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二阶系统基于奇异值的保结构模型降阶方法

数学进展 2024年第2期53卷 425-440页

作者：解礼欣肖志华金辉长江大学信息与数学学院湖北荆州434023

本文提出了一种二阶系统基于奇异值的保结构模型降阶方法.该方法通过脉冲响应的移位勒让德多项式展开系数直接计算得到二阶系统的可控和可观格拉姆矩阵的低秩因子.然后基于二阶系统的奇异值结构,构造相应的平衡系统,进而通过截断较小奇... 详细信息

本文提出了一种二阶系统基于奇异值的保结构模型降阶方法.该方法通过脉冲响应的移位勒让德多项式展开系数直接计算得到二阶系统的可控和可观格拉姆矩阵的低秩因子.然后基于二阶系统的奇异值结构,构造相应的平衡系统,进而通过截断较小奇异值对应的状态得到保结构的降阶系统.最后,通过两个数值实验展示了所提方法的有效性.

关键词：模型降阶平衡截断奇异值移位勒让德多项式格拉姆矩阵

1,3-氧硫戊环为受体的Hg^(2+)荧光探针的设计、合成及性能

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1913-1917页

作者：梁庆祥周五吴爱斌舒文明余维初长江大学化学与环境工程学院化学系湖北荆州434023 长江大学非常规油气协同创新中心湖北荆州434023 油气田清洁生产与污染物控制湖北省工程研究中心湖北荆州434023

Hg^(2+)是毒性最强的重金属离子之一,会造成空气、土壤和水的污染,严重损害人体健康,开发有效的分析方法检测环境体系中的Hg^(2+)尤为重要。荧光探针因其灵敏度高、选择性好、响应速度快、可实时在线检测等优点,已广泛应用于Hg^(2+)检... 详细信息

Hg^(2+)是毒性最强的重金属离子之一,会造成空气、土壤和水的污染,严重损害人体健康,开发有效的分析方法检测环境体系中的Hg^(2+)尤为重要。荧光探针因其灵敏度高、选择性好、响应速度快、可实时在线检测等优点,已广泛应用于Hg^(2+)检测。以Hg^(2+)促进硫代缩醛的去保护反应设计合成了一种全新的以1,3-氧硫戊环为受体的开启型Hg^(2+)荧光探针[2-(pyren-1-yl)-1,3-oxathiolane,POX],通过^(1)H NMR、^(13)C NMR和HRMS对POX结构进行表征,考察了POX在CH_(3)CH_(2)OH/H_(2)O中对Hg^(2+)的选择性、竞争性、浓度滴定、pH滴定、时间依赖性、检出限和识别机理等。研究结果表明,POX可在较宽的pH范围内对Hg^(2+)快速识别,并表现出高度的选择性和灵敏度;向POX中加入Hg^(2+)后,在386 nm处出现明显的荧光发射峰,表明POX对Hg^(2+)呈现出显著的荧光“开启”效应,其识别过程几乎不受其他金属离子干扰;荧光滴定实验表明POX在Hg^(2+)浓度为0~6.5μmol·L^(-1)范围内具有良好的线性响应(R^(2)=0.9994),检出限为0.168μmol·L^(-1),在实际水样中检测Hg^(2+)的RSD小于2.92%。由于POX合成简单、原料易得且pH适用范围较广,可作为定性和定量检测环境中Hg^(2+)的潜在工具。

关键词：荧光探针 Hg^(2+) 1,3-氧硫戊环荧光开启

基于改进YOLO v8的轻量化玉米害虫识别方法

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江苏农业科学 2024年第14期52卷 196-206页

作者：李志良李梦霞董勇李龙长江大学计算机科学学院湖北荆州434000 长江大学信息与数学学院湖北荆州434000

针对目前玉米害虫识别领域中识别算法参数量大、计算量大导致玉米害虫识别算法不能部署在移动智慧农业设备中及玉米害虫识别算法检测精度低等问题,基于网络复杂程度最小的YOLO v8n,提出一种轻量化玉米害虫识别算法YOLO v8n-ERM。首先,... 详细信息

