• 2023年第5期文章目次
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    • >运筹学与控制论
    • 求解非凸两分块优化问题的Majorized Bregman交替方向乘子法

      2023, 40(5):1-5. DOI: 10.11721/cqnuj20230518

      摘要 (157) HTML (0) PDF 562.85 K (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一类两分块非凸优化问题,提出Majorized 带Bregman距离的交替方向乘子法。为了使问题的子问题更易求解,对目标函数中的光滑项进行极大化线性处理,并对x子问题和y子问题同时添加一个Bregman距离。在适当的假设条件下,建立了算法的全局收敛性。同时,在效益函数满足KL性质时,建立了算法的强收敛性。数值实验结果验证该算法的有效性。

    • 修正FR谱共轭梯度法在信号恢复问题中的应用

      2023, 40(5):11-18. DOI: 10.11721/cqnuj20230507

      摘要 (58) HTML (0) PDF 755.25 K (625) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于压缩感知理论,为解决稀疏信号恢复问题,在经典的FR共轭梯度法分析的基础上,给出一种基于谱梯度方法的修正FR谱共轭梯度法,该方法结合了FR、DY、CD等6种经典共轭梯度法的共轭参数部分特点。另外,证明了所给方法在Wolfe线搜索下具有下降方向且全局收敛,通过与其他2种算法的数值结果比较显示,本文算法具有一定优势。同时,信号重构结果表明,提出的方法重构信噪比高,耗时少,能有效的应用于稀疏信号的恢复问题。

    • 考虑网络韧性的三级轴辐式物流网络模型及算法研究

      2023, 40(5):19-29. DOI: 10.11721/cqnuj20230513

      摘要 (48) HTML (0) PDF 754.65 K (709) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现城市物流运作的集约化,并尽可能降低因突发事件导致的物流供需中断,以物流节点定位和通道布局为落脚点,研究了三级轴辐式物流网络的多目标规划。考虑轴辐式网络的结构约束、多级节点间的连通关系限制,以多级轴辐点选址、轴辐点间的连通关系及强度为决策变量,以网络建设成本最小和网络韧性度最大为目标函数,构建三级轴辐式物流网络模型。结合模型的特点设计了具有双层结构的遗传算法,其中外层为三段编码结构的小生境Pareto遗传算法,用于求解多目标规划,内层为0-1编码的遗传算法,用于求解网络韧性度。以某区域14个节点城市作为案例,验证模型及算法的有效性,并将优化结果与两类传统的单目标物流网络进行了比较。研究结果表明:双层遗传算法能够有效求解三级轴辐式物流网络规划模型;选取案例计算得到的Pareto最优解参与比较分析,优化结果与传统三级轴辐式物流网络相比,网络韧性度提高了6倍,但网络建设成本也随之增加;与单纯以韧性度最大化为优化目标的物流网络相比,网络建设成本降低了7倍,网络韧性度也随之降低。可见提出的双目标三级轴辐式物流网络模型实现了网络建设成本和网络韧性度间的均衡,对于追求具备一定抗毁性能的轴辐式物流网络规划人员,具有参考和应用价值。

    • 一种基于改进极端梯度提升决策树的轴承故障诊断方法

      2023, 40(5):30-39. DOI: 10.11721/cqnuj20230511

      摘要 (39) HTML (0) PDF 1.51 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统故障诊断模型面向海量故障数据时诊断准确度低的问题,首先,提出了一种局部均值分解与固定点算法联合降噪方法,以消除轴承振动信号中的噪声;其次,为了避免原始信号中敏感特征难以提取的问题,提出了一种基于核主成分分析的降维方法;再次,构建了一种基于改进极端梯度提升决策树的故障诊断模型,采用GS-PSO算法优化SVM性能,进而运用改进极端梯度提升决策树思想修正分类模型的残差以提升模型分类精度,应用Spark-大数据平台,通过并行处理技术进行科学计算;最后,采用CWRU提供的滚动轴承数据进行训练与仿真,证明构建的模型能实现对不同类型滚动轴承的识别诊断,并保证诊断结果的准确率。通过对4种不同故障诊断模型的对比分析,表明本文模型具有可行性和优越性。

