LLRB算法的函数式建模及其机械化验证

基于机器定理证明的形式化验证技术不受状态空间限制,是保证软件正确性、避免因潜在软件缺陷带来严重损失的重要方法.LLRB(left-leaning red-black trees)是一种二叉搜索树变体,其结构比传统的红黑树添加了额外的左倾约束条件,在验证时无法使用常规的证明策略,需要更多的人工干预和努力,其正确性验证是一个公认的难题.为此,基于二叉搜索树类算法Isabelle验证框架,对其附加性质部分进行细化,并给出具体化的验证方案.在Isabelle中对LLRB插入和删除操作进行函数式建模,对其不变量进行模块化处理,并验证函数的正确性.这是首次在Isabelle中对函数式LLRB插入和删除算法进行机械化验证,相较于目前LLRB算法的Dafny验证,定理数由158减少至84,且无需构造中间断言,减轻了验证的负担;同时,为复杂树结构算法的函数式建模及验证提供了一定的参考价值.

甘蔗/花生间作对根系生理及根际土壤养分的影响

为探明甘蔗/花生间作对根系生理及根际土壤养分的影响,本文设置了甘蔗单作、花生单作、甘蔗/花生间作模式,系统分析了不同种植模式下根系分泌物、根系浸提物和根际土壤养分的变化及其相关性。结果表明:间作甘蔗根系分泌的总氨基酸及根系浸提液中的总糖显著高于单作,间作花生根系分泌的总糖显著高于单作。间作甘蔗根际土壤的碱解氮(alkali-hydrolyzed nitrogen,AN)、有效磷(available phosphorus,AP)、速效钾(available potassium,AK)和土壤有机质(soil organic matter,SOM)显著高于单作甘蔗,间作种植显著降低了花生根际土壤的有效磷、速效钾和pH。间作和单作甘蔗的酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶差异不显著,间作花生的过氧化氢酶显著高于单作花生。根系分泌的酚酸与土壤有机质呈显著负相关,总糖与蔗糖酶呈显著正相关,氨基酸与脲酶呈显著正相关;根系浸提液中的有机酸与pH呈显著正相关,氨基酸与SOM呈显著负相关、与AK呈极显著负相关。脲酶与AK呈显著负相关,蔗糖酶与SOM呈极显著负相关。综上,甘蔗/花生间作主要影响根系分泌氨基酸、总糖和酚酸的代谢活动,且可显著提高甘蔗的土壤有效养分。

四川省不同流域日本沼虾群体遗传多样性分析

【目的】四川省河流众多,野生日本沼虾资源丰富,深入了解四川省日本沼虾种质资源现状,开展不同流域日本沼虾遗传多样性评估具有重要意义。【方法】基于线粒体Cytb序列,对四川省巴河(BH)、涪江(FJ)、嘉陵江(JLJ)、岷江(MJ)和思蒙河(SMH)5个日本沼虾野生群体的遗传多样性进行分析。【结果】所有群体的201尾日本沼虾中共检测出36种单倍型,单倍型多样性(H_(d))值为0.345~0.959,Hd均值为0.802,其中JLJ群体的Hd值最高(0.959),而MJ、SMH和BH群体的Hd值相对较低,H_(d)值均小于0.5。所有群体的核苷酸多样性(P_(i))值为0.00225~0.01547,P_(i)均值为0.01583,其中JLJ群体的P_(i)值最高(0.01547),BH群体的P_(i)值最低(0.00225)。日本沼虾的遗传变异主要来自群体间(68.20%),群体间存在显著的遗传分化,系统发育树分析显示所有群体呈现3个较明显分支。单倍型MJ网络图显示所有单倍型也呈现3个明显谱系,其中谱系A包含优势单倍型Hap 14,谱系B包含优势单倍型Hap 16,谱系C包含优势单倍型Hap 1。【结论】日本沼虾群体遗传多样性总体上处于较高水平,但不同流域的群体间遗传多样性水平差异较大,其中MJ、BH和SMH群体的遗传多样性相对较低,对这些流域内日本沼虾种质资源的保护有待进一步加强。本研究为四川省日本沼虾种质资源的保护与合理开发利用提供了参考依据,有利于促进四川省日本沼虾产业的可持续发展。

