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基于梯度提升算法和SHAP的石家庄PM_(2.5)和臭氧浓度预测及影响因素分析

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环境科学学报 2024年第7期44卷 402-409页

作者：潘梦瑶任瑛王思源夏必胜延安大学数学与计算机科学学院延安716000

PM_(2.5)和O_(3)是两种常见的空气污染物,目前针对空气污染的预报解析方法有很多,但大多存在分类器训练不足、过拟合、可解释性较差等问题.为了解决这些问题,本文使用梯度提升算法和SHAP对PM_(2.5)和O3浓度进行预测分析,利用2015-01-01... 详细信息

PM_(2.5)和O_(3)是两种常见的空气污染物,目前针对空气污染的预报解析方法有很多,但大多存在分类器训练不足、过拟合、可解释性较差等问题.为了解决这些问题,本文使用梯度提升算法和SHAP对PM_(2.5)和O3浓度进行预测分析,利用2015-01-01—2021-12-31石家庄市的大气污染物数据和气象数据,分析了不同梯度提升树算法(LightGBM、GBR、XGBoost)的预测精度.实验结果表明,XGBoost对PM_(2.5)的预测精度高于LightGBM和GBR模型,LightGBM对O3的预测精度在评价指标上均优于GBR和XGBoost模型.最后通过模型解释方法SHAP,分别识别出影响PM_(2.5)和O3浓度的关键因素.研究表明PM10、CO和SO2对PM_(2.5)的浓度影响显著,NO_(2)、TEMP对O_(3)浓度贡献较大.

关键词：梯度提升算法 SHAP 地面臭氧 PM_(2.5)

变分不等式解集和半压缩映射有限族公共不动点集的公共元的强收敛定理

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浙江大学学报（理学版） 2024年第3期51卷 292-298页

作者：高兴慧房萌凯郭玥蓉王永杰延安大学数学与计算机科学学院陕西延安716000

在Hilbert空间中,针对变分不等式问题和不动点问题的公共元,构造了一种惯性黏性迭代算法。在适当条件下,采用映射半闭定义和投影算子技巧,证明了所构造算法产生的迭代序列强收敛于伪单调变分不等式解集和半压缩映射有限族公共不动点集... 详细信息

在Hilbert空间中,针对变分不等式问题和不动点问题的公共元,构造了一种惯性黏性迭代算法。在适当条件下,采用映射半闭定义和投影算子技巧,证明了所构造算法产生的迭代序列强收敛于伪单调变分不等式解集和半压缩映射有限族公共不动点集的公共元。数值实验结果说明了该算法的有效性。所得结果改进和推广了已有文献的一些结果。

关键词：变分不等式不动点半压缩映射有限族强收敛性

基于K-means聚类的超启发式跨单元调度方法

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系统仿真学报 2024年第4期36卷 941-956页

作者：赵彦霖田云娜延安大学数学与计算机科学学院陕西延安716000

结合我国制造业实际生产状况,针对柔性作业车间跨单元调度问题,提出一种基于K-means聚类的超启发式算法。应用K-means聚类算法将相近属性的实体划入相应“工件簇”决策块中,采用蚁群算法为每个决策块选择启发式规则;对每个决策块内的实... 详细信息

结合我国制造业实际生产状况,针对柔性作业车间跨单元调度问题,提出一种基于K-means聚类的超启发式算法。应用K-means聚类算法将相近属性的实体划入相应“工件簇”决策块中,采用蚁群算法为每个决策块选择启发式规则;对每个决策块内的实体运用相应的启发式规则产生调度解。仿真结果表明:该算法以决策块的形式适度增大了计算粒度,有效降低了算法时间复杂度,以聚类的方式将具有相近属性的被加工实体进行聚集,有利于为不同属性的实体选择合适的规则。该算法提高了计算效率,具有较好的优化性能,是解决柔性跨单元调度的一种有效算法。

关键词：跨单元调度超启发式算法决策块聚类蚁群算法

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面向图神经网络的节点重要性排序研究进展

计算机科学与探索 2024年

作者：曹璐丁苍峰马乐荣延照耀游浩洪安琪延安大学数学与计算机科学学院

节点重要性排序作为一项关键的图数据分析任务，对于识别和排序图中的重要节点至关重要。图神经网络（Graph Neural Networks，GNNs）作为一种利用深度学习直接对图结构数据进行学习的框架，能够充分学习图结构数据中的节点和边的内在... 详细信息

