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基于改进UNet的物联网僵尸网络检测算法研究

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基于改进UNet的物联网僵尸网络检测算法研究

作者：李成杰云南大学

学位级别：硕士

物联网的广泛部署伴随着大量基础设备连接到互联网中,进而攻击者能够感染、控制众多物联网设备,并发动大规模的僵尸网络攻击,对互联网环境造成影响。人工智能技术在网络空间安全的诸多领域取得了显著的进展,并被用于物联网中实现新型网... 详细信息

物联网的广泛部署伴随着大量基础设备连接到互联网中,进而攻击者能够感染、控制众多物联网设备,并发动大规模的僵尸网络攻击,对互联网环境造成影响。人工智能技术在网络空间安全的诸多领域取得了显著的进展,并被用于物联网中实现新型网络攻击的检测和防御。目前,主流的物联网僵尸网络检测方法均以有监督学习为主,通常基于大量已知的攻击样本进行特征提取,然后训练人工智能模型并将其用于检测,代表性的模型包括:KNN(K-Nearest Neighbor)、SVM(Support Vector Machine)、XGBoost等。上述方法的实现依赖于大量已“标记”的攻击样本,特征提取和样本预处理时间较长,且现有模型检测准确率渐趋饱和,对新型变种和隐蔽型变种恶意软件的检测能力较差。因此,实现一种端到端的、且适用于庞大的物联网环境的僵尸网络检测方法是本研究的重点和难点。物联网中的病毒和网络攻击具有一定的特殊性,以Mirai为代表的僵尸网络攻击具有攻击模式复杂多样、隐蔽性高、攻击扩散速度快、覆盖面广等特点。同时,物联网中的设备多为硬件配置较低的终端设备,不能有效支持传统互联网中代表性的网络攻击防御方案。因此,以设计一种适用于物联网的僵尸网络检测深度学习为目标,通过对检测模型和模型输入数据的双重优化,本文提出如下改进方式:(1)本文借鉴适用于图像分割和分类任务的UNet检测模型,实现一维化处理,通过融合僵尸网络流量数据的局部特征与全局特征,设计并提出了一维卷积神经网络(One-Dimensional UNet,1D-UNet),用于实现物联网中的僵尸网络检测。实验结果表明,该模型对僵尸网络的检测准确率基本达到了99%以上。(2)针对物联网设备对低能耗的高标准要求,本文在1D-UNet模型的基础上,引入深度可分离卷积操作实现轻量化处理,并通过增大卷积操作过程中的卷积步长,在特征学习过程中完成降维操作,替换掉原有的下采样池化操作,提出了1D-L-UNet(One-Dimensional Lightweight UNet)模型。实验结果证明,与1D-UNet相比,1D-L-UNet模型能够在参数量和计算量降低约65%的情况下,获得与1D-UNet相持平的僵尸网络检测性能。同时,1D-L-UNet在最优参数设置下获得了99.66%的检测准确率,与目前已有同类方法相比提升了0.43%。(3)基于僵尸网络攻击通常伴随分布式拒绝服务攻击(Distributed Denial-of-Service,DDo S)并产生大量网络数据包文的特点,为适配数据处理能力较弱的终端设备上部署检测机制的需求,本文对用于检测攻击过程中所依靠的网络数据包文提出优化方法。本文提出了一种基于有效载荷首次出现时间选取数据包的方式,降低检测准确率对数据包文数量的依赖程度。实验结果表明,经过优化后仅需要完成对一个数据包的特征提取就能够达到99.27%的僵尸网络检测准确率,与常规数据处理方式相比,在1D-L-UNet模型上减少了87%的计算量,极大降低了终端设备所需处理的数据规模。

关键词：僵尸网络物联网深度学习深度卷积神经网络分布式拒绝服务攻击

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TC4与PBTCF30的激光直接连接

TC4与PBTCF30的激光直接连接

作者：李成杰江苏大学

学位级别：硕士

近年以来,轻质合金和碳纤增强型聚合物在各行业产品结构轻量化设计中的应用越来越广泛,使得金属与聚合物的连接成为必不可少的需求,激光直接连接技术已成为解决这一问题的有效途径与研究热点。本文选择钛合金TC4和碳纤增强聚合物PBTCF3... 详细信息

