当期目录

2011年 第17卷 第5期    刊出日期：2011-10-26

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通信与信息工程

基于隐马尔可夫模型的联合概率信道预测动态认知无线电频谱接入

刘永年，杨建国，杨辉联，石海

2011, 17(5):  581-585.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.001

摘要 ( 2939 )   PDF (2040KB) ( 1734 )  

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在基于固定检测周期的认知无线电频谱接入技术中，为了在降低认知用户对授权用户干扰的同时，尽可能地提高认知用户的频谱利用率，提出一种基于隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)的联合概率信道预测(joint probability channel prediction,JPCP)的动态认知无线电频谱接入技术.该技术以固定检测周期(fixed sensing period,FSP)为基础，若认知用户已占用授权频段，则利用JPCP值与设定阈值的比较来确定是否提前退出信道的机制，以降低认知用户对授权用户的干扰；若认知用户未能占用授权频段，则利用在二次固定检测周期中增加临时的频谱空穴检测机制来提高认知用户的频谱利用率.仿真结果显示，与传统的固定检测周期技术相比，该技术方案能在降低认知用户对授权用户干扰的同时，有效提高认知用户的频谱利用率.

动态阈值模糊检测在篡改图像检测中的应用

刘凯，扈文斌

2011, 17(5):  586-590.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.002

摘要 ( 2505 )   PDF (1724KB) ( 1475 )  

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提出一种新的图像局部模糊检测方法，并将其应用于篡改图像的检测.该方法基于最小二乘估计来计算图像中每个像素的估计误差，再将每个像素和其周围像素估计误差的方差作为模糊特征，然后利用频域的相关系数确定一置信区间，并根据该区间模糊特征的概率分布特性动态确定阈值，进而分离出模糊区域内的像素.实验结果表明，该方法能获得更高的检测正确率和分离精度.

S波段发卡式微带带通滤波器设计

景冻冻1，李国辉1，胡金萍1，官雪辉1,2

2011, 17(5):  591-594.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.003

摘要 ( 3155 )   PDF (1565KB) ( 1828 )  

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设计一种新型的微带滤波器，该滤波器由5个微带发卡单元构成，中心频率为2.4 GHz，利用相邻谐振器之间的耦合特性，在通频带上、下边沿分别插入一个传输零点；同时将二次谐波推向更高的频段，离开中心频率近3.5 GHz.仿真结果表明，该设计既提高了带内性能，使得通频带的边沿非常陡峭，同时又抑制了二次谐波.实测结果表明，该滤波器实现了谐波抑制，且没有出现频偏现象，与仿真结果基本吻合，但带内性能有待于提高.

计算机工程与科学

基于场景的形式化测试模型生成方法

黄龙1,2,缪淮扣1,2,王皙1,2,郭亮1,2

2011, 17(5):  595-599.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.004

摘要 ( 2226 )   PDF (1230KB) ( 1234 )  

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在复杂的Web应用软件中，如何有效地实现自动化测试是当前软件测试研究中的热点与难点.使用统一建模语言（unified modeling language,UML）状态图对Web应用软件的行为建模，利用已有的方法将已建好的模型形式化成有限状态机(finite state machine,FSM)；然后使用UML顺序图表示场景，通过使用场景规约系统行为,最终得到约简后的形式化测试模型用以实现自动测试.

数理化科学

具有给定共轭类长的有限群

邵长国，蒋琴会

2011, 17(5):  600-602.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.005

摘要 ( 1912 )   PDF (971KB) ( 977 )  

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通过有限群G的共轭类长集合cs(G)来刻画有限群A₆和S₆,得到如下结论：如果cs（G）=cs（G）={1, p³·r,p·q²·r,p³·q²,q²·r}，则G=A₆；如果cs（G）={1,q·r,p³·r,q²·r,p·q²·r,p³·q·r,p⁴·q²},则G=S₆.

