DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 分析讨论 4.1. 分数阶导数参数a的影响 图3~图5分别给出了在 x = 0 时，不同分数阶导数参数a对速度、温度和浓度的影响。由图像可知， 图3. 不同α下的速度分布 图4. 不同α下的浓度分布 速度曲线不是a的单调函数。对于每一个参数a，速度曲线都有一个与a有关的峰值，并且a越小，峰值越大。对于不同的a值，速度曲线相互交叉。然而，分数阶导数参数a对温度和浓度的影响非常的小，其原因可能是该参数只对剪切力有影响，对传热没有影响。 4.2. 分数阶导数参数b的影响 由图6~图8可以看出参数b对速度、温度和浓度的影响与参数a相似。图6表明，速度首先上升到最大值，然后沿着r的方向不断的减小，最后在远离圆柱的地方趋向于0。此外，速度的最大值随着b的增 图5. 不同α下的温度分布 图6. 不同β下的速度分布 大而减小。很明显，速度曲线也是相互交叉的。随着参数b的增大，动量边界层的厚度也不断增大。图7、图8表明，分数阶导数参数b对温度和浓度几乎没有影响。 4.3. 松弛时间参数l 1 和迟滞时间参数l 2 的影响 图9~图14揭示了松弛时间参数l 1 和迟滞时间参数l 2 对速度、温度、浓度的影响。结果表明，随着松弛时间的变化，速度有明显的变化，特别是在最大值附近。并且最大值是l 1 的增函数。速度的最大值是迟滞时间常数l 2 的减函数。l 1 和l 2 对温度和浓度几乎没有影响。 图7. 不同β下的浓度分布 图8. 不同β下的温度分布 图9. 不同λ 1 下的速度分布 图10. 不同λ 1 下的浓度分布
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user: 5. 结论 本文构建了分数阶Oldroyd-B流体在垂直圆柱外的传质与传热模型，并且用有限差分方法对该问题 图11. 不同λ 1 下的温度分布 图12. 不同λ 2 下的温度分布 离散化并进行求解。离散化的过程中，应用隐式的Crank-Nicolson格式和L1-算法得到控制方程的差分格式，把非线性的耦合的偏微分方程转化为了一个线性的方程组。结果表明，部分参数对速度有很大的影响，但是对温度和浓度的影响并不大。a的值越小，速度曲线的波峰越高。 α ， λ 1 ， λ 2 对温度、浓度几乎没有影响。b对速度的影响与a对速度的影响非常的相似。b对温度和浓度的影响的规律不是很明显。 图13. 不同λ 2 下的浓度分布 图14. 不同λ 2 下的温度分布
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user: 摘 要 “大数据”最早是由美国著名未来学家Alvin Toffer在《第三次浪潮》一书中提出，其特征具有结构多样、体量大、时效强等特征，目前，在智慧交通领域中具有非常重要的作用。本论文采用比较分析和文献研究相结合的方法，就内蒙古自治区智慧交通建设的现状，总结了智慧交通建设过程中存在的主要问题。提出了智慧交通建设过程中应当重视的几方面的内容，以服务人民群众智慧化出行。 关键词 :内蒙古，智慧交通，大数据 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 1.1. 内蒙古智慧交通建设的背景 2016年，在全球大数据技术迅猛发展，国内“互联网+”行动计划快速实施的背景下，交通部为加快推进智慧交通建设，不断提高交通运输信息化发展水平，充分发挥信息化对促进现代综合交通运输体系建设的支撑和引领作用，组织编制了《交通运输信息化“十三五”发展规划》。规划指出到2020年，“互联网+”促进行业转型升级将取得新突破，交通运输信息服务政企合作模式基本形成，行业网络信息安全保障能力显著增强，信息化发展环境进一步优化 [ 1 ] 。为加快推动我国智慧交通的建设，方便公众出行、提高运输效率、增进交通安全，2017年交通部又出台了《推进智慧交通发展行动计划(2017—2020年)》，图1为我国智能交通行业的市场规模及预测。 据知名咨询公司麦肯锡统计，在欧洲，导航服务公司和移动服务提供商每天收集数十亿条的交通数据；目前，基础设施拥堵成本占GDP的1%，如果能够利用这些大数据来减少拥挤，到2020年，全球可节省5000亿美元的时间和燃料，以及380兆吨二氧化碳排放量。在新加坡，通过全球导航卫星系统技术和车载装置，获得公路的综合、全面和实时的海量数据，通过对这海量些数据的研究，能够更好优化交通信号灯转换，制定出基于距离、时间、位置和车辆类型的道路定价方案。在大数据应用于智慧交通方面，其他国家也是给予了充分的重视，例如，美国政府为更好的实现大数据的使用价值，首次设立一个首席数据科学家职位；我国的邻国韩国，通过使用大数据技术，积极推动无人驾驶、面向智能信息社会管理第四次工业革命等；德国发布数字平台白皮书，建立法律框架，防止妨碍竞争的数据的专有权等。综上所述，在交通领域如果能够充分利用大数据技术，和政府共同开发大数据，大数据将成为智慧交通的内容、工具以及平台。 1.2. 内蒙古智慧交通建设的意义 内蒙古自治区地大物博，面积118.3万平方公里，近年来全区经济快速增长，社会发展现代化不断提高，由此造成的交通需求量也在逐年加大，各盟市交通拥堵日益严重，连接各盟市的公路管理信息滞后，交通管理及服务水平急需提升，而以大数据技术为依托的“智慧交通”的出现能够极大的改善这些 图1. 我国智能交通行业的市场规模及预测 状况。“智慧交通”是秉承以人为本的先进理念，以完善的道路交通设施为基础，将各种先进的传感器技术、电子技术与大数据、物联网、云计算、移动互联网技术有效地集成应用于整个交通管理体系，综合应用交通科学、系统方法、人工智能、知识挖掘等理论工具，以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策为目标建立起一种在大范围内全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统，可以提高交通的运行效率、减少交通事故、降低环境污染，实现绿色出行。内蒙古自治区实施智慧交通，可以有效的促进交通管理及出行服务系统建设的信息化、智能化、社会化、人性化水平，有助于最大程度的发挥交通基础设施的效能，提高交通运输系统的运行效率和服务水平，为公众提供高效、安全、便捷、舒适的出行服务。 通过运用大数据技术建成的高效、安全、智能、绿色的区域综合智慧交通运输体系，提升全区交通运输管理与服务水平，增强交通运行监测与评估能力，改善交通应急处理与决策能力，大幅度提高各盟市交通运输系统的管理水平和运行效率，能够为出行者提供全方位的交通信息服务和便利、高效、快捷、舒适、经济、安全、人性、智能、生态的交通运输服务，为交通管理部门和相关企业提供及时、准确、全面和充分的信息支持和信息化决策支持。 近年来内蒙古自治区的智慧交通建设在各方面的推动和支持下取得了一定的成绩，基础设施建设取得了突破性进展，信息共享平台逐步完善，ETC (不停车电子收费系统)开始有效运营，随着自治区智慧交通建设的不断推进，将实现道路、车辆、人及环境的全面互联，极大地促进公路交通服务转型升级，基于大数据的道路监管水平也将明显提升。
