• 2023年第3期文章目次
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    • >运筹学与控制论
    • 基于稀疏优化的智能电表误差估计方法

      2023, 40(3):1-7. DOI: 10.11721/cqnuj20230301

      摘要 (92) HTML (0) PDF 719.37 K (619) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】利用改进动态线损和稀疏优化方法研究智能电表运行误差估计。【方法】首先,考虑电表误差的稀疏性,加入稀疏正则项,对动态线损模型进行改进,提高误差估计的精准度;进一步地,利用交替方向乘子法改进设计迭代算法,交替求解改进动态线损模型,获取智能电表误差估计结果。【结果】利用Matlab和实际数据进行数值仿真实验,验证所提方法的有效性。【结论】通过分析线损率与计量误差估计的耦合关系,提高了误差估计的精度。与动态线损模型对比,本文所提方法的检测准确率更优。

    • 带有退化、拒绝和不可用区间的单机排序问题

      2023, 40(3):8-15. DOI: 10.11721/cqnuj20230308

      摘要 (38) HTML (0) PDF 453.82 K (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】考虑带有退化工件、拒绝和不可用区间的单机排序问题。【方法】假设工件有不同的基本加工时间和相同的退化率,工件可以被拒绝,被拒绝的工件需要支付拒绝惩罚,机器在给定的时间区间内是不可用的且工件不可恢复。目标是极小化接受工件的总完工时间与被拒绝工件的总拒绝惩罚之和。【结果】对于这个NP-难问题,在不可用区间前、后,工件按照基本加工时间aj的非减顺序排列可以得到最优解,给出一个拟多项式时间动态规划算法和一个完全多项式时间近似策略。【结论】推广了已有文献的模型。

    • >动物科学
    • 不同光照强度对淡黑镊丽鱼幼鱼个性的影响

      2023, 40(3):16-21. DOI: 10.11721/cqnuj20230212

      摘要 (45) HTML (0) PDF 615.43 K (559) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究不同光照强度对淡黑镊丽鱼(Labidochromis caeruleus)幼鱼个性的影响。【方法】在实验室条件下驯养淡黑镊丽鱼幼鱼14 d,驯养期间水温为(25.0±0.5) ℃,考察0、35、100 lx等3种不同光照强度对实验鱼勇敢性和社会性的影响。【结果】与驯养在常规养殖环境(光照强度为100 lx)中的实验鱼相比,在弱光照(光照强度为35 lx)和无光照(光照强度为0 lx)的饲养环境中的实验鱼首次进入开阔区的时间有所延长,进入开阔区的频率和靠近刺激鱼群时间比有所减小,两者的勇敢性和社会性均有明显下降。【结论】淡黑镊丽鱼幼鱼在不同光照强度的饲养环境中呈现出不同的个性行为响应,它们的勇敢性和社会性呈正相关变化。

    • 牛蛙脏体指数的测定及其量化表征间的关系

      2023, 40(3):22-30. DOI: 10.11721/cqnuj20230307

      摘要 (42) HTML (0) PDF 817.58 K (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】测定牛蛙(Rana catesbeiana)脏体指数并分析各量化表征间的关系,获取牛蛙的选育指标。【方法】将42只雌性牛蛙和38只雄性牛蛙进行实验解剖并获取体长、体宽、头长、体质量和脏器质量的量化数据后,采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、多元回归等统计学方法对牛蛙量化表征间的关系进行分析。【结果】牛蛙各量化表征间的相关系数具有统计学意义(p<0.01);雄性牛蛙的头长-体长比值与双肺指数均比雌性牛蛙的这两项指标更高,且数据差异均具有统计学意义(p<0.01);雌性牛蛙的生殖腺指数比雄性牛蛙的该项指标更高,数据差异具有统计学意义(p<0.01)。与雌性牛蛙体质量密切相关的主要量化表征为:体宽、头长、脂肪体质量、生殖腺质量与双肺质量;与雄性牛蛙体质量密切相关的主要量化表征为:体宽、体长、脂肪体质量、心脏质量与双肺质量。【结论】体质量、体长、体宽与头长均可作为牛蛙的选育指标,其中体质量是首选选育指标,体宽则为次选选育指标。

