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基于Matrix Core的高性能多维FFT设计与优化 被引量：1
1
作者 陆璐 祝松祥 +2 位作者 田卿燕 林海山 郭逸劼 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期20-30,共11页
快速傅里叶变换(FFT)算法广泛应用于科学计算等领域。为了充分挖掘图形处理器(GPU)的计算能力并进一步提高FFT的计算效率,该文针对矩阵形式的Stockham FFT,提出了一种基于Matrix Core的高性能多维FFT计算方案。在计算优化方面,该方案利... 快速傅里叶变换(FFT)算法广泛应用于科学计算等领域。为了充分挖掘图形处理器(GPU)的计算能力并进一步提高FFT的计算效率,该文针对矩阵形式的Stockham FFT,提出了一种基于Matrix Core的高性能多维FFT计算方案。在计算优化方面,该方案利用Matrix Core加速FFT计算中的矩阵乘运算,同时通过编译器内部指令完成小粒度的矩阵乘加,使得Matrix Core支持更多尺寸的FFT计算。在内存优化方面,该方案使用2层迭代策略,以充分利用共享内存,减少与全局内存的数据交换;根据Matrix Core的矩阵数据在各个线程寄存器中的分布规律,直接在寄存器上完成FFT计算中大量存在的矩阵逐元素乘操作;通过对共享内存中的数据进行重排来缓解存储体冲突,并采用双缓冲策略缓解访存瓶颈。该文还提出了高效的矩阵转置策略,以加速多维FFT计算。在AMD MI250 GPU平台上将该方案与GPU上主流的高性能FFT计算库rocFFT和VkFFT进行了比较实验,结果表明:该方案在AMD MI250上的1维、2维和3维FFT平均计算效率均优于rocFFT和VkFFT,3维FFT的平均计算效率为rocFFT的1.5倍,为VkFFT的2.0倍,具有较好的性能提升;mcFFT的计算精度与rocFFT和VkFFT保持在相同水平。 展开更多
关键词 图形处理器 Matrix Core 快速傅里叶变换 矩阵乘法
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面向工业互联网的语义编码传输方法及应用
2
作者 牛凯 鲁延鹏 董超 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS 北大核心 2025年第1期51-60,共10页
通过将语义通信技术引入工业网络,构建了一个面向工业互联网的语义编码传输系统。系统中设计了语义编解码器以提取信源中的语义信息,相对于传统通信系统,基于语义信息的通信有更高的信息压缩效率与更高的符号差错容忍能力。同时引入信... 通过将语义通信技术引入工业网络,构建了一个面向工业互联网的语义编码传输系统。系统中设计了语义编解码器以提取信源中的语义信息,相对于传统通信系统,基于语义信息的通信有更高的信息压缩效率与更高的符号差错容忍能力。同时引入信源信道联合编解码器,以信源信道联合编码的方式将语义信息转化为信道符号传输,进一步提升系统对工业网络通信资源的利用效率。所有编解码器均构建在深度神经网络架构Transformer上,确保了编解码器对语义信息的理解能力及系统的泛化能力。在工业药品生产场景中,对该系统进行测试,结果显示:相较于传统通信方案,该语义编码传输系统在图像重建质量和传输处理速度方面均有显著提升。且系统对下游任务的性能影响极小,保证了工业生产中如缺陷检测等关键任务的准确性。 展开更多
关键词 工业互联网 数据压缩与传输 语义通信 深度学习
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移动群智感知中基于纳什讨价还价博弈的多任务分配策略
3
作者 李丽 钟晓雄 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第4期1191-1197,共7页