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user: 2. 大数据背景下内蒙古自治区智慧交通发展现状 2.1. 内蒙古公路运输基础设施建设现状 近年来，随着内蒙古经济的快速发展，自治区的公路建设里程也在逐年增长，公路网总里程从2010年的157，994公里增加到2015年的175，374公里 [ 2 ] ，到2015年底，全区高速公路达到5016公里、一级公路达到6010公里、二级公路达到1.46万公里，分别较“十一五”末增加2651公里、2623公里和2164公里。普通国省道干线公路网中高等级公路比重达到75.6%，全区干线公路网技术等级和通行能力稳步提升。表1为内蒙古自治区“十二五”公路基础设施建设主要指标完成情况。 2.2. 内蒙古智慧交通的建设现状 经过近年来的建设，内蒙古智慧交通建设取得了些许成果，截至目前内蒙古自治区共建成ETC (不停车电子收费系统)专用车道346条，涉及204个收费站，省界主线站ETC覆盖率100%；建成盟市级全覆盖的蒙通卡发行网点233个，ETC用户达37万；ETC车道入口通行累计流量为1000余万次，节约排队等待时间为3万多小时。在高速公路交通系统管理方面，通过与云计算大数据信息技术的融合，在数据实时监控、天眼视巡、交通综合管理、处置警情等方面，也取得的了丰硕成果。自系统运行以来内蒙古直管高速公路录入系统违法总数22.6万条，非现场执法录入15.3万条，占比达到67%，这些都得益于一系列科技智能化设备手段的引入。2017年，内蒙古将智能交通设备和大数据、云计算技术相结合，对高速公路上的车辆能够追踪到其入口，对道路上发生的违法事件能够实时管理，实现严格意义上的全覆盖、全时段、无死角、不漏管、零容忍的管理效果。 但由于内蒙古的智慧交通建设起步较晚，存在着许多不容忽视的问题。一是智慧交通基础设施建设单一并且落后，造成道路交通管控力度不足，如一些盟市道路路口的交通控制还是使用传统的地磁感应线圈监测过往车辆。二是信息资源整合缺乏相关政策和标准。由于政府交通管理各部门之间缺乏协调一致的合作基础，使得采集到的交通数据缺乏统一的标准来整合和分析。三是道路交通管控力度不足。由于各交通管理基础设备间没有进行互联互通，不能够形成协调一致管理体系，因此造成智慧交通管理力度单薄，不能形成智慧化网络结构。四是数据开放缺少平台。一些盟市没有统一的数据信息管理平台和发放平台，致使采集到数据不能够及时传送到用户手中，严重影响内蒙古地区的交通建设的智慧化程度。 Table 1 Main index of the Inner Mongolia Autonomous Region “12th Five-Year” highway infrastructure constructio 指标 2010年 “十二五”规划目标 “十二五”完成情况 完成比例 2015年目标 五年计划完成 2015年达到 五年完成 公路建设投资(亿元) 388.5 — 2000 — 3140 157% 公路总里程(公里) 157994 170000 13000 175374 17380 134% 其中 高等级公路(公里) 18195 26000 7805 25633 7438 95% 其中 高速公路 (公里) 2365 6000 3635 5016 2651 73% 一级公路 (公里) 3387 6000 2613 6010 2623 100% 二级公路 (公里) 12443 14000 1557 14607 2164 139% 旗县市区通高速或一级公路个数 64 93 29 94 30 103% 苏木乡镇通畅率(%) 99.5 100 0.5 100 0.5 100% 嘎查村通畅率(%) 30 60 30 76.7 46.7 156% 表1. 内蒙古自治区“十二五”公路基础设施建设主要指标 注：数据来源于《2016 内蒙古统计年鉴》。 2.3. 内蒙古智慧交通建设的难点 由于内蒙古地形呈狭长地形，由东向西长2500多公里，南北跨度1700多公里，面积118.3万平方公里，全区道路大多呈段状分布，各盟市道路基础设施建设不均衡，交通受自然条件限制和经济发展制约，因此，建设以大数据技术为依托的智慧交通管理模式难度较大，再加上缺乏相应的专业技术人才，更使得内蒙古的智慧交通建设难上加难。 为了能够充分摆脱这些制约，在国家和自治区政府出台有关政策指导意见的同时，要深入研究移动互联网、云计算、大数据、物联网等与交通运输业深度融合发展问题，进一步提升新常态下交通运输服务水平。一是加强行业信息化建设。加快交通云资源中心、交通基础通信网络、交通地理信息系统等项目的前期工作，积极推进自治区公路水路安全畅通和应急处置系统工程、公路建设与运输市场信用信息服务系统工程建设。提升ETC系统运营管理水平，全面推进高速公路ETC联网建设。二是提高教育培训和科技研发水平。加快培养智慧交通发展急需的高层次科技创新人才和产业团队，发挥高精尖人才的领军作用。依托信息网络汇聚众智，推动交通行业技术提升和创新。三是以大数据智慧交通工程项目为带动，推动交通运输产业创新发展，促进提质增效升级。
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user: 3. 内蒙古自治区智慧交通建设存在的问题及对策建议 3.1. 内蒙古自治区智慧交通建设中存在的问题 3.1.1. 未建立智慧交通信息处理平台，导致交通信息使用效率降低 目前，各盟市己经初步建立了自己的交通信息化服务子系统，如通过手机短信/彩信、手机APP、电子站牌等方式推送实时路况、公交到站等信息，出租汽车、公共交通、停车收费管理、路径诱导等方面的信息化系统建设也取得了一定的成效，可提供城市交通出行的动静态交通基础数据。但在交通数据的实时性、准确性、全面性等方面还存在较大不足，家庭轿车和社会公共服务车辆使用车载终端的用户较少，覆盖不广泛，其未能及时得知实时路况，进而无法选择最佳出行路线，比如各城市大多数路口交通管理设备无法实时采集路口交通流数据，同时，智慧交通基础信息通信网络不完善，缺乏专业性运作模式来进行对交通信息资源整合、数据挖掘与分析，而且缺乏公交、公共自行车等多种交通方式的互动信息。发布的信息也是基于当前现状的，缺乏预测的交通信息等。总之，由于交通信息共享服务的不全面严重影响城市智慧交通的发展，对进一步推动大数据技术与智慧交通管理全面融合的支撑力度有限，全面提升全区交通运输智慧化水平动力不足。 3.1.2. 信息开放程度不足，缺乏统一的管理规范和标准 内蒙古自治区交通运输行业信息“整合、共享和协同”程度不髙，导致交通管理能力受限。交警、城管、交通运输局等政府各部门缺乏统一的规范和标准，交通运行数据无法整合和共享，数据不能够产生该有的价值，交通管理信息和资源的利用程度较低，政府部门间的业务系统缺乏合作，形成了一个个“信息孤岛” [ 3 ] ，这即阻碍了我区智慧交通管理水平的提高与信息资源的综合利用，又无法构建全区交通运输信息资源数据库，导致交通管理决策水平严重受阻。 