徐云,黄敬频

2023, 43(4): 337-345. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.001

摘要 ( 156 )

PDF (428KB) ( 119 )

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利用矩阵的四分块形式刻画了M自共轭矩阵的特征结构,并讨论了四元数广义Sylvester方程AX-YB=C的一类M自共轭混合结构解,其中X为酉相似块对角M自共轭矩阵,Y为自共轭矩阵.根据所提结构矩阵的特点,将原方程转化为等价的无约束方程组,再利用矩阵的Moore-Penrose广义逆,获得方程组可解的充分必要条件及其通解表达式,从而得到原方程的M自共轭混合结构解.特别地,导出矩阵方程AX=C具有酉相似块对角M自共轭解的充要条件及其通解表达式.当M=0时,利用四元数矩阵对的CCD-Q分解,获得广义Sylvester方程满足‖Y~‖=min‖Y‖的约束混合结构解集.数值算例检验了所得结果的正确及可行性.

一类时空离散捕食系统的混沌与斑图转变

类维倩,郭丰路,黄头生

2023, 43(4): 346-356. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.002

摘要 ( 137 )

PDF (917KB) ( 123 )

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探讨了一类时空离散Leslie-Gower型捕食系统的复杂时空动力学行为.运用分岔定理分析了该系统在不动点附近发生倍周期分岔、Neimark-Sacker分岔和图灵分岔的条件.通过分岔图和最大李雅普诺夫指数展示了系统的分岔过程,借助空间振幅和时空发展的变化揭示了由分岔引发混沌路径上的斑图转变规律.结果表明:在倍周期分岔引发的混沌路径上,斑图呈现类似的周期加倍级联过程,系统经历了从冻结混沌到缺陷湍流的变化;在Neimark-Sacker分岔引发的混沌路径上,斑图以环状和螺旋波状为主,在周期和拟周期吸引子上经图灵失稳形成的斑图仍会呈现有序的时空带状结构,在混沌吸引子上形成的斑图虽然呈现无序的空间振幅变化,但在时空发展变化中会呈现某种整体有序局部混乱的湍流状态.

基于皮尔逊相关系数与SVM的居民窃电识别

郭亮,郭子雪,贾洪涛,范若禹

2023, 43(4): 357-363. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.003

摘要 ( 137 )

PDF (914KB) ( 137 )

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居民窃电现象的存在,不仅损害了供电企业的经济利益,也对电网安全运行构成了威胁.随着中国数字经济的快速发展以及用电采集系统的不断完善,与大数据相结合的反窃查违手段不断更新.提出了将皮尔逊相关系数、SMOTE(synthetic minority oversampling technique)算法和SVM(支持向量机)相结合的居民窃电检测方法.首先利用皮尔逊相关系数收集历史窃电用户的有效窃电数据,再利用SMOTE算法丰富有效窃电数据并生成有效窃电数据库,在此基础上,通过支持向量机训练窃电用户的识别模型,最终对窃电识别模型筛选出的疑似窃电用户进行现场实际核实,核实结果表明本文提出方法具有有效性和可行性.该方法不仅为电力企业反窃查违提供了新思路,同时也提高了工作班组的工作效率.

新型铁电薄膜在MFIS器件中的应用

王树雨,芦春光,袁秋婷,仇加俊,付跃举,蔡淑珍,傅广生

2023, 43(4): 364-368. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.004

摘要 ( 108 )

PDF (773KB) ( 111 )

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利用新型铁电材料Na_0.5Y_0.5TiO₃(NYTO)薄膜高介电的特点,将其作为MFIS(metal-ferroelectric-insulator-semiconductor,MFIS)电容器的绝缘层,制备出Pt/Pb(Zr_0.2Ti_0.8)O₃/ NYTO/Si结构电容器,并对其进行XRD、SEM、C-V特性测试及I-V特性测试分析.分别对C-V存储窗口(记忆窗口,memory window)与应用电压以及绝缘层膜厚的关系进行了研究,结果表明记忆窗口数值比较理想.绝缘层厚度为40 nm、电容器的应用电压为32 V时,记忆窗口可达13 V.对制备的MFIS电容器I-V特性进行了研究,结果表明器件具备较低的漏电流密度,为1.08×10^-6 A/cm²,且其电流传导机制符合空间电荷限制电流导电机制.

