人工智能

基于时间感知注意力与拥塞驱动图卷积的交通流量预测
王小军;王兴;林羽;金彪;熊金波;
现有的交通流量预测模型通常基于时空图神经网络(GNN)提取交通流量数据的时空特征。然而，GNN通常基于路网连通性、路网中传感器之间的距离构建图结构，忽略了路段的拥塞信息。为了充分捕捉交通流量数据的动态时空依赖关系，提出一种基于时间感知注意力与拥塞驱动图卷积的交通流量预测模型TCGCN。在空间维度上，TCGCN利用两种衡量交通拥塞程度的度量指标构建图结构，挖掘路段之间的动态空间依赖关系，在时间维度上，TCGCN设计了一个时间门控因果卷积多头自注意力机制增强模型的时间感知能力和局部趋势感知能力。最后，在两个真实交通数据集上的实验结果表明，与最优基线模型相比，TCGCN在MAE、MAPE和RMSE这3评价指标上分别平均降低了5.22%、5.05%和2.90%。
2025年01期 v.41;No.201 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
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面向分布式数据安全共享的高速公路路网拥堵监测
李林锋;陈羽中;姚毅楠;邵伟杰;
应用人工智能技术对高速公路路网道路状态进行监测已成为热点，然而，数据孤岛及隐私保护是高速路网智能决策面临的挑战。为实现分布式数据安全共享及智能决策，以拥堵问题为例，提出基于联邦学习的高速路网道路拥堵状态监测策略。利用摄像头实时数据，在密态可计算的同态加密联邦学习智能决策架构下，建立基于道路区间优化的拥堵状态监测模型。结果表明，在确保分布式数据安全共享的前提下，能够有效实现高速路网道路拥堵状态监测。
2025年01期 v.41;No.201 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
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基于多头注意力的场景文本图像超分辨率网络
朱佳楠;邢树礼;
场景文本图像超分辨率(STISR)技术旨在提高低分辨率文本图像中的分辨率和可读性，是下游文本识别任务的基础性工作。利用深度卷积神经网络完成STISR的现有方法缺乏对文本图像全局信息的考虑，导致恢复结果不稳定，在处理视觉相似的低分辨率文本图像时尤其明显。针对上述问题，提出一种新的场景文本图像超分辨率网络(MASRN),它包含一个文本先验(TP)模块和一个混合骨干网络。TP模块首先通过提取文本图像的语义特征来生成文本先验信息，接着由卷积模块和多头注意力融合模块组成的混合骨干网络将文本先验信息与多尺度图像特征融合。在TextZoom数据集上的实验结果表明，所提的MASRN能够恢复出更高质量的文本图像，有效提升了下游文本识别任务的精度。
2025年01期 v.41;No.201 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K]
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资源循环与碳中和

PEO复合PVDF-HFP基聚合物电解质的离子传导及电化学性能调制研究
龚炜梁;文浪;蔡燕煌;姜晗;陶剑铭;林应斌;
聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, PVDF-HFP)基聚合物电解质存在室温离子电导率较低且与锂金属界面稳定性较差等问题，这限制了其应用范围。为此，将具有弹性和粘性的聚环氧乙烷(poly(ethylene oxide),PEO)掺入PVDF-HFP基电解质中，以改善其离子传导和与电极间的界面相容性。PVDF-HFP与PEO以质量比为3∶1混合的电解质在室温下的离子电导率(5.618×10~(-4) S·cm~(-1))和锂离子迁移数(0.403)最高。基于该电解质组装的锂-锂对称电池可在0.10 mA·cm~(-2)和25℃的条件下稳定电镀-剥离长达650 h。基于该电解质组装的以LiCoO_2为正极、锂为负极的全电池在0.2 C倍率下循环50次后仍具有115.9 mA·h·g~(-1)的比容量。
2025年01期 v.41;No.201 30-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2580K]
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NiCoO₂@FC复合材料的制备及储锂性能研究
陈心莹;李嘉庆;朱文政;冯倩;黄志高;
采用水热法结合退火工艺制备了NiCoO_2@氟化碳复合材料，并将其应用于锂离子电池负极。电化学测试结果表明，经过100次循环后NiCoO_2@氟化碳复合材料的可逆比容量仍保持在663.8 mA·h·g~(-1),显著高于NiCoO_2的482.8 mA·h·g~(-1)。该复合材料优异的电化学性能归功于氟化碳的包覆作用。氟化碳不仅提供了良好的导电网络，可以促进锂离子和电子的传输动力学，还通过引入碳缺陷，提供了更多活性位点，从而提高了复合材料的比容量。这项研究为制备具有良好电化学性能的锂离子电池负极材料提供了一种设计策略。
