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支持实时流计算应用的关键技术研究进展

软件学报 2024年第1期35卷 430-454页

作者：徐志榛徐辰丁光耀陈梓浩周傲英华东师范大学数据科学与工程学院上海200062 上海市大数据管理系统工程研究中心上海200062 广西可信软件重点实验室(桂林电子科技大学) 广西桂林541004

信息系统在进行知识的挖掘和管理时,需要处理各种形式的数据,流数据便是其中之一.流数据具有数据规模大、产生速度快且蕴含的知识具有较强时效性等特点,因而发展支持实时处理应用的流计算技术对于信息系统的知识管理十分重要.流计算系... 详细信息

信息系统在进行知识的挖掘和管理时,需要处理各种形式的数据,流数据便是其中之一.流数据具有数据规模大、产生速度快且蕴含的知识具有较强时效性等特点,因而发展支持实时处理应用的流计算技术对于信息系统的知识管理十分重要.流计算系统可以追溯到29世纪90年代,至今已经经历了长足的发展.然而,当前多样化的知识管理需求和新一代的硬件架构为流计算系统带来了全新的挑战和机遇,催生出了一系列流计算领域的技术研究.首先介绍流计算系统的基本需求以及发展脉络,再按照编程接口、执行计划、资源调度和故障容错4个层次分别分析流计算系统领域的相关技术;最后,展望流计算技术在未来可能的研究方向和发展趋势.

关键词：实时处理流计算数据处理系统

基于HPLC指纹图谱结合化学模式识别法对黄芪不同炮制品多指标成分分析研究

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天然产物研究与开发 2024年第6期36卷 993-1003页

作者：周晶晶周洁张红伟党文飞窦霞靳子明甘肃中医药大学甘肃中医药大学附属医院杨锡仓全国名老中医药专家工作室兰州730030

本研究通过建立黄芪不同炮制品HPLC指纹图谱及多成分含量测定方法,并结合化学计量法对其进行比较分析,为黄芪炮制品的综合利用提供理论支持。采用HPLC建立黄芪炮制品指纹图谱并进行6种成分的含量测定,并通过聚类分析(hierarchical clust... 详细信息

本研究通过建立黄芪不同炮制品HPLC指纹图谱及多成分含量测定方法,并结合化学计量法对其进行比较分析,为黄芪炮制品的综合利用提供理论支持。采用HPLC建立黄芪炮制品指纹图谱并进行6种成分的含量测定,并通过聚类分析(hierarchical clustering analysis,HCA)、主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘-判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)评价不同黄芪炮制品的差异,找寻差异性成分。结果显示,不同炮制品(各10批)共得到20个共有峰,其中指认了6个共有峰,且6个成分在各自的质量浓度范围内线性关系良好(r>0.999),平均加样回收率为100.5%~102.1%,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为0.77%~2.1%;指纹图谱相似度结果显示,蜜麸黄芪、蜜炙黄芪、盐黄芪、酒黄芪各自10批的相似度均在0.900以上,但不同类型炮制品的相似度降低;聚类分析可将四种炮制品聚为3类,主成分分析与聚类分析结果一致,可相互佐证,正交偏最小二乘-判别分析能有效的将4种炮制品区分,以变量重要性投影(variable importance of projection,VIP)大于1为依据,筛选了9种主要差异成分,确认了毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、5-羟甲基糠醛是引起黄芪不同炮制品间成分差异的主要标志性成分。该研究所建立的黄芪炮制品HPLC指纹图谱结合化学计量法的方法准确可靠,可为黄芪炮制品的质量控制和品质评价提供参考依据。

关键词：黄芪 HPLC 指纹图谱含量测定化学模式识别质量评价

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改善不同地应力下隧道轮廓爆破成型效果

Journal of Central South University 2024年第3期31卷 930-949页

作者：周子龙王培宇程瑞山陈翠刚蔡鑫 School of Resources and Safety Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Center for Infrastructural Monitoring and Protection School of Civil and Mechanical EngineeringCurtin UniversityBentley 6102Australia

