广州大学学报(自然科学版)

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机器学习驱动的乡村振兴路径模拟:要素融合视角

高军波, 朱啸武, 喻超, 马志飞

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 1-12.

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文章以河南省信阳市2010—2020年发展实践为基础,从要素融合视角出发,构建基于PLUS模型、人口流动模型、PCA-BP土地规模预测模型和GDP预测模型的多维度耦合系统,模拟在基准情景、经济优先发展和农业保护发展情景下2035年人才、资本、土地等关键要素的流动和融合模式。研究结果表明:经济优先发展情景下城市用地占比最高,人口向城区集中,GDP增速最快;农业保护发展情景下耕地得到保护,人口外流范围最大,经济增长较为均衡;基准情景下城乡发展较为平缓。城乡要素合理配置是乡村振兴的关键,政策干预显著影响要素流动方向和效率。运用机器学习方法探讨乡村振兴的路径选择与情景模拟,不仅拓展了乡村振兴的理论范式和政策支持机制,其方法和发现也有助于其他区域的城乡发展政策制定。

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1980年以来珠江流域河道变迁遥感监测及动态变化分析

杨现坤, 杨子琛, 王大康, 杨颖频, 王晋年

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 13-27.

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近几十年来,受全球变暖和剧烈人类活动等多种因素的交织作用,全球流域地表过程发生明显变化。河流形态变化是反映河流长期动态演化及环境影响的重要指标。然而,当前研究大多聚焦于河流形态变化的单一维度特征,从宏观视角系统分析河流动态的问题尚未得到足够的重视。文章通过设计新的河流形态变化指数,对珠江流域几十年间不同时期的河流形态进行叠加分析,统计了河流稳定、增加和消失部分的面积,进而揭示该地区河流的时空动态变化规律。研究表明:①珠江流域河流形态呈现出较高的稳定性,并且呈现稳定性逐渐增强的趋势,这与人类活动的干预密切相关;②1995—2015年间,珠江流域河流平均增加面积最多,消失面积最少,故该时期内河流动态变化最为剧烈;③珠江流域大型河流的稳定性要高于中型河流,而中型河流的稳定性又高于小型河流;④珠江流域中下游子流域的稳定性较高,上游子流域的稳定性较低,其中稳定性最高的是贺江流域,稳定性最低的是北盘江流域。通过对珠江流域的案例分析,文章强调了保留宽阔河流走廊和恢复自然河床形态在维持自然地貌过程中的关键作用,并提出了优化流域管理与防灾减灾的建议。

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基于车道级车流预测的智能导流系统

陈闽捷, 刘晓星, 李利彬, 李舒豪, 任帅, 张帆

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 28-36.

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城市交通拥堵是现代都市面临的重大挑战之一。在城市交通中,驾驶者由于视野有限,倾向于选择当前看似最通畅的车道,然而这种“局部最优”的选择可能导致整体交通效率降低。为解决这一问题,该研究针对城市快速路和高速公路提出了一种智能导流系统。该系统通过交通路网中的摄像头实时捕获视频数据,运用Yolo算法和DeepSORT算法对车辆进行精确检测与追踪。系统将以上数据映射到图结构中,利用图神经网络模型对车道级交通流量进行预测。基于预测结果,系统生成并实时更新导流信息,通过道路情报板向驾驶者推荐最佳行驶路线。该系统在广州华南快速路春岗立交段部署并稳定运行,实验数据表明该系统能改善车道级车流的均匀度,提升道路通行效率,验证了智能导流系统的有效性。

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基于变构设计的可编程分子逻辑计算电路研究

叶帕莉, 许智榜, 石晓龙

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 37-47.

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计算机技术发展面临硅基芯片物理极限与冯·诺依曼架构能效瓶颈的双重挑战,推动计算范式向生物分子计算等新兴领域延伸。脱氧核酶(DNAzyme)作为生物计算的重要工具,其应用目前局限于单层逻辑运算。文章提出模块化分子电路设计策略,在DNAzyme动态催化机制基础上引入变构调节链,构建了可编程的加权求和门、阈值门和减法门等逻辑门,并通过级联实现了分子神经元和分子分类器。该研究通过NUPACK仿真和生化实验验证表明,所设计的逻辑门能稳定实现特定运算;进一步通过Visual DSD仿真和实验证实了分子神经元和分类器的功能。该研究为发展复杂生物计算系统提供了新的技术路径。

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降血脂肽的发展现状及研究进展

席嘉, 薛志东

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 48-56.