    • >动物科学
    • 基于水声学的长江重庆段南岸至长寿江段鱼类时空分布特征

      2023, 40(5):40-48. DOI: 10.11721/cqnuj20230517

      摘要 (54) HTML (0) PDF 8.43 M (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究长江重庆段四大家鱼国家级水产种质资源保护区(后简称长江重庆段四大家鱼保护区)南岸至长寿江段鱼类时空分布特征,为该江段的渔业资源管理和保护工作提供基础数据和科学依据。于2018年4月(春季)和2019年1月(冬季)在研究江段使用Simrad EY60回声探测仪进行了水声学探测。研究结果显示:长江重庆段四大家鱼保护区南岸至长寿江段的鱼类空间分布不均匀,在春季主要分布在主汊型江段和回水沱型的江段水体上层,在冬季主要分布在江中坝周围水体的底层和上层;此外有支流桃花溪汇入的观音滩江段中鱼类密度在春、冬季均较大,分别为3.65×10 -2 和8.10×10 -2 尾·m -3 。研究江段鱼类目标强度范围为-60~39 dB,相对应的鱼类体长范围为3.94~49.55 cm,且鱼类的平均体长在冬季略大于在春季。结合有关鱼类物种多样性调查数据和栖息生境分析可知,长江重庆段四大家鱼保护区南岸至长寿江段的鱼类时空分布特征主要与长江上游鱼类的种类特性、繁殖特性和栖息地生境密切相关。

    • 消化活动与短期饥饿对不同摄食习性鱼类最大代谢的影响

      2023, 40(5):49-54. DOI: 10.11721/cqnuj20230505

      摘要 (42) HTML (0) PDF 471.15 K (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察不同摄食习性鱼类在消化活动期间及短期饥饿后最大代谢的变化情况,在24 ℃条件下,测定南方鲇(Silurus meridionalis)、锦鲫(Carassius auratus)、丁鱥(Tinca tinca)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix)的幼鱼在消化活动期间及短期饥饿后的最大代谢率(maximum metabolic rate,MMR)。研究结果显示:1) 在种间水平上,积极摄食的锦鲫在消化活动时的MMR比其他鱼类在消化活动时的MMR更高,数据差异具有统计学意义(p<0.05);伏击取食的南方鲇在短期饥饿后的MMR比其他摄食习性鱼类在短期饥饿后的MMR更低,数据差异具有统计学意义(p<0.05)。2) 在种内水平上,锦鲫在消化活动时的MMR与对照组相比有统计学意义上的提升(p<0.05),南方鲇、丁鱥和鲢在消化活动时的MMR与对照组相比变化不明显;短期饥饿后的南方鲇MMR与对照组相比有统计学意义上的下降(p<0.05),锦鲫、丁鱥、鲢在短期饥饿后的MMR与对照组相比变化不明显。积极摄食的锦鲫心-鳃系统能力强,能够快速消化食物,因此在消化活动时MMR明显上升;伏击取食的南方鲇因采取典型的消化优先模式,故消化活动期间MMR有所降低;丁鱥和鲢单次摄食量少,因而摄食后MMR上升不明显。在经历短期饥饿后,4种鱼类均下调自身生理功能以降低能量消耗。

    • >三峡地区资源环境生态研究
    • 基于三峡库区重庆段不同降雨分区的土壤侵蚀多因子综合作用分析

      2023, 40(5):55-63. DOI: 10.11721/cqnuj20230509

      摘要 (44) HTML (0) PDF 2.65 M (569) 评论 (0) 收藏

      摘要:阐明三峡库区重庆段土壤侵蚀时空变化特征,揭示不同降雨空间分区下多驱动因子对土壤侵蚀综合作用的分异规律,为区域内土壤侵蚀防治宏观决策提供科学参考。基于多源遥感影像、气象数据、DEM及土壤数据,采用WaTEM/SEDEM模型模拟三峡库区重庆段2000—2020年土壤侵蚀量,采用ISODATA聚类方法进行降雨空间分区,采用地理探测器进行多因子综合作用分析。研究结果显示:1) 2000年、2005年、2010年、2015年和2020年研究区平均土壤侵蚀模数分别为108.78、109.11、86.9、47.52和21.16 t·hm -2 ·a -1 ,土壤侵蚀状况整体呈现缓解趋势,土壤发生强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀的区域大幅减少。2) 植被覆盖度因子在高降雨区对土壤侵蚀的解释力最高;土地利用类型、坡度、地貌类型、土壤类型、高程等因子在2010年低降雨区对土壤侵蚀的解释力较高,在2020年不同降雨区对土壤侵蚀的解释力则无明显差异。3) 在高降雨区,植被覆盖度与其他因子的交互作用对土壤侵蚀的解释力最高;2010年在低降雨地区,坡度与其他因子的交互作用对土壤侵蚀的解释力较高;各驱动因子在不同降雨区的土壤侵蚀高风险区分异规律明显。由研究结果可知,三峡库区重庆段土壤侵蚀变化明显,不同降雨区划中不同驱动因子对土壤侵蚀的综合作用存在明显差异。

