• 2020年第57卷第5期文章目次
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    • >数学
    • 一个三维系统的音叉分岔

      2020, 57(5):825-829.

      摘要 (1117) HTML (0) PDF 449.33 K (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了一个三维系统的音叉分岔.该系统中的每个方程都包含一个二次交叉乘积项. 本文分析了当单个参数在临界值附近变化时系统的平衡点数量的改变, 即单个参数的音叉分歧, 以及系统发生音叉分岔时产生的平衡点的稳定性.

    • 抛物型积分微分方程的新型全离散弱 Galerkin 有限元法

      2020, 57(5):830-840.

      摘要 (930) HTML (0) PDF 939.95 K (327) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究基于任意多边形/多面体网格求解二维和三维抛物型积分微分方程的一类全离散弱Galerkin有限元法.本文以真解u的单元内部值u0、网格边界值ub以及单元内部的梯度为变量,弱Galerkin法在空间上采用间断的分片k次,k-1次,k-1(k≥1)次多项式来分别逼近u0,ub和内部梯度,并采用Crack-Nicolson差分格式对时间导数项进行离散.本文证明了全离散格式解的存在唯一性,导出了相应的误差估计.数值实验验证了理论结果.

    • 一个包含目标趋向性的增强型Cucker-Smale群体运动模型

      2020, 57(5):841-846.

      摘要 (1144) HTML (0) PDF 2.05 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:在生物群集运动中,群成员往往具有共同目的,且仅在局部范围内进行信息交互.鉴于此,本文在描述生物群集运动的Cucker-Smale模型基础上引入目标趋向作用和几何邻域,从而建立了一个增强型Cucker-Smale群体运动模型.结合速度匹配、避免碰撞、群体聚集及趋向目标等4个群体目的,本文建立了相应的效能函数.仿真结果验证了模型的有效性.

    • 含阻尼项的SRLW方程的一个去耦合线性化差分格式

      2020, 57(5):847-851.

      摘要 (673) HTML (0) PDF 387.79 K (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文对带有阻尼项的耗散SRLW方程的初边值问题进行了数值方法研究,提出了一个具有二阶理论精度的三层非耦合线性化差分格式.该格式解除了原方程中函数之间的耦合关系,大大提高了数值求解效率.此外,本文综合运用数学归纳法和离散泛函分析方法证明了格式的收敛性和稳定性.数值实验表明该方法是可靠的.

    • 一类带积分边界条件的三阶边值问题正解的存在唯一性

      2020, 57(5):852-856.

      摘要 (703) HTML (0) PDF 365.79 K (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文运用混合单调算子方法研究了一类带积分边界条件的三阶边值问题正解的存在唯一性.

    • 加权Bergman空间到Bloch-Orlicz空间上的乘积型算子

      2020, 57(5):857-864.

      摘要 (581) HTML (0) PDF 505.63 K (275) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过在加权Bergman空间中构造合适的测试函数,利用符号函数刻画了加权Bergman空间到Bloch-Orlicz空间上乘积型算子的有界性和紧致性.

    • 关于第二类 Stirling 数的 p-adic 赋值的一些新结果

      2020, 57(5):865-870.

      摘要 (708) HTML (0) PDF 266.32 K (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究第二类Stirling数的p-adic 赋值的一些性质.

    • >计算机科学
    • 基于灰色关联分析的类中心缺失值填补方法

      2020, 57(5):871-878.

      摘要 (789) HTML (0) PDF 731.82 K (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:真实数据集中含有缺失值,许多数据分析技术不能直接应用到不完整数据上,且缺失值的存在会明显地降低算法的有效性,缺失数据处理是一个不可缺少的数据预处理过程,因此提出了一个基于统计度量的缺失值填补算法,名为灰色类中心缺失值填补(GCCMVI)方法,利用数据点的类中心和标准差来填补缺失值,此外,通过比较阈值和实例与类中心间相关性的大小关系,决定是否加上(减去)标准差,灰色关联分析用来计算相关性,在缺失值被填补后,得到的完整的数据集用来训练支持向量机(SVM)分类器.在三种类型不同的数据集上进行比较,以分类精度,填补效果,填补时间作为评估准则来衡量算法的有效性.实验结果表明,所提出的算法显著地提高了分类精度和填补效果.

