带通配符和One-Off条件的序列模式挖掘

很多应用领域产生大量的序列数据.如何从这些序列数据中挖掘具有重要价值的模式,已成为序列模式挖掘研究的主要任务.研究这样一个问题:给定序列S、支持度阈值和间隔约束,从序列S中挖掘所有出现次数不小于给定支持度阈值的频繁序列模式,并且要求模式中任意两个相邻元素在序列中的出现位置满足用户定义的间隔约束.设计了一种有效的带有通配符的模式挖掘算法One-Off Mining,模式在序列中的出现满足One-Off条件,即模式的任意两次出现都不共享序列中同一位置的字符.在生物DNA序列上的实验结果表明,One-Off Mining比相关的序列模式挖掘算法具有更好的时间性能和完备性.

图算法求解带有限长空位和one-off约束的模式匹配问题

讨论带有限长空位和one-off约束条件的模式匹配问题,其中限长空位改变单个匹配解结构,one-off条件约束匹配解之间的关系,从而形成规模较大且稀疏的解空间.借鉴约束可满足性问题框架,将PMGO问题转化为图结构下的路径搜索问题,并证明转化的等价性.然后提出图结构下的剪枝和匹配算法(GPM),根据one-off约束得到节点之间的约束关系,再迭代交互地进行剪枝与搜索.实验中使用匹配解丢失率度量已有启发式算法和GPM的完备性,证明GPM可与已有启发式算法形成互补,有效降低匹配解丢失率.

一般间隙与One-Off条件的序列模式匹配

带有间隙约束的模式匹配问题是序列模式挖掘的关键问题之一.目前,大多数的研究都为非负间隙,对字符串中每个字符的出现顺序有着严格的要求.为了增加匹配的灵活性,并且考虑到在序列模式挖掘中采用one-off条件更加合理,研究一般间隙与one-off条件下的模式匹配问题.该问题为NP-Hard问题.为了有效地求解该问题,提出了MSAING(maximum sequential pattern matching with one-off and general gaps condition)算法:首先,利用Reverse策略使模式与序列达到最佳的匹配状态;然后,使用线性表的结构使匹配过程中消耗的时间和空间大幅度地降低,同时,利用回溯机制提高匹配的成功率;最后,根据inside_Checking机制判断模式串是否会产生内部重复现象,以进一步提高算法的执行效率.理论证明了MSAING算法的完备性,实验结果验证了MSAING算法匹配结果的准确性以及在时间和空间方面的高效性.

“两山”理论视角下县域“三生”功能评价与分区研究——以广西为例

国土空间功能具有复杂的权衡/协同关系,基于广西区县“三生”功能评价与空间分析,结合“两山”理论实现广西国土空间功能分区及优化。文章以广西111个区县为研究单元,构建“三生”功能评价体系,借助空间自相关模型探究“三生”功能空间格局及权衡/协同关系,采用两维图论聚类法实现广西国土空间功能分区。结果表明:(1)广西区县“三生”功能空间格局具有显著规律性与差异性。生产功能呈“南高北低”空间格局,生活功能整体以南宁为中心向桂西与桂北区县衰减,生态功能高值区于桂西连片分布。(2)生产-生活低-低协同型区县于桂北、桂西北连片,二者权衡型区县分布在桂西南或集聚于南宁、柳州和桂林市区;生产-生态高-高协同型区县集聚于桂西南,权衡型区县在桂中聚集或零星分布在桂东南;生活-生态功能以权衡关系为主,于桂西呈连片分布或零星散布在桂中、桂东南。(3)广西国土空间分为功能协同发展区、功能提升区。共包括北部湾生产-生活-生态协同发展区,桂中生产-生态协同发展区,桂东生态功能提升区,桂东北工业生产-生态协同发展区,桂北生产、生活功能提升区,桂西南工业生产-生态协同发展区,桂西工业生产-生态协同发展区,桂西北生产、生活功能提升区8个分区。本研究为国土空间高质量协调发展提供了科学依据。

Preparation and Optical Patterning of Organic-Inorganic Hybrid Color-Filter Films Using Latent Pigments by Utilizing Photo-Acid-Generator and Microwave Irradiation