含预切空腔的轮廓爆破技术被认为是改善高地应力下隧道轮廓成型的有效方法。然而,对这种爆破技术在不同地应力下性能的研究较少。本文通过校验后的公路隧道数值模型,调查了含预切空腔(PC)的两种典型轮廓爆破技术(即光面爆破(SB)和预裂爆... 详细信息

含预切空腔的轮廓爆破技术被认为是改善高地应力下隧道轮廓成型的有效方法。然而,对这种爆破技术在不同地应力下性能的研究较少。本文通过校验后的公路隧道数值模型,调查了含预切空腔(PC)的两种典型轮廓爆破技术(即光面爆破(SB)和预裂爆破(PB))在不同地应力条件下的性能。结果表明,在耦合装药和50 MP地应力下,PCSB比PCPB能获得更好的隧道轮廓成型效果。此外,研究了两种轮廓爆破技术在不同的不耦合系数和地应力条件下的性能,发现随着地应力从30 MPa增加至50 MPa,PCSB和PCPB作用下隧道轮廓成型效果均逐渐改善。此外,在不同地应力条件下调整周边孔的不耦合系数能使PCPB形成有效的隧道轮廓。然而,对于PCSB,在不同地应力条件下,需调整所有炮孔的不耦合系数才能形成符合要求的隧道轮廓。最后通过多元非线性回归获得经验公式,本研究可以为不同地应力下使用PCSB和PCPB开挖隧道提供设计参考。

关键词：地应力光面爆破预裂爆破隧道轮廓成型不耦合系数

基于改进对比学习和并行融合神经网络的室内WiFi定位算法

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 101-110页

作者：蒲巧林陈有坤周牧余征巍张钰坤重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

机器学习在WiFi指纹定位技术中扮演着重要角色。针对信号波动对指纹辨识力的影响往往被忽略以及如何从样本中提取更广泛的表征信息的问题,提出了一种基于改进对比学习(CL)和并行融合神经网络的WiFi定位算法。该算法首先利用改进对比学... 详细信息

机器学习在WiFi指纹定位技术中扮演着重要角色。针对信号波动对指纹辨识力的影响往往被忽略以及如何从样本中提取更广泛的表征信息的问题,提出了一种基于改进对比学习(CL)和并行融合神经网络的WiFi定位算法。该算法首先利用改进对比学习来提高指纹辨识力,其在增加不同类别指纹间的区分度的同时能减小同类别指纹间的差异。其次,构建基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)的并行融合网络,与传统的串行融合方式相比,网络可以从原始样本中提取更多的有效特征。此外,在池化层后增加Flatten层以进一步考虑网络的中间层信息,从而利用更广泛的特征信息来提高模型的泛化性能。结果表明,所提算法的定位性能比其他定位算法提高26%。

关键词：室内定位对比学习卷积神经网络长短期记忆特征融合

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尿液中药物与耐药污染及削减技术研究进展

中国环境科学 2024年第2期44卷 1122-1133页

作者：徐国韬周晓琴李子富赵美娟北京科技大学能源与环境工程学院北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室北京100083 同济大学水利部长三角城镇供水节水及水环境治理重点实验室上海200092

尿液回用有助于构建“人体-土壤-植物-人体”之间的可持续物质循环.然而尿液中残留的药物、耐药菌和耐药基因也会随着这一循环在环境中富集并最终回到人体,存在潜在健康风险.本文总结了源分离尿液中的药物及耐药污染特性,研究表明,尿液... 详细信息

尿液回用有助于构建“人体-土壤-植物-人体”之间的可持续物质循环.然而尿液中残留的药物、耐药菌和耐药基因也会随着这一循环在环境中富集并最终回到人体,存在潜在健康风险.本文总结了源分离尿液中的药物及耐药污染特性,研究表明,尿液中已检测出34种药物,平均浓度在0.07~2.7×10^(3)μg/L之间,检出频率在0.7%~100%之间,尿液中已检出的耐药基因有12种.针对此类污染物去除,主要有自然储存法、吸附法、膜分离技术、电化学法、生物方法,其中电化学技术显示出对于尿液中抗生素抗性基因的良好去除效率,最多可去除尿液中4.18log的bla_(KPC),但是应用于实际现场处理时还需要通过设计更合理的电极材料来提高使用寿命、降低能耗.此外,大多削减技术仍处于实验室研究阶段,对已有技术进行优化或使用多种技术联合处理尿液以削减药物及相关耐药性污染是未来研究的重点.

