杂散电流一体化智能综合监控分析系统的研究

针对杂散电流的泄露对设备及主体结构腐蚀和危害较大,常规检测技术功能单一的问题,提出了融合导通柜、排流柜、钢轨电位限位装置的一体化综合监控分析系统。通过分析钢轨电位与杂散电流的关系,并对导通柜、排流柜、及钢轨电位限制装置作智能化设计,能够进行智能化排流。系统包括参比电极、采集器、监测装置、排流柜、单向导通装置、主站后台等,根据全线杂散电流控制指标,结合不同设备状态及其与杂散电流系统的耦合情况,对多元参数进行分析运算,给出智能导通柜、排流柜、及钢轨电位限制装置一体化最优控制方式,以达到最优化的杂散电流治理效果。试验表明,本文设计的方案最大限度的减少了杂散电流的泄露对设备及主体结构的腐蚀和危害,延长设备及轨道洞体结构的使用寿命。     

伦理智能体及其设计:现状和展望

智能体一直是人工智能的主要研究领域之一,任何独立的能够同环境交互并自主决策的实体都可以抽象为智能体.随着人工智能从计算智能到感知智能,再到认知智能的发展,智能体已逐步渗透到无人驾驶、服务机器人、智能家居、智慧医疗、战争武器等人类生活密切相关的领域.这些应用中,智能体与环境、尤其是与人类和社会的交互愈来愈突出,其中的伦理...     

Software Copyright License Authentication Protocol Based on Kernel

A novel, safe and effective software authentication protocol is presented in this paper, which is based on dynamic allocation license of the credible authorization center and the registration kernel, and all the software copyright mechanisms are analyzed. The protocol effectively implements the safe registration, software migrating and secondary allocation, and it also separates the tryout version from the kernel, and integrates the kernel, the software environment and the version together. This protocol ensures the data security and its integrality in the protocol exchange in the network through encryption, authentication and digital signature. Moreover, the kernel is registered dynamically through the license protocol, and it is compressed and encrypted in storage, then the kernel is decompressed, decrypted and implements the integrity check dynamically in running, which effectively resists static analysis and improves the ability of resisting dynamic analysis. Compared with other methods, this mechanism has the characteristics of safety, low-cost and easiness in realization, which ensures the atom property in the sense of software license, resists the reverse engineering, and solves the problem of hard disk copy attacking.     

从图像到语言：图像标题生成与描述

图像标题生成与描述的任务是通过计算机将图像自动翻译成自然语言的形式重新表达出来,该研究在人类视觉辅助、智能人机环境开发等领域具有广阔的应用前景,同时也为图像检索、高层视觉语义推理和个性化描述等任务的研究提供支撑。图像数据具有高度非线性和繁杂性,而人类自然语言较为抽象且逻辑严谨,因此让计算机自动地对图像内容进行抽象和总结,具有很大的挑战性。本文对图像简单标题生成与描述任务进行了阐述,分析了基于手工特征的图像简单描述生成方法,并对包括基于全局视觉特征、视觉特征选择与优化以及面向优化策略等基于深度特征的图像简单描述生成方法进行了梳理与总结。针对图像的精细化描述任务,分析了当前主要的图像“密集描述”与结构化描述模型与方法。此外,本文还分析了融合情感信息与个性化表达的图像描述方法。在分析与总结的过程中,指出了当前各类图像标题生成与描述方法存在的不足,提出了下一步可能的研究趋势与解决思路。对该领域常用的MS COCO2014（Microsoft common objects in context）、Flickr30K等数据集进行了详细介绍,对图像简单描述、图像密集描述与段落描述和图像情感描述等代表性模型在数据集上的性能进行了对比分析。由于视觉数据的复杂性与自然语言的抽象性,尤其是融合情感与个性化表达的图像描述任务,在相关特征提取与表征、语义词汇的选择与嵌入、数据集构建及描述评价等方面尚存在大量问题亟待解决。     

穿戴式柔性下肢助力机器人发展现状及关键技术分析

穿戴式柔性下肢助力机器人技术在康复医疗、助老助残、生活起居等方面具有广阔的应用前景,具有质量轻、体积小、可穿戴性强、人机相容性好等优势.为促进我国柔性下肢助力机器人的研究和发展,总结国内外在该领域的研究进展,阐述了多种助力系统的组成、驱动原理和运动学信息等,分析了各助力系统的辅助力/矩传递规律及其助力效果.同时,对柔性下肢助力机器人所涉及的安全与可靠性、步态检测技术、驱动方式及控制策略、助力性能评估等关键技术进行了分析.在总结研究成果及分析关键技术的基础上,指出柔性下肢助力机器人今后的发展方向、研究思路和面临的挑战.对于柔性下肢助力机器人及相关的研究工作,具有一定的指导意义.     

