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一种面向任务的DIMA动态重构策略与建模分析

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一种面向任务的DIMA动态重构策略与建模分析

作者：刘嘉琛中国民航大学

学位级别：硕士

目前,分布式综合模块化航电系统(Distributed Integrated Modular Avionics,DIMA)已经成为航电系统的最新发展方向,体现出了集成模块化和分布式配备两大特点,提高了资源的共享程度,更易于系统的升级和重构。而DIMA的动态重构技术采用资... 详细信息

目前,分布式综合模块化航电系统(Distributed Integrated Modular Avionics,DIMA)已经成为航电系统的最新发展方向,体现出了集成模块化和分布式配备两大特点,提高了资源的共享程度,更易于系统的升级和重构。而DIMA的动态重构技术采用资源再分配、软硬件冗余备份和应用功能部署三大手段,使其成为新一代航电系统中必不可少的关键技术。但动态重构过程中的任何的设计和实现偏差都可能引起航电系统间不希望遇见的冲突,随着航电系统复杂程度的不断提高,传统的安全性分析方法容易导致分析效率慢、出现分析差错等问题从而影响结果的准确性。所以在设计可重构DIMA系统时,有必要对重构进行分析,以保障重构不仅是完整的、有效的,也必须是符合安全性要求的。因此,本文对DIMA的动态重构过程的机制和策略进行了深入分析,并利用新型的形式化方法对DIMA的动态重构过程进行建模、分析和验证。本文首先对可重构DIMA系统的特性进行了研究,在此基础上提出了面向任务的DIMA动态重构策略,建立了动态重构的有效性评估体系并引入组合赋权法计算不同任务模式下的功能优先级,并通过算例和对比分析表明动态重构策略的有效性的变化情况。接下来,利用架构分析与设计语言(Architecture Analysis&Design Language,AADL)及其相关附件对DIMA动态重构的架构基础、行为细节及错误信息等要素进行建模,并对AADL的线程组件和行为模型附件进行形式化定义。最后,设计了一种基于形式化定义的模型转换规则将AADL动态重构模型转换成可执行的时间自动机模型,利用模型验证工具UPPAAL验证了可重构DIMA系统设计中的逻辑正确性和行为可达性,并通过致因分析为可重构DIMA系统的后续改进提供指导意见。结果表明,面向任务的动态重构策略能够显著提高动态重构的有效性,给任务的执行提供充足的安全裕度,针对动态重构过程的建模、分析和验证有利于改良可重构DIMA系统的设计,对于改进复杂航电系统的安全性分析方法、降低工作量、提高分析效率、减少人为差错具有重要的意义,为DIMA系统的国产化以及动态重构技术的应用提供了有力的支持。

关键词：分布式综合模块化航空电子动态重构有效性分析架构分析与设计语言时间自动机理论仿真验证

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基于RFID数据的交通移动对象预测方法

基于RFID数据的交通移动对象预测方法

作者：刘嘉琛南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着信息技术的发展,物联网技术已经得到飞速的发展。射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术作为物联网技术的基本技术之一,更是被应用于门禁系统、智能交通、国防安全等领域。由于RFID技术存在高精度、信息量大、低消耗... 详细信息

