2016年  38卷  第4期

数学
完备格上基于t算子的直觉模糊粗糙集模型
巩增泰, 贾永
2016, 38(4): 515-523. doi: 10.7540/j.ynu.20150517
摘要:
基于对偶三角模,将直觉模糊粗糙集模型在完备格上进行统一处理:首先在完备格上引入非算子的概念,定义和讨论了完备格上基于t算子的直觉模糊集及其运算法则;讨论了完备格上基于t算子的对偶三角模剩余蕴涵及其相互转化关系;在讨论完备格上基于t算子的直觉模糊集的对偶三角模TS隶属度和非隶属度表示的基础上,给出了完备格上基于t算子的直觉模糊集对应的剩余蕴涵之隶属度和非隶属度计算公式;最后,在定义完备格上基于t算子相似关系的基础上,定义和刻画了完备格上基于t算子的直觉模糊粗糙集模型.
变系数反应扩散方程的格子Boltzmann模型
戴厚平, 郑洲顺, 段丹丹
2016, 38(4): 524-529. doi: 10.7540/j.ynu.20150708
摘要:
研究了含变系数的反应扩散方程,构建了含弛豫时间函数τ(x,t)的D1Q3格子Boltzmann模型.为了能准确地恢复出此宏观方程,利用Chapman-Enskog展开和多尺度分析技术,推导出了各个方向的平衡态分布函数和弛豫时间函数τ(x,t)的具体表达式.数值计算结果表明该模型是稳定、有效的.
计算机、信息与电子科学
基于Markov随机场理论的眼底图视盘轮廓的提取研究
黄元康, 李红松, 余鹏飞, 王鹏, 钱呈祥
2016, 38(4): 530-535. doi: 10.7540/j.ynu.20150533
摘要:
眼底视盘轮廓的准确提取对眼疾的诊断事关重要.尤其在各种眼疾对人普遍存在严重伤害的今天,对眼底视盘轮廓提取的研究尤为重要.随着信息技术的高速发展,当今使用计算机实现医学图像处理相当普遍.借助于计算机,利用马尔科夫随机场(MRF)理论模型结合K-均值算法、条件迭代算法和期望最大化算法等多种算法,实现了眼底图视盘的分割.然后通过使用最小周长多边形的多边形近似(MPP)实现眼底视盘轮廓的提取.实验结果表明,与传统的分割方法相比,该方法具有更高的分割效率和更好的去噪性.
关于股票价格优化预测的建模仿真研究
陈远, 罗必辉, 蒋维琛, 孙宏伟
2016, 38(4): 536-542. doi: 10.7540/j.ynu.20160069
摘要:
股票数据具有非线性和含有大量噪声的特点,传统股票预测模型难以充分识别股票非线性特征以及降低噪声,导致预测精度不高.为了提高预测精度,去除冗余特征并加强特征的区分度,引入流形学习中的线性局部切空间排列算法,提出了一种新的支持向量回归机的股价预测优化模型.首先利用线性局部切空间排列算法对股票原始数据进行特征提取,然后采用支持向量回归机对提取到的特征和股票价格之间的非线性关系建模,并利用遗传算法优化支持向量回归机的参数,最终提高股票价格的预测精度.为证明模型的有效性,采用标准普尔500指数在2012—2013年、2014—2015年2个时间段内的股票数据进行检验.实验证明,提出的模型相较其他对比模型具有更高的预测精度,更强的泛化能力.
基于预留带宽门限和传输等级的带宽分配算法
谢俊, 余江, 常俊, 郑宇
2016, 38(4): 543-549. doi: 10.7540/j.ynu.20160020
摘要:
针对异构无线网络融合环境下多业务传输资源分配问题,提出一种基于预留带宽门限和业务传输等级自适应的分布式带宽分配算法.根据移动终端多宿主传输特性和异构网络分布式资源管理模型,通过构建传输业务的网络效用函数,在传输等级QoS需求和业务容量约束条件下,将其建模成凸优化问题;根据用户业务请求接入变化,自适应的调整预留带宽门限和业务传输等级,采用动态优化的迭代算法求得最优带宽分配矩阵.仿真结果显示,所提算法在保证网络低的通信开销和满足QoS需求基础上,达到最大化网络的效用函数和降低业务呼叫阻塞概率的效果.