在移动群智感知网络多个并发任务的情况下,如何根据用户资源以及任务的质量需求实现多任务的有效分配问题,利用纳什议价解模型在资源分配方面的优势,提出了一种基于纳什议价解的多任务分配策略。该策略将多个用户对多个任务根据不同目... 在移动群智感知网络多个并发任务的情况下,如何根据用户资源以及任务的质量需求实现多任务的有效分配问题,利用纳什议价解模型在资源分配方面的优势,提出了一种基于纳什议价解的多任务分配策略。该策略将多个用户对多个任务根据不同目标以及质量需求的选择问题映射为一个多方纳什议价博弈模型,并采用空间距离的方法有效求得此多方纳什议价博弈的最优解。感知平台根据此解对多个任务进行统一分配,将每个任务分配给最适合的用户去执行。该策略可以实现用户整体得益的最大化,在保障数据质量的同时,减少同一任务执行用户的数目,有效降低感知平台的激励成本。实验结果表明,所提策略比现有任务分配策略具有更好的整体效用与任务质量满意度。 展开更多
关键词 移动群智感知 纳什讨价还价模型 任务质量 任务分配 空间距离
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一种基于路径表示和预训练模型的软件漏洞检测方法
4
作者 陆璐 万童 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期56-65,共10页
软件漏洞是导致计算机系统安全性受损的关键薄弱环节,易于被攻击者利用来实施非法操控,从而导致数据泄露、系统崩溃甚至更严重的安全事故。因此,如何精准、高效地检测软件漏洞已经成为计算机安全领域的核心研究课题。现有的基于深度学... 软件漏洞是导致计算机系统安全性受损的关键薄弱环节,易于被攻击者利用来实施非法操控,从而导致数据泄露、系统崩溃甚至更严重的安全事故。因此,如何精准、高效地检测软件漏洞已经成为计算机安全领域的核心研究课题。现有的基于深度学习的漏洞检测方法已取得一定进展,但大多受限于单一代码表示,无法全面反映代码语义与结构信息间的互补性。鉴于此,该文创新性地提出了一种基于路径表示和预训练代码模型的漏洞检测方法(简称VDPPM),以有效提升代码语义解析能力和漏洞检测精度。该方法集成了从抽象语法树、控制流图和程序依赖图抽取的路径表示,并借助对比学习框架SimCSE优化后得到的SimCodeBERT模型来增强模型对漏洞特征的捕捉能力。实验中,首先从源代码中提取3种代码表示,并从这些表示中提取路径表示来构建语料库以训练Doc2vec模型,形成通用嵌入模型,将路径序列转化为向量表示。在此基础上,融入预训练的CodeBERT模型,将其在对比学习框架下进行训练,以更精准地捕捉代码深层次语义特征。最后,通过融合Doc2vec和SimCodeBERT模型生成的向量来构建高质量的代码表示以完成漏洞检测。实验结果表明,在多个公开的漏洞检测基准数据集中,VDPPM的性能优于目前的主流方法,在漏洞检测任务上的多个指标有显著提高,证明了该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 软件漏洞 漏洞检测 路径表示 预训练 对比学习
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基于无人机三维网络分析的城中村社区低空配送研究
5
作者 张纯 梁凯轩 +2 位作者 陈梦珂 潘天鹭 吴文坤 《西部人居环境学刊》 北大核心 2025年第3期41-48,共8页
无人机在城市空间中广泛应用于地理测绘、空域物流等领域,对提升城市生活品质具有重要意义。研究其三维路径可优化配送效率与应用场景。目前,针对城市复杂地区无人机配送路径与服务区的研究较少。本研究以深圳城中村为例,采用三维网络... 无人机在城市空间中广泛应用于地理测绘、空域物流等领域,对提升城市生活品质具有重要意义。研究其三维路径可优化配送效率与应用场景。目前,针对城市复杂地区无人机配送路径与服务区的研究较少。本研究以深圳城中村为例,采用三维网络分析法,结合无人机倾斜摄影、实景建模及ArcGIS Pro平台网络分析模型,探究低空经济下无人机的三维网络分析与服务分区技术。首先,利用无人机倾斜摄影构建实景三维模型,识别城市形态要素,建立可分析模型。其次,基于城市形态要素生成避让路线,分析最短、最优三维路径。最后,结合社区社会经济属性,确定合理飞行距离与时间,精确评估服务覆盖范围与需求。本研究为无人机路径规划及低空经济发展提供技术支持与借鉴。 展开更多
关键词 无人机 低空经济 三维网络分析 路径规划 城中村
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联邦学习通信效率研究综述 被引量：3
6