基于大数据的配变重过载预警分析

本文旨在利用大数据技术对电力数据进行系统挖掘,提供精准负荷预测,为供电安全监视、预防性控制和紧急处理提供依据。文章结合西安地区配电网运行中存在的问题,综合分析配变重过载的外部环境、配变运行信息、配变属性信息、配变供电客户类型等因素,应用大数据机器学习算法、大数据预处理技术、数据挖掘建模技术、大数据可视化技术等,分析研究各影响因素对设备重过载影响的相关性和重要程度,使用分类预测挖掘手段及随机森林算法,分析计算影响变量和目标变量,建立关系模式挖掘模型,构建配变重过载分析及预警模型,完成模型验证与纠偏,实现配变未来一周重过载情况准确预警、配变安全系数评价、重过载配变因素及特征分析与展示等,为电网运维提供有力支撑。通过基于大数据的配变重过载预警分析,提高运维工作效率,实现电网安全可靠运行。     

水利网络安全工作平台设计与应用

针对水利网络安全监管任务重、对象多、效率低的管理难点，为提升网络安全管理工作效能，结合国家网络安全主管部门要求及水利行业网络安全现状，按照“一整、一符、四化”的改进思路，研究应用分布式大数据、高度灵活定制的低代码编程、自动化数据融合等技术，以及移动端联动等手段，设计建立包括应用业务层、数据处理层、基础设施层和运行环境层共同组成的水利网络安全工作平台，并基于安全通报、重保任务、等保管理、安全检查等功能模块，创新实现平台的快速检索、大数据动态分析展示与高弹性扩展、安全态势数据自定义上报、全程在线化闭环业务处理、高危安全事件及时送达、响应与处置。实际应用表明：平台可大幅提升水利行业网络安全监管效率，助力构建主动智能、快速高效的水利网络安全防线，为支撑水利行业网络安全管理发挥重要作用     

Construction method of shop-floor digital twin based on MBSE

Digital twin (DT) technology is essential for achieving the fusion of virtual-real cyber-physical systems. Academics and companies have made great strides in the theoretical research and case studies of constructing the shop-floor digital twin (SDT), which is the premise of applying DT technology on the shop floor. A shop floor is a large complex system that involves many elements including people, machines, materials, methods, and the environment and processes, such as the technical flow, business process, logistics, and control flow. However, most of the developed cases lack a hierarchical, structured and modularized implementation framework for the development of an SDT system, which leads to problems such as a low reuse rate of the system blocks, lack of scalability, and high upgrade and maintenance costs. In response to these issues, we propose a construction method of the DT for the shop floor based on model-based systems engineering from the perspective of the system. In this method, a comprehensive DT model for the shop floor is gradually constructed by using system modeling language, the modeling method “MagicGrid,” and the “V model” of systems engineering. The model includes four dimensions of the shop-floor requirements, structure, behavior, and parameters, as well as three stages (the problem domain, solution domain, and implementation domain), and connects nine steps of the “V model,” including the system requirements, system architecture, subsystem implementation, subsystem integration, and system verification. Then, based on an example of a real NC machining shop floor, subsystems including a visualization system, synchronization system, and simulation system, are discussed. Finally, the functions of the integrated systems are verified based on the requirements, including the real-time synchronization of “man, machine, material, and method” and the transient simulation in real time. The numerical indicators of the integrated system are verified, including the model completeness and synchronization timeliness.     

基于有向无环图的区块链技术综述

区块链技术已广泛应用于金融、公共服务、物联网、网络安全、供应链等多个领域,但传统单链结构的区块链在吞吐量、交易确认速度和可扩展性方面存在不足,导致其在一些短时高并发量数据场景中难以落地应用。基于有向无环图（DAG）的区块链技术因其具有交易并发确认功能、吞吐量高、可扩展性强等优势受到研究者广泛关注。通过分析研究现有DAG区块链的发展和演化过程、评估方法、优化方向以及应用场景,探索DAG区块链在落地应用中的可行性。阐述主流DAG区块链的研究现状,比较传统区块链与DAG区块链的优势与不足,并分析现有区块链属性评估方法,总结DAG区块链评估结果。在此基础上,从交易确认速度、系统吞吐量、系统安全性、存储结构等方面对比现有DAG区块链的优化方法,介绍DAG区块链在数据管理、基于边缘计算和联邦学习的数据共享以及面向访问控制和隐私保护的数据安全等场景中的应用情况,并指出当前研究中存在的主要问题和挑战,对未来的研究方向进行展望。     

