行定量评估的重要依据.针对梁桥板式橡胶支座背景复杂、位置深入、难以识别和测量的问题，提出了一种基于两次语义分割的自动检测支座裂缝并进行参数计算... 详细信息

老化开裂是梁桥板式橡胶支座的常见病害，支座裂缝的参数信息是对支座开裂病害进行定量评估的重要依据.针对梁桥板式橡胶支座背景复杂、位置深入、难以识别和测量的问题，提出了一种基于两次语义分割的自动检测支座裂缝并进行参数计算的方法.首先，使用改进Yolov8n模型分割并提取出整个支座区域；然后，利用改进Yolov8n模型在分割出的支座区域图像上进一步分割出裂缝区域；最后，利用提取骨架中心线和寻找最大外接矩形法获取裂缝参数信息.实验结果表明：改进的Yolov8n模型对支座区域和支座裂缝的识别在mPA、DSC和IOU等方面，均达到85%以上.在实桥测试中，对采集的支座裂缝图像利用本文方法计算结果与人工实测结果对比，两者最大误差小于0.1mm，满足工程要求.本文所提出的方法在橡胶支座老化开裂病害检测方面可实现自动化的检测流程，为实际工程应用提供了参考.

关键词：桥梁工程板式橡胶支座老化开裂病害语义分割图像处理

重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回钾离子通道的影响

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中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2544-2552页

作者：钱磊于洪丽赵秀芝朱俞灿河北工业大学生命科学与健康工程学院天津市300130 河北工业大学天津市生物电工与智能健康重点实验室天津市300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津市300130

背景:经颅磁刺激已经被用于治疗阿尔茨海默病,但其机制尚未完全明确。目的:分析重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回神经兴奋性的作用机制。方法:采用随机数字表法,将16只C57BL/6小鼠随机分为对照组(n=8)、对照+磁刺激组(n=8),... 详细信息

背景:经颅磁刺激已经被用于治疗阿尔茨海默病,但其机制尚未完全明确。目的:分析重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回神经兴奋性的作用机制。方法:采用随机数字表法,将16只C57BL/6小鼠随机分为对照组(n=8)、对照+磁刺激组(n=8),将16只APP/PS1小鼠随机分为痴呆组(n=8)、痴呆+磁刺激组(n=8),对照+磁刺激组与痴呆+磁刺激组给予重复经颅磁刺激,2 h/d,连续刺激14 d。磁刺激结束后,采用水迷宫实验检测小鼠认知能力,全细胞膜片钳技术采集动作电位,分析阿尔茨海默病对动作电位的影响;全细胞膜片钳技术采集钾离子通道电流,分析其动力学特性对神经兴奋性的作用。结果结论:①水迷宫实验结果显示,正常小鼠接受重复经颅磁刺激后能够更加精准地找到确定原平台位置,阿尔茨海默病导致小鼠学习记忆能力下降,找到平台次数下降,海马齿状回神经元退化,而重复经颅磁刺激可提高阿尔茨海默病小鼠的学习记忆能力;②全细胞膜片钳技术检测结果显示,重复经颅磁刺激能够使阿尔茨海默病小鼠神经元更容易发生去极化,使神经元更易兴奋;③钾离子通道电流分析结果显示,阿尔茨海默病使得瞬时外向钾通道半数激活电压增大,失活曲线向着去极化方向偏移,复活时间常数延长,使得延迟整流钾通道激活曲线向着去极化的方向偏移,而重复经颅磁刺激干预延迟了钾离子通道的打开与关闭,抑制了细胞内钾离子的外流,使得细胞内保持较高浓度K^(+),提高了神经元兴奋性;④结果表明,重复经颅磁刺激可能通过提高海马齿状回颗粒神经元兴奋性来缓解认知能力的衰退。

关键词：重复经颅磁刺激全细胞膜片钳 K+通道水迷宫神经兴奋性学习记忆动作电位

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基于互相关光流金字塔的粒子图像测速混合算法

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激光与光电子学进展 2025年

作者：梁秀霞刘冲何月阳王帅梁涛河北工业大学人工智能与数据科学学院

针对粒子图像测速（PIV）混合算法精度和场景适应不足的问题，提出一种结合互相关光流金字塔的混合算法，对传统互相关响应进行优化处理，增强响应信号强度，采用光流金字塔结构并嵌入图像变形操作提高光流初始估计精度，将互相关光流... 详细信息

针对粒子图像测速（PIV）混合算法精度和场景适应不足的问题，提出一种结合互相关光流金字塔的混合算法，对传统互相关响应进行优化处理，增强响应信号强度，采用光流金字塔结构并嵌入图像变形操作提高光流初始估计精度，将互相关光流方案结合最终整体提升混合算法在复杂流场中的表现。进行DNS湍流速度场的重建仿真实验，所提混合算法的均方根误差与平均角度误差比传统算法至少降低33.68%和47.22%，比先前混合算法分别降低24.93%和29.28%，效率比先前混合算法提高了20.1%。模拟双涡流结构分析了不同粒径与位移条件对算法精度与流体场景适应的影响，并采用实验测量图像进行真实流场分析，所提混合算法获得的速度场与常见算法整体流形一致，且能更好提取涡结构。

