广西师范大学学报(自然科学版)

  • 基于线性耦合储备池计算的电机系统混沌预测研究

    马乾然;韦笃取;

    为了解决永磁同步电机混沌时间序列预测的问题,本文提出2个线性耦合的储备池计算模型。通过寻求2个储备池计算中的最佳耦合系数,根据目标系统的时间序列数据能够预测目标系统的混沌行为,而达到预测精度更高,预测时间更长的效果。以永磁同步电机为研究对象,证明了线性耦合储备池计算在耦合系数α=0.803时,预测效果最优秀,误差Δ=9.14×10~(-4)。

    2023年06期 v.41 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2217K]
  • 多维混沌系统的构建及其多通道自适应控制

    颜闽秀;靳琪森;

    为改善低维混沌系统行为简单、密钥空间小等问题,本文提出一种多维混沌系统的设计方法,给出了系统结构及其平衡点通式,利用Si’lnikov定理验证该系统具有Smale马蹄意义下的混沌性质。以三维混沌系统为例,对该混沌系统进行动力学特性分析及其偏移增强控制,并利用Multisim电路仿真软件搭建该混沌系统,验证了系统的可实现性。基于自适应理论,设计一种多通道的自适应同步控制器,能够实现多种系统误差组合下的同步,提高了混沌系统在保密通信中的安全性。

    2023年06期 v.41 8-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2568K]
  • 基于改进YOLOv5的平贝母检测模型

    赵伟;田帅;张强;王耀申;王思博;宋江;

    现有平贝母表土剥离机智能化程度不高,在收获平贝母时存在造成平贝母损伤的问题,故需要研制一款智能化的平贝母表土剥离机,而实现智能表土剥离的第一步就是实现智能识别,因此,提出一种基于改进YOLOv5的平贝母检测模型YOLOv5-Swin-L。通过引入Swin transformer,在骨干网络中替换C3,减少序列长度和降低计算复杂度,从而简化模型的参数量;同时用ACON激活函数将原来网络结构中的激活函数替换,可提高模型的精确度,增加模型的鲁棒性。实验结果表明,改进后的YOLOv5-Swin-L对平贝母识别的准确率最高可达96.39%,召回率最高可达95.76%,优于YOLOv5系列的其他网络模型。

    2023年06期 v.41 22-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 4578K]
  • 改进PINNs方法求解边界层对流占优扩散方程

    高飞;郭晓斌;袁冬芳;曹富军;

    针对物理信息神经网络(PINNs)在求解边界层附近存在剧烈梯度变化的对流占优扩散方程时无法得到足够精度的问题,本文提出一种具有参数渐进思想的神经网络求解方法。该方法首先近似大扩散参数方程的光滑解,然后逐步减小扩散参数并将大扩散参数下的网络最优参数作为小扩散参数神经网络的初始值进行训练,通过参数循环反复优化物理信息神经网络,提高神经网络的表征能力,从而提升物理信息神经网络逼近对流占优扩散问题的求解精度,最后获得小扩散参数的高精度奇异解。经过对本文方法与PINNs以及gPINNs方法在精度和收敛效率方面的对比分析表明,本文方法在未知边界层位置条件下,能够高效地近似对流占优扩散方程的大梯度解,实现10~(-3)量级的精度。同时,本文方法在收敛速度和稳定性方面比PINNs和gPINNs具有更好的优势和性能。

    2023年06期 v.41 33-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3117K]
  • 基于卷积门控循环神经网络的Web攻击检测方法

    周桥;翟江涛;荚东升;孙浩翔;