    • 基于主动弹性防御策略的网络控制系统零动态攻击检测

      2020, 57(5):879-886.

      摘要 (634) HTML (0) PDF 2.37 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了一种适用于零动态攻击的网络控制系统(NCSs)的弹性控制策略,基于控制输入和测量数据设计的隐式虚假数据注入攻击.当网络化控制系统的控制信号受到网络攻击时,根据被动模型的故障检测和隔离方案,发现在攻击过程中,对设备状态变量的零动态攻击的结果是不可检测的,但在攻击结束后会变得明显.对此,利用广义似然比检测器的主动版本给出的信息在线更新卡尔曼滤波器,设计了一种具有快速恢复攻击端后闭环系统行为能力的弹性线性二次高斯控制器.实验结果显示,所提算法明显具有更高的攻击检测质量,并具有更佳的计算效率和内存利用效率,验证了算法有效性.

    • 基于CGRU多输入特征的地空通话自动切分

      2020, 57(5):887-893.

      摘要 (631) HTML (0) PDF 2.30 M (270) 评论 (0) 收藏

      摘要:自动语音切分是语音识别、声纹识别、语音降噪等语音应用中非常重要的预处理环节,切分算法的优劣直接影响了系统输出结果的精度.在空管地空通话中,传输信道噪声、天气因素以及说话人工作状态均会对语音信号产生影响,进而在一定程度上影响语音切分性能.在分析空管地空通话语音特性基础上,提出了一种基于CGRU网络多输入特征的自动语音切分方法.该方法结合地空通话的特点,采用深度学习的方法进一步提取语音信号的时域和频域非线性特征,将语音信号帧分类为语音帧、结束帧以及其他帧三类.实验对比了多种语音特征作为输入对切分效果的影响,同时验证了GMM、CNN、CLDNN、CGRU等切分算法在真实地空通话测试集上的表现,并提出了一种简单预测结果平滑算法.实验结果表明,文中提出的自动切分方法在地空通话中具有明显优势,分类模型的AUC值达到了0.98.

    • 基于冲突成像概率的多星任务预调度算法

      2020, 57(5):894-902.

      摘要 (571) HTML (0) PDF 1.97 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究高效的卫星调度算法对于解决任务分配不合理问题,充分利用卫星资源收集地面信息,提高对地观测系统的效率具有重要意义.本文针对多星分布式协同调度模型的第一阶段预调度问题,考虑卫星性能指标和成像约束条件,将多星调度问题分解为单星自主调度问题.为求解该问题,本文通过计算任务的可用时间窗口之间的潜在冲突系数和实际冲突系数及能量系数,提出一种基于冲突成像概率的调度(Collision Imaging ProbabilityBased Schedule,CIPBS)算法,根据可用时间窗口分布特点预测每个任务被每颗卫星成功调度的概率,从而设计任务分配方案,尽可能提高能被成像任务的总权重.本文设计了3种不同分布的任务场景来评估CIPBS算法的适应性和效率,实验结果表明均有10%~20%的性能提升.

    • >电子信息科学
    • 随机网络中三种渗流相变的交叉

      2020, 57(5):903-908.

      摘要 (596) HTML (0) PDF 3.02 M (230) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于一个简单的分段线性权函数, 研究了参数α统一两种不同三临界的渗流模型,当调节α的值从1到0渗流相变从连续变化到多重不连续和不连续.通过计算不同系统尺寸下序参量的相对方差,表明α=0.6时在热力学极限下跌落为一个奇异峰,α=0.5时在某个超临界区交织在一起,α=0.4时在一个延伸的区间上随系统尺寸的增加变得更大.因此对于相变从连续变化到多重不连续和从多重不连续变化到不连续,三相点分别位于0.6和0.5以及0.4和0之间.该框架为理解随机网络中不同类型相变之间的交叉行为提供了见解.