小型水库运行管理问题与对策

我国小型水库量多面广,加强小型水库运行管理对防洪保安意义重大。基于小型水库除险加固遗留问题和典型案例、安全运行专项督察中发现的主要问题、雨水情测报和监测设施现状等数据,分析小型水库在除险加固、运行管理体制、管护能力、信息化建设等方面存在的不足之处及原因,结合全国小型水库管理体制改革样板县创建经验,从提升除险加固标准、消除安全隐患,理顺管理机制、创新管护模式,强化责任落实、提高管护能力,加强科技应用、提升智慧化管理水平等方面提出建议和对策,并以重庆市永川区为实例,总结小型水库运行管理经验和智慧水利系统情况,为保障全国各地小型水库安全运行提供参考。     

共享单车短时需求量预测的机器学习方法比较

由于共享单车的流动性强,随机性很高,因此快速精确地预测出城市共享单车的短时需求量具有十分重要的意义。采用随机森林、极端随机树、支持向量机、人工神经网络、XGBoost这5种机器学习方法,基于美国华盛顿共享单车项目数据,分析时间因子、气象因子等对单车需求量的影响,实现对共享单车短时需求量的预测。仿真结果表明,影响单车需求量的主要因素包括温度、节假日、季节以及早晚高峰时间段等因素;极端随机树的预测效果最优,MAE和RMSE最小,为22.93和36.84,训练集得分和验证集得分最高,为1.0和0.941,与随机森林和其它算法相比,鲁棒性高,泛化能力强,且预测结果曲线与真实结果曲线相吻合,预测精度高,可为实际的车辆预测和调度提供参考依据。     

基于ZigBee的无线温度采集系统设计

针对目前工业现场中温度参数测量方法的不足,本文设计了一种新型测量技术,并从理论和实践两个方面给出了解决方案,即基于ZigBee的无线温度采集系统。在此基础上,还特别分析了低功耗和抗干扰在ZigBee网络中的重要性,并给出具体措施。在具体实现上,把重点放在了终端节点的设计上,尤其是与协调器节点的联网以及数据的采集和发送。最后,对该方案进行了分析和总结,指出了它的创新性、实用性和优势所在,当然也包含了它的不足和需要改进的地方,并对接下来的工作进行了展望。     

基于虚拟现实的防空导弹杀伤效果仿真

为真实再现防空导弹遭遇目标时的情景,模拟引信起爆战斗部及其配合情况,表现导弹战斗部破片对目标的覆盖程度,显示破片命中目标的位置和毁伤情况,统计命中目标的破片数,在建立弹目运动、引战配合、目标易损性、破片弹道飞散、命中目标的破片数目等数学模型的基础上,应用场景生成、实体模型建立、环境集成、碰撞检测等技术,创建出接近真实试验环境的三维虚拟世界,实现了导弹对目标杀伤效果的虚拟仿真,从而改进了导弹试验结果分析和评定方法,提高了工作效率.     

航天器任务调度模型、算法与通用求解技术综述

针对航天器任务调度大规模、复杂化的新常态和灵活组网、快速响应的新要求, 综述了航天器任务调度模型、算法与通用求解技术的发展现状. 首先, 基于遥感卫星、中继通信卫星、导航卫星和航天测控等航天器任务, 从任务排序模型和时间窗口分配模型两个角度出发, 揭示了不同航天器任务调度模型的决策形式和共性特征, 阐明提升模型兼容性、适用性的必要性. 其次, 基于启发式算法、精确求解算法和元启发式算法, 探讨了航天器任务调度算法的适用模型与编码特色, 指明“算法?模型”解耦、算法深度融合的重要性. 在此基础上, 介绍了CPLEX、STK/Scheduler、Europa2和“高景一号”任务调度分系统等航天器任务调度通用求解技术的模型、算法与主要功能, 说明我国自主研发通用求解技术的必要性和新的应用思路. 最后, 指出了开发航天器任务调度统一化建模语言、打造算法库与测试集等未来航天器任务调度研究的新方向.     

Recently Research Progresses in Detecting Surface Soil Freeze-thaw Cycles with Passive Microwave Remote Sensing

Surface soil freeze-thaw processes affect the energy and water exchange between the land surface and the atmosphere,hydrological cycle process and ecological system activity.It is obviously important to study the spatial distribution and temporal dynamics of surface soil freeze-thaw cycle,frozen depth,transition water content by the remote sensing technology,and their influences on and feedback with climate change.With the implementation of the SMOS and SMAP satellite projects,the L-band,with lower frequency,deeper penetration depth and stronger dielectric sensitivity,can be used to not only monitor the surface freeze-thaw cycles,but also to estimate the soil frozen depth,frozen velocity and phas-|change water content.Compared with the widely used C,X,Ku and Ka bands,L-band has a wider application potential.As a supplement,this paper reviewed soil freeze-thaw cycle with passive microwave remote sensing,including observation principle and advantage of L band,newly improved and developed algorithms,passive radiometers and so on,particularly focusing on the development and potential of the L-band.     