随着信息技术的发展,物联网技术已经得到飞速的发展。射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术作为物联网技术的基本技术之一,更是被应用于门禁系统、智能交通、国防安全等领域。由于RFID技术存在高精度、信息量大、低消耗的优势,将其应用于智能交通来对移动对象数据进行挖掘受到广泛关注。因此,对RFID所采集数据进行移动对象数据挖掘有利于对路网交通下的车辆进行流向、流量预测从而对交通规划、用户出行提供准确的建议。然而,目前移动对象数据挖掘的方法还存在不足,大部分移动对象数据挖掘是基于统计学和机器学习的方法,常常未考虑到长期历史的移动对象信息以及其他因素对预测的影响,这样会造成信息的缺失从而降低了模型的预测能力。一些方法虽然考虑到这一问题,但是长期历史信息的提取并不完善,没有根据移动对象的运动特点来进行数据挖掘,提取出的特征信息关联性有待提升,因此会对预测结果有不良的影响。针对以上问题,在南京交管局提供的RFID数据集上展开研究,分别对移动对象的流量和流向进行预测,做出了如下的研究工作:(1)针对原始RFID数据集中存在不完整、不一致的脏数据,以至无法对其直接进行数据挖掘的问题,提出一种对移动对象流量进行数据预处理方法。该方法采用拉格朗日插值法和小波去噪组合的方法对原数据中缺失数据和异常数据进行补全和剔除,并对其进行归一化处理,提高了数据质量。对移动对象流向预测时,针对基站通过one-hot编码后由于基站较多所引起的输入向量维度较大问题,提出了一种基于神经网络对其降维处理的算法模型,在不忽略移动对象历史运动特征的同时,降低了输入向量的维数,缓解了维数灾难问题,提高了模型的训练效率。(2)针对在路网交通下移动对象流量受多种环境因素影响的问题,提出了一种并行LSTM流量预测算法,该算法基于长短期记忆网络LSTM,分别将移动对象流量短期性和周期性的特点考虑在内,并结合与预测路口相关的其他路口流量信息,将其整合为输入向量,输入到并行LSTM中进行流量预测。实验结果表明,并行LSTM算法的预测准确度高于传统的统计学和单一的LSTM等机器学习模型。(3)针对移动对象流向预测受长期历史运动轨迹影响的问题,提出了一种融入注意力机制的LSTM-Attention算法,该算法基于长短期记忆网络LSTM并考虑了轨迹中不同基站对流向预测影响程度不同的特点。最后在RFID数据集上进行测试,实验结果表明,相比于传统的预测模型,LSTM-Attention算法明显提高了流向预测的准确度。

关键词：射频识别流量预测流向预测降维长短期记忆网络注意力机制

理实一体化教学模式在重庆某职教中心会计专业的应用研究

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理实一体化教学模式在重庆某职教中心会计专业的应用研究

作者：刘嘉琛重庆师范大学

学位级别：硕士

近年来,国家高度重视职业教育,中等职业学校作为职业教育的重要组成部分,担负着为中小企业培养一线技能型人才的重任,会计专业作为实践性强的传统专业,要求培养的人才不仅需要具备良好的理论知识,还要具备较强的操作能力。随着经济发展... 详细信息

近年来,国家高度重视职业教育,中等职业学校作为职业教育的重要组成部分,担负着为中小企业培养一线技能型人才的重任,会计专业作为实践性强的传统专业,要求培养的人才不仅需要具备良好的理论知识,还要具备较强的操作能力。随着经济发展和社会的进步,企业对会计人才的要求越来越高,为了培养能够适应行业发展需要,受用人单位欢迎的职业能力较强的学生,中职学校必须探索构建新型的教学模式。本文就是基于以上考虑,对中职学校会计专业现有的理实一体化教学模式进行摸底和改进,改变中职学校会计专业理论教学和实践教学两张皮或者脱节的现象,通过合理的教学安排和设计,达到理论和实践课程合理有效衔接,通过该模式在中职学校实施的必要性和可行性分析,为中职学校提高人才培养质量提供理论基础。本文运用文献研究法,厘清了理实一体化教学模式的内涵;运用现场调查法,对重庆某职教中心会计专业的学生进行问卷调查,对其专业课老师进行访谈调查,从教师和学生两个层面分析了该校会计专业的理实一体化教学现状和教学中存在的问题,并对发现的问题进行归因分析,在此基础上,优化构建了会计专业理实一体化教学模式,提出了实施理实一体化教学的必要条件、构建原则和实施步骤,并通过供应业务的核算这一章节课程内容作为教学案例,在进行教学效果分析后,总结提炼了实施理实一体化教学后的成效,为中职学校更好的实现理实一体化教学提供改革思路,并从实施途径上指明了方向,有助于中职学校在教学中开拓新教学方法和教学思路。本文构建的会计专业理实一体化教学模式和教学案例可以作为中职学校会计专业教学的参考样本,在其他专业核心课程中进行推广应用,从而更好地为中小企业培养更多的应用技术型会计人才。

