• 2023年第6期文章目次
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    • >运筹学与控制论
    • 张量方程A*NX=B的Hermitian解与半正定解

      2023, 40(6):1-6. DOI: 10.11721/cqnuj20230601

      摘要 (93) HTML (0) PDF 382.66 K (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:在张量的Einstein积下分别研究了张量方程A*NX=B的Hermitian解与半正定解。根据方程解的结构,分别求得方程的特解与对应齐次方程的通解。并给出了这两种解存在的充要条件及通解的显式表达式。张量方程的Hermitian解与半正定解存在的充要条件表明,矩阵方程的Hermitian解与半正定解的性质与通解的显式表达式可以推广到张量上。

    • 基于DC规划方法的稀疏最小二乘支持向量机

      2023, 40(6):7-14. DOI: 10.11721/cqnuj20230613

      摘要 (91) HTML (0) PDF 430.64 K (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:最小二乘支持向量机(LS-SVM)是一种基于超平面的分类器,由于LS-SVM缺乏特征选择能力,因此在高维小样本数据集上的泛化表现不佳,所以有必要提高LS-SVM的特征选择能力。在LS-SVM的目标函数中引入e0-范数正则项,提升模型的特征选择能力。然而由于e0-范数的引入,导致新的模型不仅是非凸非光滑的,而且是NP-难问题。为了克服这些困难,首先用一个非凸非光滑连续函数近似e0-范数,再对该近似函数进行DC(difference of convex functions)分解,将问题转化为DC规划问题,从而利用DCA(difference of convex functions algorithm)求解该问题。该新方法的主要优点在于DCA的子问题具有解析解,从而使得训练速度得到很大地提升。数值实验表明,本文所提出的新方法不仅具有较好的泛化性能和特征选择能力,而且计算速度快。

    • 具备适应性调节服务机制的云资源优化分析

      2023, 40(6):15-24. DOI: 10.11721/cqnuj20230612

      摘要 (57) HTML (0) PDF 664.04 K (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低云数据中心能量浪费和提高云用户服务质量,并向云计算平台管理者提供合理的顾客收费策略,提出了虚拟机服务模式适应性调节的调度策略。以当前系统请求节点数为依据,动态调整系统服务速率及模式,并对虚拟机进行分区管理。基于工作故障的部分服务台同步休假M/M/c+k/d排队系统对该服务平台进行建模分析,利用迭代求解的方法求得了系统的稳态分布及性能指标。通过数值分析展示了各参数对性能指标的影响,结果表明:在Ⅱ区增加12台虚拟机时,发生溢出故障的概率比Ⅰ区低7.3%,且该调度策略表现出比较明显的节能效果。此外,通过构造收益函数,求解得到同时满足个人收益均衡和社会最优收益的顾客收费策略。该模型的建立将为云计算平台的优化管理和控制提供参考和依据。

    • >动物科学
    • 2种鲤科鱼类同种与异种鱼群的群体决策差异

      2023, 40(6):25-31. DOI: 10.11721/cqnuj20230617

      摘要 (60) HTML (0) PDF 705.40 K (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察鳊(Parabramis pekinensis)和中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼所组成的同种鱼群与混合异种鱼群在群体决策上的差异,对10尾鳊构成的10B组、5尾鳊5尾中华倒刺鲃构成的5B5Q组和10尾中华倒刺鲃构成的10Q组的鱼群凝聚力、鱼群分布状况、鱼群移动倾向等集群行为参数进行了比较分析。结果显示:1) 同种鱼群(10B组和10Q组)与异种鱼群(5B5Q组)的鱼群凝聚力、迷宫臂与迷宫中心分布密度、成群频率和群体持续时间均无统计学意义上差异;10B组的成群时间比低于5B5Q组和10Q组的成群时间比,差异均具有统计学意义(p<0.05)。2) 同种鱼群与异种鱼群的发动频率没有统计学意义上的差异,但10B组的成功频率低于10Q组的成功频率,差异具有统计学意义(p<0.05);10B组和5B5Q组在群体移动成功率方面均低于10Q组,差异均具有统计学意义(p<0.05)。3) 异种鱼群中在所有发动次数和所有成功的出臂活动方面中华倒刺鲃作为领头鱼的比例高于鳊作为领头鱼的比例,差异均具有统计学意义(p<0.05);但在失败的出臂行为方面2种鱼作为领头鱼的比例没有统计学意义上的差异。上述结果提示:中华倒刺鲃比鳊更容易成功发动群体决策行为,且比鳊更具领导能力,这可能与中华倒刺鲃相对于鳊具有更强的游泳能力和更具勇敢性和探索性有关。