针对目前玉米害虫识别领域中识别算法参数量大、计算量大导致玉米害虫识别算法不能部署在移动智慧农业设备中及玉米害虫识别算法检测精度低等问题,基于网络复杂程度最小的YOLO v8n,提出一种轻量化玉米害虫识别算法YOLO v8n-ERM。首先,在骨干特征提取网络引入EfficientNet-B0轻量化网络,通过对神经网络模型进行缩放,采用深度可分离卷积,有效降低了模型参数量、计算量;在颈部网络中引入RepVGG结构重参数化模块,融合多分支特征以提升模型的检测精度,同时有效降低模型的计算量;最后,用MPDIoU损失函数替换原损失函数,使最终预测框更接近真实框。用本研究算法处理数据增强后的IP102数据集,结果表明,相较于基线模型YOLO v8n,YOLO v8n-ERM算法的参数量为2.4 M,计算量为3.7 GFLOPs,二者分别下降了0.6 M、4.4 GFLOPs,而且YOLO v8n-ERM算法的mAP@0.5、mAP@0.5∶0.95分别为91.8%、62.0%,相较于基线模型分别提升了3.6、2.1百分点,表明使用更少的参数量、计算量得到了更高的精度。另外在黑暗、有遮挡、个体重叠及害虫与环境背景相似的复杂环境下的处理结果表明,YOLO v8n-ERM算法能够准确识别出玉米害虫个体,极大降低了复杂环境下的漏检率,具有一定的鲁棒性,可为玉米病虫害的数字智能防控提供技术支持。

关键词：玉米害虫识别 YOLO v8 EfficientNet-B0 RepVGG MPDIoU

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初中数学阅读材料的对比分析及教学策略初探

教育进展 2024年第7期14卷 1493-1500页

作者：陈姝姝龚德军长江大学信息与数学学院湖北荆州荆州实验小学湖北荆州

阅读材料是教科书的重要组成部分,本文横向对比了现行的十版初中数学教科书的阅读材料,将其分为数学史类、知识科普类、数学应用类、数学问题或探究活动类以及信息技术类五类,对比分析了各个版本阅读材料在分类上的异同,并针对每一分类... 详细信息

阅读材料是教科书的重要组成部分,本文横向对比了现行的十版初中数学教科书的阅读材料,将其分为数学史类、知识科普类、数学应用类、数学问题或探究活动类以及信息技术类五类,对比分析了各个版本阅读材料在分类上的异同,并针对每一分类,提出了其融入课堂的教学策略。

关键词：初中数学教科书阅读材料核心素养

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湖北荆州秦家嘴墓地M1093发掘简报

江汉考古 2024年第2期 14-21,F0002页

作者：蒋鲁敬赵晓斌杨开勇(执笔/绘图) 彭军王莉(绘图) 陈新平(摄影) 彭巍(摄影) 荆州博物馆湖北荆州434020

秦家嘴墓地位于湖北省荆州市纪南生态文化旅游区纪南镇庙湖村。2023年5月发掘的M1093为战国中期楚墓,墓主身份为庶人。墓中出土竹简揭取编号3910枚,预计可缀合整简约1200~1500枚,字数约30000字,是目前所知单座墓葬出土楚简数量最多、文... 详细信息

秦家嘴墓地位于湖北省荆州市纪南生态文化旅游区纪南镇庙湖村。2023年5月发掘的M1093为战国中期楚墓,墓主身份为庶人。墓中出土竹简揭取编号3910枚,预计可缀合整简约1200~1500枚,字数约30000字,是目前所知单座墓葬出土楚简数量最多、文字最多者。这批楚简内容丰富,初步整理可知涉及先秦“书”、“语”、诸子、数学、医药、畜牧、文学、日书等诸多类别,对研究先秦时期历史、文化、思想等提供了珍贵的新资料,具有重要的研究价值。

关键词：荆州秦家嘴墓地楚墓战国中期楚简

凸显算法设计原理塑造教材创新灵魂——创新型《数值分析》教材编撰的探索

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湖北工程学院学报 2024年第3期44卷 121-128页

作者：胡中波王佳珺苏清华周全龚德军长江大学信息与数学学院湖北荆州434023 荆州实验小学湖北荆州434020

基于算法设计原理,探索了创新型《数值分析》教材编撰的思路。首先,简要归纳了当前《数值分析》教材的发展现状;然后,论述该教材所辖主要知识点背后普遍存在着“化繁为简”或“驭粗成精”的算法设计思想,且两种思想分别借助于一些数学... 详细信息

基于算法设计原理,探索了创新型《数值分析》教材编撰的思路。首先,简要归纳了当前《数值分析》教材的发展现状;然后,论述该教材所辖主要知识点背后普遍存在着“化繁为简”或“驭粗成精”的算法设计思想,且两种思想分别借助于一些数学基础理论知识和算法设计技术等两类原理来启发或指导算法的设计;最后,比较分析该教材原理性知识普遍存在的独特性,并探索依托算法设计原理编撰创新型教材的纲要。若依此研究催生出一类偏重讲授算法设计原理的创新型《数值分析》教材,则能够期许众多理工科读者在创新思维与创新能力的提升上有所受益。