关键词：理实一体化教学模式中职学校会计专业

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列车单门试验器的设计与实现

列车单门试验器的设计与实现

作者：刘嘉琛大连交通大学

学位级别：硕士

列车单门试验器是一种先进的测试列车车门各项功能装置,能够解决传统列车车门在调试和检修中存在检修成本要求高、测试空间要求大、调试人员要求多等问题。单门试验器在便捷性、高效性、功能性以及占地空间小、设备成本低、安全性能高... 详细信息

列车单门试验器是一种先进的测试列车车门各项功能装置,能够解决传统列车车门在调试和检修中存在检修成本要求高、测试空间要求大、调试人员要求多等问题。单门试验器在便捷性、高效性、功能性以及占地空间小、设备成本低、安全性能高等方面的显著优点极大地提高了调试和检修列车车门的效率与质量。本课题以与某轨道车辆生产单位合作研发的列车单门试验器项目为基础,针对列车的车门系统,开发一种价格低廉、结构简化、安全可靠的列车车门试验装置。本文通过研究分析列车车门功能作用和基本工作原理,提出列车单门试验器总体设计方案。该方案针对列车车门系统中存在的结构复杂、操作繁琐等问题,通过提供单独电源、划分车门类型等方式进行布局规划,遵从模块化的设计思路,将列车单门试验器设计为试验器供电模块、PLC控制模块和门控器接收反馈模块三大模块。采用软硬件结合的方式对单门试验器进行分解设计来实现列车车门系统自动控制的要求,并且实现了能够调试多种列车车门(客室侧门、客室中间门、司机室侧门)、多功能测试列车开关门(手动开关门、自动开关门、循环开关门)的功能。本次设计主要从主电路、控制电路、电器件选型、系统结构布局布线、PLC控制程序以及人机界面组态方面展开,在实现功能的同时保证系统安全稳定的运行。

关键词：单门试验器车门系统 PLC 人机界面

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微观核裂变动力学研究进展

科学通报 2023年第9期68卷 1066-1073页

作者：裴俊琛北京大学物理学院技术物理系核物理与核技术国家重点实验室北京100871

原子核裂变是一个复杂的非平衡非绝热的大幅度量子多体动力学过程.近年来,随着计算能力的发展,微观裂变动力学取得了很大的进展.本文介绍了非绝热的时间相关的密度泛函理论和绝热的时间相关的生成坐标法等微观裂变动力学模型.裂变位能... 详细信息

原子核裂变是一个复杂的非平衡非绝热的大幅度量子多体动力学过程.近年来,随着计算能力的发展,微观裂变动力学取得了很大的进展.本文介绍了非绝热的时间相关的密度泛函理论和绝热的时间相关的生成坐标法等微观裂变动力学模型.裂变位能面的并行约束计算和能量相关性对绝热裂变模型很重要.最近,我们扩展了有限温度加动力学涨落的时间相关的密度泛函理论.基于时间相关的密度泛函理论,对裂变过程中的对关联效应、涨落效应、耗散效应、非绝热效应、能量相关性、碎片之间的纠缠等核裂变机制获得了新的认识.此外,微观裂变研究对理解天体过程中的r-process也很重要.我们期待发展出更综合更精确的核裂变理论支撑核裂变的应用创新.