    • 温度和摄食对南方鲇能量代谢特征和低氧耐受的影响

      2023, 40(6):32-37. DOI: 10.11721/cqnuj20230615

      摘要 (64) HTML (0) PDF 890.32 K (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察研究温度和摄食对鱼类能量代谢特征和低氧耐受的影响,以南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼为对象,在15、20、25和30 ℃条件下,分别测定禁食组和摄食组实验鱼的日常代谢率(RMR)、临界氧压(COP)和失去平衡点(LOE)。结果显示:1) 温度对南方鲇的RMR、COP和LOE均有统计学意义上的影响(p<0.05)。2) 摄食对南方鲇的RMR、COP均有统计学意义上的影响(p<0.05);在20、25、30 ℃条件下,摄食组的RMR与空腹组的RMR相比有统计学意义上的提升(p<0.05);在15、20 ℃条件下,摄食组的COP与空腹组的COP相比有统计学意义上的提升(p<0.05)。3) 摄食对南方鲇的LOE的影响无统计学意义。上述结果提示温度上升以及在较低温度下摄食将削弱南方鲇的低氧耐受能力,而在较高温度下摄食对南方鲇的低氧耐受能力有一定补偿作用。

    • >三峡地区资源环境生态研究
    • 基于贡献率和熵值法耦合的崩塌灾害危险性评价——以川东南盆周山地灰岩地区为例

      2023, 40(6):38-51. DOI: 10.11721/cqnuj20230606

      摘要 (52) HTML (0) PDF 6.55 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:川东南盆周山地灰岩出露广布、崩塌灾害多发,对该区域进行崩塌灾害危险性分区评价十分必要。基于川东南盆周山地灰岩地区内地质环境的调查和分析,选取一处地跨重庆市武隆区、南川区和綦江区且以中山山地为主的灰岩地区为研究区,遴选出地层岩性、陡崖相对高差、高程、年平均降雨量、地形坡度、植被覆盖、距水系距离、距断裂构造距离、距道路距离等9个危险性评价指标;基于大量已发崩塌灾害并利用贡献率法定量计算单因子的贡献率,建立危险性评价指标分级赋值体系;利用熵值法计算各影响因子的权重系数,构建了贡献率法与熵值法耦合的崩塌灾害危险性评价模型,并基于ArcGIS系统利用等面积法实现多因子空间叠加的危险性分区与评价。结果显示:研究区极高危险区、高危险区、中危险区和低危险区面积占比分别为11%、30%、33.3%和25.7%。研究区内位于极高危险区、高危险区、中危险区和低危险区的乡镇分别有12、6、2和2个。研究结果为川东南盆周山地崩塌灾害的预警预报和防治工作提供了重要参考资料。