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高血脂作为动脉粥样硬化性心血管疾病的重要危险因素,致使全球心血管疾病负担不断加重,已然成为全球公共卫生领域的重大难题。传统降血脂药物如他汀类、贝特类存在副作用、耐受性低等局限,开发新型安全有效的药物迫在眉睫。肽类药物以其高生物利用度、高活性、低毒副作用及多靶点调节脂质代谢等优势,成为降血脂药物研发的新方向。降血脂肽来源广泛,包括植物、动物和微生物,可分为天然多肽和合成多肽。它们通过抑制胆固醇生成、促进脂质代谢、抑制脂质吸收等多种机制发挥降血脂作用,部分肽还具备多重作用机制。近年来,多种肽类药物已进入市场,以依洛尤单抗为代表的前蛋白转化酶枯草溶菌素 9(PCSK9)抑制剂在临床应用中成效显著,还有大量新型治疗肽正处于临床前和临床开发阶段,展现出良好的发展前景。

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加权概率区间值直觉犹豫模糊集多属性群决策算法及应用

陈利群, 黄培铢, 朱国成

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 57-72.

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在概率区间值直觉犹豫模糊情境下的多属性群决策问题中,为了全程体现出评审专家的决策作用,将概率区间值直觉犹豫模糊数(Probabilistic Interval-Valued Intuitionistic Hesitant Fuzzy Number,PIVIHFN)添加与之对应的评审专家权重,提出加权概率区间值直觉犹豫模糊集(Weighted Probabilistic Interval-Valued Intuitionistic Hesitant Fuzzy Set,WPIVIHFS)概念,在WPIVIHFS理论知识基础上基于TOPSIS思想设置了一种优选方案的决策算法;采用区间值隶属度的中位数与清晰度、区间值非隶属度的中位数与清晰度、概率以及决策专家权重等六维点坐标刻画WPIVIHFS,并在此基础上建立加权概率区间值直觉犹豫模糊元(Weighted Probabilistic Interval-Valued Intuitionistic Hesitant Fuzzy Element,WPIVIHFE)的相关运算法则;采用熵值法计算属性的客观权重;最后,将决策算法应用于邻避设施建设场地的选择问题中。研究表明,WPIVIHFS蕴含评审专家的权重,且包含更高维度的决策数据信息,因此,基于WPIVIHFS建立的决策算法具有更好的适用性。

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椭圆方程的弱Galerkin广义多尺度有限元法

陈雪兰, 杨艳芳

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 73-84.

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文章基于弱Galerkin广义多尺度(Weak Galerkin Generalized Multiscale,WG-GMS)有限元法,结合过采样和在线自适应技术对其进行改进,用于求解具有高对比度系数的二阶椭圆方程。其中,过采样法通过扩大多尺度基函数的采样区域,来减小边界条件带来的误差。在线自适应法基于残差最大值来构造新的在线多尺度基函数,以提供改进的函数逼近空间,从而提高数值解的精度。数值实验的结果显示,文章提出的过采样和在线自适应混合WG-GMS有限元法,对于求解高对比度系数的二阶椭圆方程非常有效,可以获得更高精度的数值解。

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双状态航姿综合仪表测试系统的研制

韩欣

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 85-93.

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为了实现2种状态航姿综合仪表的测试与验收,开发了一套具备图形显示和大气解算功能的测试系统。首先,在需求分析的基础上确定总体架构,设计了显示处理单元,对比了消耗电流的采集方案,开发了软件并预留了计量接口;然后,汇总常见故障与相应的措施,通过建立故障树解决关键难点,提出排除故障的规范化流程;最后,通过试验验证测试系统与被测仪表及其部件之间的联合调试效果,测得全部功能项合格,指示空速误差接近0 km/h,气压高度误差小于10 m,升降速度误差小于0.4 m/s。研究结果表明,测试系统的研制正确,性能和质量达到预期标准,具有较强的实用性。

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广东省县域乡村人口分布时空演变及影响因素

周梦楚, 杜志威, 千庆兰

广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 94-106.

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县域是我国城镇体系的重要组成部分,是城乡融合发展的关键支撑。乡村人口数量变动和结构调整,对于推动新型城镇化建设和乡村振兴具有重要意义。文章以广东省县域为研究对象,运用《广东省农村统计年鉴》等统计数据,通过多尺度地理加权回归模型(MGWR)和地理探测器等方法,研究2010—2020年广东省县域乡村人口分布的时空演变及其影响因素。结果发现:①在时间上,全省乡村人口变化呈现先增加后减少的波动态势,可以划分为保持增长时段(2010—2014年)和明显收缩时段(2014—2020年);②在空间上,广东省县域乡村人口密度分布总体呈现“珠三角、粤东和粤西地区较高—粤北地区较低”的空间格局,乡村人口收缩与增长呈现“珠三角地区增长为主—粤东西北地区普遍收缩”的空间格局;③影响乡村人口分布的因素是多元的,人均GDP、产业结构升级对乡村人口分布产生负向效应,医疗服务水平、农业生产总值对乡村人口分布有正向影响,劳动生产效率和粮食产量的作用随时间推移而变化;④县域乡村人口分布的影响因子呈现两两交互作用形成增强效应,医疗服务水平与农业生产总值是主导交互因子且随时间变化而出现分异。本研究不仅有助于丰富我国乡村人口动态变化的理论实证,而且为因地制宜推进新型城镇化和乡村振兴提供科学依据。

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2025年, 第24卷, 第4期　刊出日期：2025-08-28

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