正面碰撞中乘员下肢损伤优化研究

某车型在开发过程中正面碰撞工况中存在前排乘员侧假人下肢小腿压缩力和膝部盖移量过高问题,通过对试验中假人下肢运动及受力情况进行分析,建立正碰工况有限元约束系统仿真模型与试验结果进行仿真对标,找到假人下肢小腿压缩力和膝盖滑移量过高的主要原因,并且通过改变地毯造型面结构,限制脚部在碰撞过程中的向前运动距离,有效降低了假人下肢小腿轴向压缩力和膝盖滑移量,同时总结出脚部区域地毯面和仪表板腿部接触区域造型要求。

超高产花生新品种汕油诱1号的选育与栽培

汕油诱1号是汕头市农业科学研究所以汕油212的干种子为材料,通过EMS(甲基磺酸乙酯)诱变选育而成的超高产花生新品种,2014年通过全国花生品种鉴定(国品鉴花生2014014)和广东省农作物品种审定(粤审油2014001),2017年获得植物新品种权(品种权号:CNA20140907.4),2018年通过国家非主要农作物品种登记[GPD花生(2018)440280]。该品种丰产性突出,在全国(南方区)花生品种区域试验和广东省春植花生新品种区域试验中,干荚果产量分别为4590.08、4112.85 kg·hm^(-2),分别比对照汕油523增产11.20%和15.25%;含油量49.31%~53.45%,蛋白质含量21.40%~26.58%,高抗锈病和叶斑病,感青枯病,抗倒性、耐旱性和耐涝性较强,适宜在广东水旱轮作田及旱坡地春、秋季和广西西部、福建、云南以及江西、湖南两省南部的花生产区春季种植。栽培上注意选择土质、适时播种、合理密植、加强肥水管理、及时防治草害病害虫害鼠害。

超宽行丛式甘蔗花生复合栽培模式对二者光合物质生产的影响

为明确超宽行丛式甘蔗花生复合栽培模式的生态经济效应,探究超宽行丛式甘蔗花生复合栽培的高效生产机制,并为该模式的推广应用提供科学依据,设置超宽行丛式甘蔗花生复合栽培(IS+IP处理)、单作甘蔗(MS处理)和单作花生(MP处理)3种栽培模式,分别于花生开花下针期、结荚期、成熟期及甘蔗收获期对土壤温度和湿度、叶片光合速率和叶绿素含量、农艺性状等指标进行测定,分析该模式的生产效益,揭示其高效生产机制。IS+IP处理的土壤含水量在花生三个生育期分别比单作甘蔗和单作花生提高5.1%-93.8%和17.0%-94.7%,其中间作花生边行(IP-1)土壤保水效果优于中行(IP-2)。在IS+IP模式中,花生和甘蔗的土壤温度均分别低于单作花生和单作甘蔗,但差异均未达显著水平(P>0.05);花生叶片光合速率和叶片SPAD值降低,以花生成熟期IP-1叶片光合速率和叶片SPAD值降幅最大,与MP处理相比分别降低16.0%和16.4%。甘蔗的叶片光合速率和叶片SPAD值提高,在花生三个生育期增幅分别达到4.2%-18.5%和6.4%-20.0%。IS+IP处理表现出明显的间作优势,土地当量比(LER)值达到1.62,其中,IS+IP处理甘蔗收获期的单茎质量和产量均高于MS处理,分别较MS处理显著提高21.2%和18.3%(P<0.05);而花生株高较MP处理增加,在成熟期IP-1和IP-2处理的株高分别较MP-1和MP-2显著提高20.5%和25.5%(P<0.05),IP处理的花生根干质量在开花下针期和成熟期较MP处理显著降低23.4%-27.0%(P<0.05),IP处理的单株产量在成熟期较MP处理降低6.7%。在IS+IP模式下,花生产量达到1 643 kg/hm^(2),甘蔗产量达91 731 kg/hm^(2),较MS处理显著增产18.3%(P<0.05)。IS+IP处理的经济效益相比MS处理显著增加175.6%(P<0.05)。超宽行丛式甘蔗花生复合栽培使甘蔗达到较好的增产效果,并增加一造花生产量,是值得推广应用的高效种植模式。

