研究精粹

• 不同光学天文参考架的比较

  郭素芬;吕国梁;

  天文参考架是天体测量的基础．从最早的FK5参考架，后来的伊巴谷参考架，到现在的Gaia参考架，光学参考架的精度越来越高．本文对近年来实现的光学参考架进行了总结分析，详细介绍了伊巴谷参考架和Gaia参考架，总结了参考架的连接方法．研究结果表明：Gaia实现的光学参考架在精度和轴稳定性上已经达到了射电参考架的水平．

  2022年02期 v.39;No.168 129-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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数理科学

• 带有扰动的分数阶反应扩散网络的事件触发拟同步（英文）

  杨亚朋;胡成;于娟;

  本文研究事件触发策略下带有有界扰动的分数阶反应扩散网络的同步问题．首先，为了消除扰动对网络的影响，提出一种基于边界层方法的分布式事件触发控制策略，并得到了网络实现准同步的充分条件；其次，通过反证法验证了该控制策略下的每个节点都不会出现Zeno现象；最后，通过一个算例验证了理论结果的可行性．

  2022年02期 v.39;No.168 134-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 355K]
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• 具有脉冲效应和随机扰动的Markov跳跃主从多智能体系统固定时间一致

  夏孟瑶;蒋海军;于志永;

  本文研究了一类具有脉冲效应和随机扰动的Markov跳跃主从多智能体系统固定时间一致性问题.首先,提出了一种具有脉冲效应的切换状态反馈非线性控制协议,以实现多智能体系统达成一致；其次,通过利用随机分析理论,Lyapunov稳定性理论,得到了保证主从多智能体系统在固定时间内达到一致的充分条件；最后,数值算例验证了理论结果的正确性.

  2022年02期 v.39;No.168 144-150+196页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
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• 基于非周期间歇控制的复值惯性神经网络指数同步

  惠姣姣;于娟;

  本文主要研究具有混合时变时滞的惯性神经网络指数同步问题.首先,提出了一类具有离散时滞和有限分布时滞(混合时滞)的复值惯性神经网络模型；其次,通过直接对二阶惯性神经网络模型设计非周期间歇控制策略,利用Lyapunov泛函理论和不等式技巧,给出主从复值惯性神经网络的指数同步准则；最后,通过一个数值算例来验证理论结果的有效性.

  2022年02期 v.39;No.168 151-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K]
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• 基于人口流动的COVID-19传播动力学模型研究

  郭文丹;聂麟飞;

  地区之间的人口流动是当前乃至今后一段时期COVID-19传播的主要途径之一.基于病毒在人群和宿主之间的传播规律以及人口迁移的影响,提出了一类具有迁移效应,无症状感染者和隔离措施的COVID-19传播动力学模型,并利用下一代矩阵方法给出了基本再生数的精确表达式.进一步,利用线性近似和构造Lyapunov函数的方法,证明了当基本再生数小于1时,无感染平衡态是全局渐近稳定的;而当基本再生数大于1时,疾病是一致持久的.数值模拟解释了主要的理论结果并验证了防控措施的可行性.

  2022年02期 v.39;No.168 161-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
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• 图的圈和树孤立

  张刚;吴宝音都仍;

  对任一图G,如果顶点子集D使得G-N[D]不包含任何一个F中的F图作为子图,那么D被叫做图G的一个F孤立集,其中F是一个连通图集.图G中最小的一个F孤立集D的阶数被称为图G的F孤立数,记为ι(G,F).特别的,当F={C_3, K_(1,3), P_4}时,定义ι(G,{C_3, K_(1,3), P_4})=ι′c(G).于是,图G中任一{C_3, K_(1,3), P_4}孤立集D使得G-N [D]只是一些K_1, K_2和P_3分支,而ι_c~′(G)表示图G中最小的一个{C_3, K_(1,3), P_4}孤立集D的阶数.本文证明了如果G?{C_3, C_7}是一个顶点数为n的连通图,那么ι′c(G)≤n/4,且这个上界是最好的.

