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本期目录

2015年, 第32卷, 第3期 上一期    下一期
数学与物理学
基于平均化的截尾随机逼近算法
刘仁龙, 杨建奎, 熊世峰
2015, 32 (3): 289-294.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.001
摘要 ( 701 ) HTML ( ) PDF (897KB) ( 1093 )

考察带有随机干扰线性系统的随机逼近问题. 基于Polyak和Juditsky(SIAM J. Control & Optimization, 1992, 30:838-855)中的平均化加速算法,提出平均化的截尾算法. 证明该算法下随机逼近序列的强相合性和渐近正态性.

板式蒸发器冷凝侧传热及压降性能实验研究
苏国萍, 张建丽, 周洪光, 杜小泽, 唐大伟
2015, 32 (3): 295-300.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.002
摘要 ( 652 ) HTML ( ) PDF (1617KB) ( 1324 )

基于板式蒸发器水蒸汽冷凝传热实验,对人字形板式蒸发器水蒸汽冷凝侧的传热和压降性能进行分析.使用两相流冷凝模型预测本文人字形板式蒸发器冷凝侧的换热性能,采用多元线性回归方法拟合得出人字形板式蒸发器水蒸汽冷凝换热实验关联式.实验得出沿单位长度人字形波纹板的压降随水蒸汽流速的增大不断增大;比较了几种人字形板式蒸发器水蒸汽冷凝侧压降模型,并拟合推导出摩擦因子与当量雷诺数的实验关联式.

生命科学
Nrf2抵抗胰岛β细胞氧化损伤的作用机制
宁梦丽, 丁文军, 张芳
2015, 32 (3): 301-308.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.003
摘要 ( 638 ) HTML ( ) PDF (1743KB) ( 1041 )

长期高血糖导致糖尿病患者的氧化应激,引起胰岛β细胞氧化损伤,但核转录因子Nrf2(NF-E2-related factor 2)抵抗胰岛β细胞氧化损伤的作用机制还不清楚.本研究用低浓度葡萄糖(LG, 5.6 mmol/L)、LG + H2O2和高浓度葡萄糖(HG, 27.6 mmol/L)分别处理小鼠胰岛NIT-1β细胞48 h,检测细胞内活性氧(ROS,reactive oxygen species)生成、胰岛素合成与分泌变化和Nrf2入核表达水平.研究发现,高糖诱导NIT-1β细胞的ROS生成,降低细胞合成与分泌胰岛素的水平,但Nrf2入核表达降低胰岛β细胞氧化应激.结果提示Nrf2入核表达可以抵抗高糖诱导的胰岛β细胞氧化损伤,改善细胞合成与分泌胰岛素的功能.

环境科学与地理学
煤炭地下气化地下水质量影响评价及其趋势分析
陈亚伟, 王明玉, 李玮, 王慧芳, 王淑平
2015, 32 (3): 309-316.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.004
摘要 ( 729 ) HTML ( ) PDF (3203KB) ( 857 )

采用传统水质评价方法对内蒙古某煤炭地下气化研究区的地下水水质进行质量影响评价,分析表明3种传统方法均不能指示煤炭地下气化对地下水环境影响程度,而场地影响指数和单项污染指数则可较好表征煤炭地下气化对地下水质量影响的程度.硫酸盐、氯化物、溶解性固体和挥发酚为主要污染因子,应重点防控.此外,采用数值模拟模型预测煤层气化3年硫酸盐对下游含水层水质的长期迁移扩散,显示10年内均有一定程度影响.

基于“核心-边缘”理论的泛长三角制造业产业转移
赵金丽, 张落成
2015, 32 (3): 317-324.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.005
摘要 ( 625 ) HTML ( ) PDF (1487KB) ( 1171 )

伴随着泛长三角区域一体化进程的发展,泛长三角内部制造业的空间转移逐渐兴起并快速发展,制造业空间格局不断演变.基于"核心-边缘"理论,将泛长三角4省1市分成"核心-边缘-外围"3个圈层,选取2000—2004、2004—2008和2008—2012年3个时间阶段,运用偏离-份额分析方法,将各研究单元的制造业增长量分解为份额分量、产业结构偏离分量和竞争力偏离分量,绘制出产业部门偏离分量图,对不同圈层之间的产业转移过程进行研究.最后基于"推-拉"模型,对泛长三角产业转移的动力机制进行研究.