Preparation and photo-patterning characteristics of organic-inorganic hybrid thin film containing latent pigment by using photo-acid-generator (PAG) and microwave irradiation have been investigated. The acrylic thin film modified with methoxysilane containing PAG was formed on a glass substrate and irradiated with ultraviolet rays to promote sol-gel reaction by catalytic action of acid which was generated from PAG. And then the film was hardened with microwave irradiation, yielding organic-inorganic hybrid polymer film having hardness, highly transparency and strong adhesion with a glass substrate. Since this reaction only occurred in the optically (UV) irradiated regions, by exploiting the difference between the adhesivenesses of these regions photo-irradiated through photomask with a glass substrate, it was possible to form a patterned film with pitch of 100 to 50 μm by a simple lift-off method. A pigment-containing film using latent pigments (with subtractive three primary colors of coloring materials) and a patterned film were prepared, and it was possible to make these films multi-colored by varying the mixing ratio of the pigments. This multi-colored film-preparation method is effective for simply and efficiently forming a color-filter film by applying optical and microwave irradiation.

Wearable Antenna for Power Efficient On-Body and Off-Body Communications

A novel dual-band and diverse radiation pattern antenna is proposed for power efficient on-body and off-body communications intended for various applications in healthcare and sport monitoring. The antenna is dual band at 2.45 GHz (ISM band) with omnidirectional radiation pattern over the body surface to communicate power efficiently with other co-located body worn devices and at 1.9 GHz (PCS band), it has directive radiation pattern towards off the body to communicate from on-body device to off-body devices. The free space and on-body performances of the antenna are investigated by both simulation and experiment. The antenna shows very good on-body radiation efficiency of 58% at 2.45 GHz and 61% at 1.9 GHz. Good on-body gain is noticed at both frequency bands. Results show that the gain of the proposed antenna increases by 4.7% at 2.45 GHz and 3.2% at 1.9 GHz when placed on the body.

喀斯特山区生态系统服务权衡关系分异特征及生态安全格局识别——以贵州省为例

本文运用相关模型和方法对区域2000—2020年植被净初级生产力、土壤保持服务和产水服务进行评估,并借助均方根误差和空间自相关分析探索生态系统服务权衡关系的时空分异规律,构建贝叶斯网络解析生态系统服务权衡变化的驱动因素,并设置多情景实现区域生态安全格局识别。结果表明:研究时段内3类生态系统服务均呈现出了一定增长趋势,但局部地区权衡冲突明显。不同背景条件下生态系统服务权衡关系异质性特征显著。其中,产水服务与土壤保持服务、植被净初级生产力间的权衡关系在不同高程上均强于植被净初级生产力与产水服务;土壤保持服务与植被净初级生产力、产水服务的权衡关系随坡度增加而增强;岩溶峡谷、岩溶盆地上土壤保持服务与产水服务间的冲突更明显;生态工程修复区产水服务与植被净初级生产力、土壤保持服务的权衡关系更强。生态系统服务权衡关系受多种因素影响且主导因素不尽相同,造林面积、实际蒸散发和降水总量分别是造成土壤保持服务与植被净初级生产力、土壤保持服务与产水服务、植被净初级生产力与产水服务权衡变化的主要因素。贵州省南部的望谟县和罗甸县以及东北部的江口县和印江县面临着最大的生态风险,未来可以通过调整关键变量的关键状态来提升这类区域的生态安全水平。

一次性条件下的三支序列模式挖掘

一次性条件下的序列模式挖掘旨在从序列数据中挖掘出带有间隙约束的重复序列模式。然而,现有方法不考虑用户的兴趣度,将序列中的每个字符视作同等重要,导致许多用户不感兴趣的冗余模式被发现。为了解决这个问题,将三支决策思想引入序列模式挖掘领域,提出了一次性条件下的三支序列模式挖掘问题及其求解算法。在支持度计算方面,该算法基于深度优先搜索和回溯的策略,结合三支模式的特点以高效求解模式支持度。在候选模式生成方面,该算法采用模式连接策略缩减候选模式数量。此外,该算法还采用了并行化方案充分利用现代处理器的多核性能,提高算法的挖掘效率。最后,实验结果验证了研究一次性条件下的三支序列模式挖掘问题的意义和算法的高效性。