    • 基于FFT的概率神经网络故障诊断模型

      2020, 57(5):909-914.

      摘要 (546) HTML (0) PDF 3.71 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机的执行器和传感器系统受到材料与环境等诸多因素的影响, 容易发生各类故障, 严重时甚至会造成坠机, 因此实现无人机早期故障的有效诊断对预防飞行事故具有重要意义. 本文以六旋翼无人机Simulink模型作为研究对象, 针对飞行器电机和角速度传感器的早期故障, 提出了一种基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)的概率神经网络故障诊断模型. 首先, 在Simulink平台上对六旋翼无人机进行飞控模型的建立; 然后采用FFT对数据进行有效的时频分析; 最后基于MATLAB设计并建立概率神经网络模型, 利用FFT数据进行故障分类, 实现无人机的故障诊断.

    • 基于GMDH的宏观经济短期预测模型

      2020, 57(5):915-919.

      摘要 (413) HTML (0) PDF 922.66 K (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的宏观经济短期预测研究通常基于定量或定性预测模型,而GMDH 算法兼具定性定量的特点,建立了基于GMDH 自回归模型的混合预测模型数学模型来进行宏观经济短期预测,应用相关的统计数据做实证分析,将所得结果与传统GMDH模型、二次自回归模型进行了比较.结果表明,本文提出的混合预测模型具有良好的预测精度,是一种有效的宏观经济短期预测手段.

    • 基于机器视觉的金刚线质量检测

      2020, 57(5):920-926.

      摘要 (401) HTML (0) PDF 14.20 M (257) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电镀金刚线质量品控难度大、成本高等问题,首次研制了一种基于机器视觉的金刚线离线表面质量检测系统.文中介绍了金刚线质量检测系统的结构组成,对用于评价金刚线质量情况的常用性能指标的相关算法实现进行了详细描述,并以平铺图的方式在一定程度上不加以验证的还原了金刚线的三维表面形貌.最后,根据设计制作实物并进行测试,结果表明,出刃率计算精度达93.2%,出刃高度计算精度达92.9%,满足金刚线质量检测评价的要求,在提高检测效率的同时降低检测难度.

    • >物理学
    • 相关噪声驱动下一种特殊非对称非线性系统的随机共振研究

      2020, 57(5):927-935.

      摘要 (593) HTML (0) PDF 3.69 M (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文分析了在乘性非高斯噪声与加性高斯噪声驱动下的一种特殊非对称双稳系统的随机共振现象. 我们使用统一色噪声逼近、路径积分法、二态模型理论对本文郎之万方程进行马尔科夫逼近,从而得到系统的稳态概率分布与信噪比. 仿真结果得知,非高斯噪声与高斯噪声强度驱动下的信噪比均存在随机共振,且非高斯噪声偏差参数、噪声相关时间、非对称系数、互相关强度等参数均对其有影响. 本文分别讨论了非高斯噪声偏差参数,非高斯噪声的相关时间,互相关强度,周期信号幅度和非对称系数等参数对信噪比的影响.

    • 不同啁啾调制对光谱连续区的影响

      2020, 57(5):936-940.

      摘要 (391) HTML (0) PDF 3.95 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用啁啾场调控激光波形,理论研究了不同啁啾场对高次谐波光谱的影响. 结果表明:当采用对称中间啁啾调控时,谐波截止能量的延伸及光谱连续区来自于激光中间区域. 当采用不对称负向啁啾调控时,谐波截止能量的延伸及光谱连续区来自于激光下降区域. 虽然,谐波截止能量在不同啁啾调控下都可以得到延伸,但是,不对称负向啁啾场下光谱连续区的强度要比对称中间啁啾场下光谱连续区强度高2个数量级. 最后,通过叠加光谱连续区上的谐波可以获得2个脉宽在38 as的单个阿秒脉冲. 并且,负向啁啾场下获得脉冲强度要比对称中间啁啾场下获得脉冲强度高2个数量级.