近年以来,轻质合金和碳纤增强型聚合物在各行业产品结构轻量化设计中的应用越来越广泛,使得金属与聚合物的连接成为必不可少的需求,激光直接连接技术已成为解决这一问题的有效途径与研究热点。本文选择钛合金TC4和碳纤增强聚合物PBTCF30材料,使用半导体连续激光器进行了激光直接连接,实验探究了其连接性能与连接机理,并进行了工艺参数建模与优化。主要研究内容与成果如下:1)TC4与PBTCF30的激光直接连接性能及机理研究:(1)对未添加中间层的钛合金与PBTCF30进行激光直接连接证明其可行性,并进行单因素实验。实验结果表明,连接强度随激光连接功率和连接速度的增大呈现先增大后减小的趋势,但总体二者之间连接强度较低。(2)用不同激光连接工艺参数进行添加中间层PC的激光直接连接实验,并改变PC层厚度,研究其对连接质量的影响。结果表明,适当厚度的PC层的添加能有效提升连接强度,随着输入激光能量的增大,连接强度最大时对应的PC层厚度也越大。(3)连接机理研究:通过接头处横截面形貌观测发现,PBTCF30基体材料与PC材料熔化后会流入金属表面粗糙凹坑中形成机械铆接;通过流变实验测试发现所添加中间层PC流动性优于下层PBTCF30材料,能够更好地流入金属表面粗糙凹坑中,从而提升连接性能;XPS分析发现添加的PC中间层能够与TC4反应,形成Ti-O化学键,说明在连接界面处存在化学键是形成界面连接的另一机理。2)基于表面织构的TC4与PBTCF30激光直接连接性能及机理研究:(1)在金属表面通过皮秒脉冲激光进行织构处理,改变激光扫描直径、扫描间距扫描次数,得到不同直径和深度的微孔造型并记录不同参数下的预处理时间。(2)通过单因素实验研究各织构参数和预处理后连接功率和连接速度对接头强度的影响。结果表明,随着各织构参数和连接参数的增大,连接强度先增大后减小。(3)连接机理研究:PBTCF30材料在熔融状态能够充分填充TC4表面微孔造型,使得机械铆接效应显著增强,是连接强度增大的主要因素。但连接功率过高会导致PBTCF30内部分解现象加剧,产生较大尺寸气泡且当微孔织构过深时,孔内气体无法及时逸出,易在连接界面处形成孔隙,对连接强度的提升产生影响;XPS分析表明,连接界面存在Ti-O、Ti-C化学键是连接强度形成的又一因素。3)激光直接连接工艺参数建模与优化研究:(1)选择对连接性能较好的表面织构处理的钛合金与PBTCF30的连接进行工艺参数优化研究。通过响应面法建立了各工艺参数与连接强度及预处理时间的数学模型,并验证所建模型可靠性较高,分析了各工艺参数组合对预处理时间和连接强度的交互式影响。结果表明,扫描间距对预处理时间的影响最大,扫描次数次之,扫描直径最小;织构扫描间距与次数、扫描间距与连接速度、连接功率与连接速度对连接强度的交互式影响较大。(2)使用Matlab与加速粒子群优化算法在两种准则下对工艺参数进行单目标与多目标优化,得到了不同准则下对应的最佳工艺参数组合。本文为激光直接连接TC4与PBTCF30在实际生产中的应用奠定了理论基础,并提供了技术支持,同时也为其他金属与增强型聚合物之间的激光直接连接提供了新途径。

关键词：激光直接连接钛合金碳纤增强聚合物中间层金属表面织构工艺参数优化

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江门市档案中心连体结构有限元分析

江门市档案中心连体结构有限元分析

基于三方演化博弈的网络货运动态发展机制及仿真研究

2022年全国工程建设行业施工技术交流会

作者：李成杰中铁建设集团南方工程有限公司

江门市档案中心工程为塔楼与高位连体组合体系,主要包括4栋塔楼与塔楼之间的钢连体结构。塔楼和钢连体分别采用现浇混凝土框架-抗震墙结构和钢桁架结构。本文针对塔楼的混凝土框架-抗震墙结构和连体钢结构的特点,分别使用不同单元类型... 详细信息

