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云边协同环境下一种面向任务的多智能体强化学习任务卸载方案

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小型微型计算机系统 2024年

作者：唐宁昆王高才广西大学计算机与电子信息学院

在云边协同计算环境中，计算任务的卸载问题是当前的研究热点。现有的方案通常采用单智能体强化学习算法求解该问题，存在鲁棒性低、决策空间过大等缺陷，且未考虑用户移动性、奖励延迟性以及信息观测与同步问题。针对上述不足，本文提... 详细信息

在云边协同计算环境中，计算任务的卸载问题是当前的研究热点。现有的方案通常采用单智能体强化学习算法求解该问题，存在鲁棒性低、决策空间过大等缺陷，且未考虑用户移动性、奖励延迟性以及信息观测与同步问题。针对上述不足，本文提出一种考虑设备局部观测能力的云边协同网络模型及任务计算队列和传输队列模型，并设计一种基于“面向任务”的多智能体强化学习的分布式卸载方案。首先，该方案给出网络信息同步协议以便设备获取网络全局状态，同时设计任务卸载调度规则以规定服务器在用户跨区移动和线路故障等场景下的计算和调度流程。然后，该方案以边缘服务器为智能体构建基于Actor-Critic框架的多智能体系统，给出智能体之间的协作方法，同时考虑线路故障时智能体的独立工作问题。随后为解决奖励延迟问题，本文将卸载问题建模为一种“面向任务”的马尔可夫决策过程，摒弃了常用的等距时隙模型，转而以任务处理时间为步长，采用动态且并行的时隙。最后以此过程为数学基础，本文提出一种任务卸载决策算法TOMAC-A2C。该算法利用多智能体强化学习思想，给出智能体之间协作完成卸载工作并相互评价以更新神经网络参数的方法，同时引入长短期记忆网络以对用户的移动性进行记忆和预测。基于来自现实世界的安卓设备移动情况数据集的实验结果表明，本文所提出的分布式卸载方案在面临高负载和高线路故障率时均能有效降低服务时延、能耗及任务丢弃率。

关键词：移动边缘计算任务卸载深度强化学习多智能体面向任务

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钢管约束竹-混凝土组合柱轴压力学性能

复合材料学报 2024年第6期41卷 3115-3128页

作者：韦宝幸魏洋王高飞邢泽林煜南京林业大学土木工程学院南京210037

将轻质高强的重组竹埋入钢管混凝土柱(CFST)的核心形成钢管约束竹-混凝土组合柱(BCFST),期望利用钢管的约束作用充分发挥重组竹的抗压强度并延缓其劈裂破坏。为研究BCFSTs的轴压性能,在3组BCFSTs轴压试验的基础上,采用ABAQUS有限元软件... 详细信息

将轻质高强的重组竹埋入钢管混凝土柱(CFST)的核心形成钢管约束竹-混凝土组合柱(BCFST),期望利用钢管的约束作用充分发挥重组竹的抗压强度并延缓其劈裂破坏。为研究BCFSTs的轴压性能,在3组BCFSTs轴压试验的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了相应的模型进行了非线性有限元分析。通过比对试件的破坏形式、荷载-位移曲线等结果,验证了有限元模型的可靠性与适用性;基于验证后的有限元模型,对重组竹尺寸和钢管径厚比两个关键设计变量进行参数化分析。结果表明:在相同钢管壁厚的钢管混凝土柱中,增大重组竹截面尺寸可以抑制荷载-位移曲线峰值点后的下降过程,BCFSTs的峰值承载力相较于CFST的提升范围均在8%以上,最大提升16%;试件的极限荷载呈现明显增长趋势,BCFSTs的极限承载力相较于CFST的最大提升可达到33.2%。钢管壁厚的增加使重组竹和混凝土受到的环向约束增强,核心截面强度得以提高,钢管壁厚由4.5 mm变化为6.0 mm时,试件极限荷载最大提升18.2%。

关键词：钢管混凝土柱组合柱重组竹约束竹-混凝土有限元模型轴压承载力

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微塑料对湖泊生态系统初级生产者的影响

生态学报 2024年第11期44卷 4465-4477页

作者：吴凡哈咸瑞黎佳佳高扬中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

塑料的广泛应用导致大量微塑料进入环境,尤其是水环境,从而产生环境风险。浮游植物等自养生物是湖泊系统的主要初级生产者,是湖泊食物链的关键组成部分,为食物链的上游提供能量和物质基础。同时,浮游植物也是对微塑料响应最敏感的类群... 详细信息

