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气候变化下黄河流域未来水资源趋势分析

水利水运工程学报 2020年第2期2020卷 1-8页

作者：王国庆乔翠平刘铭璐杜付然叶腾飞王婕南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 水利部应对气候变化研究中心江苏南京210029 华北水利水电大学河南郑州450046 河海大学水文水资源学院江苏南京210098 河南省水文水资源局河南郑州450003 云南省水文水资源局普洱分局云南普洱665099

开展流域水资源变化趋势研究是水资源规划和开发利用的基础工作。基于RCPs(Representative Concentration Pathways)排放情景下7个全球气候模式的气候情景资料,分析了黄河流域未来气温及降水的变化趋势;采用RCCC-WBM模型动态模拟了黄河... 详细信息

开展流域水资源变化趋势研究是水资源规划和开发利用的基础工作。基于RCPs(Representative Concentration Pathways)排放情景下7个全球气候模式的气候情景资料,分析了黄河流域未来气温及降水的变化趋势;采用RCCC-WBM模型动态模拟了黄河流域未来水资源情势。结果表明:黄河流域在未来30年(2021-2050年)气温将持续显著升高(线性升率为0.24~0.35℃/(10 a));与基准期(1961-1990年)相比,流域降水总体可能增多,但对降水变化预估的不确定性较大;受气候变化影响,黄河流域未来水资源量较基准期的可能会略微偏少,流域水资源供需矛盾可能进一步加剧;不确定性及其带来的评估风险是目前及未来气候变化影响及水资源评估中需要加强研究的重要内容。

关键词：黄河流域气候变化水资源演变趋势

动态场景中基于特征点几何约束的3D SLAM算法

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北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2872-2884页

作者：刘铭坚罗景文秦世引云南师范大学信息学院昆明650500 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对动态场景中动态物体会导致机器人在进行位姿估计时引入大量动态误差的问题,提出一种利用特征点间几何约束来剔除动态特征点的移动机器人3D同步定位与地图构建(SLAM)算法。利用当前帧的ORB特征点与上一帧特征点生成的地图点进行投影... 详细信息

针对动态场景中动态物体会导致机器人在进行位姿估计时引入大量动态误差的问题,提出一种利用特征点间几何约束来剔除动态特征点的移动机器人3D同步定位与地图构建(SLAM)算法。利用当前帧的ORB特征点与上一帧特征点生成的地图点进行投影匹配,通过引入Delaunay三角剖分法构建能够表示2帧间、匹配地图点间几何关系的三角网。利用相邻2帧地图点的几何关系变化检测出动态特征点,考虑到静态特征点可能被误检测为动态特征点而导致特征点缺失的情况,在相邻2帧匹配时提取更多的特征点以实现静态特征点的补偿,进而剔除动态特征点,实现对移动机器人位姿的精确估计。在此基础上,通过引入滑动窗口提取关键帧并完成闭环检测,从而构建出精确的3D稠密地图。在多组公开数据集上进行仿真实验及室内动态场景下的实验,结果表明,所提算法能够有效剔除动态特征点,提高移动机器人在动态场景中位姿估计的精度和地图的一致性。

关键词：动态场景同步定位与地图构建移动机器人几何约束三角剖分

母亲反复妊娠丢失与子代健康相关性的研究进展

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中华围产医学杂志 2024年第6期27卷 516-519页

作者：王予刘铭同济大学附属东方医院产科上海200123

既往反复妊娠丢失不仅损害母亲的身心健康,也增加子代发生神经、心血管、呼吸、消化和血液等系统疾病的风险,威胁子代的远期健康。可能机制涉及遗传因素、免疫、氧化应激、子宫低灌注和胎盘因素等。本文就母亲既往反复妊娠丢失与子代各... 详细信息

既往反复妊娠丢失不仅损害母亲的身心健康,也增加子代发生神经、心血管、呼吸、消化和血液等系统疾病的风险,威胁子代的远期健康。可能机制涉及遗传因素、免疫、氧化应激、子宫低灌注和胎盘因素等。本文就母亲既往反复妊娠丢失与子代各系统健康的相关性及其机制的研究进展进行综述。

关键词：妊娠丢失子代远期健康风险因素机制

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基于数字水印的篡改取证技术研究

基于数字水印的篡改取证技术研究

作者：刘铭贵州师范大学

学位级别：硕士

随着深度伪造技术的发展,数字内容篡改已经成为当前数字内容安全的主要形式。并且伴随着智能手机的普及,屏摄环境下的内容取证已经成为当前急需解决的问题。本文针对数字媒体的内容篡改取证问题,研究基于数字水印的篡改取证技术。通过... 详细信息

