食品安全 世界焦点 食品业建立HACCP体系

近年来，食品安全问题已成为国际、国内、政商企业和消费者日益关注的焦点。目前国际上对各高风险的食品行业都要求企业建立HACCP体系。HACCP体系全称为“食品危害分析关键控制点系统”，     

故障树分析在水产养殖监控系统可靠性设计中的应用

简单介绍了水产工厂化养殖计算机监控系统的组成及工作原理，该系统是一个由工业控制计算机作为上位计算机、单片机控制系统作为下位计算机的典型计算机集散控制系统。为保证系统工作的安全可靠性，增强系统的实用性，以鱼类因水体溶解含氧量严重超限而死亡作为顶事件为例，进行了故障树分析，得到了提高系统可靠性的基本思路：即利用单片机和上位机的软硬件冗余资源来构成容错系统，通过改变故障树的拓扑结构来减少低阶最小割集数，以降低顶事件发生的概率。通过对故障树的评价，提出了提高系统可靠性的基本方法，主要有：减少人为操作失误；单片机系统硬件进行可靠性设计；单片机和上位机的控制系统软件中增加和完善纠错程序和故障诊断程序。理论分析和试验结果表明，采用文中所述方法能有效消除系统中由于部分硬件故障、软件缺陷、人为失误、以及受外界电磁干扰等不良因素所带来的不利影响，保证水产养殖的正常进行。     

数据包络分析方法及其在奶牛场生产效益分析中的应用

将数据包络分析(DEA)方法用于奶牛场生产效益分析,不仅可以对奶牛场的总体效益进行合理地评价,而且可以确定奶牛生产投入产出之间的生产函数关系,还可以得到许多重要的经济信息和管理信息。这对于指导奶牛场的生产管理有重要意义。     

模糊c-均值算法在区域土壤预测制图中的应用

基于模糊c-均值算法和地统计学空间插值,在面积约为1km2的研究区内进行区域土壤预测制图。研究结果表明:根据研究区123个剖面和土钻样点,通过分析它们在形态学上的特征和定量属性,建立了9类诊断特征土层。通过FCM算法模型,获得4类最佳分类数,模糊指数为1.7。类别数目与研究区受地形、母质和土地利用方式影响的主要成土过程决定的土纲下土壤类型数目一致。将经过对称对数比转换的隶属度成分数据进行单一模糊类别隶属度土壤预测制图,4种类别土壤在空间上具有明显的渐变过渡特征,制图结果较理想。在单一类别隶属度土壤图的基础上生成最大隶属度土壤图,与常规土壤调查土壤图具有共同参比的基础。     

全基因组关联分析在作物育种研究中的应用

全基因组关联分析(GWAS)是一种针对全基因组范围内的遗传变异进行基因分型,寻找某一群体内性状与分子标记或候选基因间关系的分析方法。GWAS对于连锁标记开发、目的基因挖掘和复杂性状的遗传研究具有重要作用,在作物数量性状研究和作物育种中得到了广泛的应用。本文简要综述了利用GWAS挖掘与作物重要性状关联基因的研究过程中,群体结构、群体数量、连锁不平衡(LD)等因素对GWAS的影响,并重点分析了GWAS在粮食作物育种研究中取得的最新进展,初步讨论了GWAS对作物遗传育种的意义、存在的问题和未来发展趋势等,为利用GWAS在作物育种方面的运用,促进作物分子标记辅助育种以及提高育种效率提供了一定的理论依据。     

磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用

磷脂脂肪酸（PLFA）是活体微生物细胞膜的重要组分，不同类群的微生物可通过不同的生化途径合成不同的PLFA。一些PLFA可作为分析微生物量和微生物群落结构变化的“生物标记”。在土壤微生物分析中，越来越多地采用了PLFA方法。本文介绍了表征微生物的一些PLFA、从土壤中提取PLFA的方法以及用GC-MS分析PLFA的原理。本文还将常用的研究微生物多样性的几种方法进行了比较；传统的分析土壤微生物群落的方法依赖于培养技术，只能培养和分离出一小部分微生物群落；Biolog方法可用于研究土壤微生物群落生理多样性，即可反映微生物群落如何利用各种碳源底物，但对快速生长和适合在Biolog实验条件下生长的小部分群落成员有强烈的选择性；核酸分析方法的主要缺点是不能对土壤微生物进行定量分析；而PLFA方法相对于上述几种方法有诸多优势。本文通过一些实例证明PLFA方法的特色或独到之处，也分析了其缺点。采用PLFA方法并结合其他方法有助于获取土壤微生物群落多样性的更多和更全面而完整的信息。     