吉林省县域工业发展水平测度及空间格局演变
张利平, 马延吉
2015, 32 (3): 325-332.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.006
摘要 ( 513 ) HTML ( ) PDF (3123KB) ( 554 )

县域工业发展是东北老工业基地振兴与空间优化的关键问题.通过构建工业发展指标评价体系,采用熵值法赋权重并计算得分来测度县域工业发展综合水平,并以此为分析的基础变量,利用马尔可夫链分析方法对吉林省县域工业发展水平的空间格局以及热点区演化进行研究.结果表明:吉林省中心城区工业发展水平明显高于周边县域单元;2000—2004年吉林省县域工业发展水平差距在扩大,2004—2012年县域工业发展水平都有所提高且发展均衡;热点区历年来一直集中于工业基础条件较好的长吉及其周边县域,未发生明显迁移;最后提出提升县域工业发展水平的路径与可持续发展对策.

基于因果和岭回归的新疆人口结构与CO2排放关系分析
霍金炜, 杨德刚, 汪菲, 杨帆, 张文彪
2015, 32 (3): 333-341.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.007
摘要 ( 605 ) HTML ( ) PDF (1106KB) ( 697 )

利用新疆1958—2011年CO2排放量和人口数据,运用格兰杰因果检验和岭回归模型对新疆人口因素变化与CO2排放之间的因果关系和作用力进行实证分析,结果如下.1)在改革开放前,所有人口指标均与CO2排放呈现双向的因果联系;但改革开放后,农村居民消费与CO2排放失去因果关系.2)人口因素对CO2排放的推动作用在不同的发展阶段变化较大;随着改革开放政策的实施,生活方式发生较大变化,家庭户数与消费逐步取代就业结构和人口总量成为CO2排放最主要的推动因素.

一种平原区园地遥感信息提取的新方法
苑惠丽, 马荣华, 李吉英
2015, 32 (3): 342-348.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.008
摘要 ( 551 ) HTML ( ) PDF (2054KB) ( 807 )

针对平原区园地与居民点落叶林不易区分的特点,提出适合于中分辨遥感影像的平原区园地信息提取特征指标——平原区园地指数.利用影像的多时相特征,结合面向对象的分类方法构建平原区园地信息提取模式.安徽省砀山县园地提取实验表明,该方法简单易行,有效避免了"椒盐现像",提高了分类精度,对于准确地确定平原区园地面积及其分布情况具有重要的实际应用价值.

基于客观赋权法的长江流域环境风险时空动态综合评价
杨小林, 李义玲
2015, 32 (3): 349-355.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.009
摘要 ( 548 ) HTML ( ) PDF (1587KB) ( 969 )

为评估长江流域各省域单元环境风险状况,构建以风险源危险性、受体敏感性和恢复力3类指标组成的环境风险综合评价指标体系.引入"纵横向-拉开档次"法和"时序加权平均算子"法等客观赋权法,对流域各省级单元2000—2011年的环境风险进行动态综合评价.结果如下:时间上,2000—2011年长江流域环境风险呈先期有所下降,而后不断升高的特点;空间上,上海、江苏、河南为高风险区,安徽、湖南、湖北和浙江为较高风险区,四川、广西、重庆、云南等西部省份属中风险区,西藏和青海为低风险区.通过对流域各省级行政区环境风险时空动态综合评价和聚类分析,为流域的环境风险管理提供理论依据.

地球科学
地幔条件下碳酸钙熔体的密度与压缩性
刘在荣, 张志刚
2015, 32 (3): 356-362.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.010
摘要 ( 668 ) HTML ( ) PDF (1139KB) ( 959 )

碳酸盐熔体在地球内部碳循环过程中扮演重要角色,但目前对碳酸盐熔体的研究局限于低温低压条件,且主要以富钾钠组分的碱性碳酸盐熔体为主,对于高压条件下碳酸盐熔体的研究还非常不足.通过大规模第一性原理分子动力学模拟,获得地幔条件下CaCO3熔体的状态方程.研究表明,碳酸钙熔体表现出显著的可压缩性,其压缩因子大于文石及典型硅酸盐熔体,因此其密度随压力升高而快速增大;当压力超过10 GPa时,碳酸盐熔体的密度大于钠长石熔体的密度;当压力超过37 GPa时,其密度会大于金刚石的密度;地幔条件下碳酸钙熔体的密度始终小于晶体(文石及后文石)的密度,但其密度差随压力升高而显著降低.碳酸钙熔体的这一特性,对探讨其在地幔中的分布和探讨超深金刚石的形成等具有启示意义.