    针对Web应用程序的攻击一直是网络空间对抗的热点问题,随着Web攻击技术的不断发展,传统的入侵检测系统和Web应用防火墙越来越无法满足安全防护需求。针对攻击者在Web请求中嵌入可执行代码或注入恶意代码来构造各种Web攻击,本文设计一种基于特征融合的恶意Web请求检测卷积门控循环单元(CGRU)神经网络。该网络利用CNN捕捉网络事件的局部特征和高阶特征,摒弃了传统的池化方法,采用GRU代替原有的池化层在时间维度上进行特征采集。同时,为了提高检测性能,筛选传统机器学习中在Web攻击检测领域分类效果较好的9个统计特征来增强原始特征。此外,还使用Word2Vec模型对词嵌入矩阵进行预训练,获得CGRU模型的输入,并对最终结果进行分类,有效提高多分类精度。在公开的HTTP CSIC 2010数据集上与当前典型方法进行对比实验,结果表明:本文所提方法的准确率为99.81%,召回率为99.78%,F_1值为98.80%,精准率为99.81%,较当前典型方法均有提高。

    2023年06期 v.41 51-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1142K]
  • 基于数据增强的多层次论点立场分类方法

    林玩聪;韩明杰;靳婷;

    本文旨在研究论点抽取技术,该技术的目的在于识别、抽取和分析文本信息中的论辩成分与结构。通过从若干句子中提取与辩题相关的论点,并判断该论点的立场为支持或反对,来完成对论辩事实文本的智能分析。以往的研究主要基于卷积神经网络和循环神经网络等深度学习模型,网络结构简单,无法从论辩中学习到更深层次的特征。为学习到论辩文本中更丰富的语义信息来对论辩立场进行分类,本文提出一种增强的RoBERTa模型EnhRoBERTa。该模型以预训练语言模型RoBERTa为基础,充分利用多层次的多头注意力机制,并且提取浅层和深层语义表示进行融合,从多个特征维度进一步理解论点和辩题之间的关系,完成对论点的立场分类。然而,考虑到论点对立场的分布不均衡问题,本文采用数据增强技术,增强对少样本的学习能力。在CCAC2022比赛数据集上的实验结果表明:本文模型相较于基线模型可以提取到更丰富的文本特征,取得61.4%的F1-score,比未使用预训练的基线模型TextCNN和BiLSTM提高约19个百分点,比RoBERTa提高3.8个百分点。

    2023年06期 v.41 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1080K]
  • 融合释义与双向交互的成语阅读理解方法研究

    温雪岩;谷训开;李祯;黄英来;黄鹤林;

    中文成语有着独特的抽象语义。在机器阅读理解任务中,为了解决模型不能充分理解成语含义的问题,本文提出一种完形填空式匹配网络。匹配网络将成语与其词典释义以注意力交互的方式融入模型,使成语得到更好的向量表征,并且在段落与候选答案之间采用双向交互的策略。将匹配网络与语言模型(BERT、 ERNIE等)相结合,本文设计出一个针对完形填空式阅读理解任务的模型。实验结果表明,该模型优于传统模型、SKER模型以及结合增强型全局注意力的BERT模型,在中文成语数据集CHID上达到77.0%的准确率。

    2023年06期 v.41 70-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
  • 基于ResNet-50的级联注意力遥感图像分类

    宋冠武;陈知明;李建军;

    知识蒸馏能提高神经网络的泛化能力,可解决遥感图像场景分类时标注数据不足的问题。遥感图像存在的类间高相似性会导致中间知识特征丢失,针对该问题,本文提出一种基于自蒸馏级联注意力机制的特征提取方法(SDCASA)。首先构造权值共享的教师、学生网络;然后使用级联注意力模块精细化深层教师网络所提取到的特征,同时保留被浅层神经网络过滤的中间边缘信息;再利用精细化之后的特征指导学生网络学习;最后在下游训练一个线性分类器完成特征分类。在3个公开数据集AID、MLRSNet、EuroSAT上使用20%和50%的样本训练,分类准确率分别达到85.17%、90.10%、 91.13%和85.50%、92.13%、91.17%。此方法能有效提高遥感图像场景分类准确率,性能优于主流自监督图像分类方法 SimSiam、SwAV、MoCov2、Deepcluster,具有良好的应用价值。

