中山大学学报(自然科学版)

2020, 59(2): 1-14. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.001

摘要 ( 168 )

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近年来，随着科学技术的发展，越来越多的数据以图的形式呈现和存储。图是不规则的数据，具有分散性和无序性，除了节点本身可赋予数据的特征外，边权信息更可以刻画节点间的相似性。虽然传统的深度卷积网络能有效处理图像、视频、语音等规则的数据，但直接用以处理图的数据效果并不理想。如何借鉴传统的卷积算法，提出适应图数据特点的学习算法，是当前深度学习研究的一个热点。文章拟对面向图数据的图卷积算法进行归纳总结，然而由于篇幅有限，无法对所有算法做到面面俱到的介绍，因此文章侧重于介绍模型背后的原理，分析并指出这些算法的优缺点，同时扼要介绍图卷积网络的主要应用。

一类不定方程的解

窦晓霞

2020, 59(2): 15-21. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.002

摘要 ( 64 )

PDF (878KB) ( 43 )

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讨论不定方程ax²+by²+cz²=m+dxyz。利用二元二次型和初等数学的知识，给出a,b,c都整除d时，方程存在基础解时正整数a,b,c,d和非负整数m所有可能的取值。对每一个有基础解的方程，求解得出它的基础解，由这些基础解可以计算得到方程的多个整数解。

有界线性算子及其函数演算的Weyl定理

闫慧凰, 曹小红

2020, 59(2): 22-27. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.003

摘要 ( 51 )

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令B(H)为无限复可分的 Hilbert 空间H上的有界线性算子全体。若T∈B(H)，定义H(T)为在T的谱集σ(T)的某个邻域上解析但在σ(T) 的任一分支上不为常数的函数全体。利用新定义的谱集，研究了算子T及f(T)(f∈H(T))的 Weyl 定理，并刻画了T和(T)满足 Weyl 定理的等价条件。另外利用所得的结论，探索了p-hyponormal(或 M-hyponormal)算子的 Weyl 定理。

具有时滞的肿瘤免疫模型的稳定性与Hopf分支

梁雨琴, 贾云锋

2020, 59(2): 28-33. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.004

摘要 ( 52 )

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考虑了一类带有时滞和扩散现象的肿瘤免疫模型,主要分析了模型边界平衡态解与正平衡态解的稳定性和发自正平衡态解处Hopf分支的存在性。研究结果表明：时滞会破坏模型正平衡态的稳定性并导致模型出现Hopf分支。

轨道交通不良地质风险动态可变评价模型研究

武志毅, 高燕, 袁泉, 李文龙

2020, 59(2): 34-47. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.005

摘要 ( 63 )

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轨道交通作为城市交通的生命线，其健康状态评价日益重要。近年来，隧道工程健康状态评价模型多针对于公路隧道、山岭隧道或者轨道交通隧道的运营阶段，尚缺少轨道交通隧道设计、施工阶段的地质风险评价。针对轨道交通隧道地质风险评价，通过调查研究，辨析出11个一级地质风险源与40个二级风险辨识因子，以及各因子的风险判定标准，将风险分为了微、弱、中、强四个等级；并基于BP神经网络赋权法和乘积标度赋权法对风险因子进行了组合赋权，进而建立了针对轨道交通隧道不良地质风险的模糊可变评价模型；将时间因素集加入模糊可变评价模型，实现了轨道交通隧道全生命周期的地质风险动态评估。最后，利用广州某拟建轨道交通线路初步的勘察数据进行了模型检验，验证了模型的可靠性。

基于双层规划的共享自行车区域投放规划模型

胡郁葱, 黎俊廷, 陈枝伟

2020, 59(2): 48-59. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.006

摘要 ( 74 )

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共享自行车逐渐成为我国居民短距离出行的主要方式之一，但共享自行车的投放与用户需求不平衡的问题仍待解决。针对共享自行车的投放位置和规模的问题，提出了共享自行车区域投放和虚拟站点的概念，构建了共享自行车网络系统，建立了共享自行车区域投放双层规划模型。上层模型以系统用户总的出行成本最小为目标，考虑了企业、用户等约束条件，为系统最优模型；下层模型为网络用户均衡模型，并提出了混合遗传算法与粒子群算法求解该模型。最后，用某中等城市共享自行车出行数据进行分析，验证模型与算法的实用性。结果表明，该模型能同时确定投放区域虚拟站点的选址及规模，为共享自行车的投放提供了科学合理的依据。