  2022年02期 v.39;No.168 169-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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• 路和圈、圈和圈的Kronecker积图的超点连通性

  吴丽芸;田应智;

  如果图G的每一个最小点割都是某个点的邻点集,那么G是超点连通的,或者简称为是super-κ的.图G_1与G_2的Kronecker积图是一个点集为V (G_1×G_2)=V (G_1)×V (G_2),边集为E(G_1×G_2)={(u_1,v_1)(u_2,v_2):u_1u_2∈E(G_1), v_1v_2∈E(G_2)}的图.本文证明了对整数m≥4和奇数n≥3, Pm×Cn是超点连通的;对整数m≥5和奇数n≥3, C_m×C_n是超点连通的.

  2022年02期 v.39;No.168 176-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K]
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信息科学与技术

• 基于时域的基频感知语音分离方法

  王凯;李鸣鹤;黄志华;黄浩;

  传统的单通道语音分离方法主要采用混音作为输入，对其进行分离得到目标说话人的语音．最近的研究表明，将预估计的基频信息注入到原始混音信号中能够提高分离效果，但这种方法最初应用于时频域．近年来，基于时域的语音分离方法已经被验证优于早期的时频域分离方法．基于上述出发点，本文提出基于辅助基频的时域语音分离方法．该方法首先将时域信号输入预分离模块生成预分离语音，并从预分离语音中提取基频；然后将提取的基频与原始混音拼接，作为后分离模块的输入进行第二次分离．本文评估了不同的基频提取方法和训练策略．语音分离实验结果表明：在训练后分离模块时，先使用理想基频与混音融合训练一个理想分离网络，然后用RAPT方法对预分离源提取估计基频注入混音，再进行理想分离网络的微调，能够获得最佳的语音分离性能，比Conv-TasNet基线方法提高了0.5 dB．这说明显式地注入辅助基频信息不仅在时频域语音分离中表现出了有效性，同时也适用于时域语音分离．

  2022年02期 v.39;No.168 182-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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• 鲁棒加权最小二乘支持向量回归的进气量预测

  杨济东;南新元;查琴;

  生物氧化提金过程中，进气量是决定提金率和生产成本的重要参数．针对进气量受众多因素影响且具有一定随机性的问题，提出了一种基于鲁棒加权最小二乘支持向量回归的进气量预测模型．通过分析得知进气量的局部波动数据与氧化槽的氧化还原电位之间存在较大的相关性，考虑实际现场情况，根据相关性程度赋予数据不同权重，将两组特定权重的交集应用于加权最小二乘支持向量回归算法，建立了鲁棒加权最小二乘支持向量回归进气量预测模型．仿真结果表明，所建模型可行有效．

  2022年02期 v.39;No.168 189-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K]
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• 基于色调映射的沙尘视频快速增强算法

  钱绪泽;赖惠成;高古学;陈豪;

  沙尘条件下，由于悬浮在大气中的颗粒吸收和散射大气光导致采集到的图像偏色严重、边缘模糊、对比度低，这使得视频图像质量严重下降，同时我们在对视频进行处理时也面临着Halo效应、画面亮度闪烁以及算法时间复杂度高等问题．针对这些问题，我们提出了一种基于Monge-Kantorovitch线性色调映射（Monge-Kantorovitch linear colour mapping, MKLCM）的沙尘视频快速增强算法，首先利用基于统计的方法和全局直方图均衡化算法去除沙尘视频帧的色偏，为了减少噪声和提升图像的细节，利用MKLCM算法对视频帧进行进一步增强，最后根据蓝通道相关性将视频帧的统计量应用到后面的视频帧处理中，防止画面亮度出现闪烁的同时增加算法的实时性．与其他最新算法对比，并通过主客观分析，实验结果表明该算法能够有效快速地解决视频色偏、对比度低等问题，增强了沙尘视频的整体效果．