海云创新试验环境管控与服务系统总体设计

资源管控与服务系统是海云创新试验环境的神经中枢和纽带.本文提出创新试验环境管控与服务系统的总体架构、协议与标准,指导创新试验环境的设计与实现.在此基础上开展系统的框架和功能设计,研究资源管理控制技术、试验服务技术、测量及联邦技术,实现试验环境的动态集成、管理与实时监控、试验活动的自适应资源分配与运行调度、试验过程的多维多粒度、全程全息测量等,从而为试验用户提供可管可控可测的综合试验服务与开发环境,提供公共资源与服务,动态集成、演示和评估专项研发成果,交互式地支撑专项创新工作.     

数字孪生: 跨界赋能于多领域智能的新应用

随着大数据、5G、人工智能、CPS、云计算、物联网技术的发展与交叉融合, 使得世界朝着数字化、智能化方向发展. 数字孪生是以物理实体为原型建立多维虚拟模型, 通过安装在物理本体上的传感器实时反馈数据, 并结合以往的历史数据和人工智能技术, 最后利用软件分析并呈现. 由于数字孪生技术能与多个先进理念, 如: 工业4.0、航空航天、智慧城市、智慧医疗等良好的融合并应用, 这使其成为多个行业的热门研究方向与主要驱动技术, 在各行各业都有很大的发展空间. 本文首先阐述了数字孪生技术的基本概念, 梳理了数字孪生技术的发展脉络, 进一步理清了数字孪生技术与CPS技术之间的关系, 并介绍了数字孪生技术的研究现状. 其次, 介绍了数字孪生的关键技术即多维多尺度建模, 孪生数据管理和虚拟呈现. 最后, 探讨了数字孪生技术在智慧工厂领域、智慧城市领域、孪生医疗领域、航空航天领域的应用发展和方向, 并从方案、特点、关键技术等角度介绍了本研究团队在智慧工厂领域对原稳加热炉设备的数字孪生应用案例.     

列车动力学模型时变环境参数自适应辨识

考虑列车制动性能与制动距离对列车安全的重要影响, 分析了列车运行的动力学特性, 构建了列车离散化制动模型,并针对影响列车制动性能的关键参数 — 钢轨粘着系数难以直接观测、随钢轨环境变化的特点, 提出基于滑动窗口与最大期望理论的轮轨粘着系数在线辨识算法. 首先, 依据数据特征确定滑动窗口位置与窗口尺寸; 然后, 构造列车动力学模型参数的条件数学期望, 并结合粒子滤波与粒子平滑算法以及贝叶斯理论, 估计预设模型参数下的列车运行状态; 在此基础上, 分析粘着系数的后验概率, 并极大化条件数学期望对模型参数预设进行优化更新, 进而实现模型真实参数的逐步逼近. 最后, 考虑雪地、隧道等场景下的粘着系数变化, 对本文方法进行了仿真验证, 并数值分析了粘着系数对制动距离的影响. 仿真结果表明本文算法可快速、准确地对粘着系数进行实时辨识, 掌握轮轨间实时粘着状态.     

GPS/SINS/偏振光组合导航的模糊控制算法研究

针对在组合导航中扩展卡尔曼滤波器(EKF)会发散的问题,采用了一种基于模糊控制的自适应卡尔曼滤波算法(FAKF)方法,通过模糊控制器来计算指数加权因子,实时对量测噪声的大小进行调整,保证滤波精度,有效抑制滤波过程的发散问题;针对GPS无法提供姿态角进行组合解算的情况,使用偏振光与SINS的组合进行姿态解算;通过对GPS/SINS/偏振光组合导航系统进行仿真,将基于模糊控制的自适应卡尔曼滤波算法(FAKF)和扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行对比验证,东、北、天向位置上分别提升精度56.81%、65.17%、45.99%,东、北、天向速度上分别提升精度46.99%、54.01%、43.82%,俯仰角、航向角分别提升精度58.01%、53.58%,验证了该方法的优势。     

数字孪生水网(杭嘉湖平原)综合应用研究

嘉兴市位于太湖流域下游杭嘉湖平原,针对区域内水情多变、洪涝多发、水资源供需矛盾突出等问题,为加强洪涝灾害风险防控,强化水资源监管,优化水资源利用,开展数字孪生平原水网综合应用研究,通过模型分析、功能调用、服务调用、数据融合共享等方式,对雨水情监测、水利工程管理、防汛形势研判、联合调度等模块进行集成, 实现对全域水灾害、水环境的预报预警和预演预案功能。系统运行结果有效提高区域内水灾害监控和态势分析能力,加强洪水风险的统筹管控,增强市、区、县水利工程的协同调度能力。实现由经验防御到智慧防御的转变,最大化地发挥水利工程的排涝调度效益,提升区域整体的防洪排涝和水环境改善能力。研究具有平原区河网数字化改革建设的典型性、代表性,可为全国水利数字化改革提供可复制、参考的经验。