基于小生境鱼群算法的有限元模型修正多解问题研究

康俊涛, 张学强, 张亚州, 秦世强, 曹鸿猷, 连岳泉

2020, 59(2): 60-68. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.007

摘要 ( 59 )

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传统模型的修正技术采用智能算法找到一组全局最优解，能使有限元模型的计算结果与结构实际响应更加接近。实际上由于传感器数量有限，测量数据不充分及仪器识别存在误差，局部最优解可能比全局最优解更能代表结构的实际参数。因此，引入小生境技术及反向学习策略，提出了一种改进的小生境鱼群算法，并在算法运行后期采用模拟退火算法执行局部细化寻优，克服了人工鱼群算法难以找到多个函数峰值、对初值敏感、后期收敛慢且精度不高的弊端；然后，通过数值仿真分析验证其可行性；最后，将其应用在一座缩尺斜拉桥模型的修正上。为避免大量调用有限元模型，采用响应面作为代理模型，通过拉丁超立方产生试验数据，对各因素进行显著性检验，剔除无关因素后检验拟合精度。研究发现：模型修正后产生了使缩尺斜拉桥模态的计算值与实测值误差减小的1组全局最优解与7组局部最优解，从而使得决策人员可根据工程经验，从多组解中做出选择，减少了对实际结构参数误判的可能。

载重车中央充放气系统自动控制算法研究

胥军, 苏田, 李刚炎, 程毅

2020, 59(2): 69-76. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.008

摘要 ( 55 )

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轮胎是载重车的关键承载部件，为保障车辆行驶安全，在行驶过程中须实时监测各轮胎压力，并由中央充放气系统调节胎压。现有的胎压差值计算时间方式的充放气控制算法，未考虑轮胎充放气过程中动压的影响，导致胎压实际值与设定值偏差较大。在分析轮胎压力特性的基础上，提出了一种具有充放检查与调度功能的模糊-补偿式控制算法，通过模糊快充与误差补偿实现胎压的精确调节。以某型6×4载重车为例，建立充放气管路的数学模型，基于AMESimMATLAB联合仿真平台对该控制算法进行了仿真与验证；由CAN总线获取胎压并将其作为充放气控制系统的输入，经模拟故障注入测试与装车验证，结果表明应用该控制算法的控制器原型能够实现载重车的胎压自动控制，且故障响应时间优于国标要求。

不同烈度区砌体结构震害调研及易损性分析

李思齐, 于天来, 张明

2020, 59(2): 77-85. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.009

摘要 ( 51 )

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对汶川地震中都江堰3 991栋砌体结构震害情况进行了分析，以了解不同烈度区砌体结构的震害特征及其抗震能力。首先，对都江堰砌体结构震害情况进行调研，结果表明该类结构体系易于破坏的位置为：纵、横墙体、开洞处、纵横墙接缝处、窗间（下）墙及构造柱破坏；而，大量经过抗震设计的砌体结构基本完好。采用数值统计分析方法对调查数据进行分析，给出了样本与震损等级的关系以及易损性矩阵；建立了多烈度区内不同烈度等级下的震损等级与易损性的非线性模型。

基于Dropconnect的CorrelationNet预测乘客出租车需求

黄敏, 毛锋, 钱宇翔, 沙志仁

2020, 59(2): 86-94. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.010

摘要 ( 51 )

PDF (2080KB) ( 11 )

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为了提高乘客出租车需求预测的准确性以及出租车服务的运行效率，提出一种使用Dropconnect方法的CorrelationNet。该方法包括两个阶段，时空特征选择和Dropconnec正则化。首先，预测模型在深度神经网络中添加了时空相关性分析机制，并确定了用于出租车需求预测的时空特征，形成了新的深度学习网络CorrelationNet。然后，预测模型使用Dropconnect训练新的深度学习网络CorrelationNet，以减少过拟合。最后，在广州进行了应用试验以验证模型；采用支持向量机回归（SVR）、人工神经网络（ANN）和CorrelationNet方法，用相同的出租车GPS数据集来评估所提出方法的性能。实验结果表明，该方法优于其它几种方法，更适合于乘客出租车需求预测。