江门市档案中心工程为塔楼与高位连体组合体系,主要包括4栋塔楼与塔楼之间的钢连体结构。塔楼和钢连体分别采用现浇混凝土框架-抗震墙结构和钢桁架结构。本文针对塔楼的混凝土框架-抗震墙结构和连体钢结构的特点,分别使用不同单元类型和建模方式对工程整体结构进行有限元建模,并对结构的位移分布情况和应力分布情况进行了计算分析。结果表明,整体结构的剪力墙构件能够抵抗水平荷载和竖向荷载的作用,整体结构的位移变化较小,最大剪应力与最大、最小正应力均出现在B栋塔楼,且均在各结构部件的应力容许范围内。经过对整体结构进行计算分析,表明本工程的整体设计方案安全可行。

关键词：混凝土框架-抗震墙结构有限单元法钢桁架结构高层建筑

来源： cnki会议评论

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公路交通科技 2022年第10期39卷 180-190页

作者：杨扬李成杰昆明理工大学交通工程学院云南昆明650500

网络货运平台的应用普及是推动我国物流效率提升的重要举措,为进一步提高网络货运平台服务的针对性和有效性,需对网络货运机制构建过程中相关主体的决策行为进行深入研究。运用演化博弈理论中的复制动态分析方法建立了网络货运平台、第... 详细信息

网络货运平台的应用普及是推动我国物流效率提升的重要举措,为进一步提高网络货运平台服务的针对性和有效性,需对网络货运机制构建过程中相关主体的决策行为进行深入研究。运用演化博弈理论中的复制动态分析方法建立了网络货运平台、第三方物流企业和政府间的演化博弈模型,虽然政府位于机制构建的核心地位,但是最终的网络货运体系形成均受3方博弈行为的影响。基于政府监管的复杂性,根据李普亚诺夫定理分析了3方参与主体的演化稳定策略,并通过建模仿真方法探究了影响演化的主要因素。研究表明:在3方演化博弈过程中,网络货运平台的策略选择主要受政府相关政策的影响,当政府平台的罚款力度较大时,趋向合作策略;政府对平台的奖赏并非越大越好,过大会对系统演化造成负向作用,第三方物流企业加入网络货运平台的策略主要受政府补贴影响,当政府增大对企业的补贴时,有利于构建良好的网络货运动态机制,但结果并不理想,且网络货运平台的敏感程度要大于第三方物流企业;当三方初始参与积极性较高时,政府越倾向于采取严格监管政策,越能推动网络货运平台的发展;当政府采取联合监管策略,且三方主体的初始参与积极性较高时,会出现(严格监管,提供高质量服务,加入平台)的良好局面,但并不稳定,需要政府坚持长期严格监管。

关键词：运输经济动态发展机制三方演化博弈网络货运仿真建模

CF/ASA电磁屏蔽复合材料的制备及其性能研究

维普期刊数据库

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CF/ASA电磁屏蔽复合材料的制备及其性能研究

作者：李成杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的飞速进步和电子工业的快速发展,各种智能化、数字化的电子仪器设备日益增多,随之而来的就是电磁辐射污染的现象逐渐增多。因此具有电磁屏蔽能力的填充型复合材料成为了研究热点,如今人们已开始对具有电磁屏蔽性能的复合... 详细信息

