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非线性能量采集的工业物联网非线性信息年龄分析

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计算机工程 2024年

作者：许晋贾向东韩向花张兴元南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室西北师范大学计算机科学与工程学院

针对工业物联网(Industrial Internet of Things， IIoT)中对信息新鲜性日益增长的需求，提出一种基于非线性能量采集(Energy Harvest， EH)的IIoT监控系统，配备电池容量大小为B的传感器节点从无线电站(Wireless Power Station， WPS)... 详细信息

针对工业物联网(Industrial Internet of Things， IIoT)中对信息新鲜性日益增长的需求，提出一种基于非线性能量采集(Energy Harvest， EH)的IIoT监控系统，配备电池容量大小为B的传感器节点从无线电站(Wireless Power Station， WPS)使用非线性EH技术采集射频能量(Radio Frequency， RF)进行充电，电池充满后将采集到的数据发送给数据采集节点。此外，为了避免在复杂场景中需要设置多个非线性信息年龄(Age of Information， AoI)算法所导致的系统较为复杂的问题，提出函数f(t)=a(ea△t-1)，a≠0来描述不同的非线性AoI，并通过调节参数a来控制函数图像形状。在推导系统非线性AoI封闭表达式的同时引入系统能量效率(Energy Efficiency， EE)，以二者的比值Ψ作为系统的性能指标。鉴于问题较为复杂，采用一维搜索方法来寻找最优电池容量。通过系统仿真和数值分析，证明了使系统Ψ最小化的电池容量B存在。此外，信道衰落参数、状态更新大小、WPS发射功率等参数都会对系统的性能产生影响，在相关系统的优化设计时都需要考虑。当WPS发射功率为0.5w时，指数型非线性AoI下的Ψ是对数型非线性AoI下Ψ的2倍，是线性AoI下Ψ的1.8倍。

关键词：工业物联网非线性能量采集传输正确概率非线性信息年龄能量效率

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年龄结构流感模型综合控制策略研究

数学物理学报（A辑） 2024年第3期44卷 804-814页

作者：杨俊元张晨琳杨丽山西大学复杂系统研究所太原030006 山西省疾病防控的数学技术与大数据分析重点实验室太原030006

该文考虑流感的年龄异质性,结合流感传播机理建立了连续年龄结构的SIR流感模型.引入了疫苗接种和实施治疗两种控制措施,提出成本效益函数,利用庞特利亚金最大值原理及Ekland变分原理得到最优控制的存在性.通过向前和向后扫描算法进行数... 详细信息

该文考虑流感的年龄异质性,结合流感传播机理建立了连续年龄结构的SIR流感模型.引入了疫苗接种和实施治疗两种控制措施,提出成本效益函数,利用庞特利亚金最大值原理及Ekland变分原理得到最优控制的存在性.通过向前和向后扫描算法进行数值模拟.比较多种控制策略,发现接种疫苗和实施治疗组合控制效果最佳;比较成本效应,发现低成本的控制效果最理想.最后综合分析得出接种疫苗成本效益最高,而同时实施接种和治疗公共卫生效率最佳.

关键词：流感庞特里亚金最大值原理最优控制 Ekland变分原理

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边云辅助下的可撤销属性加密方案

计算机工程 2024年

作者：张伟航钟永彦向元柱丁士旵南通大学电气与自动化学院

物联网设备数据上云已成为主流数据管理方案，但云端数据管理存在安全风险。为确保数据机密性并防止未授权访问，属性访问控制被认为是一种有效的解决方案。然而，现有加密方案负担重、撤销机制不完善，不适用于动态的物联网环境，为此... 详细信息

物联网设备数据上云已成为主流数据管理方案，但云端数据管理存在安全风险。为确保数据机密性并防止未授权访问，属性访问控制被认为是一种有效的解决方案。然而，现有加密方案负担重、撤销机制不完善，不适用于动态的物联网环境，为此提出了边云辅助下的可撤销属性加密方案。该方案采用椭圆曲线加密技术降低计算开销；支持多属性机构分担属性管理减少单点故障问题；引入边缘节点降低物联网设备的计算负载；利用云计算预解密降低用户侧计算压力；引入属性版本以及系统版本，设计撤销机制实现用户属性的撤销、系统全局属性撤销以及用户撤销。安全性分析与性能分析表明，所提方案在DBDH假设下是安全的，并且加、解密效率高，更适用于物联网环境。

关键词：属性加密边缘计算访问控制线性秘密共享方案加密外包解密外包

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非完全信息下无人机集群对抗研究综述

电子与信息学报 2024年第4期46卷 1157-1172页

作者：薛健赵琳向贤财吕科宏晨张宝琳岩延王泳中国科学院大学工程科学学院北京100049 鹏程实验室深圳518055 北京联合大学机器人学院北京100101 青岛科技大学自动化与电子工程学院青岛266061 中国科学院大学人工智能学院北京100190

