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基于多级联混沌加密的MP-WFRFT安全通信方法

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北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1960-1968页

作者：王西康孟庆微许华齐子森张悦空军工程大学信息与导航学院西安710077

为提高无线通信物理层安全传输性能,提出一种基于多级联混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。通过基于Logistic映射和Henon-Sine映射的多级联混沌系统实现比特数据的第1轮置乱加密和符号数据的第2轮相位加密,利... 详细信息

为提高无线通信物理层安全传输性能,提出一种基于多级联混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。通过基于Logistic映射和Henon-Sine映射的多级联混沌系统实现比特数据的第1轮置乱加密和符号数据的第2轮相位加密,利用MP-WFRFT的星座裂变特性进行数据第3轮星座加密。三重加密方案极大提升了通信系统的保密性,有效防止了暴力攻击。相比传统的低维混沌加密方法,基于Logistic映射和Henon-Sine映射的多级联混沌具备更大的密钥空间,且系统运动轨迹更为复杂。针对多级联混沌加密方案在数据加密中的应用,提出了新的比特置乱和改进的移位星座旋转方法实现数据安全。仿真结果和分析表明:所提三重加密方案在不影响传输性能的情况下能够有效地对信息进行安全传输,非合作接收方在混沌密钥仅存在10^(-15)偏差的情况下误比特率始终保持在0.5左右。

关键词：物理层安全级联混沌多参数加权分数傅里叶变换比特置乱星座加密

基于多特征融合的深度学习工业过程故障诊断方法研究

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基于多特征融合的深度学习工业过程故障诊断方法研究

作者：任延微杭州电子科技大学

学位级别：硕士

在工业生产过程中,复杂设备往往容易出现各种故障,严重影响生产效率。因此有效的故障诊断方法对工业过程生产安全以及设备的运行和维护具有重要意义。故障诊断需要对故障特征进行提取,传统的特征提取方法,对人工的依赖性较强,并且人工... 详细信息

在工业生产过程中,复杂设备往往容易出现各种故障,严重影响生产效率。因此有效的故障诊断方法对工业过程生产安全以及设备的运行和维护具有重要意义。故障诊断需要对故障特征进行提取,传统的特征提取方法,对人工的依赖性较强,并且人工提取难免忽略一些潜在的有效特征。考虑到现代工业生产过程采集到的信号数据特征较为复杂,对于复杂系统,故障和征兆之间并非是一一对应的,故障特征往往具有非线性、层次性、传播性、相关性以及延时性等复杂特性。深度学习方法被用于特征提取,但现有的网络结构更像是一个分类器,没有更加充分的作为一个特征提取器被利用于特征提取阶段。在特征提取阶段只考虑到工业数据的部分特征,这会导致在训练过程中部分特征信息丢失。为了解决上述问题,更有效的提取故障特征,本文从多层次特征融合与多尺度特征融合两方面出发展开深入研究。(1)从多层次特征融合角度,提出了一种面向工业过程的超特征提取网络结构。该方法首先采用多层次卷积神经网络结构提取故障特征,聚合层次特征映射,将它们压缩在统一的特征空间构成超特征,然后将特征融合构成的超特征输入至堆叠LSTM网络进行进一步特征提取,这样一来可以有效传递时间序列中的信息,同时也能解决由于长时间训练而导致的梯度消失问题。(2)从多尺度特征融合角度,提出了一种面向工业过程的时空胶囊和分类器优化的多尺度特征融合网络。在特征提取阶段,首先使用多尺度残差卷积网络进行多尺度特征提取,随后将提取的故障特征发送到时空胶囊网络,进一步提取时间和空间信息。在特征提取完成后,本文用XGBoost取代了传统的softmax分类器,使最终诊断更高效、迅速,解决了复杂模型的诊断时间过长所带来的问题。多尺度特征网络在普通维度上能提取更多有用信息,这是时空胶囊网络解构断层复杂特征的必要准备。分类器优化解决了复杂网络结构在诊断过程中耗时过长、分类效果不好的问题。

关键词：复杂化工过程深度学习故障诊断多层次特征提取特征融合

腰果烘烤过程中热加工伴生危害物和香气成分形成规律及其品质评价

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腰果烘烤过程中热加工伴生危害物和香气成分形成规律及其品质评价

作者：刘雨微南昌大学

学位级别：硕士

腰果通常经过烘烤后食用,在烘烤过程中会发生一系列化学反应,如美拉德反应、焦糖化反应和油脂氧化反应等。这些化学反应赋予腰果良好的色泽、独特的风味和令人愉悦的口感,但同时也会伴随一些潜在危害物的形成,如丙烯酰胺(Acrylamide,AA)... 详细信息