随着深度伪造技术的发展,数字内容篡改已经成为当前数字内容安全的主要形式。并且伴随着智能手机的普及,屏摄环境下的内容取证已经成为当前急需解决的问题。本文针对数字媒体的内容篡改取证问题,研究基于数字水印的篡改取证技术。通过设计结合形态学操作与容错比特方案的数字图像自适应主动取证算法,可对高虚警率下未知图像篡改攻击的准确取证;针对目前流行的手机拍照造成的版权鉴定难问题,提出两阶段非极大值抑制算法和局部代价优化算法,实现了对屏摄图像的精准定位和自动化取证;针对视频的屏幕拍摄版权取证问题,提出逆向差分金字塔变换和跨域嵌入方案,实现了对录制视频的精准定位和自动化取证。本文的主要研究内容如下:1)基于代价分配的数字图像自适应主动取证算法。针对图像篡改主动取证问题,本文基于图像的人眼视觉特性和图像纹理特征,提出了一种通过调整嵌入代价的主动取证方案。在提取时,通过设计的容错比特方案(tolerate bits error,TBE)并且与形态学操作相结合提升了抵抗非恶意攻击的鲁棒性和恶意攻击的篡改定位准确度。实验结果表明本文的方案,在传输透明度、定位准确性和抵抗非恶意攻击方面都取得了显著的改善。2)抵抗手机拍照的数字图像自动定位与取证算法。针对图像的手机拍照造所带来的版权认证难的问题,提出了盲鲁棒图像水印算法,能够在屏摄的图像中进行自动取证,解决了自动水印定位(automatic watermark localization,AWL)和自动水印检测(automatic watermark detection,AWD)的两个难题。AWL通过分析局部统计特征,在拍摄的图像中自动识别包含水印信息的感兴趣区域(regions of interesting,Ro I)。同时,AWD在应用透视校正后,从识别的Ro I中提取隐藏的水印序列。与现有的工作相比,所提出的方案可实现水印提取的完全自动化,可适用于批量处理大量认证图像的应用场景。3)研究抵抗手机录制的数字视频自动定位与取证算法。针对视频的手机录制所带来的版权认证难的问题,提出了一种基于时空同步的盲鲁棒水印方法,可以从带有水印的录制视频中鲁棒地提取出预先嵌入的水印信息。对含有水印的录制视频,基于所提出的逆向差分金字塔变换(reverse difference pyramid,RDP)准确定位出录制视频的Ro I区域。通过周期性地在特定的原始帧的不同变换域嵌入时域同步水印和版权认证数据,以抵抗帧率转换,从而实现鲁棒的版权认证。实验结果表明,所提出的方法在视频质量、时间开销和抵抗手机录制攻击的鲁棒性方面均取得了卓越的性能,证明了所提出的方法的优越性和适用性。

关键词：盲水印手机拍照手机录制自动定位版权保护篡改定位

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面向链下支付通道网络交易的安全协议研究

面向链下支付通道网络交易的安全协议研究

作者：刘铭曲阜师范大学

学位级别：硕士

支付通道网络(Payment Channel Network,PCN)是解决区块链可扩展性的有效技术,为加密货币的链下支付提供了一种安全高效的解决方案。然而,PCN技术面临着一些问题和挑战。一方面,PCN中通过一个中介节点可建立从发送者到接收者的支付通道... 详细信息

