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联邦学习与攻防对抗综述

信息网络安全 2023年第12期23卷 69-90页

作者：杨丽朱凌波于越明苗银宾西安电子科技大学网络与信息安全学院西安710126

随着机器学习技术的不断发展,个人隐私问题被广泛重视。由于用户数据被发送至中心节点导致集中学习受到相当程度的制约,所以联邦学习作为一个数据不出本地便可以完成模型训练的框架应运而生。但联邦学习机制依旧会受到各种攻击的影响而... 详细信息

随着机器学习技术的不断发展,个人隐私问题被广泛重视。由于用户数据被发送至中心节点导致集中学习受到相当程度的制约,所以联邦学习作为一个数据不出本地便可以完成模型训练的框架应运而生。但联邦学习机制依旧会受到各种攻击的影响而导致安全性和隐私性降低。文章先从联邦学习的基本定义入手,再对机密性和完整性两个方面进行重点分析、总结联邦学习中的威胁和防御手段,最后结合这些问题来讨论该领域在未来的发展方向。

关键词：联邦学习机密性完整性防御手段

基于改进Att-LSTNet与无迹粒子滤波融合的主动配电网预测辅助状态估计

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 98-110页

作者：王玥于越金朝阳电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东济南250061

针对传统的无迹粒子滤波(unscented particle filter,UPF)存在不准确的新息向量及未知的量测噪声协方差矩阵导致估计精度低的问题,提出一种改进Att-LSTNet与UPF融合的主动配电网预测辅助状态估计(forecasting-aided state estimation,FA... 详细信息

针对传统的无迹粒子滤波(unscented particle filter,UPF)存在不准确的新息向量及未知的量测噪声协方差矩阵导致估计精度低的问题,提出一种改进Att-LSTNet与UPF融合的主动配电网预测辅助状态估计(forecasting-aided state estimation,FASE)方法。首先,采用引力搜索算法(gravitational search algorithm,GSA)对支持向量回归(support vector regression,SVR)的关键参数进行优化处理,利用历史数据建立GSA-SVR模型,并将其引入至Att-LSTNet模型的输出层,构建一种增强预测模型。然后,利用UPF中的新息向量来训练该模型,并结合孤立森林算法和箱线图法对原始新息向量进行监控和修正。最后,针对量测噪声协方差矩阵未知的情况,结合修正后的新息向量和UPF计算出未知量测噪声协方差矩阵,并进行状态估计。基于IEEE33与IEEE118节点标准配电系统的算例结果表明,所提出的方法在估计精度、泛化能力和鲁棒性等方面具有优越性。

关键词：主动配电网预测辅助状态估计 Att-LSTNet 无迹粒子滤波 SVR

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高速公路扩能项目收费期研究

高速公路扩能项目收费期研究

作者：于越重庆交通大学

学位级别：硕士

高速公路是交通基础设施的重要组成部分,其发展规模反映了国家运输现代化的程度。随着社会经济的快速发展和高速公路里程规模的扩大,因通行能力不足需要扩能改造的高速公路项目日益增多。以重庆市2024年至2035年规划建设的高速公路为例... 详细信息

高速公路是交通基础设施的重要组成部分,其发展规模反映了国家运输现代化的程度。随着社会经济的快速发展和高速公路里程规模的扩大,因通行能力不足需要扩能改造的高速公路项目日益增多。以重庆市2024年至2035年规划建设的高速公路为例,其中新建高速公路里程约4400公里,原路加宽的扩能高速公路里程约1688公里。对于原路加宽的高速公路扩能项目建设,不仅存在缺少先例及标准所带来的技术问题,还常常因为投资回报难以确定而引发的推进缓慢问题,至于后者,处理好收费期测算则是一个关键出路。目前仍在施行的《收费公路管理条例》(国务院令[2004]第417号)规定:经营性公路的收费期限最长不得超过25年,中西部省、自治区、直辖市的经营性公路收费期限最长不得超过30年。对于扩能高速公路的收费期限,上述条例并未明确规定,但是交通运输部于2018年公开的《收费公路管理条例(修订草案征求意见稿)》中提及:根据经济社会发展需要实施的收费公路改扩建工程,可重新核定收费期限。考虑到高速公路扩能项目的投资汇报不仅受增加投资及收入等指标影响,还受既有高速公路经济存量影响,相比新建高速公路的收费期取值往往接近政策允许值的不同,扩能项目的收费期具有更大浮动区间,这也给项目前期决策阶段的财务分析带来了不小困难。据此,本文结合高速公路扩能项目实施前后的预测指标变化,从固定和弹性两个角度开展高速公路扩能项目的收费期研究。首先,通过对相关文献和书籍的查阅,本文梳理了高速公路扩能项目收费期影响因素,通过问卷调查筛选影响因素并对筛选后影响因素进行了解释结构模型分析,得出了影响因素层次。其次,本文以QG高速扩能(XG段)为背景,通过系统介绍收费期所需指标,分析增量法的指标数据结果,以固定收费期角度在此基础进行了收费期结果测算;测算结果采用插值法求得项目延长原收费期至少17.64年或重新核算收费期33.64年。随后,考虑到传统增量测算并未对不确定因素进行分析,本文以弹性收费期角度引入蒙特卡罗法,对其中交通量预测、收费收入预测、运营成本预测、养护成本预测进行不确定因素分析,进行蒙特卡罗法净现值模拟预测,得出此项目收费期分布为重新核算收费期31至34年,收费期33年概率为64.58%。引入实物期权概念,考虑实际过程中政府最低交通量担保期权价值,通过蒙特卡罗模拟得出了考虑MTG蒙特卡罗模拟改进传统增量法的收费期为28至31年,收费期30年概率为69.57%。上述针对高速公路扩能项目的收费期测算方法,可以为项目可行性研究或者投资评估阶段的财务分析提供参考,对于完善高速公路项目的特许经营制度、推进高速公路扩能项目的健康可持续发展也有积极作用。