    2023年06期 v.41 80-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K]
  • Caputo型分数阶微分系统正解的唯一性

    徐紫钰;吴克晴;

    考虑一类非线性p-Laplacian分数阶微分方程耦合系统多点边值问题,其中非线性函数包含Caputo分数阶导数,其边界条件包含非线性积分项。基于和算子的广义不动点定理及分数阶微积分算子的性质,分析该耦合系统的唯一正解;借助相应算子方程推导出唯一正解的存在性;通过数值算例对主要结果进行检验分析。

    2023年06期 v.41 92-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1085K]
  • 一类具有临界指数和不定位势的Kirchhoff型问题解的存在性

    郭洁;索洪敏;朱怡颖;郭加超;

    本文研究一类具有临界指数和不定位势的Kirchhoff型问题解的存在性。首先证明该问题的能量泛函满足山路结构;其次证明能量泛函满足局部(PS)_c条件,从而获得泛函的紧性条件;最后通过Ekeland变分原理和山路引理,得到该问题2个非平凡解的存在性。

    2023年06期 v.41 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1001K]
  • 一类带双临界指数的凹凸非线性分数阶Schr?dinger-Poisson系统的两个正解

    蒋维;李雨涵;李红英;

    本文研究如下带双临界指数的凹凸非线性分数阶Schr?dinger-Poisson系统■式中:1<q<2;s∈(0,1);λ>0是实参数;h为满足一定条件的函数。利用变分法和山路定理,本文证明存在λ~*>0,使得当λ∈(0,λ~*)时,该系统在D~(s,2)(R~3)中存在1个具有负能量的局部极小正解和1个具有正能量的山路解。

    2023年06期 v.41 113-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1037K]
  • 二维CrPS_4异构化反应的热力学与动力学研究

    刘立娥;方志刚;宋静丽;原琳;魏代霞;

    本文依据拓扑学原理,从热力学和动力学角度出发,利用密度泛函理论,对团簇CrPS_4的异构化反应进行研究。结果表明:团簇CrPS_4的异构化反应过程主要依赖于非金属原子之间键的断裂和生成,异构化反应的生成物稳定性越好,反应物与生成物稳定性相差越大,异构化反应的平衡常数就越大,反应进行得就越完全;反应物越不稳定,本身含能就越高,跃迁到活化状态所需要的活化能就越低,就越容易发生异构化反应;所有构型均能通过异构化反应转化为稳定性较好的构型1~(4)、 1~(2)、 3~(4)、 2~(2)和2~(4)。5~(4)-2~(4)和6~(4)-1~(4)的反应速度最快且进行得最彻底。熵增反应正反应的指前因子大于逆反应指前因子,对正反应速度促进作用更大,这一差值使得异构化反应越易进行。

    2023年06期 v.41 122-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K]
  • 利用改良的CRISPR/Cas9系统构建猪PPARD 载体及效率检测

    吴雅婕;杨跃飞;范博钧;徐磊;鞠辉明;

    为了构建猪PPARD基因编辑载体并进行基因编辑效率检测,本研究利用改良的双位点编辑CRISPR/Cas9载体系统,根据PPARD基因结构和序列特点,设计2个能靶向切割PPARD基因的sgRNA序列,将2个PPARD sgRNA表达盒以串联的形式连接到一个CRISPR/Cas9载体中。将构建的质粒转染PK15细胞,提取各组细胞DNA,PCR扩增突变区域后,通过序列测定在DNA水平检测载体编辑效率。分别提取各组细胞总RNA及细胞总蛋白,利用qRT-PCR及Western blot在基因表达及蛋白表达水平上检测重组载体的基因编辑效率。结果发现,PPARD-2KO组DNA总突变率为45.83%(22/48);与正常对照组相比,PPARD基因编辑组中PPARD mRNA显著下降84%(P<0.01),PPARD蛋白表达量显著下降61%(P<0.01)。本研究利用改良的CRISPR/Cas9载体系统成功构建了高效PPARD基因编辑载体,并且未经药物筛选即可在细胞上实现高效率基因编辑,将大幅提高后续筛选单细胞克隆效率,推进对PPARD基因的功能研究。