支付通道网络(Payment Channel Network,PCN)是解决区块链可扩展性的有效技术,为加密货币的链下支付提供了一种安全高效的解决方案。然而,PCN技术面临着一些问题和挑战。一方面,PCN中通过一个中介节点可建立从发送者到接收者的支付通道来实现多节点之间的支付。在这类场景中,中介节点知道流经自己的每笔交易的来源和去向,这会危害底层系统的隐私。遗憾的是,以往保障交易不可链接性的工作要么依赖于可信混合服务,要么构造的效率较低,要么适用性有限。另一方面,支付通道的路径信息包括节点身份和余额等。攻击者根据这些公开的信息发起循环交易,导致支付通道中被攻击节点的可用余额被全部锁定于循环交易,因锁定时间变长进而加大抵押成本。目前已有的解决方案主要集中在余额隐藏,但是目前的解决方案抵抗不了锁定攻击,因为攻击者作为支付发送方主观的选择带环的支付路径发起循环交易。同时,已有方案还存在因循环路径过长引发押金成本高的问题。针对以上两方面的问题和挑战,本文分别提出了茫然谜题传输(Oblivious Puzzle Transfer,OPT)协议以及最优路径加密(Optimal Path Encryption,OPE)协议。在此基础上分别又提出了单中介支付协议——ObliHub和多中介支付协议——Epoch。本文具体研究内容如下:(1)在本文中,为了解决单中介支付场景存在的效率、交易身份的不可链接性等问题,提出了 ObliHub支付协议,是一种向中介节点隐藏交易方向等信息的高效支付通道协议。ObliHub协议在实现交易不可链接性方面的核心技术是OPT协议,它使得发送者、中介节点和接收者之间的解谜以一种茫然的方式进行——中介节点既不知道一个解谜提示来自哪里,也不知道是谁获得的对应解。此外,本文对ObliHub与现有方案A2L的轮数、计算时间等性能进行了比较。其中,ObliHub从三阶段减少到两阶段,并且保证了交易的原子性和交易身份的不可链接性。仿真实验表明,ObliHub的运行时间比A2L方案的总运行时间减少了 0.2秒。(2)在本文中,为了解决多中介支付场景存在的发起恶意的循环交易、窃取支付路径信息等问题,提出了 Epoch。Epoch是一种针对链下多中介节点的支付协议,其核心组件是一种新型的密码原语:OPE协议,可实现路径信息的隐藏的功能。具体来说,管理者利用同态单向函数加密符合发送方要求的支付路径,加密结果隐藏了本次路径经过的节点身份等路径信息。这保证了发送方在采用支付路径之前,不会提前窃取支付路径的信息,因而无法发起循环交易。此外,Epoch可以并行处理多个中介组的交易。这与以往的方式相比,将经过四个中介交易的押金抵押成本降低了 75%。(3)最后,本文引入通用可组合(Universal Composability,UC)框架,充分利用其通用可组合性对以上协议进行了详细的安全性分析。首先给出了 UC框架下OPT协议和OPE协议的理想函数性,其次采用混合模型的证明方法,逐步证明了两个协议的UC安全性。此外,本文详细分析了 OPT协议可满足链下交易的原子性、匿名性和不可链接性;针对涉及三方交易的链下支付协议——ObliHub,本文详细阐述了其安全性证明过程;以及讨论了 OPE协议可满足隐藏支付通道中路径信息并且抵御锁定攻击的效果。

关键词：支付通道网络不可链接性原子性匿名性通用可组合框架

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基于注意力机制的运动想象识别算法研究

基于注意力机制的运动想象识别算法研究

作者：刘铭齐鲁工业大学

学位级别：硕士

脊髓损伤(Spinal Cord Injury,SCI)是由脊柱受损导致脊髓传播神经信号功能障碍的严重疾病。SCI往往使脊柱受损位置以下的躯体会出现运动障碍甚至瘫痪,对患者本人的身体和心理造成巨大的伤害。现阶段,脑机接口(Brain Computer Interface,... 详细信息

