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当期目录

    2019年, 第2019卷, 第1期 刊出日期:2019-01-25 上一期    下一期
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    数学
    一类截尾稳定过程驱动的SIS传染病模型
    张振中, 张权, 杨红倩, 张恩华
    2019 (1):  1-12,38.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.001
    摘要 ( 308 )   HTML ( 17 )   PDF(479KB) ( 400 )  
    考虑一类由谱正α-稳定过程驱动的SIS(易感-感染-易感)模型.首先证明了全局正解的存在唯一性;其次,利用Khasminskii引理和Lyapunov方法,得到了平稳分布存在唯一性的条件,并证明了模型的指数遍历性;最后,给出了模型灭绝的条件.
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    基于分层贝叶斯模型的损失准备金估计
    章溢, 刘志强, 邹思思, 温利民
    2019 (1):  13-23.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.002
    摘要 ( 211 )   HTML ( 144 )   PDF(370KB) ( 342 )  
    传统的准备金模型主要是通过加总个体数据得到聚合损失三角形数据建立的,然而,这种数据的加总对原始个体数据产生不可避免的信息浪费.虽然这种方法简单,但可导致准备金估计的较大偏差.近年来提出的个体数据准备金模型中大都没有考虑保单合同之间的相依性.本文假设相同事故年的保单产生的索赔具有某种共同效应导致的相依情形,通过建立个体数据准备金的分层贝叶斯模型,利用信度理论的思想,得到每个事故年的准备金估计,从而得到总准备金的估计.进而,讨论了发展因子和结构参数的估计及其相应的统计性质.最后,给出数值例子表明本文给出的准备金估计的计算方法,并且比较了个体数据和聚合数据下准备金估计的均方误差.
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    一类四阶偏微分方程的李对称分析、Bäcklund变换及其精确解
    代慧菊, 李连忠, 王琪, 沙安
    2019 (1):  24-31.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.003
    摘要 ( 273 )   HTML ( 12 )   PDF(293KB) ( 419 )  
    利用齐次平衡法获得了一类四阶偏微分方程的Bäcklund变换,进而得到方程的几组精确解;然后运用李对称分析方法,获得该方程的向量场,利用相似变换,把难于求解的非线性偏微分方程转化为易于求解的常微分方程,并通过求解所得到的约化方程,结合幂级数展开法,得到原方程的一系列精确解.
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    带有线性记忆的plate方程随机吸引子的上半连续性
    王怡, 马巧珍
    2019 (1):  32-38.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.004
    摘要 ( 225 )   HTML ( 14 )   PDF(284KB) ( 346 )  
    基于带有线性记忆和加性噪声的plate方程随机吸引子的存在性,当噪声项的系数趋于零时,证明了该方程随机吸引子的上半连续性.
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    最大度为7的哈林图的L(2,1)-标号
    陈晓峰, 王艺桥
    2019 (1):  39-47,57.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.005
    摘要 ( 304 )   HTML ( 23 )   PDF(613KB) ( 319 )  
    哈林图是一个平面图G=TC,其中T是嵌入到平面内的不含2度点且至少有一个顶点度大于等于3的树,C是按顺时针顺序依次连接T中的叶形成的圈.通过对哈林图的结构分析,证明了最大度等于7的哈林图的L(2,1)-标号数至多为10.
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    计算机科学
    一种基于SysML/MARTE/pCCSL的信息物理融合系统协同建模方法
    黄平, 杜德慧
    2019 (1):  48-57.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.006
    摘要 ( 264 )   HTML ( 19 )   PDF(6122KB) ( 430 )  
    信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统.针对这种异构系统的建模问题一直是人们研究的重点,但是,缺乏系统性的方法来建模CPS的特性,如异构性、不确定性、软硬协同和非功能属性(Non-Functional Properties,NFP)等.提出了一种基于SysML(System Modeling Language)/MARTE(Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems)/pCCSL(p Clock Constraint Specification Language)的协同建模方法,实现了从不同视角建模CPS的不同特征,包括系统的结构、行为、时钟约束和NFP.该方法的新颖性在于使用pCCSL规约各模型之间的交互和同步,显式地建模模型之间的逻辑一致性.同时,为了捕捉CPS的特性如随机行为和连续行为,扩展了一些SysML/MARTE的元模型.最后,给出了一个智能建筑的案例以展示所提出的协同建模方法的可用性.