    2023年06期 v.41 132-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1812K]
  • 基于机器学习的云南省蝙蝠空间分布及其危害分析

    周鹏飞;刘琳;杨晋帆;刘婷婷;魏贵宇;周汝良;

    生存或寄生于野外的各种病原体通过进化、基因变异或生态适宜性改变,可能具有潜在的感染人类的风险。因此,开展人类与重要寄主动物的时空交错风险分析,对不明疫病感染的溯源追踪、野外环境健康管理与预警具有重要意义。蝙蝠类动物携带着多种危险病原,本文以其为目标寄主构建随机森林模型,预测蝙蝠适生分布区,并融合与蝙蝠、人类活动有关的空间变量,建立人与蝙蝠空间交错的风险评估模型,制作风险分布地图;为方便行政管理,还进行以乡镇级为管理单元的风险分析。结果表明:1)影响蝙蝠适生的主导变量有年均降水量、温度全年波动范围、昼夜温差月均值、温度季节性变化、降水量季节性变化和最冷季度均温。2)随机森林预测蝙蝠高适生分布区面积为9.796 5×10~4 km~2,占云南省总面积的24.86%,主要分布在云南省南部、西南部和中东部地区。3)疫病传染风险评估发现45个乡镇属疫病传染高风险区,面积约0.534 6×10~4 km~2,受影响人口约287万,主要分布在云南省南部、西南部和中东部地区。

    2023年06期 v.41 139-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K]
  • 木榄内生真菌Penicillium sp. GXIMD00006的次级代谢产物及其降血糖活性研究

    肖泽恩;邹思华;江娇;罗海梅;黄锡山;刘永宏;谭振;

    为挖掘木榄内生真菌的降血糖功效,对木榄内生真菌Penicillium sp. GXIMD00006进行扩大培养,采用柱层析技术对其次级代谢产物进行分离纯化,利用NMR、MS等技术结合文献对比对分得的化合物进行鉴定。结果表明:共获得11个化合物,分别为:(+)-sclerotiorin (1)、 sclerotioramine (2)、 isochromophiloneⅧ(3)、 terretonin (4)、 terretonin A (5)、 chrodrimanin A (6)、 chrodrimanin B (7)、 chrodrimanin E (8)、 3,5-二羟基麦角甾醇-7,22-二烯-6-酮(9)、麦角甾醇(10)和过氧化麦角甾醇(11),其中,2个萜类衍生物4和5均为首次从青霉属中分离得到。该研究首次发现化合物1具有较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性,IC_(50)值为3.30μmol/L,表明木榄内生真菌的次级代谢产物具有开发成为新的α-葡萄糖苷酶抑制剂的潜力。

    2023年06期 v.41 150-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1301K]
  • 环丙沙星对厌氧反应器处理含磷废水效能及微生物群落响应的影响

    杨文静;邓钰莲;陈铸鑫;陶阿凤;韦力心;吴金燕;田翼豪;宿程远;