关于一个非齐次核的Hilbert型积分不等式

杨必成

2011, 17(5):  603-605.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.006

摘要 ( 2172 )   PDF (721KB) ( 1155 )  

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应用权函数的方法及实分析技巧,建立具有最佳常数因子的非齐次核为e^－βxy(β>0)的Hilbert型积分不等式,并研究其等价式与相应逆式.

一类拟线性抛物型方程的非局部边值问题

周长亮,王远弟

2011, 17(5):  606-613.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.007

摘要 ( 2220 )   PDF (795KB) ( 1269 )  

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讨论非局部边界条件下一类具有非退化拟线性抛物型偏微分方程解的性质，通过运用上、下解和单调迭代的方法,得到抛物型问题解的存在唯一性以及椭圆问题最大、最小解的存在性.同时，还得到发展方程解对平衡解的渐近性态.

大步长路径跟踪内点新算法

周广付，姚奕荣，王筱莉

2011, 17(5):  614-619.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.008

摘要 ( 2226 )   PDF (747KB) ( 1374 )  

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给出一种求解约束非线性规划问题的大步长路径跟踪内点新算法.首先，为克服内点法初始点选取的困难，通过引入辅助变量来构造原问题的等价问题;其次，构造一个新的关系不等式来证明算法的全局收敛性；最后，在此基础上设计一个新的大步长路径跟踪内点算法.该算法在有限步内能得到原问题的近似最优解，并且数值试验表明，该算法是可行的. 

L²基的组态空间中修正Poschl-Teller势的精确解

陈发堂1，张民仓2

2011, 17(5):  620-623.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.009

摘要 ( 2530 )   PDF (733KB) ( 1220 )  

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在完全平方可积的L²空间中求解修正Poschl-Teller势满足的Schrodinger方程.由于L²空间能够负载波算子的三对角化矩阵表示，因而求解修正Poschl-Teller势满足的Schrodinger方程转变为寻求波函数展开系数满足的一个三项递推关系式.研究结果表明，相应的束缚态波函数可以由Jacobi多项式表示，束缚态的能谱方程可以由波函数展开系数递推关系式的对角化条件得到.

基于小波的肿瘤基因表达数据聚类分析模型

黄文佳，冯铁男，王翼飞

2011, 17(5):  624-630.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.010

摘要 ( 2506 )   PDF (3107KB) ( 1211 )  

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运用小波的降噪性建立一种基于肿瘤基因表达谱的聚类分析模型，采用小波变换、信息抽取、双向聚类的方法对基因表达谱进行有效的分析.通过这种模型，可以降低基因表达谱的噪音以及样本错聚率.最后，将该方法应用于结肠癌基因表达谱的分析.

p53振子的形成机制及microRNA对p53目标基因表达的精细调控

张志勇,徐凤丹

2011, 17(5):  631-635.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.011

摘要 ( 2302 )   PDF (1076KB) ( 1185 )  

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肿瘤抑制因子p53调控着大量的基因，在肿瘤抑制中起着关键作用.实验结果表明，当DNA受损后，p53的表达呈现周期性振荡.已有的一些p53振子的理论模型，其振子产生机制通常依赖于p53和Mdm2之间相互作用的时滞因素.考虑基因表达的转录和翻译过程，运用动力学方程建模的方法，给出一种新模型，并利用Hopf分叉理论，给出p53振子产生的条件.数值模拟结果表明，与已有的时滞模型相比，该模型对参数具有更好的鲁棒性，较好地解释了p53振子的产生机制.最近的许多实验表明，p53调控着miR-34家族中大量microRNA的表达，这些microRNA又在后转录水平上对p53的下游目标基因起着调控作用.在这一模型基础上，研究microRNA加入p53调控网络后所起的调控作用，数值模拟结果初步表明，microRNA对p53下游目标基因表达起到了精细调控作用.

具有一般非线性接触率及潜伏年龄结构的SEIS传染病模型稳定性分析

锁要红1,2,张仲华1,3

2011, 17(5):  636-641.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.012

摘要 ( 2405 )   PDF (759KB) ( 1176 )  

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讨论一类具有一般非线性接触率及潜伏年龄结构的SEIS传染病模型，研究了地方病平衡点的存在性、无病平衡点的全局稳定性以及地方病平衡点的指数稳定性，得到地方病平衡点指数稳定的一般性条件.

