济南大学学报(自然科学版)杂志

济南大学学报(自然科学版)杂志2022年第02期

• 概周期驱动的二维分段线性范式系统的奇异非混沌吸引子

  徐震,沈云柱

  利用相轨迹图、最大李雅普诺夫指数、有理逼近等方法，探讨概周期驱动的二维分段线性范式系统是否存在奇异非混沌吸引子；通过改变控制参数，观察系统的相轨迹图中是否出现分形现象；通过计算最大李雅普诺夫指数，得到奇异非混沌吸引子；通过对比有理逼近图与相轨迹图，验证奇异非混沌吸引子的存在性；通过功率谱、相敏感函数和回归图对奇异非混沌吸引子的存在性进行进一步验证。结果表明，概周期驱动的二维分段线性范式系统中在一定参数范围内的吸引子都是奇异非混沌吸引子，验证了概周期驱动的二维分段线性范式系统中奇异非混沌吸引子的存在性。

• X波段天气雷达外定标延时转发方法研究

  黄建鲁,沈涛,孙宾宾

  根据天气雷达的特点，参考天气雷达测试定标的方法，提出X波段天气雷达外定标延时转发方法，减小由发射机功率变化、天线罩损耗、天线增益测量等引起的回波强度误差，通过外场实验，对信噪比、差分反射率因子等数据进行对比。结果表明，所提出的天气雷达外定标延时转发方法能够有效改善信噪比，经过幅值定标后，天气雷达的反射率因子、差分反射率因子均更加准确。

• 高通量测序分析小清河济南段微生物群落结构

  郑琳琳,李海滨,唐厚全,吴慧,李明明,尹西翔,王兆军

  利用高通量测序技术，对小清河济南段上、中、下游的水体和沉积物中微生物群落进行监测，分析不同河段微生物群落的特征以及环境因子相关性，筛选与氨氮降解相关的微生物群。结果表明：变形菌门、放线菌门、蓝藻门是丰度相对较高的三大类微生物群，睦里庄、辛丰庄断面的微生物群落与水体酸碱度及溶解氧呈正相关，与氨氮、总氮、生化需氧量及化学需氧量呈负相关，大码头、还乡店断面的则相反；小清河断面富含大量与氨氮降解过程密切相关的微生物类群，如红细菌科、肉杆菌科、红环菌科等。

• 鲁西北典型入海河流表层沉积物中重金属分布特征与风险评价

  熊鑫玉,杨丽原,刘友春,曹利军

  以鲁西北典型入海河流表层沉积物为研究对象，分析表层沉积物中汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)和铅(Pb) 8种重金属的含量，识别重金属的污染来源并评估生态风险。结果表明，表层沉积物中Hg、 Cd、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Ni和Pb的质量比均值分别为0.07、 0.16、 9.54、 65.40、 21.70、 78.80、 26.20、 20.40 mg/kg,除Cr、 Cu和Pb以外，其他5种重金属含量均高于山东省土壤元素背景值，其中Hg的富集程度最严重；从空间分布上看，除As的含量呈现流域下游较高以外，其余重金属的含量均呈现流域中游较高；多元统计分析显示，Hg主要来源于原煤和石油产品的燃烧，Cd和Zn主要来源于金属冶炼和交通污染源，As主要来自于农药和工业废水排放，Ni主要来源于自然分解和工业排废，Cr、 Cu和Pb主要来源于自然源；地累积指数评价显示，Hg和Cd整体处于低污染状态；鲁西北典型入海河流表层沉积物中重金属的综合潜在生态风险的平均值为230.24,整体处于中等风险等级。

• 污泥焚烧中甲烷与铅、锡、镉的反应机理及反应动力学研究

  路成刚,唐沂珍,赵慧,赵金刚,和虎

  采用量子化学方法，研究污泥焚烧过程中甲烷(CH_4)分别与重金属铅(Pb)、锡(Sn)和镉(Cd)的反应机理及反应动力学。结果表明：CH_4与Pb、Sn的反应遵循插入机理，生成稳定的反应产物CH_3SnH、 CH_3PbH聚集于焚烧灰分或烟气中；CH_4与Cd的反应能垒较高，产物CH_3CdH在污泥焚烧过程中较难生成；对反应速率常数随温度的变化模拟表明，在热力学温度为298～2 000 K时，温度升高有利于CH_4与Pb、Sn、Cd反应的进行。