    • 农业非点源污染排污权交易机制研究——以重庆市临江河流域为例

      2023, 40(5):64-71. DOI: 10.11721/cqnuj20230508

      摘要 (40) HTML (0) PDF 574.20 K (563) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索农业非点源污染排污权交易机制,以期为农业非点源污染的有效治理提供有效思路。从交易主体、交易对象、初始排污权分配、交易动力、交易机制的监督和保障等方面探讨了将农业非点源污染纳入排污权交易体系的必要性与可行性,在初始排污权分配方面提出削减历史分配模式、环境负荷分配模式、人口分配模式、经济分配模式和基于上述4种模式的综合分配模式,并计算了重庆市临江河流域内各镇(街道)级行政单元的初始污染物分配量,并结合实际排污量求出它们的排污权可交易额。研究结果显示研究区内各镇(街道)级行政单元初始污染物分配量存在差异,但排污权可交易额基本为正值,满足排污权交易的前提。上述案例分析结果初步论证了将农业非点源污染纳入排污权交易体系的可行性,在一定程度上丰富了现有排污权交易机制的内容。

    • 嘉陵江流域生态系统服务价值与生态风险时空分异特征及关联性

      2023, 40(5):72-83. DOI: 10.11721/cqnuj20230512

      摘要 (32) HTML (0) PDF 7.37 M (601) 评论 (0) 收藏

      摘要:为嘉陵江流域及相关地区的生态环境保护和生态安全格局构建提供参考,基于2000、2010和2020年3期地表覆盖数据,应用生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)和生态风险指数(ecological risk index,ERI)评估模型、地理探测器、双变量空间自相关模型等方法,定量评估了嘉陵江流域ESV和ERI的时空演变、分异特征和关联性。结果显示:2000—2020年嘉陵江流域土地利用类型以林地和耕地为主,建设用地和水域增长迅速;研究期内流域ESV增长了1.50%,且高和极高等级单位面积ESV区域在流域内分布较广,水域面积增加是ESV增长的重要原因;研究期内流域ERI逐步降低,且极低和低等级ERI区域在流域内分布较广;人为影响指数与土地利用是ESV和ERI空间分异的主导因子;ESV和ERI具有统计学意义上的空间负相关性,主要关系为高价值-低风险,即ESV较高区域的ERI较低。推动土地利用结构优化,合理控制城镇建设规模,加强林地和水域保护力度,对嘉陵江流域生态服务功能提升和生态安全格局构建具有深远意义。

    • 巴渝新居集体搬迁户的生计恢复力差异与建设路径

      2023, 40(5):84-95. DOI: 10.11721/cqnuj20230502

      摘要 (36) HTML (0) PDF 1.80 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:巴渝新居建设的最终目的是解决农户最需要、最长远的生计问题。比较集体搬迁户生计恢复力的前后变化和主体差异,有助于识别农户生计恢复力的障碍因子,对于保障农户长远生计的稳定具有重要的现实意义。以重庆市江津区龙华镇燕坝村为样区,基于燕坝场、白龙场、彭家山等3个巴渝新居点集体搬迁农户的调研数据,从缓冲能力、自组织能力和学习能力3个维度构建生计恢复力指标体系,按种养收入占家庭总收入的比重,将农户划分为种植型农户、养殖型农户、种养型农户和非农型农户,对不同生计类型农户搬迁前后的生计恢复力水平进行评价,并运用灰色关联分析法和解释结构模型,识别影响不同生计类型农户生计恢复力差异的主要因素,进而探索农户生计恢复力提升的建设路径。得到以下结果:1) 不同类型农户的生计恢复力具有差异。搬迁前农户生计恢复力水平从高到低分别为:种植型农户(0.166)、非农型农户(0.161)、养殖型农户(0.139)和种养型农户(0.106)。搬迁后农户生计恢复力水平从高到低为种养型农户(0.376)、养殖型农户(0.365)、种植型农户(0.311)和非农型农户(0.265);2) 不同类型农户的生计恢复力在搬迁后有不同程度的提升。生计恢复力提升程度从大到小依次为:种养型农户(0.270)、养殖型农户(0.226)、种植型农户(0.145)和非农型农户(0.104);3) 影 响非农型农户生计恢复力的主要因子有家庭通讯费用、财务储蓄等非农业因子,影响其他类型农户生计恢复力的主要因子有种植、养殖业产值以及人均旱地面积等农业因子。研究结果表明,集中居住有效提升了农户生计恢复力,但不同生计来源农户生计恢复力差异较大,应侧重从提高农户教育水平以及增加生计多样性入手,分类建设农户长远生计保障的路径。