腰果通常经过烘烤后食用,在烘烤过程中会发生一系列化学反应,如美拉德反应、焦糖化反应和油脂氧化反应等。这些化学反应赋予腰果良好的色泽、独特的风味和令人愉悦的口感,但同时也会伴随一些潜在危害物的形成,如丙烯酰胺(Acrylamide,AA)、5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)、N-ε-羧甲基赖氨酸(N-ε-carboxymethyllysine,CML)和N-ε-羧乙基赖氨酸(N-ε-carboxyethyllysine,CEL)。为了提高烘烤腰果的品质,应该在腰果烘烤过程中寻找健康与美味的平衡。因此,可通过分析腰果烘烤过程中伴生危害物与香气物质的形成规律,并分析其关联性,来探寻提高烘烤腰果综合品质的途径和方法。本论文探究了不同烘烤温度和时间下腰果中伴生危害物AA、5-HMF、CML和CEL的形成规律及其相关前体和中间产物的变化规律。同时,分析了腰果烘烤过程中挥发性风味物质的变化,并识别出了烘烤腰果的关键香气物质。在此基础上,通过层次分析法对腰果烘烤过程中品质的多维度变化进行了综合评价。本研究为提高烘烤腰果的健康和美味双重属性提供了理论基础。主要研究内容和结论如下:(1)本论文探究了腰果在烘烤(130-170℃,2-20 min)过程中AA、5-HMF、CML和CEL的形成规律及其前体物和中间产物含量的变化。发现腰果中危害物含量在烘烤后期迅速增加,其生成规律均遵循一阶动力学模型,所有拟合模型的R2>0.890。危害物生成的反应速率常数与阿伦尼乌斯方程相符,活化能在17.29-44.19 k J/mol之间。腰果烘烤过程中,危害物的前体物质蔗糖、天冬酰胺和赖氨酸含量迅速下降,中间产物3-脱氧葡萄糖醛酮(3-deoxyglucosone,3-DG)、乙二醛(Glyoxal,GO)和甲基乙二醛(Methylglyoxal,MGO)迅速生成,糠氨酸含量在烘烤过程中先增后减。此外,以颜色(L*、a*、b*)和水分含量作为预测因子,建立了偏最小二乘法回归(Partial least squares regression,PLS-R)和支持向量机回归(Support vector machine regression,SVR)模型来预测危害物含量,结果显示SVR模型的预测精度更优。(2)为了探究烘烤过程中腰果香气成分的变化规律,本研究采用E-nose、GC-IMS和GC-MS分析技术,结合OAV值和多元统计分析方法,全面追踪和分析了腰果在烘烤过程中的香气轮廓和关键香气成分。共鉴定出65种挥发性有机化合物,其中26种的OAV>1,对烘烤腰果香气有显著贡献。在生腰果和烘烤的初期,腰果中己醛和壬醛含量较高,赋予腰果轻微的油脂气味。随着烘烤进入中期,美拉德反应加剧,生成了大量的3-甲基丙醛、苯乙醛、2-戊基呋喃等化合物,以及少量的吡嗪类化合物。在烘烤的后期阶段,腰果的香气显著变化,吡嗪类化合物如2-乙基-5-甲基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪和3-乙基-2,5-二甲基吡嗪等开始大量生成,这些化合物具有浓郁的坚果和烘烤香味,是腰果烘烤后期香气的主要贡献者。(3)本论文利用层次分析法对烘烤腰果进行综合品质评价。综合考量了腰果烘烤过程中危害物、关键香气成分和色泽变化,采用层次分析法建立综合品质评价模型。该模型具体为Y(综合得分)=-16.44%×AA-10.46%×5-HMF-9.59%×CML-9.59%×CEL+10.21%×风味化合物总含量+3.46%×1-辛烯-3-醇+5.52%×苯乙醛+4.93%×2-甲基丙醛+4.66%×己醛+6.91%×2-乙基-5-甲基吡嗪+7.82%×L*+6.52%×a*+3.91%×b*。通过对比不同烘烤条件的样品得分,发现170℃烘烤6 min的腰果具有较高最高。该评价模型的建立,为腰果加工过程中健康与美味的平衡提供了量化工具。

关键词：坚果烘烤热加工伴生危害物香气成分美拉德反应综合品质层次分析法

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长沙历史步道旅游文创产品设计

长沙历史步道旅游文创产品设计

作者：凌诗微中南林业科技大学

学位级别：硕士

长沙作为我国首批历史文化名城,具有着丰厚的历史文化底蕴;长沙虽然是二战时期损毁最严重的城市之一,幸运的是,长沙城内还保存有若干能体现城市传统历史风貌的街区。2016年,长沙历史步道规划建设完成;从省立一师范到开福寺、总长约6.4... 详细信息