• 载铁聚合物对水中锑(Ⅴ)的动态吸附

  闵奇,韩子恒,白仁碧,杨晶晶

  采用动态吸附实验法，分别考察不同空床接触时间、空床体积、初始进水浓度和进水pH等条件下载铁聚合物吸附剂CS/CA-Fe对锑(Ⅴ)的吸附去除效能。结果表明：CS/CA-Fe对锑(Ⅴ)动态吸附过程的穿透曲线符合逻辑斯谛曲线，空床接触时间越长或空床体积越大，吸附剂利用率越低；初始进水浓度越大，出水达到泄漏浓度的产水量越小；进水pH对锑(Ⅴ)穿透曲线的影响显著，当pH为5.0时，吸附柱出水中锑(Ⅴ)的浓度大于泄漏浓度；自来水中共存离子的竞争作用导致锑(Ⅴ)的穿透时间大幅缩短。

• 加氢催化生物柴油引燃汽油可视化

  相英杰,王谦,刘旭,曹礼轩

  为了改善内燃机燃烧与排放，探究双燃料反应活性控制压燃燃烧规律，分析缸内直喷喷油策略对发动机燃烧特性的影响，采用光学发动机，针对进气道喷射汽油、缸内直喷加氢催化生物柴油的双燃料燃烧模式，通过调节加氢催化生物柴油的喷油时刻和喷油比例，对发动机燃烧过程进行试验分析。结果表明：随着缸内直喷加氢催化生物柴油比例的增加，循环燃烧压力峰值和放热率峰值增大，燃烧相位提前，放热滞燃期与化学发光滞燃期均缩短；当喷油时刻靠近上止点时，缸内燃烧压力与放热率呈现先增后减的趋势，在喷油时刻为上止点前20°时缸内燃烧效果最好。

• 温度对可回收沥青路面填料蠕变特性的影响

  殷杰,余锐锋,汤勇,胡明明

  为了研究温度对可回收沥青路面填料蠕变特性的影响，开展温度分别为0、 20、 35℃的直剪试验及直剪蠕变试验，并通过修正土的三参数经验模型，建立考虑温度影响的可回收沥青路面挡墙填料蠕变方程。结果表明：可回收沥青路面填料的黏聚力随着试验温度的升高而线性减小，当竖向应力相同时，试验温度越高，则可回收沥青路面填料抗剪强度越小；当蠕变时间和剪应力比相同时，试验温度高的剪应变随时间的对数变化曲线均位于试验温度低的曲线上方；在较大剪应力比和较高试验温度工况下，可回收沥青路面试样容易发生蠕变破坏，表现为剪应变和蠕变速率快速增大。

• 工业厂房光伏屋顶构造形态对发电效益的影响

  姜雷,胡忆南

  基于历史气象数据建立辐射传输模型，对比屋顶光伏板平铺式安装和倾斜式安装的发电效益差异，评估多种工业厂房光伏屋顶构造形态的发电效益。结果表明：相对于倾斜式安装，同等面积的平顶厂房平铺式安装光伏板每年可以提高70.9%的发电量，单位面积年平均发电量仅减少4.49%;相对于倾斜式光伏系统，平铺式安装于拱顶、双坡、多跨、多脊式厂房屋顶的光伏系统的年度发电量均有较大提升；多脊式光伏屋顶年发电总量增大102.2%。

• 预应力对超高性能混凝土声屏障单元板抗弯性能的影响

  曹霞,何达波,朱万旭,彭翰泽,曾榕,任义成

  通过张拉HRB400级钢筋，对超高性能混凝土声屏障单元板施加预应力并进行抗弯加载试验，比较不同预应力度时超高性能混凝土声屏障单元板的抗弯性能；提出开裂弯矩计算式，并借助有限元软件ANSYS,对超高性能混凝土声屏障单元板的受力性能进行有限元分析。结果表明：在预应力要求较小的情况下，张拉HRB400级钢筋对超高性能混凝土施加预应力是可以实现的；随着预应力的增大，超高性能混凝土声屏障单元板的开裂荷载和刚度逐渐增大；预应力越大，则对单元板裂缝的限制效果越好，残余变形越小，但是延性劣化；开裂弯矩计算值与试验值吻合较好，开裂计算式可以有效预测预应力超高性能混凝土声屏障单元板开裂弯矩；超高性能混凝土声屏障单元板开裂荷载的试验值与模拟值吻合较好，约为行业规范中规定的在台风地区承受荷载不小于7 kPa的4倍，能很好地抵抗风荷载与列车行驶产生的脉动风荷载。

• 黄河流域水文深度学习架构设计与应用

  何元翠,桑国庆,程亮,尚华奇

  为了推动我国水文工作智能化，提高水文工作效率，以黄河流域为例提出黄河流域水文深度学习架构，将黄河作为一个综合的非线性复杂动力学系统，应用深度学习技术实现对黄河流域的建模及数据的深度挖掘；利用深度卷积神经网络和深度循环神经网络模型，将深度学习技术应用于黄河流域的图像识别处理、水文预报和水资源公报等水文工作；利用深度学习算法优化黄河流域调水调沙、防洪减灾和综合治理等工作；研发黄河治理深度学习架构软件，用于黄河流域的水文工作、综合治理；阐述当下以及未来深度学习技术在水文工作中的应用，利用深度学习挖掘有用数据，辅助水文工作人员工作，创造更大价值。