3.1.3. 城市交通智慧化管控力度不足，造成交通运行效率提升受阻 政府交通管理部门能采取的交通管理措施和手段较有限，一是各盟市城市中道路交通管理电子设备未实现联网控制，使得只能按照预设的交通信号管理控制道路交通，如各个路口的红绿灯执行单点控制且每个信号灯配时周期固定，未能实现根据道路交通流量实时调整信号灯的控制方式，如遇高峰交通流量时，往往需要交警进行现场人为的指挥调整。二是各盟市市内停车场缺乏且使用不充分，尤其是以呼和浩特市最为严重，停车资源十分短缺，缺乏智慧停车诱导系统等造成城市停车难等问题日益显著。三是内蒙古自治区现有的交通管理系统的监管功能单一，监控设备落后，无法满足日益发展的交通管理需求，加上交通管系统信息化和智慧化程度较低，现已严重影响全区高速公路及城市交通系统的运行效率。 3.2. 内蒙古自治区智慧交通的建设框架 内蒙古自治区智慧交通建设要基于现有的道路交通基础设施，将公路运输、铁路运输、城市交通等方面的信息互联互通，依托自治区现有交通信息网络，以大数据技术为主要工具，互联网云服务为指导理念，结合移动宽带技术、物联网技术、云计算技术，进行分层次、分功能、分类别的建设，不断拓展智慧交通的功能，实现真正意义上的交通智慧化。当前，内蒙古自治区智慧交通系统的建设要充分实现车、人、路的信息交互，打破“信息孤岛”，具备运行信息采集和个性化信息服务的基础，使路网管理具有全新的手段和平台，极大地促进公路交通服务转型升级，满足人们日益增长的出行需求。内蒙古自治区建立智慧交通系统主要由三个层次构成，分别为感知层、网络层和应用层，图2为目前我国城市采用的智慧交通架构。 3.3. 内蒙古自治区智慧交通建设的对策及建议 3.3.1. 完善交通信息基础网络平台，为智慧交通建设提供支撑 完善的智慧交通基础设施是智慧交通运行的保障和基础，内蒙古自治区要充分利用好物联网、WiFi等有线和无线传输技术，建设覆盖自治区所有旗县级以上的交通运输管理部门及交通运输节点，并与交通运输部、自治区政府互联互通的交通基础通信网络。各管理部门将采集到的交通流大数据通过网络传输到数据库中，通过建立的交通大数据处理中心，将数据进行集成处理并散发到各数据使用平台，各方充分利用数据资源，包括交通运输局出租车动态运行监控数据、公交车动态视频监控数据与停车数据等，交警部门的车流监测数据、事故监测数据与视频数据等，通过整合数据资源，实现业务之间的数据交互和共享；为各类综合统计报表及査询提供平台支撑，提髙工作效率。 图2. 我国城市采用的智慧交通架构 3.3.2. 构建交通信息服务体系，提升公共出行服务水平 充分利用移动互联网、云计算等新型技术开发交通出行、联网联程售票、交通电子支付、物流服务等多样化、个性化、智能化的公共信息服务产品，显著提升公众体验感。鼓励社会资源进入到交通行业领域，开发多种形式的手机app应用软件，丰富交通出行方式和内容。建立交通运输网络与信息安全保障机制，细化信息安全等级保护和分级保护制度，提升信息安全预警能力，加强网络与信息安全情况报送和通报等。 3.3.3. 统一智慧交通管理标准，推动智慧交通建设项目 统一的管理标准是智慧交通平台成功运行的有力工具，智慧交通的建设一定要着眼全局，合理规划，统一标准，实现信息共享才能最大化的发挥智慧交通的作用。建议内蒙古自治区在智慧交通建设中，以规范的理念引领智慧交通行业的服务标准，明确需要标准化的领域，制订完善的交通运输数据交换共享标准，强化行业基础性标准执行 [ 4 ] 。 智慧交通的整体效益发挥的最关键点就是信息的共享，内蒙古自治区交通信息数据管理分属交通运输局，公安局交警支队等其他管理部门，各部门间信息格式、储存形式及使用权限各式各样，为此需要相关管理部门与企业规范统一标准，实现数据资源的最大化共享。 3.3.4. 完善投融资机制，初步实现多渠道筹融资建设模式 智慧交通的运用虽能够给城市交通运行带来便捷性，但其运行费用也是非常大的，主要包括智慧交通基础设施建设、管理、运行、服务体系和日常的维护保养等费用。因此合适的建设、运营模式，不仅能够明确权、责、利关系，还能让政府、企业、用户及其它机构等共同参与，才能实现共同推动建设集约化、规模化、创新性的新一代智慧交通体系 [ 3 ] 。 智慧交通的建设应积极争取各级政府财政性资金、专项资金，切实保障建设资金的落实，做好项目立项等前期工作。与此同时应积极引入公私合作(PPP)等市场机制，吸纳社会资金参与交通智慧化建设，缓解政府融资压力。
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user: 4. 结语 现如今，内蒙古自治区处于快速发展时期，而大数据时代的到来，为我区智慧交通事业的发展提供了前所未有的历史契机。大量的交通数据有待于挖掘出来服务于交通行业，通过对交通需求的预测以及交通网络的优化来构建良好有序的交通运输环境，能够提高智慧交通服务、缓解交通拥堵问题，为改善交通问题提供了新的技术思路。内蒙古自治区政府应抓住机会，认真研究分析智慧交通建设中存在的问题及原因，采取有效措施，为我区的智慧交通产业保驾护航。
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user: 摘 要 本文研究涉及分担值的亚纯函数族正规性准则。给出了一类涉及亚纯函数及其一阶导数分担值的正规族定则，其中的分担值依赖于函数族中的函数。本文的结论推广了已有的一个亚纯函数族关于固定分担值的正规定则。进一步地，我们研究了其它类似的亚纯函数族正规定则。 关键词 :亚纯函数，分担值，正规族 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 20世纪初期，P. Montel引入了正规族的概念，表示一个全纯或亚纯函数族的某种列紧性。设F为区域D内一族亚纯函数，如果函数族中任取一个函数列 { f n ( z ) ， n = 1 ， 2 ， ⋯ } 都存在子序列 { f n k ( z ) ， k = 1 ， 2 ， ⋯ } ， 在区域D中按球面距离内闭一致收敛，则称函数族F在区域D内正规( [ 1 ] )。 Montel把正规族和函数的取值问题联系起来，证明了著名的Montel正规定则：设F为区域D内的一个亚纯函数族， a ， b ， c 为三个互不相等的复数，若对于任意的 f ∈ F 有 f ≠ a ， f ≠ b ， f ≠ c ，则F在D内正规。Caratheodory在文献 [ 2 ] 中把Montel正规定则中固定的复数推广到可随 f ∈ F 变动的复数 a f ， b f ， c f ，两两之间的球距有一致下界 ε ( > 0 ) ，即： min { σ ( a f ， b f ) ， σ ( b f ， c f ) ， σ ( a f ， c f ) } ≥ ε (e为一个正实数)，对任意 f ∈ F ，若 f ≠ a f ， f ≠ b f ， f ≠ c f ，则F在D内正规。 除了涉及例外值的亚纯函数族的正规性，把亚纯函数正规族与分担值结合起来考虑也是亚纯函数正规族理论研究的一个重要课题，这方面工作最早从Schwick开始，之后国内外很多学者对这方面的问题进行了深入的研究。 