数学建模及其应用

 

2022年04期目次

专题综述

  • 基于深度学习的农作物病虫害识别研究

    苏令涛;李瑞泽;张功磊;刘桂霞;

    农作物病虫害在国内外呈高发态势，如何及时准确地对病虫害识别分类是实现科学防控的关键.传统依靠经验和人工的识别方法已无法满足现代农业的发展需求.作为机器学习的重要分支，深度学习在图像识别领域性能卓越，因此，基于深度学习模型的农作物病虫害识别是该领域的研究热点.本文对深度学习在农作物病虫害识别中所涉及的关键技术，包括病虫害数据的获取和预处理、深度学习相关模型、识别结果的评价指标、预测预报等方面的研究现状、存在的问题以及面临的挑战进行系统综述.本文内容将为从事该领域的研究人员提供技术参照，促进深度学习技术在农业领域的实际运用.

    2022年04期 v.11;No.46 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K]

建模探索

  • 基于最少圆覆盖的短电弧加工数学模型研究

    杨炳煜;徐雷;龚光富;顾正;蔡岳;王恩良;宫婧;孙知信;

    在工业上，使用短电弧加工处理物体的表面，达到消除锈蚀、光洁物体等目的，使其可以被进一步加工成为成品零件.为了节约能源，需要使用最少的短电弧覆盖某个物体表面，这就引申出二维平面上的有界集的覆盖问题.本文将该问题抽象为给定一种要求寻找最少覆盖集数量的圆形有界闭集的覆盖问题，并分析了所需小圆数量与大小圆半径比例的关系.本文还通过增加缺失项的思想设计了动态偏移最小圆覆盖算法并分析了在加工中误差对覆盖问题的影响，对任意给定的大圆和小圆进行模拟覆盖实验，并使用两种模型总结出基于半径比-最少数量与半径比-最大面积利用率两套经验公式，并经过验证，曲线拟合效果较好.本实验为覆盖问题提供了一种切实可行的求解方法.

    2022年04期 v.11;No.46 13-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K]

  • 基于海洋内波动力学模型的多波束测深影响研究

    刘洪霞;陈建兵;闫循鹏;

    基于海洋内波特征及动力学模型，分析了海洋内波对多波束测深精度的影响，分别从声速跃层垂直位移、声速跃层倾斜角度、航向方位角以及海底深度4个维度分析多波束测深中海洋内波的影响；针对不同因素影响机理，分析内波影响下的海底地形变化特点及测深误差分布，用以准确判断实测海底地形是否受内波影响，从而改善多波束测深精度.

    2022年04期 v.11;No.46 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K]

  • 面向大学生的网络课程推荐算法研究

    张瀛文;姜雄一;邓伟;

    互联网的发展，使网络课程成为大学生接受高等教育过程中的重要学习资源之一.本文依据专业以及基础水平的不同，将用户群体进行划分，获取用户节点的偏好数据，并通过它们的线性组合定义用户对视频的喜好程度，进而利用贝叶斯统计推荐算法，计算出各个网络课程对于不同专业以及不同基础水平的用户的偏好概率.实验证明，该算法能有针对性地为学生推荐匹配的视频，使推荐算法更好地服务学生.

    2022年04期 v.11;No.46 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K]

  • 山东省绿色经济发展水平评价分析

    王海霞;丛俊洁;赵领娣;

    从绿色经济发展基础、可持续性、经济质量3个方面构建绿色经济发展评价指标体系，采用熵权TOPSIS法评价山东省绿色经济发展水平.研究表明：1)山东省2020年各市绿色经济发展水平存在显著的区域差异，呈现出“东高西低”的空间格局；2)山东省2013—2020年绿色经济发展水平显著提升，经济质量、可持续性在绿色经济发展中所发挥的作用逐渐增大.因此，为加快山东省绿色经济发展，山东省各地方政府需要建立健全绿色经济发展协同机制，发挥高等绿色经济发展水平地区对低等绿色发展水平地区的带动作用，以缩小山东省绿色经济发展水平的区域差异，推动山东省绿色经济全面发展.

    2022年04期 v.11;No.46 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1239K]

  • 基于层次分析法的行车安全综合评价模型

    胡倩;罗文塔;

    综合考虑运输车辆的安全、效率以及节能3个方面，利用定性与定量相结合的层次分析法构建行车安全综合评价体系.首先，对450辆运输车辆的卫星定位数据作预处理；然后，运用R软件进行编程，分析和挑选驾驶行为安全与节能的影响指标，得出关于驾驶行为安全、效率和节能的综合影响因素；最后，从驾驶行为、自然气象和道路状况3个方面综合考虑，结合主成分分析法构建行车安全的综合评价模型，为有关部门及决策者提供参考性建议.