模糊聚类分析在研究生物进化系统分类中的应用

选取十四种不同生物为样本，以细胞色素Ｃ的一级结构为特征，应用模糊聚类分析，建立了数学模型，对生物进化系统分类进行了量化识别，应用该方法，对其他生物进行类属识别计算验证，结果表明该法绘出的生物进化系统树与经典分类法画出的进化树十分相似，从而为研究生物分子进化提供了一种定量化研究方法。     

优化支持向量机在鲜切生菜加工HACCP分类中的应用

该文介绍了一种基于支持向量机模型解决鲜切生菜加工HACCP（hazard analysis and critical control point）关键控制点智能发现的方法。在通用支持向量机模型进行鲜切生菜加工关键控制点的发现试验中,依靠人工经验选取支持向量机（support vector machine,SVM）核函数参数,识别关键控制点准确率波动较大。该文利用遗传算法优化支持向量机核函数参数的选取,构建了一种基于遗传算法的支持向量机（GA-SVM）模型,应用该模型在鲜切生菜生产关键控制点的发现试验中获得了87.5%的识别率,比传统方法稳定性更高。该方法对其他HACCP关键控制点的智能发现具有很好的借鉴意义。     

猪舍环境适宜性模糊综合评价

猪舍环境是影响猪健康水平、生长和繁殖的重要因素,对养猪生产起着决定性作用,受到广泛的关注。然而,猪舍环境是由多个环境因子相互耦合而形成的复杂的非线性时变系统。对各环境因素适宜性的描述并不是一个确定的数值,而是在一定范围内的模糊概念。目前,针对猪舍环境优劣评价大多仅限于单一环境因素,缺少基于多个环境因素的猪舍环境适宜性综合评价研究。因此,该文构建了评价指标体系和权重,根据猪舍养殖环境标准建立各环境因子的隶属度函数,提出了基于模糊集理论的猪舍多环境因子适宜性综合评价方法。以美国普渡大学 SERB 猪舍环境监测的24组数据为例对该文提出的方法进行了验证,结果表明,该文建立的猪舍环境适宜性模糊综合评价方法比单一环境因素的评价更加全面,能科学合理地反映出猪舍环境质量状况,可以很好地为猪舍环境调控提供数据参考。     

大西沟铁矿生态环境模糊综合评价研究

着眼于大西沟矿区的实际情况,提出一套完善的、规范化且能反映矿山生态特性的矿山生态环境质量综合定量的评价模式,实现矿山生态环境质量定量化,克服以前定性评价的模糊性和概念化,基于自然、环境和人文三方面建立一套具有代表性、可操作性的指标体系。对影响露天矿生态环境质量的因素进行分析,选取地貌、气候、植被、大气、土壤、地下水、人口、采矿8个要素及相关20个指标,构建了露天矿生态环境质量评价体系。运用层次分析法(AHP)和模糊数学综合评判法对露天矿生态环境质量进行综合评价。研究结果表明:大西沟铁矿矿山生态环境质量较好,固体废置物堆置率对矿区生态环境质量影响大,与实地调查相符,该方法对矿区生态环境质量评价是有效的,对今后矿区生态环境质量的快速评价具有现实意义。     

油炸方便面生产中危害分析与关键控制点(HACCP)管理方案的研究与应用

依据危害分析与关键控制点(HACCP)理论与方法对油炸方便面生产中的食品安全危害进行了详细的检测和分析,确定了生产原料、生产工艺参数、包装材料、操作人员及车间环境卫生关键控制点,同时制定了较为完善的HACCP管理方案。应用结果表明,油炸方便面理化指标、卫生指标得到了显著提高,产品合格率较控制前提高了8.2%。     

基于故障树分析的区域粮食安全风险因子识别和分类

区域粮食安全是国家宏观粮食安全的基础.该文运用故障树法对影响中国粮食供需安全的风险因子进行了定性识别,建立了粮食安全风险因子识别的指标体系;在此基础上,提出风险系数法对区域粮食安全风险因子进行定量识别.该文以湖南省洞庭湖区为例进行了实证分析,并依据各风险因子风险来源的不同对它们进行分类,建立了风险因子的分类体系.结果表明:自然灾害、耕地资源约束、水资源约束、劳动力短缺、农药和化肥投入成本约束、人均粮食消费量变化、收入水平变化、人口数量变化是影响该区域粮食安全的主要风险因子.研究的结果可以为相关部门的政策制定提供客观依据,也能为讲一步开展粮食安全风险评估奠定基础.     