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    基于价值评估的不围棋递归算法
    郭倩宇, 陈优广
    2019 (1):  58-65.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.007
    摘要 ( 468 )   HTML ( 122 )   PDF(1276KB) ( 589 )  
    介绍了不围棋及其规则,并且给出了当前不围棋人工智能的方法及其不足之处.通过分析不围棋博弈的特点,提出了价值评估模型函数;基于此,构造出了递归算法,实现了不围棋人工智能,解决了当前已有算法时间和空间复杂度过高的问题;给出了实现此算法的程序与著名开源软件OASE-NoGo的对弈结果:达到了90%以上的胜率.同时,通过一个常见局面展示了本文算法较传统算法在程序计算上的优势,证明了本文算法的可行性和高效性.
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    基于动态分组的多策略引力搜索算法
    张强, 王梅
    2019 (1):  66-75.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.08
    摘要 ( 229 )   HTML ( 16 )   PDF(430KB) ( 348 )  
    给出了一种基于动态分组的多策略引力搜索算法.算法迭代初期利用自适应分组策略对种群进行分组寻优,每个分组内只更新最差个体,采用云模型理论来改进最优个体的进化行为;迭代后期将种群分为优势子群和拓展子群,采用差分变异算子更新优势子群提高寻优精度和速度,利用Tent混沌理论进化拓展子群完成个体变异.典型复杂函数测试表明,该算法具有很好的收敛精度和计算速度.
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    物理学与电子学
    整数阶复宗量贝塞尔函数的计算程序研究
    任宏红, 郭迎春, 王兵兵
    2019 (1):  76-82,92.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.009
    摘要 ( 302 )   HTML ( 16 )   PDF(684KB) ( 326 )  
    鉴于目前的算法程序集中没有现成的计算复宗量贝塞尔函数的程序,本文基于贝塞尔函数的逆向递推关系编写了计算整数阶复宗量第一类贝塞尔函数的Fortran程序源代码.与Matlab软件的计算结果比较,两者至少有12位有效数字一致.接着运用此程序,分析了徐士良的《FORTRAN常用算法程序集》中的纯虚宗量的贝塞尔函数,即变形贝塞尔函数程序的准确度,发现其准确度为6位有效数字.最后,对基于实宗量贝塞尔函数和纯虚宗量贝塞尔函数相乘然后用无限求和来计算复宗量贝塞尔函数值的方法的准确性进行了探讨.证明其仅能对有限的贝塞尔函数进行准确计算.这是由于当求和项中有远大于最终的求和项时,会导致求和结果的有效数字减少甚至完全错误.
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    平衡态与非平衡态分子溶剂化自由能的计算效率比较
    李鹏飞, 王美婷, 梅晔
    2019 (1):  83-92.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.010
    摘要 ( 257 )   HTML ( 11 )   PDF(492KB) ( 349 )  
    着眼于13个中性氨基酸侧链类似物在水中的溶剂化自由能的计算,来比较两种计算自由能的平衡态动力学模拟和非平衡态动力学模拟方法在高性能计算机上的表现.研究发现,利用非平衡态动力学模拟来计算自由能除了在准确度上和平衡态动力学模拟的计算一致之外,在计算效率和实际所需时间上,非平衡方法计算效率更高,实际所需时间更少.
