- 宋军;储志韩;范梓灏;邹奔;焦万果;
针对自动驾驶场景中小尺度交通标志检测精度不足的问题，文章提出了一种基于YOLO v11n架构的改进检测算法YOLO-BSNM，引入了多维协同注意力机制、归一化Wasserstein距离损失函数、160×160像素高分辨率小目标检测头和双向特征金字塔网络特征融合模块，构建了面向复杂场景的优化检测框架。实验结果表明，改进后的YOLO-BSNM模型在自建数据集上取得了81.7%的精确率（P）、75.4%的召回率（R）和83.4%的m AP_(50)指标，较原始算法有显著提升。通过轻量化优化和树莓派4B平台移植的验证，模型参数量减少了6.2×10~5个，在保持实时检测帧率的同时，以更少的计算资源实现了检测精度与模型规模的平衡优化，有效达成了提升性能与控制参数量的双重目标。
2026年02期 v.43;No.354 47-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1988K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郑礼洋;徐建;吴嘉;龙浩;朱翠涛;
针对现有离子束刻蚀设备的剩余使用寿命预测方法难以捕捉设备退化中的物理耦合关系与跨时空状态演变规律，缺乏可解释性且预测精度受限等问题，该文提出了一种融合时序卷积网络与图卷积网络的时空联合建模方法，旨在多尺度地解析设备的动态退化规律。该方法基于传感器的物理拓扑，构建了可学习的图卷积网络，实现了设备关联层次化特征提取；采用时域卷积网络的分层膨胀卷积架构，提取设备退化过程中的长期趋势特征与局部波动模式；通过时空交互模块深度融合特征数据，进行剩余使用寿命的回归预测。在工业离子束刻蚀系统数据集上的实验表明，该方法较LSTM、CNN、MLP等传统模型的均方根误差分别降低了20.6%、23.3%、29.9%，较单一时空卷积模型、Transformer网络则分别降低了11.0%、13.7%。该研究为设备剩余使用寿命预测提供了有效的新思路，可推广应用于半导体实验室的设备状态监测与维护决策。
2026年02期 v.43;No.354 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 许灿华;毛梦瑶;薛孔松;邓永生;徐中炜;
文章首先采用有限元方法对亚波长介质光栅的性能进行了数值模拟和实验研究，分析了光栅的材料、占空比和光栅脊高度等参数对光栅引入的相位延迟量的影响；同时借助紫外纳米压印技术制作了光栅脊高度约为1 280 nm、光栅周期约为826 nm的石英光栅，并搭建了光路测量光栅在入射光波长λ=1 550 nm，入射角度θ_i=0°时的相位延迟量，实验结果与理论模拟的误差约为2.3%。该研究表明，亚波长介质光栅引入的相位延迟量是可以设计的，并且具备大入射角、波带宽等特点，而采用亚波长介质光栅引入特定相位延迟量是实现二维光场调控的有效方法。
2026年02期 v.43;No.354 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1372K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李舒倩;刘伟;邓金根;谭强;徐凯凯;
近年来，水力压裂在疏松砂岩油气藏中应用广泛，形成了“增产-防砂”一体化的压裂充填工艺。疏松砂岩具有孔渗性好、强度低的特点，裂缝起裂延伸机理复杂，涉及拉伸、剪切及塑性压实等多种机制，故优化设计压裂液与工艺参数、调控裂缝形态较难。文章研发了一套大型真三轴“原位制样—水力压裂”一体化物理模拟实验装置，实现了制样至压裂全应力连续，克服了传统方法中固井与围压操作引起的应力扰动，为疏松砂岩储层的水力压裂优化设计提供了一定的依据。除此之外，还开展了系列压裂物模实验，揭示了不同渗透率的均质储层、近井污染储层及含泥质隔层非均质储层下的裂缝扩展规律，结果表明，压裂液滤失是影响疏松砂岩压裂效果的核心因素，而有效的控滤能避免复杂剪切裂缝并促进拉伸裂缝形成；在应力差较小时，裂缝更易向低渗泥质隔层扩展，实现穿层延伸。
2026年02期 v.43;No.354 74-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2304K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 朱远坤;马振乾;张吉民;
