- 许伦辉;苏楠;骈宇庄;林培群;
为提高城市公交车辆行程时间的预测精度,在分析历史数据和交通流变化特性基础上,提出了一种基于人工蜂群优化的极限学习机的组合预测模型(artificial bee colony-extreme learning machine, ABC-ELM)。首先,基于GPS等数据提取站间距离、时间周期及天气情况等动静态特征因素;其次,推算出公交车辆的站点停靠时间;接着,将人工蜂群优化算法(artificial bee colony algorithm, ABC)嵌入到传统极限学习机算法(extreme learning machine, ELM)中,以解决其在行程时间预测中收敛速度慢、初始权值和阈值选择困难的问题;最后,基于ABC-ELM算法预测公交车辆在目标路段的行程时间。以深圳市620路公交车的真实运营数据为基础进行方法验证。结果表明:与广泛采用的BP神经网络、SVM和ELM相比,本文方法在不同道路环境中均能保持较低的预测误差(RMSE误差:高峰/平峰为11.91/8.72,工作日/非工作日为11.46/9.54,晴天/雨天为10.83/12.31;决定系数R~2:高峰/平峰为0.87/0.92,工作日/非工作日为0.83/0.88,晴天/雨天为0.89/0.85),鲁棒性较强,更适用于复杂城市道路环境中的干线公交车辆的行程时间预测。
2021年05期 v.39 64-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2845K] - 翁小雄;谢志鹏;
随着我国高速公路体系不断完善和地区高速公路网络的成型,系统网络化分析逐渐成为高速公路运营管理的重要研究内容。复杂网络作为现实系统的抽象模型是研究网络的重要工具,本文根据高速公路系统运行特点,结合道路基础设施网络和出行者出行网络,建立高速公路多层复杂网络模型。在多层复杂网络的基础上,对PageRank算法和TOPSIS算法进行改进,构建PageRank-TOPSIS融合算法,并对高速公路节点重要性进行分析评估。结果表明,各收费站节点在不同性质的属性值下重要性差异较大,PageRank-TOPSIS融合算法能够根据不同的加权回归系数综合反映收费站节点在高速公路复杂网络的重要性。基于多层复杂网络的高速公路节点重要性分析给予高速公路节点研究新的视角,为高速公路网络分析和运营管理部门提供可靠的理论支持。
2021年05期 v.39 78-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1259K] - 武康康;朱旭飞;陆叶;周鹏;董翠;戴沁璇;周闰昌;
本文提出一种基于最小二乘法的LS-FIR滤波器。根据色散补偿滤波器与有限长单位冲激响应的频域函数之间的关系构造线性方程组,线性方程组中独立方程的个数大于未知量个数,所以此方程组无解。但在最小范数意义下,能够找到一组解使得估计误差模的平方和最小,得到的解是最小二乘解。用所得到的最小二乘解作为滤波器的抽头权值,即是所要设计的滤波器。滤波器仿真结果表明:不同调制格式(QPSK、16QAM、64QAM)和信噪比(1～20)条件下,当全频带且滤波器的抽头数为315时,均方误差稳定于2.610 9×10~(-6);当窄频带滤波器的抽头数为197时,均方误差稳定于2.556 6×10~(-6);与FIR和Hm-FIR滤波器对比,LS-FIR滤波器算法具有较高的稳定度、较好的逼近效果,且滤波效果更佳。
2021年05期 v.39 89-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1621K] - 海涛;李娜娜;周文杰;陈娟;宋敏;
针对大型温室现存能耗高、监测困难以及自动化管理水平不高的局限,设计了集光伏发电、低功率广域物联网(LPWAN)和云平台技术于一体的温室智能监控系统。根据桂南气候特征和茄果类蔬菜生长特性,通过ECOTECT对比分析温室2种光伏排布的光照和温度,得出棋盘式光伏温室采光和散热更适宜其生长。下位机利用LoRa和NB-IoT特有优势自组星状结构采集、传输温室环境参数,上位机结合B/S结构、RBF-PID智能控制策略、云平台技术在PC和移动端实现远程监测和智能调控。应用表明该系统在复杂环境下通信距离1.5 km时丢包率不超过3.4%,通信成功率在96%以上,满足大型温室环境信息实时采集和稳定传输要求,并能长期将各环境参数维持在最佳生产阈值内,有助于提高茄果类蔬菜的产量和品质,也为光伏温室智能化监控系统提供一种新思路。
2021年05期 v.39 100-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 7104K] - 李冰;李智;杨溢龙;