    • 铜在铍晶体中扩散系数和浓度分布的理论研究

      2020, 57(5):941-946.

      摘要 (494) HTML (0) PDF 2.56 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:惯性约束聚变实验中铜在铍晶体中的扩散是影响靶丸性能的重要因素. 采用分子动力学方法研究了铜在铍晶体中的扩散系数,并分析了铜在铍晶体中扩散浓度和深度的关系. 研究结果表明在低温区域铜掺杂浓度较大的体系中扩散系数明显较大. 当铜掺杂浓度为1.0 at%时其扩散系数与实验符合很好. 在靶丸热解条件下使用扩散方程得到铜原子扩散浓度和深度分别为0.06 at%和6.2 um. 10 um厚的0.5 at%铜掺杂层可以降低铜在铍晶体中扩散的深度. 这些研究能为制备性能更高的靶丸提供有用的帮助.

    • 便携式α-β-γ谱仪设计

      2020, 57(5):947-952.

      摘要 (608) HTML (0) PDF 1.79 M (239) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有便携式谱仪无法同时对α-β-γ射线进行测量,使得相关人员对α-β-γ混合场景的评估与处理存在不便,因此研制了一套便携式α-β-γ谱仪以解决上述问题. 谱仪采用PIPS探测器和LaBr3(Ce)探测器分别对α-β粒子和γ射线进行测量,获取高分辨的能谱. 经测试,谱仪的α能量分辨率小于140 keV (5.486 MeV,0.1 atm),α表面发射率响应67.34% (241Am),β表面发射率响应19.13% (90Sr-90Y),γ能量分辨率小于3.4% (662 keV). 因此谱仪可同时测量α-β-γ射线并获取高分辨的能谱,有助于相关人员对测量现场做出快速准确的评估与处理.

    • NH自由基基态及低激发态从头算研究

      2020, 57(5):953-960.

      摘要 (488) HTML (0) PDF 923.43 K (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文用耦合簇理论中的CCSD(T)方法和二次组态相互作用中的QCISD(T)方法并结合aug-cc-pv5z基组对NH自由基的基态和激发态进行从头计算研究. 我们拟合出了NH自由基基态和低激发态的势能函数, 以得到势能函数为基础计算出了NH自由基相应态的光谱常数, 并与实验值进行比较, 发现误差比较小; 通过求解NH自由基基态及激发态的径向Schrödinger方程, 得到了NH自由基在转动量子数J=0时基态及低激发态的振动能级及离心畸变常数.

    • 不确定度评价方法在高纯锗探测器参数修正中的应用

      2020, 57(5):961-967.

      摘要 (551) HTML (0) PDF 1.11 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:将统计性不确定度评价方法应用到高纯锗(HPGe)探测器参数的标定和修正工作中. 结合蒙特卡洛模拟和统计性不确定度评价方法,分析探测器参数在探测效率模拟结果中的相对重要性,对重要参数同时进行多次简单蒙卡抽样,模拟计算探测器对多空间点多γ源的探测效率,找出真实效率与模拟效率的最小偏差,即能确定最佳探测器参数. 结果表明,此方法修正探测器参数后,对60Co,137Cs, 241Am源在标定点的模拟效率与真实效率相对误差均小于0.5%,在3个验证点的模拟效率与真实效率相对误差均小于0.5%.

    • 基于MATLAB对球谐函数及其原子轨道的可视化研究

      2020, 57(5):968-974.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 7.94 M (284) 评论 (0) 收藏

      摘要:球谐函数是拉普拉斯方程的球坐标系形式解的角度部分,在经典场论、量子力学等领域广泛应用.基于量子力学中的角动量算符和连带勒让德方程,设定广义函数的条件下,利用分离变量法推导出球谐函数的一般方程式,进而解出n、l分别为0,1,2,3,4,5时的球谐函数.另外,根据球坐标的自变量定义域,设定自变量θ、φ的条件下,得到了不同状态的球谐函数及其原子轨道,并对其进行了可视化研究.最后,利用 MATLAB软件对不同的n、l所对应的球谐函数和原子轨道进行仿真模拟,得到了简明扼要、直观清晰的可视化结果.这种可视化的研究思路为研究球谐函数及其原子轨道的其他特性提供了一条便利的途径.