作者 郑剑文 刘波 +1 位作者 林伟伟 谢家晨 《计算机科学》 北大核心 2025年第2期1-7,共7页
作为一种分布式机器学习范式,联邦学习(Federated Learning,FL)旨在在保护数据隐私的前提下,实现在多方数据上共同训练机器学习模型。在实际应用中,FL在每轮迭代中需要大量的通信来传输模型参数和梯度更新,从而提高通信效率,这是FL面临... 作为一种分布式机器学习范式,联邦学习(Federated Learning,FL)旨在在保护数据隐私的前提下,实现在多方数据上共同训练机器学习模型。在实际应用中,FL在每轮迭代中需要大量的通信来传输模型参数和梯度更新,从而提高通信效率,这是FL面临的一个重要挑战。文中主要介绍了FL中通信效率的重要性,并依据不同的侧重点将现有FL通信效率的研究分为客户端选择、模型压缩、网络拓扑重构以及多种技术结合等方法。在现有的FL通信效率研究的基础上,归纳并总结出通信效率在FL发展中面临的困难与挑战,探索FL通信效率未来的研究方向。 展开更多
关键词 联邦学习 通信效率 客户端选择 模型压缩 网络拓扑重构
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面向分布式超导量子计算架构的量子线路映射 被引量：1
7
作者 朱鹏程 卫丽华 +3 位作者 冯世光 周祥臻 郑盛根 管致锦 《软件学报》 北大核心 2025年第5期2381-2400,共20页
近年来,超导量子互连技术的研究取得了重要进展,这为构建分布式超导量子计算架构提供了有效途径.分布式超导架构在网络拓扑、量子比特连通性、以及量子态传输协议等方面对量子线路的执行施加了严格约束.为在分布式架构上调度和执行量子... 近年来,超导量子互连技术的研究取得了重要进展,这为构建分布式超导量子计算架构提供了有效途径.分布式超导架构在网络拓扑、量子比特连通性、以及量子态传输协议等方面对量子线路的执行施加了严格约束.为在分布式架构上调度和执行量子线路,需要通过专门的映射工序对量子线路进行适配底层架构的变换,并将变换后的线路交由网络中多个QPU(quantum processing unit)协同运行.分布式量子线路映射需向原始线路插入辅助的量子态移动操作,这些操作(尤其是QPU间量子态移动操作)具有较高的错误率.因此,减少映射所需的量子态移动操作数对于保证分布式计算的成功率至关重要.基于超导量子互连技术和超导QPU的技术特征构建一种抽象的分布式量子计算模型,并基于该抽象模型提出一种分布式量子线路映射方法,该方法由量子比特分布式映射和量子态路由两个核心模块组成,前者以量子态路由开销为代价函数,通过局部寻优和模拟退火相结合的策略生成近最优的初始映射;后者根据量子门执行的不同情形构建多个启发式量子态路由策略,并通过灵活应用这些策略最小化插入的量子态移动操作数.所构建的分布式抽象模型屏蔽了底层架构中和量子线路映射无关的物理细节,这使得基于该模型的映射方法可适用于一类分布式超导架构而非某个特定架构.另外,所提方法可作为辅助工具参与分布式网络拓扑结构的设计和评价.实验结果表明,所提算法可以有效降低映射所需的QPU内量子态移动操作(即SWAP门)数和QPU间量子态移动操作(即ST门)数.相较已有算法,在所有基准线路上平均减少69.69%的SWAP门和85.88%的ST门,且时间开销和已有算法接近. 展开更多
关键词 超导量子计算 量子网络 分布式计算 量子处理器 量子线路映射
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数模混合交织调制的电力通信专网研究 被引量：1
8
作者 张俊 徐翔 +1 位作者 芮文君 胡卫生 《电信科学》 北大核心 2025年第1期174-183,共10页
电力系统通信网是确保电网安全、稳定、经济运行的重要组成部分。电力专网中主要采用光纤传输系统,尽管该系统能提供较大的传输带宽,但仍存在信噪比提升的瓶颈。基于此,提出一种数字模拟混合交织调制的传输方案,在发射端,将原始波形拆... 电力系统通信网是确保电网安全、稳定、经济运行的重要组成部分。电力专网中主要采用光纤传输系统,尽管该系统能提供较大的传输带宽,但仍存在信噪比提升的瓶颈。基于此,提出一种数字模拟混合交织调制的传输方案,在发射端,将原始波形拆分成离散的数字部分和连续的模拟部分,并进行复用传输。在接收端,通过取整运算移除数字部分的链路噪声,同时利用模拟部分的线性组合提升频谱效率。