    • >三峡地区资源环境生态研究
    • 基于SWAT模型的璧南河流域径流模拟分析

      2023, 40(3):31-47. DOI: 10.11721/cqnuj20230312

      摘要 (71) HTML (0) PDF 8.40 M (533) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】将SWAT(soil and water assessment tool)模型运用于重庆三峡库区长江支流的流域径流过程研究,为流域水资源的合理调控提供理论依据。【方法】以位于重庆市西部的璧南河流域为研究对象,构建SWAT模型对该流域的径流过程进行模拟。【结果】1) 率定期与验证期流域月均径流量模拟值与实测值吻合度较好,率定期和验证期的Nash-Suttcliffe效率系数、确定性系数和相对误差接近一致,表明SWAT模型在璧南河流域具有很好的适用性。2) 2013—2021年璧南河流域年平均径流总量为1.79×108 m3,多年平均径流深为346.04 mm。各子流域产流主要集中在汛期(6—10月),非汛期产流量不足;季节产流量分配不均匀,夏秋季节产流量高,春冬季节产流量低;流域产流量整体呈下降趋势。3) 流域径流深在空间上呈现东西两侧高、中间低的分布特征,多年径流深变化率呈现出高产流量区域的产流量变化率低、低产流量区域的产流量变化率高的空间分布规律;产流量高值区主要集中在吴滩、三合、广普、建龙等镇(街道),产流量低值区主要位于陈食、丁家、正兴、来凤、青杠等镇(街道),与流域地势两侧高中间低以及坡度、降水量两侧大中间小的空间分布特征相符。4) 在模拟未来气候变化情景中,璧南河流域降水量变化与径流量变化呈正相关关系,与气温变化呈负相关关系;与气温变化相比,流域径流量对降水量变化的敏感性更高,且降水量是影响未来璧南河流域径流变化的主要因素。【结论】SWAT模型可用于璧南河流域径流过程的模拟;可以考虑通过水土保持生态建设、水存储和调水基础设施建设、农田水利建设等措施提高流域水资源利用率,同时调整和优化流域土地利用结构,从而实现未来气候变化背景下璧南河流域水资源的科学管理。

    • 乡村人口-土地-产业-财力系统耦合协调发展格局与机制研究——以重庆三峡库区典型县域为例

      2023, 40(3):48-60. DOI: 10.11721/cqnuj20230302

      摘要 (62) HTML (0) PDF 3.39 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究重庆三峡库区典型县域乡村人口-土地-产业-财力(后简称人-地-业-钱)系统耦合协调发展格局与机制,为该区域全面推进乡村可持续发展、提升乡村内生发展能力和创新内生发展路径提供思路。【方法】以重庆三峡库区15个典型县域为研究区,选取2005、2010、2015、2020年等4个典型年份,从人口、土地、产业、财力等4个维度构建系统要素评价指标,综合测度了人-地-业-钱系统发展水平与耦合类型,借助耦合协调度模型定量揭示了系统内生要素的耦合作用强弱、协调水平及时空演变格局,进而探讨了内生要素耦合协调发展的传导机制。【结果】1) 2005—2020年研究区乡村人-地-业-钱系统综合发展水平较低,人口、土地、产业、财力等子系统多处于中、低发展水平。2) 2005—2020年研究区乡村人-地-业-钱系统耦合协调发展呈现“高耦合低协调”状态,耦合度和耦合协调度整体上沿西南—东北方向递减,空间分布较为分散。3) 研究区乡村人-地-业-钱系统耦合协调关系在2005—2020年主要分为3种类型:低协调水平的人口-产业发展领先型、中协调水平的产业发展引领型和高协调水平的财力-产业发展引领型,产业和财力子系统在乡村协调发展中作用重大。4) 研究区乡村土地子系统发展水平变化相对稳定,乡村发展主要依赖人口、产业、财力等子系统的发展驱动。【结论】研究区乡村人-地-业-钱系统多处于中、低发展水平,乡村劳动力、农业发展水平、土地生产效率与农户收入是制约乡村发展的主要因素,乡村人-地-业-钱系统内生要素发展出现分化,发展不平衡趋势逐渐凸显。

