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兼顾通信效率与效用的自适应高斯差分隐私个性化联邦学习

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计算机学报 2024年第4期47卷 924-946页

作者：李敏肖迪陈律君重庆大学计算机学院重庆400044

近年来,由于联邦学习中的通信参数(或梯度)会给参与方本地敏感数据带来重大的隐私泄露风险,联邦学习隐私保护引起了广泛的关注.然而,梯度交换频繁、数据分布异构、参与方本地硬件资源受限等一系列不可避免的因素给联邦学习隐私保护增加... 详细信息

近年来,由于联邦学习中的通信参数(或梯度)会给参与方本地敏感数据带来重大的隐私泄露风险,联邦学习隐私保护引起了广泛的关注.然而,梯度交换频繁、数据分布异构、参与方本地硬件资源受限等一系列不可避免的因素给联邦学习隐私保护增加了挑战难度.为了以一种统一的方式同时有效地解决数据隐私、模型效用、通信效率以及参与方数据非独立同分布等四个方面的问题,本文提出了一种新的兼顾通信效率与效用的自适应高斯差分隐私个性化联邦学习(Communication-efficient and Utility-aware Adaptive Gaussian Differential Privacy for Personalized Federated Learning,CUAG-PFL)方法.具体而言,本文提出一种动态层级压缩模型梯度的方案先为通信模型梯度每一层动态生成特定的压缩率,再根据压缩率构造对应的确定性二进制测量矩阵去除梯度冗余信息.随后,通过同时优化裁剪阈值、敏感度和噪声尺度等隐私相关参数来对压缩的模型梯度执行自适应高斯差分隐私操作.此外,本文对CUAG-PFL进行了严格的隐私分析.为了验证CUAG-PFL在隐私、效用、通信效率以及个性化四个方面的优势,本文在CIFAR-10和CIFAR-100两个真实联邦数据集上进行了大量实验模拟、对比和分析,结果表明CUAG-PFL能够提高参与方本地数据隐私性、通信效率和模型效用,同时解决了数据非独立同分布的问题.特别地,即使在隐私预算仅为0.92且上行通信量减少68.6%时,CUAG-PFL因隐私保护和梯度压缩所引起的模型效用损失仅为1.66%.

关键词：自适应高斯差分隐私隐私-效用权衡动态层级压缩通信高效个性化联邦学习隐私计算

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中国式现代化与中华民族共同体的内在关联

求索 2024年 53-60页

作者：李桃君清华大学马克思主义学院

站在近现代以来中华民族探索实现民族复兴历史视域考察中国式现代化与中华民族共同体的内在关联，可以发现，中国式现代化与中华民族共同体并非独立和相互否定的关系，两者统一于以中国式现代化实现中华民族伟大复兴的伟大实践中。中国... 详细信息

站在近现代以来中华民族探索实现民族复兴历史视域考察中国式现代化与中华民族共同体的内在关联，可以发现，中国式现代化与中华民族共同体并非独立和相互否定的关系，两者统一于以中国式现代化实现中华民族伟大复兴的伟大实践中。中国式现代化是各民族共同创造的现代化，是中华民族的现代形态；中华民族共同体是中国式现代化的必要条件，是中国式现代化的主体，中华民族多元一体格局构成了中国式现代化的民族特色和独特优势，铸牢中华民族共同体意识是中国式现代化的强大精神动力。科学分析与把握中国式现代化和中华民族共同体之间的内在关联，对于增强中华民族共同体意识、推动中国式现代化具有重要的理论和现实意义。

关键词：中国式现代化中华民族共同体中华民族共同体意识中华民族多元一体

“两个结合”的逻辑证成与当代中国马克思主义哲学理论建构

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江苏社会科学 2024年第4期 52-61页

作者：苏培君苏州大学政治与公共管理学院

坚持把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合既是中国共产党在新时代提出的重大原创性命题,也是建构当代中国马克思主义哲学的学术体系和话语体系的根本前提。这一根本前提集中体现在问题逻辑、理论逻辑... 详细信息

坚持把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合既是中国共产党在新时代提出的重大原创性命题,也是建构当代中国马克思主义哲学的学术体系和话语体系的根本前提。这一根本前提集中体现在问题逻辑、理论逻辑和实践逻辑三个层面:在问题逻辑层面,马克思主义哲学在中国本土出场的具体化与形态化诉求以及中国传统哲学自身的限度回答了为何应当结合的问题(必然性问题),此回答全面描绘了马克思主义哲学本土化与中国传统哲学现代化协同演进的历史图谱;在理论逻辑层面,马克思主义哲学活动生成论之本性及其在价值观上与中国传统哲学的高度契合性回答了何以能够结合的问题(可能性问题),此回答为“两个结合”打开了可能性空间;在实践逻辑层面,时代场域转换引起的哲学立场与结合方式的转变,以及从碎片化、抽象继承向整体性、历史性梳理的变革回答了以何种方式结合的问题(实践路径问题),此回答清晰厘定了新旧全球化格局转换视域下当代中国马克思主义哲学的出场路径。从问题逻辑、理论逻辑和实践逻辑三个方面出发揭示“两个结合”的出场逻辑,有助于基于“两个大局”的历史方位构建当代中国马克思主义哲学的学术体系和话语体系,培育其系统而深厚的理论根基。