越野型265/65R18LT全钢轻型载重子午线轮胎的设计

介绍越野型265/65R18LT全钢轻型载重子午线轮胎的设计。结构设计:外直径809 mm,断面宽282 mm,行驶面宽度210 mm,行驶面弧度高11 mm,胎圈着合直径459 mm,胎圈着合宽度215.9 mm,断面水平轴位置(H_(1)/H_(2))0.9729,胎面采用越野花纹,并预留镶钉位置,花纹深度14 mm,花纹饱和度55%,花纹周节数40。施工设计:胎面采用胎冠胶和基部胶2层设计,1^(#)和2^(#)带束层采用3×0.20+6×0.35HT钢丝帘线,冠带层采用930dtex/2锦纶66浸胶帘布,胎体采用3+9×0.22+0.15钢丝帘线。成品性能试验结果表明,轮胎的充气外缘尺寸和各项性能均符合国家标准要求。轮胎接地印痕矩形率为1.01,肩部沉降为1.05,与有限元分析结果一致。

湖北省国土空间“三生”功能权衡特征及影响因素分析

[目的]阐明湖北省“三生”功能之间的关系及其影响因素对国土空间布局的作用,为优化国土空间开发保护格局提供理论支持。[方法]遵循“功能评价—关系量化—机制识别”的框架,基于格网尺度评价“三生”功能,采用均方根误差(RMSE)模型和地理探测模型等方法分别探究了空间功能权衡关系的时空演变格局及其驱动因素,突破了既有研究对微观尺度上空间功能关系动态演变研究不足的局限。[结果](1)2000—2020年,区域生产功能和生活功能不断提高,其中武汉市“高”等和鄂西山区“低”等区域变化显著,分别扩张了538.54 km^(2),14207.47 km^(2);整体生态功能减弱,四大山区“高”等区域降低尤为凸显,年均减少1009.50 km^(2)。(2)研究期间,生产-生活功能权衡强度呈“Λ”形演变特征,空间布局呈“低值区扩张、高值区收缩”态势,尤以随州市中西部和武汉市主城区较为显著;生产-生态功能权衡强度和生活-生态功能权衡强度变化规律相似,均呈倒“N”字形演变趋势,但空间分布格局差异明显,分别呈“中间高、四周低”的分布规律和中心-外围的空间布局。(3)2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年和2015—2020年,“一主两副”主城区、武汉城市圈部分县区和鄂西山区生产-生活功能权衡指数的动态变化尤为凸显;生产-生态功能权衡指数变化和生活-生态功能权衡指数变化显著区主要分布在湖北省四大山区和江汉平原部分县区。(4)人口密度、GDP和人类活动强度是国土空间功能权衡关系的主要驱动因子。[结论]湖北省“三生”功能之间协同水平整体呈提升态势,社会经济活动对“三生”功能协调发展的影响较大,后续应因地制宜加强国土空间调控与管理。

一次性条件下top-k高平均效用序列模式挖掘算法

针对传统序列模式挖掘(SPM)不考虑模式重复性且忽略各项的效用(单价或利润)与模式长度对用户兴趣度影响的问题,提出一次性条件下top-k高平均效用序列模式挖掘(TOUP)算法。TOUP算法主要包括两个核心步骤:平均效用计算和候选模式生成。首先,提出基于各项出现位置与项重复关系数组的CSP(Calculation Support of Pattern)算法计算模式支持度,从而实现模式平均效用的快速计算;其次,采用项集扩展和序列扩展生成候选模式,并提出了最大平均效用上界,基于该上界实现对候选模式的有效剪枝。在5个真实数据集和1个合成数据集上的实验结果表明,相较于TOUP-dfs和HAOP-ms算法,TOUP算法的候选模式数分别降低了38.5%~99.8%和0.9%~77.6%;运行时间分别降低了33.6%~97.1%和57.9%~97.2%。TOUP的算法性能更优,能更高效地挖掘用户感兴趣的模式。