  2022年02期 v.39;No.168 197-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 881K]
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生态·资源·环境

• 基于STIRPAT模型的新疆“碳达峰”预测与实现路径研究

  闫新杰;孙慧;

  本文通过排放系数法对新疆2004—2019年化石能源碳排放量进行测算，选取STIRPAT拓展模型，运用OLS岭回归并结合情景分析法模拟新疆2020—2040年碳排放量，预测新疆“碳达峰”时间与碳排放峰值，并探索“碳达峰”实现路径．结果表明：（1）2004—2019年新疆未达到碳排放峰值，未来仍面临着较大的碳减排压力；（2）在基准情景下，新疆在2040年并未出现碳排放拐点；（3）在产业升级、节能和清洁发展三种情景下，新疆碳排放峰值分别约为537.83×10~6t、516.53×10~6t和513.56×10~6t，分别于2040、2035和2035年实现“碳达峰”；（4）在绿色发展组合情景下，经济平稳发展的同时可于2030年实现“碳达峰”，碳排放峰值约为463.18×10~6t，是新疆实现“碳达峰”的最优路径；（5）经济放缓情景下，2030年可以实现“碳达峰”，但此情境下新疆的经济增长将低于国家“十四五”规划的总体发展目标，不利于区域间协调发展．

  2022年02期 v.39;No.168 206-212+218页 [查看摘要][在线阅读][下载 783K]
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• 克里雅河尾闾沙漠腹地绿洲胡杨年轮特征分析

  安外尔·阿卜杜热伊木;戴岳;师庆东;张峰;

  本文以塔克拉玛干沙漠腹地克里雅河尾闾达理雅博依绿洲的胡杨群落、胡杨-柽柳群落中的16棵胡杨（Populus euphratica）为研究对象，利用树木年轮学方法测取胡杨年轮的宽度，结合单因素方差分析对比了三处观测点胡杨年轮2010―2018年的生长特征．结果表明：（1）2010―2018年胡杨年轮宽度总体上随着时间呈现变窄的趋势；（2）该绿洲西部的胡杨群落，胡杨年轮宽度随着时间的推移呈现窄-宽-窄的特征，年际差异极显著（P=0.006<0.05），该绿洲中部的胡杨群落年轮宽度随着时间无明显变化规律，年际差异极显著（P=0.005<0.05）;(3)该绿洲西部的胡杨-柽柳群落中，胡杨年轮宽度随着时间呈现变窄的趋势，年际差异不显著（P=0.746>0.05）;(4)胡杨群落中洪水与地下水埋深的变化、种内竞争及河流水量的变化均有可能影响胡杨的年轮宽度变化；（5）胡杨-柽柳群落中胡杨与柽柳的种间竞争可能影响胡杨的年轮宽度变化．

  2022年02期 v.39;No.168 213-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K]
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• 农用地土壤重金属分布特征与污染分析

  刘善劼;何秉宇;邹嘉琪;

  为探讨国内农用地土壤环境污染问题，本文利用已经公开发表的文献数据，借助环境污染指数（PI）、Nemerow综合污染指数、单因素方差分析等方法，对农用地土壤Cr、Cu、Cd、Pb、Zn5种重金属分布特征和污染状况进行分析．结果表明：（1）我国农用地（样地）土壤重金属含量分布特征存在空间分布及种植类型等方面的差异，重金属含量平均值均在国家农用地土壤风险筛选值最高允许浓度标准限定之内．（2）基于区域土壤环境背景值的污染状况分析表明，研究区农用地（样地）土壤出现不同程度的污染现象；基于国家农用地土壤风险筛选值的污染状况分析表明，研究区仅个别农用地（样地）土壤Cd出现污染，Cr、Cu、Pb、Zn未达到污染水平，不同区域农用地（样地）土壤综合污染指数大小依次为：华中>西南>华南>华东>西北>东北>华北，不同种植区农用地（样地）土壤综合污染指数大小依次为：蔬菜种植区>果园>粮食作物种植区>药材园>其他园>茶园．

