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本期目录

2015年, 第32卷, 第2期 上一期    下一期
综述
高功率脉冲磁控溅射等离子体特性与动力学研究进展
夏原, 高方圆, 李光
2015, 32 (2): 145-154.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.001
摘要 ( 787 ) HTML ( ) PDF (2470KB) ( 1272 )

高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)作为一项极具发展前途的物理气相沉积新技术, 近年来引起学术界和工业界的广泛关注.HIPIMS技术(也被称为HPPMS)可以提供足够的放电功率来获得极高的电流密度, 数值达到几个A ·cm-2;同时, 可以得到1019 m-3量级的高密度等离子体.溅射过程中独特的等离子体特性表明了该技术的突出优势, 因此可实现沉积过程的控制和薄膜性能的优化.文中对HIPIMS技术的IV放电特征, 电源设计, 以及溅射原子离化率进行深入分析.同时, 回顾讨论等离子体时间空间演变规律, 离化基团输运, 薄膜沉积速率等问题的研究进展.

数学与物理学
K2(Z[(Cp)2×Cpn])p-秩的一个下界
郑骞, 唐国平
2015, 32 (2): 155-157.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.002
摘要 ( 692 ) HTML ( ) PDF (1351KB) ( 994 )

首先, 把K2(Z[(Cp)2×Cpn])p-秩的计算约化为对特定正合列的估计, 然后, 给出SK1(ZG, pZG)元素个数的一个上界;最后, 得到K2(Z[(Cp)2×Cpn])p-秩的一个下界.

任意未知超纠缠混态的同步浓缩与纯化
杜琨, 宋秋成, 乔从丰
2015, 32 (2): 158-165.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.003
摘要 ( 654 ) HTML ( ) PDF (1769KB) ( 915 )

针对处于未知的部分超纠缠混态的两光子4-qubit系统, 提出2个能同时完成超纠缠浓缩与纯化的有效方案. 第1个方案利用附加的部分频率纠缠, 可以修正极化纠缠中的错误, 并提取出在极化与空间模上的最大超纠缠. 第2个方案则借助附加的最大频率纠缠实现确定地纯化和浓缩在极化与空间模上的超纠缠. 2个方案都只基于现有光学器件和交叉克尔非线性作用.

均匀磁场中初始静止的液态金属在电流作用下三维运动的数值研究
王进进, 张杰, 倪明玖
2015, 32 (2): 166-171.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.004
摘要 ( 799 ) HTML ( ) PDF (2916KB) ( 1084 )

液态金属在磁场中运动的研究在理论和应用方面都具有重要的意义.本文建立了在均匀磁场中初始时刻静止的液态金属流体的物理模型, 并向其中通入水平方向的电流.采用数值方法研究当存在沿竖直方向的、沿水平方向且平行于电流方向和沿水平方向且垂直于电流方向的外加磁场三种情况下金属流体的三维运动特性.分析发现, 电磁场的耦合作用会使原本静止的液态金属失稳并开始运动, 还会从自由表面生发出大量的二次液块甚至细小的液滴.磁场的方向和强度、电流的方向和密度均会影响金属流体的运动形态.

生命科学
51种昆虫足的爬行粘附结构研究
刘征, 赵亚玲, 梁爱萍
2015, 32 (2): 172-184.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.005
摘要 ( 734 ) HTML ( ) PDF (23951KB) ( 636 )

利用扫描电子显微镜(SEM)对7目51种昆虫足的粘附结构进行超微形态观察.根据形态和着生位置, 共发现光滑型、刚毛型和吸盘3大类粘附结构.光滑型粘附结构可以进一步划分为光滑型中垫、光滑型爪垫和光滑型跗垫;刚毛型粘附结构可划分为跗节刚毛型粘附底面、刚毛型爪垫和爪间突、海绵窝, 以及跗节棘特化的粘附结构等;吸盘是龙虱科昆虫特化的吸附结构.在目级阶元上, 粘附结构的类型及形态具有显著差异, 可作为分类鉴定及系统发育研究的重要特征.