一种基于倾斜聚集窗口的高效双目匹配算法研究
刘建国, 李雪松, 覃琴, 张皓
2016, 38(4): 550-556. doi: 10.7540/j.ynu.20150805
摘要:
目前双目匹配算法多采用正面平行的聚集窗口假设(Frontal-Parallel Assumption),但是这种假设不符合实际场景中的倾斜平面.针对实际场景多为倾斜平面的问题,提出一种基于交叉倾斜聚集窗口的局部匹配算法,将实际场景中的斜面和视差空间中的视差平面建立一种数学模型,该算法能够快速找到视差空间中聚集窗口的视差平面信息,通过在KITTI公共评估网站上进行测试,实验结果表明提出的算法能够很好地提高对场景中倾斜平面的匹配精度且有较高的执行效率.
大气科学
利用NCEP/NCAR数据探寻高空颠簸高发区的方法研究
苏腾, 王永忠
2016, 38(4): 557-562. doi: 10.7540/j.ynu.20150334
摘要:
基于预报效果较好的颠簸预报指数Dutton,利用美国国家环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合处理的再分析数据集NCEP/NCAR数据,绘制颠簸指数分布情况,对大量颠簸指数图进行统计分析,最终探寻出颠簸高发区.结果表明:1月份31日中日颠簸分布情况相似度达64%;颠簸发生的空间面积占该区域(100°~150°E,15°~60°N)约20%;严重颠簸占颠簸区域约46%,重度颠簸占颠簸区域约22%,中度颠簸占颠簸区域约32%;1月份我国(100°~150°E,15°~60°N)区域高空急流背景下颠簸高发区具体统计信息为:中度与重度颠簸高发区呈现独立零星分布,严重颠簸的高发区分布则相对集中,主要位于华北地区(110°~120°E,30°~42°N).
四川盆地相似MCC过程综合诊断分析
牛金龙, 黄楚惠, 康岚, 郝丽萍
2016, 38(4): 563-574. doi: 10.7540/j.ynu.20150391
摘要:
利用NCEP 1°×1°资料、加密自动站降水资料及FY2C 红外云图资料对2012年7月6-9日及2011年7 月4—6日期间发生在四川盆地并造成强降水的4次相似MCC 过程的卫星云图特征进行了对比分析,探讨了MCC生成及发展旺盛期的环流场特征,进一步诊断了MCC发展过程的水汽、热力以及动力机制(垂直散度通量、干位涡).研究表明:2例过程中4次MCC的第1、3个是在进入盆地的卷云羽上的对流云团中生成和发展,2、4个MCC是在残留云系上的对流云团中生成、发展和合并,形成过程中均表现为亮温降低、面积增大,川西高原及MCS周围云系逐渐减弱的特点.在强且持续的孟湾水汽输送和不稳定层结条件下,对流层低层西南涡区辐合抬升造成强烈的散度通量辐合向上输送与高层辐散耦合是MCC发展持续的动力机制,且850hPa垂直散度通量辐合区与MCC持续区域及观测的地面强降水落区具有良好的时空对应关系.中高纬的高值位涡具有向南向下延伸,低纬低层的低值位涡具有向上向北传播的特点.当干冷空气与较强暖湿气流相交汇时,850hPa急流左前侧的西南涡区强烈的风场切变与辐合导致强上升运动,触发对流不稳定能量释放,激发MCC云团,造成强降水.
“7.09”山西暴雨数值模拟与诊断分析
曹巧莲, 马旭林, 宋方超, 俞宙, 明亮, 王文平
2016, 38(4): 575-585. doi: 10.7540/j.ynu.20150343
摘要:
利用NCEP/NCAR 1°×1°全球分析资料、地面观测降水资料,采用NCAR、NCEP 和FSL/NOAA 等共同研制的新一代细网格WRF中尺度数值模式,对2013年7月9日山西省一次暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析.结果表明:此次过程属于典型的副高切变型暴雨,副高进退缓慢,584线基本在山西南部稳定少动,中高纬不断有冷空气南下,与低层西南暖湿气流交汇,激发降水云系,造成强降水.三重嵌套的WRF模式比较成功地再现了高低空环流形势的演变及暴雨时空分布特征,利用模式输出的高分辨率资料诊断分析发现,暴雨区高空负涡度、低层正涡度,且涡度中心对称,低层辐合、高层辐散的配置以及高温高湿的不稳定环境为暴雨发生发展提供了有利条件,强烈的上升运动使低空西南急流和高空西风急流相互耦合,是产生暴雨的主要原因.