关键词：源分离尿液耐药微生物抗生素抗性基因削减技术

FirmDep:利用动态分析的嵌入式应用托管方案

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软件学报 2024年第8期35卷 3591-3609页

作者：吴华茂姜木慧周亚金李金库浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310027 香港理工大学电子计算学系中国香港999077 西安电子科技大学网络与信息安全学院陕西西安710126

固件托管(firmware rehosting)是一种对嵌入式设备的软硬件进行建模和仿真,并在仿真环境中运行和分析嵌入式设备软件的技术.现有的基于全系统仿真的固件托管方案只能预防性地修复已知的软硬件依赖问题,而无法解决未知的问题.为应对这一... 详细信息

固件托管(firmware rehosting)是一种对嵌入式设备的软硬件进行建模和仿真,并在仿真环境中运行和分析嵌入式设备软件的技术.现有的基于全系统仿真的固件托管方案只能预防性地修复已知的软硬件依赖问题,而无法解决未知的问题.为应对这一现状,提出了一种由动态分析辅助的固件托管方案FirmDep.在托管过程中,FirmDep对被分析应用的执行轨迹和系统状态进行记录.若目标应用无法被成功托管, FirmDep对执行轨迹进行信息提取和系统状态补全,并使用多种执行轨迹分析方法识别和仲裁应用的环境依赖问题.基于PANDA和angr实现了FirmDep的原型系统,并使用217个来自真实设备固件的嵌入式Web应用对其进行了测试.结果表明:FirmDep可有效识别嵌入式设备应用的环境依赖问题,提高固件托管的成功率.

关键词：嵌入式设备固件动态分析固件托管录制重放

紫色土丘陵区坡地柑橘园土壤碳氮的空间分布特征

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环境科学 2024年第1期45卷 343-353页

作者：李子阳陈露赵鹏周明华郑静朱波中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

20世纪90年代以来,西南紫色土丘陵区大量坡耕地转变为果园,提高了农民的经济收益,但这一土地利用变化对土壤碳(C)、氮(N)空间分布特征的影响仍然缺乏研究.为探究紫色土丘陵区坡耕地转变为果园后土壤C、N的空间分布特征,选取四川盆地中... 详细信息

20世纪90年代以来,西南紫色土丘陵区大量坡耕地转变为果园,提高了农民的经济收益,但这一土地利用变化对土壤碳(C)、氮(N)空间分布特征的影响仍然缺乏研究.为探究紫色土丘陵区坡耕地转变为果园后土壤C、N的空间分布特征,选取四川盆地中部紫色土丘陵区代表性柑橘园为研究对象,分析了由坡耕地转变为柑橘园后,土壤C、N空间分布特征及其主要影响因素.结果表明,坡面位置(坡位)对土壤总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和可溶性有机碳(DOC)含量均有显著影响(P0.05).在0~30 cm土层,土壤NO_(3)^(-)-N含量沿坡面的变化趋势为:上坡位中坡位>下坡位.各坡位土壤C、N含量随深度(0~30 cm)增加呈现整体降低趋势,其中土层深度对土壤TN、SOC、NO_(3)^(-)-N和DOC含量的影响显著(P<0.05).坡面土壤TN储量(0~30 cm)随坡位自上而下逐渐降低(P<0.05),其中坡上、坡中和坡下的土壤TN储量分别为2.37、1.89和1.62 t·hm^(-2)(以N计).SOC储量沿坡面的分布差异不显著,变化范围(以C计)为56.12~58.48 t·hm^(-2),整个坡面土壤TN与SOC的储量呈显著正相关关系.结果表明,在预测土壤C、N含量及储量对土地利用转变响应时不能忽视土壤养分的空间分布规律,研究可为理解紫色土丘陵区耕地转变为果园后土壤C、N空间分布特征及主控因子提供研究案例.