水稻低Cd累积相关基因RNA干扰载体及根特异性表达载体的构建
陈煜娴, 冯珊珊, 柴兴苹, 柴团耀
2015, 32 (2): 185-191.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.006
摘要 ( 754 ) HTML ( ) PDF (2294KB) ( 1153 )

Cd极易被水稻等作物吸收并伴随食物链在人体内累积, 严重威胁人类健康.基于水稻Cd累积机制的现有研究, 克隆与水稻Cd累积相关的基因OsLCD和OsHMA 3, 并克隆一个维管组织特异性表达的启动子OsMTP 11 P, 利用Gateway 技术及传统酶切、连接方法, 成功构建适用于水稻等单子叶植物农杆菌转化的RNA 干扰载体pRI-M-LCD和根特异性表达载体pCB2022-H.期望通过这2个载体共转化水稻, 使大量的Cd扣留在根细胞的液泡中, 限制Cd向地上部分及籽粒中的转运, 从而实现Cd在水稻籽粒中的低累积.

环境科学与地理学
永定河生态修复地下水位主控因素与数值模拟预测不确定性
杨小芳, 王明玉, 王丽亚, 赵建辉
2015, 32 (2): 192-199.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.007
摘要 ( 768 ) HTML ( ) PDF (4167KB) ( 1512 )

河流修复中的补水过程, 可导致周围地下水位抬升进而威胁地下工程与环境的安全.地下水预测模型不确定性分析, 可为河流生态修复管理决策提供依据.本文以北京永定河生态修复为例, 采用GMS软件建立了区域地下水流数值模型, 用敏感性分析法对地下水流场的主控因素进行了识别, 进而用蒙特卡洛技术研究并获得模型模拟预测结果的不确定性.本文探讨并提出了大尺度区域地下水预测模型不确定性分析的实用与有效方法.

基于自然控制论的核化事故应急优化控制理论框架
黄顺祥, 曾庆存, 胡非, 王自发, 刘峰
2015, 32 (2): 200-206.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.008
摘要 ( 657 ) HTML ( ) PDF (984KB) ( 851 )

核化事故应急是一个典型的自然规律与人类活动相互作用的问题.以自然环境的合理或最优利用和调控为最终目标的自然控制论是解决核化事故应急优化控制问题的有效方法.核化事故应急优化控制是自然控制论新的发展方向和应用领域.本文给出核化事故应急优化控制问题一般提法的理论方程, 建立核化事故应急优化控制数学模型, 提出应急行动代价和事故损失函数的具体表达式, 将应急行动代价和事故损失定量化, 并给出事故源控制、警戒、疏散、防护、洗消、人员伤亡、医学救治等计算方法.本文为核化事故最优应急控制方案提供了计算理论框架.

灾后重建中工业产业选择与布局——以芦山地震灾后重建为例
李佳洺, 孙威, 张文忠
2015, 32 (2): 207-213.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.009
摘要 ( 642 ) HTML ( ) PDF (2170KB) ( 845 )

突发性大型自然灾害会给一个地区的社会经济带来严重影响, 人口分布调整和产业结构重塑是灾后重建工作的核心任务.针对灾后重建中产业恢复的特殊性、紧迫性和阶段性等特点, 结合四川芦山地震恢复重建的实践, 在对灾区自然环境、资源禀赋、产业发展现状及受灾情况等分析基础上, 认为:在东部平原地区, 培育高新技术产业和现代制造业;在大部分浅山地区, 结合旅游业重点发展特色农副产品种植和加工产业;在深山地区, 提高水能矿产资源对经济的贡献度, 并提高产业集中度.总体形成从平原向山区逐渐过渡的圈层式产业空间格局, 提出相应的政策建议.

中亚地区经济发展特征及时空演变
唐宏, 陈大波
2015, 32 (2): 214-220.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.010
摘要 ( 765 ) HTML ( ) PDF (1045KB) ( 1091 )

随着经济全球化和区域经济一体化, 中亚地区的经济发展取得长足进步, 日益成为全球经济格局的新兴增长区域.本文基于统计数据与文献资料, 分析近20年中亚地区的经济发展特征及时空演变过程, 并探讨经济快速发展的主要原因.结果表明:1)近20年中亚地区的经济发展主要经历了停滞和衰退阶段(1991—1995年)、复苏阶段(1996—2000年)和稳定增长阶段(2001年以后); 2)中亚地区经济规模取得了较快增长, 但由于各国能源资源条件差异和产业、经济政策的不同, 导致区域间经济发展的时空差异; 3)中亚地区的经济发展主要受居高不下国际能源价格、区域市场经济改革、丰富的自然资源保障和相对稳定的政治环境共同影响.