为解决贵州磷矿红页岩巷道变形严重、支护成本高的问题，文章通过制备层理角度为0°、30°、45°、60°、90°的试件，采用加载速率0.1 mm/min的巴西劈裂实验，结合声发射RA(rise angle)-AF(average frequency)值的破裂判据，研究其抗拉强度与破裂模式的各向异性特征。实验发现红页岩抗拉强度随层理角增大呈递减趋势，从0°时的6.20 MPa降至90°时的3.17 MPa，降幅达48.9%;0°与90°的试件以张拉破裂（RA<3μs/d B）为主，层理角度为30°～60°的试件剪切破裂占比递增，至层理角度为45°时达75%；声发射振铃计数呈现“稳定累积—突增释放—耗散平稳”三阶段演化特征，且与应力曲线高度耦合。据此，文章提出了层理导向支护方案：层理角度为0°的巷道采用Φ22 mm的高强锚索（预应力≥150 kN），而层理角度为30°～60°的巷道则采用注浆加固层理面。该研究成果可为深部红页岩巷道控制提供依据。
2026年02期 v.43;No.354 84-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张国瑞;徐磊;张文超;马天才;陈一萌;景秀辉;
针对当前氢能列车在站台场景下氢气泄漏安全性缺乏系统实证研究的问题，该文搭建了1∶5的列车站台缩尺试验平台，真实再现半封闭空间内氢气的泄漏与扩散行为。通过精密布设的传感器阵列，研究获取了2标准升/分（SLPM）、5 SLPM和45 SLPM等典型泄漏工况下的空间浓度分布数据。试验结果表明，在多数外部环境条件下，氢气浓度远低于燃烧下限，泄漏扩散具有良好的稀释能力与安全裕度；但在储氢舱内部及高流量泄漏情形下，局部浓度可超过爆炸下限。研究进一步揭示了结构封闭性、自然通风与泄漏位置之间的耦合机制，为氢能列车站台设计与安全评估提供了理论支持和试验依据。
2026年02期 v.43;No.354 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 余凌竹;
针对当前生物医用异质结构材料的研究热点，开发了一种绿色、低成本、高效的不同晶型TiO_2/Ti_3C_2T_x异质结构的可控制备方法，并研究了其生物医用性能。以新型MXene材料Ti_3C_2T_x为前驱体，通过在乙二醇、乙醇和去离子水中的溶剂热反应，原位制备了锐钛矿型、金红石型及其混合晶型的TiO_2/Ti_3C_2T_x异质结构。通过SEM、TEM、XRD和XPS等表征方法，表明溶剂类型显著影响TiO_2/Ti_3C_2T_x材料的形貌和结构。此外，在模型蛋白的富集实验中，不同晶型TiO_2/Ti_3C_2T_x异质结构富集磷酸化肽的数量和种类具有明显差异，表明材料的富集性能对晶型和形貌的依赖性。该研究为不同晶型TiO_2/Ti_3C_2T_x异质结构的可控制备及其在生物医学领域的应用提供了新途径。
2026年02期 v.43;No.354 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1731K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 安海超;谢佳泽;范英;
针对YOLOv8n算法在复杂交通环境下对货车篷布覆盖识别效果不佳及模型参数量较大的不足，提出一种基于YOLOv8n-Faster-EMA的改进检测算法。利用FasterBlock模块中的PConv代替常规卷积降低了网络复杂度；引入EMA注意力机制增强了跨通道信息交互能力；以基于MPDIoU的边界框回归损失函数替换CIoU损失函数提升了回归预测能力。经实际数据集有效训练和测试，获得了EMA、SE、CA不同注意力机制的适宜添加位置。结果表明：相较于YOLOv8n、YOLOv11和Faster R-CNN算法，改进后算法的参数量和浮点运算数分别降低了26.8%和20.2%、11.8%和11.3%、34.2%和33.8%，每张图片耗时分别降低了8.1%、6.3%和49.3%，精确率P和mAP分别较原算法和YOLOv11提升了5.6%和1.6%、4.3%和1.8%，较Faster R-CNN只是略有下降。综合算法的复杂度和算法性能来看，改进算法能够满足篷布覆盖实时检测场景需求，消融实验和可视化效果检测进一步佐证了改进算法的有效性。
2026年02期 v.43;No.354 108-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1773K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 宋洋;郑维行;张晓宇;
自动驾驶汽车凭借其高效性、便捷性与智能性等特征，开始应用于交通、物流等领域。但传感器故障导致的安全事故对居民财产与生命安全构成严重威胁，故障诊断已成为保障自动驾驶安全性与可靠性的核心技术。该文系统综述了自动驾驶汽车传感器故障诊断技术的研究现状。介绍了自动驾驶汽车的常见传感器类型及其典型故障模式，剖析了基于知识驱动和数据驱动两类诊断方法的原理，比较了各种方法的优势、局限性及适用条件，整合了基于实时性与准确性的定量评价指标体系，展望了未来的研究趋势。该研究成果可为车载传感器故障诊断系统的设计与应用提供理论指导与技术支撑。