    • 长江经济带山水林田湖草生命共同体健康诊断及耦合协调关系分析

      2023, 40(3):61-77. DOI: 10.11721/cqnuj20230306

      摘要 (54) HTML (0) PDF 1.53 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】对长江经济带山水林田湖草生命共同体的健康状况进行诊断,并对它的耦合协调关系进行分析,为它的健康管理及长江经济带的生态治理提供科学依据。【方法】基于构建的长江经济带山水林田湖草生命共同体健康诊断指标体系,使用正态云模型进行有关健康诊断,并运用耦合协调模型对山、水、林、田、湖、草子系统间的耦合协调关系进行分析。【结果】1) 2000—2018年长江经济带山水林田湖草生命共同体健康等级整体上呈上升趋势;在空间分布上,山水林田湖草生命共同体健康等级较低的省(直辖市)位于长江经济带的上游和下游区域,中游区域是整个长江经济带山水林田湖草生命共同体健康状况最好的区域。2) 长江经济带山、水、林、田、湖、草子系统按健康等级由高到低进行排序,依次为:田子系统、水子系统、山子系统、草子系统、湖子系统、林子系统。3) 在由长江经济带山、水、林、田、湖、草子系统构成的46种系统组合中,90%以上的系统组合的耦合度高于0.8,处于高水平耦合阶段;但约98%的系统组合协调度为0.3~<0.5,处于轻度失调阶段。4) 林业单产、森林蓄积量、湖泊面积、人均水产品、渔业总产值等指标是长江经济带山水林田湖草生命共同体健康的主要驱动因子。【结论】虽然2000—2018年长江经济带山水林田湖草生命共同体的耦合性和协调性的发展阶段水平差异较大,但两者都有向更高水平阶段发展的趋势。

    • >理论与应用研究
    • 非线性色散波K(2,2)方程的精确解及动力学性质

      2023, 40(3):78-85. DOI: 10.11721/cqnuj20230310

      摘要 (40) HTML (0) PDF 1.18 M (596) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究了非线性色散波K(2,2)方程的行波解问题。【方法】利用行波变换研究了非线性色散波K(2,2)方程的行波解问题。【结果】获得了非线性色散波K(2,2)方程的各种精确行波解,并讨论了这些解的动力学性质。通过图像模拟,直观地展示了部分精确解的动力学行为和动力学演化现象。【结论】研究发现部分解具有奇异性质,与现有文献中的结果相比,获得的精确解都是新结果,而且求解方法和技巧较之前文献中的要简便许多。

    • 具有Markov切换的随机多群体SIRI动力学行为

      2023, 40(3):86-93. DOI: 10.11721/cqnuj20230315

      摘要 (41) HTML (0) PDF 440.16 K (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究一类具有Markov切换的随机多群体SIRI模型。【方法】首先利用随机微分方程的基本理论给出模型解是正的、存在的、唯一的。再通过构造一些适当的新的Lyapunov函数,利用图论知识和不等式放缩技巧,获得了该传染病模型灭绝和持久的充分条件。【结果】得到该随机系统正解的存在唯一性,同时获得了疾病灭绝和在均值意义下持久的充分条件,得到了没有随机干扰时模型的阈值。【结论】通过分析可知调节系统的参数,即可以采取某些策略来调节疾病的动态,抑制疾病的爆发。

    • 具有Beddington-DeAngelis发生率的双斑块裂谷热病毒模型研究

      2023, 40(3):94-105. DOI: 10.11721/cqnuj20230309

      摘要 (27) HTML (0) PDF 1.18 M (469) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究人口在斑块间扩散对裂谷热疾病传播的影响,提出了一个具有Beddington-DeAngelis发生率函数的双斑块裂谷热病毒模型。【方法】通过构造Lyapunov函数和运用LaSalle不变性原理,建立了系统无病平衡点的全局渐近稳定性准则,运用了Routh-Hurwit判别准则以及几何方法,建立了系统正平衡点全局渐近稳定性准则。【结果】得到了2个斑块的基本再生数R10、R20,建立了系统平衡点局部和全局渐近稳定的阈值准则, 并通过数值模拟对理论结果进行验证。 【结论】当R10≤1且R20≤1时,该疾病在2个斑块中灭绝;当R10>1时,该疾病在2个斑块中持续生存。