2025年01期 v.41;No.201 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
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基于内多边形一阶共振效应的压电俘能风力发电
沈钦龙;杨洪钦;
现有压电振子采用瞬态冲击振动方式能获得较大的初始动能，但其结构复杂，且在连续瞬态冲击下难以实现一阶共振，无法获得最佳振幅和输出功率。提出一种基于内多边形结构的风力瞬态冲击压电俘能方法及实现装置，该装置在一定风速下能连续发生一阶共振获得高输出性能，有利于改变无线网络节点传感器的供电方式以及提升传感器使用便捷性。理论分析和数值仿真模拟结果表明，在风速为17.0 m·s~(-1)时，该装置能在连续瞬态冲击下产生频率为131.40 Hz的一阶振动并发生共振。实验结果表明压电俘能风力发电装置的最佳匹配负载为20 kΩ,负载最大功率可达4.73 mW。在最佳匹配负载下，该装置压电陶瓷片的功率密度达到833.68μW·cm~(-3)。与非一阶共振状态相比，负载功率至少提升了1倍，能有效满足大部分无线网络节点传感器的供能需求。
2025年01期 v.41;No.201 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2021K]
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水土保持碳汇作用的生态学机制
李小燕;李智广;成辉;卢顺发;吴娟;钟小剑;
陆地生态系统碳库并非永久性封存，而是高度依赖于外部环境条件的变化，在排放、平衡、吸存之间切换。水土流失治理措施能有效调节项目区的碳汇能力。通过从外源增汇、内源增汇和减蚀减排等3个方面分析水土保持碳汇的生态学机制，发现水土保持措施不仅能够促进土壤矿物碳泵和土壤微生物碳泵的协同效应，还可以解除单株植被的限制因子，实现生态系统新平衡，减少土壤侵蚀和碳排放，提升碳汇能力。研究细化不同区域、不同类型水土保持措施的保土保碳、减蚀减排和增绿增汇效益，为构建碳汇水土保持项目或水土保持负碳技术提供技术支撑。
2025年01期 v.41;No.201 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
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磷养分添加对亚热带两种不同林分森林土壤微生物残体碳的影响
罗松;夏允;韩子琛;范跃新;杨柳明;
土壤微生物残体碳(microbial residue carbon, MRC)是土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)的重要组成部分，而磷养分如何影响亚热带森林土壤MRC含量和组成还不明确。以米槠(Castanopsis carlesii)天然林和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤为研究对象，设置对照(CT,0 g·kg~(-1))和磷添加(P,0.1 g·kg~(-1))的室内培养实验，观测磷添加后土壤氨基糖含量、化学性质以及酶活性变化，探究磷添加对亚热带米槠天然林和杉木人工林土壤MRC含量及其组成的影响。结果表明：(1)磷添加后，米槠天然林土壤中的pH值和土壤可溶性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)的含量显著增加3.3%和23.7%,杉木人工林土壤中的pH值显著增加3.9%;(2)磷添加对土壤MRC含量和组成的影响因林分类型而异，磷添加后米槠天然林土壤MRC含量及其对SOC的贡献比例分别提高了25.7%和22.4%,而对杉木林土壤MRC影响不显著；(3)相关分析发现MRC含量与β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性呈负相关，冗余分析结果显示DOC含量变化解释了土壤MRC含量变化的74.5%,表明磷养分主要通过影响土壤MRC的形成与分解调控土壤残体碳累积。
2025年01期 v.41;No.201 59-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1794K]
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数学与信息科学

基于截断表的保留格式加密算法TT-FPE
杨庆;田有亮;熊金波;
保留格式加密算法可以在加密的同时保证明文和密文格式相同，解决了信用卡号、电话号码、身份证号等敏感数据明文存储易造成隐私泄露等问题。当前保留格式加密方案大多基于Prefix、Cycle-Walking和Generalized-Feistel算法进行扩展和改进，存在多次调用Cycle-Walking结构的不确定性问题，同时，现有保留格式加密算法处理的问题域有一定的局限性。提出一种新型的基于截断表的保留格式加密算法，仅需调用一次Cycle-Walking结构，使加密结果落入问题域，以及在截断表算法基础上提出分段处理方案，进一步扩大了保留格式加密算法处理的问题域。并且通过安全性分析，证明了所提算法是安全的，能够抵御恶意敌手攻击。实验结果表明所提算法具有高效性，可将保留格式加密过程重复调用Cycle-Walking结构的次数降至0。且与先前保留格式加密算法相比，平均每字节加密开销相当。