在此基础上,通过同相和正交分量的时域交织降低峰均功率比,从而在峰值功率受限的条件下提升有效信噪比。在直接检测系统实验中,经过1 km标准单模光纤直接检测传输后,68 GBd数字模拟混合交织调制信号的恢复信噪比能够达到33.0 dB,可支持17 GHz带宽的1 024进制正交幅度调制(1 024-ary quadrature amplitude modulation,1 024-QAM)信号接入,实现170 Gbit/s的比特率,以及1 Tbit/s的通用公共射频接口等效速率。仿真和实验结果表明,与传统调制方案相比,所提出的交织型数字模拟混合方案具有信噪比增益,为低成本、大带宽、高保真的电力专网提供了一个可行的解决方案。 展开更多
关键词 电力通信 交织型数字模拟混合调制 直接检测 信噪比
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网络拓扑混淆技术综述
9
作者 黄春娇 张宇 +1 位作者 史建焘 朱国普 《信息安全研究》 北大核心 2025年第4期296-303,共8页
链路洪泛攻击是一种利用网络拓扑发现的新型分布式拒绝服务攻击.网络拓扑混淆是一种有效对抗该攻击的防御措施,旨在攻击发生前提供主动保护.相关研究在近10年来不断取得进展,针对不同场景提出了各种拓扑混淆解决方案.全面回顾了这些技术... 链路洪泛攻击是一种利用网络拓扑发现的新型分布式拒绝服务攻击.网络拓扑混淆是一种有效对抗该攻击的防御措施,旨在攻击发生前提供主动保护.相关研究在近10年来不断取得进展,针对不同场景提出了各种拓扑混淆解决方案.全面回顾了这些技术.首先,概述了网络拓扑发现中的基本原理和拓扑泄露风险;其次,定义了网络拓扑混淆并提出了一个主动防御模型,然后将技术分为数据包修改、诱饵陷阱、路由变异和度量伪造方案;最后,对当前主流的混淆技术进行了综合比较. 展开更多
关键词 链路洪泛攻击 网络拓扑混淆 主动防御 欺骗防御 拓扑泄露风险
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基于贝叶斯超参数优化的BiLSTM模型DGA域名生成方法
10
作者 李博文 乔延臣 +3 位作者 王继刚 陆柯羽 张宇 张伟哲 《信息安全研究》 北大核心 2025年第10期950-959,共10页
近年来,域名生成算法(domain generation algorithm,DGA)在网络攻击中被广泛使用,为恶意软件通信动态生成大量随机域名,给安全防御带来严峻挑战.随着DGA结构日益复杂,传统依赖手动提取特征的域名分类方法难以及时适配新型变种;而基于生... 近年来,域名生成算法(domain generation algorithm,DGA)在网络攻击中被广泛使用,为恶意软件通信动态生成大量随机域名,给安全防御带来严峻挑战.随着DGA结构日益复杂,传统依赖手动提取特征的域名分类方法难以及时适配新型变种;而基于生成的深度模型虽然能从数据分布中自动捕捉潜在规律,却常因参数规模庞大与调参难度高而无法在面对多样化DGA时保持稳定表现.为了应对这一挑战,提出了一种基于贝叶斯超参数优化(Bayesian hyperparameter optimization,Bayesian HPO)的双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)模型的DGA域名生成方法,预测并生成用于僵尸网络中恶意行为的拦截DGA域名黑名单.贝叶斯超参数优化技术通过自动调优关键超参数显著减轻了人工干预与训练成本,并提升了模型对不同DGA的鲁棒性与泛化能力.实验结果表明,该方法在多种DGA域名上均展现了优秀的生成准确率,可以为网络安全提供一种主动、防御前移的新思路. 展开更多
关键词 域名生成算法 双向长短期记忆网络 贝叶斯超参数优化 DGA域名生成 网络安全
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PKI技术研究与进展
11
作者 张宾 张宇 +3 位作者 张伟哲 乔延臣 刘翔 刘鹏辉 《软件学报》 北大核心 2025年第6期2875-2899,共25页