    • >化学
    • 低本底条件下氡及其子体的抑制研究

      2020, 57(5):975-979.

      摘要 (626) HTML (0) PDF 8.02 M (292) 评论 (0) 收藏

      摘要:稀有事例的探测中需要极低的本底,氡及其子体是主要的本底来源之一. 文章依据地下实验室1 725 m³液氮除氡需求,设计了一套液氮除氡系统,初步测试了KC-6系列活性炭在-10~-120 ℃下的除氡效果. 实验结果表明,误差函数能很好的拟合活性炭在不同温度下的穿透曲线. 拟合数据表明在-10和-30 ℃下活性炭对氡的动力学吸附系数分别为23.01 ± 0.33和58.68 ± 0.63 L/g. 有限的数据表明在-120 ℃下没有氡溢出,但是可以算出此时的动力学吸附系数已经大于432 L/g. 文章中所得到的数据将为低放射本底液氮中氡的去除研究奠定基础.

    • >材料科学
    • 第一性原理研究Mg(16-x)Tix(x=1-16)合金的晶体结构和力学性质

      2020, 57(5):980-986.

      摘要 (479) HTML (0) PDF 3.93 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计力学性能良好的新型镁钛合金对于促进汽车工业、固态储氢材料以及生物复合材料具有重要的意义. 本文基于第一性原理计算, 以能量为判据, 筛选出了Mg(16-x)Tix(x=1~16)每个组分下最稳定的晶体结构, 同时通过形成能、声子谱以及弹性常数对相对稳定的Mg15Ti1, Mg2Ti2, Mg1Ti15晶体结构进行了详细的研究. 研究结果表明镁钛合金是不相溶的, 形成的结构均为亚稳态结构且是热力学稳定的, 此外钛含量的增加有利于增加镁钛合金的硬度以及延展性, 这与实验结果一致, 但是会降低共价键的强度.

    • 双模随机晶体场对混合自旋1/2和自旋1纳米管磁化强度的影响

      2020, 57(5):987-992.

      摘要 (429) HTML (0) PDF 2.49 M (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文利用有效场论研究了原子掺杂对纳米管晶格点磁化强度的影响. 结果表明, 掺杂程度、晶场取值概率、最近邻交换相互作用与晶场强度相互竞争, 使系统具有丰富的磁化特性. 当负晶场作用于系统时, 系统发生一级相变. 负晶场越强, 对系统磁化强度的阻碍作用越明显. 当晶场参数和掺杂程度不同时, 系统磁化强度随温度的变化表现出奇异性.

    • >生物学
    • 短小芽孢杆菌sRNA Bpsr112的鉴定及功能研究

      2020, 57(5):993-1001.

      摘要 (569) HTML (0) PDF 3.79 M (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给短小芽孢杆菌的改造提供新思路,提高碱性蛋白酶产量,实验室前期对短小芽孢杆菌进行了转录组测序,预测了短小芽孢杆菌的sRNA.本研究通过生物信息学方法和Northern杂交鉴定了一个新的sRNA Bpsr112.然后构建了Bpsr112的敲除型菌株和过表达菌株,利用相关菌株进行了生长曲线、盐胁迫和蛋白酶活等实验,再利用SDS-PAGE检测胞外蛋白酶AprE的表达水平.结果表明,在发酵至60 h和72 h时,与对照菌株相比,敲除型菌株酶活显著降低(P<0.01),过表达菌株酶活显著提高(P<0.01);同时SDS-PAGE结果表明,AprE蛋白含量在敲除菌株中降低,在过表达菌株中提高,说明sRNA Bpsr112对短小芽孢杆菌蛋白酶活具有正调控.本研究鉴定了短小芽孢杆菌中的sRNA,并发现Bpsr112对蛋白酶活具有促进作用.