关键词：核裂变裂变动力学时间相关的密度泛函裂变理论

解毒益肾汤治疗脾肾气虚、热毒客咽型IgA肾病的临床研究

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解毒益肾汤治疗脾肾气虚、热毒客咽型IgA肾病的临床研究

作者：刘嘉琛山东中医药大学

学位级别：硕士

目的:客观评价解毒益肾汤对脾肾气虚、热毒客咽型IgA肾病的临床疗效及安全性,为日后的临床选方提供依据,为IgA肾病的治疗提供方法。方法:于山东省中医院肾内科门诊及病房收集合格的病例60例,随机分为试验组及对照组,每组各30例,对照组... 详细信息

目的:客观评价解毒益肾汤对脾肾气虚、热毒客咽型IgA肾病的临床疗效及安全性,为日后的临床选方提供依据,为IgA肾病的治疗提供方法。方法:于山东省中医院肾内科门诊及病房收集合格的病例60例,随机分为试验组及对照组,每组各30例,对照组予常规西医治疗手段,试验组在对照组的基础上予解毒益肾汤,疗程8周,观察两组患者在24H尿蛋白定量、尿沉渣红细胞计数、咽部症状积分及疗效、中医证候积分及疗效、综合临床疗效间的差异及做出综合临床疗效与咽部症状疗效的相关性分析,同时作出安全性评价。结果:本次研究共收集59例患者的完整资料,其中试验组29例,对照组30例,试验后两组的综合临床疗效经过对比,试验组有效率79.3%,对照组有效率60.0%,两组之间的差异具有统计学意义（P＜0.05）;两组的中医证候疗效经过对比,试验组有效率89.7%,对照组有效率66.7%,两组之间的差异具有统计学意义（P＜0.05）;两组的咽部症状疗效经过对比,试验组有效率82.8%,对照组有效率53.3%,两组之间的差异具有统计学意义（P＜0.05）;两组的实验室指标（24H尿蛋白定量、尿沉渣红细胞计数）对比,试验组的改善情况明显优于对照组,差异具有统计学意义（P＜0.05）;试验后咽部症状疗效与综合临床疗效的相关性对比,显示咽部症状疗效与综合临床疗效呈显著正相关。两组在试验过程中,均未出现不良反应。结论:解毒益肾汤治疗脾肾气虚、热毒客咽型IgA肾病疗效显著,能改善患者的临床症状,特别是咽部症状,同时能减少24H尿蛋白定量和尿沉渣红细胞计数,且无不良反应,安全可靠。

关键词：解毒益肾汤脾肾气虚、热毒客咽 IgA肾病临床研究

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可变光阑对焦深影响的探究

激光与红外 2024年第1期54卷 116-121页

作者：石琛琛天津师范大学物理与材料科学学院天津300387

传统的标量光场其偏振态空间均匀分布,而矢量光场相较于标量光场其偏振态是空间变化的。这个空域变化的偏振特性使得矢量光场具有更大的调控自由度,在焦场设计、光学微操纵、微加工、以及量子信息领域有着潜在的应用。本文基于Richards-... 详细信息

传统的标量光场其偏振态空间均匀分布,而矢量光场相较于标量光场其偏振态是空间变化的。这个空域变化的偏振特性使得矢量光场具有更大的调控自由度,在焦场设计、光学微操纵、微加工、以及量子信息领域有着潜在的应用。本文基于Richards-Wolf矢量衍射理论,研究了可变光阑以及透镜数值孔径对双环角向偏振光束聚焦特性的影响。结果表明,通过改变光阑大小以及透镜数值孔径,不仅可以改变焦斑光强、焦斑大小,也可以显著改变焦场暗通道的长度,从而生成较长的暗通道。生成的可变焦场暗通道未来可用于光学微操纵以及微加工的应用中。

关键词： Richards-Wolf积分双环角向偏振光束焦深拉盖尔高斯光束

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基于锥形微结构的液滴多比例分裂研究

基于锥形微结构的液滴多比例分裂研究

作者：刘嘉琛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

液滴微流控系统具有微型化、区室化、并行化等独特优点,是微流体研究的一个重要分支,其基本操作包括液滴的融合、分裂、筛选等。液滴分裂可以提高液滴的产量,增强液滴的可操作性和灵活性,具有重要研究价值。在传统的矩形通道截面,T型或... 详细信息