关键词：测量粒子图像测速算法精度互相关光流金字塔混合算法

基于结构学习和自监督图注意力的网络表示学习

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山西大学学报(自然科学版) 2025年

作者：王静红郑瑞策米据生李昊康河北师范大学计算机与网络空间安全学院河北师范大学河北省网络与信息安全重点实验室供应链大数据分析与数据安全河北省工程研究中心河北师范大学数学科学学院河北工程技术学院人工智能与大数据学院

网络表示学习是网络分析任务的基础，对于挖掘和分析真实网络数据具有重大意义。最近，图注意力网络（Graph Attention Networks, GAT）及其后续变体，在网络表示学习中表现出了卓越的性能。但是基于注意力的方法存在以下局限性：（1）... 详细信息

网络表示学习是网络分析任务的基础，对于挖掘和分析真实网络数据具有重大意义。最近，图注意力网络（Graph Attention Networks, GAT）及其后续变体，在网络表示学习中表现出了卓越的性能。但是基于注意力的方法存在以下局限性：（1）只考虑节点的一阶邻居信息，忽略了高阶邻居节点。（2）模型缺乏可解释性。（3）没有考虑到图中噪声边问题。为解决这些问题，本文提出了一种基于结构学习和自监督图注意力的网络嵌入模型（Structural Learning-based Self-supervised Graph Attention Network,SL-SGAT），融合节点特征与结构信息，降低噪声边干扰，提升模型可解释性。SL-SGAT主要包含三部分：图结构学习、自监督注意力机制和特征聚合。图结构学习构建全局图结构网络。自监督注意力机制设置一个自监督关系预测任务，加入噪声边损失。特征聚合利用注意力系数进行加权聚合，得到最终的节点嵌入表示。本文所提模型在Cora、Citeseer和Pubmed三个数据集上进行节点分类实验，准确率分别为84.4%、74.4%、81.5%，与表现优异的GAT及后续变体模型相比，分别提高1.4%、2.9%、3.2%；在节点聚类实验中，聚类精度分别提高3.3%、3.4%、1.2%。可见，我们提出的算法可以得到更好的嵌入结果。

关键词：网络表示学习图注意力网络自监督学习图结构学习节点分类

经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质网络可塑性的影响

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中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1108-1117页

作者：张帅李子春徐亦豪谢晓峰郭忠圣赵清扬省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401 天津市生物电工与智能健康重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的... 详细信息

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的影响。方法:①动物实验:将24只C57小鼠平均且随机分为4组,对照组(接受伪刺激)、刺激6.35 W/cm^(2)组(接受0.3 T、6.35 W/cm^(2)的耦合刺激)、刺激17.36 W/cm^(2)组(接受0.3 T、17.36 W/cm^(2)组的耦合刺激)和刺激56.25 W/cm^(2)组(接受0.3 T、56.25 W/cm2的耦合刺激),记录小鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号和行为学正确率。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激小鼠前额叶皮质神经网络模型,分别比较不同刺激强度下神经网络结构连接特性。结果与结论:①经颅磁声电刺激能够有效缩短小鼠行为学习时间,工作记忆能力得到改善(P实验准确度没有明显差异(P>0.1)。分析小鼠前额叶局部场电位信号发现经颅磁声电刺激促进了β节律与γ节律能量增强;而随刺激强度升高,β节律与γ节律出现了非同步性下降;通过β-γ相位幅值耦合发现,刺激增强了神经网络适应新的信息和任务要求的能力变化。②建模仿真发现,刺激使得神经网络放电水平增强,长时程突触权重水平提高而短时程突触权重仅在刺激强度较高时降低。③研究结果表明,不同的刺激强度与神经网络功能结构的影响存在复杂的非线性关系;这种神经调控技术为治疗突触功能障碍和神经网络异常等相关神经疾病方面提供新的可能。

关键词：经颅磁声电刺激工作记忆突触可塑性皮质网络 LIF神经元模型

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神经纤毛因子1在骨折愈合中促进骨-血管偶联的作用

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4576-4583页

作者：郑丽丁一桁李新浩文泽开姜炳正林雪霞邢台医学院河北省邢台市054000 河北省实验动物学重点实验室河北医科大学实验动物学部河北省石家庄市050017

背景:神经纤毛因子1在骨折愈合过程中发挥重要作用,尤其是在促进骨-血管偶联方面。骨-血管偶联是骨折愈合过程中的关键事件之一,包括血管(尤其是H型血管)、新骨形成以及它们之间的关联。目的:回顾神经纤毛因子1在骨折愈合过程中促骨-血... 详细信息