1992年，Schwick研究亚纯函数及其导数分担值相关的正规族问题，证明了以下结论( [ 3 ] )： 定理A：设F为区域D内的一族亚纯函数， a 1 ， a 2 ， a 3 是三个判别的有穷复数，若对于F中的任意函数f，f和 f ′ 在D内分担 a 1 ， a 2 ， a 3 ，则F在D内正规。 2000年，庞学诚和Zalcman在 [ 4 ] 中对Schwick的结果做了改进，得到如下结论： 定理B：设F为单位圆盘D内的亚纯函数族，a，b，c为互不相等的复数且 c ≠ 0 。若对于任意的 f ∈ F 有 E ¯ f ( 0 ) = E ¯ f ′ ( a ) ， E ¯ f ( b ) = E ¯ f ′ ( c ) ，则F在D内正规。 定理C：设F是区域D内的一个亚纯函数族，a，b，c和d是有穷复数且满足 c ≠ a 及 d ≠ b 。若对于F中的任意函数f， f ( z ) = a ⇔ f ′ ( z ) = b ， f ( z ) = c ⇔ f ′ ( z ) = d ，则F在D内正规。 以上正规定则中所涉及的分担值都为固定复数。根据Caratheodory ( [ 2 ] )的思想，Singh等人2004年在文献 [ 5 ] 中把定理B中固定的分担值推广为可随所对应函数而变动的分担值，得到如下结论： 定理D：设F为单位圆盘D内的一个亚纯函数族，M是常数，a，b，c为定值且 a b c 2 = M ，对于任意 f ∈ F ，若存在非零复数 a f ， b f ， c f 满足 min { σ ( a f ， b f ) ， σ ( b f ， c f ) ， σ ( a f ， c f ) } ≥ m ，( m > 0 )，且 a f b f c f 2 = M ，使得 E ¯ f ( 0 ) = E ¯ f ′ ( a f ) ， E ¯ f ( b f ) = E ¯ f ′ ( c f ) ，则F在D内正规。其中， E f ( c f ) 和 E f ( 0 ) 分别为以下两个方程的解： f ′ ( z ) = a f b a ( 1 − ( 1 c f − a c a f ) f ( z ) ) 2 ， f ′ ( z ) = a f ( 1 − ( 1 c f − a c a f ) f ( z ) ) 2 关于分担值可随函数而变动的正规定则，陈玮等人在2016年证明了如下结论( [ 6 ] )： 定理E：设F为区域D内的一个亚纯函数族，n为正整数，若对于任意的 f ∈ F ，存在非零复数 a f ， b f ，和 c f ∈ ℂ ， c f n + 1 = a f ，满足条件：1) min { σ ( 0 ， b f ) ， σ ( 0 ， c f ) ， σ ( b f ， c f ) } ≥ ε (e为一个正实数)；2) b f c f 相对于f独立，使得 f n f ′ = a f ⇔ f ′ = b f ，则F在D内正规。 定理F：设F为区域D内的一个亚纯函数族，n为正整数，若对于任意的 f ∈ F ，存在非零复数 a f ， b f ， α f ， β f 和 c f ∈ ℂ ， c f n + 1 = α f ，满足条件：1) min { σ ( a f ， b f ) ， σ ( a f ， c f ) ， σ ( b f ， c f ) } ≥ ε (e为一个正实数)；2) a f c f ， b f c f ， β f c f 相对于f独立，使得 f n f ′ = α f ⇒ f ′ = b f ， f ′ = a f ⇒ f = β f ，则F在D内正规。 本文进一步考虑分担值可随所对应函数而变动的正规族定则，对定理C做了推广，得到以下结论： 定理1：设F是区域D内的一个亚纯函数族，若对任意函数 f ∈ F ，存在复数 a f ( ≠ 0 ) ， b f ， c f ， d f ，( a f ≠ c f ， b f ≠ d f )，满足条件：1) min { σ ( a f ， b f ) ， σ ( a f ， c f ) ， σ ( b f ， c f ) } ≥ ε (e为一个正实数)；2) b f a f ， c f a f ， d f a f 相对于f独立，使得 f = a f ⇔ f ′ = b f ， f = c f ⇔ f ′ = d f ，则F在D内正规。 类似地，考虑方明亮和L. Zalcman在文献 [ 7 ] 中所证明的涉及高阶导数分担值的正规族定则： 定理G：设F是区域D内的一亚纯函数族，a，b是两个非零有穷复数，k是一个正整数。若对于F中的任意函数f，f的零点的重数至少为 k + 1 ， f ( z ) = a ⇔ f ( k ) ( z ) = b ，则F在内正规。 本文对定理G做了推广，得到与定理1类似的结论： 定理2：设F是区域D内的一个亚纯函数族，k是一个正整数，若对于任意的 f ∈ F ，f的零点的重数 ≥ k + 1 ，存在非零复数 a f ， b f 满足条件1) min { σ ( a f ， b f ) ， σ ( a f ， 0 ) ， σ ( b f ， 0 ) } ≥ ε (e为一个正实数)；2) b f a f 相对于f独立，使得 f ( z ) = a f ⇔ f ( k ) ( z ) = b f ，则F在D内正规。
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user: 2. 预备知识 定义1：( [ 8 ] )设 a ， b ∈ ℂ ¯ ，称非负实数 σ ( a ， b ) 为a与b之间的球面距离，其中 σ ( a ， b ) 定义如下 σ ( a ， b ) = { | a − b | 1 + | a | 2 1 + | b | 2 ，   a ≠ ∞ ， b ≠ ∞ ; 1 1 + | a | 2 ，   a ≠ ∞ ， b = ∞ ; 0 ，   a = ∞ ， b = ∞ . 定义2：( [ 9 ] )设 f ( z ) 和 g ( z ) 为区域D内的非常数亚纯函数，a是一个复数，若 f ( z ) − a 与 g ( z ) − a 在区域D内有相同的零点，且零点的重数相同（不计重数），则称 f ( z ) 和 g ( z ) 在区域D内分担a CM (IM)，记为： f = a ↔ g = a ( f = a ⇔ g = a )。此时，a称为 f ( z ) 与 g ( z ) 的CM (IM)公共值。 一般地，令 E ¯ f ( a ) = { z ∈ D : f ( z ) = a } 表示 f ( z ) − a 的不计重数的零点集合； E f ( a ) 表示 f ( z ) − a 的计重数的零点集合。所以，如果 E ¯ f ( a ) = E ¯ g ( a ) ，则 f = a ⇔ g = a ；如果 E f ( a ) = E g ( a ) ，则 f = a ↔ g = a 。 