蒙古国草地农业及对我国的启示

蒙古国作为我国北部邻国,拥有丰富的草地资源,是世界上将草地畜牧业作为支柱产业的少数几个国家之一。本研究基于文献资料和统计数据,从制度变革、草地资源、畜牧产业发展等多个角度全面分析蒙古国草地农业发展现状,并对比分析了与中国内蒙古自治区的差异。蒙古国草地农业经历了3次制度改革,自1990年进入了转型后的草地畜牧业时期,至今仍保留草地公有、家畜私有的产权制度。在气候变化、不合理利用、农田和城市扩张以及采矿污染等影响下,草地面积不断减少,草地生态退化日趋严重。蒙古国五畜结构维持着相对稳定的状态,但区域差异较大,且家畜总量的增长率远高于内蒙古。近年来,蒙古国畜牧业从业人口老龄化问题尤为显著,畜牧业在产业结构中的地位逐步下降,产业发展体系也亟待完善。最后本研究提出蒙古国草地农业发展的相关对策,并总结了对我国草地农业发展的启示。

毫秒脉冲星观测反演台站原子钟行为研究

氢原子钟作为高精度时间和频率系统的核心部件,在射电天文观测、高精度时间计量、空间导航等领域获得广泛应用。尽管氢原子钟具有极高的短期稳定性,但是其长期稳定度会受到各种环境因素的影响。毫秒脉冲星因其超乎寻常的长期稳定自转频率特性被誉为“挂在天上的钟”,在时间保持、深空导航等方面具有重要的潜在应用价值。本文基于上海天马望远镜毫秒脉冲星计时观测资料对有关问题进行了研究,成功反演出台站氢原子钟的历史行为,包括时钟跳跃、换钟等。通过分段拟合其计时残差中偏离白噪声的长期趋势成功获得氢原子钟速。综合考虑上述历史行为后获得了基于该毫秒脉冲星的时钟改正文件,将其用于天马望远镜其他多颗毫秒脉冲星计时分析并取得了非常理想的效果。

甘蔗花生间作下不同氮磷钾配施对花生养分吸收及产量效益的影响

为提高华南区甘蔗间作花生的经济效益,研究不同氮磷钾配施对花生养分吸收及产量效益的影响。田间试验设置氮磷钾肥各4个水平梯度,比较氮磷钾不同配比的施肥对花生养分吸收和产量效益的影响。结果表明:氮磷肥施用量增加促进间作花生对氮磷养分的吸收,而钾肥施用过量会抑制花生对钾养分的吸收。开花下针期到荚果膨大期是间作花生干物质积累、吸收养分的关键时期。间作花生干物质累积量随氮磷钾肥施用量的增加而增加,每形成1000 g的干物质,就需要吸收同化17.7 g N、1.7 g P_(2)O_(5)和11.3 g K_(2)O,吸收比列为10.4∶1∶6.6(N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O)。间作花生生产百千克荚果需吸收氮、磷、钾养分量分别在6.83~7.98 kg N、0.65~0.80 kg P_(2)O_(5)、4.10~5.32 kg K_(2)O之间。综上,华南区种植与甘蔗间作的花生,较优氮磷钾施肥配比为80 kg/hm^(2)N,70 kg/hm^(2)P_(2)O_(5),80~90 kg/hm^(2)K_(2)O,可提高花生产量和经济效益,以及养分吸收利用率。

气液联动系统及其加载系统建模与机理分析

为驱动大负载实现往复运动,多采用高功重比的液压驱动系统来实现,针对采用压力油箱供油的液压驱动系统即气液联动系统进行机理分析,并对其中各元部件进行数学建模,形成整个气液联动系统仿真模型,并探究关键元件压力油箱的工作机理及其工作特性。通过搭建加载系统进行加载分析,并搭建加载系统数学及仿真模型,通过气液联动系统与加载系统联合仿真模型进行仿真分析。考虑了温度对液压油的影响,实现了对压力油箱的精准建模,通过仿真与实验平台的对比,验证气液联动系统及其加载系统仿真模型的准确性,可为液压驱动系统实际设计与特性分析提供理论基础。