PKI系统是目前用户进行安全访问基础资源的重要设施,通过公共的第三方认证来保障用户访问资源的安全.随着PKI技术的逐步部署应用,各类在部署应用中的安全问题也随之而来,攻击者可以通过攻击PKI系统窃取用户信息和破坏用户访问.从PKI的... PKI系统是目前用户进行安全访问基础资源的重要设施,通过公共的第三方认证来保障用户访问资源的安全.随着PKI技术的逐步部署应用,各类在部署应用中的安全问题也随之而来,攻击者可以通过攻击PKI系统窃取用户信息和破坏用户访问.从PKI的基本工作原理出发,全面介绍PKI系统在实际部署应用中涉及的各个要素,包括PKI架构、工作流程、证书、证书链、证书撤销、CI日志服务.在PKI基本工作原理的基础上,重点从PKI系统安全角度全面梳理和总结PKI系统工作过程中面临的安全问题,包括PKI系统应用过程中面临的运营风险和技术风险、PKI系统的测量、风险检测及各类PKI系统的风险防范技术,并对未来PKI领域的研究方向进行展望. 展开更多
关键词 公钥基础设施 公钥基础设施安全 证书 证书透明度
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深圳气象梯度塔闪电电流观测及统计特征
12
作者 王绍阳 陈明理 +3 位作者 邱宗旭 庄红波 高彦 黄润权 《应用气象学报》 北大核心 2025年第5期572-584,共13页
自2016年,深圳市国家气候观象台和香港理工大学雷电物理研究团队在深圳石岩气象观测基地依托气象观测梯度塔联合开展多次闪电野外综合观测试验。通过部署雷电流采集器、高速摄像机、全天空相机等设备,截至2023年底,共观测塔顶自然接闪... 自2016年,深圳市国家气候观象台和香港理工大学雷电物理研究团队在深圳石岩气象观测基地依托气象观测梯度塔联合开展多次闪电野外综合观测试验。通过部署雷电流采集器、高速摄像机、全天空相机等设备,截至2023年底,共观测塔顶自然接闪或上行先导事件89次。其中,雷电流采集器成功记录38次,包括26次首次回击和19次继后回击,所有回击均为负极性。统计结果显示:首次回击与继后回击的中位峰值电流分别为61 kA和32 kA,约为其他地区观测值的2倍;最大电流变化率中位数分别为88 kA·μs^(-1)和258 kA·μs^(-1),较以往报道偏高3~5倍,且在滤除上升沿振荡后仍约为其他报道的2倍。此外,2019—2020年观测系统中增加了抗冲击前置放大器,使雷电流测量下限降至20 mA,并首次在上行先导发生前的372 ms捕捉到电晕放电电流脉冲,为研究闪电放电初始过程提供了重要数据支持。同时,24次事件同步获得电流与高速光学成像数据,个例分析表明光辐射强度与雷电流变化具有一致性。 展开更多
关键词 闪电 高塔 雷电流 测量 高速摄像
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ECG-QGAN:基于量子生成对抗网络的心电图生成式信息系统
13
作者 瞿治国 陈韦龙 +2 位作者 孙乐 刘文杰 张彦春 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第7期1622-1638,共17页
据统计,我国心血管疾病患病人数约达3.3亿,每年因为心血管疾病死亡的人数占总死亡人数的40%.在这种背景下,心脏病辅助诊断系统的发展显得尤为重要,但其开发受限于缺乏不含患者隐私信息和由医疗专家标注的大量心电图(electrocardiogram,E... 据统计,我国心血管疾病患病人数约达3.3亿,每年因为心血管疾病死亡的人数占总死亡人数的40%.在这种背景下,心脏病辅助诊断系统的发展显得尤为重要,但其开发受限于缺乏不含患者隐私信息和由医疗专家标注的大量心电图(electrocardiogram,ECG)临床数据.作为一门新兴学科,量子计算可通过利用量子叠加和纠缠特性,能够探索更大、更复杂的状态空间,进而有利于生成同临床数据一样的高质量和多样化的ECG数据.为此,提出了一种基于量子生成对抗网络(QGAN)的ECG生成式信息系统,简称ECG-QGAN.其中QGAN由量子双向门控循环单元(quantum bidirectional gated recurrent unit,QBiGRU)和量子卷积神经网络(quantum convolutional neural network,QCNN)组成.该系统利用量子的纠缠特性提高生成能力,以生成与现有临床数据一致的ECG数据,从而可以保留心脏病患者的心跳特征.