引理1：( [ 8 ] )设F是区域D内的一族亚纯函数，F中的每个函数的零点重数至少是k，并且 1) 若 f ( z ) = 0 ，必有 | f ( k ) ( z ) | ≤ A ； 2) F在单位圆内不正规，那么对于每一个a， 0 ≤ α ≤ k ，存在 a) 实数r， 0 < r < 1 ； b) 点列 z n ， | z n | < r ； c) 函数列 f n ∈ F ； d) 正数列 ρ n → 0 + 使得函数 { f n ( z n + ρ n ξ ) ρ n α } 在 ℂ 上按球距内闭一致收敛于一个亚纯函数 g ( ξ ) ，并且 g # ( ξ ) ≤ g # ( 0 ) = k A + 1 。其中， g # ( ξ ) 表示球面导数，即 g # ( ξ ) = | g ′ ( ξ ) | 1 + | g ( ξ ) | 2 。 引理2：( [ 6 ] )设e为任意正数，L是一个Mobius变换，若存在常数a，b，c，使得L满足 min { σ ( L ( a ) ， L ( b ) ) ， σ ( L ( b ) ， L ( c ) ) ， σ ( L ( c ) ， L ( a ) ) } ≥ ε 则L满足一致Lipschitz’s条件，即 σ ( L ( z ) ， L ( ω ) ) ≤ k ε σ ( z ， ω ) 其中， k ε 是依赖于e的常数。 引理3：( [ 8 ] )设f是一个有穷级超越亚纯函数，k是正整数， p ( z ) (不恒等于0)是多项式。若f的零点重级均不小于 k + 1 ，则 f ( k ) ( z ) − p ( z ) 有无穷多个零点。 引理4：( [ 8 ] )设 f ( z ) = a n z n + a n − 1 z n − 1 + ⋯ + a 0 + p ( z ) q ( z ) ， a 0 ， a 1 ， ⋯ ， a n 是常数， a n ≠ 0 ， p ( z ) ， q ( z ) 是两个互素的多项式，且 deg p < deg q ，k是一正整数，若 f ( k ) ( z ) ≠ 1 ，则有 1) n = k ，且 n ! a n = 1 ； 2) f ( z ) = 1 k ! z k + ⋯ + a 1 z + a 0 + 1 ( a z + b ) m ； 3) 若 f ( z ) 的零点的重级均不小于 k + 1 ，则结论(2)式中 m = 1 ，且 f ( z ) = ( c z + d ) k + 1 a z + b ，其中a，b，c，d是常数， a ≠ 0 ， c ≠ 0 。 引理5：( [ 10 ] )设 f ( z ) 为一个整函数，若 f ( z ) 的球面导数 f # ( z ) 有界，则 f ( z ) 的级至多为1。
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user: 摘 要 通过仿真光子灯笼中存在模式的相干叠加过程，利用模式耦合理论和M 2 因子的二阶矩算法，得到了输出光斑形态、耦合效率和光束质量随模式间相位差、功率占比以及偏振的变化规律，分析了对光子灯笼进行控制时需要考虑的因素。研究表明，只有同时控制光子灯笼输入端各模式的功率占比和相位差，才能得到耦合效率较高的高光束质量的输出；通过对输入端振幅、相位和偏振的合理控制可以得到需要的特殊的光斑形态。 关键词 :光子灯笼，模式耦合与控制，光束质量 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 光子灯笼是一种全光纤结构的线性光学器件，由多根单模光纤经拉锥而成 [ 1 ] [ 2 ] ，光子灯笼最早应用在天文学光谱滤波和空分复用(SDM)领域。目前人们将光子灯笼应用于光纤横模(模式)的自适应空间控制中 [ 3 ] ，并表现出了其独特优势。基于光子灯笼模式自适应控制，实现了对高功率光纤激光的模式不稳定(TMI)的控制，实验结果显示光子灯笼模式自适应控制可以大大提高TMI的阈值 [ 4 ] 。模式的自适应控制，在激光应用具有重要应用，比如：激光切割技术中有时需要环形光束进行钻孔 [ 5 ] ；基于空分复用的光通信系统需要利用高阶模式以提高通信容量 [ 6 ] ；对于高功率激光器，希望得到接近衍射极限的基模光束 [ 7 ] 等。 用于模式控制的光子灯笼，与最早用于天文光谱测量中的光子灯笼在结构上不同，如图1所示。用于模式控制的光子灯笼其形状与合束器类似，但光子灯笼的拉制要求更高，除了满足绝热近似要求外，还对输出模式与合束输入端单模光纤数以及排布有严格要求 [ 6 ] 。光子灯笼的输入端单模光纤的输入光初始相位、振幅等参量，对光束在光子灯笼中的演化和输出模式产生严重影响。为了分析光子灯笼中输入各通道的功率占比(振幅)、相位和偏振，对输出的耦合效率和光束质量的影响，本文中第二节将介绍光子灯笼中的结构与模式关系、模式相干叠加的一般理论、光束质量M 2 的理论计算方法。第三节主要通过数值计算，分析输出光斑形态、耦合效率和光束质量随模式间相位差、功率占比以及偏振的变化规律，并分析输入端振幅、相位和偏振对光子灯笼模式控制的影响。
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user: 2. 基本原理 2.1. 光子灯笼结构与模式 为了使光子灯笼能对输出模式进行控制，光子灯笼的拉制在满足绝热条件的同时，其输入端单模光纤数与输出端结构的等效V数有一定的要求，这是由于多模光纤中V数与光纤中可以存在的模式数有一定的对应关系。因此光子灯笼中输出端由等效V数所确定的可以存在的模式数与输入端单模光纤数必须相等 [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ] ，图2从物理图像上表示了这种关联，例如当等效V数大于3.83而小于5.13时(图中第三行)，对应输出端可以存在的6个模式(图中第二行)，则输入端单模光纤数应为6路，且其排布也有要求，以降低损耗 [ 6 ] ，如图中第一行所示。因此，光子灯笼在制作过程中，输入端的单模光纤数、以及几何排布必须满足一定规则，如图2所示。 2.2. 模式相干叠加的一般理论 由于光子灯笼中存在的 L P m n 模具有正交性、叠加性，当相干光注入系统时，在光纤不太长或经过光 图1. (a) 光纤模式控制中的光子灯笼，(b) 天文测量中光学滤波光子灯笼。 图2. (a) 耦合波导阵列。(b) 阶跃光纤前十五个空间模式。(c) 归一化频率V 程补偿的条件下，这些 L P m n 模式是相干的，此时输出光场可写为 [ 9 ] ： E ( r ， ϕ ) = { ∑ m ， n η m n P m n J m ( U m n r / a ) J m ( U m n ) cos ( m ϕ ) e i ψ m n ，   0 ≤ r ≤ a ∑ m ， n η m n P m n K m ( W m n r / a ) K m ( W m n ) cos ( m ϕ ) e i ψ m n ，   a ≤ r ≤ b (1) 其中 η m n 是在相干叠加过程中 L P m n 模式的功率占比，在实际系统中，受到环境的影响，输入振幅会发生随机变化，进而引起 η m n 的变化，当然，也可以通过外加的控制对各通道输入的振幅进行调节。 