关键词：高速公路扩能改造收费期蒙特卡罗担保期权

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珩磨轮与工件强迫啮合传动控制策略研究

珩磨轮与工件强迫啮合传动控制策略研究

作者：于越北方民族大学

学位级别：硕士

随着风力发电机、航空航天和新能源汽车等对齿轮传动精度、噪声与寿命的要求日益增高,更高精度的数控内啮合珩齿机的开发变得更为紧迫。典型的数控内啮合强力珩齿机通过七轴五联动控制实现齿轮的高精度加工。本研究围绕数控珩齿机的珩磨... 详细信息

随着风力发电机、航空航天和新能源汽车等对齿轮传动精度、噪声与寿命的要求日益增高,更高精度的数控内啮合珩齿机的开发变得更为紧迫。典型的数控内啮合强力珩齿机通过七轴五联动控制实现齿轮的高精度加工。本研究围绕数控珩齿机的珩磨轮-工件轴电机控制系统进行设计,采用改进型观测器控制与交叉耦合控制的策略实现珩齿机B1-B2轴永磁同步电机电机的转速、电流控制和误差补偿,实现提高双电机转速的同步控制精度,改善因两轴啮合时转矩突变造成的传动误差,优化两电机之间同步传动的低延时,保证两者保持强迫啮合状态。首先,通过内珩齿加工原理和珩削加工齿面误差分析,建立驱动珩磨轮和工件齿轮双永磁电机同步传动的珩齿机电子齿轮箱数学模型,针对电机数学模型提出有效的控制方法,实现精密珩齿的目标。其次,对整体控制系统进行Matlab/Simulink仿真分析,在双闭环PI控制中调试速度环以及电流环参数。对单电机在珩齿加工中受到的干扰分析后,提出利用滑膜控制器、滑膜观测器以及改进的转矩观测器改善同步精度,使电机相较于传统控制方式具有更好的鲁棒性,能够减少两轴传动误差。再通过仿真分析三种双电机同步控制策略在数控珩齿机加工的可行性,提出利用控制最优的交叉耦合控制作为珩齿机软连接时的控制方式。最后,以TI的TMS320F28377D双核芯片作为主控芯片,搭建数控强力珩齿机的永磁同步电机控制系统实验平台,对本文提出的理论分析以及双电机同步控制模型进行硬件电路以及软件程序的设计,提出利用电压采样电路以及SDFM模块进行高精度的电流采样实现前馈控制。实验平台有效的提升了电机的控制性能,并通过IPC核间通讯实现极低延时的双电机运行信息传递,实现了珩齿机双电机的同步控制,且在工作转速发生变化时也能在短时间内快速达到设定值,验证了该设计可以有效地在珩齿加工中控制B1-B2轴电机的严格同步。

关键词：数控强力珩齿加工技术永磁同步电机双电机同步控制系统 DSP

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基于时空联合规划的无人车轨迹规划算法研究

基于时空联合规划的无人车轨迹规划算法研究

作者：于越吉林大学

学位级别：硕士

目前全球汽车行业正在经历“新四化”的改革浪潮,即智能化、电动化、网联化和共享化,其中的智能化改革被看作是解决交通拥堵、提升出行效率的关键所在。无人驾驶作为汽车智能化的核心技术,已经成为智能汽车行业发展的重点方向。无人驾... 详细信息