全尺寸的大客车整车火灾燃烧实验研究

张良, 张得胜, 梁国福, 鲁志宝, 纪超

2020, 59(2): 95-100. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.011

摘要 ( 43 )

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近几年，大客车火灾比例显著增加。由于人员密集，且公众缺乏对于大客车火灾的认知，往往易造成群死群伤。模拟威海“5.9”校车放火案开展大客车整车燃烧实验，以驾驶室内放火的方式引燃整车，观察车辆在燃烧初期时的温度、烟气变化，总结此类火灾的蔓延规律。实验结果表明：车辆引燃后，驾驶室内火势蔓延迅速，车内氧气迅速消耗，产生了大量的CO、氮氧化物和硫化物等有毒气体，车内温度在3 min左右时超过1 000 ℃，车内乘员应在30 s内就近破窗逃生。

基于植被指数的公路路域界限

梁凯旋, 章桂芳, 李红中, 文金芳

2020, 59(2): 101-109. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.012

摘要 ( 57 )

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基于植被指数的公路路域界限研究对公路建设决策以及生态环境保护有着重要意义。以广昆高速段Landsat 8 OLI遥感影像为基础数据，基于植被指数探讨公路沿线不同缓冲区内植被长势的变化及规律，从而为路域界限确定提供依据。研究结果表明：NDVI、ARVI和IAVI植被指数可以作为实时监测公路路域生态变化的植被指标；公路对临近植被的影响程度随着距离的增加而减小，其在200 m内的影响尤为明显，而在600 m左右开始趋于稳定；路域界限可以动态缩放，在公路选线中，路域界限可以放宽至次要影响区或无影响区，在生态环境评价中，路域界限可以缩至主要影响区。

淮北平原区浅层地下水埋深时空分布特征

姚蕊, 孙鹏, 张强, 蒋尚明, 夏敏, 汪军红

2020, 59(2): 110-119. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.013

摘要 ( 51 )

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基于淮北平原区104个观测井1980~2007年的月地下水埋深数据和97个气象站点月降水数据，研究地下水埋深的时空变化规律，并探讨影响地下水埋深的主要影响因素。主要结果如下：① 年代际来看，地下水埋深1980年代是最浅的，1990年代地下水埋深最深，最大地下水埋深发生在淮河流域的特大干旱、严重干旱和中度干旱的当年或下一年。② 南部地区地下水埋深小于北部地区，东北部的地下水埋深最深；夏季地下水埋深平均最小，春季最大，其次是秋季和冬季。③ 1980~1985年和1990~2007年地下水埋深在作物生长季节（3~9月）呈增加趋势，1985~1990年地下水埋深呈减小趋势。④ 3~5月和9月的中西部地区尽管地下水埋深减少，但是降水呈减小趋势。8~9月中东部地区地下水位下降主要是因为降水减小引起的。

珠三角人才空间分布格局演变与影响因素

张佳宁, 李立勋

2020, 59(2): 120-130. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.014

摘要 ( 49 )

PDF (1840KB) ( 34 )

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采用2000年和2010年全国人口普查分县数据，基于县（区）级行政单元，以创意人才和高学历人才为研究对象，运用空间自相关分析方法，刻画珠三角人才的空间分布格局演变特征，并运用多元回归分析方法探讨两种类型人才空间分布的影响因素。结果表明：① 整体上，创意人才和高学历人才空间分布均呈现显著的空间集聚，但集聚趋势逐渐减弱。在县（区）级层面上，两种类型人才主要集聚在珠三角中心的越秀区、海珠区、天河区、宝安区、南山区、福田区、顺德区等，而东西两侧县（区）级单元人数较少；② 创意人才和高学历人才的分布均受到经济（地方发展水平、工资水平和城镇化）和舒适物（如房地产、教育）等因素的影响，但影响两类人才空间分布的因素存在差异。其中，地方教育水平和包容性因素对高学历人才空间分布具有正向影响；而金融因素则对创意人才空间分布有影响。

高脂饲喂结合力竭游泳的气虚血瘀证动物模型的构建及评价

张伟健, 刘宏, 苏薇薇, 曾璇, 王永刚, 李沛波, 彭维, 姚宏亮

2020, 59(2): 131-136. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.015

摘要 ( 33 )