1957—2013年内蒙古达里诺尔自然保护区气候变化特征
刘海月, 沈渭寿, 李海东, 欧阳琰
2016, 38(4): 586-594. doi: 10.7540/j.ynu.20150604
摘要:
自然保护区是生物多样性保护和应对气候变化的前沿阵地,具有独特而重要的生态功能.笔者以内蒙古达里诺尔自然保护区为研究对象,通过选取保护区周边3个气象站点1957—2013年的日值气象观测数据,利用气候倾向率和Mann-Kendall非参数趋势检验法,分析了保护区近57年的年平均气温、年降水量、干燥度的变化特征,并探讨了保护区的气候变化风险源.结果表明:从年际变化来看,气温呈明显上升趋势,降水呈下降趋势;从年代际变化来看,21世纪初气温最高,降水量最少,气温和降水量的变化趋势显著;从季节变化来看,保护区四季气温变化均呈上升趋势,降水量夏季呈明显下降趋势.干燥度呈缓慢上升趋势,介于0.80~2.56.
基于时间序列和多元方法的乌鲁木齐PM2.5浓度分析
谢心庆, 郑薇, 开璇, 许英
2016, 38(4): 595-601. doi: 10.7540/j.ynu.20150789
摘要:
鉴于肺部可吸入颗粒物PM2.5对人体的危害,利用多元分析及时间序列的方法将PM2.5浓度变化划分为稳定部分(由分子内部的作用引起浓度变化)和不稳定部分(由外部环境因素,即温度,风力,风向及天气等)进行预测.收集乌鲁木齐7个监测站点2014年11月至2015年3月(冬季)每天的PM2.5,PM10,CO,NO2,O3,O3(8h),SO2及天气等相关因素数据,对PM2.5浓度建立预测模型并进行结果分析.相关分析表明:户外PM2.5与PM10,CO,NO2和SO2具有较高的相关性.对平稳部分利用指数平滑模型预测PM2.5浓度,得到最好的平滑指数是0.32.主成分回归(PCR)模型用于预测PM2.5浓度的不稳定性成分,得到R2值为0.803.最终,将2015年3月至2015年5月的数据利用5种性能指标检验模型,结果表明该模型方法预测效果较好,有一定的实用价值.
1961—2010年长江流域高温热浪时空变化特征
王喜元, 闫业超, 岳书平, 刘彬
2016, 38(4): 602-609. doi: 10.7540/j.ynu.20150821
摘要:
基于长江流域166个气象台站的逐日最高气温观测数据和西太平洋副热带高压环流指数,采用趋势分析、Mann-Kendall 检验等方法,分析了长江流域1961—2010年高温热浪的时空分布特征.结果表明:近50a来,长江流域高温热浪频次、持续时间与强度呈现出先减少后增加的趋势,整体呈现出微弱增加趋势,其速率为0.06次/10a ,0.03d/10a,0.29℃·d/10a,与副高脊线和北界呈现出显著的正相关;高温热浪的空间分布大致呈现出东南多西北少,江南多、江北少的分布特征,多发区主要集中于集中在洞庭湖、鄱阳湖流域一带以及中上游干流区;除汉江流域东部与洞庭湖流域中部地区显示为减少趋势外,基本呈现增加趋势,其中太湖流域,鄱阳湖流域东南部以及中下游干流区增加趋势显著.