平行场刷形等离子体羽的放电特性及其聚合物表面改性

韩国新,武珈存,贾焓潇,王雪芳,贾鹏英

2023, 43(4): 369-378. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.005

摘要 ( 125 )

PDF (1471KB) ( 76 )

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大气压等离子体射流可以在开放空间产生富含活性粒子的等离子体羽,在材料生长、表面改性、生物医疗等领域具有广泛的应用前景. 由于通常等离子体羽的截面尺度很小,造成等离子体射流应用时效率较低,因此,急需产生大尺度的等离子体羽. 目前报道的大尺度的等离子体羽多是交叉场等离子体羽,相比于平行场等离子体羽而言其化学活性较低. 针对于此,本文利用双电极结构的平行场氩气射流,通过交流激励产生了大尺度的刷形等离子体羽. 利用电学、光学和光谱学手段对刷形等离子体羽的放电特性进行了表征. 在此基础上,利用该平行场刷形等离子体羽对聚合物(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))进行了改性研究. 通过研究PET表面的水接触角(WCA)、拉曼光谱、X线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)照片,发现刷形等离子体羽能实现PET表面的大尺度均匀改性. 改性后的PET表面含氧极性官能团数量显著增加,并且PET表面的粗糙度增加,因此亲水性得到改善, 此种亲水性改良对不同的聚合物具有普适性. 这些研究结果对于大尺度等离子体射流的深入研究及等离子体表面改性的应用均具有一定参考价值.

海藻多肽的提取分离及抗肿瘤活性研究进展

沈金阳,张烜,于媛媛,张世诚,施柳清,董自波

2023, 43(4): 379-386. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.006

摘要 ( 231 )

PDF (578KB) ( 226 )

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海藻是重要的海洋生物,也是人们食物的重要来源.前期广泛的研究已经证实,海藻含有大量的蛋白质.但由于多肽含量低,在提取纯化时,传统的方法存在一定难度,目前较常用酶解法和化学提取法进行提取,用色谱法和膜分离法进行纯化,从海藻中获取较高纯度的多肽,使用与MS相关的技术对其结构进行鉴定.海藻多肽对抗肿瘤具有较强作用,其作用机制表现在多个方面.本文综述了海藻多肽最新的提取纯化和鉴定方法及抗肿瘤活性的研究进展,为其进一步开发利用提供参考.

双嘧达莫低共熔药物体系的筛选、表征及性质评价

李元春,董雪晴,李聪伟,安青青,杨彩琴

2023, 43(4): 387-394. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.007

摘要 ( 95 )

PDF (1381KB) ( 72 )

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采用双组分二元相图分析方法筛选难溶性药物双嘧达莫的低共熔体系,采用差示扫描量热法(DSC)、粉末X线衍射(PXRD)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对低共熔体系进行表征,测定低共熔体系中双嘧达莫的溶解度和溶出度等特性参数,并采用荧光淬灭和相溶解度法研究低共熔体系的增溶机制.结果表明:双嘧达莫与烟酰胺形成 “V”型二元相图且具有单一熔点,证明二者形成了低共熔体系.该体系提高了双嘧达莫的溶解度和溶出速率,荧光光谱表明此体系中双嘧达莫与烟酰胺之间存在络合效应,相溶解度结果进一步说明二者之间形成了可溶性络合物,且物质的量比为1∶1,25、37 ℃时的络合常数分别为150.22、85.14 L/mol,该络合反应为吸热反应,升温不利于二者的络合.

甲基橙在天然水滑石上的在线吸附周期性规律研究

叶剑华,于涛,余豪奇,刘会誉,原雪燕

2023, 43(4): 395-407. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.008

摘要 ( 121 )

PDF (2140KB) ( 68 )

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为研究水体中的污染物在吸附剂表面吸附性行为的周期性变化规律,探讨吸附-解吸的动态变化机理,提高吸附效率,采用改造的分光光度计进行在线吸附实验,结合吸附体系pH、电导率的在线测定结果,解释了甲基橙在天然水滑石上的吸附动力学、热力学特性.根据理论计算,提出并推导出吸附周期性变化规律公式.通过改造的721分光光度计,在线测定吸附体系中吸附质浓度的实时变化;通过条件实验确定最佳在线吸附条件为pH 3.5,吸附剂质量浓度0.002 g/L,在此条件下的吸附率达83.6%.在线吸附实验显示,天然水滑石对甲基橙的在线吸附过程中,前10 min吸附率持续增长,10~15 min吸附率增长趋于平稳,15~20 min吸附率变化呈指数衰减,符合指数衰减规律.此后吸附量随接触时间的变化呈现出潮汐波动现象.此潮汐波动呈周期性变化,且变化周期受温度和浓度影响较小,每个周期的变化符合指数增长规律.

温度对红色红曲菌M7液态发酵产monascin和ankaflavin的影响

徐勇,邱子娅,陈莎,张佳兰,高梦祥,李利

2023, 43(4): 408-419. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.009

摘要 ( 116 )

PDF (4011KB) ( 65 )

