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关于Kriging模型的构造及其优化算法研究

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关于Kriging模型的构造及其优化算法研究

作者：柯贤斌西安电子科技大学

学位级别：硕士

代理模型技术是一种求解工程优化问题的有效手段。由于使用这种技术在优化过程中可通过逼近模型拟合出设计变量与设计目标之间的关系,进而代替复杂耗时的以及高精度的数值模拟程序和仿真软件,因此基于代理模型的优化方法吸引了很多研究... 详细信息

代理模型技术是一种求解工程优化问题的有效手段。由于使用这种技术在优化过程中可通过逼近模型拟合出设计变量与设计目标之间的关系,进而代替复杂耗时的以及高精度的数值模拟程序和仿真软件,因此基于代理模型的优化方法吸引了很多研究者的关注。与其它代理模型相比,由于Kriging模型具有相对较高的预测精度,因而成为计算机实验研究中使用最为广泛的一种代理模型。在构造Kriging模型时,优化相关模型参数是一个核心问题。与此同时,大量工程优化问题的目标函数通常不能显式表达而要通过仿真计算来获取,而在很多情况下仿真计算需要昂贵的成本,因此如何通过代理模型对系统进行全局优化是该领域亟待解决的问题之一。本文研究了Kriging模型的构造方法以及在高效全局优化(EGO)算法的框架上改进了EGO算法。主要工作概括如下:(1)使用交替方向法的思想得到了目标函数关于模型参数的梯度,进而提出了一种基于有效集共轭梯度法的Kriging模型参数优化算法,并在此算法的基础上改进了高效全局优化算法。数值实验表明,改进的全局优化算法改善了高效全局优化算法过早收敛的问题。最后,利用改进的EGO算法求解模拟集成电路的优化设计问题,以带隙基准电压源的优化设计为例,对该电路系统进行了全局优化。(2)通过更新单纯形的策略来处理线搜索失败的问题,对投影单纯形梯度法提出了相应的改进;然后使用投影单纯形梯度法优化模型参数,即采用单纯形梯度近似目标函数的梯度,这样有效地避免了目标函数的梯度难于求解的问题;同时利用投影单纯形梯度法改进EGO算法。数值实验结果显示改进的EGO算法是有效的。

关键词：代理模型 Kriging模型高效全局优化算法共轭梯度法单纯形梯度

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多方互利共赢的电动汽车智能充电服务策略

电力系统自动化 2017年第19期41卷 66-73页

作者：侯慧樊浩苏舒李正天柯贤斌罗俊阳武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 国网山西省电力公司太原供电公司山西省太原市030012 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

从电动汽车用户、电力公司、充电站运营商、道路交通部门四个方面展开电动汽车最优充电导航策略的研究,提出"车—网—路—站"多目标优化有序充电导航系统。在此基础上,采用模糊决策法建立综合最优目标模型,实现了在大规模电动汽车快速... 详细信息

从电动汽车用户、电力公司、充电站运营商、道路交通部门四个方面展开电动汽车最优充电导航策略的研究,提出"车—网—路—站"多目标优化有序充电导航系统。在此基础上,采用模糊决策法建立综合最优目标模型,实现了在大规模电动汽车快速充电需求下,电动汽车用户利益最优、电力公司网络损耗与电压偏移最小、负荷平衡指数最高、充电站运营商利润最高及交通网侧道路拥堵率最低等多维目标。通过某市交通路网中呈均匀分布的9个充电站及IEEE 14节点系统算例,验证了该智能充电服务策略的合理性及有效性。

关键词：电动汽车最优充电导航策略模糊决策法综合最优模型多维目标

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基于梯度法的高效全局优化算法

吉林大学学报（理学版） 2016年第1期54卷 40-44页

作者：柯贤斌刘红卫游海龙西安电子科技大学数学与统计学院西安710126 西安电子科技大学微电子学院西安710071

用极大似然估计法和交替方向法估计Kriging模型参数,提出一种基于有效集共轭梯度法的Kriging模型参数优化算法,并在此基础上改进了高效全局优化算法.结果表明,利用改进的全局优化算法可解决高效全局优化算法的过早收敛问题.