  2022年02期 v.39;No.168 219-228+241页 [查看摘要][在线阅读][下载 701K]
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工程技术

• 重采样参数优化CEEMD行星齿轮箱故障诊断方法

  宋生建;张旭龙;申勇;

  针对互补集合经验模态分解（CEEMD）中添加噪声幅值与总体平均次数参数的选取依赖个人经验、传统经验模式分解（EMD）产生模态混叠及总体平均经验模式分解（EEMD）计算量太大的问题，提出一种自适应重采样参数优化CEEMD分解方法．该方法将原始信号利用三次样条插值重采样增加采样频率，添加成对正负白噪声，噪声幅值定为0.01 SD，总体平均次数定为2；通过CEEMD分解后分量与原始信号最大相关系数的变化确定最佳重采样频率；最佳重采样频率选取后，分解效果明显提升．通过仿真及试验信号验证，该方法显著提升了CEEMD的分解性能，应用于行星齿轮局部故障分析，结果表明能够进行准确特征提取．

  2022年02期 v.39;No.168 229-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
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• 基于小波包与ICA的无损检测信号分离方法

  石跃飞;南新元;

  无损检测是现役管道检测的重要方法．为了能有效利用无损检测中的电磁超声与脉冲涡流信号，本文基于电磁超声与脉冲涡流信号的特性，利用小波包与ICA结合算法对电磁超声/脉冲涡流复合信号进行了分离，并与VMD、VMDICA和小波包算法分离结果进行了对比．结果表明：在电磁超声/脉冲涡流复合信号的分离中，小波包与ICA结合算法的分离效果更好，验证了所提算法对复合信号分离的有效性．

  2022年02期 v.39;No.168 236-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 635K]
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• 改进WOA优化LSTM神经网络的短时交通流预测

  曾蓉;黄德启;魏霞;赵恒辉;

  针对城市交通中交叉路口短时交通流预测问题，本文提出了一种IWOA-LSTM模型，该模型是在传统的WOA算法基础上，对初始种群进行tent混沌初始化，同时将线性递减的收敛因子改进为非线性的方式，再将改进后的IWOA算法与LSTM神经网络模型结合，所得到的IWOA-LSTM模型提高了对交通流预测的精度．本文选取了8个基准测试函数对IWOA算法进行性能测试和仿真实验，验证了改进的IWOA算法在收敛速度以及精度上的优势．最后将IWOALSTM模型的预测结果和PSO-LSTM模型的预测结果分别与实际交通流量进行对比，得出IWOA-LSTM算法误差更小的结论．

  2022年02期 v.39;No.168 242-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 1038K]
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• 新疆杨木柱偏心受压试验研究

  李亮翔;刘清;韩霞;谭鑫宇;殷芳;

  针对12根不同偏心距的新疆杨木柱进行了偏心受压试验，分析了其破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-纵向应变曲线及极限承载力．结果表明：轴心受压木柱中部发生局部褶皱和压弯破坏，偏心受压木柱典型的破坏形态以中部压弯破坏为主；随着偏心距的增大，荷载-位移曲线峰值点对应的竖向位移和侧向挠度均增大，但侧向弯曲变形更显著；荷载-应变曲线峰值点对应的受压侧压应变随着偏心距的增大而增大，偏心受压试件的受压侧木材的受压变形能力及强度得到充分发挥；在不同偏压荷载作用下，木柱中部横截面应变沿截面高度的变化规律基本满足平截面假定；随着偏心距的增大，极限承载力降低幅度呈现减小趋势．拟合给出了偏压承载力计算式中的相对偏心率折减系数，计算结果与试验结果吻合较好．

  2022年02期 v.39;No.168 249-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K]
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