背景:神经纤毛因子1在骨折愈合过程中发挥重要作用,尤其是在促进骨-血管偶联方面。骨-血管偶联是骨折愈合过程中的关键事件之一,包括血管(尤其是H型血管)、新骨形成以及它们之间的关联。目的:回顾神经纤毛因子1在骨折愈合过程中促骨-血管偶联作用的研究进展。方法:在中国知网、PubMed数据库检索1982年1月至2024年4月发表的文献,以“Neuropilin-1,neuropilin 1,NRP1,neuropilin-1,NRP-1,Neuropilin 1,Nrp1,Nrp-1”为检索词,从中选择与骨折愈合、H型血管、动脉、骨细胞、骨-血管偶联关系紧密的文献43篇,增加手工检索的文献24篇,最终得到67篇文献。结果与结论:(1)在骨折愈合过程中骨-血管偶联的关键事件包括血管生成、新骨形成以及它们之间的关联,其中H型血管生成是骨折愈合过程中的关键事件之一,H型血管由血管内皮细胞以及周细胞组成;新骨形成主要是由成骨细胞、破骨细胞以及软骨细胞等骨细胞共同完成的;(2)神经纤毛因子1可以通过血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子促进内皮细胞迁移、稳定,增强周细胞稳定性及其与内皮细胞之间的关联,从而促进血管再生;(3)神经纤毛因子1通过促进成骨细胞和软骨细胞形成、抑制破骨细胞生成来促进骨再生;(4)神经纤毛因子1可能是血管和骨偶联的关键因子之一;(5)局部应用神经纤毛因子1及其生物制剂,或将神经纤毛因子1、纳米载药系统以及高分子智能聚合材料等生物工程材料融合,为骨折治疗提供了新思路,有着广阔的应用前景。

关键词：神经纤毛因子1 骨折愈合骨-血管偶联 H型血管内皮细胞周细胞成骨细胞破骨细胞软骨细胞

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共享超分的双分支遥感图像时空融合网络

电子学报 2025年

作者：方帅张小溪张晶合肥工业大学计算机与信息学院工业安全与应急技术安徽省重点实验室

本文从空间维度和时间维度分析了场景弱变化区域和类型变化区域的融合规律、物理模型的差异性和效果上的互补性，提出了共享超分辨率的双分支（Shared Super-Resolution Dual-Branch,SSRDB）遥感图像时空融合算法.该算法具有如下3个特... 详细信息

本文从空间维度和时间维度分析了场景弱变化区域和类型变化区域的融合规律、物理模型的差异性和效果上的互补性，提出了共享超分辨率的双分支（Shared Super-Resolution Dual-Branch,SSRDB）遥感图像时空融合算法.该算法具有如下3个特点：（1）构建了互补性的网络框架，虽然该框架是端到端的深度学习模型，但每个模块有各自的物理意义和任务，通过增加中间监督，分别实现空间维的超分建模，时间维的变化预测建模，以及两者优势互补的融合建模；（2）对变化预测的数学表示进行推演，利用一个非线性补偿模块，使得两分支共享超分模块，在共享超分模块和递归复用超分单元的双重策略下，显著降低了网络参数；（3）递归超分模块使用固定的2倍率超分单元，在有效监督和有效参考下，渐进式进行特征增强与图像重建，这可以有效提高超分精度，且通过调整超分单元个数，灵活适应不同倍率差异的时空融合任务. SSRDB算法在空间和光谱特性上以及变化区域上都展现了优秀的融合效果，RMSE(Root Mean Squared Error)、SAM(Spectral Angle Mapper)和SSIM(Structural Similarity)3个定量评价指标显示，在CIA(Coleambally lrrigation Area)数据集上分别优于次优方法 7.067%、2.065%、0.563%；在LGC(Lower Gwydir Catchment)数据集上分别优于次优方法5.319%、5.490%、1.455%；在Nanjing数据集上分别优于次优方法6.486%、16.290%、0.481%.

关键词：遥感图像时空融合双分支图像超分卷积神经网络

基于敏感电极的多电极阵列传感器电容测量方法

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传感器与微系统 2025年第1期 131-134+140页

作者：马旭蕾田汉民刘维龙王月荣河北工业大学电子信息工程学院天津电子材料与器件实验室

针对电容层析成像系统中平面式电容传感器电极数量增加导致电容测量次数指数性增长的问题，本文提出了一种敏感电极测量法。该方法基于成像过程中电容器的权重系数不同，筛取敏感电极的测量数据，去除低权重的冗余数据。线性反投影成像... 详细信息

针对电容层析成像系统中平面式电容传感器电极数量增加导致电容测量次数指数性增长的问题，本文提出了一种敏感电极测量法。该方法基于成像过程中电容器的权重系数不同，筛取敏感电极的测量数据，去除低权重的冗余数据。线性反投影成像分析表明，本文提出的仅测相邻电极和对角电极电容的敏感电极法比传统的遍历电极测量法具有更高的电容成像精度，且测量操作及后续运算次数仅为传统方法的35%;电容中加入40 dB噪声后，敏感电极法在缩减65%数据的前提下，相关系数仍保持遍历电极测量85%～90%。因此，本文利用相邻电极和对角电极对图像进行重建的方法显著减少了系统的测量操作及后续计算，并保证了良好的重建效果。

关键词：电容层析成像电容测量方式线性反投影冗余数据