高效的一次性弱间隙序列模式挖掘算法

间隙约束序列模式挖掘作为序列模式挖掘的一个重要分支,可以发现模式在序列中的重复出现。然而,当前研究主要针对单项序列进行挖掘,并且序列中每一项都被认为具有相同意义。为解决该问题,提出一次性弱间隙序列模式挖掘(OWP)算法,该算法由准备阶段、支持度计算和候选模式生成3个步骤组成。在准备阶段,建立倒排索引,并对不频繁的项进行剪枝;在支持度计算方面,利用倒排索引结构记录出现位置,避免对原始数据集的重复扫描;在候选模式生成方面,采用模式连接策略,减少冗余候选模式的生成。在项集序列和单项序列共6个真实数据集上的实验结果表明,OWP算法相比OWP-p、Ows-OWP和OWP-e算法在运行时间上分别提升了2.653、1.348、3.592倍,在内存消耗上分别减少了3.51%、0.07%、5%,说明OWP算法可以更高效地挖掘出用户感兴趣的模式。此外,OWP算法在以D1数据集为基础的6倍大小的数据集上的运行时间比D1数据集增长了3.763倍,内存消耗增长了2.310倍,运行时间和内存消耗的增加倍数均小于数据集大小的增加倍数,说明OWP算法具有良好的可扩展性。

北京中关村高新技术企业的集聚与扩散

本文在调查研究的基础上，对北京中关村新技术企业集聚区域的企业衍生、集聚与扩散因素，以及企业的异地发展和地区内的商业区化趋势进行了讨论。结论指出，中关村新技术集聚体是我国高新技术产业的重要基地，国家对高新技术企业必须进行及时的有效支持和引导，使之获得健康的持续发展。和国外高技术综合体类似，培育企业家创新能力以及加强本地的企业联系和合作是北京新技术集聚体成功的两个最重要的保证。

生存驱动型女性裂变创业的模式分类研究——基于扎根理论方法的探索

恰当的行为决策能够帮助女性裂变创业者有效解决各种生存问题。针对“生存因素如何驱动女性创业者成功完成裂变创业”这一研究问题,本研究采用扎根理论研究方法,对在理论抽样原则指导下选取的6位女性裂变创业者进行了系统研究,提炼出致富生存型、安定生存型、平衡生存型3个主范畴,并识别出主范畴之间的逻辑关系,归纳得到“生存驱动型女性裂变创业模式”这一核心范畴。研究发现,从不同主体出发的生存因素引致出这3种典型的生存驱动型女性裂变创业模式,并根据身份理论对3种模式的作用机理进行了详细阐释。本研究深化了对于生存驱动型女性裂变创业的理解,在裂变创业、女性创业以及生存型创业等相关领域做出了理论贡献,并对指导女性裂变创业实践也具有一定的启示价值。

负压下先烧失白模再浇注的消失模铸造

运用基础理论揭示出消失模在负压下先烧失白模再浇注成形的可行性原理:由于涂层的透气性差起到V法成形的塑料膜在真空下紧固型砂而不出现塌箱的作用;根据这一原理,增大型内初始真空度,增大真空泵的容量,减少涂层的透气性,使负压消失模的砂箱内抽真空管路柔性地向V法砂箱靠近,群铸时每个铸件都有独立的浇冒系统。通过两年多生产实践证明该工艺可行,该工艺方法能较好解决消失模铸造固有的各种缺陷,但该法存在一定的局限性。

一般间隙及一次性条件的严格模式匹配

具有间隙约束的模式匹配是序列模式挖掘的关键问题之一.一次性条件约束是要求序列中每个位置的字符最多只能使用一次,在序列模式挖掘中采用一次性条件约束更加合理.但是目前,间隙约束多为非负间隙,非负间隙对字符串中每个字符的出现顺序具有严格的约束,一定程度上限定了匹配的灵活性.为此,提出了一般间隙及一次性条件的严格模式匹配问题;之后,理论证明了该问题的计算复杂性为NP-Hard问题.为了对该问题进行有效求解,在网树结构上构建了动态更新结点信息的启发式求解算法(dynamically changing node property,简称DCNP).该算法动态地更新各个结点的树根路径数、叶子路径数和树根-叶子路径数等,进而每次可以获得一个较优的出现;之后,迭代这一过程.为了有效地提高DCNP算法速度,避免动态更新大量的结点信息,提出了Checking机制,使得DCNP算法仅在可能产生内部重复出现的时候才进行动态更新.理论分析了DCNP算法的时间复杂度和空间复杂度.大量实验结果验证了DCNP算法具有良好的求解性能.