贵阳花溪地区早三叠世碳、氧同位素特征及其古环境意义
尚晓冬, 时国, 韦恒叶
2015, 32 (3): 363-372.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.011
摘要 ( 579 ) HTML ( ) PDF (11500KB) ( 665 )

对取自贵阳花溪地区改毛剖面上二叠统—下三叠统碳酸盐岩样品进行碳、氧同位素测定,利用所测数据建立相应的演化曲线.根据曲线变化情况,结合地质背景与岩性,着重探讨碳同位素变化的环境原因,并对研究区该时期古环境进行分析解释.研究表明,早三叠世初期,该地区海洋生态环境遭到严重破坏,但在Griesbachian早期有一次短暂恢复,而后又进入长期低迷的缺氧环境直到Smithian中期.

信息与电子科学
一种BPM脉冲超宽带发射机设计
谢义方, 于庆法, 黄永辉, 熊蔚明
2015, 32 (3): 373-377.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.012
摘要 ( 603 ) HTML ( ) PDF (1112KB) ( 1631 )

设计一种新的基于分立器件的BPM(二相调制)脉冲超宽带发射机.脉冲超宽带发射机由单极性亚纳秒脉冲发生器、双极性脉冲产生电路及高速微波开关组成.发射机在时钟和数据"1"和"0"控制下分别输出正、负脉冲.测试结果表明,该发射机输出脉冲宽度<400 ps,带宽>1.5 GHz,可稳定输出BPM超宽带脉冲信号,码速率可达50 Mbps,可应用于脉冲超宽带通信系统.

MIMO下行多用户中继系统的线性收发处理设计
王川, 邱玲
2015, 32 (3): 378-383.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.013
摘要 ( 515 ) HTML ( ) PDF (1034KB) ( 631 )

针对单源单中继多用户多输入多输出下行系统,提出一种基于规则块对角化的收发处理设计.考虑源端无法获得第二跳的信道信息和用户无法获得第一跳的信道信息的场景,对源-中继链路和中继-用户链路进行独立的收发处理设计.在中继处采用传统的规则块对角化方法抑制用户间干扰和噪声,并基于最小均方误差准则联合接收矩阵设计改进的迭代优化算法.仿真结果表明,该算法收敛较快,且很好地降低了低信噪比区域的误码率.

计算机科学
基于模拟攻击的内核提权漏洞自动利用系统
李晓琦, 刘奇旭, 张玉清
2015, 32 (3): 384-390.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.014
摘要 ( 767 ) HTML ( ) PDF (2295KB) ( 1122 )

针对Linux下的内核级提权漏洞,基于模拟攻击的漏洞检测思想,设计并开发漏洞自动利用系统KernelPET,揭示典型提权漏洞的利用过程,从而为漏洞防御提供支持.KernelPET系统与主流漏洞库exploit-db、securityfocus等衔接,模拟攻击测试近百个提权漏洞,挑选30个经典的Linux内核提权漏洞载入KernelPET漏洞代码库,并基于不同内核、不同发行版的Linux平台测试.实验结果表明,KernelPET在多类发行版Linux系统下具有较好的效果.

基于CBF-SS策略的大流识别算法
赵小欢, 李明辉
2015, 32 (3): 391-397.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.015
摘要 ( 679 ) HTML ( ) PDF (1054KB) ( 791 )

在分析大流识别算法中的散列方法和计数方法的优缺点的基础上,针对网络流的重尾分布特性,提出一种能够有效结合散列方法和计数方法优点的大流识别算法CBF-SS(counting Bloom filter & space saving).该算法首先采用改进的计数型布鲁姆过滤器(counting Bloom filter,CBF)过滤掉大部分的小流,然后通过SS(space saving)计数算法识别出网络中的大流.理论分析和实验结果表明,CBF-SS算法具有较低的时间复杂度和空间复杂度,在大流识别效果上远优于SS等算法.

简报
两个新的积分不等式和一个算子范数关系式
刘琼
2015, 32 (3): 398-403.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.016
摘要 ( 549 ) HTML ( ) PDF (904KB) ( 722 )

利用权函数方法和拉普拉斯积分变换, 给出2个新的积分不等式和它们的等价式, 证明它们的常数因子是最佳的. 作为应用, 一方面通过选取一些特殊参数值, 获得一些有意义的结果;另一方面定义3个积分算子, 建立它们之间的一个范数关系式.