怒江州滑坡地质灾害气象预警模型研究
朱昳橙, 李益敏, 魏苏杭
2016, 38(4): 610-619. doi: 10.7540/j.ynu.20150810
摘要:
根据怒江州2012—2014年87个雨量监测站点的降雨数据,首先研究降雨量及降雨过程与地质灾害空间分布的对应关系,再用信息量模型对地质灾害易发性进行静态评价.在此基础上,应用广义线性模型将动态降雨预报和静态的易发性评价结合起来,分别建立了地质-气象耦合模型和地质-降雨综合模型.实例检验并分析了2种模型,结果表明:地质-降雨综合模型的指标计算结果更具有科学性;同时地质-降雨综合模型在时间与空间的结合上更有优势;此外,地质-降雨综合模型的预警准确度较高,且在地质-降雨综合模型的预警图上除灾害当天的预警显示外,相近时间发生的灾害也有所反映.综上,地质-降雨综合模型比地质-气象耦合模型更适合怒江州滑坡地质灾害预报预警.
化学
Ptn+/-(n= 1,2,3)与N2O反应机理的理论研究
佟永纯, 王清云, 徐新建, 王永成, 柏丽平
2016, 38(4): 620-626. doi: 10.7540/j.ynu.20150766
摘要:
为更清晰地揭示Ptn+/-(n=1,2,3)与N2O反应的机理,采用密度泛函UB3LYP方法,计算研究了Ptn+/-(n= 1,2,3)在基态和激发态与N2O微观反应的机理,对比探讨了铂团簇及单个铂原子对N2O催化机理和催化效果.同时又对比研究了带有不同电荷的铂团簇对N2O的催化作用,即:Ptn+/-(n= 1,2,3)对N2O的催化作用,从而探讨了电荷对N2O催化作用的影响.又对反应势能面上各驻点的几何构型进行了全参数优化,并用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证.为了进一步研究Ptn+/-(n= 1,2,3)与N2O反应过程中可能存在的“系间窜越”行为,计算研究了基态和第1激发态的2个反应势能面,其结果表明,Pt+和Pt3+与N2O的反应是典型的自旋禁阻反应,在能量交叉点(CP)附近可能存在着系间窜越现象.
四(4-叔丁基苯基)硼酸钾手性离子选择电极对缬氨酸甲酯的手性识别
段爱红, 王帮进, 袁黎明
2016, 38(4): 627-631. doi: 10.7540/j.ynu.20160053
摘要:
以四(4-叔丁基苯基)硼酸钾为手性选择剂,将其负载于PVC膜中制得离子选择性电极,对缬氨酸甲酯对映异构体进行检测,电极能优先响应L-缬氨酸甲酯,线性范围10-4~10-1mol·L-1,斜率50mV,检测限3.16×10-5mol·L-1,电极能对缬氨酸甲酯进行手性识别检测,其对映选择性系数lg KpotL,D为-1.82.
2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑衍生物的一锅法合成及性质研究
彭雄伟, 谭晓平, 张瑞林, 程晓红
2016, 38(4): 632-637. doi: 10.7540/j.ynu.20150828
摘要:
从易得原料苯甲酰氯和苯甲酰肼出发,一锅法完成了3个2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑衍生物的高效合成.研究发现,当原料苯甲酰肼中苯环上取代基为CN、NO2、OCH3时,预期产物用该合成方法能获得较好的产率;当取代基为碘时,由于产物复杂,无法获得预期产物.紫外荧光光谱测试表明,所合成的2,5-二苯基-1,3,4噻二唑衍生物在蓝光材料和有机半导体材料中具有潜在的应用前景.密度泛函理论(DFT)计算结果显示该类化合物具有共平面结构,末端吸电子取代基能引起ICT(分子内电荷转移)效应.
茸毛木蓝根总黄酮的提取工艺及其体外抗氧化作用研究
王小果, 张汝国, 王明, 司高飞
2016, 38(4): 638-644. doi: 10.7540/j.ynu.20150644
摘要:
通过正交试验,对溶剂法提取茸毛木蓝根总黄酮化合物的工艺进行了优化研究.结果表明,各因素对总黄酮提取率的影响程度依次为:乙醇体积分数>提取温度>提取次数>料液比.最佳提取工艺条件分别为乙醇体积分数为60%、提取温度为90℃、料液比为1∶30、提取3次,每次2h.用清除超氧阴离子、DPPH和羟基自由基法评价了该提取物的体外抗氧化能力,并与同等条件下BHT和抗坏血酸抗氧化能力进行比较.结果显示,茸毛木蓝根总黄酮具有较强的体外抗氧化能力.