基于故障树分析法的亚热带地区泥石流危险性评价

通过分析泥石流危害的影响因子及其间存在的逻辑关系,运用故障树分析法(FTA),针对亚热带地区泥石流主要危害线域工程的特点,建立了泥石流灾害评价故障树,并应用于泥石流危险性评价。对广东省乐昌市16条泥石流沟危险度的评价结果表明,该方法与传统灰色关联度危险度评价法结果一致性较高,且更符合实际情况。该法克服了传统方法因子、权重不灵活,未考虑因子之间的非线性关系,及地区适用局限性等问题。从而证明了故障树分析(FTA)法在泥石流危险性评价应用中的有效性和可行性。     

树木年轮信息解析系统研制与试验

树木年轮信息在树木年代学、气候学、生态学、灾害学和环境学等领域研究中有重要的作用。为准确、快速、地获取树木年轮信息,降低工作强度和操作复杂度,该研究设计了一种树木年轮信息解析系统。该系统在硬件上进行了机电一体化设计,主要包含滑台模组、旋转编码器、步进电机、置物台、手轮、工业相机、控制箱、光学显微镜、电脑等组件,基于C#语言和OpenCvSharp工具包设计上位机,所设计的上位机软件通过与工业相机、采集器和控制器通信来实现对年轮信息采集、处理和存储,实现位置计算、电机控制和图像识别。系统设计了2种方法进行年轮信息解析：1） 电子显微定位法。在常规显微定位法的基础上,基于旋转编码器和螺旋测距法感知滑台线性位移进而实现年轮宽度测量,并使用工业相机和显示器代替传统显微镜来判读年轮线,最后可生成年轮解析图表;2）图机辅助法。在电子显微法的基础上,结合图像识别与电机控制算法进行改进。为验证系统的年轮宽度测量精度、年轮线识别准确率和解析效率,以传统显微镜和光学标定板作为参照工具,采集油松、落叶松、杨树、白桦4个树种的木芯样品进行试验。试验结果表明：在年轮宽度测量精度上,电子显微定位法和图机辅助法的平均绝对误差分别为5.68和7.84 μm,均方根误差分别为6.31和8.62 μm,满足国家标准;在年轮线识别上,油松、落叶松、杨树、白桦4个树种的准确率分别为83.3%、93.7%、55.0%和68.3%,针叶树种组、阔叶树种组的平均召回率分别为96.4%和72.6%,能够辅助判读年轮线;在解析效率上,平均每个年轮采集耗时为电子显微定位法1.58 s、图机辅助定位法1.24 s,分别比显微定位法提高了约19%和36%。综合而言,该系统实用性强、精度高、效率高,工作疲劳度低、成本低(<1万元),在多个学科领域中具有推广应用前景。     

基于GA的模糊技术在“牧羊”机器人驱动系统中的应用

针对“牧羊”机器人研究中的理想系统与实际系统的模型匹配问题，为提高机器人的运动精度，在控制器的设计中，将模糊控制和遗传算法结合起来进行优化，实现了对机器人两个驱动电机的协调控制。在优化遗传算子的基础上，根据训练样本，自动生成模糊规则，从而提出了一种模型不确知的复杂系统过程控制方法，在优化隶属函数后，能生成模糊规则，最后用仿真试验证明了该方法的有效性。     

基于泄漏电流时频奇异谱和模糊聚类的触电故障诊断

针对实测触电故障信号具有非平稳特性而不易被辨识问题,提出了一种基于泄漏电流时频奇异谱和模糊聚类的触电故障诊断方法。首先,利用平滑伪威格纳-维尔分布(smoothed pseudo wigner-ville distribution,SPWVD)对触电故障信号进行时频分析并依据信号的能量分布特征选择时频区域;然后对选择的时频区域进行奇异谱分析,以获取的局部时频矩阵奇异值作为触电信号的特征量输入FCM,即可实现触电信号的故障诊断。对剩余电流保护装置试验平台上获取的实测触电故障信号的时频矩阵奇异值进行模糊C均值聚类,结果表明该方法识别准确率为97.50%,平均识别时间为0.008 5 s,其中植物和动物触电测试样本识别准确率分别为100%,95.00%,从而验证了基于泄漏电流时频奇异谱和模糊聚类的触电故障诊断方法的有效性,该研究可为研发新一代基于触电故障诊断的剩余电流保护装置提供理论依据和方法参考。     