基于2-(2'-羟基苯)噁唑啉锌的双核及四核配合物的设计合成、晶体结构及荧光性质
张宇翱, 张静
2015, 32 (3): 404-408.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.017
摘要 ( 485 ) HTML ( ) PDF (1039KB) ( 770 )

利用2-(2'-羟基苯)噁唑啉作为配体,通过与不同的锌盐进行反应,得到结构新颖的双核及四核配合物.对该系列化合物用元素分析,红外光谱进行表征.X-射线衍射单晶结构分析发现在配合物1中2-(2'-羟基苯)噁唑啉配体的羟基氧作为单原子桥连接2个锌离子,配合物2中除配体的羟基氧桥之外还存在甲氧基的氧原子桥连3个锌离子.配合物1 属于单斜晶系,空间群为P21,晶胞参数:a=9.384 2 Å(19), b=13.584 0 Å(30), c=11.138 0 Å(20), β=96.250°(30).配合物2属于三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为 a=9.551 7Å(19), b=11.123 4 Å(22), c=11.182 6 Å(22), α=102.820°(30), β=114.988°(30), γ=100.806°(30).对配合物1的甲醇溶液中及固相荧光光谱进行研究,结果显示它有较好的荧光性质.

城市三维模型海量数据动态组织调度方法
王锋, 潘德吉, 王俊
2015, 32 (3): 409-415.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.018
摘要 ( 598 ) HTML ( ) PDF (5109KB) ( 1797 )

城市三维模型的海量特性和当前计算机硬件瓶颈给模型的实时渲染提出了较大的挑战.改进三维地理信息系统(GIS)中数据的组织与管理方式是提高三维场景可视化效率的有效途径,本文提出基于四叉树空间索引对数据进行组织,基于视点的层次模型技术(LOD)对数据进行动态调度,同时提出一种将纹理作为渲染单元重构网格数据的方法,对粗糙模型的渲染进行批处理,有效降低了耗时的渲染次数.实验证明,该方法是高效可行的,渲染帧率稳定在30帧左右,能够满足海量城市三维模型的可视化和实时交互需求.

DELTA势阱改进QPSO优化BP算法及其应用
于凤玲, 周扬, 陈建宏, 周汉陵
2015, 32 (3): 416-421.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.019
摘要 ( 564 ) HTML ( ) PDF (935KB) ( 1005 )

为了改进BP算法预测性能,提出QPSO-BP模型.该模型采用DELTA势阱改进的量子粒子群(QPSO)算法优化BP网络的权值与阈值,然后利用各年的GDP数据进行训练和预测.结果表明:经过DELTA势阱改进的QPSO优化BP算法模型比PSO-BP模型和BP神经网络更稳定,预测精度更高且泛化能力更强.与文献中所用模型的运算结果相比较,这种改进模型运算结果的相对误差和平均误差更小,在准确性上也有一定的优势.

地基SAR图像与地形数据的几何映射三维匹配方法
杨俊, 乞耀龙, 谭维贤, 王彦平, 洪文
2015, 32 (3): 422-427.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.020
摘要 ( 621 ) HTML ( ) PDF (2486KB) ( 1164 )

地基合成孔径雷达(GB-SAR)系统具有全天时、全天候、定点连续监测等特点,在矿山及山体滑坡、桥梁沉降、地震形变等领域具有广阔的应用前景.地基SAR图像与上述领域中地形数据的几何映射三维匹配是系统与实际应用相结合的关键技术.本文建立地基SAR系统与地形数据的关系模型及地基SAR系统与雷达图像的关系模型,提出基于距离向和方位向条件的几何映射三维匹配方法;分析几何映射三维匹配过程的误差特性.通过实测数据验证了本文模型及几何映射三维匹配方法的有效性.

基于大数据的热点区域人员流量实时监测系统
宋瑞, 姚郑
2015, 32 (3): 428-431.  DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.03.021
摘要 ( 523 ) HTML ( ) PDF (1139KB) ( 1553 )

采用大数据技术实现一个热点区域人员流量的实时监测系统.该系统分析热点区域内每个出入口实时人员流量,挖掘各热点区域驻留人员数量规律,从而科学地安排资源及运营管理.整个处理过程耗时少于15 s,误差小于7.5%.运营结果表明该系统达到了大数据的实时采集、实时分析处理和实时分区控制的可实用目标.