紫外光谱法研究鬼臼毒素与环糊精及其衍生物的包合行为
赵雪秋, 王淑慧, 周树娅, 赵芳, 杨丽娟
2016, 38(4): 645-651. doi: 10.7540/j.ynu.20150704
摘要:
采用紫外—可见光谱滴定法分别测定了主体分子环糊精及其衍生物与客体分子鬼臼毒素在室温,pH=3.0和pH=10.5的缓冲溶液中形成配位包合物时的稳定常数(Ks).结果表明:鬼臼毒素与环糊精(α-CD,β-CD,γ-CD,DM-β-CD和TM-β-CD)形成包合时,碱性条件下稳定常数(Ks)相对更大,鬼臼毒素在碱性条件下更稳定.主体-客体之间的尺寸匹配在包合形成的过程中起到决定性的作用,γ-CD空腔尺寸大小与客体分子鬼臼毒素的尺寸匹配程度较好,故其Ks值最大.此外,β-CD环糊精的取代基也影响主体配位能力,鬼臼毒素与甲基化β-CD形成包合时,环糊精上甲氧基取代越多,越不利于包合的形成.
生物
间充质干细胞冻存方法的研究进展
付旭锋, 刘平, 陈冰冰, 焦扬, 司维, 郑冰蓉
2016, 38(4): 652-660. doi: 10.7540/j.ynu.20160104
摘要:
间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是具有自我复制能力和多向分化潜能的成体干细胞,它能够发育成硬骨、软骨、脂肪和其他类型的细胞,因此已成为细胞治疗的重要候选种子细胞,特别在各种退行性疾病和自身免疫性疾病的组织修复和免疫调节方面有良好的应用前景.有效的应用须建立在有生物学特性保持良好的充足MSCs的前提下.由于临床上细胞移植的供体和受体往往存在不同时性,很难保证即离即用,且充足的数量需求保证也会是一个问题.因此,能保证良好生物学特性稳定保持的MSCs冻存方法就显得尤为重要.本文即对MSCs冻存技术的研究进展进行综述.
大麻蛋白质组的双向电泳技术建立
程霞, 苏源, 刘开庆, 窦玉敏, 刘飞虎, 邓纲
2016, 38(4): 661-668. doi: 10.7540/j.ynu.20150745
摘要:
蛋白组学研究中最关键步骤是样品制备,为得到高质量的双向电泳蛋白图谱,作者通过对TCA/丙酮法对大麻茎、叶进行蛋白样品制备、双向电泳技术流程进行优化,建立了适于大麻茎、叶的双向电泳技术体系.优化双向电泳体系为:裂解液在传统配方中加入Tris-HCl(pH=8.8),以TritonX-100代替CHAPS,蛋白裂解后加入4倍体积100%预冷丙酮等均可有效去除各种非蛋白杂质;IPG胶条pH=4~7,24cm,考染上样量800μg /胶条可得到背景清晰、分辨率高的双向电泳图谱.大麻茎中可分辨的蛋白点为1027±12,叶中为905±8.该体系能同时适用于大麻茎、叶,并能满足下一步蛋白质谱测序分析的要求,可为大麻蛋白组学的发展提供技术支持.
红冬孢酵母Δ12-脂肪酸脱氢酶基因的克隆和表达
罗敏周, 杨晓霞, 季秀玲, 林连兵, 魏云林, 张琦
2016, 38(4): 669-675. doi: 10.7540/j.ynu.20150418
摘要:
Δ12-脂肪酸脱氢酶是多不饱和脂肪酸合成的关键酶.参考已知的Δ12-脂肪酸脱氢酶基因序列设计特异性引物,通过PCR扩增从红冬孢酵母YM25235中获得了全长为1341bp的一个cDNA序列.序列分析表明,该序列具有一个编码446个氨基酸、相对分子质量为50.6ku的完整开放阅读框,所编码的氨基酸序列与Δ12-脂肪酸脱氢酶相似性最高但并不相同,而且也具有Δ12-脂肪酸脱氢酶特异性的3个组氨酸保守区,表明该序列为一个新的编码Δ12-脂肪酸脱氢酶的基因.为了验证功能,将该基因序列克隆到表达载体pYES3/CT中,构建重组质粒pY3RKD12,并转化到酿酒酵母的缺陷型菌株INVSCI中进行异源表达.通过脂肪酸气相色谱(GC)分析表明,在pY3RKD12转化的酵母细胞总脂肪酸中出现一个保留时间和亚油酸甲酯标准品相同的新峰,其含量占酵母总脂肪酸的3.76%,但在pYES3/CT转化的酵母细胞总脂肪酸中没有检测到.这些结果证明所克隆的序列是一个新的Δ12-脂肪酸脱氢酶基因,其表达的蛋白质可催化油酸合成亚油酸.