2000年以来长春市工业结构优化分析
陈田田, 张平宇
2015, 32 (2): 221-228.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.011
摘要 ( 619 ) HTML ( ) PDF (1041KB) ( 750 )

工业结构优化是振兴东北老工业基地的关键.测度工业结构的高度化和合理化状态可作为评估东北老工业基地振兴绩效的依据.本文运用信息熵对长春市33个工业行业的高度化进行测评.结果显示, 长春市目前形成了以交通运输设备制造业和农副食品加工业为两大支柱, 以通信制造业、医药制造业、非金属矿物制品业、电力和热力的生产和供应业以及食品制造业为主要支撑的工业行业体系.通过比较劳动生产率对长春市工业结构的合理化进行估算, 发现长春市的工业结构整体上趋于合理, 但是行业之间不均等现象仍然很严重.最后从提升优势产业、改造传统产业和培育新兴产业3个方面探讨长春市工业结构优化升级的对策.

成渝经济区经济发展时空变化特征
刘运伟
2015, 32 (2): 229-234.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.012
摘要 ( 736 ) HTML ( ) PDF (3528KB) ( 1061 )

成渝经济区GDP、人均GDP和经济密度空间格局由成都、重庆市中心向外呈圈层状扩散.成都都市区联系量和隶属度圈层分异明显并按轴向延伸, 近郊区县联系量较大, 辐射范围相对有限.重庆都市区辐射范围广、辐射强度大, 联系量和隶属度主要呈扇形扩张.成渝经济区内成都、重庆两大都市区经济腹地各占半壁江山.联系成都都市区与重庆都市区之间的轴线, 经历了"连接-断开-再连接"的过程.

地球科学
从多地震活动参数角度定量分析芦山地震的背景活动性
王静静, 张怀, 庞亚瑾, 石耀霖
2015, 32 (2): 235-242.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.013
摘要 ( 634 ) HTML ( ) PDF (2876KB) ( 926 )

2013年4月20日龙门山断裂带南段发生Ms7.0级芦山地震, 通过计算多个地震活动参数, 定量分析芦山地震发生的背景地震活动性及与汶川地震的关联性.结果表明:1)历史记载龙门山断裂南段仅有3次6.0级以上强震, 存在地震空区的历史地震背景;2)通过a值分析可知, 芦山地震发生前30年背景地震活动性较高;3)分析汶川地震前后b值的空间分布差异, 发现龙门山断裂南段在汶川地震后仅部分区域b值下降, 应力增强, 芦山地震发生在b值明显下降区.

联合多种定位方法对华北地区地震重定位研究
陈筱青, 于湘伟
2015, 32 (2): 243-251.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.014
摘要 ( 698 ) HTML ( ) PDF (5839KB) ( 1088 )

运用传统的绝对地震定位方法, 结合波形互相关技术的相对定位方法(双差地震定位法), 对华北地区(110°~ 120°E, 35°~ 42°N)1993—2004和2007—2012年间发生的17 315次地震进行地震重定位研究.经过两次定位后得到11 453个地震的震源参数, 重定位后震中分布形态更加清晰, 向活动断裂两侧收缩, 与区域构造呈现出更加密切的关系.重定位后的地震震源深度主要集中在3~18 km范围内, 约占地震总数的88%, 表明华北地区的发震层主要位于中上地壳.约有97.6%的地震震源深度分布在0~23 km, 由此推测华北地区地震活动的下界面约为23 km.新河地区地震重定位后震中位置清晰地呈现出NNE向条带状分布, 与新河断裂的走向一致, 在垂直于新河断裂走向的剖面上, 地震震源呈现上陡下缓的"铲状"形态.在唐山地区地震重定位后地震分布表现为唐山、滦县和迁安3个震群, 在唐山断裂北段呈现出2条明显的断层, 东边断层比西边略深.