关键词： “两个结合” 当代中国马克思主义哲学出场逻辑历史性梳理

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采用多尺度自适应选择卷积神经网络的轴承故障诊断研究

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西安交通大学学报 2024年第2期58卷 127-135页

作者：张玺君尚继洋兰州理工大学计算机与通信学院兰州730050

针对轴承故障诊断方法中传统多尺度卷积神经网络对不同尺度的特征只是简单拼接,而未考虑不同尺度的特征差异的问题,提出一种多尺度自适应选择卷积神经网络轴承故障诊断模型(MSASCNN)。通过不同大小的宽卷积筛选原始轴承振动信号中的特征... 详细信息

针对轴承故障诊断方法中传统多尺度卷积神经网络对不同尺度的特征只是简单拼接,而未考虑不同尺度的特征差异的问题,提出一种多尺度自适应选择卷积神经网络轴承故障诊断模型(MSASCNN)。通过不同大小的宽卷积筛选原始轴承振动信号中的特征,合并为初始特征;构建多尺度自适应选择卷积块,提取不同尺度的特征,利用改进的注意力机制自适应调整不同尺度的特征权重,加入残差连接,防止模型退化;通过分类器完成轴承故障诊断。在凯斯西储大学轴承数据集和XJTU-SY轴承数据集上的实验结果表明:在模型改进实验中,与没有改进注意力机制的模型相比,所提模型的轴承故障诊断准确率提升了1.98%;在不同信噪比的噪声干扰环境中,所提模型的轴承故障诊断准确率均高于93%。

关键词：轴承故障诊断卷积神经网络自适应融合注意力机制多尺度特征

马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列最优能耗控制

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控制与决策 2024年第1期39卷 161-170页

作者：闫茂德君萌萌左磊长安大学电子与控制工程学院西安710064

针对马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列控制问题,综合考虑车辆队列的非线性动力学模型和行驶能耗优化目标,提出一种基于分布式状态观测器的车辆队列能耗优化控制方法.由于在马尔科夫链通信拓扑下,部分车辆获取的邻居车辆信息具有动态切换... 详细信息

针对马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列控制问题,综合考虑车辆队列的非线性动力学模型和行驶能耗优化目标,提出一种基于分布式状态观测器的车辆队列能耗优化控制方法.由于在马尔科夫链通信拓扑下,部分车辆获取的邻居车辆信息具有动态切换特性,严重影响了车辆队列控制算法的有效性和稳定性.鉴于此,首先,设计一种用于估计领航车辆状态信息的状态观测器,有效避免通讯拓扑切换对队列控制系统造成的干扰;然后,结合车辆的非线性动力学模型与队列优化目标,构建一种基于指数折扣函数的车辆队列能耗优化框架,将车辆队列的能耗优化问题转化为Riccati方程的求解问题,进而得到车辆队列的最优能耗控制输入,在此基础上,通过构造动态通信拓扑下的李雅普诺夫函数,分析车辆队列控制系统的稳定性条件,即只要每个可能的通信拓扑均需包含一个以领航车辆为根的有向生成树,就可使得该车辆队列控制系统满足稳定性和队列稳定性;最后,通过数值仿真验证所提出控制算法的可行性和有效性.

关键词：最优控制车辆队列动态拓扑马尔科夫链状态观测器非线性动力学

混合契约下应急物资政企三级联合储备模型研究

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中国管理科学 2024年

作者：郭柯廷巩玲君海南大学国际商学院

新冠疫情等重大突发事件给政府的应急物资保障工作带来了严峻挑战。为确保应急物资能够及时供应，满足人民群众和社会各界的需求，政府与制造商签订了应急物资储备协议。然而，现有研究多集中于政府与制造商之间的合作，鲜有涉及原材料... 详细信息