腾格里沙漠人工固沙植被中油蒿的生长及生物量分配动态

植物的资源分配模式反映了对环境的生态适应对策。2007年整个生长季,采用生物量法对腾格里沙漠东南缘固沙植被区半灌木油蒿(Artemisia ordosica)地上部分各器官的生长及资源分配格局动态进行了研究。结果表明:不同时期各器官的生长速率不同,光合产物在各器官中的分配也不是等量的,而是按一定的顺序在不同时期有不同的分配中心;2007年油蒿的营养生长、繁殖输出、生殖枝大小都显著大于年降水量不足其一半的年份,而繁殖分配和头状花序大小没有差异;营养器官生物量大的油蒿总的繁殖输出也大,但生殖期内营养生长和生殖生长既不同时也不等速,表明资源分配的权衡(Trade-off)是存在的;固沙植被建立以后,随着时间延长,油蒿的当年总生物量、繁殖输出、繁殖器官生物量分配有减小的趋势,但不显著。

裂缝性地层H-B流型钻井液漏失流动模型及实验模拟

随着油气勘探开发逐步面向深层、超深层、深水、高温高压高含硫及多压力层系等复杂地层,井漏问题异常严峻,严重迟滞了油气勘探开发进程。因此,开展钻井液漏失诊断研究,揭示钻井液漏失动态行为及其特征,对认识井漏和优化防漏堵漏技术有重要意义。建立了二维平面裂缝H-B流型钻井液漏失流动模型,揭示了钻井液漏失动态行为及其影响因素。研究结果表明,二维平面裂缝的纵横比、裂缝面积、延伸长度、裂缝变形及裂缝面倾角越大,钻井液漏失速率及累积漏失量则越大。钻井液稠度系数及动切力越大,钻井液漏失速率及累积漏失量则越小。利用高温高压钻井液漏失动态评价仪评价了0.5 mm和1mm缝宽的平面裂缝的钻井液漏失行为,与漏失模型模拟结果整体趋势吻合,误差小于25%,表明所建二维平面裂缝钻井液漏失流动模型具有一定的合理性。

基于模糊模式识别的离线签名验证技术

签名验证有着重要的社会价值，长期以来一直是由人类专家来验证签名。但有时待验证的签名很多，验证的工作量非常大，而其中多数伪造的签名并不是高超的赝品。该文介绍了一种基于模糊模式识别的离线签名验证技术，可以用计算机来帮助人类专家进行粗筛，大大减少专家的工作量。

农业土地系统研究及其关键科学问题

如何科学合理利用土地是实现人类可持续发展的关键。随着人类对土地利用问题愈发关注,在"土地利用/土地覆盖变化"、"全球土地计划"等国际科学研究计划的推动下,"土地系统科学"的学科体系逐步形成,农业土地系统研究成为土地系统科学的热点方向之一。本文以全球土地计划与土地系统科学为指引,旨在明晰"农业土地系统"的概念,系统梳理农业土地系统研究的技术方法、内容对象以及关键科学问题,为进一步丰富和完善土地系统科学学科体系,推动全球变化、粮食安全及农业可持续研究提供参考。研究认为:第一,多维度格局探测与分析是农业土地系统研究的重要基础:农业土地系统不仅关注耕地与其他土地利用类型之间的相互转换特征、规律和过程,而且更为关注耕地内部多熟种植制度、农作物空间格局、利用集约度、综合生产能力等结构和功能的多维变化,因此,需要依靠多学科/数据的交汇、融合等手段来揭示农业土地系统的复杂特征;第二,多模型耦合的过程与机制解析是农业土地系统研究的核心内容:在明晰农业土地系统时空格局特征的基础上,通过建立土地系统格局与其影响因素之间的关系,并将这种关系在时间维度进行扩展,进而实现农业土地系统变化过程和机制的动态表达,目前,土地变化模型的建模手段已从传统单一的地理模型或经济模型研究转向模型耦合研究,以反映农业土地系统中"人类-环境"的复杂关系;第三,多内容的综合效应评估与调控是农业土地系统研究的关键任务:农业土地系统与全球变化、粮食安全及农业可持续发展等问题密切关联,农业土地系统时空格局探测、过程机制解析的最终目的在于通过协调农业土地系统与农业资源、环境和生态的相互关系,考虑不同系统之间的权衡优化关系,追求土地利用的最佳社会、经济和生态综合效益,以建立人地和谐、可持续的农业土地利用模式。解决农业土地系统研究的这些关键科学问题,将有力促进自然科学和社会科学的融合,推动土地系统科学及相关研究领域的发展。