节点重要性排序作为一项关键的图数据分析任务，对于识别和排序图中的重要节点至关重要。图神经网络（Graph Neural Networks，GNNs）作为一种利用深度学习直接对图结构数据进行学习的框架，能够充分学习图结构数据中的节点和边的内在规律及更深层次的语义特征。在节点重要性排序任务中，GNNs能够充分利用图结构信息和节点特征进行节点重要性的评估。相比于传统的节点排序方法，GNNs可以更好地处理图结构数据的多样性和复杂性，捕捉节点间的复杂关联和语义信息，并自动学习节点特征表示，减少手工特征工程的偏差，提升节点重要性排序任务的准确性。因此，基于图神经网络的方法已成为节点重要性研究的主流方向。基于此，本文对近年来图神经网络的节点排序方法进行分类和综述。首先，梳理了节点排序、图神经网络及经典节点重要性度量指标的核心概念。其次，全面总结了基于图神经网络的节点重要性方法的最新进展，并根据基础图神经网络及其衍生的变体，将节点重要性排序方法分为四类：基础图神经网络、图卷积神经网络、图注意力网络和图自编码器。同时，分析这些方法在社交网络、交通网络和知识网络等下游任务中的性能表现。最后，对现有研究进行全面总结，分析现有方法的时间复杂度、优点、局限性和性能，并根据现有研究的不足讨论未来的研究方向。

关键词：节点重要性节点排序图神经网络表示学习

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阿贝尔已经发现了伽罗瓦的定理?

科学技术哲学研究 2024年第5期 95-100页

作者：杨保强延安大学数学与计算机科学学院

数学家阿贝尔与伽罗瓦均处理了素数次不可约方程根式可解的问题，阿贝尔在伽罗瓦之前给出了一个判别定理。与伽罗瓦定理在表述上的相似性使得一些后世学者认为，阿贝尔已经得到了与伽罗瓦定理几乎一致的结果，且阿贝尔先于伽罗瓦而拥有... 详细信息

数学家阿贝尔与伽罗瓦均处理了素数次不可约方程根式可解的问题，阿贝尔在伽罗瓦之前给出了一个判别定理。与伽罗瓦定理在表述上的相似性使得一些后世学者认为，阿贝尔已经得到了与伽罗瓦定理几乎一致的结果，且阿贝尔先于伽罗瓦而拥有这一定理。文章通过分析原始文本，追溯历史评论，指出阿贝尔的定理存在无法回避的问题，以至于它并不等同于伽罗瓦的定理，揭示阿贝尔并未先于伽罗瓦而已经发现了伽罗瓦的定理。同时，发掘伽罗瓦定理的原创性之所在以及阿贝尔结果的思想来源，以此案例说明数学史使我们正确看待过去数学的方式与意义。

关键词：阿贝尔伽罗瓦定理素数次方程根式可解数学史

TTLD-YOLOv7:非结构化环境下茶树病害的检测算法

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茶叶科学 2024年第3期44卷 453-468页

作者：俞淑燕杜晓晨冯海林李颜娥浙江农林大学数学与计算机科学学院浙江杭州311300

茶树病害对茶树种植业和相关行业的影响极为严重。在动态而复杂的茶园环境中检测疾病的传统方法效率低下,检测效果不尽人意。本研究提出一种基于YOLOv7-tiny的模型,增强了茶树病害的细微检测能力。通过整合CoordConv和ECA信道关注机制,... 详细信息

茶树病害对茶树种植业和相关行业的影响极为严重。在动态而复杂的茶园环境中检测疾病的传统方法效率低下,检测效果不尽人意。本研究提出一种基于YOLOv7-tiny的模型,增强了茶树病害的细微检测能力。通过整合CoordConv和ECA信道关注机制,本模型在卷积特征图中实现了更高的空间识别能力,并降低了背景噪声对特征识别的影响。进一步的改进包括采用归一化瓦瑟斯坦距离度量和去耦头,以提高对小病斑的检测能力。使用K-means算法根据茶树病斑的特殊性生成了新的锚框,提高了模型的精确性和通用性。对比分析表明,该模型优于现有模型FasterR-CNN、 SSD、 YOLOv5s、 YOLO-Tea、 YOLOv7-tiny和YOLOv7,平均精确度提高5.39个百分点,达到了93%。改进后的模型可应用于茶树病害监测。