该系统的生成器和判别器分别采用QBiGRU和QCNN,并应用了基于矩阵乘积状态(matrix product state,MPS)和树形张量网络(tree tensor network,TTN)所设计的变分量子电路(variational quantum circuit,VQC),可以使该系统在较少的量子资源下更高效地捕捉ECG数据信息,生成合格的ECG数据.此外,该系统应用了量子Dropout技术,以避免训练过程中出现过拟合问题.最后,实验结果表明,与其他生成ECG数据的模型相比,ECG-QGAN生成的ECG数据具有更高的平均分类准确率.同时它在量子位数量和电路深度方面对当前噪声较大的中尺度量子(noise intermediate scale quantum,NISQ)计算机是友好的. 展开更多
关键词 生成式信息系统 心电图 量子生成对抗网络 量子双向门控循环单元 量子卷积神经网络
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迈向“光载信息”时代
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作者 李嘉荣 丁文伯 +3 位作者 杨昉 董宇涵 宋健 张晓平 《电信科学》 北大核心 2025年第8期1-21,共21页
光载信息指利用光(光子)而非电(电子)进行通信、感知、计算和显示,其具有低功耗、大带宽、高速率、高抗干扰性和高安全性等优势。基于此,探讨了光载信息技术的核心组成,包括材料、器件、子系统及应用。首先,介绍其基本概念、发展历程及... 光载信息指利用光(光子)而非电(电子)进行通信、感知、计算和显示,其具有低功耗、大带宽、高速率、高抗干扰性和高安全性等优势。基于此,探讨了光载信息技术的核心组成,包括材料、器件、子系统及应用。首先,介绍其基本概念、发展历程及行业现状。接着,分析光载信息材料的分类及其在器件中的应用要求。随后,阐述关键器件如发射器、光传感器、显示器件及关键芯片,探讨器件间的融合与协同。最后,总结光载信息子系统的集成与应用,重点介绍无线光通信、光感知、光计算和光场显示等方向,并列举6G通信、智慧城市和智能制造等典型应用。未来,光载信息技术将在更广泛领域发挥重要作用。 展开更多
关键词 光载信息 光通信 光感知 光计算 光显示
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基于张力信号的深海网箱网纲损伤监测方法
15
作者 杨孟婕 任浩杰 +2 位作者 任浩 许玉旺 张萌萌 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第4期550-560,共11页
网衣系统是深远海大型网箱的重要组成部分,网纲线结构作为网衣系统的骨架,承担着网衣系统主要水动力载荷,针对其健康状态的监测至关重要.围绕网纲结构实时性损伤监测问题,构建网纲结构有限元数值模型,对比分析网纲完整及损伤状态下力学... 网衣系统是深远海大型网箱的重要组成部分,网纲线结构作为网衣系统的骨架,承担着网衣系统主要水动力载荷,针对其健康状态的监测至关重要.围绕网纲结构实时性损伤监测问题,构建网纲结构有限元数值模型,对比分析网纲完整及损伤状态下力学特性.结果表明:网纲发生破断损伤时,破损网纲线端部张力载荷急剧下降,相邻网纲线端部张力载荷则出现放大现象.基于这一张力载荷突变及破损网纲对无破损网纲载荷影响特征,定义了网纲张力相关系数、总影响值以及张力变化系数3个损伤识别参数,建立了基于网纲张力信号的实时损伤监测方法.该方法由张力变化系数出现极值阶跃判定网纲线破断编号,并由张力变化系数值与端部距破损位置距离成正比的规律确定破断网纲具体断裂位置.研究工作可实现实时网纲结构损伤监测,对深海养殖网箱的健康运维提供有益帮助. 展开更多
关键词 深海网箱 损伤监测 张力 相关系数
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基于向量转换的卷积计算优化方法
16
作者 王培吉 邹承明 《计算机工程》 北大核心 2025年第6期74-82,共9页