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为了提高红色红曲菌(Monascus ruber)M7发酵生产红曲素(monascin, MS)和红曲黄素(ankaflavin, AF)的产量,采用液态发酵法,探究不同发酵温度下其产生的醇溶性色素在组成和产量方面的变化规律.结果发现,当温度较低时(25、30 ℃),所产生的色素在470 nm有最大吸收,色调偏橙,红斑素(rubropunctatin, RP)和红曲红素(monascorubrin, MR)为优势组分;当温度较高时(35、40 ℃),所产生的色素在400 nm 附近有最大吸收,色调偏黄,MS和AF成为优势组分.随着温度的升高,所有色素组分的产量均先升高后降低,其中,25、40 ℃不利于色素的产生,产量显著低于30、35 ℃;30 ℃时,RP和MR的产量达到最大值,分别为107、124 mg/L,而MS和AF的产量较低,分别为48、26 mg/L;35 ℃时,MS和AF的产量达到最大值,分别为100、47 mg/L,而RP和MR的产量相对30 ℃时显著降低,分别为57、50 mg/L.qPCR分析发现,温度对MS和AF液态发酵的影响与其对色素合成关键酶基因的转录调控密切相关,其中,对色素合成分支节点关键酶基因MrPigF和MrPigH的差异调节,可能对35 ℃时MS和AF产量的显著提高起到了较关键的作用.该结果可为提高MS和AF液态发酵产量提供参考.

跳小蜂科2中国新纪录种记述(膜翅目:小蜂总科)

王海洋,张丞慧,祖国浩

2023, 43(4): 420-423. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.010

摘要 ( 119 )

PDF (812KB) ( 54 )

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记述了采自天津市的跳小蜂科2中国新纪录种——哥印多胚跳小蜂Copidosoma coimbatorense Kazmi & Hayat, 1998和扎氏甲卵跳小蜂Oobius zahaikevitshi Trjapitzin, 1963.详细记述了成虫的形态特征、寄主及分布信息,并附有成虫形态特征图.

白洋淀水生植物腐解释放特征分析

佟霁坤,赵建国,王军霞,李洪波,陈海婴,王红云

2023, 43(4): 424-431. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.011

摘要 ( 116 )

PDF (1126KB) ( 69 )

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为研究白洋淀水生植物衰败期腐解释放特征,采用遥感解译和现场调查相结合的方法,对白洋淀水生植物进行了多维度调查,估算了典型优势水生植物菹草、篦齿眼子菜和莲的全氮、全磷、有机质腐解释放量,提出了白洋淀水生植物管理对策.结果表明:菹草、篦齿眼子菜和莲的腐解释放对白洋淀水质影响较大;易腐解组分在总生物量中的质量分数菹草为72%,篦齿眼子菜为40%,莲为12.14%;难腐解组分在总生物量中的质量分数菹草为28%,篦齿眼子菜为60%,莲为87.86%.优势水生植物全氮、全磷、有机质的释放效率不同,但所有植物腐解前期磷释放速率最快,菹草有机质的释放量最大.水生植物腐解释放具有明显的时间特征,与水生植物生长周期密切相关,集中在优势种的腐解时期.为控制白洋淀水生植物腐解释放污染,应根据水生植物的生长周期及腐解释放规律,在5月中旬对菹草进行收割,9月中下旬对莲和篦齿眼子菜进行收割,并拓展水生植物的资源化利用途径.

基于目标检测和迁移时间序列的教室人员检测

丛帅,杨磊,华征豪,杨晓晖

2023, 43(4): 432-441. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.012

摘要 ( 147 )

PDF (1826KB) ( 151 )

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为了解决教育智能化重构中对于教室人员的高效监督管理和数据分析,结合单阶段目标检测算法的优良特性和卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)良好的特征提取能力,提出了一种基于注意力机制网络和迁移时间序列改进YOLO目标检测算法的教室人员目标检测算法.首先,对源视频流进行逐帧抽取和非畸变的图像放缩,通过生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)进行图像超分辨处理;其次,对每帧图像进行多尺度采样和初步目标检测;然后,根据不同尺度得到的候选结果进行非极大抑制(non maximum suppression,NMS)以去除置信度较低的个体;之后,对候选结果进行融合,再使用交并比(intersection over union,IoU)进行重叠度计算以更新数据、去除重合或过于紧密的定位位置,然后将当前帧的检测结果与先前时间区间中的检测结果作为时间序列进行统计学数据迁移融合(time series migration,TSM)获得最后的检测结果.实验结果表明,本文方法不仅有效地提升了教室人员目标检测的准确率,并且可以进行实时检测.

基于图像块鲁棒抑制式模糊C均值图像分割

郑一博,李忠灿,程杨鑫,董雨荷,朱占龙

2023, 43(4): 442-448. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2023.04.013

摘要 ( 91 )

PDF (1277KB) ( 76 )

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考虑到无损检测图像具有易受噪声干扰且目标占图像面积较小的特性,以图像块为基本单元,提出一种较强鲁棒性和自适应性的抑制式模糊C均值算法用于无损检测图像的分割.首先,对图像块内像素的权重进行自适应确定,其权重受图像块内像素的空间距离和灰度值大小的影响;然后构建了图像块的模糊不确定性模型,并以图像块为基本单元将其引入至新的目标函数并进行求解,给出算法的执行流程;最后采用无损检测图像进行实验,结果显示所提出的算法具有较好的鲁棒性和有效性.

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