信息与电子科学
航班预定口语对话系统的设计与实现
陈振锋, 杨晓昊, 吴蔚澜, 刘加, 夏善红
2015, 32 (2): 252-258.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.015
摘要 ( 820 ) HTML ( ) PDF (1602KB) ( 1411 )

介绍一个航班预定口语对话系统的设计与实现, 该系统允许用户通过普通话进行航班信息查询与预定.重点介绍口语对话系统中的口语语言理解.为了克服语音识别引入的识别错误导致语义理解错误的问题, 提出基于词混淆网络的两阶段中文口语语言理解方法:首先从词混淆网络中选择N元文法作为分类特征, 进行主题分类, 并通过语义分类模型解析获取对应的语义树结构;然后利用基于规则的语义槽填充器抽取相应的语义槽属性-值.该方法是数据驱动的, 训练数据的标记比较容易.实验在汉语航班预定领域进行, 结果表明, 在语音识别字错误率很高的情况下, 该方法比传统的基于语法规则的语言理解方法更加鲁棒, 在语义理解正确率方面有明显改善.

基于FPGA的高速浮点FFT/IFFT处理器设计与实现
苏斌, 刘畅, 潘志刚
2015, 32 (2): 259-263.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.016
摘要 ( 1011 ) HTML ( ) PDF (1122KB) ( 1817 )

设计一种基于FPGA的改进的并行FFT/IFFT蝶形运算结构.该结构采用按时间抽选的FFT基-2蝶形算法对IEEE单精度浮点数构成的复数进行8路并行处理.利用Xilinx ISE 13.1软件完成FFT/IFFT处理器的设计, 并在Virtex6硬件平台上进行验证.结果表明, 利用这种8路并行结构设计的FFT/IFFT处理器可在合理利用硬件资源的同时提高运算速度及精度.

计算机科学
基于多模块贝叶斯网络的恐怖袭击威胁评估
魏静, 王菊韵, 于华
2015, 32 (2): 264-272.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.017
摘要 ( 773 ) HTML ( ) PDF (1076KB) ( 2081 )

通过考察恐怖袭击事件可能造成的后果, 针对恐怖袭击事件评估信息的多样性、不确定性及模糊性, 提出用贝叶斯网络方法对恐怖袭击威胁进行评估, 从而为反恐决策者提供决策支持, 以减少恐怖袭击所造成的影响.针对恐怖袭击事件的复杂性, 提出多模块贝叶斯网络的恐怖袭击威胁评估模型, 并对多模块贝叶斯网络的结构学习、参数学习和推理进行研究, 提出多模块贝叶斯网络的推理算法.最后, 给出恐怖袭击威胁度的计算方法, 并对多模块贝叶斯网络的威胁评估模型进行实例分析.实例表明, 基于多模块贝叶斯网络的恐怖袭击威胁评估模型, 能有效评估恐怖袭击事件的威胁程度.

基于可调节局部洪泛更新的移动WSN路由协议
余晟, 尚德重, 周猛, 张宝贤
2015, 32 (2): 273-280.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.018
摘要 ( 769 ) HTML ( ) PDF (1163KB) ( 914 )

移动汇聚节点能减轻静态汇聚节点带来的传输热点问题, 从而有效延长网络寿命, 但也带来路由结构不易维护的问题.为设计可靠高效的路由协议, 提出一种基于拓扑信息的可调节的路由协议ALFRP, 该协议通过局部洪泛来更新路由结构.为克服潜在更新开销较大的问题, 协议通过路径延伸比参数控制洪泛的范围, 从而均衡路由更新开销与数据传输开销.为进一步降低路由更新开销和平衡节点负载, ALFRP使用了锚节点链和全网路由树周期轮换的设计思想.仿真结果显示, 与现有前沿工作相比, ALFRP在保证全网数据可靠和高效传输的同时, 可降低近50%的总路由更新开销, 同时明显延长网络的生存寿命.

简报
一种基于Android系统的短信息移动分级安全方法
张明庆, 张灿, 陈德元, 张克楠
2015, 32 (2): 281-287.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.02.019
摘要 ( 623 ) HTML ( ) PDF (1170KB) ( 924 )

针对智能手机难以全面保障短信息传输的安全, 提出一种新的基于Android系统的短信息移动分级安全方法.对一般用户短信息, 使用计算复杂度较低的序列加密;对涉及商业信息安全的短信息, 使用基于RSA数字签名的序列加密;对含有用户账号密码的重要短信息, 使用基于数字签名的RSA非对称加密.仿真实验和实际应用表明, 这种移动分级安全方法, 加密的密文中的"0"和"1"接近等概率分布, 具有比特效应, 且性能稳定, 适合应用于资源受限的手机或其他移动终端.