目前全球汽车行业正在经历“新四化”的改革浪潮,即智能化、电动化、网联化和共享化,其中的智能化改革被看作是解决交通拥堵、提升出行效率的关键所在。无人驾驶作为汽车智能化的核心技术,已经成为智能汽车行业发展的重点方向。无人驾驶系统一般可分为感知系统、定位系统、决策与规划系统和控制系统,其中轨迹规划技术直接决定了车辆在道路上的行驶轨迹,是自动驾驶系统中的关键部分。现阶段轨迹规划算法根据问题维度的不同可分为时空解耦式规划和时空联合规划。时空解耦式规划虽然能通过对路径规划和速度规划的解耦降低问题求解的复杂度,但解耦的求解顺序对生成轨迹的灵活性和适应性产生了极大的限制。时空联合规划虽能解决上述问题,但目前的研究往往难以平衡轨迹的求解质量和算法的实时性要求,并且缺少对结构化和非结构化场景的联合算法验证。因此,本文将提出应用于无人车的全覆盖路径规划算法,并将建立起一套同时适用于结构化道路和非结构化区域且安全高效的时空联合规划算法框架,主要研究内容如下:(1)非结构化场景下应用于无人车的全覆盖路径规划算法研究。算法先基于牛耕式分解法生成全覆盖路径,之后通过基于DWA算法的路径平滑算法对全覆盖路径进行平滑处理,最终生成符合车辆运动学模型的全局路径。本部分首先对牛耕式分解法的核心步骤进行了详细介绍。接下来对基于DWA算法的路径平滑算法的数学原理和实现细节进行了详尽地阐述。最后,构建仿真测试环境对算法进行了验证,证明了算法生成的全局路径可以有效覆盖整个地图区域并且满足平滑性的要求。(2)时空参考轨迹及时空安全走廊生成算法研究。本部分先根据轨迹规划算法得到时空参考轨迹,再基于时空参考轨迹生成时空安全走廊,分别作为下游时空联合轨迹优化问题的目标函数项和安全性约束项。本部分首先选择在全局路径构建的Frenet坐标系下建立时空联合轨迹规划算法,提出了三维采样空间的构建方法,明确了对应参数值和碰撞检测模型。之后详细介绍了基于时空动态规划算法生成最优轨迹过程中评价函数和状态转移方程的数学形式,并阐明了算法的实现流程。接下来详细介绍了基于粗拓展和精拓展的两阶段时空安全走廊生成算法。最后通过仿真测试验证了算法的有效性。(3)基于CILQR算法的时空联合轨迹优化算法研究。本部分首先给出了一般道路下基于CILQR框架的时空联合轨迹优化问题的定义,之后结合上一部分得到的时空参考轨迹和时空安全走廊,为优化问题中状态量和控制量设计了目标函数和相关约束项。接下来针对CILQR算法求解最优轨迹的具体方法,给出了算法的整体流程图并对后向传递和前向传递两个核心步骤的数学原理和实现细节进行了详尽地阐述,最后列举出了算法推导过程中的核心参数值。(4)基于无人清扫车PNC仿真平台的多场景仿真验证。为验证本文提出的规划算法,本部分基于Ubuntu系统和ROS1搭建了无人清扫车PNC仿真实验平台,并通过C++完成核心代码的编写。文中共设置三组仿真实验,实验包含了结构化和非结构化场景,场景中综合考虑了对动、静态障碍物的避障和大曲率U-Turn路径等工况。在分析实验数据结果和对比其他算法后,表明本文提出的时空联合轨迹规划算法框架在结构化和非结构化场景中均可以满足规划轨迹合理性、运行效率和安全性的要求,并且算法在全场景的平均耗时在10ms以下,具有高实时性的显著优势。

关键词：无人驾驶时空联合规划时空安全走廊全覆盖路径数值优化

考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 131-141页

作者：于越葛磊蛟金朝阳王玥丁磊电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东济南250061 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

针对配电网短期负荷预测受到众多复杂天气特征等随机不确定性因素影响,以及传统预测模型难以有效分析不同特征序列之间的相关性等问题,提出一种考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测方法。首先,提出多变量快速最大信息系数(m... 详细信息

针对配电网短期负荷预测受到众多复杂天气特征等随机不确定性因素影响,以及传统预测模型难以有效分析不同特征序列之间的相关性等问题,提出一种考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测方法。首先,提出多变量快速最大信息系数(multi-variable rapid maximal information coefficient,MVRapidMIC)提取相关性高的天气特征序列。其次,引入探索性因子分析法(exploratory factor analysis,EFA),对高相关性特征序列进行降维处理。最后,将维度分段(dimension-segment-wise,DSW)机制和两阶段注意力(two-stage attention,TSA)机制与Informer模型结合,提高预测模型对不同特征序列相关性的分析能力。通过DTU 7K 47节点实际配电网的历史负荷数据开展仿真测试,验证所提方法的预测精度、鲁棒性和时效性。