脊髓损伤(Spinal Cord Injury,SCI)是由脊柱受损导致脊髓传播神经信号功能障碍的严重疾病。SCI往往使脊柱受损位置以下的躯体会出现运动障碍甚至瘫痪,对患者本人的身体和心理造成巨大的伤害。现阶段,脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)技术已经在临床环境中被用于对脊髓损伤患者的康复和治疗。通过基于运动想象(Motor Imagery,MI)的脑机接口系统能够实现对脊髓损伤病人的神经再生促进和外部设备控制,对于脊髓损伤病人具有非常大的意义。对于MI的脑电图信号进行解码是构建基于MI的BCI系统的重要一环,也是实现对患者脑活动认知与分析的关键环节。当下对MI脑电图(electroencephalogram,EEG)信号解码算法的研究虽然取得了相当大的进展,但依旧存在难以捕捉任务相关的全脑活动、算法稀疏性不足和落地困难等问题。本文为了解决上述几个问题,在常用的注意力机制中选择了自注意力(Self-Attnetion,SA)机制构建了EEG解码模型,并依靠深度特征可视化和SA机制的脑活动捕捉对SCI病人进行了脑活动分析。以下是本研究的主要内容:1.针对SCI患者MI的EEG信号进行时-频-空域分析,提取了共空间模式特征和改进S变换特征,构建基于Transformer神经网络的MI分类模型,被称为Time-frequency and Spatial Transformer(TFS-TR)。在该模型中,从EEG信号中提取的频域和空域特征向量输入到Transformer神经网络中进行多次SA深度特征编码,最后通过全连接层输出分类结果,达到93.56%的正确率。通过构建注意力矩阵脑网络,发现注意力头所关注的通道连接与EEG原始信号构建的脑网络具有相似性。本研究在对两种脑网络的表现进行多方面分析后发现,SA点积脑网络在脑活动分析中具有非常大的潜力。SA点积脑网络能够去除不体现样本差异的相关连接,为临床中的脑活动分析提供更有区分性的方法。2.为解决Transformer网络在基于运动想象的EEG数据集上表现不佳的问题,本文引入了专家混合层(Mixture of Experts,Mo E)和基于Kullback-Leibler散度的注意力池化机制:Prob Sparse Self-attention来对Transformer网络进行稀疏性改进。本研究提出了一种在SCI患者MI-EEG信号的空域特征以及频域特征上构建基于改进的Transformer神经网络分类模型的方法,被称为EEG Mo E-Prob-Transformer(EMPT),该模型在本文所用的SCI运动想象EEG数据集上取得了95.24%的正确率。在该模型中,从EEG信号中提取的时频域和空域特征被作为单通道的特征嵌入输入到改进的Transformer神经网络中通过注意力池化机制后进行特征重建,再依靠Mo E层中的专家模型进行稀疏性映射,最后通过全连接层输出结果。通过充分的消融实验和对注意力池化模块和Mo E的分析,解释了两种模块对于Transformer神经网络的改进效果。3.为了解决MI-EEG信号识别模型落地困难的问题,本研究构建MI-BCI系统的边缘端部署方案。使用边缘计算的方案对MI-BCI系统进行部署相较于使用云计算方案拥有信号处理时延低、数据安全性高以及成本较低的优势。利用Intel Neural Compute Stick 2、Jetson AGX Xavier、无线脑电采集设备、傅里叶X1型下肢动力外骨骼等设备构建了边缘计算所需的硬件平台,以满足边缘计算设备方案要求。对所提出的TFS-TR和EMPT模型利用剪枝和量化的技术方案进行稀疏轻量化处理,使其能够在边缘环境中进行部署。经过实验,在边缘环境中部署的模型取得了十分良好的成绩,达到了在临床环境中服务SCI病人的需求。

关键词：脑机接口深度学习注意力机制边缘计算

新课标启示下的体育课程思政设计与实践研究 ——以初中篮球课为例

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新课标启示下的体育课程思政设计与实践研究 ——以初中篮球课为例

作者：刘铭景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

本论文旨在探讨在《义务教育体育与健康课程标准(2022版)》(以下简称:新课标)启示下的体育课程思政教学设计与实践研究,以促进学生的身体素质、运动能力和思想政治素养的全面发展。具体的研究内容为如何将新课标提出的“学练赛评”一体... 详细信息

本论文旨在探讨在《义务教育体育与健康课程标准(2022版)》(以下简称:新课标)启示下的体育课程思政教学设计与实践研究,以促进学生的身体素质、运动能力和思想政治素养的全面发展。具体的研究内容为如何将新课标提出的“学练赛评”一体化、大单元教学等教学理念运用于体育课程思政的教学设计与教学实践当中;通过采用文献资料法、问卷调查法、实验法、逻辑分析法、数理统计法等方法,得出了以下的实验结果与研究结论:实验结果:1.在思政认知维度指标上,对照组在“练”与“赛”层次维度的思政认知情况与实验前相比具有显著性差异(0.01

关键词：新课标学练赛评大单元体育课程思政

一类考虑国家生育政策的生育观念传播模型的建立与分析

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一类考虑国家生育政策的生育观念传播模型的建立与分析

作者：刘铭重庆交通大学

学位级别：硕士

人口转型问题是当今中国乃至世界面对的重点问题,它与经济社会发展等问题息息相关.数学方法是研究人口转型问题的重要工具,本文借助常微分方程模型和年龄结构流行病模型的思想,考虑国家生育政策,建立人口转型中生育观念的传播模型,结合... 详细信息