塑料的广泛应用导致大量微塑料进入环境,尤其是水环境,从而产生环境风险。浮游植物等自养生物是湖泊系统的主要初级生产者,是湖泊食物链的关键组成部分,为食物链的上游提供能量和物质基础。同时,浮游植物也是对微塑料响应最敏感的类群。了解湖泊浮游植物等初级生产者对微塑料的响应是探究微塑料对湖泊生态系统功能影响的重要基础。总结了全球湖泊生态系统微塑料的丰度、类型、尺寸、来源等分布特征,系统分析了微塑料暴露对浮游植物等初级生产者细胞结构、基因表达和生长,以及对浮游植物叶绿素a含量、光合活性的影响,并总结了其中的影响机制。总体而言,微塑料会降低初级生产者的叶绿素a含量,剂量越高、尺寸越小,这种抑制作用越强烈;同时,微塑料也会作用于初级生产者,造成细胞膜损伤、DNA损伤,调控其相关功能基因表达,抑制其生长和光合活性等。然而,湖泊生态系统微塑料的实际检出浓度远低于室内暴露实验中的添加剂量,微塑料结构和组分也更为复杂,野外观测结果与室内培养实验之间还不能建立直接的对应关系。因此,未来的相关研究应集中在如何有效联系野外观测结果与室内培养实验结果,进一步聚焦建立可靠的、可应用推广的微塑料浓度与初级生产者之间的剂量-效应关系模型,探究微塑料对湖泊初级生产者的作用机制,为刻画微塑料对湖泊生态系统初级生产者及其功能的作用机制提供科学支撑。

关键词：微塑料浓度初级生产者细胞结构光合作用叶绿素a 剂量-效应关系

采用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱飞行时间质谱解析不同等级中高温大曲的挥发性组分差异特征

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食品与发酵工业 2024年

作者：王高伟曹润洁陈双徐岩江南大学生物工程学院酿造微生物与应用酶学研究室安徽古井贡酒股份有限公司

采用定量描述分析和顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术对不同等级的中高温大曲香气感官差异特征和挥发性组分差异特征进行解析。感官描述分析表明一级大曲的烘焙、粮香、木香和烟熏香气比较突出；二级大曲甜香比较突... 详细信息

采用定量描述分析和顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术对不同等级的中高温大曲香气感官差异特征和挥发性组分差异特征进行解析。感官描述分析表明一级大曲的烘焙、粮香、木香和烟熏香气比较突出；二级大曲甜香比较突出；三级大曲的泥土、蘑菇和酸腐味比较突出。在大曲中共鉴定出270种潜在香气化合物，一级大曲中的萜烯类、酯类、醇类和吡嗪类等物质种类较二级和三级大曲丰富。通过显著性分析发现，一级大曲中2，3-二甲基吡嗪、2，6-二甲基吡嗪、苯乙醛、(E，E)-2，4-壬二烯醛、愈创木酚、香兰素和4-乙烯基愈创木酚等物质含量较为突出；二级大曲中丙酸乙酯和2-辛酮等物质含量较为突出；三级大曲中土味素、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪、1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮、丁酸和异戊酸等物质含量较为突出。偏最小二乘回归分析结果显示不同等级中高温大曲的感官特征与香气化合物之间有较为明显的关联性。通过对不同等级中高温大曲挥发性组分差异的研究，可为量化评价大曲香气质量以及完善质量评价体系提供参考。

关键词：中高温大曲全二维气相色谱-飞行时间质谱感官分析挥发性组分特征

协作反制与和而不同:中俄应对美国网络霸权“双遏制”的策略研究

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太平洋学报 2024年第5期32卷 75-89页

作者：赵秀赞王高阳郑州大学河南郑州450001

虚拟网络空间已经成为大国博弈的新场域。美国网络霸权以技术、制度和文化为三大支柱,同时对中国和俄罗斯两大战略竞争对手进行“双遏制”,给两国带来持续性战略压力。为此,搭建以技术、制度和文化为基本参考系的解释框架,分析中俄两国... 详细信息