• 黄河流域城市信息联系网络空间结构研究

  卢志霖,赵金丽,殷冠文,胡赛寅,宋成镇

  借助2019年黄河流域89个城市两两之间的百度用户关注度整体日均值数据，构建基于信息流的黄河流域城市网络，利用社会网络分析方法，从节点、网络、派系等方面探讨黄河流域城市信息联系网络的空间结构，并运用回归分析方法分析该空间结构的影响因素。结果表明：黄河流域城市节点中心度空间差异显著，山东、河南两省成为信息联系的中心活跃区；城市信息联系网络的密度和流量呈现东—中—西梯度递减的特征，各省分别形成了单核、多核或弱核的空间结构；黄河流域城市的信息联动性差，一体化程度低，派系划分受制于行政区边界和空间距离；黄河流域城市信息联系网络空间结构主要受信息化水平、城市等级、经济发展水平、旅游业发展水平等因素的影响。

• 基于深度学习的虚假域名检测

  刘子雁,李宁,张丞,崔博,王云霄,孔汉章

  为了检测恶意程序中的虚假域名，便于识别僵尸网络和恶意程序，提出一种基于深度学习的虚假域名检测模型；该模型以域名字符串的字符序列为输入，利用一维卷积神经网络和自注意力机制，分别挖掘字符序列中各字符之间的局部依赖信息和全局依赖信息，将两者拼接在一起得到组合特征向量；借助多层感知机，得到待检测域名属于不同域名类别的概率。仿真结果表明，基于一维卷积神经网络和自注意力机制等深度学习算法构建的虚假域名检测模型能够有效检测出恶意程序常用的虚假域名。

• 基于回声状态网络模型的短时交通流混沌预测

  沈富鑫,邴其春,张伟健,胡嫣然,黄河

  为了提高短时交通流预测的准确度，提出基于回声状态网络模型的短时交通流混沌预测方法；利用C-C法计算相空间重构的延迟时间和嵌入维数；利用遗传算法对回声状态网络模型进行参数寻优，进而构建基于遗传算法的回声状态网络模型；采用城市快速路实测数据进行实验验证和对比分析。结果表明，所提出方法的预测效果明显优于支持向量机模型、小波神经网络模型和反向传播神经网络模型的预测效果，平均预测精度分别提升了35.9%、 42.1%和45.6%。

• 量子遗传算法优化加权朴素贝叶斯复合语言文本分类

  隆峻,神显豪,丁小军,郭先春

  为了提高朴素贝叶斯算法的复合语言文本分类准确度和效率，将加权朴素贝叶斯算法用于复合语言文本分类，采用量子遗传算法对权重参数进行优化；根据贝叶斯定理建立语言文本分类模型，考查样本属性之间的差异对分类结果的影响；然后引入属性权重，形成加权朴素贝叶斯文本分类模型；利用遗传算法对权重参数进行优化，借助量子比特运算提高遗传优化效率，最终得到稳定的复合语言文本分类模型。结果表明，通过合理设置权重个数，量子遗传算法改善了加权朴素贝叶斯算法的文本分类性能，与常用语言文本分类算法对比，该算法具有较高的分类精度和分类效率，在复合语言文本分类中的适用性好。

• 基于深度时间卷积神经网络的风电功率预测

  刘晗,王硕禾,张嘉姗,常宇健,张国驹

  为了提高风力发电预测的准确性，依据某近海地区风电场出力数据，提出基于深度时间卷积网络的风电功率组合预测模型；利用自适应集成经验模态分解对风电功率序列进行特征提取，得到若干本征模态分量，通过排列熵相关理论计算各模态分量的复杂度，根据复杂度进行序列重构，并输入至改进余弦退火算法优化的深度时间卷积网络中进行风电功率分析与预测。结果表明，该模型与其他模型相比具有较好的预测效果，能够有效提高超短期风电功率预测精度。

• 基于正态分布的距离保持哈希图像检索方法

  闫冰琦,田爱奎,吴楠楠,孙妍,王振

  针对图像检索任务中部分监督学习部署困难，以及一般无监督学习没有利用监督信息导致检索性能劣化的问题，提出一种基于正态分布的距离保持哈希的无监督框架，使生成的哈希码保持图像的原始距离关系，在检索结果中尽可能保留相似的图像；距离保持哈希使用正态分布框架约束生成的连续码保持原始特征的距离关系，将图像的语义信息尽可能保留到哈希码中，并使用标准化欧氏距离进行特征向量的相似度计算，解决直接使用传统欧氏距离作为损失时神经网络梯度下降产生的网络波动问题。实验结果表明，与其他模型相比，距离保持哈希在大规模图像检索中检索性能更好。