关键词： Kriging模型极大似然估计高效全局优化算法共轭梯度法

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分时电价下价格理性用户最优充电策略

中国电力 2018年第1期51卷 171-178页

作者：侯慧樊浩谢俊罗俊阳柯贤斌王成智武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 国网山西省电力公司太原供电公司山西太原030012 国家电网公司华中分部湖北武汉430077 国网湖北省电力公司湖北武汉430077

电动汽车作为一种移动负荷,其充放电行为将对电网产生巨大的影响。在尖峰、峰、平、谷、尖谷5段分时充电电价与传统峰、平、谷3段分时放电电价下,建立了4类电动汽车充放电响应模型与价格理性用户最优充电策略,并计算出用户所需要的充电... 详细信息

电动汽车作为一种移动负荷,其充放电行为将对电网产生巨大的影响。在尖峰、峰、平、谷、尖谷5段分时充电电价与传统峰、平、谷3段分时放电电价下,建立了4类电动汽车充放电响应模型与价格理性用户最优充电策略,并计算出用户所需要的充电费用、电网的负荷量与网络损耗率。仿真结果表明:该模型求得的最优充电策略,不仅可以使用户费用降低,还可以大大降低电网的网络损耗率。

关键词：电动汽车分时电价价格理性用户最优充电策略

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浅论对太极竞技推手认识的误区

搏击 2013年第9期10卷 74-76页

作者：刘明亮梁辰柯贤斌国际关系学院体育美育教研部

太极竞技推手作为太极推手的竞技模式搬上擂台已经有数十年的历史,并在长期实践与改进中不断完善,然而人们对太极竞技推手认识的误区还很多,各种质疑批驳之声层出不穷。道不明而术难行,不解决太极竞技推手认识的误区,太极竞技推手就没... 详细信息

太极竞技推手作为太极推手的竞技模式搬上擂台已经有数十年的历史,并在长期实践与改进中不断完善,然而人们对太极竞技推手认识的误区还很多,各种质疑批驳之声层出不穷。道不明而术难行,不解决太极竞技推手认识的误区,太极竞技推手就没有一个好的发展氛围和发展空间。对此本文试论如下：

关键词：太极推手竞技模式误区

基于正态变换的变样本容量Shewhart比例控制图设计

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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 610-622页

作者：周思阳张莹柯楚贤交通运输部水运科学研究所北京100088 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063

为了提高Shewhart型比例控制图的监控效率,将其与变样本容量策略结合,提出一种新的比例控制图(VSS Shewhart-RZ*控制图)来监控二元正态变量之比。基于正态变换方法设计了新的比例统计量Z*,以消除样本容量变化对比例控制图设计及使用的... 详细信息

为了提高Shewhart型比例控制图的监控效率,将其与变样本容量策略结合,提出一种新的比例控制图(VSS Shewhart-RZ*控制图)来监控二元正态变量之比。基于正态变换方法设计了新的比例统计量Z*,以消除样本容量变化对比例控制图设计及使用的不利影响。采用马尔科夫链方法计算了该控制图的平均运行长度和平均样本容量,给出该控制图的参数优化算法。通过仿真分析研究了该控制图的统计性能,并与Shewhart比例控制图进行比较,结果表明VSS Shewhart-RZ*控制图的性能明显优于传统固定样本容量Shewhart比例控制图。

关键词：变样本容量比例分布平均运行链长正态变换

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基于性能参数的某发射箱后盖可靠性评估

中国测试 2024年第S1期 251-253页

作者：柯贤朝上海材料研究所

该文基于性能参数并通过数理统计方法评估后盖可靠性，评估得到后盖可靠度为0.987132，可靠度置信下限为0.973991（置信水平为0.7）。基于性能参数方法评估可靠性可有效利用产品生产过程信息，适用于发射箱端盖产品可靠性评估。

关键词：发射箱后盖可靠性评估性能参数

自监督预训练驱动的Solidity代码相似性检测方法及应用研究

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自监督预训练驱动的Solidity代码相似性检测方法及应用研究

作者：柯贤群西安邮电大学

学位级别：硕士

在当前蓬勃发展的智能合约领域,对合约源代码进行可靠有效的相似性分析是确保智能合约生态系统健康和质量保证的关键一环。随着区块链和智能合约的兴起,Solidity已成为以太坊平台上最常用的智能合约编程语言。然而,由于代码本身的复杂... 详细信息