非功能需求(non-functional requirements, NFR)描述了软件所需的一组质量属性,例如安全性、可靠性、性能等。为了开发高质量的软件产品,需要从软件需求规格说明书(software requirements specification, SRS)中提取NFR,如果此过程实现了自动化,不仅可以减少从大量需求中识别特定需求所涉及的人工、时间和精神疲劳,还可以帮助开发人员提供满足用户期望的高质量软件。针对此问题,本文采用深度学习特征提取和分类技术,提出一种基于预训练的BERT(bidirectional encoder representations from transformers)词嵌入和长短期记忆网络LSTM(long short-term memory)相结合的BERT-LSTM网络模型,用于质量软件开发的自动NFR分类。首先,通过BERT模型训练需求文本中的词向量,然后利用长短期记忆网络对词向量进行特征提取,最后使用Softmax分类器识别SRS中的NFR。实验表明,相比于其他算法,在由非功能需求和功能需求组成的PROMISE语料库中,BERT-LSTM网络模型在准确度、召回率、F_1得分等指标方面取得了最佳的效果。
2021年05期 v.39 110-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K] - 吴玲玉;蓝洋;夏海英;
传统眼底图像配准方法提取的特征点分布过于密集,导致配准图像无法准确对齐,而眼底血管分叉特征点具有分布稀疏和特征稳定等特性,能提高图像的配准精度和速度。因此,本文针对血管分割和分叉特征点提取,提出一个基于深度学习的眼底图像配准框架。这个框架由2个深度卷积神经网络组成:第一个是眼底血管分割网络SR-UNet,其在U-Net的基础上融合通道注意力(SE)和残差块,用于分割血管去辅助提取特征点;第二个是特征点检测网络FD-Net,用于从血管分割图中提取分叉特征点。提出的配准模型在公共眼底配准数据集FIRE上进行实验,其特征点正确匹配率为90.03%,与较先进的算法进行对比,本文提出的算法在配准定量和视觉分析上都有较好的性能提升,具有较强的鲁棒性。
2021年05期 v.39 122-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 5238K] - 陈文康;陆声链;刘冰浩;李帼;刘晓宇;陈明;
水果的自动检测是自动采摘、果园喷药、采后分拣等农业应用中的关键技术。针对果园环境中柑橘目标小、噪声多、遮挡严重等问题,本文基于YOLOv4算法提出一种改进的适用于果园环境的柑橘快速识别方法。主要改进措施包括:一是在训练阶段利用Canopy算法和K-Means++算法自动选择先验框的数目和大小;二是在YOLOv4网络中每个不同尺度特征的输出层前增加一个调整层,并采用残差网络结构和密集连接网络相结合,同时修改回归框损失函数,以便检测复杂背景下的小柑橘;三是在保证不造成较大检测精度损失的前提下,对网络中不重要的通道和网络层进行剪枝。与目前常用的YOLOv4、MLKP和Cascade R-CNN等3种目标检测算法的对比实验结果表明,本文改进的YOLOv4算法对果园环境下不同生长期柑橘的检测平均准确率达96.04%,平均检测速度为每张图像0.06 s,均优于对比的3种主流目标检测算法。本文提出的方法可为自然条件下果园中柑橘的采摘、产量评估等应用提供技术和方法指导。
2021年05期 v.39 134-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 10267K] - 文鹏;王亚青;唐胜达;
基于随机流体模型(stochastic fluid model, SFM)框架,提出一种新的IP网络动态视频流系统的SFM模型,分析视频流系统卡顿发生概率与初始缓冲时延之间关系,从而确定最优缓冲阈值的设置。首先推导视频流系统3个首达时(first passage times, FPTs)的Laplace-Stieltjes(LST)变换矩阵,在此基础上得到卡顿发生概率和初始缓冲时延高于给定容忍时间概率;基于此,给出最佳缓冲阈值的算法设计;最后利用数值结果验证解析结论。
2021年05期 v.39 147-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 2074K] - 谢冬林;邓国和;
在随机利率下考虑标的资产价格服从跳扩散过程的两资产幂型乘积远期生效期权的定价。应用Feynman-Kac定理、联合特征函数及Fourier反变换等方法获得了两资产欧式幂型乘积远期生效期权价格的显示解。应用离散快速Fourier变换(FFT)对期权价格进行数值计算,并应用Monte Carlo模拟法检验了FFT方法的有效性。应用本文方法比较4类市场模型下期权价格的变化情况,分析幂型乘积远期生效期权价格依赖于标的资产价格的跳跃风险因素、期权生效日与到期日、两资产价格间相关系数、利率的均值回复速度和长期均值水平等主要参数的敏感性。数值结果表明:跳跃风险因素、期权生效日与到期日、相关系数和利率的长期均值水平对期权价格具有较为显著影响,利率的均值回复速度对期权价格也有一定的作用,这些结果有利于投资者进行风险管理与对冲。
2021年05期 v.39 158-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K] - 阮文静;杨启贵;
基于Sprott A混沌系统,通过设计反馈控制器,提出具有无限多个孤立奇点和仅2个对称奇点的新四维自治超混沌系统;运用中心流形理论探讨这类新系统非双曲奇点的稳定性,严格证明了Hopf分岔;进一步,利用Lyapunov指数谱、分岔图及Poincaré映射等数值方法,获得了新系统周期吸引子、混沌吸引子及超混沌吸引子的存在性。