无人机集群以其具备的应用优势及发展前景,成为当前人工智能领域研究者关注的热点之一。而非完全信息下的无人机集群对抗技术,因其集群结构变化的高动态性以及环境信息复杂多变且不能完全感知的特点,成为对集群协同性与智能性要求最高... 详细信息

无人机集群以其具备的应用优势及发展前景,成为当前人工智能领域研究者关注的热点之一。而非完全信息下的无人机集群对抗技术,因其集群结构变化的高动态性以及环境信息复杂多变且不能完全感知的特点,成为对集群协同性与智能性要求最高的研究方向之一。其研究成果可以促进智能化无人系统的快速发展和广泛应用。该文全面回顾了非完全信息环境下无人机集群对抗研究的最新进展,按照包以德循环理论的思路将无人机集群对抗过程划分为态势评估、意图推断、任务规划与机动决策4个相互衔接的关键组成部分,并进一步将其细分为8个子研究目标。通过分析比较近年来的相关研究,着重阐述了无人机集群对抗领域各项任务的研究重点和难点以及已取得的成果,并讨论了无人机集群对抗技术所面临的挑战,包括大规模异构集群的协同控制、非完全信息的处理、复杂决策过程的建模以及实际应用任务的应对等。

关键词：无人机集群非完全信息态势评估意图推断任务规划机动决策

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西藏退化草地植被和土壤特征及其关系

环境科学 2024年

作者：李晴婉古晋锴李庆琳李婉池向生建唐国勇南京林业大学风景园林学院云南大学国际河流与生态安全研究院中国林业科学研究院高原林业研究所

为探究区域尺度上西藏草地退化特征，收集西藏第二次草原普查成果中草地退化数据及国家青藏高原科学数据中心12个植被和土壤参数数据，利用ArcMap在栅格数据上随机选取10000个样点（剔除非草地、沙化和盐碱化草地数据，剩余7949个有效... 详细信息

为探究区域尺度上西藏草地退化特征，收集西藏第二次草原普查成果中草地退化数据及国家青藏高原科学数据中心12个植被和土壤参数数据，利用ArcMap在栅格数据上随机选取10000个样点（剔除非草地、沙化和盐碱化草地数据，剩余7949个有效样点），采取多值提取到点的方法提取每个样点退化和参数数据，分析西藏退化草地植被和土壤特征及其关系，并基于以上指标进行随机森林建模来预测草地生态系统变化趋势. 结果表明：①西藏草地主要以高寒草原类和高寒草甸类为主，分别占有效样点45.83%和41.15%；②随草地退化程度加剧，在17个草地类型中，草原型种类的数量逐渐下降，以紫花针茅（Stipa pulcherrima）和青藏苔草（Carex moorcroftii）等为优势物种的草原型占比下降，杂类草和金露梅（Rhododendron aureum）等占比增加；③随退化程度加剧，植被指标普遍呈下降趋势，土壤全氮、全磷、全钾和有机碳降低，土壤pH和容重升高，土壤水分变化不明显；④土壤水分、全氮、全磷、全钾、有机碳、植被覆盖度、植被净初级生产力、归一化植被指数、地上生物量和生物多样性生境指数之间均呈正相关关系，但与土壤pH和容重呈负相关关系，且随退化程度加剧，各指标之间的相关系数降低；⑤随机森林模拟结果表明在退化过程中土壤容重和生物多样性生境指数的贡献率均超过12%，模型预测准确率达到78%. 研究揭示西藏草地退化主要与土壤容重和生物多样性生境指数密切相关，即土壤容重大或生物多样性生境指数小，草地退化程度可能越重，可为以后草地保护与管理提供了科学依据.

关键词：西藏草地退化植被指标土壤理化性质相关性随机森林

双三相同步磁阻电机单相开路故障下的容错控制策略

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中国电机工程学报 2024年第14期 5736-5747页

作者：邹继斌李炳均张文韬徐永向郑博元哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨工程大学智能科学与工程学院

双三相同步磁阻电机(dualthree-phasesynchronous reluctancemotor,DTP-SynRM)转子不含永磁体，没有高温退磁风险，成本较低，且由于其系统自由度高、冗余性强，因此具有较好的容错性能。开路故障是双三相同步磁阻电机系统中最常见的故... 详细信息