    • 2000—2020年三峡库区重庆段土地利用及碳储量估算

      2023, 40(6):52-64. DOI: 10.11721/cqnuj20230605

      摘要 (102) HTML (0) PDF 11.98 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三峡库区重庆段为研究区,研究该区域土地利用与碳储量的变化,为该区域生态屏障保护与未来国土空间规划与土地管理提供一定理论参考。基于GlobeLand30的2000、2010与2020年共3期土地利用数据,运用Markov与InVEST模型分析2000—2020年研究区土地利用变化时空特征,并建立不同土地利用类型(后简称地类)碳密度数据库估算陆地生态系统碳储量。研究结果显示:1) 研究区土地利用结构以耕地和森林为主,两者面积之和占研究区总面积的85%以上。2000—2020年,研究区土地利用转移主要发生在森林、草地、人造地表、水体与耕地之间。森林、水体与人造地表面积呈净增加态势,其中人造地表转移动态度最高,达17.33%;其余地类面积呈净减少趋势,耕地与草地面积有明显的减少。2) 研究区总碳储量在2000—2020年呈先增加后减少的变化态势,耕地向水体、人造地表转移是总碳储量减少的主要因素;耕地、草地向森林转移是总碳储量增加的主要因素。3) 研究区碳储量呈现“东部高于西部、库首高于库尾”且由库首向库尾渐进式降低的空间分布特征。碳源区聚集分布于重庆市中心城区与区县城镇周边与长江沿岸;碳汇区“大聚集、小分散”地分布于库首秦巴山区、巫山山脉以及库中七曜山、方斗山等区域。研究结果提示:2000—2020年研究区生态功能进一步加强,退耕还林、还草与人工造林等政策措施得到了有效落实;高、低碳密度地类之间的转移是研究区碳储量变化的主要因素;人造地表侵占城镇周边耕地与森林的速度加快是2000—2020年研究区总碳储量减少的重要原因。

    • >理论与应用研究
    • 适形分数阶导数下的2+1维KP方程的半域孤子解

      2023, 40(6):65-71. DOI: 10.11721/cqnuj20230611

      摘要 (57) HTML (0) PDF 615.53 K (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究适形分数阶导数定义下分数阶孤子方程的多孤子解,利用分数阶复变换法将分数阶孤子方程变换为整数阶孤子方程,然后用传统的双线性法求分数阶孤子方程的多孤子解。得到了分数阶Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程的1-孤子解、2-孤子解的显式表达式以及任意n-孤子解的递推公式,比较了整数阶孤子和相应的分数阶孤子,讨论了2-孤子在传播过程中2个孤子的相互作用。通过对比发现,适形分数阶导数定义下的分数阶KP方程的孤子解与整数阶导数定义下的KP方程的孤子解在动力学行为上存在一些差异。

    • 度量空间中拟双曲映射与拟相似映射的一个等价刻画

      2023, 40(6):72-77. DOI: 10.11721/cqnuj20230603

      摘要 (30) HTML (0) PDF 339.31 K (290) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据拟双曲映射和拟相似映射的基本概念及性质,刻画拟双曲映射和拟相似映射在度量空间中的等价问题。利用拟双曲度量作为研究的重要工具,结合最大伸缩和最小伸缩的概念与拟双曲映射之间的关系,得到了拟双曲映射和拟相似映射在度量空间中是等价的。研究结果表明:假设X是c1-拟凸度量空间,Y是c2-拟凸度量空间,且GX和G′Y是两个子区域。如果f:G→G′是一个同胚映射,则f是一个M-拟双曲映射当且仅当f和f-1都是同胚(M1,q)-拟相似映射,其中*(*处代表公示)。

    • 广义多解析函数的多种积分表示及应用

      2023, 40(6):78-85. DOI: 10.11721/cqnuj20230616

      摘要 (25) HTML (0) PDF 436.75 K (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:积分表示作为复分析基本理论和研究边值问题的重要工具,基于此提出并建立一类更广泛的广义多解析函数类的积分表示及应用理论。利用广义β-解析函数的分解定理,并结合Cauchy-Pompeiu公式、矩阵变换技巧和Fredholm积分方程理论进行研究。获得了包含带平移和不带平移在内的多种广义多解析函数的积分表示式,并由此定义并证明了高阶多Cauchy型积分的连续延拓定理及该定理在求解一类黎曼跳跃问题的应用。建立了一类广义多解析函数的积分表示,延伸和推广了解析函数特别是多解析函数的积分表示理论,也为后续相关多β-解析函数边值问题和奇异积分算子等研究提供了理论支撑。