2021年05期 v.39 173-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 3297K] - 罗树毅;黎永泰;武正军;程瑞;陈耀还;何家松;
2018年7—9月,在大桂山鳄蜥自然保护区的鱼散冲、吃水冲和打柴冲,通过测量野外鳄蜥的栖枝高度,利用相关性分析、逐步回归分析及广义线性混合效应模型分析,发现鳄蜥的栖枝高度与鳄蜥的身体形态呈显著正相关关系,成体不同性别的栖枝高度差异不显著,鳄蜥个体越大会倾向于选择更高的栖枝。这可能与较大个体鳄蜥所需的食物量、捕食范围、光照、躲避天敌的能力以及种内领地竞争能力有密切相关。另外,不同溪沟、不同月份的鳄蜥栖枝高度也有所不同,这可能跟所处生境的地势地貌、植被类型以及水文条件等有一定关系。
2021年05期 v.39 182-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 474K] - 刘晶洁;褚武英;朱鑫;孙悦;许艺兰;谢炎东;宾石玉;张建社;
为探究鳜RORα基因的表达特征及饥饿对其节律性调控的影响,采用实时荧光定量PCR分析RORα在鳜胚胎不同发育阶段的表达,以及短期饥饿后RORα基因在鳜肌肉和肝脏中的昼夜节律表达。结果显示:RORα基因在卵裂期表达量低,囊胚早期至原肠胚早期呈现较高水平的表达,原肠胚晚期至仔鱼期表达降低;除尾芽期外,其余各阶段的表达量差异不显著。正常投喂时,鳜肌肉和肝脏中RORα基因呈现明显的昼夜节律性,均为昼高夜低的节律性振荡;而饥饿5 d后,肌肉中RORα基因昼夜节律性表达消失,而肝脏中RORα基因虽有昼夜节律性,但其中值、振荡幅度、峰值相位等影响显著(P<0.05)。实验表明:RORα基因可能对鳜胚胎的囊胚至原肠胚期起重要作用;饥饿胁迫影响RORα基因在鳜肌肉和肝脏的昼夜节律性,进而可能导致鳜的生理过程发生紊乱。
2021年05期 v.39 190-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 644K] - 蒋向辉;谭荣;杨永平;肖清淙;
为了探讨十大功劳甘草汤治疗肝炎的潜在作用机制,借助中药系统药理学数据库TCMSP(traditional Chinese medicine systems pharmacology)对十大功劳和甘草的生物活性成分和潜在作用靶点进行预测,通过Cytoscape 3.6.1软件构建十大功劳甘草汤活性成分-靶点-疾病网络,利用OMIM(online mendelian inheritance in man)和GeneCards数据库进行肝炎疾病作用相关靶点的筛选,通过PPI(protein-protein interaction network)分析数据库构造十大功劳甘草汤和肝炎交集蛋白的相互作用网络,通过Omicshare平台对核心靶点进行GO(gene ontology)分析,并对核心靶点进行KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)代谢通路分析。在对十大功劳甘草汤主要活性成分与作用靶点进行分子对接分析的基础上,通过十大功劳甘草水提物治疗乙酰氨基酚(APAP)诱导的急性肝损伤小鼠,测定血清中相关生化指标,探讨其活性成分的作用机制。结果表明:十大功劳甘草汤治疗肝炎的交集靶点蛋白有25个,其中核心靶点有12个;筛选出山柰酚、柚皮素和异鼠李素3种潜在的先导化合物及其作用蛋白前列腺素过氧化物合酶(PTGS);十大功劳甘草水提物、山柰酚、柚皮素和异鼠李素可显著降低肝损伤小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)和丙二醛(MDA)的含量,提高谷胱甘肽(GSH)和超氧化物岐化酶(SOD)含量;十大功劳甘草汤中的活性成分可能通过参与炎症因子氧化应激的调节而对抗肝损伤。
2021年05期 v.39 198-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 4385K] - 肖飞;董文明;王维红;
以新疆某联合式污水厂Ⅱ期脱氮运行工艺为研究对象,采用响应面法(RSM),研究污水进水水质和排泥量、投药量、污泥回流比等对出水总氮(TN)的影响,优化其运行参数。实验结果表明,从出水水质看,进水的碳氮质量比(C/N)、碳磷质量比(C/P)和有机负荷率(F/M)分别为8.00～9.00、55.00～60.00和0.09～0.10 d~(-1)时,利于系统的硝化还原;排泥量、投药量和内回流比(R)分别为0.165～0.170 kg/m~3、14.00～16.00 mg/L和43.00%～45.00%时,系统脱氮效果较好,结合氮损转移的数学模型可知,进水水质C/N和F/M对系统负荷的影响较大。由此可见,各影响因素处于最优范围时,有助于优化污水厂脱硝单元对废水中总氮的去除。
2021年05期 v.39 210-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 4124K]