长沙作为我国首批历史文化名城,具有着丰厚的历史文化底蕴;长沙虽然是二战时期损毁最严重的城市之一,幸运的是,长沙城内还保存有若干能体现城市传统历史风貌的街区。2016年,长沙历史步道规划建设完成;从省立一师范到开福寺、总长约6.4公里的历史步道示范线。长沙历史步道将长沙城的历史文化资源点连接了起来,是一条以“历史、步行、慢生活”为主题的具有长沙特色的历史文化步道,其包括了 2个历史街区、3个历史地段、11条城市道路以及20条历史街巷;分为千年古刹段、教堂公馆段、湖湘民俗段、书院文庙段等四个主题段。论文采用实地调研和问卷调查的方法,对旅游文创产品的设计特点、消费者需求和市场潜力进行研究,以此来指导长沙历史步道旅游文创产品的设计。文章第一部分,对国内外历史步道和长沙历史步道的相关理论及研究历程进行了阐述,并明确长沙历史步道旅游文创产品的开发价值和意义。文章的第二部分,采用文献研究法、案例分析法和调查研究法对长沙历史步道和旅游文创产品市场现状进行深入研究,发现现阶段长沙历史步道的区域特征和旅游文创产品所存在的问题。文章第三部分,对长沙历史步道四个路段进行逐一分析,并将其所具备的历史遗存、路段特征及民俗文化进行整理概括,为后续长沙历史步道旅游文创产品设计的元素提取提供素材。文章第四部分,明确此次开发的旅游文创产品为适合年轻人的桌游产品,并对长沙历史步道的文化元素进行提取和设计。长沙历史步道旅游文创桌游产品的整体版图设计、玩法设计、角色设计、卡牌设计及与桌游角色相关的盲盒产品设计都紧扣长沙历史步道的文化特征。这些旅游文创产品设计既体现了长沙历史步道的文化底蕴,又符合当下年轻人的审美和市场需求。为长沙历史步道的文化传播找到了新载体和新方式。

关键词：长沙历史步道旅游文创产品设计设计

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拱形屋盖风雪致干扰效应的数值模拟研究

拱形屋盖风雪致干扰效应的数值模拟研究

作者：贾美微黑龙江大学

学位级别：硕士

基于数学运算素养的高一函数教学现状及策略研究

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基于数学运算素养的高一函数教学现状及策略研究

作者：裴雨微洛阳师范学院

学位级别：硕士

数学必修课程中的函数是学生自升入高中以来,在学习过集合等预备知识后,第一个必须掌握的知识模块,是学习其他必修课程与选择性必修课程中知识的基础与工具。在《普通高中数学课程标准（2017版2020年修订）》中指出,通过高中数学课程的... 详细信息

数学必修课程中的函数是学生自升入高中以来,在学习过集合等预备知识后,第一个必须掌握的知识模块,是学习其他必修课程与选择性必修课程中知识的基础与工具。在《普通高中数学课程标准（2017版2020年修订）》中指出,通过高中数学课程的学习,学生能进一步发展数学运算能力,有效借助运算方法解决实际问题,通过运算促进数学思维发展,形成规范化思考问题的品质,养成一丝不苟、严谨求实的科学精神。因此,对学生数学运算素养的培养与提高如何落实到高一必修课程中函数的教与学是一个重要课题。本文以提升高一学生的数学运算素养水平为出发点,分别编制了高一学生数学运算能力测试试卷与现状调查问卷,在对问卷收集、整理和分析后,探究了高一学生数学运算素养水平现状、问题归因,研究结果如下:（1）从数学运算素养整体水平来看,高一学生在函数教学方面的数学运算素养水平一般,个体差异较大。根据喻平教授数学核心素养测评框架分类,大多数学生能够达到知识理解水平,约二分之一的学生能够达到知识迁移水平,少数学生能够达到知识创新水平。（2）学生的基础知识、计算能力、学习习惯、数学学习兴趣以及一丝不苟、认真求实的科学素质是影响学生提高和加强数学运算素养水平的因素,性别因素并不会对学生的数学运算素养水平产生影响。（3）教师的教学经验、教学手段和初高中教师教学方法与内容的衔接等也是影响学生提高和加强数学运算素养水平的因素。结合以上的结论以及建构主义理论、波利亚解题理论和最近发展区理论等,本文从数学思维、数学运算能力、以及数学情感、态度与价值观等三个角度,提出了针对高一函数教学方面的数学运算素养水平培养策略,并以高中三角函数教学为例,设计了培养学生数学运算能力的教学案例。以期能够为高一教师在教授函数内容时,提供一些帮助和参考建议。

关键词：数学运算素养函数教学策略高一学生