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采用高脂饲喂结合力竭游泳的方法，构建新的气虚血瘀证动物模型，为相关药物研究提供有效载体。对模型大鼠进行表征观察，并检测了26个生化指标，涉及能量代谢、氧化应激、脂质代谢、免疫炎症、内皮功能以及凝血时间等多个方面。结果显示，模型大鼠呈现出精神萎靡，倦怠嗜睡，活性性差，舌质较空白对照组明显绛紫暗等反映气虚血瘀状态的典型表征，此外，与空白对照组相比，模型组上述各项生化指标均发生显著改变，提示该模型大鼠出现能量代谢紊乱，氧化应激失衡，炎症反应、免疫应答功能失调，脂质代谢异常，内皮功能紊乱，血液粘度升高等气虚血瘀发生发展相关变化。研究表明高脂饲喂结合力竭游泳能够成功建立气虚血瘀证动物模型，且该模型稳定性好，可用于心脑血管疾病药物的药效评价。

ZFN, TALEN和CRISPR/Cas9在小鼠Rosa26基因定点整合外源基因的效率比较

刘小凤, 刘蔚, 聂宇, 丛佩清, 刘小红, 陈瑶生, 何祖勇

2020, 59(2): 137-144. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.016

摘要 ( 26 )

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哺乳动物黑色素的合成依赖于酪氨酸的氧化作用，而酪氨酸酶（Tyr）是催化酪氨酸氧化反应的关键酶，当外源Tyr 基因整合进白毛色小鼠基因组中，会使它获得黑色素合成的能力，表现出与原来不同的毛色表型。为方便、快捷地获得Tyr 基因整合的小鼠，构建了一个无启动子的pTyr-2A-DsRed同源重组质粒供体，选择Rosa26 的第一个内含子作为外源基因整合的靶位点，设计了切割位点几乎一致的ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9系统。通过流式对比分析 C₂C₁₂细胞中红色荧光蛋白DsRed的表达水平，比较了3种基因组编辑工具介导的外源基因定点整合效率，结果发现CRISPR/Cas9的效率最高，在此基础上，利用CRISPR/Cas9将供体整合到小鼠胚胎干细胞中，筛选单细胞克隆进行囊胚腔注射和胚胎移植，获得一只存活的嵌合体小鼠，表现出白毛中夹杂黑毛的表型，表明整合到小鼠Rosa26 的Tyr 基因可以正常表达。

濒危植物驼峰藤的扦插繁殖及野外回归

熊武建, 孙红梅, 刘盼盼, 冯璐, 关开朗, 廖文波, 由文辉

2020, 59(2): 145-151. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.017

摘要 ( 39 )

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驼峰藤Vincetoxicum hainanense是国家Ⅱ级珍稀濒危保护植物，具有重要的生态学价值。以生物统计的正交试验设计为理论依据，列出影响驼峰藤扦插生根成苗率的插穗水平、扦插基质、生长激素3个主要因子，每个因子设3个不同的水平，根据L9（33）正交试验因素、水平组合进行了9个3因素3水平的正交试验。结果表明：通过L9（33）正交试验，获得了濒危植物驼峰藤的枝条扦插繁殖最佳方案。以三级枝条作为插穗，竹园土和腐殖质为扦插基质，0.5 g/L生长素萘乙酸（NAA）处理切口，扦插期间给予插穗充足的水分管理，扦插7~10 d 插穗切口即可产生不定根，12~15 d萌发不定芽形成新植株，一个月后扦插成苗率可达87%。将获得的扦插繁殖再生植株定植于中山市田心森林公园的驼峰藤原生森林生态生境地，次生开发阴香林生态生境地和次生开发蒲桃林生态生境地进行野外回归对比试验。原生森林生态居群的回归植株平均存成活率为96.7%，6个月后株高达252.0 cm，基径达0.78 cm，主茎分枝数达3.7。回归植株种植9个月后即可开花结实，开花率45.5%，结实率32.7%，回归植株能在原生地良好的生长，是驼峰藤野外回归的可行方法。

中山大学学报（自然科学版）稿约

2020, 59(2): 152. doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.02.018

摘要 ( 75 )

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