关键词：数值分析算法设计原理创新型教材创新型算法人才

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数学教师工作满意度与学生数学学业成就的关系研究:基于因果结构分析框架的证据

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数学教育学报 2024年第3期33卷 19-27页

作者：张思雨韩继伟赵倩白玉梅东北师范大学数学与统计学院吉林长春130024 石河子大学理学院数学系新疆石河子832003 内蒙古民族大学数学科学学院内蒙古通辽028000

教师工作满意度与学生学业成就的因果关系,是支持相关政策制定的有力依据.构建数学教师工作满意度与学生数学学业成就关系的因果结构分析框架,探究其因果关系.研究发现:从整体上看,数学教师工作满意度是正向预测学生数学学业成就的前因... 详细信息

教师工作满意度与学生学业成就的因果关系,是支持相关政策制定的有力依据.构建数学教师工作满意度与学生数学学业成就关系的因果结构分析框架,探究其因果关系.研究发现:从整体上看,数学教师工作满意度是正向预测学生数学学业成就的前因变量;从教师专业发展上看,数学教师工作满意度与学生数学学业成就的因果关系还存在发展性特征,逐渐由单向因果关系转变为双向因果关系,即对于新手型和熟手型数学教师而言,其工作满意度是正向预测学生数学学业成就的前因变量,对于专家型数学教师而言,其工作满意度与学生数学学业成就存在相互预测的双向因果关系.基于此,促进其发展的教育政策重点是重视教师情绪价值、提升教师职业期待,引导教师关注学生发展、改善教师工作动机,增加教师专业发展机会、提高教师工作满足感.

关键词：数学教师工作满意度数学学业成就因果关系交叉滞后模型

有向传感器网络中基于公平的目标覆盖最大化问题研究

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长江大学学报（自然科学版） 2024年第2期21卷 115-121页

作者：贾静兰张涛王文珍长江大学信息与数学学院湖北荆州434023

以视频传感器和图像传感器为代表的有向传感器可以为安全防卫提供有效信息,已经被广泛应用于各种场景。首次提出了有向传感器网络中基于公平的目标覆盖最大化问题:在有向传感器网络中,采用具有P个确定工作方向的有向传感模型,研究基于... 详细信息

以视频传感器和图像传感器为代表的有向传感器可以为安全防卫提供有效信息,已经被广泛应用于各种场景。首次提出了有向传感器网络中基于公平的目标覆盖最大化问题:在有向传感器网络中,采用具有P个确定工作方向的有向传感模型,研究基于公平的目标覆盖最大化问题,目的是激活最少的传感器,通过调度有向传感器的工作方向使目标被覆盖的最小累积覆盖时间达到最大,从而保证目标被覆盖的时间尽量均衡。首先选择最少的传感器,保证所有目标位于所选传感器的传感圆之内(该问题是NP-困难问题),为解决该问题设计了近似比为(1+lnγ)的最少传感器选择算法,其中γ=max 1≤i≤N{|s_(i)||s_(i)∈S};其次,基于最大需求优先覆盖的原则,提出了最大的无冲突目标集合选择算法。实验结果表明,该算法能有效解决有向传感器网络中基于公平的目标覆盖最大化问题。

关键词：有向传感器网络目标覆盖公平累积覆盖时间近似算法

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几类特殊树的无矛盾连通数与最小深度

长江大学学报（自然科学版） 2024年第2期21卷 110-114页

作者：严政邓语馨慈永鑫长江大学信息与数学学院湖北荆州434023

在一个边着色图G中,如果一条路径上有一种颜色只出现一次,则称这条路为无矛盾的。如果图G的任意两点间都存在一条路径是无矛盾连通的,则称图G为无矛盾连通图。图的无矛盾连通数cfc(G)是指使G为无矛盾连通图所需的最小颜色数。树的深度... 详细信息

在一个边着色图G中,如果一条路径上有一种颜色只出现一次,则称这条路为无矛盾的。如果图G的任意两点间都存在一条路径是无矛盾连通的,则称图G为无矛盾连通图。图的无矛盾连通数cfc(G)是指使G为无矛盾连通图所需的最小颜色数。树的深度是研究树的无矛盾连通数行之有效的研究方法。研究了几类特殊树的无矛盾连通数与最小深度,刻画了最小深度与无矛盾连通数相等的树。首先,证明了如果n阶树T满足Δ(T)≥n/2,则cfc(T)=D(T)=Δ(T);其次,研究几类特殊树的最小深度与无矛盾连通数并给出了它们的界;最后,在树的最大度和阶已知的情形下,利用最小深度与阶的关系给出最小深度与无矛盾连通数的值。

关键词：连通图最小深度边无矛盾染色无矛盾连通数