ψ m n 是 L P m n 模式的相位，由三部分构成，即 ψ m n = ψ l + ψ n + ψ m ， ψ l 为 L P m n 模式在传输过程中产生的相位，可由 ψ l = β m n ⋅ l 计算得来(其中 β m n 为 L P m n 模式的传播常数，l为 L P m n 模式的传播距离)； ψ n 为 L P m n 模式的随机相位变化； ψ m 为控制系统外加的相位。另外，考虑到一些 L P m n 模式存在两个偏振态，故偏振也可能是影响叠加光场的因素之一。 在光子灯笼各通道进行耦合时，振幅和相位对耦合效率的影响如下 [ 3 ] ： η = 1 N | ∑ m = 1 N P m e j θ m | 2 ∑ m = 1 N P m (2) 其中， P m 是光子灯笼第m通道的功率，在小振幅误差条件下，耦合损耗 ( 1 − η ) 与 ( σ p 2 ) / P 2 成正比，其中P为每个通道的标称功率， σ p 为输入通道功率的标准差；相似地，随机相位变化( ψ n )对耦合损耗的影响也满足 ( 1 − η ) ~ σ θ 2 。 2.3. 光束质量M 2 的理论计算方法 M 2 因子是一种应用广泛且被大家所接受的光束质量评判参数 [ 9 ] ，能够反映光束在传输过程中的质量特性 [ 10 ] 。20世纪90年代初，A.E.Siegman引入空间频率和强度矩的概念，总结出基于二阶强度矩的M 2 因子计算方法。以 x 方向为例，设一光束的光场用 E ( x ) 表示，则其对应的空间频谱为 E ^ ( s ) ，则该光束的M 2 因子可表示为： M x 2 = 4 π σ x σ s (3) 其中二阶强度矩σ x 和σ s 分别为： σ x 2 = ∫ − ∞ + ∞ ( x − x ¯ ) 2 I ( x ) d x ∫ − ∞ + ∞ I ( x ) d x ，     σ s 2 = ∫ − ∞ + ∞ ( s − s ¯ ) 2 I ^ ( s ) d s ∫ − ∞ + ∞ I ^ ( s ) d s (4) 而 x ¯ 和 s ¯ 分别为空间和频域的重心： x ¯ = ∫ − ∞ + ∞ x I ( x ) d x ∫ − ∞ + ∞ I ( x ) d x ，     s ¯ = ∫ − ∞ + ∞ s I ^ ( s ) d s ∫ − ∞ + ∞ I ^ ( s ) d s (5) 根据式(3)可以数值计算输出光束的 M x 2 和 M y 2 ，实现对光束质量的评价，并为后续控制算法的评价函数提供依据。
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user: 3. 仿真结果及分析 3.1. 耦合结果随影响因素的变化规律 从两个 L P m n 模式的相干叠加数值计算入手，得到输出光斑形态、耦合效率和光束质量随模式间相位差、功率占比以及偏振的变化规律。 以 L P 01 模式和 L P 11 模式的相干叠加为例，根据式(1)可知， L P 01 模式和 L P 11 模式(暂不考虑偏振)相干叠加的光场表达式为： E = { η P 01 J 0 ( U 01 r / a ) J 0 ( U 01 ) + 1 − η P 11 J 1 ( U 11 r / a ) J 1 ( U 11 ) cos ( ϕ ) e − i Δ φ ，   0 ≤ r ≤ a η P 01 K 0 ( W 01 r / a ) K 0 ( W 01 ) + 1 − η P 11 K 1 ( W 11 r / a ) K 1 ( W 11 ) cos ( ϕ ) e − i Δ φ ，   a ≤ r ≤ b (6) 3.1.1. 模式间相位差对耦合结果的影响 假设两模式耦合时， L P 01 模式和 L P 11 模式的功率占比和偏振状态固定，而两模式间的相位差 Δ φ 从小到大变化(这里只考虑确定的相位差，而不考虑随机抖动的相位变化)。例如：当 L P 01 模式和 L P 11 模式的功率占比为4:1保持不变，且 L P 11 模式只考虑一个偏振态时，可以得到叠加结果随 Δ φ 的变化，如图3所示。 图3. L P 01 模式和 L P 11 模式相干叠加时，随着 Δ φ 的增加：(a) 近场和远场的光斑图像，(b) Δ φ -耦合效率曲线图，(c) Δ φ - M x 2 曲线图 可见，耦合效率和M 2 因子随相位差 Δ φ 的变化是周期性的，且周期为π。特别地，当高阶模成分比较低时，可以通过控制 Δ φ ，很好的的提高光束质量。 3.1.2. 模式功率占比对耦合结果的影响 考虑功率占比h对叠加结果的影响：假设两模式耦合时， L P 01 模式和 L P 11 模式的相位差和偏振固定，而两模式的功率占比变化。比如：当 L P 01 模式和 L P 11 模式的相位差为0， L P 11 模式只考虑一个偏振态时，可以得到叠加结果随h的变化(如图4所示)。 可以看到， Δ φ ≠ π 且 Δ φ ≠ 0 时，耦合效率随 η ( L P 01 ) 的增加而降低。同时， 也随 η ( L P 01 ) 的增加而降低，且类似抛物线型，说明随着高阶模成分的增加，光束质量越差。 3.1.3. 偏振对叠加结果的影响 将上述参与耦合的单偏振的 L P 11 模式更替为两个偏振态 L P 11 模式的组合，通过数值计算发现： L P 11 o 模式和 L P 11 e 模式的占比不同时，得到的光斑形态不同，但与 模式耦合后的效率以及M 2 因子的数值并没有改变。 综上，在两个 L P m n 模式相干叠加时：相位差对耦合效率和M 2 因子的影响是周期性的；高阶模功率占比提升会使光束质量迅速下降；偏振会改变相干叠加的光斑形态而不影响光束质量；M 2 因子相同的输出可能对应着不同相位和功率占比的组合。 图4. L P 01 模式和 L P 11 模式相干叠加时，随着h的增加：(a) 近场和远场的光斑图像，(b) h-耦合效率曲线图，(c) η - M x 2 曲线图 3.2. 三通道光子灯笼中的模式控制 上一节展示了振幅、相位、偏振对叠加结果不同程度的影响。结合2.1中的理论，以及三通道和六通道光子灯笼实际参数，进行仿真计算，得到光子灯笼单模输入端的振幅、相位和偏振对输出端模式控制的影响。 三通道光子灯笼是由三根单模光纤拉制而成，其输出模式为 L P 01 、 L P 11 o 和 L P 11 e 三个模式，如图2所示。由于三根输入单模光纤间的相位、振幅等因素的影响，其光子灯笼的输出呈现出不稳定模式变化，其变化表现为 L P 01 、 L P 11 o 和 L P 11 e 三个模式叠加行为 [ 3 ] 。