2026年02期 v.43;No.354 118-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1661K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 吴杰;李创创;李志远;余颖;李昕;刘红军;
可压缩空气动力学课程主要面向飞行器设计与工程本科培养计划开设，主要讲授高速流动下空气动力学的现象与规律，是飞行器设计师培养的关键专业基础课程。该研究针对我国可压缩空气动力学实验教学严重缺乏现状，基于Ludwieg管式高超声速风洞建设可压缩空气动力学课程实验教学项目，以高超声速来流马赫数测量实验为例，有效耦合了可压缩空气动力学理论教学与实验教学，通过光学测试技术将不可见的空气变为可见的空气动力学现象，强化了学生对可压缩空气动力学知识点的直观理解，为飞行器设计与工程专业拔尖人才培养奠定实验平台基础。
2026年02期 v.43;No.354 162-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李靖;罗园园;梁东辉;王晓辉;荆凯强;瞿翠玲;陈艳;
在新工科建设推动实验教学改革的背景下，设计了ZIF-67/Zn_(0.1)Cd_(0.9)S复合材料制备及光催化降解盐酸四环素（TC-HCl）综合教学实验。通过调控反应溶液pH值和引入ZIF-67，结合多种表征测试方法，揭示了合成条件对材料的组成、形貌、光吸收性能和光催化活性的影响规律。实验数据显示，相较于纯相Zn_(0.1)Cd_(0.9)S,p H=7条件下制备的ZIF-67/Zn_(0.1)Cd_(0.9)S-7光谱响应范围更宽，比表面积提升59.8%，其光催化降解TC-HCl的速率常数（0.035 min~(–1)）分别是p H=5(ZIF-67/Zn_(0.1)Cd_(0.9)S-5)和p H=9(ZIF-67/Zn_(0.1)Cd_(0.9)S-9)条件下合成样品的4.07倍和2.97倍。结合自由基捕获实验和光电化学测试，提出了S型异质结光催化降解机理。实验内容融合了材料合成、表征和性能评价，通过定量实验数据分析和跨学科知识整合，培养学生建立“合成方法-结构-性能”关联的科研思维，提升学生解决复杂问题的能力和实验技能。
2026年02期 v.43;No.354 171-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1638K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王珊珊;王莹;王康;
反应中间体的捕获与机理解析是深化有机反应认知的关键。基于电喷雾辅助的碳纤维纸喷雾离子化质谱技术，通过原位捕获芳基硼酸与过氧化氢合成芳基酚过程中的瞬态反应中间体，系统探究了该反应的可能机理。实验验证了两种反应机理，一是离子反应路径，即过氧酸根与硼配位后重排水解的过程；二是自由基反应过程，过氧阴离子自由基与硼配位，随后经历自由基转移与重排过程水解为产物。实验涵盖内容丰富，包括离子源搭建、在线反应实施、反应中间体捕获、鉴定以及反应机理的推断。该实验有助于锻炼学生的交叉学科思维，提高对有机反应中间体和反应机理的认识，并掌握大型质谱仪器的离子源搭建及仪器操作的关键步骤。
2026年02期 v.43;No.354 179-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘啸奔;艾红倪;潘瑞晗;张东;丛川波;张对红;陈朋超;
为了研究氢环境下非金属密封材料性能，设计了氢环境下非金属密封材料性能实验教学系统，该系统评估了不同掺氢比和压力条件下非金属密封材料的适应性。实验发现：乙丙橡胶和低腈基丁腈橡胶在氢致老化后体积溶胀率低于15%，力学性能保持率超过85%，抗老化性能最优，氟橡胶的性能表现较好；在渗透实验中，四丙氟橡胶、丁腈橡胶的渗透系数较低，表现出优异的阻隔性能。在8种非金属材料中，氢环境下综合性能最优的材料为氟橡胶。通过该实验得出的氢环境下非金属材料老化及渗透性能劣化规律，可为掺氢管道工程密封系统优化设计和设施安全标准制定提供重要依据。
2026年02期 v.43;No.354 186-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴细宝;丘异才;吴双双;李紫阳;陈雯柏;