    • 基于交互间隙法的内部混合边界条件反散射问题

      2023, 40(3):106-113. DOI: 10.11721/cqnuj20230314

      摘要 (41) HTML (0) PDF 423.53 K (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】内部混合边界条件反散射问题在无损探测等方面有着广泛的应用。【方法】从位于腔体内部封闭曲线上点源产生的散射波出发,基于交互间隙法,构造交互间隙泛函,根据交互间隙泛函的范数性质来确定腔体的位置和形状。【结果】证明了内部混合边界条件反问题的唯一性和交互间隙泛函是单射且稠密的。【结论】由内部点源测量数据可以唯一确定未知腔体的位置、形状和阻抗函数。

    • 阻抗边界条件下Maxwell方程的传输特征值问题

      2023, 40(3):114-121. DOI: 10.11721/cqnuj20230313

      摘要 (41) HTML (0) PDF 448.08 K (659) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】讨论反散射问题的研究中起着关键作用的传输特征值问题。【方法】利用边界积分方程方法,研究了可穿透、非磁性和非均匀介质中带有阻抗边界条件的Maxwell方程的传输特征值问题。【结果】构造了阻抗-磁边界迹算子,并用边界积分算子表示阻抗-磁边界迹算子。【结论】证明了一种边界积分算子的强制性,以及另一种边界积分算子的紧性,进一步得出阻抗-磁边界迹算子的差算子是指数为0的Fredholm算子且解析。

    • Φ-w-平坦模与非诣零w-凝聚环

      2023, 40(3):122-128. DOI: 10.11721/cqnuj20230303

      摘要 (28) HTML (0) PDF 363.71 K (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为了研究非诣零w-凝聚环的理想理论刻画和模理论刻画。【方法】引入并研究了Φ-w-平坦模,并证明了Φ-w-平坦模类是盖类。【结果】类似于经典的凝聚环刻画,给出了非诣零w-凝聚环的理想理论刻画和模理论刻画。【结论】非诣零w-凝聚环是w-算子中非常值得研究的Φ-环。

    • 融合大核注意力机制的土壤种类识别网络

      2023, 40(3):129-138. DOI: 10.11721/cqnuj20230305

      摘要 (44) HTML (0) PDF 3.24 M (859) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为解决因土壤图像纹理复杂、没有结构性特征导致的传统卷积神经网络模型难以提取其中关键性特征、识别准确率低的问题,提出了一种大核注意力(large kernel attention,LKA)机制模块与ResNet模型融合的土壤种类识别网络模型VAR(visual attention ResNet),以解决土壤种类样本不平衡和难分类样本造成的模型泛化能力弱的问题。【方法】以ResNet为主干网络,在主干中引入LKA机制,减少其中的残差块,构建土壤种类识别网络VAR,并改进网络的焦点损失函数(Focal Loss)。【结果】1) 与传统模型ResNet18、ResNet34、VGG、GooleNet、VAN等相比,VAR模型在特定模型参数下对紫色土土壤图像数据集中土壤种类的识别精度更高;2) 用3种不同大小VAR模型之一的VAR_small与以ResNet18为主干并嵌入传统注意力机制SE、CBAM、ECA和SK的网络进行对比,实验结果显示LKA机制在土壤识别方面更加优秀;3) 改进的Focal Loss可让VAR更能注意到难分类的土壤图像样本。【结论】将LKA机制模块与ResNet模型融合的土壤种类识别网络模型VAR增强了网络提取土壤图像中关键性结构特征能力,同时还减少了网络参数,能更加有效地识别土壤种类。