我们对其变化规律进行了数值计算，图5(a)显示了三通道的光子灯笼中 L P 01 模式、 L P 11 o 模式和 L P 11 e 模式叠加时，光束质量与各模式功率占比的关系，依然符合高阶模含量越高，光束质量越差的基本规律，通过提升耦合过程中基模的功率占比，可以使输出端的光束尽量靠近基模状态；图5(b)显示了 L P 11 o 模式和 L P 11 e 模式相对 L P 01 模式间的相位差对光束质量产生的影响，此时M 2 因子随相位的变化仍是周期性的，且在 ψ m n = k π ，k为整数时，取到极小值。结合图5(a)、图5(b)可知，欲使输出端的模式控制在基模状态(M 2 因子较小)上，至少要同时控制参与耦合模式的振幅和相位两个变量。 在三通道的光子灯笼中，假设输入段光场已按不同模式传播了距离l，则其耦合前已存在的 ψ l 可以按照 ψ l = β m n ⋅ l 的方式来计算。因此要控制各通道相位使得 ψ n + ψ m = k π − ψ l (其中为整数)，此时耦合效率和光束质量都能得到较好的值，光斑形态基本成基模样式。而对于功率占比的控制，应在保证基膜含量较高的前提下，把控制重点放在减小功率随机变化量上(即减小 σ p )，以提高整个器件的耦合效率。 图5. L P 01 模式、 L P 11 e 模式和 L P 11 o 模式相干叠加时，(a) η - M 2 图h (b) 图 图6. 六通道光子灯笼中存在的模式相干叠加时形成的不同光斑形态 当光子灯笼扩展到六通道时，不同叠加方式形成的光斑形态更为丰富，给模式控制得到的结果提供了更多可能。六通道光子灯笼是由六根单模光纤拉制而成，其输出应为六个模式如图2所示。在图6中第一行给出了六通道光子灯笼中可以输出的六个模式，第二行给出了六通道输入经演化耦合后，输出可能出现六个模式叠加的光斑形态。 依旧以控制输出到基模状态为例：当同时改变六个通道的相位和功率占比时，我们可以得到的最优的光束质量 ( M x 2 + M y 2 ) 在2.03附近，该值在 η ( L P 01 ) 较高、 φ ( L P m n ) = 0 或p或2p时取到；而当 η ( L P 01 ) = 0.702 ， η ( L P 11 o ) = 0.013 ， η ( L P 11 e ) = 0.254 ， η ( L P 21 o ) = 0.021 ， η ( L P 21 e ) = 0.002 ， η ( L P 02 ) = 0.008 时，控制相位在0或p或2p附近的合适且相对稳定的值时，可以使 M x 2 + M y 2 = 2.07 ，此时对应的 σ p = 0.28 ，保证了可接受的耦合损耗，得到的光斑形态也与基模相一致。这说明光子灯笼能够通过控制输入端的振幅、相位等因素，实现输出端的模式控制。
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user: 4. 结论 本文主要讨论了光子灯笼中存在的模式在相干叠加的模型下，不同模式间的相位差、功率占比以及偏振对耦合效率h和光束质量M 2 因子的影响，分析了光子灯笼如何对输入端进行控制以实现输出端的模式控制。通过以上工作，我们得出：耦合效率h和光束质量M 2 因子的数值随基模功率占比 η ( L P 01 ) 的增加而降低；而随着模式间相位差的改变，耦合效率h和光束质量M 2 因子呈周期性变化。将以上结果应用在光子灯笼的模式控制中，需要同时控制光子灯笼输入端的功率占比和相位两个变量，且在得到较为理想的输出(比如M 2 因子较低的基模)后，要尽量减小这两个变量的标准差( σ p ， σ θ )，以提升耦合效率。若要利用光子灯笼实现特殊光斑的输出，则需同时控制振幅、相位以及偏振三个因素，并在控制系统中对评价函数进行特殊地设定。
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user: 摘 要 识别场景主旨是否需要注意参与目前尚存争论。本研究采用快速序列视觉呈现范式，通过操纵场景主旨水平(基本水平与上级水平)和实验任务(单任务与双任务)，观察被试在四种T1-T2间隔延迟条件下(Lag2， Lag4， Lag6， Lag8)，识别T2场景主旨的正确率，从而揭示场景主旨识别与注意的关系。结果表明：被试能高效识别双任务下T1的场景主旨，无论是上级水平还是基本水平的场景主旨；但识别单任务和双任务条件下T2的场景主旨都出现注意瞬脱，并且识别上级水平的场景主旨引发更大的注意瞬脱。本研究支持场景主旨识别需要注意参与，并且识别上级水平的场景主旨消耗更多的注意资源。 关键词 :场景主旨，注意，注意瞬脱，上级水平，基本水平 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 生活中人们能够仅在一瞥之间理解场景的意义，获取的信息可能是场景的类别(森林或街道)、场景的结构(开阔或封闭的空间)或是场景中的某些物体。识别场景主旨即理解场景的意义或主题(Potter， 1976; Friedman， 1979)。注意在场景主旨识别过程中是否发挥作用是当前场景认知加工研究的热点之一。 1.1. 识别场景主旨与注意的关系 Potter (1976)研究发现场景图片仅呈现100 ms时，人们就可以理解一个场景的意义，并且能够对场景中的物体进行探测和辨别。Thorpe等人(1996)研究表明，当场景图片呈现20 ms时，被试就能判断出场景中是否存在动物。另外，在刺激呈现后大约150 ms时目标场景与非目标场景引发的脑电成分出现显著差异，这表明人们对场景的识别是在150 ms前进行的(Thorpe， Fize， & Marlot， 1996)。Kirchner和Thorpe (2006)研究表明当同时呈现两张场景图片时，被试能够对其中包含动物的图片在120~130 ms时发生超快速的眼跳。人们能够如此快速地加工场景信息，自上而下的注意可能还来不及发挥作用。这使得研究者提出这样一个问题：在快速的场景识别过程中，注意是否起重要的作用。 有研究者认为场景主旨识别不需要注意的参与。Rensink， O’Regan和Clark (1997)研究表明，尽管人们没有察觉到场景中的某个物体被移除，但被试能够立即发现场景的主旨是否发生改变。Li， VanRullen， Koch和Perona (2002)研究发现在双任务范式下，被试能高效地完成出现在周边视区的自然场景觉察任务。Li， VanRullen， Koch和Perona (2005)进一步研究发现，在周边视区同时呈现两张或是一张自然场景图片，被试都能够高效地完成场景识别任务，并且即使去掉自然场景图片的颜色，被试依然能够出色进行场景识别。 然而，另一部分研究者认为场景主旨识别需要注意参与。Cohen， Alvarez和Nakayama (2011)采用多物体追踪和快速序列视觉呈现任务(rapid serial visual presentation， RSVP)，这类任务的完成需要大量且持续的注意，此时被试对任务背景中意外出现的场景图片出现了非注意盲视。同样Mack和Clarke (2012)的研究结果也表明被试对任务背景中意外出现的自然场景图片出现了非注意盲视，即使场景图片在背景中意外地呈现两次，被试仍然会出现非注意盲视。 除了上述非注意盲视研究的证据，来自RSVP范式的研究也表明场景主旨识别需要注意的参与。