实时超声造影及MRI联合经直肠超声对前列腺癌穿刺检出率的对比研究

目的讨论实时超声造影(CEUS)与磁共振(MRI)分别联合经直肠超声(TRUS)引导前列腺可疑结节穿刺活检对前列腺癌检出率的影响。方法回顾性分析了417例疑似前列腺癌(PCa)患者的临床资料,根据穿刺引导方式分为AB组。A组为CEUS联合TRUS引导经直肠前列腺穿刺活检B组为MRI联合TRUS引导经直肠前列腺穿刺活检。结果两组的年龄并无统计学差异(P=0.741>0.05)MRI联合TRUS与CEUS联合TRUS引导穿刺的结果与病理诊断的结果的一致性均有统计学意义(P<0.001),而TRUS引导穿刺的预后结果与病理诊断的结果的一致性无统计学意义(P=0.777)。CEUS联合TRUS的一致性(Kappa=0.672)要高于MRI联合TRUS(Kappa=0.305)。ROC统计结果显示CEUS联合TRUS的诊断结果明显优于其余两种方法。结论CEUS联合TRUS引导前列腺可疑结节穿刺的方法较MRI联合TRUS及单纯应用TRUS引导前列腺可疑结节的穿刺可以得到更显著的诊断效果。

基于改进阻抗法的复杂有源配电网快速故障测距方法

考虑到复杂有源配电网的拓扑结构含有大量的分支,提出一种基于改进阻抗法的故障测距方法。该方法利用故障点过渡电阻消耗无功功率为零的特征,给出了一种适用于各种故障类型的故障测距方程。首先,采用可能潮流路径法对故障线路进行预筛选;其次,采用一种负荷和下游支路的等效阻抗模型,解决了多分支节点处的分支电流计算的难题,实现了快速的故障测距。仿真分析表明该方法能够在迭代两到三次后快速收敛,并且具有较高的测量精度。

基于单端故障信息的配电网故障测距

分布式电源(Distributed Generation,DG)分散接入使得基于传统故障特征建立的保护不再适用。为此首先利用变电站出口处采集到的线路单端电压、电流信息,将依据伏安关系求出的故障点电压与依据故障电路方程求出的故障点电压建立等式,得到关于故障距离的一元二次方程。再建立关于配网拓扑结构的修正方程,对流入故障点的电流进行修正。迭代收敛后即可得到确切的故障位置。最后在PSCAD/EMTDC上通过建模验证所提故障定位方法的有效性。仿真结果表明,该故障定位方法不受DG动作特性的约束,也不受过渡电阻的影响,适用于传统配电网以及有源配电网,且具有较高的故障测距精度。

单粒精播密度对桂花系列花生植株性状、开花及产量和品质的影响

【目的】分析桂花系列花生品种单粒精播密度对其植株性状、开花及产量和品质的影响,为促进广西花生产业可持续发展提供参考依据。【方法】2016-2017年两年对3个桂花系列花生品种(桂花1026、桂花36和桂花836)、3个种植密度(穴距10、15和20 cm)处理进行裂区设计试验,测定不同种植密度下各品种花生的花量、植株性状、产量构成因素及荚果产量和品质,筛选桂花系列花生优质高产的单粒精播密度。【结果】单株日均有效花量、单株日均后续花量、单株总分枝数、单株有效分枝数、单株结果数和单株生产力均随种植密度的增大而减少;单位面积日均有效花量、经济系数和单位面积生产力总体上呈随着种植密度增大而增加的变化趋势,而单位面积日均后续花量相反;单位面积有效分枝数和荚果产量随着种植密度的增大而增加,且高密度处理(穴距10 cm)均显著(P<0.05)大于低密度处理(穴距20 cm),其中高密度处理桂花1026、桂花36和桂花836荚果的两年平均增产幅度分别比低密度处理高13.50%、14.59%和17.43%;种植密度对除脂肪含量外的品质指标均具有一定影响。【结论】广西桂花系列花生品种在单粒精播穴距为10 cm条件下,可显著增加其单位面积日均有效花量和单位面积有效分枝数,减少后续无效花量,提升单位面积生产力,从而促进花生增产。