设计搭建了面向机器人通用操作的实验平台，并创新提出一种基于强化学习与机器视觉技术的机器人操作实验教学方案。该方案以感知、决策、执行三大模块为核心架构，完整覆盖机器人从视觉信息采集、决策生成到动作执行的全链路训练体系，可模拟复杂环境中的机器人操作任务。通过对比不同参数配置对操作任务执行效能的影响，探索推动与抓取奖励权重的最优调整策略。该方案基于直观的参数-性能映射关系引导学生深入理解算法本质，可以有效加强学生对强化学习与机器人视觉算法的原理及应用逻辑的理解，以奖励权重优化成果作为量化考核依据，契合了工程实际需求，有助于复合型工程人才培养和虚拟仿真实验室的建设。
2026年02期 v.43;No.354 194-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李晓丽;张馨月;王保磊;杨金明;计静;李廷辉;
为提高土木工程类学生在防灾减灾课程中对冻土-腐蚀多场耦合理论的理解能力，以冻土区双腐蚀管道失效压力研究为教学载体，构建“实验-模拟互验”教学模式。基于冻土区管道热-力耦合作用下的腐蚀缺陷扩展机理，开发ABAQUS多场耦合数值模型，通过双腐蚀管道全尺寸爆破试验验证了模型的可靠性，系统分析了腐蚀缺陷参数对失效压力的影响权重，构建了冻土区双腐蚀管道失效压力预测公式，为冻土区管道多场耦合灾害防控教学提供理论依据。该教学模式能够使学生深入掌握冻土-管道界面热力耦合分析方法，理解冻融循环温度场-应力场-腐蚀损伤场协同作用下的管道失效演化规律，教学效果大大提升。
2026年02期 v.43;No.354 203-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 2238K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陶飞飞;张优优;邓劲柏;邹荣辉;
针对传统“操作系统原理”实验教学存在的操作指令复杂、错误定位难、问题解决效率低等现象，设计了“主题—任务”式实训教学法，研发了基于大语言模型的实验教学辅助系统。面向“操作系统原理”实验课程，构建了包含实验主题、任务、步骤及单元测试的实训贯序体系；利用大模型自动化生成实验指令微调数据集并设计Prompt模板，覆盖实验操作与验证等辅助教学场景；采用Lora微调技术对Llama3大模型进行微调，提升其在“操作系统原理”实验教学上的专业问答能力。系统交互实例表明，该系统能有效增强实验操作步骤的可验证性，提升错误排查效率与实验完成率。
2026年02期 v.43;No.354 212-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李良晖;李冰宇;安博超;肖超圣;许嘉晨;黄昱杰;
为探究综放工作面放煤工序对顶煤回收率的影响，研制了三维放煤实验平台，以某矿工作面为工程背景，开展了不同放煤方式的综放工作面放煤实验。研究表明：软煤综放工作面放煤时，随着放煤口长度的增加，顶煤回收率呈减小趋势；单口放煤时，顶煤放出量最大，工作面顶煤回收率最高，双口放煤、三口放煤顶煤放出量相较于单口放煤依次减少10%、32%；双口放煤的放煤均衡性最差，单口放煤相对放煤量与双口放煤相比有明显差别，三口放煤的相对放煤量波动最小，放煤均衡性最优。该实验为学生直观展示了不同放煤方式下顶煤回收率的变化情况，有助于加深学生对相关知识点的理解和掌握。
2026年02期 v.43;No.354 219-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭铮铮;任鹏刚;任芳;靳彦岭;刘善慧;陈争艳;伏柏桥;
导电聚合物复合材料由于电磁参数可调、加工性能优良、质轻、成本低、耐腐蚀等优点，在电磁屏蔽领域引起广泛关注。围绕这一研究热点，设计了科教融合的梯度多层结构纤维素纳米纤维基电磁屏蔽复合薄膜的可控构筑及性能表征综合实验项目。通过真空辅助抽滤工艺制备了结构可控的CoFe_2O_4@MXene-银纳米线（Ag NWs）/纤维素纳米纤维（CNF）复合薄膜。通过对Co Fe_2O_4-AgNWs/CNF复合薄膜进行结构调控和电磁参数测试分析，优化了电磁屏蔽效能。实验结果表明，所制备的CoFe_2O_4-AgNWs/CNF复合薄膜具有梯度多层结构，在0.1 mm厚度下实现了高达82.9 dB的卓越电磁屏蔽性能和低至2.3 d B的电磁反射效能，在新一代电子设备电磁防护领域具有巨大应用潜力。实验项目通过材料合成、物性表征、理论参数测试和性能应用等环节锻炼了学生的实践动手能力和分析解决问题能力，有助于提高学生的科研素养和自主创新能力。
2026年02期 v.43;No.354 226-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]