RSVP范式中在同一位置快速序列呈现多个不同类型的刺激，如果第二个目标(T2)出现在第一个目标(下称T1)之后的200~500 ms之间，被试对T2的识别正确率显著降低，这种现象被称为注意瞬脱(Attentional Blink，下文简称AB，Raymond， Shapiro， & Arnell， 1992)。Marois，Yi和Chun(2004)研究发现被试在RSVP任务中准确识别T1人脸目标之后，完成在T2位置出现的场景主旨识别任务时出现了AB效应。Evans和Treisman (2005)进一步研究发现当要求对自然场景中的物体进行识别时出现AB效应，而当只要求探测自然场景中物体是否存在时，几乎不会出现AB效应，由此他们推论识别场景主旨需要注意参与。 1.2. 场景信息的认知加工研究 真实场景中包含大量的视觉信息，人们是按照怎样的顺序对自然场景包含的各类信息进行快速加工的呢？前人研究表明真实场景中包含两种信息，一是全局属性(global scene properties)信息，用来描述场景的整体特征—空间布局和结构功能等，如识别该场景是一个封闭或者炎热的地方；二是基本水平(basic-level)信息，识别出该场景的具体内容，如识别该场景是街道还是山脉(Oliva & Torralba， 2001)。研究表明真实场景的全局属性主要有自然性、开放性、平均深度、隐蔽性和导航性等(Oliva & Torralba， 2001; Greene & Oliva， 2009; Greene & Oliva， 2010; Greene & Wolfe， 2011)。Oliva和Torralba (2001)提出的空间泡模型(the Spatial Envelope)将对场景主旨的描述划分为三个水平：下级水平(如街道上的汽车或行人)、基本水平(如森林或街道)和上级水平(如自然场景或人工场景)。 Greene和Oliva (2009)研究表明识别场景中的全局属性所需的呈现时间显著短于识别场景的基本水平类别的呈现时间，说明人们在视觉加工的早期，更倾向于识别出该场景是一个开阔空间或是一个人工场景(上级水平)，而不是识别出该场景的基本类别是沙漠或是街道(基本水平)，但人们对全局属性和基本水平类别的识别都可以在很短的时间内完成，被试达到75%正确率所需要的平均呈现时间大约是19~67 ms之间。 根据以上研究结果可知，场景中不同水平的信息在人们视觉加工过程中发挥着重要作用，场景的全局属性信息在视觉加工过程中能够被优先快速加工，更容易被觉察和识别。我们进而推测，不同水平的场景主旨是有区别的信息，能够在知觉加工过程中发挥调节作用，从而影响场景主旨识别对注意的需求量。 1.3. 问题提出及研究思路 本研究从识别不同水平的场景主旨这一角度出发，考察识别基本水平和上级水平的场景主旨是否对注意需求存在差异。实验设计思路如下：将场景主旨划分两个水平：一是基本水平，识别出某场景的具体类别—沙滩、森林、街道和会议室；二是上级水平，识别出某场景是人工场景还是自然场景。本实验采用RSVP范式，通过操纵场景主旨的不同水平(基本水平和上级水平)和实验任务形式(单任务和双任务)，观察被试在T2-T1不同间隔延迟条件下(Lag2， Lag4， Lag6， Lag8)对T2识别的正确率，考察识别不同水平的场景主旨是否都会出现AB效应，以及出现AB的大小和持续时间是否存在差异，揭示场景主旨识别与注意之间的关系。 我们根据不同的理论提出以下两种可能的实验假设。根据原型理论(Prototype theory)，就像在物体命名实验中人们会对基本水平概念优先加工一样(Rosch， 1988)，我们预测识别基本水平的场景主旨对注意需求量更小，不出现或者出现较小的AB效应。但是，近年来多项实验研究发现全局属性信息比基本水平信息更容易被识别和区分(Greene & Oliva， 2009)，据此我们假设人们能够在注意资源很少甚至没有注意参与时识别上级水平的场景主旨，而识别基本水平场景主旨会出现显著的AB效应。
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user: 2. 方法 2.1. 被试 40名大学生(男12，女28)作为有偿被试参加实验，年龄在17~23岁间(M = 20.3)，均为有利手，视力或矫正视力正常，无色盲色弱，之前均未参加过该类实验。 2.2. 刺激与仪器 实验刺激呈现在17寸CRT彩色显示器上(屏幕分辨率1024 × 768，刷新率75 Hz)。刺激材料选自场景图片库(Oliva & Torralba， 2001; Greene & Oliva， 2009)和互联网，均为彩色的真实场景图片(示例见图1)，图片大小均为256 × 256像素。 本实验目标刺激T1和T2均为清晰的真实场景图片，将清晰的真实场景图片按照8 × 16的矩形结构打乱后重新排列并倒置作为干扰刺激。正式实验共选取目标刺激图片576张，自然场景和人工场景图片各288张，包括沙滩、森林、街道、会议室各144张，干扰刺激图片共1872张，包括山脉、瀑布、田野、高楼、厨房、卧室等多种真实场景。此外，练习阶段另选取40张目标刺激和130张干扰刺激图片，练习阶段所用图片均不会出现在正式实验中。在整个实验中每张目标刺激图片仅呈现一次，每张干扰刺激图片在单任务和双任务条件下各呈现一次。 2.3. 实验设计 采用2 (场景主旨水平：上级水平和基本水平) × 2(实验任务：单任务和双任务) × 4(T1-T2间隔延迟：lag2、lag4、lag6、lag8)的混合设计，场景主旨水平为组间变量，实验任务和T1-T2间隔延迟为组内变量。因变量为T1正确率和T1正确情况下T2的正确率(T2|T1)，对反应时间不做任何要求。 2.4. 实验程序 每个试次开始前均在屏幕中央呈现1000 ms红色的“+”注视点。每个试次包含13张干扰刺激图片和2张目标刺激图片共15张图片，干扰刺激前后不会重复出现，每张呈现80 ms。为限制被试的准备效应，T1随机出现在刺激序列的第4、5、6个位置，T2为出现在T1之后的第二张清晰场景图片，T2随机在T1后的第2、4、6、8个位置出现。每个试次结束后要求被试根据屏幕上的问题作出按键反应，单任务条件下只识别T2的场景主旨，双任务条件下需要识别T1和T2的场景主旨，要求被试优先对T1进行判断并保证反应的正确率。作答没有时间限制，只要求尽可能准确地作出判断(示例见图1)。一半被试先做单任务，再做双任务，另一半被试反之。 将40名被试随机分成两组，每组20人，分别完成上级水平和基本水平的场景主旨识别任务。上级水平组被试判断目标是自然场景还是人工场景，基本水平组被试判断目标的具体场景类别—沙滩、森林、街道和会议室。为保证两组被试任务难度相同，完成二择一的迫选任务，所以将基本水平组分成两个区组，一个区组判断目标是沙滩还是森林，另一个区组判断是街道还是会议室，两个区组顺序在被试间进行平衡。 实验分为练习和正式实验两部分，每个区组任务都先进行10次练习。正式实验包括2种实验任务 × 4种T2-T1间隔延迟共8种条件，每种条件包含36个试次，共288个试次。