    • 基于拉普拉斯的噪声文本图像二值化变分模型

      2023, 40(6):86-94. DOI: 10.11721/cqnuj20230602

      摘要 (48) HTML (0) PDF 3.64 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:文本图像二值化是光学字符识别系统中1个关键的预处理步骤,针对噪声文本图像二值化,提出1个基于拉普拉斯的变分新模型。在该模型中,能量泛函由数据保真项、二值化项以及正则化项组成,它的极小化对应的是期望的二值化结果,然后利用变分原理转化为梯度下降流方程,最后利用有限差分法求解梯度下降流方程。实验结果表明,所提模型不仅具有良好的文本图像二值化效果,并且对噪声具有较强的鲁棒性,另外,对于DIBCO系列数据集中具有代表性的文本图像进行大量实验,二值化结果在主观和客观指标上均优于最新提出的相关变分模型。

    • 融合金字塔池化和注意力机制的轻量语义分割方法

      2023, 40(6):95-106. DOI: 10.11721/cqnuj20230608

      摘要 (45) HTML (0) PDF 1.26 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:语义分割被广泛应用于医学图像分割、无人驾驶、遥感图像分割等计算机视觉任务中,而目前语义分割方法通常所需的计算量和参数量庞大,难以在算力和硬件存储有限的嵌入式平台部署。针对这一问题,从网络的参数量、计算量、性能等3个方面综合考虑,设计了1种轻量化语义分割方法。以轻量化网络MobileNetV2为主干,使用深度可分离卷积对模型进行压缩,分为高低语义2条路径向前推导。为了保证网络性能,高语义路径通过融合金字塔池化与双重注意力模块来获取准确的上下文信息;低语义路径通过多尺度拼接与类似于注意力机制的信息传递模块来获取清晰的分割边界;最后拼接2条路径获取分割结果。在PASCAL VOC 2012数据集上的实验中,与主流网络模型相比,该模型的网络参数量仅为PSPNet参数量的4.9%,DeeplabV3+的4.2%;浮点计算量仅为PSPNet浮点计算量的6.7%,DeeplabV3+的4.8%;平均交并比略低于PSPNet与DeeplabV3+。所提模型在保证网络性能的同时实现了轻量化。

    • 融合照明与信息显示功能的智能LED汽车灯设计

      2023, 40(6):107-114. DOI: 10.11721/cqnuj20230609

      摘要 (42) HTML (0) PDF 2.76 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前汽车灯存在信息传递能力较弱、信息交互不直观等缺点,提出了一种照明与信息显示融合的智能LED汽车灯。在提出汽车灯光路改造及智能控制系统的总体设计方案基础上,借助多物理场有限元仿真软件COMSOL对光路传输性能及可靠性进行了仿真分析及优化设计,最后根据仿真结果定制了透镜等关键组件并制作了汽车灯实验原型。通过试验实测证实,该智能LED汽车灯高效地实现了人-车-环境之间明确、直观的信息交互,能够有效提升汽车驾驶的安全性,并具有兼容性强、成本低、智能化高等优势,它的设计可为无人驾驶技术中人-车-环境交互的发展提供新的思路。

    • 团簇Co2Mo2P3析氢活性的研究

      2023, 40(6):115-121. DOI: 10.11721/cqnuj20230604

      摘要 (25) HTML (0) PDF 1.05 M (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究团簇Co2Mo2P3与水分子催化析氢反应的活性,以拓扑学原理和密度泛函理论为基础,在B3LYP/Lanl2dz量子水平下,利用Gaussian09软件对团簇Co2Mo2P3进行了运算分析。根据前线轨道理论,并通过对团簇Co2Mo2P3催化析氢前线轨道图、前线轨道能级差、团簇Co2Mo2P3-H的能级差以及结合能的分析,发现构型3(2)和4(4)能表现出良好且相似的反应活性。研究结果提示,构型4(4)无论在催化水解析氢的吸氢反应中还是在形成Co2Mo2P3-H结构后的解析过程中都表现出良好的反应活性,它是团簇Co2Mo2P3与水催化析氢反应的最佳结构模型。