新冠疫情等重大突发事件给政府的应急物资保障工作带来了严峻挑战。为确保应急物资能够及时供应，满足人民群众和社会各界的需求，政府与制造商签订了应急物资储备协议。然而，现有研究多集中于政府与制造商之间的合作，鲜有涉及原材料供应商在应急物资保障体系的角色。基于此，本文利用数量柔性契约和期权契约，构建了包含政府、制造商、供应商的三级联合储备模型。其中，政府与制造商建立应急物资柔性储备契约，制造商与供应商建立原材料储备期权契约，分析了制造商将加急生产的原材料交付供应商代储的情境下，政府、制造商和供应商的储备决策。并在此基础上，与政府–制造商联合储备模型进行对比和敏感性分析。研究结果显示，在特定条件下，政企三级联合储备模型不仅能够提高整体应急物资储备量，减轻制造商的储备负担，还有助于提高制造商和供应商的利润，降低政府的储备成本，显著增强了应急物资保障能力。本研究为政府、制造商和供应商之间开展有效的应急物资联合储备合作提供了理论指导。

关键词：应急物资生产能力储备期权契约数量柔性契约原材料储备

石油天然气行业用钻井泵相关标准现状分析与展望

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中国机械 2024年第11期 75-78页

作者：路海龙张天临牛玺辉兰州兰石石油装备工程股份有限公司

在石油天然气行业中，钻井泵被誉为钻井工程的“心脏”，是输送钻井液的关键设备，对保障油气开采效率、推动油气资源开发具有重要意义。本文首先对中国已发布的石油天然气行业用钻井泵相关国家标准、行业标准、团体标准、企业标准等进... 详细信息

在石油天然气行业中，钻井泵被誉为钻井工程的“心脏”，是输送钻井液的关键设备，对保障油气开采效率、推动油气资源开发具有重要意义。本文首先对中国已发布的石油天然气行业用钻井泵相关国家标准、行业标准、团体标准、企业标准等进行了梳理和分析，对钻井泵相关标准的现状进行了统计分析；然后对今后钻井泵标准化工作进行了展望，以期为相关技术创新、成果应用等提供借鉴与参考。

关键词：石油天然气钻井泵发展现状标准化

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三维互穿结构Cu-W触头抗熔焊机理

高电压技术 2024年第2期50卷 515-525页

作者：韩颖吴世齐宋博文安辉齐丽君陆艳君沈阳工业大学特种电机与高压电器教育部重点实验室沈阳110870 沈阳中北真空技术有限公司沈阳110167 沈阳芯源微电子设备股份有限公司沈阳110168

触头闭合回跳电弧引起的开关电器动熔焊问题,直接影响大功率接触器的电寿命和可靠性。为此设计了2种三维互穿有序结构的四边形和菱形十二面体的Cu-W复合材料触头,围绕触头动熔焊过程中的电弧、熔池、液滴溅射及凝固相变降温等问题,建立... 详细信息

触头闭合回跳电弧引起的开关电器动熔焊问题,直接影响大功率接触器的电寿命和可靠性。为此设计了2种三维互穿有序结构的四边形和菱形十二面体的Cu-W复合材料触头,围绕触头动熔焊过程中的电弧、熔池、液滴溅射及凝固相变降温等问题,建立触头熔池流体动力学模型和冷凝降温数学模型,研究了2种有序结构和商用无序结构的触头阳极在闭合回跳电弧作用下熔化温度分布、熔池喷溅形貌和接触区域金属凝固过程,通过模拟熔焊实验平台进行了熔焊力验证。结果表明,通过调节三维互穿有序W骨架结构,能够有效抑制熔池扩散和液态金属喷溅,并降低熔焊力,从而提高Cu-W复合材料的抗熔焊性能。

关键词：三维互穿结构 Cu-W复合材料熔化喷溅熔池凝固熔焊力

基于混沌映射的抗机器学习攻击强物理不可克隆函数

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2281-2288页

作者：汪鹏君方皓冉李刚温州大学电气与电子工程学院温州325035

物理不可克隆函数(PUF)在硬件安全领域具有广阔的应用前景,然而易受到基于机器学习等建模攻击。通过对强PUF电路结构和混沌映射机理的研究,该文提出一种可有效抵御机器学习建模攻击的PUF电路。该电路将原始激励作为混沌映射初始值,利用... 详细信息

物理不可克隆函数(PUF)在硬件安全领域具有广阔的应用前景,然而易受到基于机器学习等建模攻击。通过对强PUF电路结构和混沌映射机理的研究,该文提出一种可有效抵御机器学习建模攻击的PUF电路。该电路将原始激励作为混沌映射初始值,利用PUF激励响应映射时间与混沌算法迭代深度之间的内在联系产生不可预测的混沌值,并采用PUF中间响应反馈加密激励,进一步提升激励与响应映射的复杂度,增强PUF的抗机器学习攻击能力。该PUF采用Artix-7 FPGA实现,测试结果表明,即使选用的激励响应对数量高达106组,基于逻辑回归、支持向量机和人工神经网络的攻击预测率仍接近50%的理想值,并具有良好的随机性、唯一性和稳定性。

关键词：物理不可克隆函数机器学习混沌映射响应反馈