虚拟网络空间已经成为大国博弈的新场域。美国网络霸权以技术、制度和文化为三大支柱,同时对中国和俄罗斯两大战略竞争对手进行“双遏制”,给两国带来持续性战略压力。为此,搭建以技术、制度和文化为基本参考系的解释框架,分析中俄两国应对美国网络霸权策略的异同之处,具有重要意义。一方面,就同质性而言,面对美国网络霸权这一共同的外部性压力,中国与俄罗斯协作反制,政策目标基本一致。两国均强调提升科技创新能力,缩小对美技术差距;加强国际治理合作,重视国际机制;积极倡导网络主权,维护网络空间秩序。另一方面,就异质性而言,基于各自有别的物质力量、自我定位以及对外理念等内部性因素,中俄两国“和而不同”,在应对美国网络霸权的政策工具选择上呈现出明显的差异性。中国更加强调技术升级,大力发展电子商务,创设世界互联网大会等新兴机制,倡导并推动建设“网络空间命运共同体”;俄罗斯则通过进行断网实验发展非对称网络攻防能力,对自身所参与的网络空间治理机制进行强硬改革,并将更多注意力集中于国内。在内外因素共同作用之下,中国与俄罗斯采取“和而不同”的协作反制模式,为共同应对美国网络霸权、推动全球网络空间治理体系更加公平正义提供了可能。

关键词：中美俄三边关系网络霸权协作反制和而不同 “双遏制”

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关于“气候智慧林业”研究的思考

林业科学 2024年第7期60卷 1-7页

作者：朱教君王高峰张怀清高添中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与保育全国重点实验室(中国科学院)辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016 美国克莱姆森大学林业与环境保护系克莱姆森29634 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

气候智慧林业于2020年之后兴起,是集智慧林业、气候林业和生态林业于一体的协同发展新组合。气候智慧林业是利用智能化和数字驱动的新一代信息与人工智能(AI)技术,通过改变传统的林业科学科研与管理范式,更好地理解森林生态系统与气候... 详细信息

气候智慧林业于2020年之后兴起,是集智慧林业、气候林业和生态林业于一体的协同发展新组合。气候智慧林业是利用智能化和数字驱动的新一代信息与人工智能(AI)技术,通过改变传统的林业科学科研与管理范式,更好地理解森林生态系统与气候变化相互影响的机制;在此基础上,提出基于自然的气候解决方案,实现森林生态系统功能的高效、稳定、可持续目标,最终达到人与自然和谐发展。与传统林业和生态林业相似,气候智慧林业也需要强大的科学研究基础。气候智慧林业研究需要回答的核心科学问题是森林生态系统与气候变化相互影响的机制,其研究方向包括:1)森林生态系统碳汇的监测、计量与核算,以及碳汇对减缓气候变化的时间效应;2)森林生态系统韧性(抵抗力、恢复力、适应力)的形成及其对气候变化和自然干扰的响应机制;3)森林生态系统碳汇的形成、维持与提升机制,包括管理措施和木材生产利用对碳汇的影响、碳汇与其他功能之间的平衡;4)人工智能和多源遥感驱动的森林智能数据采集系统;5)基于信息化+AI和专家决策的气候智慧林业管理系统。加强上述研究,有利于增强森林生态系统韧性,以更好适应气候变化或减缓气候变化的负面影响,提升森林缓解气候变化的能力,为增强森林的多种生态功能与林产品供给能力提供科技支撑。

关键词：气候智慧林业气候变化碳汇人工智能数字孪生森林经营

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从追随到对冲:中美大国博弈背景下沙特的战略转向

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国际展望 2024年第5期16卷 109-129,149,150页

作者：王高阳康鑫宇郑州大学政治与公共管理学院郑州450001 郑州大学当代资本主义研究中心郑州450001

作为中东地区的重要国家,沙特阿拉伯既是中国“一带一路”倡议的支点国家,也是美国在中东地区维系霸权的重要支柱国家。当前,中美大国博弈正由亚太地区向其他地区扩展,沙特虽然面临大国博弈带来的压力,但也增加了其地缘战略调整的灵活... 详细信息