模糊控制在水稻节水自动灌溉中的应用

根据水稻需水规律实施适时适量的自动灌溉是节水节能、提高水稻产量和质量的重要方式,但水稻生长过程需要水层,使得水稻的自动灌溉实施非常困难。针对这一问题,该文通过水分传感器、测针分别获取田间含水率和水层深度作为水稻自动灌溉指标;并以田间含水率（或水层深度）及其变化率作为输入,灌溉时间为输出,建立模糊控制系统;驱动农用抽水泵,实现自动灌溉。仿真结果和初步试验表明系统自动控制过程稳定,与人工控制相比,在水稻分蘖期可节约水资源约10%,为水稻的适时适量自动灌溉提供了思路。     

樱桃品种果实品质因子主成分分析及模糊综合评价

研究不同品种甜樱桃果实品质指标差异,确定代表性品质指标,从而筛选出品质优良的甜樱桃品种。以24种甜樱桃果实为材料,测定其11项品质指标(单果质量、硬度、可食率、出汁率、p H值、总糖含量、还原糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、维生素C含量、花色苷含量),并运用主成分分析、模糊评判法进行综合评价。结果表明:不同甜樱桃品种各项指标存在差异,其中单果质量与维生素C之间,可食率与出汁率、可滴定酸之间,花色苷与p H值、可滴定酸之间,总糖、还原糖、糖酸比与p H值之间均呈及极显著正相关。因子分析提取了甜味、口感、抗氧化、可食、质量5项主因子,累计方差贡献率为82.948%,包含了大部分指标信息,因此筛选总糖、出汁率、维生素C、可食率、单果质量作为评价甜樱桃的关键指标;利用PAST软件绘制各品种在5个主因子的分布状况,并对品种因子综合得分进行排序,得分排名前10的樱桃品种依次为"Red"(0.70)、"早露"(0.63)、"红蜜"(0.60)、"彩玉"(0.47)、"秦樱一号"(0.44)、"S2S1"(0.38)、"早大果实生"(0.35)、"13-33"(0.28)、"明珠"(0.13)、"秦林"(0.07);对11个分析指标进行模糊综合评判,综合品质表现排名前10的品种分别为"Red"(0.642)、"红蜜"(0.566)、"早露"(0.545)、"明珠"(0.524)、"彩玉"(0.521)、"秦樱一号"(0.512)、"秦林"(0.501)、"美早"(0.491)、"S2S1"(0.482)、"早大果实生"(0.470),以上结果一致表明"Red"、"早露"、"红蜜"、"彩玉"、"秦樱一号"、"S2S1"、"早大果实生"、"明珠"、"秦林"等9种樱桃综合品质较其他15种樱桃更优,其中"Red"樱桃品质最优,可作为樱桃资源开发利用、育种及品质改良的原材料。因子分析与综合评价结果基本一致,该试验初步确定排名前9位的樱桃优良品种,为樱桃品种选育和加工利用提供理论依据。     

磁流变发动机悬置隔振性能与模糊PID控制

为了改善发动机悬置低频隔振特性,结合磁流变液体的流变特性,该文设计了一种磁流变发动机悬置,推导流动工作模式下液体液阻的表达式,运用键合图理论建立其键合图模型,推导磁流变悬置动刚度和阻尼角的表达式,应用Matlab软件编制程序对悬置低频动态特性进行仿真,仿真结果和试验结果基本吻合,证明了建模的准确性;建立了考虑悬架等效刚度和等效阻尼的发动机车架二自由度振动系统的数学模型,通过MATLAB/Simulink仿真模块搭建其仿真模型,并采用模糊PID控制方法对二自由度系统在不同工况下磁流变发动机悬置的隔振特性进行了仿真研究,结果表明磁流变悬置结合模糊PID控制方法能有效地降低车身加速度和传递到车架的力。该文为磁流变悬置的深入研究和发展提供了依据和参考。