    • 非对称广义高斯亮度迁移与局部信息融合的土壤图像增强

      2023, 40(3):139-154. DOI: 10.11721/cqnuj20230215

      摘要 (40) HTML (0) PDF 7.88 M (909) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为减小土壤图像成像环境条件差异对机器视觉识别土种精度的影响,提出对野外自然环境下采集的土壤图像可控光照增强。【方法】首先,用非对称广义高斯曲线拟合土壤图像V分量直方图,并在拟合曲线中引入目标迁移量,完成图像亮度迁移,实现土壤图像全局亮度可控增强;然后,利用全局和局部信息估计图像在局部区域上的光照权重,引入目标亮度,根据权重确定局部增量,并将局部增量叠加到原始V分量,实现基于局部增量的土壤图像亮度增强;再利用sigmoid曲线,将非对称广义高斯曲线亮度迁移获得全局亮度增强结果与基于局部增量的亮度增强结果融合,获得土壤图像的亮度可控增强。最后,根据色比不变性原理,分别对原始土壤图像R、G、B分量进行颜色校正。【结果】仿真实验表明:土壤图像从低亮度向高亮度迁移时,增强图像与目标图像在V分量上各对应像素的亮度差异均值为10.526 7,与目标图像亮度均值差异为0.245 1;从高亮度向低亮度迁移时,各对应像素的亮度差异均值为10.743 0,与目标图像亮度均值差异为0.272 1;本文所提算法在亮度控制上较其他算法具有更高的精度;主观质量评价表明,以原图亮度为基准,[-30,30]为土壤图像有效增强范围;【结论】所提方法能够实现亮度可控的土壤图像增强,算法是有效的。

    • 基于功能性近红外光谱血氧测量系统研究进展

      2023, 40(3):155-163. DOI: 10.11721/cqnuj20230304

      摘要 (87) HTML (0) PDF 1.31 M (877) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】对功能性近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)技术检测组织血氧饱和度的基本原理及主要检测血氧技术研究进展进行综述,为未来该技术在医学领域的发展提供参考。【方法】通过查阅文献资料,从检测原理、检测技术分类及优缺点方面对fNIRS技术在血氧检测方面的应用进行归纳总结。【结果】在阐明fNIRS技术检测血氧的基本原理基础上,探讨了连续波光谱、频域光谱、时域分辨光谱等3种fNIRS检测血氧技术的原理和特点,并对它们的优缺点进行了比较。【结论】fNIRS技术具有便携性好、无创伤性、时间分辨率和空间分辨率较高、对被试动作的容忍度高等优点,今后可结合蒙特卡罗方法分析光子在组织中的传播与分布规律,从而进一步加深人们对生物医学光子学领域的理解并推进fNIRS技术在医学中的应用。

    • 基于中介模型探析困境儿童社会适应现状及影响机制

      2023, 40(3):164-172. DOI: 10.11721/cqnuj20230311

      摘要 (43) HTML (0) PDF 551.30 K (606) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】探究困境儿童社会适应现状及影响机制,为困境儿童心理帮扶及救助提供依据。【方法】采用少年儿童社会适应量表、青少年发展与心理弹性问卷和一般自我效能感量表对重庆市252名困境儿童进行施测,探究三者之间的关系,并分析内在作用机制。【结果】1) 困境儿童社会适应量表各维度在性别、是否住校、是否家庭和睦上具有统计学意义上的差异(p<0.05);2) 少年儿童社会适应量表、青少年发展与心理弹性问卷和一般自我效能感量表两两间具有统计学意义上的差异(p<0.01);3) 一般自我效能感具有统计学意义上的正向预测社会适应(B=0.392,p<0.001)与心理韧性(B=0.505,p<0.001),心理韧性具有统计学意义上的正向预测社会适应(B=0.661,p<0.001),心理韧性在自我效能感影响社会适应的过程中起中介作用,中介效应比为33.935%。【结论】自我效能感不仅直接影响社会适应,还可通过心理韧性间接影响社会适应,可通过提升自我效能高感与心理韧性来提升困境儿童社会适应水平。为社会关注困境儿童,促进他们健康发展提供依据和实证参考。

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