作为中东地区的重要国家,沙特阿拉伯既是中国“一带一路”倡议的支点国家,也是美国在中东地区维系霸权的重要支柱国家。当前,中美大国博弈正由亚太地区向其他地区扩展,沙特虽然面临大国博弈带来的压力,但也增加了其地缘战略调整的灵活性与自主性。为了确保自身利益最大化,近年来沙特逐渐将其长期奉行的大国追随政策转变为对冲战略,借助中国的影响力,摆脱对美国的长期单边依赖。随着中美战略竞争的加剧及在中东地区博弈的激烈化,未来沙特将面临战略选择困境。在大国博弈升级的背景下,沙特维持对冲战略的空间将持续受到体系压力、中美影响力对比差异以及沙特自身应对能力的影响。目前沙中、沙美关系出现剧烈波动的可能性较低,在未来一段时间内沙特仍具有较大的维持对冲战略的空间。

关键词：沙特阿拉伯中美博弈中等强国对冲战略追随政策

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国家安全观视域下的美国数据隐私框架探析

情报理论与实践 2024年第3期47卷 199-206,187页

作者：相丽玲王高开梁晨山西大学经济与管理学院山西太原030006

[目的/意义]从国家安全观视角,不仅能考察美国数据隐私保护框架的顶层设计,也能充分、全面、立体地揭示出美国数据隐私保护制度的整体趋势与优劣,为我国跨境数字贸易流通有效安全政策的制定提供理论依据。[方法/过程]运用文献研究与内... 详细信息

[目的/意义]从国家安全观视角,不仅能考察美国数据隐私保护框架的顶层设计,也能充分、全面、立体地揭示出美国数据隐私保护制度的整体趋势与优劣,为我国跨境数字贸易流通有效安全政策的制定提供理论依据。[方法/过程]运用文献研究与内容分析法,对美国新型国家安全观的基本构成与特点、数据隐私立法演化历程及其数据隐私框架进行了分析。[结果/结论]美国新型国家安全观下的数据隐私保护以数字经济优先发展为前提;其数据隐私整体框架,由国内和跨境数据保护与流动规则两个部分组成;美国数据隐私保护统一立法、跨境数据流动监管与治理现代化立法成为趋势;美国主导的同盟国跨境数据流动圈的形成,成为逆全球化的数据贸易壁垒;构建“共同价值观下的网络空间命运共同体”成为中国的必然选择。

关键词：美国个人数据数据隐私国家安全观国家安全战略

AP2铝硅合金超疏水表面的制备和耐腐蚀性研究

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表面技术 2024年第8期53卷 191-201,219页

作者：焦一帆王守仁王高琦张明远济南大学机械工程学院济南250022

目的针对AP2铝硅合金中相组织结构种类较为丰富的特点,通过化学刻蚀的方法,构建出层次丰富、耐腐蚀性强的超疏水表面结构。方法由于在不同刻蚀溶液中,所构建出的表面润湿性存在较大差距。因此采用正交设计的方法设计试验,找到最适宜的... 详细信息

目的针对AP2铝硅合金中相组织结构种类较为丰富的特点,通过化学刻蚀的方法,构建出层次丰富、耐腐蚀性强的超疏水表面结构。方法由于在不同刻蚀溶液中,所构建出的表面润湿性存在较大差距。因此采用正交设计的方法设计试验,找到最适宜的刻蚀浓度和反应时间。由于AP2铝硅合金中含量最多的Al与Si元素之间的固溶度低,NaOH溶液可以对主体α-Al相进行刻蚀,HCl溶液可以腐蚀Al、Cu、Mg、Si等元素形成的金属间相(IMPs)和共晶硅相,采用先碱后酸的刻蚀方法相比使用单一的刻蚀溶液推测能形成更丰富的触突结构。结果在0.25 mol/L NaOH溶液和9 mol/L HCl溶液中分别刻蚀60 s,在2%(质量分数)十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)溶液表面改性的条件下,成功构建出了表面接触角为157°,滚动角为5.64°的超疏水表面。表面腐蚀电位由抛光后的−1.282 V提高到了超疏水表面制备完成后的–1.228 V,腐蚀速率由抛光后的1.07×10^(–4)A/cm^(2)降低到7.44×10^(–5)A/cm^(2),耐腐蚀性显著提高。结论制备的超疏水表面的耐腐蚀性有显著提高,为亚共晶铝硅合金材料在超疏水方向的应用提供了一定的参考。

关键词：铝硅合金先碱后酸超疏水化学刻蚀耐腐蚀