双三相同步磁阻电机(dualthree-phasesynchronous reluctancemotor,DTP-SynRM)转子不含永磁体，没有高温退磁风险，成本较低，且由于其系统自由度高、冗余性强，因此具有较好的容错性能。开路故障是双三相同步磁阻电机系统中最常见的故障类型之一，该文针对一种两套三相绕组中性点相互独立的双三相同步磁阻电机单相开路故障，建立DTP-SynRM矢量空间解耦模型，实现对电压、电流和磁链方程的完全解耦。在开路故障状态下仍将其视为一个正常的双三相电机，分析故障状态对电机的电流约束和信号传递的影响，并指出在开路故障下z2轴电流与β轴电流不再独立，电机由正常运行时的四阶系统降阶为三阶系统，而由于开路故障导致的电压信号传递不准确则会在dq坐标系中引入二次谐波电流，并产生二次和四次转矩波动。该文提出一种同时考虑电流约束和信号传递误差的故障容错方法，电机处于三闭环运行状态，补偿电压信号传递误差，抑制开路故障时电机的转矩波动并降低电流谐波。搭建实验平台进行实验，验证所提容错方法的有效性和可行性。

关键词：双三相同步磁阻电机容错控制开路故障电流约束电压信号传递误差转矩脉动抑制

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基于知识图谱的再制造设备资源信息建模方法

武汉科技大学学报 2024年

作者：夏绪辉张缤元王蕾张泽琳郭钰瑶武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉科技大学精密制造研究院

针对再制造企业面临的设备资源和功能信息缺乏、且其准确性和一致性低的问题，提出一种再制造设备资源知识图谱生成方法。通过分析主要的再制造环节和设备资源信息，构建各环节统一的再制造设备资源模型，定义设备功能信息；通过采用命... 详细信息

针对再制造企业面临的设备资源和功能信息缺乏、且其准确性和一致性低的问题，提出一种再制造设备资源知识图谱生成方法。通过分析主要的再制造环节和设备资源信息，构建各环节统一的再制造设备资源模型，定义设备功能信息；通过采用命名实体识别和语义标注分析等知识建模方法实现“人-机-物-法-环”等信息的语义关联。整合再制造生产环节、本体信息和资源数据等各层信息模型，构建再制造设备资源知识图谱；以退役汽车发动机的再制造设备资源信息生成与建模为实例验证了该方法的有效性和实用性。

关键词：再制造设备资源信息建模功能信息知识图谱

再生粗骨料混凝土静动态抗压强度离散性试验研究

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3092-3102页

作者：王小娟李润琳周宏元母崇元乔崎云北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

为研究再生粗骨料（RCA）替代率和应变率对再生粗骨料混凝土（RAC）抗压强度离散性的影响，制备了3种不同RCA替代率的RAC （0%、50%、100%），分别进行准静态压缩及霍普金森压杆（SHPB）试验，与概率统计分析理论，对RAC抗压强度结果进... 详细信息

为研究再生粗骨料（RCA）替代率和应变率对再生粗骨料混凝土（RAC）抗压强度离散性的影响，制备了3种不同RCA替代率的RAC （0%、50%、100%），分别进行准静态压缩及霍普金森压杆（SHPB）试验，与概率统计分析理论，对RAC抗压强度结果进行分析讨论。结果表明：准静态压缩下，RAC抗压强度离散程度随RCA替代率增加变化不显著，但表现出先增加后减小的趋势；SHPB试验应变率为50～120 s-1时，受RCA替代率和应变率的共同影响，同一应变率下RAC动态抗压强度离散程度随RCA替代率增加而增加，同一RCA替代率下RAC动态抗压强度离散程度随应变率增加逐渐减小。此外，对传统Weibull分布模型引入替代率和应变率参数进行修正，考虑到抗压强度离散性可能影响结构设计的安全性，提出了在任意保证率下具有不同RCA替代率的RAC动态抗压强度预测公式。

关键词：再生混凝土离散性准静态压缩试验霍普金森压杆试验抗压强度

中国泥炭地土壤碳库估算: 方法、进展与展望

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科学通报 2024年第12期69卷 1613-1624页

作者：刘滨刘汉向贾佳浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004 金华市流域地表过程与生态安全重点实验室金华321004

泥炭地土壤碳储量占到了全球土壤碳库的1/3,与气候变化的关系密切.这一背景下,泥炭地土壤碳库的大小及变化受到了学者的广泛关注.本文聚焦泥炭地土壤碳库估算,梳理不同估算方法的原理及优缺点,对比不同研究中我国泥炭地的分布、面积及... 详细信息

泥炭地土壤碳储量占到了全球土壤碳库的1/3,与气候变化的关系密切.这一背景下,泥炭地土壤碳库的大小及变化受到了学者的广泛关注.本文聚焦泥炭地土壤碳库估算,梳理不同估算方法的原理及优缺点,对比不同研究中我国泥炭地的分布、面积及碳库估算大小,并对我国不同区域泥炭地土壤碳库形成的主要驱动因子进行探讨.评述了目前的研究进展及存在的问题,并展望了未来泥炭地土壤碳库的研究思路,以期为准确估算我国泥炭地土壤碳库提供方法论参考,为我国实施“双碳”(碳达峰、碳中和)战略提供科学支撑.

关键词：泥炭地土壤碳库中国碳达峰与碳中和

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