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    光催化材料MIL-125(Ti)/BiOI的制备及光催化性能研究
    黄贤智, 朴贤卿, 蔡亚果
    2019 (1):  93-104,114.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.011
    摘要 ( 329 )   HTML ( 14 )   PDF(7632KB) ( 384 )  
    以五水硝酸铋、碘化钾、MIL-125(Ti)为原料,以乙二醇为溶剂,以柠檬酸为结构诱导剂,通过一步共沉淀法制备了异质结结构光催化剂MIL-125(Ti)/BiOI,并测试了该催化剂在可见光下对有机染料罗丹明B的光催化降解效果.通过XRD(X-ray Diffraction)、PL(Photolumiscence)、SEM(Scanning Electron Microscope)、BET和UV-Vis(Ultraviolet and Visible Spectrophotometer)等表征手段研究了其结构、形貌、光谱与催化性能间的关系,并从能带结构上分析了其催化机理.结果表明,通过调节Ti:Bi,MIL-125(Ti)/BiOI在可见光照射下对有机染料罗丹明B有很好的光催化降解效果,并且该催化剂具有良好的稳定性,具有一定的工业化应用前景.
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    基于KNL众核处理器平台的并行矩量法性能优化
    顾宗静, 赵勋旺, 刘莹玉, 林中朝, 张玉, 赵玉萍
    2019 (1):  105-114.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.012
    摘要 ( 374 )   HTML ( 10 )   PDF(1340KB) ( 332 )  
    基于Intel第二代Xeon Phi代号为Knights Landing(KNL)众核处理器平台,利用MPI+OpenMP混合编程策略对并行矩量法(Method of Moments,MoM)进行了优化.利用OpenMP编程技术和KNL的计算资源,提高了CPU(Center Processing Unit)使用率;线程的引入,大幅度减少了矩阵填充过程中进程间的冗余积分;为发挥KNL的512位矢量宽度优势,通过向量化优化进一步提高了循环结构的执行效率;对计算密集型、CPU利用率高的矩阵求解过程,通过引入的OpenMP编程策略,减少了MPI(Message Passing Interface)通信时间,加速了求解.数值结果表明,通过在KNL众核处理器平台上的优化,可以极大地提升矩量法计算复杂电磁问题的效率.
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    基于核矩阵等距映射的无线传感网络节点定位算法
    杨海, 李兵
    2019 (1):  115-123.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.013
    摘要 ( 238 )   HTML ( 10 )   PDF(536KB) ( 297 )  
    针对无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)中节点位置信息呈现非线性的问题,基于偏最小二乘法(Partial Least Squares,PLS)稳健的多元线性回归特点,结合流形学习中的非线性降维方法,提出了一种基于PLS的核矩阵等距映射(Isometric Feature Mapping,ISOMAP)节点定位算法.通过节点间测地距离表征节点非相似性,利用样本点贡献率找寻和剔除邻域中的"短路"边,经质心变换和核变换后映射至高维特征区间,采用PLS方法求得节点位置.仿真结果表明,相比ISOMAP和多维尺度(Multidimensional Scale Method,MDS)算法,该算法具有良好的拓扑稳定性、泛化能力、稳健性和定位精度,降低了计算复杂度.
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    生命科学
    R语言在生物科学研究绘图中的应用
    蓝洋, 何秀, 朱诚勖, 张玉娟
    2019 (1):  124-135,143.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.014
    摘要 ( 355 )   HTML ( 16 )   PDF(2336KB) ( 570 )  
    R语言具有强大的数据分析处理和可视化绘图功能,可以在Window、Linux以及Mac系统上使用,并且根据其编写新代码或调整已有代码可轻松实现科研中数据呈现与图形绘制的要求.然而其代码学习较为艰难、R-package使用复杂,所以未受到科研新手的青睐.基于生物科学相关领域的背景,整理汇集已出版的文献、公共数据库以及国家统计局中提供的数据,使用R语言、R编辑器RStudio并载入相关的R-package绘制出地图、热图、关联网络图、韦恩图和柱形图等高质量的图片,并提供相应的脚本与说明,以方便生物科研人员直接更改使用.本研究对生物科研中合理、直观地表述研究结果提供了良好的范例,并进行了详细讨论,且与其他绘图软件作了比较,以期R语言能够成为生物科学领域科研工作者入门学习、研究应用中绘制图片的首选工具.