2025年01期 v.41;No.201 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K]
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多云环境下面向代价和可靠性优化的工作流应用调度策略
俞宏杰;林兵;卢宇;向鹏;刘对;
针对多云环境下同时考虑任务执行故障和截止日期约束下的工作流应用调度问题，提出一种面向代价和可靠性的多目标快速非支配排序调度策略(RNSGA-Ⅱ),在满足工作流截止日期的前提下，降低了任务执行代价的同时提高系统执行的可靠性。该算法考虑受资源节点故障、网络拥塞等环境因素造成的任务执行失败问题，利用韦布尔分布对任务执行可靠性进行分析，并复制执行危险率较高的任务，将其分配至执行代价最低的服务实例上。通过考虑硬件故障、网络波动等干扰因素下的仿真实验结果表明，与现有的两种多目标优化调度策略相比，RNSGA-Ⅱ在执行代价上平均降低18.65%,在执行可靠性方面平均提高6.54%,同时在工作流截止日期满足率上具有更优秀的性能表现。
2025年01期 v.41;No.201 77-86+123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1630K]
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生命科学

代谢工程改造酵母合成单萜类化合物研究进展
李陈曦;杨清华;黄建忠;祁峰;
单萜是一种由两个异戊二烯单位组成分子骨架的化合物，一般广泛存在于高等植物的分泌组织。其含氧衍生物如醇类、醛类、酮类具有很高的生物活性，常被用于制造防腐剂、除味剂、消毒剂等。单萜的获取通常依赖于天然产物提取和化工合成这两种传统方式，但随着合成生物学技术的不断革新与发展，利用微生物作为代谢工厂进行单萜生产已是大势所趋，具有成本低、可控性高、上升空间大等优点。从代谢途径工程、酶工程、细胞工程3个方面概述了以酵母为底盘生产单萜类化合物的研究进展，展示了代谢工程改造手段对于天然活性产物在微生物生产中的普适性和有效性。
2025年01期 v.41;No.201 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K]
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细菌水解NAD⁺抵御噬菌体感染的机制研究进展
吴书娴;张丹丹;甄向凯;
在长期的进化过程中，细菌利用CRISPR-Cas系统、限制-修复等免疫系统对抗噬菌体的感染。近年几十个新颖的抗噬菌体系统被发现，其普遍机制为通过极其多样的方式使被感染的细胞死亡或代谢停滞，以阻止噬菌体的进一步扩增。目前研究表明，噬菌体的感染能激活具有NAD~+水解酶功能的效应蛋白，触发NAD~+的快速水解。并总结了新发现的水解NAD~+发挥抗噬菌体入侵的效应蛋白的分子机制，为病原菌的防治以及开发高效噬菌体制剂提供理论和新视角。
2025年01期 v.41;No.201 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1233K]
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基因编码的靶向蛋白降解
吴雨晴;黄惠珍;闫大琦;胡君;
基因编码的靶向蛋白降解是一种以遗传信息为基础的降解分子在细胞内表达编码的治疗方法，已经在许多癌症疾病的“不可药用”蛋白的降解中发挥着极为重要的作用。综述了GE-TPD近年来的一些进展及其E3连接酶和目标蛋白结合域的设计和模块选择；并展望了GE-TPD个性化定制的前景和挑战。
2025年01期 v.41;No.201 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K]
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磷限制对赫氏艾密里藻光合生理的影响
王茵蕊;李政科;尚金龙;马帅;杨祥;张泳;韩永和;张虹;徐魁;张勇;
颗石藻作为一种主要的钙化浮游植物类群，在海洋碳循环中发挥关键作用，其生长和光合作用受营养盐浓度变化的影响。分别在高浓度磷酸盐条件下细胞生长周期的指数期、低浓度磷酸盐条件下细胞生长周期的稳定期和不添加磷酸盐条件下细胞生长周期的衰亡期，测定颗石藻纲的模式种赫氏艾密里藻的细胞浓度、色素含量和光合活性。结果显示：藻细胞的生长速率、叶绿素含量、光系统Ⅱ的光化学效率和捕光截面随磷酸盐浓度的减少而下降；电子从原初电子受体醌传递到质体醌库的时间随磷酸盐浓度的减少而增加。但在磷酸盐限制条件下培养的藻细胞转接到高浓度磷酸盐条件下，培养4 d后，细胞的生长、色素和光合活性获得很好恢复。结果表明：赫氏艾密里藻能快速响应磷酸盐浓度的波动，在不同生长时期调节生长和光合作用，这是赫氏艾密里藻在磷限制环境中占据优势的重要原因之一。