人口转型问题是当今中国乃至世界面对的重点问题,它与经济社会发展等问题息息相关.数学方法是研究人口转型问题的重要工具,本文借助常微分方程模型和年龄结构流行病模型的思想,考虑国家生育政策,建立人口转型中生育观念的传播模型,结合生育观念入侵指数,讨论人口转型是否发生,这对地区和国家人口结构的预测具有十分重要的意义.本文主要研究内容如下:借助传染病模型的思想,建立了在无或有国家鼓励生育政策下刻画人口转型中生育观念传播的常微分方程模型,给出了低生育群体到高生育群体的生育观念是否传播的阈值.基于该阈值,讨论了模型解的指数增长性,周期性,全局渐近稳定性等动力学行为.数值例子验证了理论所得结果的正确性并对模型解随参数的变化进行了更全面的讨论.考虑国家生育政策和人口的年龄结构,建立了具有鼓励生育政策的年龄结构生育观念传播模型,将基本模型表述为Banach空间上的抽象柯西问题,证明了解的存在性和唯一性.基于规范化思想研究了非平凡解的存在性和其线性化稳定性.通过算子理论和谱方法研究了规范化系统的相对稳定性和原始系统的绝对稳定性.借助基本再生数,获得了边界解的稳定性条件.

关键词：年龄结构人口转型稳定性异步指数增长国家生育政策

聚氨酯/聚脲-有机硅海洋防污涂层的制备及其应用研究

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聚氨酯/聚脲-有机硅海洋防污涂层的制备及其应用研究

作者：刘铭齐鲁工业大学

学位级别：硕士

广阔无垠的海洋蕴藏着无法估量的资源,是大自然对人类的馈赠。我们对海洋的探索始于数千年前,如今开发和利用海洋资源已成为许多国家的重要发展战略。然而,在海洋工业和海洋活动中,海洋生物污损是一个不可避免的问题。海洋生物污损会给... 详细信息

广阔无垠的海洋蕴藏着无法估量的资源,是大自然对人类的馈赠。我们对海洋的探索始于数千年前,如今开发和利用海洋资源已成为许多国家的重要发展战略。然而,在海洋工业和海洋活动中,海洋生物污损是一个不可避免的问题。海洋生物污损会给船舶、核电站和采油平台等海洋工程装备造成巨大的危害。在众多海洋防污办法中,涂装防污涂料是最有效、经济、便捷的方法。为了确保良好的防污效果,目前市场上主流的防污涂料大多伴有生物杀灭剂或有毒物质的释放。随着海洋经济的发展和各国对海洋生态环境保护意识的提升,不含杀菌剂的低表面能防污涂料已成为海洋防污领域的研究热点。聚二甲基硅氧烷(PDMS)基防污涂料因其低表面能的特性,被认为是理想的海洋防污材料,但是由于水流冲刷提供的剪切力不足,如何在静态条件下保护海洋设备免受生物污损仍然是一个挑战。本文中,我们通过对有机硅大分子进行物理和化学改性,制备出了兼具机械性能和静态防污性能的海洋防污涂层。本论文的主要研究内容如下:1.以羟基双封端聚二甲基硅氧烷、聚四氢呋喃(PTMG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主链,2,2′-双(羟甲基)丁酸(DMBA)为扩链剂,以γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为交联剂,制备了一种有机硅-聚氨酯聚合物。同时,以三氯生(TCS)为抗菌剂,将其均匀分散到聚合物体系中。结果表明,由于氨基甲酸酯基团的引入,提高了涂层的机械强度(极限抗拉强度:1.379 MPa,断裂伸长率:282%)。此外,涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率分别达到92.9%±5.8%和85.9%±5.3%,展现出优异的抗菌性能。2.以氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主链,2,6-二氨基吡啶(DAP)为扩链剂,7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)为抗菌剂,γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为交联固化剂,制备了一种PDMS基聚脲聚合物。结果表明,由于脲键(-NH-CO-NH-)为体系提供了丰富的氢键,这种PDMS基聚脲聚合物具有优异的机械性能,力学强度在2 MPa以上,而且对环氧基材的附着力可达2.8 MPa。此外,AMC赋予了涂层静态防污的能力,涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率分别达到95.9%±3.8%和96.1%±3.3%。3.以氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主链,4,4’-二羟基二苯二硫醚和丁二酮肟(DMG)为扩链剂,单宁酸(TA)为抗菌剂,制备了一种PDMS基聚氨酯/聚脲聚合物。结果表明,由于氨基甲酸酯键(-NH-CO-O-)和脲键(-NH-CO-NH-)为体系提供了丰富的氢键,PDMS基聚氨酯/聚脲聚合物具有优异的机械性能,力学强度在1.93 MPa以上,且对环氧基材的附着力可达3.5 MPa,达到了在海洋环境中使用的要求。此外,TA赋予了涂层良好的抑菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效率分别达到94.8%±2.4%和95.7%±2.8%。

关键词：海洋防污污损脱附聚二甲基硅氧烷(PDMS) 低表面能