    污水处理中抗生素类污染物的存在可能会对系统中微生物活性产生影响,而微生物活性直接影响系统除COD和除磷的效果。本文研究环丙沙星(CIP)对升流式厌氧污泥床(UASB)处理含磷废水的运行效能及其微生物群落响应的影响,对COD、总磷和磷酸盐去除率、相关酶活性以及微生物群落结构等进行了探讨。结果表明:未投加CIP时,UASB反应器对含磷废水COD去除率稳定在98%左右,当CIP增大到10 mg/L时,COD平均去除率下降到63.1%,总磷去除率呈现下降趋势,对磷化氢的浓度影响较大;LB-EPS三维荧光图谱中出现了色氨酸蛋白及辅酶F_(420)有关的特征峰,TB-EPS出现了类腐殖酸的特征峰。在CIP胁迫下,Chloroflexi是细菌中主要的优势菌门,进水CIP浓度为3、5和10 mg/L时,其相对丰度分别为43.13%、44.48%、39.96%;甲烷杆菌属Methanobacterium和甲烷丝菌属Methanothrix是古菌的优势菌属,从而保证了UASB反应器的有效运行。KEGG功能分析表明,古菌与细菌主要以碳水化合物代谢和能量代谢为主,提高进水CIP浓度后,膜运输的丰度降低较大,由10.15%下降到9.31%,且增加CIP浓度对古菌的影响明显。

    2023年06期 v.41 158-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K]
  • 红背山麻杆碳氮磷钾的分布及其计量比特征

    杨盼;黄莹;岑丽捷;黄丽;王海苗;

    以喀斯特地区先锋植物红背山麻杆Alchornea trewioides为研究对象,在不同时期野外定点取样,室内处理后测定植株全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量和样点土壤碳、氮、磷、钾含量,以阐明不同物候期该物种根茎叶中TC、TN、TP、TK含量的分配特征、生态化学计量特征,探讨土壤养分含量变化对植株元素含量的影响。研究结果表明:1)从花期到落叶期,植株根茎叶中的TC、TN、TP和TK含量分别为428.42~460.64、8.43~25.81、0.37~1.13、2.82~6.32 g/kg。各器官中以叶的TC、TN、TP、TK含量最高,在花期含量均值分别为446.75、24.12、1.13、6.32 g/kg,果期含量均值分别为451.405、25.805、0.88、5.54 g/kg,落叶期含量均值分别为460.635、19.02、1.07、5.52 g/kg。不同物候期C、N、K含量在根中较在茎和叶中稳定,P含量的波动在根中较在茎、叶中大,表现在不同器官的TC、TN、TK变异系数由大到小依次为茎、叶、根,TP变异系数由大到小依次为根、叶、茎。根中TP的变异系数为39.1%,较茎高250.04%,较叶高206.67%。2)从花期到落叶期,植株根茎叶中的碳氮比、碳磷比、碳钾比、氮磷比(质量比)分别为17.53~51.99、 396.86~1 179.7、71.16~154.88、13.28~29.59。各器官中以叶的碳氮比、碳磷比、碳钾比最低,氮磷比在花期由大到小依次为根、叶、茎,在果期和落叶期由大到小依次为叶、根、茎,根、茎、叶的氮磷比在落叶期均趋近16。花期到落叶期,红背山麻杆叶片的氮磷比均大于16,红背山麻杆的生长受P限制。不同器官和物候期对碳氮比、碳磷比、碳钾比、氮磷比存在极显著互作效应。3)研究区域土壤全氮对植株TN含量,土壤速效钾对植株TC和TK含量有重要影响,土壤全碳、速效磷含量对植株TC、TN、TP、TK含量影响不显著。

    2023年06期 v.41 169-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1121K]
  • 凋落物及根系输入变化对喀斯特地区檵木土壤养分和胞外酶的影响

    刘佩雯;覃云斌;莫慧婷;周珍辉;蒙伟明;黄启祥;马姜明;