    2022年04期 v.11;No.46 48-54+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1144K]

竞赛论坛

  • 基于深度学习的农田害虫目标检测算法的研究与应用

    郑睿智;盛猛猛;蔡鑫浩;姚亚洲;唐振民;王琼;

    为了实现自动化检测农田害虫并提高检测效率，提出了一种基于深度学习的农田害虫目标检测算法.针对数据集存在的长尾分布和多尺度问题，采用一系列在线和离线数据增强、多尺度输入等方法进行预处理和训练，并集成SWA和多模型融合等后处理方法微调模型.最后，在测试中模型AP_(50)数值能够达到0.898,召回率为0.996.

    2022年04期 v.11;No.46 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K]

  • 基于CNN-BiLSTM的电力负荷中短期预测

    庄依洁;刘景豪;李盈;

    首先对某地区电力负荷数据进行重复值、缺失值和异常值的处理，再进行特征工程对特征进行挖掘，并基于Copula函数进行特征筛选，接着基于深度学习理论建立了基于CNN-BiLSTM的多变量分时负荷预测模型，通过模型融合进行了误差修正；然后对各行业日负荷最值序列进行突变点检测和分析，基于突变点分别对各行业建立了基于Prophet时间序列分解方法的日负荷最值预测模型；最后通过模型准确度评估验证了模型的有效性，结果表明融合模型能有效地应用于实际的电力系统负荷预测中.

    2022年04期 v.11;No.46 62-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1872K]

  • 分拣系统优化问题模型及应用

    张卓群;赵逸坤;白丛瑞;

    为提高电商公司分拣环节的效率，首先建立了离散规划模型，在货架数量为200的前提条件下，利用种子算法得出运送批次最少为34;然后，设计货品摆放算法，建立离散优化模型并结合遗传算法，得到所有批次全部订单的距离总和为120 776;最后，为合理分配分拣任务并使任务尽快完成，采用了遗传算法和蚁群算法，并对其结果进行优化使得每个分拣工的运动距离尽量均衡.

    2022年04期 v.11;No.46 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1349K]

  • “分拣系统优化问题”评阅综述

    胡新启;谢华英;毛紫阳;

    针对特定分拣系统讨论订单分批、货品摆放位置优化、分拣任务指派的模型与算法，然后对2022年“华中杯”大学生数学建模挑战赛A题参赛论文的整体情况予以简要评述.

    2022年04期 v.11;No.46 78-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1164K]

  • “量化投资问题”评阅综述

    廖明艳;骆明;王右雪;

    针对“数字经济”板块指数的量化投资交易问题，选择合适的方法挖掘出与“数字经济”板块密切相关的指标，建立有效模型预测“数字经济”板块指数的成交量和价格，将模型的预测结果与真实结果进行比较，并设计交易策略进行模拟交易.最后对2022年“华中杯”大学生数学建模挑战赛B题参赛论文的整体情况予以简要评述.

    2022年04期 v.11;No.46 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1100K]

  • 基于NSGA-Ⅲ算法的配比问题研究——以制备C4烯烃为例

    钟毅;王毅;

    许多配比问题涉及到求解给定多个冲突的目标，这些相互冲突的目标通常会产生一组Pareto最优解.采用线性规划法处理这类问题时通常是将多目标转换为单目标，再进行求解，但这一求解过程依赖权重的选取，且难以获得Pareto最优解.针对线性规划法在多目标配比求解问题中的缺陷，为给出多目标配比问题最优计算方法及配比方案，降低工业生产成本，通过多元回归理论结合优化算法，给出一种计算多目标配比问题的通用方法.首先，根据实际要求进行数据处理，剔除异常值；其次，根据多元回归理论，得出配料配比与产物的预测公式并进行精确度检验；最后，采用优化算法获得Pareto最优解.将该方法应用到C_4烯烃制备分析问题中，得到乙醇转换率高达82.7%,C_4烯烃的选择性高达50.3%.实例仿真说明该方法实用性强、运算简便，能够更快确定最优配比，对实际的生产具有一定的指导意义.

    2022年04期 v.11;No.46 93-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1214K]

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