针对卷积计算中的效率问题,提出卷积计算优化方法OAC。该研究的主要目的在于提高卷积计算的效率,以应对深度学习领域对卷积计算速度不断增大的需求。在该技术实现过程中,OAC方法以向量转换为基础,采取一系列巧妙的步骤来优化卷积计算。... 针对卷积计算中的效率问题,提出卷积计算优化方法OAC。该研究的主要目的在于提高卷积计算的效率,以应对深度学习领域对卷积计算速度不断增大的需求。在该技术实现过程中,OAC方法以向量转换为基础,采取一系列巧妙的步骤来优化卷积计算。首先,通过逐行取值的方式将输入矩阵连接成一个向量;然后,对卷积核进行拉伸变换,并根据输入矩阵的宽度和卷积核的大小在适当位置进行补零,形成另一个向量,这一转换的设计旨在和输入矩阵转换后的向量能够进行正确计算,最大程度地减少计算过程中的冗余操作,从而提高效率;最后,结合一些其他的优化手段对向量计算进行加速。实验结果表明,与传统MEC方法相比,OAC方法的计算速度提高了58.9%,与im2col方法相比,计算速度提升90.1%,内存占用相比于MEC方法减少了53.7%。OAC方法不仅在计算效率上取得了显著成果,而且为深度学习等计算任务提供了高效可行的解决方案。 展开更多
关键词 深度学习 卷积计算 卷积优化 向量转换 加速库
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木星借力飞行过程误差演化分析
17
作者 曹知远 齐毅 乔栋 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期673-687,共15页
针对天体借力飞行中的误差传播,以木星借力为例,应用高阶泰勒多项式研究轨道状态误差在天体借力飞行过程中的传播规律。首先,给出天体借力飞行动力学模型和参考轨迹。随后,利用集成微分代数和多项式代数的Jet Transport方法,推导参考轨... 针对天体借力飞行中的误差传播,以木星借力为例,应用高阶泰勒多项式研究轨道状态误差在天体借力飞行过程中的传播规律。首先,给出天体借力飞行动力学模型和参考轨迹。随后,利用集成微分代数和多项式代数的Jet Transport方法,推导参考轨迹中天体借力飞行状态误差的泰勒展开式。基于解析的误差泰勒展开式分析初始速度误差对天体借力飞行中木心轨道状态的作用。最后,研究天体借力飞行过程中不同时刻参考轨迹上速度扰动对天体借力飞行后日心轨道比能量的影响。研究表明,借力飞行过程中,木心位置矢量和速度矢量误差包络在传播过程中均具有“球体-扁椭球体-碟状”的演化形式,但两者误差包络经过近心点时发散趋势差异显著;针对不同时刻参考轨迹上的速度扰动,天体借力飞行末端轨道比能量的最敏感方向始终偏离速度方向指向木心一侧,敏感度在天体借力飞行刚开始阶段最大,在近木点之后具有一个较小的极大值。研究揭示了轨道状态不确定性在天体借力飞行过程中的传播规律,明晰了天体借力飞行对状态误差的放大效应以及误差敏感度。 展开更多
关键词 误差演化 天体借力飞行 微分代数 太阳系边际探测
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模分复用系统中模式轮循策略的对比研究
18
作者 高天宇 王彦泽 +2 位作者 刘亚平 杨志群 张林 《光通信研究》 北大核心 2025年第1期8-12,共5页
【目的】模分复用技术是突破单模光纤传输系统容量极限的关键技术。在少模光纤链路中,随着传输距离的增大,模间色散导致的脉冲展宽使接收端多输入多输出算法的复杂度变高,这是限制模分复用系统实现长距传输的重要原因之一。而应用模式... 【目的】模分复用技术是突破单模光纤传输系统容量极限的关键技术。在少模光纤链路中,随着传输距离的增大,模间色散导致的脉冲展宽使接收端多输入多输出算法的复杂度变高,这是限制模分复用系统实现长距传输的重要原因之一。而应用模式轮循方法能够有效压缩脉冲展宽,减小模式相关损耗,是目前实现长距离大容量模分复用系统传输的主流技术路径。但模式轮循策略数量众多,性能存在差异,探究更适用于长距大容量模分复用系统的模式轮循策略成为亟待解决的难题。【方法】文章提出了一种模式轮循策略匹配光纤群时延排布的设计思路,设计了配合群时延对称型少模光纤使用的对称模式轮循(MFMP)策略。通过仿真平台建模,分析了文章所提MFMP模分复用系统传输性能,并进行了6模复用传输系统实验验证。【结果】文章基于MFMP策略,使用28 GBaud正交相移键控信号,结合群时延对称型少模光纤,开展了822 km的6模实验传输。在616 km处,与传统依次模式轮循(CMP)和模群轮循(CMGP)策略相比,信号的脉冲展宽分别压缩了37%和6%,Q值分别提升了3.0和0.4 dB。【结论】文章所提MFMP策略能够有效压缩脉冲展宽,提高系统传输Q值,通过仿真和实验分别验证了其性能优于传统的2类轮循策略,该工作为实现基于模式轮循的长距大容量模分复用传输提供了理论依据和实验指导。 展开更多