液滴微流控系统具有微型化、区室化、并行化等独特优点,是微流体研究的一个重要分支,其基本操作包括液滴的融合、分裂、筛选等。液滴分裂可以提高液滴的产量,增强液滴的可操作性和灵活性,具有重要研究价值。在传统的矩形通道截面,T型或Y型分裂结构中,进行分裂的主要是最大长度大于通道宽度的“柱塞流状”液滴,而对于体积较小“球状”液滴难以进行有效可控的分裂。因此,本文通过毛细玻璃管与PDMS通道的结合设计了一种锥形微通道结构,实现“球状”液滴的高效多比例分裂。首先,分析了锥形微结构内液滴分裂的机理。阐述了微通道内的液滴动力学理论和传统的液滴分裂理论,建立了锥形微结构通道中液滴分裂的三维仿真模型,通过数值模拟方法仿真分析了液滴的分裂过程,并根据通道内空间流场分布的仿真分析了液滴分裂的机理,为后续研究分析提供理论基础。其次,确定出口通道截面的体积流量比作为影响锥形微结构内液滴分裂的主要流体参数,将分裂后子液滴的直径比与体积比作为液滴分裂体积分配现象的表征。通过仿真分析不同流量比、锥形管伸入主通道深度、锥形口直径、液滴初始大小等流体与结构参数对液滴分裂行为的影响,并总结其影响规律。再次,基于仿真结果设计并加工了具有锥形微结构通道的毛细玻璃管-PDMS微流控芯片,并以此芯片为核心搭建了液滴高比例分裂实验平台,验证了液滴分裂的过程与机理。锥形微结构内液滴的分裂可分为液滴接触、子液滴生长和子液滴脱离三个阶段,而分裂行为的发生主要由锥形口附近极小范围的高毛细数区域导致。最后,通过实验对锥形结构中液滴分裂的影响参数进行了分析,验证了不同出口流量比、毛细管的伸入深度、毛细管口直径等参数对子液滴体积分配的影响,为后续液滴定比例分裂的进一步研究和工程应用提供了实验数据支撑。

关键词：液滴微流控液滴分裂锥形微结构

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医疗人工智能伦理治理的问题、困境与求解

科学学研究 2024年

作者：汪琛清华大学社会科学学院中国科学院学部-清华大学科学与社会协同发展研究中心

医疗健康是人工智能极具应用与市场潜力的分殊领域，但也带来不少棘手的伦理风险亟待治理应对。对医疗人工智能伦理实施专项治理，其因是医疗人工智能虽与一般性人工智能伦理问题“同源同根”，但特殊的应用语境、非封闭性条件以及医疗... 详细信息

医疗健康是人工智能极具应用与市场潜力的分殊领域，但也带来不少棘手的伦理风险亟待治理应对。对医疗人工智能伦理实施专项治理，其因是医疗人工智能虽与一般性人工智能伦理问题“同源同根”，但特殊的应用语境、非封闭性条件以及医疗语境下的信任需求，又使医疗人工智能的伦理问题更为独特、切身和敏感。目前对医疗人工智能伦理治理的认识并不充分，缺乏可靠的治理依据、治理对象模糊、机制尚不健全以及治理意识的匮乏，加之技术场景变化难以确立、多元伦理诉求难以调和、治理责任分配不清和治理决策缺少实证依据，进一步增加了医疗人工智能伦理的治理难度。为此应扬弃既往“问题跟随”的堵漏式治理，尝试发展一种体系化的伦理治理模式，以医疗人工智能伦理价值为核心，构筑动态、稳健、可持续的医疗人工智能伦理风险的系统性治理机制，从而实现对医疗人工智能伦理问题的有效治理。

关键词：医疗人工智能人工智能伦理伦理问题伦理治理治理体系