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    生态与环境科学
    用水效率目标约束下的省市用水差异及分区对策探讨
    廖瑜欣, 张勇, 古润竹
    2019 (1):  136-143.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.015
    摘要 ( 280 )   HTML ( 11 )   PDF(1230KB) ( 310 )  
    随着节水型社会建设和最严格水资源管理的提出,各地用水受到更明确、更严格的控制.为量化目标控制对区域用水的约束影响,提出了水资源目标约束强度概念,探索性地对水资源目标约束的进行量化分析,计算中国大陆31个省级行政区的工、农业用水效率目标约束强度及差异性,通过情境分析综合考虑工、农业用水领域目标约束情况,得到工农强控、农业主控、工业主控等七种类型地区,针对不同类型地区提出优化水资源管理的对策建议.
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    河口海岸学
    升温及淹水条件下土著与外来盐沼植物的生长和光合特征比较
    李诗华, 解丽娜, 陈威, 费蓓莉, 袁琳, 葛振鸣
    2019 (1):  144-155.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.016
    摘要 ( 219 )   HTML ( 14 )   PDF(2451KB) ( 407 )  
    针对我国海岸带典型土著植物芦苇(Phragmites australis)和外来物种互花米草(Spartina alterniflora),研究了其在升温(约升高3℃)和淹水(浅淹水和深淹水)条件下的生长和光合特性.结果显示,升温处理增加了不淹水和浅淹水条件下的芦苇株高、叶面积、最大光合速率与表观量子效率,而对深淹水条件下的芦苇影响较小.深淹水处理下芦苇株高最高,但叶面积最小,体现了其形态适应性.深淹水处理显著降低了生长季中期与后期的芦苇光合和叶绿素荧光参数.升温和淹水处理均提高了互花米草的生长、光合和叶绿素荧光参数,且升温条件下的增加程度较芦苇高,各生长阶段不同淹水处理之间没有显著差异.方差分析表明,升温和淹水处理对芦苇生理生态参数的影响显著程度具有季节差异性,淹水处理的影响更为显著,并存在因子交互作用.升温处理对互花米草光合参数有显著影响,而淹水处理的影响不显著.因此,外来物种可能比土著物种更能适应未来气温升高和海平面上升的环境条件.
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    长江口滨海湿地植物群落潮沟水体有机碳动态及其影响因素
    费蓓莉, 解丽娜, 李诗华, 陈威, 葛振鸣
    2019 (1):  156-165.  doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.01.017
    摘要 ( 265 )   HTML ( 15 )   PDF(2309KB) ( 324 )  
    潮沟系统是滨海湿地与外界环境之间横向碳交换的重要通道.本研究以长江口滨海湿地典型植物群落(禾本科Poaceae和莎草科Cyperaceae)为研究对象,调查了不同潮汐(小潮期与大潮期)退潮过程中潮沟水体可溶性有机碳(DOC)和颗粒态有机碳(POC)的季节变化.结果表明,潮水向外输出的过程中,DOC和POC从高潮滩到口外浅水光滩均逐渐变化,大潮期时不同生境潮沟的有机碳丰度一般比小潮期高.在具有较高植物生物量和土壤有机碳储量的Poaceae群落中,各季节潮沟水体DOC含量均显著高于Cyperaceae生境潮沟;相反,各季节Cyperaceae群落潮沟POC含量则高于Poaceae群落潮沟.此外,Poaceae群落潮沟在各季节均表现为DOC净输出,而POC为净输入,各季节DOC和POC在Cyperaceae群落潮沟均呈现净输出趋势.
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