关键词：配电网短期负荷预测天气特征最大信息系数 Informer框架

基于改进Crossformer伪量测构建的主动配电网预测辅助状态估计方法

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高电压技术 2024年

作者：王玥于越郭嘉辉金朝阳电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学)

为了解决高比例分布式电源(distributed generation， DG)大规模并网后实时量测数目缺失、传统预测辅助状态估计方法(forecasting-aided state estimation， FASE)估计精度有限等问题，提出了基于改进Crossformer伪量测构建的主动配电网... 详细信息

为了解决高比例分布式电源(distributed generation， DG)大规模并网后实时量测数目缺失、传统预测辅助状态估计方法(forecasting-aided state estimation， FASE)估计精度有限等问题，提出了基于改进Crossformer伪量测构建的主动配电网FASE方法。首先，基于最大信息系数法(maximal information coefficient， MIC)筛选出高相关性的输入特征，提高预测模型的精度；然后，通过全变差正则化技术(total variation regularized， TV)优化鲁棒主成分分析法(robust principal component analysis， RPCA)，构建TRPCA层，并将其嵌入到Crossformer中，以填补Crossformer无法有效处理非高斯噪声的空白；最后，利用改进的预测模型进行超短期负荷预测，经潮流计算得到节点伪量测，在量测不足情况下补全缺失数据，并结合扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter， EKF)进行状态估计。在IEEE 33节点和IEEE 118节点标准配电网上进行仿真测试，结果表明所提方法在估计精度和鲁棒性等方面具有一定优势，可为主动配电网FASE提供参考。

关键词：主动配电网预测辅助状态估计伪量测构建 Crossformer 鲁棒主成分分析 EKF

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基于数据与模型联合驱动的波阻抗反演方法

地球物理学报 2024年第2期67卷 696-710页

作者：桑文镜袁三一丁智强于越刘浩杰韩智颖中国石油大学(北京)地球物理学院北京102249 中国石化集团公司胜利油田物探研究院东营257000

井插值初始模型为基于模型的反演提供的低频信息往往不够准确,导致该模型驱动方法容易出现较大的波阻抗预测误差且建模效率较低.为缓解这些问题,本文利用数据驱动的深度学习反演更加擅长预测低频阻抗的优势,提出一种基于数据与模型联合... 详细信息

井插值初始模型为基于模型的反演提供的低频信息往往不够准确,导致该模型驱动方法容易出现较大的波阻抗预测误差且建模效率较低.为缓解这些问题,本文利用数据驱动的深度学习反演更加擅长预测低频阻抗的优势,提出一种基于数据与模型联合驱动的波阻抗反演方法.该方法联合地震和测井等数据,先后开展数据驱动和模型驱动的波阻抗反演.首先,数据驱动部分使用井旁地震记录、测井导出的波阻抗曲线以及井插值低频阻抗曲线,搭建以双向门控递归单元为主要模块的波阻抗智能预测网络.其次,该网络预测的波阻抗的低频分量作为数据驱动初始模型,替代井插值初始模型而参与模型驱动部分.最后,模型驱动部分在地震数据匹配和数据驱动初始模型的共同约束下开展基于模型的反演,获得最终的波阻抗结果.合成数据和实际数据测试表明,本文方法相比于单一的数据驱动或模型驱动方法能获得更高分辨率和更高精度的波阻抗反演结果,从而为后续储层预测提供可靠的弹性参数分布.

关键词：数据与模型联合驱动波阻抗反演初始模型井震联合双向门控递归单元

基于SWOT分析法的应用型本科院校项目式教学探索与实践

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高教学刊 2024年第16期10卷 83-90,95页

作者：于越哈尔滨剑桥学院哈尔滨150040

培养基础扎实、知识面宽、具有较强应用性和职业性的专门人才,是普通高校服务社会发展的趋势与方向,项目式教学因其具有学生中心、注重应用、成果导向等特点,越来越受到以解决实际问题为主的应用型大学的关注。通过SWOT分析法,从学校内... 详细信息

培养基础扎实、知识面宽、具有较强应用性和职业性的专门人才,是普通高校服务社会发展的趋势与方向,项目式教学因其具有学生中心、注重应用、成果导向等特点,越来越受到以解决实际问题为主的应用型大学的关注。通过SWOT分析法,从学校内部优势、劣势,学校外部机遇、挑战等要素出发,分析实施项目式教学的可行性、困难性和战略性,提出整体设计分步实施,传统与现代有机结合,发挥好教师主导和学生主体作用,加强教学理论研究,建立教学改革共同体,建设具有中国特色的教学质量文化和教学改革新样态等实施策略,实现高质量人才培养的目标。

关键词：项目式教学应用型高校 SWOT分析教学改革人才培养