水旱轮作条件下花生品种筛选及土壤特性变化分析

【目的】筛选适合水旱轮作的花生品种并探讨水旱轮作对土壤微生态环境及肥力变化的影响,为推广水稻—花生水旱轮作耕作模式及南方可持续生态农业发展提供技术支撑。【方法】2015—2017年在广西北流市西琅镇试验基地对7个不同花生品种与水稻进行水旱轮作种植,田间调查花生的农艺性状及抗病性,收获后测定经济及品质性状,并对土壤的微生物数量、pH、有机质和主要养分等环境生态因子进行分析。【结果】水旱轮作条件下,桂花39株型紧凑,抗病性、抗倒伏性强,耐肥水,有效分枝数较多,单株结果数、单株产量、荚果饱满率和产量均最高,优势明显;其次是桂花99,其侧枝长,总分枝数、有效分枝数多,产量较高,较适合与水稻轮作;桂花36生长势强、出仁率最高,产量较高。与水稻连作相比,水稻—花生轮作土壤的细菌和放线菌数量分别显著提高55.67%和65.13%(P<0.05,下同),真菌数量则显著降低33.98%;水旱轮作可使土壤pH向中性移动,同时土壤的有机质(30.32%)、全氮(3.17 g/kg)、全磷(1.09 g/kg)、全钾(15.18 g/kg)、碱解氮(133.7 mg/kg)、速效磷(23.2 mg/kg)和速效钾(120.4 mg/kg)含量也均高于水稻连作土壤。【结论】桂花39、桂花99和桂花36适合与水稻进行水旱轮作种植,其中以桂花39表现最佳;水旱轮作有助于改善土壤结构、提高土壤肥力及减少花生病害。

化肥减施对花生根际土壤细菌群落结构和多样性的影响

为研究化肥减施对花生根际土壤微生物的影响,设不同化肥减施梯度试验,采用高通量测序技术分析各处理根际土壤细菌群落结构和多样性。结果表明:对比不施肥处理,习惯施肥处理OTUs、ACE和Chao1指数均明显上升,Simpson指数显著增大,Shannon指数显著减小,两处理间差异显著的细菌门\属(相对丰度排名前10)为8\3个;各减施处理间的群落构成和多样性差异不明显,但菌群丰度均显著高于不施肥处理,多样性与不施肥处理间差异不显著;化肥减施50%(225 kg/hm2)条件下,根际土壤菌群物种丰度指数最高,多样性指数与不施肥处理差异很小;通过Venn图分析发现,在OTU数量种类方面,减施肥料处理不仅包含习惯施肥和不施肥,并拥有2个代表特有细菌属的独特OTU;相似性分析说明,减施处理的菌群结构和物种组成介于习惯施肥与不施肥处理之间,随减施量的提高,土壤菌群物种组成逐步趋同于不施肥处理。习惯施肥提高了根际土壤菌群丰度但多样性降低,显著改变了门\属水平上的菌群构成,减施化肥在增加菌群丰度的同时维持其原有多样性。化肥减施50%,花生根际土壤细菌群落最丰富,其物种构成和多样性与不施肥土壤类似。

动态权重证据推理规则的CNN超参数质量评估

卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)在计算机视觉、自然语言处理为代表的数据处理领域应用广泛.在CNN训练过程中,超参数设置依赖于先验知识,不恰当的超参数会影响模型的训练效率和精度.为了解决这一问题,本文提出基于证据推理规则(Evidential Reasoning Rule,ER Rule)的CNN超参数质量评估模型,可在训练前提供高质量的超参数选择,从而提高模型的训练效率.首先,描述了CNN超参数评估的过程,然后构建了CNN的超参数质量评估模型,运用了奖罚策略实现指标权重的动态适应并给出模型的推理过程.最后,通过图像分类实验验证了模型的实际效果,实验结果表明本文提出的CNN超参数评估模型在多个数据集上预测准确率均高于90%,能够有效建立超参数与CNN模型效果的映射关系,从而过滤低质量的超参数.