考虑预期效应和交通灯影响的城市道路交通元胞自动机模型

张剑，董力耘

2011, 17(5):  642-647.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.013

摘要 ( 2208 )   PDF (1982KB) ( 1216 )  

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提出描述交通灯控制下城市道路交通流动力学演化过程的元胞自动机模型，其中交通灯对于路段上车辆的影响是全局的，驾驶员可根据交通灯的状态及时调整驾驶行为，同时还考虑前方车辆的预期运动.该模型中车辆的运动更加平滑，符合实际交通现象.应用模型中的驾驶策略，可以有效地减少怠速和速度骤减的状态，从而减少机动车的尾气排放.

轴向运动Timoshenko固支梁固有频率的数值仿真

张计光1,2，胡超荣1，唐有绮1,孟沥原3

2011, 17(5):  648-652.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.014

摘要 ( 2475 )   PDF (1422KB) ( 1343 )  

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运用Galerkin方法和微分求积法求解固支边界轴向运动Timoshenko梁的固有频率.讨论系统的前两阶固有频率随轴向速度、刚度系数变化的情况，并将这2种方法得到的数值计算结果与复模态分析方法得到的精确解进行比较，发现用微分求积法和复模态分析法得到的结果几乎重合，而用Galerkin方法得到的结果在随刚度系数的增加和速度的增大时有所差异.

轴流泵模型汽蚀特性的数值模拟

余运超,张伟,陈红勋

2011, 17(5):  653-656.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.015

摘要 ( 3019 )   PDF (1842KB) ( 1446 )  

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利用ANSYS CFX11.0软件，采用标准k-ε湍流模式封闭雷诺应力项，使用匀相多相流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型对轴流泵模型的汽蚀特性进行三维定常数值模拟,计算得到的流量-必需汽蚀余量（net positive suction head,NPSH_r）曲线与试验结果趋势一致.另外，分析了工况和NPSH对轴流泵汽蚀特性以及泵内汽蚀形态的影响.

土木工程

基于雷诺应力方程模型的超高层建筑外墙平均风压模拟

徐旭1，刘钧钧1，朱齐飞2

2011, 17(5):  657-661.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.016

摘要 ( 3079 )   PDF (2439KB) ( 1432 )  

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基于计算流体力学软件Fluent，对上海市一双塔超高层建筑幕墙周围风场进行数值模拟.较之风洞试验，数值模拟风场的方法具有花费低、周期短、测点布置灵活等优点，因此，这种越发完善的数值仿真技术正进入工程应用的成熟领域.在数值模拟过程中采用雷诺应力方程模型，并充分考虑控制方程、计算模型、边界条件等关键因素，将数值模拟结果与风洞试验数据进行对比，验证数值模拟方法应用在现代商业高层建筑风环境分析领域的可行性与准确性.

Timoshenko模型桩水平振动的动力刚度

姚戈,杨骁

2011, 17(5):  662-668.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.017

摘要 ( 2322 )   PDF (3203KB) ( 1133 )  

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基于桩-土相互作用的连续介质模型，利用桩的水平振动土阻抗结果，将桩等效为Timoshenko梁，研究线性黏弹性土层中Timoshenko模型端承桩水平振动的动力特性，给出频率域内桩头动力刚度的半解析解，得到动力刚度随频率的变化曲线.在此基础上研究物性和几何参数对刚度的影响，并与Euler-Bernoulli模型桩的结果进行比较.研究结果表明，端承桩水平振动的动态刚度受桩长细比、土软硬程度、水平激振频率等的影响，这些结果可以为工程设计提供参考.