在当前蓬勃发展的智能合约领域,对合约源代码进行可靠有效的相似性分析是确保智能合约生态系统健康和质量保证的关键一环。随着区块链和智能合约的兴起,Solidity已成为以太坊平台上最常用的智能合约编程语言。然而,由于代码本身的复杂性、规模庞大以及开发人员之间的协作方式,可能会产生一些潜在问题,例如代码冗余和安全漏洞。因此,对Solidity代码相似性的深入研究变得至关重要。这类研究不仅能揭示合约之间的潜在关联,还能发现潜在的安全风险,并提升合约编写的效率,具有重要的实践价值和应用前景。现有的基于特征签名的方法和基于代码表示学习的方法存在一些限制。这些问题源于程序分析中对有效指标的过度依赖,以及智能合约编码中固有的不完善之处。此外,智能合约通常具有复杂的逻辑结构,这种复杂性在进行语法和语义级别的相似性分析时变得更加具有挑战性。为了解决以上难点,本文提出了一套全面的解决方案,并在研究过程中取得了显著的成果。主要研究内容如下:(1)在预训练语言模型引人瞩目的语义学习能力的启发下,本研究提出了Sol BERT(Solidity BERT),这是专为Solidity语言编写的智能合约设计的预训练模型。为了确保能生成高质量的编码,从而促进合约相似性分析,Sol BERT利用BERT方式的预训练形式,通过对Solidity代码进行轻量级规范化,并且从智能合约抽象语法树中提取具有结构感知标记的序列进行预训练,形成基础的预训练模型。在此基础上,进一步执行基于对比学习的自监督微调和无监督白化操作,以优化预训练模型的编码器。在合约克隆检测、漏洞检测和代码聚类等三个合约相似性分析任务上进行实验评估,实验结果显示Sol BERT在这些任务中的表现优于已有的最新方法。在克隆检测任务中,达到91%的精确率,在漏洞检测任务上,达到了96%的精确率。这些结果还验证了Sol BERT编码优化操作的有效性和积极的协同效应。(2)由于自监督预训练过程需要消耗大量的计算资源,并且训练速度慢。受到对抗重编程思想的启发,本论文提出了一种名为Sol ARSD(Solidity Adversarial Reprogramming Similarity Detection)的相似性检测方法。该方法通过对智能合约源代码文件在视觉预训练模型基础上进行跨模重编程来进行检测Solidity代码之间的相似性。通过对合约源代码文件进行对抗性编程,生成了一个对抗攻击的语义图像编码矩阵,用于对预训练的图像分类模型进行对抗性扰动。这使得带有对抗性扰动的载体语义图像能够成功完成对抗性重编程任务的同时,还保持了与原始模型输入的一致性。此外,本文进一步在对比学习的框架下优化了对抗重编程模型,使其适用于相似性检测任务。经过实验评估,该方法表现优于基准方法。在克隆检测任务中,达到84%的精确率,在漏洞检测任务上,达到了85%的精确率。这一全面的方法通过将对抗性编程与对比学习相结合,为探索Solidity代码相似性提供了一种有效的途径。(3)为了检测用Solidity编写的智能合约间的相似性,论文设计并实现了一款结合深度学习方法的智能合约相似性分析系统。该系统基于Flask框架搭建,采用Python编程语言进行数据处理与模型构建。通过对各模块的功能测试,该系统页面布局合理,操作简单流畅,所有功能模块均能正常使用,能够满足检测智能合约中相似性的需求。

关键词：智能合约相似性检测预训练语言模型自监督微调 Solidity代码表征

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实测车流作用下大跨悬索桥吊索疲劳性能分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 952-960页

作者：茅建校柯贤东苏迅赵楷林王浩宗海东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京211189 南京公路发展(集团)有限公司南京210031

为研究车辆长期作用下悬索桥吊索的疲劳性能,以南京栖霞山长江大桥为工程背景,利用该桥动态称重系统的实测数据,采用有限混合分布拟合了车辆荷载模型.然后,基于时间权重矩阵模拟了桥面多车道随机车流,并基于Ansys计算了随机车流作用下... 详细信息

为研究车辆长期作用下悬索桥吊索的疲劳性能,以南京栖霞山长江大桥为工程背景,利用该桥动态称重系统的实测数据,采用有限混合分布拟合了车辆荷载模型.然后,基于时间权重矩阵模拟了桥面多车道随机车流,并基于Ansys计算了随机车流作用下的桥梁动力时程响应.在上述基础上,获取了大桥短吊索、长吊索和限位吊索3组典型吊索的应力时程,并采用名义应力法对其疲劳性能进行分析.结果表明:在随机车流作用下,大部分时间段内吊索应力波动较为平稳;各吊索应力变化趋势与车流量的变化密切相关,短吊索、长吊索以及限位吊索的最大应力幅分别为40、30和25 MPa;在车辆荷载的长期作用下,短吊索的疲劳可靠度显著低于长吊索与限位吊索.

关键词：悬索桥吊索疲劳性能动态称重系统随机车流动力响应