关键词 模分复用 少模光纤 模式轮循
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基于空间调制的可见光通信CSK设计方案
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作者 李宗艳 孙政 +4 位作者 高寒 王洪梅 马帅 宋金玲 李世银 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第10期2213-2220,共8页
为了提升色移键控(CSK)调制可见光通信系统的传输质量,提出2种基于空间调制(SM)的CSK设计方案.基于三维光强度空间将CSK符号坐标的取值扩展为双极性信号;引入SM,将扩展CSK符号转换为单极性信号以适于在光强度上传输.基于三角划分CSK符... 为了提升色移键控(CSK)调制可见光通信系统的传输质量,提出2种基于空间调制(SM)的CSK设计方案.基于三维光强度空间将CSK符号坐标的取值扩展为双极性信号;引入SM,将扩展CSK符号转换为单极性信号以适于在光强度上传输.基于三角划分CSK符号集设计符号子集划分准则,在恒定光强度和白光约束下,以最大化CSK符号的最小欧式距离(MED)为目标函数,提出恒定强度面的SM-CSK设计方案(CIP-SM-CSK).为了进一步增大MED,提出多球面(MSP)的SM-CSK设计方案(MSP-SM-CSK),使用顺序二次规划算法进行优化问题的求解.进行CSK方案的MED计算分析,仿真结果表明:相比现有CSK方案,所提方案极大改善了可见光通信系统的误比特率. 展开更多
关键词 可见光通信 色移键控(CSK)调制 空间调制 最小欧式距离 误比特率
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基于时间卷积神经架构搜索的复杂动作识别
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作者 任鹏真 梁小丹 +2 位作者 常晓军 赵子莹 肖云 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第8期1862-1874,共13页
在视频的复杂动作识别领域中,模型的结构设计对其最终的性能起着至关重要的作用.然而,人工设计的网络结构往往严重依赖于研究人员的知识和经验.因此,神经架构搜索(neural architecture search,NAS)因其自动化的网络结构设计在图像处理... 在视频的复杂动作识别领域中,模型的结构设计对其最终的性能起着至关重要的作用.然而,人工设计的网络结构往往严重依赖于研究人员的知识和经验.因此,神经架构搜索(neural architecture search,NAS)因其自动化的网络结构设计在图像处理领域受到研究人员的广泛关注.当前,神经架构搜索已经在图像领域获得了巨大的发展,一些NAS方法甚至将模型自动化设计所需的GPU天数减少到了个位数,并且其搜索的模型结构表现出了强大的竞争潜力,这鼓励将自动化模型结构设计拓展到视频领域.但它面临2个严峻的挑战:1)如何尽可能捕获视频中的长程上下文时间关联;2)如何尽可能降低3D卷积所带来的计算激增的问题.为了应对上述挑战,提出了一个基于时间卷积的神经架构搜索复杂动作识别(neural architecture search on temporal convolutions for complex action recognition,NAS-TC)模型.具体地,NAS-TC具有2个阶段:在第1阶段,采用经典的CNN网络作为骨干网络,来完成计算密集型的特征提取任务.在第2阶段,提出了一个神经架构搜索时间卷积层来完成相对轻量级的长程时间模型设计和信息提取.这确保了提出的方法具有更合理的参数分配并且可以处理分钟级的视频.最后,提出的方法在3个复杂动作识别基准数据集上与同类型方法相比平均获得了2.3个百分点的m AP的性能增益,并且参数量下降了28.5%. 展开更多
关键词 复杂动作识别 神经架构搜索 卷积分解 视频理解 深度学习
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