    • 卧龙亚高山公路沿线外来植物入侵风险评估

      2020, 57(5):1002-1008.

      摘要 (527) HTML (0) PDF 1.19 M (249) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨卧龙保护区亚高山公路对外来植物的影响以及沿线外来植物的潜在入侵风险,本文采用样线法和样方法,对卧龙保护区G305亚高山段沿线(耿达-邓生)进行植物调查,该区域有外来植物54种,隶属于35科51属.其中菊科等5科植物占35.19%.生活型多为草本,占62.96%.原产地以亚洲最多,占64.81%,其中非卧龙保护区的中国植物占所调查外来植物的40.74%.α多样性指数分析发现,距离公路越远,外来植物分布越少.在此基础上,通过层次分析法构建了卧龙保护区外来植物入侵风险评估体系,并对54种外来植物进行评估,结果发现4种植物具有高入侵风险,9种存在中入侵风险,6种存在低入侵风险.结合外来植物的入侵风险等级,提出了相应的管控措施.

    • 一种预测判断蛋白质与DNA相互作用位点的新方法

      2020, 57(5):1009-1014.

      摘要 (573) HTML (0) PDF 2.10 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:蛋白质-DNA相互作用位点在各类生理生化反应中扮演重要角色.本论文旨在构建一种可以准确预测“相互作用位点”的方法:PdDNA,其内容主要包括支持向量机和序列匹配器.支持向量机通过提取相互作用位点中心残基的特征进行训练并分类,序列匹配器则通过蛋白质特征矩阵(PSSM)对氨基酸序列进行相关性评估,对二者结果进行归一化整合,得到最终的预测结果.利用公开数据集PDNA_62,我们的PdDNA预测准确率为86.87%.为进一步验证PdDNA可靠性,我们还自建了PDNA_224数据集,其预测准确率为83.07%,处于较高水平.因此PdDNA是一种有效的“蛋白质-DNA相互作用位点”预测方法.

    • 过表达本氏烟基因NbPAP2对转基因植物生长发育的影响

      2020, 57(5):1015-1021.

      摘要 (466) HTML (0) PDF 3.00 M (187) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究紫色酸性磷酸酶基因在本氏烟草中所发挥的生物学功能,该研究利用生物信息学软件发现本氏烟NbPAP2与拟南芥AtPAP2的氨基酸同源性达到64.2%,其具有特征性的信号肽和靶向叶绿体的C端疏水基序以及双核金属离子中心. qRT-PCR结果显示NbPAP2在植物中组成性表达,花瓣中表达量最高,测定叶片气孔导度平均提高30.5%、净光合速率平均提高23%,然而蒽酮比色法测定糖平均含量下降21%.因此,NbPAP2通过介导碳代谢促进本氏烟草花期提前、生物量提高、种子体积增大等.

    • 牦牛德尔卑沙门氏菌的分离、鉴定及致病性研究

      2020, 57(5):1022-1028.

      摘要 (566) HTML (0) PDF 13.00 M (329) 评论 (0) 收藏

      摘要:为调查四川省阿坝州红原县牦牛腹泻病因,本课题组从红原县4所养殖场采集牦牛腹泻粪便16份,并对分离株进行多位点序列分型、血清型鉴定、耐药性试验及小鼠致病性试验.结果表明:16份样品共计分离出16株沙门氏菌,均为德尔卑沙门氏菌ST71型,100%菌株对四环素、氨苄西林、氯霉素和头孢噻呋多重耐药;选取腹泻较严重牦牛粪样沙门氏菌分离株(编号15XLR)进行致病性试验,得出分离株15XLR的半致死剂量为1.2×107 CFU,病理切片结果显示小鼠后脾脏、肠道损伤严重.本研究对红原县牦牛腹泻病因进行了调查研究,并证实德尔卑沙门氏菌除感染猪鸡外,其能够入侵牦牛机体,提示牦牛腹泻疾病的防控应注重沙门氏菌的感染以及在牦牛群体中的传播.

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