随着科学技术的飞速进步和电子工业的快速发展,各种智能化、数字化的电子仪器设备日益增多,随之而来的就是电磁辐射污染的现象逐渐增多。因此具有电磁屏蔽能力的填充型复合材料成为了研究热点,如今人们已开始对具有电磁屏蔽性能的复合材料展开深入研究。目前我国对于电磁屏蔽材料的研究仍然落后于发达国家,所以研制新型的电磁屏蔽复合材料具有较大的应用需求和重要的现实意义。传统电磁屏蔽材料,如铁氧体、金属、本质导电聚合物等,由于密度高、带宽窄,无法满足屏蔽需求。本文用CF碳纤维作为导电填料,ASA聚合树脂作为基体通过填料分散符合法进行混合后利用双螺杆热挤压机混炼后模压制备CF/ASA碳纤维聚合树脂复合材料。通过控制变量法将影响复合材料性能的因素例如碳纤维的长度和含量进行对比,深入研究碳纤维的长度和含量对于复合材料导电性和在频段1～18GHz的电磁屏蔽性的影响规律,并对其力学性能的变化进行了分析研究。根据实验结果可知,其他条件相同时,一定碳纤维含量范围内CF/ASA碳纤维聚合树脂复合材料的导电性随着碳纤维含量的增加而提升;一定纤维长度的范围内,碳纤维长度越长复合材料的导电性能越好。碳纤维长度3mm的样品纤维含量为26%时方块电阻最小,为25.4Ω/sq,碳纤维长度6mm的样品纤维含量为29%时方块电阻最小,为23.4Ω/sq。复合材料在频段10～15GHz范围内表现出较好的电磁屏蔽性能,碳纤维长度6mm碳纤维含量26%的样品在14.5GHz处达到最高电磁屏蔽效能65d B。CF/ASA碳纤维聚合树脂复合材料在碳纤维长度3mm碳纤维含量为20%时的拉伸强度最大,达到20.9MPa。碳纤维长度6mm的样品在碳纤维含量为13%时拉伸强度达到最大值21.8MPa。相同碳纤维含量时,碳纤维长度越长,样品的拉伸强度就越高。碳纤维长度3mm的复合材料样品在碳纤维含量为26%时压缩强度达到最大值42.3MPa。碳纤维长度6mm的样品在碳纤维含量为26%时达到最大压缩强度45.4MPa。相同碳纤维含量时,碳纤维长度越长,样品的压缩强度就越高。碳纤维长度3mm的样品在碳纤维含量为20%时弯曲强度达到最大值30.8MPa。碳纤维长度6mm的样品在碳纤维含量26%时达到最大弯曲强度32.8MPa。相同碳纤维含量时,碳纤维长度越长,复合材料的弯曲强度就越高。

关键词：碳纤维 ASA聚合树脂复合材料电磁屏蔽力学性能

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双扭曲斜拉索塔体安装施工技术

双扭曲斜拉索塔体安装施工技术

2022年全国建筑钢结构科技创新大会

作者：李成杰张强金环建设集团有限公司

主要介绍双扭曲斜拉索塔体钢结构桥梁安装技术在工程施工中的应用,项目包括高/矮扭曲斜拉索两斜塔肢,桥塔上塔为钢结构,下塔为钢混组合结构。高塔与矮塔结构相似,均为变截面梯形截面。这里重点说明钢结构安装施工质量控制技术的应用、... 详细信息

主要介绍双扭曲斜拉索塔体钢结构桥梁安装技术在工程施工中的应用,项目包括高/矮扭曲斜拉索两斜塔肢,桥塔上塔为钢结构,下塔为钢混组合结构。高塔与矮塔结构相似,均为变截面梯形截面。这里重点说明钢结构安装施工质量控制技术的应用、安装控制、焊接控制及施工测量控制。

关键词：钢结构扭曲斜塔体施工技术应用施工控制

来源： cnki会议评论

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置于倾斜圆柱尾流内的圆柱流致振动特性研究

置于倾斜圆柱尾流内的圆柱流致振动特性研究

作者：李成杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

流致振动(FIV)具有实际和根本的意义。一方面,FIV对工程结构具有很强的破坏性,必须尽量减弱;另一方面,它被应用于一些能量收集装置,在这种情况下,它需要被尽可能地加强。在实际生活中,非平行圆柱结构随处可见。这类结构的FIV不能由平行... 详细信息

流致振动(FIV)具有实际和根本的意义。一方面,FIV对工程结构具有很强的破坏性,必须尽量减弱;另一方面,它被应用于一些能量收集装置,在这种情况下,它需要被尽可能地加强。在实际生活中,非平行圆柱结构随处可见。这类结构的FIV不能由平行圆柱系统获得的结果近似得到。本文进行了对置于倾斜圆柱尾流中的圆柱流致振动的实验研究。实验中用到的两个圆柱布置于风洞中的水平中轴面上。其中,布置于上游的圆柱与来流成一定角度,并且固定不动;下游圆柱与来流垂直,并安装于弹簧装置上,可上下振动。上游圆柱的直径d为18 mm和30 mm,下游圆柱的直径D为30 mm,从而,直径比d/D分别为0.6和1.0。倾斜角α定义为两个圆柱的中心线之间的夹角。间距L定义为上游圆柱体的中心点到下游圆柱体的前停滞线之间的距离。通过移动上游圆柱的位置,可以变化L/d和α的值。本实验选用L/d=1.0、1.5、2.0、3.0、4.0和5.0,倾角α=0、5?,10?和15?,雷诺数Re=2.92×103～5.79×10。使用两个激光测振仪同步测量下游圆柱两端的振动。与此同时,使用两根热线来测量涡脱频率,其中一根热线位于两个圆柱的间隙中,另一根位于两个圆柱的尾流中。结果表明,当α>0时,下游圆柱的振动将受到抑制。这种效果在d/D=1.0时表现得更为明显。当α>0时,观测到涡脱频率对应的条带宽度变宽,这在一定程度上解释了倾角对振动的抑制作用。本文中将圆柱的振动模式归为三类,其中第三类是倾斜双圆柱系统独有的振动模式。