关键词：茶树病害 YOLOv7-tiny 自然环境目标检测

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混合策略改进的金豺优化算法

计算机工程与应用 2024年第4期60卷 99-112页

作者：朱兴淋汪廷华赖志勇赣南师范大学数学与计算机科学学院江西赣州341000

针对金豺优化算法(golden jackal optimization,GJO)在求解复杂优化问题时存在收敛速度慢和易陷入局部最优等不足,提出一种混合策略改进的金豺优化算法(improved golden jackal optimization,IGJO)。在算法的最优解停滞更新时,引入柯西... 详细信息

针对金豺优化算法(golden jackal optimization,GJO)在求解复杂优化问题时存在收敛速度慢和易陷入局部最优等不足,提出一种混合策略改进的金豺优化算法(improved golden jackal optimization,IGJO)。在算法的最优解停滞更新时,引入柯西变异策略,增强种群多样性和提升算法陷入局部最优的逃逸能力;提出一种基于权重的决策策略,通过对金豺个体赋予不同权重进行种群位置更新的决策,加快算法的收敛速度。对8个基准测试函数以及部分CEC2017测试函数进行寻优实验,结果表明改进算法具有更好的优化性能和收敛速度;进一步地,将改进算法应用于支持向量回归(support vector regression,SVR)模型的参数优化,并在选取的5个UCI(University of California,Irvine)数据集上进行实验,验证了改进算法的有效性。

关键词：金豺优化算法优化问题柯西变异权重

强Gorenstein AC-内射复形及维数

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浙江大学学报（理学版） 2024年第4期51卷 426-433页

作者：汪鑫卢博西北民族大学数学与计算机科学学院甘肃兰州730030

设n为任意整数,引入并研究了强Gorenstein AC-内射复形,证明了复形X是强Gorenstein AC-内射复形当且仅当Xn是Gorenstein AC-内射模,且对任意的DG-绝对clean复形A,复形同态f:A→X是零伦的。特别地,若X为有界正合复形,则X的强Gorenstein ... 详细信息

设n为任意整数,引入并研究了强Gorenstein AC-内射复形,证明了复形X是强Gorenstein AC-内射复形当且仅当Xn是Gorenstein AC-内射模,且对任意的DG-绝对clean复形A,复形同态f:A→X是零伦的。特别地,若X为有界正合复形,则X的强Gorenstein AC-内射性等价于模Z_n(X)的Gorenstein AC-内射性,也等价于模Xn的Gorenstein AC-内射性。此外,引入并研究了复形的强Gorenstein AC-内射维数。

关键词：强Gorenstein AC-内射复形 Gorenstein AC-内射模 DG-绝对clean复形维数

T-S模糊多项式奇异系统的广义耗散滑模控制

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系统科学与数学 2024年第5期44卷 1324-1336页

作者：刘佳蕊李江荣朱际铭延安大学数学与计算机科学学院延安716000

文章研究了T-S模糊多项式奇异系统的滑模控制问题.针对被控制对象的T-S模糊多项式奇异模型,设计一种带有奇异矩阵的分段切换面的滑模控制器,并利用SOS技术和含有非正定项的分段李雅普诺夫函数,给出滑动模态广义耗散可容许的充分条件,设... 详细信息

文章研究了T-S模糊多项式奇异系统的滑模控制问题.针对被控制对象的T-S模糊多项式奇异模型,设计一种带有奇异矩阵的分段切换面的滑模控制器,并利用SOS技术和含有非正定项的分段李雅普诺夫函数,给出滑动模态广义耗散可容许的充分条件,设计滑模控制器使系统状态保持在切换面上.最后,通过一个数值算例证明所提方法的有效性.

关键词： T-S模糊多项式奇异系统滑模控制广义耗散性能分段李雅普诺夫函数