树莓干果粗黄酮纯化和活性研究
武彦辉, 杨静, 原倩倩, 李娟玲, 梅雪峰, 李小龙, 眭华梅
2016, 38(4): 676-682. doi: 10.7540/j.ynu.20150767
摘要:
以树莓干果为原料,通过比较HP-20、D101、X-5、LX-68、AB-8、XDA-6、XDA-8、D201大孔树脂对树莓粗黄酮静态吸附率和解吸率的影响,筛选出适宜分离纯化树莓黄酮的大孔树脂为XDA-6树脂.结合静态与动态吸附解吸实验,得出用XDA-6大孔树脂分离纯化树莓黄酮的最佳工艺.将树莓粗黄酮提取原液作为上样液,以6BV/h (1BV为1个柱体积)的流速上样吸附,之后采用60%乙醇作为洗脱剂,以4BV/h的流速进行洗脱,洗脱剂用量为5BV.在此纯化条件下所得树莓黄酮质量分数为35.8%,较纯化前提高了1.21倍;干粉质量浓度在0.5mg/mL时,对DPPH的抗氧化活性从纯化前的62.51%提高到70.36%,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、棉花枯萎菌、小麦赤霉菌均有一定的抑制作用,纯化后的抑菌效果优于纯化前.
不同生境植物垂直密度变化对地表蚂蚁群落的影响
卢志兴, 李可力, 张念念, 陈又清
2016, 38(4): 683-690. doi: 10.7540/j.ynu.20150712
摘要:
为了揭示土地利用变化主导的生境变化中植物垂直密度变化对地表蚂蚁群落的影响,采用陷阱法调查了云南省绿春县天然次生林、桉树林、紫胶林、紫胶-玉米混农林、橡胶林、玉米旱地和农田7种生境的地表蚂蚁群落,并使用利维杆(Levy pole)方法调查了不同生境的植物垂直密度.共采集地表蚂蚁16704头,隶属于8亚科44属106种.结果显示:① 不同生境中植物垂直密度变化明显,7种生境在0~125cm 5个区段和大于300cm区段的植物垂直密度差异显著;0~100cm区段桉树林植物垂直密度最高;100~200cm区段植物垂直密度在天然次生林等5种生境中变化明显;大于300cm区段橡胶林植物垂直密度最高.② 不同生境地表蚂蚁物种丰富度(χ2=140.867,P<0.01)和相对多度(χ2=133.359,P<0.01)差异显著,其中,紫胶-玉米混农林地表蚂蚁物种丰富度和相对多度均最高,天然次生林和桉树林居中,农田最低.不同生境地表蚂蚁群落结构有差异(ANOSIM Global R=0.616,P<0.01),植物垂直密度相似生境的蚂蚁群落结构较为相似.③ 地表蚂蚁物种丰富度与25~50cm区段植物垂直密度正相关(Pearson=0.156,P=0.024);地表蚂蚁相对多度与大于300cm区段显著负相关(Pearson=-0.149,P=0.031).大于300cm区段只对天然次生林地表蚂蚁物种丰富度有显著影响(Y=e6.85+1.344X,P=0.04);150~175cm区段(Y=e18.61+2.36X,P<0.01)及大于300cm区段植物垂直密度(Y=e18.61+0.680X,P=0.01)只对桉树林地表蚂蚁相对多度有显著影响.25~150cm区段植物垂直密度与桉树林、紫胶林和紫胶-玉米混农林的地表蚂蚁群落结构影响较大;超过300cm区段对橡胶林地表蚂蚁群落结构影响较大.具有复杂下层植物组成的生境能够为蚂蚁提供保护、增加不同的生存空间和食物资源,有利于蚂蚁多样性的保护.