基于旅客出行满意度的高铁列车开行方案

高速铁路列车开行方案直接影响旅客出行满意度和铁路运输企业的经济效益.基于旅客出行时段和出行方式的选择分析,提出出行时段、列车等级和舒适性是影响旅客满意度的三个主要因素,并构建旅客出行满意度函数.在此基础上,建立混合整数双层规划模型,以期描述高铁运营企业与旅客的选择博弈.其中,上层规划以运营收益最大化为目标,下层规划是基于Wardrop用户平衡规则的客流分配模型.设计了基于模型特点的启发式算法.最后,通过算例进行了仿真实验和分析,验证了该模型及算法.

BB染色体组野生种花生LTR反转录转座子RT基因的多样性分析

利用简并PCR技术从野生花生种(Arachis ipaensis Krapov.et W.C.Greg.)的基因组中扩增分离Ty1-copia类(1类)和Ty3-gypsy类(2类)反转录转座子RT基因,并对其序列特征、多样性、系统进化关系及转录活性进行分析。结果显示:对于1和2类RT基因,目的条带分别约为260和430 bp;分离获得了23和32条序列,长度范围分别为262~266、395~435 bp;AT所占比例分别为61.60%~69.17%和55.79%~61.34%;核苷酸序列间相似性分别为52.5%~98.9%和45.0%~98.8%,氨基酸序列间相似性分别为39.8%~100%和9.0%~97.2%。其中2类基因的异质性高于1类;1类和2类基因分别有3条和15条发生了无义突变,2类的无义突变发生率远高于1类。1类基因的保守基序保守性较高,2类的保守基序呈一定程度的变异。代表序列的蛋白质三级结构基本类似。聚类分析结果显示,1类和2类基因可被分为5个和6个家族。1类和2类基因都有部分序列与其他物种的RT基因序列亲缘关系较近,表明它们之间可能存在两类反转录转座子的横向传递。通过比对花生EST数据库,本研究发现1类有1条以及2类有7条序列为具有转录活性的反转录转座子,且2类基因比1类更具有转录活性。

栽培种花生Ty1-copia类反转录转座子反转录酶序列的克隆及分析

克隆Ty1-copia类反转录转座子反转录酶序列并分析其特性,为开发栽培种花生基于LTR反转录转座子的分子标记奠定基础。根据Ty1-copia类反转录转座子反转录酶的保守区设计简并引物对,利用PCR技术对栽培种花生品种“桂花1026”的基因组DNA进行扩增,目的条带经回收、克隆、测序,最后对序列进行生物信息学分析。目的条带大小约260 bp,克隆获得了34条反转录酶序列,序列长度变化范围为256~267 bp,AT所占比例范围为51.36%~67.79%,AT与GC比例范围为1.06~2.10,序列间相似性范围为44.9%~98.5%,序列存在较高异质性,表现为缺失突变与点突变;34条反转录酶序列系统聚类为3个家族,家族Ⅰ和家族Ⅱ分别占到了总序列数的55.88%和35.29%;翻译成氨基酸后,有14条序列发生了无义突变,序列间相似性范围为11.4%~98.9%,呈现高度异质性;序列间保守基序也存在较大差异,呈现较高异质性;对栽培种花生与其他物种植物该类型反转录酶的氨基酸序列构建系统进化树,结果显示所有序列被分为7类,其中Ⅰ类和Ⅱ类分别包含16条和11条栽培种花生反转录酶序列,表明栽培种花生反转录酶序列具有比较高的保守性,同时栽培种花生也与葡萄、马铃薯、辣椒、烟草、番茄、大豆、甜菜、草莓等物种植物的反转录酶序列之间具有较近的亲缘关系,表明不同物种植物的Ty1-copia类反转录转座子之间有可能存在着横向传递。本研究所获得的反转录酶序列为栽培种花生Ty1-copia反转录转座子的分子标记开发利用及花生分子育种奠定了一定基础。