关键词：流致振动倾斜双圆柱系统

移动边缘计算中面向倾斜数据的分布式异步优化算法研究

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移动边缘计算中面向倾斜数据的分布式异步优化算法研究

作者：李成杰华中科技大学

学位级别：硕士

近年来,分布式异步离线优化算法受到广泛关注。相比分布式同步架构,各个计算节点独立计算、不受约束的特性使其在大规模数据和复杂模型上拥有高性能、高效率的表现。另一方面,随着移动边缘计算逐渐成为发展趋势,数据从以云为中心分布到... 详细信息

近年来,分布式异步离线优化算法受到广泛关注。相比分布式同步架构,各个计算节点独立计算、不受约束的特性使其在大规模数据和复杂模型上拥有高性能、高效率的表现。另一方面,随着移动边缘计算逐渐成为发展趋势,数据从以云为中心分布到边缘节点,边缘节点本地处理数据的特性带来低时延和安全性的同时,分布式协同任务将面临天然的非独立同分布的倾斜数据情形。移动边缘计算场景下的分布式机器学习异步训练的意义越来越突出,而此前的研究中,分布式异步离线优化算法在这种倾斜数据上的性能和收敛精度并不令人满意,因为各个计算节点上稀疏、偏置的数据特征会导致训练过程产生振荡并最终影响收敛。针对移动边缘计算中倾斜数据的分布式异步优化,提出一种具有“局部平均梯度”和“全局动量”的梯度调度算法（Gradient Scheduling with Global Momentum,GSGM）。首先,GSGM在中心服务器而非边缘节点上应用动量方法,用各个节点贡献的历史梯度的累积削弱偏置方向的影响。其次,GSGM利用基于白名单的调度策略使各个节点的梯度更新平衡而有序。最后,全局动量的作用对象是局部平均梯度,其意义是将每一轮调度结束时各节点最近一次计算的梯度的平均作为无偏方向的良好估计。实验结果表明,对于在相同实验条件下的非独立同分布数据训练,应用在流行的优化算法上的GSGM可以使训练稳定性提高20%,同时对Fashion-Mnist和CIFAR-10数据集上的模型精度略有提高。另一方面,当扩展分布式规模而在CIFAR-100数据集上导致倾斜数据分布愈加稀疏时,GSGM可以将训练稳定性提高37%。在多达30个边缘计算节点时,用于比较的卓越算法均无法完成训练过程,GSGM的收敛仍然稳定、高效且精度高。此外,GSGM对不同程度的倾斜数据具有鲁棒性。

关键词：移动边缘计算非独立同分布数据分布式异步离线训练全局动量梯度调度局部平均梯度

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青海省马铃薯种植现状及高产栽培技术

农家参谋 2022年第12期 49-51页

作者：李成杰青海省海东市民和县农业技术推广中心

在青海省农业种植中，马铃薯是重要的种植作物之一，对青海省的农业种植经济效益有重要帮助，需要当地人们重视马铃薯的种植，结合当地的气候条件，采取有效的种植方法，积极实施高产栽培技术，实现高产目标。在实际种植过程中，应当在... 详细信息

在青海省农业种植中，马铃薯是重要的种植作物之一，对青海省的农业种植经济效益有重要帮助，需要当地人们重视马铃薯的种植，结合当地的气候条件，采取有效的种植方法，积极实施高产栽培技术，实现高产目标。在实际种植过程中，应当在土地选择、种植技术以及农田管理方面入手，提升当地马铃薯的生长效果，促进马铃薯生长趋势良好。

关键词：青海省马铃薯种植现状高产栽培技术