2025年01期 v.41;No.201 109-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]
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地理与旅游科学

游客视角下的国家公园生态资源价值评价及其差异化研究
赵书虹;杨雨婷;李琴;孔营营;李佳懿;李晓光;
中国国家公园是生态文明建设的国之重器，承载着为公众提供科普公共产品和生态福利的使命。以普达措国家公园为案例地，爬取携程网、同程旅游网以及小红书3个主流网站平台的游客评论，探究游客生态资源感知价值维度体系，分析游客对不同生态资源价值的感知收益差异，并对生态资源价值感知度和满意度进行评价分析。结果表明：(1)游客视角下的生态资源感知价值可分为地学价值、生物价值、美学价值、体验价值和科普价值5大维度，体验价值感知收益最高，科普价值感知收益最低；(2)不同维度的游客生态资源价值感知协同度呈现出较大差异，其中地学价值的感知度和满意度高，科普价值的感知度和满意度低。为国家公园合理开发利用资源，实现生态、经济和社会效益的统一提供实证研究结果和数据支持。
2025年01期 v.41;No.201 116-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K]
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海岛县旅游效率及影响因子分析——以长海县为例
王辉;姚瑶;
以长海县为研究区域，通过DEA模型对长海县2010—2019年旅游效率进行分析与评价，并利用Tobit回归模型分析长海县旅游综合效率的影响因子，为实现长海县旅游产业可持续发展建言献策。研究表明：(1)2010—2019年长海县旅游综合效率较高，整体呈波动上升趋势，其主要受旅游规模效率影响，通过扩大旅游要素投入规模，可推动旅游规模效率达到最优水平，进而提升旅游综合效率；(2)长海县旅游效率Malmquist指数受技术进步因素影响，总体呈波动上升趋势；(3)长海县经济发展水平、产业发展水平、交通便利程度对长海县旅游综合效率影响最大，其余影响因子解释力较弱，通过推进城镇化水平、促进港口基础设施建设、实现旅游资源整合、加强政企合作、加强旅游投资力度、优化海岛生态环境、增加淡水供给等方式，能够有效提高长海县旅游效率。
2025年01期 v.41;No.201 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K]
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体育科学

夏季奥运会中国体育代表团性别表现的成绩差距及协调程度
柯炳海;陈亮;董露露;
以26—32届夏季奥运会中国队不同项目性别间发展协调程度为研究对象，讨论了往届运动成绩中的性别差距、耦合协调程度及形成原因。研究表明，中国队在26—32届奥运会中运动成绩获得情况上具有性别差距，并存在性别发展非均衡态势，男性综合发展水平普遍低于女性。整体来看，性别差距从失调到协调发展的过程，提升了中国队的竞技水平。影响性别协调发展的主要因素包括法治、经济参与和机会、政府效率、话语权和问责制。对中国而言，前三者的发展均有助于运动项目竞技实力的性别协调发展，其中，法治缩小地域间的制度差异；经济参与机会提高经济方面的性别平等程度；政府效率缩短政策内在时滞。话语权和问责制虽然反映的是民主政治的发展程度，但女性在体育运动参与中话语权的缺失，降低了外界对于女子运动的关注，反而不利于运动项目性别间竞技实力的协调发展。
2025年01期 v.41;No.201 131-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K]
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基于DEMATEL-ISM结构模型的县域学校体育治理影响因素分析
谭菲;骆秉全;
县域学校体育治理是我国学校体育治理的重要组成部分，其影响因素的识别对于政府解决县域学校体育存在的现实问题意义重大。通过扎根理论构建出7个维度24项影响因素指标，采用专家评分法、决策实验和评价实验法框架，结合解释结构模型对县域学校体育治理的影响因素展开研究，计算得到各影响因素指标的影响度、被影响度、中心度和原因度，并建立层次解释结构模型，其中表现层包含8个因素，中间层包括12个因素，根源层包含4个因素。模型分析表明在开展县域学校体育治理时应重点关注县域学校体育制度建设、学生的参与意识提升、县域教育生态的优化与城乡教育资源分配。
2025年01期 v.41;No.201 140-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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