    • >理论与应用研究
    • 关于超椭圆方程x p=2y 2+3

      2023, 40(5):96-98. DOI: 10.11721/cqnuj20230506

      摘要 (30) HTML (0) PDF 269.16 K (542) 评论 (0) 收藏

      摘要:设p为奇素数,利用代数数论和初等数论相结合的方法证明了超椭圆方程x p=2y 2+3无正整数解。

    • 幂零类是2的有限幂零群的轨道长度

      2023, 40(5):99-102. DOI: 10.11721/cqnuj20230516

      摘要 (27) HTML (0) PDF 289.60 K (532) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究有限幂零群G忠实作用在一个可解群H上的轨道长度,假设有限幂零群G忠实不可约作用在一个初等交换q-群V上,则可得Z(G)是循环群,且对任意V中元v,中心化子CG(v)与Z(G)交一定等于1,考虑中心化子阶的情况。假设G是幂零类为2的有限群且Z(G)是循环群,若子群S 满足|S| 2>|G|,则S与中心Z(G)交不等于1。若G忠实不可约作用在初等交换q-群V上,证明了所有的最小轨道长度的平方大于等于群G的阶。

    • 图的全局2-彩虹控制的一个注记

      2023, 40(5):103-107. DOI: 10.11721/cqnuj20230510

      摘要 (21) HTML (0) PDF 332.98 K (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究树T的全局2-彩虹控制数γ gr2 (T)与2-彩虹控制数γ r2 (T)间的关系,分析了图的结构,采用分类讨论法和反证法,完全刻画了γ gr2 (T)=γ r2 (T)+1成立的直径等于5的所有树T,解决了Amjadi等人2017年未解决的问题。

    • 强余挠维数

      2023, 40(5):108-112. DOI: 10.11721/cqnuj20230501

      摘要 (24) HTML (0) PDF 342.06 K (559) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步研究模的平坦性与余挠性,引入强余挠维数的概念,证明了存在模使得非凝聚环上的强余挠维数严格大于余挠维数,刻画了环的整体强余挠维数的有限性。这一有限性为研究Gorenstein投射模和Gorenstein AC-投射模的一致性提供了新的思路。

    • 正则Noether环

      2023, 40(5):113-117. DOI: 10.11721/cqnuj20230515

      摘要 (28) HTML (0) PDF 342.83 K (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:设R是交换环,若R的任意正则理想都是有限生成的,则称R是正则Noether环。首先研究了多项式环的正则Noether性质。特别地,举例说明R是正则Noether环,R[x]不一定是正则Noether环。其次,研究了合并代数的正则Noether性质。最后,通过正则内射模和正则余平坦模刻画了正则Noether环。

    • 弱双四元数广义Sylvester方程的混合解

      2023, 40(5):118-125. DOI: 10.11721/cqnuj20230504

      摘要 (29) HTML (0) PDF 390.53 K (556) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用矩阵半张量积、弱双四元数矩阵的复矩阵表示以及特殊矩阵的H-表示方法对弱双四元数广义Sylvester方程的混合解进行研究。利用H-表示方法提取特殊矩阵的独立元素,从而去除冗余。结合矩阵半张量积、弱双四元数矩阵的复矩阵表示将弱双四元数Sylvester方程转化为具有独立变量的复矩阵方程。由经典矩阵理论给出广义Sylvester方程存在混合解的充要条件及通解表达式。通过数值算例验证该方法的有效性。

    • 一类耦合logistics模型的动力学性质

      2023, 40(5):126-135. DOI: 10.11721/cqnuj20230503

      摘要 (56) HTML (0) PDF 753.12 K (584) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论一类离散捕食者-食饵模型的动力学性质,使用多项式完全判别系统和中心流形定理对该模型所对应的离散系统进行分析。由多项式完全判别系统给出了该模型不动点的拓扑分类,并找出了不动点在非双曲情形的参数条件;由中心流形定理证明了模型在不动点附近发生了transcritical分支和flip分支。运用数值模拟进一步验证了上述结果的正确性,并给出相应的Laypunov指数以说明模型在一定参数条件下产生了混沌现象。研究结果提示所讨论的模型在一定参数条件下可以产生transcritical分支、flip分支以及混沌等动力学性质。

    • 层次预处理的非负矩阵分解加权集成聚类算法

      2023, 40(5):136-144. DOI: 10.11721/cqnuj20230514

      摘要 (35) HTML (0) PDF 954.82 K (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:图像聚类是当前的研究热点,非负矩阵分解(non-negative matrix factorization, NMF)算法在图像聚类领域得到了广泛应用。但是单一的NMF算法无法应用于所有数据集,并且NMF算法直接在数据的原始空间进行处理,抗噪能力较差。集成聚类可以解决上述问题,集成聚类将若干个基础聚类结果合成一个一致性结果,不仅可以提高聚类的求解质量,还可以增强算法的鲁棒性。因此本文提出一种层次预处理的NMF加权集成聚类算法。该算法将层次划分、集成聚类和二部图的思想引入到NMF算法中。在预处理阶段,利用层次划分得到聚类数目。之后采用局部加权的方法得到协关联矩阵。最后利用基于二部图的一致性函数进行划分得到最终的聚类结果。在5个数据集上进行实验,验证了本文算法相对于传统算法和其他集成算法的有效性。

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