关键词：紫色土柑橘园坡位氮(N) 碳(C) 空间分布

A von-Neumann-like photonic processor and its application in studying quantum signature of chaos

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Light(Science & Applications) 2024年第4期13卷 672-681页

作者： Shang Yu Wei Liu Si-Jing Tao Zhi-Peng Li Yi-Tao Wang Zhi-Peng Zhong Raj BPatel Yu Meng Yuan-Ze Yang Zhao-An Wang Nai-Jie Guo Xiao-Dong Zeng Zhe Chen Liang Xu Ning Zhang Xiao Liu mu Yang Wen-Hao Zhang Zong-Quan zhou Jin-Shi Xu Jian-Shun Tang Yong-Jian Han Chuan-Feng Li Guang-Can Guo CAS Key Laboratory of Quantum Information University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China. CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China. Hefei National Laboratory University of Science and Technology of ChinaHefei 230088China. Research Center for Quantum Sensing Zhejiang LabHangzhou 310000China. Quantum Optics and Laser Science Blackett LaboratoryImperial College LondonPrince Consort RdLondon SW72AZUK. Clarendon Laboratory Department of PhysicsOxford UniversityParks Road OX13PUOxfordUK

Photonic quantum computation plays an important role and offers unique *** decades after the milestone work of Knill-Laflamme-Milburn,various architectures of photonic processors have been proposed,and quantum advantage over classical computers has also been *** is now the opportune time to apply this technology to real-world ***,at current technology level,this aim is restricted by either programmability in bulk optics or loss in integrated optics for the existing architectures of processors,for which the resource cost is also a *** we present a von-Neumann-like architecture based on temporal-mode encoding and looped structure on table,which is capable of multimode-universal programmability,resource-efficiency,phasestability and *** order to illustrate these merits,we execute two different programs with varying resource requirements on the same processor,to investigate quantum signature of chaos from two aspects:the signature behaviors exhibited in phase space(13 modes),and the Fermi golden rule which has not been experimentally studied in quantitative way before(26 modes).The maximal program contains an optical interferometer network with 1694 freely-adjustable *** current state-of-the-art,our architecture stands as the most promising candidate for real-world applications.

关键词： quantum signature chaos

MFCC based real-time speech reproduction and recognition using distributed acoustic sensing technology

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Optoelectronics Letters 2024年第4期20卷 222-227页

作者： zhou Ran ZHAO Shuai LUO Mingming MENG Xin MA Jie LIU Jianfei School of Electronic Information Engineering Hebei University of TechnologyTianjin 300401China Tianjin Key Laboratory of Electronic Materials and Devices Hebei University of TechnologyTianjin 300401China Hebei Key Laboratory of Advanced Laser Technology and Equipment Hebei University of TechnologyTianjin 300401China

The distributed acoustic sensing technology was used for real-time speech reproduction and recognition,in which the voiceprint can be extracted by the Mel frequency cepstral coefficient(MFCC)method.A classic ancient Chinese poem“You zi Yin”,also called“A Traveler’s Song”,was analyzed both in time and frequency domains,where its real-time reproduction was achieved with a 116.91 ms time *** smaller scaled MFCC0 at 1/12 of MFCC matrix was taken as a feature vector of each line against the ambient noise,which provides a recognition method via cross-correlation among the 6 original and recovered verse *** averaged cross-correlation coefficient of the matching pairs is calculated to be 0.5806 higher than 0.1883 of the nonmatched pairs,promising an accurate and fast method for real-time speech reproduction and recognition over a passive optical fiber.

关键词： MFCC passive coefficient