    • 油茶液体辅助授粉技术研究及应用

      2023, 40(6):122-128. DOI: 10.11721/cqnuj20230607

      摘要 (34) HTML (0) PDF 499.14 K (289) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索液体辅助授粉技术在油茶(Camellia oleifera)生产中的可行性和应用条件,于2020年9月—2022年3月先后在重庆秀山、酉阳以及湖南道县、江西鄱阳选取4个样地,为探索液体辅助授粉技术在油茶(Camellia oleifera)生产中的可行性和应用条件分别开展油茶人工和无人机液体辅助授粉的大田试验,并测算该技术与自然授粉的坐果率差值即坐果率提升效果。研究结果显示:1) 在重庆秀山、湖南道县和江西鄱阳的样地采用人工液体辅助授粉后,油茶坐果率提升效果分别为24.45%、25.65%和14.08%,2) 在江西鄱阳的样地采用人工液体辅助授粉后,不同油茶品种间的坐果率提升效果无统计学意义上的差异;3) 在重庆酉阳的样地采用无人机液体辅助授粉后,油茶坐果率提升效果为5.63%~27.01%,无人机液体辅助授粉作业最佳的飞行高度和花粉稀释比分别为3.5 m和0.08%。研究结果提示相较于传统自然授粉途径,液体辅助授粉技术能有效提升油茶的坐果率从而弥补前者之不足;与人工液体辅助授粉相比,无人机液体辅助授粉操作方便、简单快捷、更适合在大面积山地开展。

    • 4种菊科入侵植物提取物的抑菌活性研究

      2023, 40(6):129-135. DOI: 10.11721/cqnuj20230610

      摘要 (46) HTML (0) PDF 1022.67 K (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究4种菊科(Asteraceae)入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophora)、飞机草(Eupatorium odoratum)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)和牛膝菊(Galinsoga parviflora)不同部位的乙醇提取物(后简称醇提物)对芸薹链格孢(Alternaria brassicae)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、恶疫霉(Phytophthora cactorum)、镰刀菌(Fusarium sp.)、厚垣镰刀菌(Fusarium chlamydosporum)等5种植物病原真菌是否有抑菌活性,为后期开发新型植物源农药及综合治理和利用菊科入侵植物奠定基础。通过乙醇回流法制备4种菊科植物不同部位的醇提物,通过滤纸片抑菌圈法和菌丝生长速率法测定上述醇提物对5种植物病原真菌的抑菌活性。结果显示当4种入侵植物不同部位的醇提物质量浓度为5 mg·mL -1时,它们对5种病原真菌具有选择性的抑制作用,其中:紫茎泽兰花、茎叶和三叶鬼针草地上部分的醇提物抑菌活性较强;紫茎泽兰花醇提物对芸薹链格孢菌丝生长抑制效果最强,半数效应浓度(EC50)为0.086 8 mg·mL -1;紫茎泽兰茎叶和三叶鬼针草的醇提物对厚垣镰刀菌菌丝生长具有良好的抑制作用,它们的EC50分别为0.091 3和0.194 3 mg·mL -1。研究结果提示4种菊科入侵植物中紫茎泽兰、三叶鬼针草提取物对供试病原真菌的抑菌效果较好,其中又以紫茎泽兰花、茎叶提取物的抑菌效果为佳,值得进一步研究。

    • 旋转式风能摩擦纳米发电机的电势仿真及输出性能研究

      2023, 40(6):136-144. DOI: 10.11721/cqnuj20230614

      摘要 (98) HTML (0) PDF 3.32 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新型旋转式摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)结构。采用COMSOL仿真软件分析了旋转过程中的电势分布,同时研究了电极片数、薄膜宽度、独立层与电极间距对TENG输出性能的影响规律。随后利用MATLAB Simulink搭建TENG等效电路模型,分析连接外部电阻时,TENG的输出性能随着负载电阻阻值的变化规律。最后,将本文设计的新型旋转式TENG与已有的部分风能捕获TENG进行输出功率方面的对比,探究它的优势及实用价值。研究发现:随着电极片数的增加,电极间电压峰值呈现下降趋势,频率随着片数的增加而增加,输出的短路电流增大;随着PTFE薄膜宽度的增加,电极间电压先上升后下降,当PTFE薄膜宽度与电极宽度一致时,电压达到峰值。当外接电阻阻值为10 MΩ时,TENG的输出性能达到最大。

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