不同破坏模式的钢筋混凝土框架节点动力性能比较

于洁,陈玲俐，许诺

2011, 17(5):  669-674.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.018

摘要 ( 2232 )   PDF (3721KB) ( 1288 )  

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实际震害及大量的节点实验均表明，钢筋混凝土框架节点在地震等水平荷载作用下有多种破坏模式，且多数节点破坏为脆性破坏.为深入了解节点不同破坏模式的抗震性能差异，以Tsonos实验模型及一工程震害实例为基础，采用ANSYS软件中的civilFEM模块模拟4个不同破坏模式的边柱节点在低周往复荷载下的破坏过程,比较分析不同破坏模式下的节点强度、变形及耗能能力的差异.结果表明：发生不同破坏模式的节点的耗能能力差别很大，节点耗能能力与强度无关联；节点延性设计目标或节点失效模式控制可以通过控制节点破坏模式分化参数来实现.

生命科学

Cupriavidus necator  JMP134 细菌人工染色体基因组文库的构建与鉴定

张俊亚，宋任涛，许政暟，朱晨光

2011, 17(5):  675-680.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.019

摘要 ( 3638 )   PDF (1379KB) ( 1098 )  

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Cupriavidus necator JMP134(C.necator JMP134)可以降解60多种芳香族化合物，在环境污染治理方面具有良好的应用前景.该菌株基因组含有两个苯酚降解基因簇，克隆并研究其功能具有重要的理论和应用价值.以pIndigo-BAC 5为载体，构建了C.necator JMP134的细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome,BAC)基因组文库.该文库约有9 600个克隆，插入频率为99%，平均插入片段大小达到65 kb，由此推测该BAC文库覆盖该菌株基因组约860倍.通过PCR筛选该文库的800个单克隆，得到11个含有C.necator JMP134菌株的苯酚羟化酶大亚基基因phlN2的阳性克隆.研究结果表明，该文库是一个高质量、高覆盖率的BAC文库，能有效用于目的基因簇的分离.

拟南芥温敏雄性不育突变体atms1的获得及表型分析

戴文懿，孙亚梅，高贝，周树敏，袁晓君，韦嘉励，张卫

2011, 17(5):  681-686.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.020

摘要 ( 2793 )   PDF (3296KB) ( 1985 )  

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从甲基磺酸乙酯（ethylmethane sulfonate,EMS）化学诱变建立的野生型拟南芥（Col-0）突变体文库中筛选到1株突变体.在低温16 ℃时，该突变体的雄性育性与野生型没有显著差异，花粉染色呈现100%可育.随着培养环境温度的升高，突变体花粉育性逐渐下降，因此，该突变体为一温敏雄性不育突变体,并被命名为atms1（ambient temperature-sensory male sterility 1，即环境温度敏感雄性不育1）.花药切片结果显示，在23 ℃以下，该突变体花药各个发育时期的形态与野生型花药没有显著的差异；而27 ℃处理1周后的突变体花药呈现多种表型：同一朵花中各个花药的发育时期出现显著分化，花粉母细胞胼胝体单薄，绒毡层发育滞后于同时期的野生型花药.遗传分析确定，atms1的不育表型是由单个隐性核基因控制的.

凹凸棒土对蚕蛹油的脱色

沈芸，翁新楚，宋红生，廖鲜艳，贺智慧

2011, 17(5):  687-690.  doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2011.05.021

摘要 ( 2119 )   PDF (713KB) ( 1265 )  

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选择3种脱色剂，即活性白土、活性炭和凹凸棒土，互相配比成复合脱色剂，对蚕蛹油进行脱色实验，并以脱色效果综合指标作为考察指标.研究结果表明，凹凸棒土的脱色效果最好.对凹凸棒土脱色的各因素进行优化，得出如下脱色最佳条件：凹凸棒土经300 ℃，1 h高温活化，加入量为8 g/100 mL，脱色温度为50 ℃，脱色时间为40 min，搅拌速度为120 r/min.蚕蛹油的罗维朋红色值从脱色前的8.5±0.1降至3.1±0.0，黄色值从70.0±0.0降至22.0±0.0，脱色效果综合指标达到3.979±0.008，油脂损失率为15.5%±0.1%.