    凋落物输入变化能改变土壤的理化性质,显著影响土壤碳氮磷养分含量和胞外酶活性,引起胞外酶活性化学计量特征的变化。为进一步明确喀斯特地区凋落物输入变化对土壤养分含量、胞外酶活性及其化学计量的影响,并探究胞外酶与环境因子间的生态响应规律,本文以喀斯特地区檵木老龄林土壤为研究对象,布设凋落物添加和去除试验,通过对土壤养分及胞外酶活性的测定,运用生态化学计量学理论与方法,系统研究土壤中6种胞外水解酶(β-1,4-葡糖苷酶(BG)、β-1,4-木糖苷酶(BX)、纤维素水解酶(CBH)、β-1,4-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP))和2种胞外氧化酶(过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO))活性及其化学计量的影响,并分析它们与土壤环境因子之间的相关性。结果表明:1)与对照(CK)相比,土壤SOC、TN含量在凋落物添加下具有显著性变化,去除凋落物根系(ABR)和双倍凋落物添加(AD)处理的土壤C∶N值显著增大;2)过氧化氢酶活性CK处理下最高,且与其他处理具有显著性差异;多酚氧化酶活性ABR处理最高,且与AD和BR处理差异性显著;土壤胞外酶活性的矢量角度小于45°,表明檵木老龄林土壤主要受氮元素限制;3)RDA分析结果表明,土壤胞外酶BX、CBH、NAG含量及胞外酶C∶N和N∶P与土壤速效磷和氨态氮之间存在显著正相关;土壤胞外酶LAP、AP、BG、CAT、PPO含量及胞外酶C∶P与土壤速效钾含量正相关,与总磷和硝态氮含量负相关。

    2023年06期 v.41 179-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K]
  • 广西人工林不同类型土壤肥力质量评价及环境驱动因子分析

    石媛媛;赵隽宇;宋贤冲;覃祚玉;唐健;

    为明确广西人工林土壤肥力指标环境驱动因子,综合评价土壤肥力水平,本文通过系统收集人工林土壤现状数据,分析主要土壤肥力指标的空间分布规律,并制作全区人工林土壤肥力指数空间分布图。利用典范对应分析方法对土壤肥力指标和环境因子进行分析,获取广西主要土壤类型人工林土壤肥力指标的环境驱动因子。结果显示:全区90%以上人工林的土壤肥力指数处于0.20~0.50,不同土壤类型人工林土壤肥力指数由大到小依次为黄棕壤、黄红壤、黄壤、红壤、石灰岩土、赤红壤、砖红壤。赤红壤人工林土壤碱解氮与有机质和年均气温相关性高,土壤有效磷与有机质和pH相关性高,土壤速效钾与环境因子坡度、海拔、降水量、积温和坡向相关性高。红壤人工林土壤碱解氮与坡度和海拔相关性高,土壤有效磷与积温和降水量相关性高,土壤速效钾与pH相关性高。石灰岩土人工林土壤碱解氮与坡度和有机质相关性高,土壤有效磷与积温和降水量相关性高,土壤速效钾与pH相关性高。综合来看,广西人工林土壤肥力整体偏低,不同土壤类型人工林土壤肥力指标的环境驱动因子各有区别。

    2023年06期 v.41 192-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K]
  • 保护区缓解耕地扩张对喀斯特森林景观破碎化的影响研究

    刘宣园;管超毅;张明霞;周岐海;

    为揭示自然保护区对改善土地利用景观格局的价值,并为土地使用决策和监管措施提供准确信息,本文基于GLC_FCS30-2020土地利用数据,借助广西大新县恩城国家级自然保护区“保护区—区外县域”的梯度分层,运用移动窗口法分析耕地扩张对喀斯特森林景观破碎化的影响。结果表明:保护区内森林景观破碎化程度较低,而耕地景观破碎化程度较高,整体植被覆盖度高,斑块连通性较强;区外森林景观的覆盖程度适中,但破碎化程度较高。质心处、南部及东南部的耕地斑块集聚性较强,并向东部、东北部、西部和西南部扩张,导致土地利用景观格局变化剧烈。研究结果表明自然保护区可缓解喀斯特县域耕地扩张对森林景观的威胁。

    2023年06期 v.41 202-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 3263K]
  • 广西师范大学学报(自然科学版)第41卷(2023年)目次

    <正>~~

    2023年06期 v.41 211-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K]
  • 下载本期数据