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A credibility-aware swarm-federated deep learning framework in internet of vehicles

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Digital Communications and Networks 2024年第1期10卷 150-157页

作者： Zhe Wang Xinhang Li tianhao Wu Chen Xu lin Zhang School of Artificial Intelligence Beijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing100876China

Although Federated Deep Learning(FDL)enables distributed machine learning in the Internet of Vehicles(IoV),it requires multiple clients to upload model parameters,thus still existing unavoidable communication overhead and data privacy *** recently proposed Swarm Learning(SL)provides a decentralized machine learning approach for unit edge computing and blockchain-based coordination.A Swarm-Federated Deep Learning framework in the IoV system(IoV-SFDL)that integrates SL into the FDL framework is proposed in this *** IoV-SFDL organizes vehicles to generate local SL models with adjacent vehicles based on the blockchain empowered SL,then aggregates the global FDL model among different SL groups with a credibility weights prediction *** experimental results show that compared with the baseline frameworks,the proposed IoV-SFDL framework reduces the overhead of client-to-server communication by 16.72%,while the model performance improves by about 5.02%for the same training iterations.

关键词： Swarm learning Federated deep learning Internet of vehicles Privacy Efficiency

High-timing-precision detection of single X-ray photons by superconducting nanowires

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National Science Review 2024年第1期11卷 194-203页

作者： Shuya Guo Jingrou Tan Hengbin Zhang Jinguang Wang tianhao Ji Labao Zhang Xiaolong Hu Jian Chen Jun Xie Kai Zou Yun Meng Xiaomin Bei ling-An Wu Qi Chen Hao Wang Xuecou Tu Xiaoqing Jia Qing-Yuan Zhao lin Kang Peiheng Wu Research Institute of Superconductor Electronics Nanjing University Qian Xuesen Laboratory of Space Technology Beijing National Laboratory of Condensed Matter Physics Institute of Physics Chinese Academy of Sciences Hefei National Laboratory School of Precision Instrument and Optoelectronic Engineering Tianjin University Key Laboratory of Optoelectronic Information Science and Technology Ministry of Education

Precisely acquiring the timing information of individual X-ray photons is important in both fundamental research and practical applications. The timing precision of commonly used X-ray single-photon detectors remains in the range of one hundred picoseconds to microseconds. In this work, we report on high-timing-precision detection of single X-ray photons through the fast transition to the normal state from the superconductive state of superconducting nanowires. We successfully demonstrate a free-running X-ray single-photon detector with a timing resolution of 20.1 ps made of 100-nm-thick niobium nitride film with an active area of 50 μm by 50 μm. By using a repeated differential timing measurement on two adjacent X-ray single-photon detectors, we demonstrate a precision of 0.87 ps in the arrival-time difference of X-ray photon measurements. Therefore, our work significantly enhances the timing precision in X-ray photon counting, opening a new niche for ultrafast X-ray photonics and many associated applications.

关键词： single-photon detection timing precision superconductor ultrafast phenomenon pulsar X-ray navigation

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基于交通标志的小目标检测

激光杂志 2024年第3期45卷 100-105页

作者：曾天豪陈琳长江大学计算机科学学院湖北荆州434000

针对小目标检测算法在交通标志识别上的精度较低和误检等问题,提出一种前景融合注意力机制网络YOLO-Traffic。先引入EIOU损失函数,分别计算预测框和真实框的宽度,再利用空洞卷积来解决原模型CIOU存在的问题;其次,添加前景注意力机制F-E... 详细信息

针对小目标检测算法在交通标志识别上的精度较低和误检等问题,提出一种前景融合注意力机制网络YOLO-Traffic。先引入EIOU损失函数,分别计算预测框和真实框的宽度,再利用空洞卷积来解决原模型CIOU存在的问题;其次,添加前景注意力机制F-ECA,充分提取前景相关信息,抑制背景噪声;最后使用Kmeans++算法代替Kmeans聚类得到的锚框进行重新分配相应的特征层,进一步提高特征提取能力。在清华大学制作的TT100K交通标志数据集上实验得出,对比原YOLOv5网络,精度提升了2.91%,召回率提升了2.1%,检测速度为44帧每秒,最终精度达到96.89%。因此,所提出的YOLO-Traffic网络可以提升交通标志检测精度和模型性能。

关键词：小目标检测前景注意力交通标志空洞卷积

一种基于磁集成的零输入电流纹波高增益直流变换器

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4915-4923,I0026页

作者：林国庆宋天浩彭长川福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建省福州市350116

针对光伏系统发电模块输出电压低、DC/DC变换器输入电流纹波大等问题,提出一种基于磁集成的零输入电流纹波高增益直流变换器。该变换器在改进型Sepic电路结构的基础上,将输入电感与变压器进行磁集成设计,使变换器只用一个磁性元件即可... 详细信息

针对光伏系统发电模块输出电压低、DC/DC变换器输入电流纹波大等问题,提出一种基于磁集成的零输入电流纹波高增益直流变换器。该变换器在改进型Sepic电路结构的基础上,将输入电感与变压器进行磁集成设计,使变换器只用一个磁性元件即可实现高增益和零输入电流纹波。该文详细分析所提变换器的工作原理以及输入电流零纹波特性、电压增益特性和开关器件应力特性,给出关键参数设计,并详细阐述磁集成设计方案。搭建1台143 W、56 V/380 V的实验样机,验证理论分析的正确性。

关键词：零纹波高增益磁集成 Sepic 新能源发电

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HFC-134a热催化降解的实验与机理研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 935-941页

作者：张凯许云婷王天浩戴晓业史琳清华大学能源与动力工程系北京100084 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

2021年9月《蒙特利尔议定书》基加利修正案对我国正式生效,我国在未来三十年左右将面临严峻的HFCs淘汰任务,因此实现淘汰HFCs的高效率、低能耗降解至关重要。传统的高温焚烧工艺存在能耗高、成本高的特点,因此本研究关注于制冷剂热催化... 详细信息

2021年9月《蒙特利尔议定书》基加利修正案对我国正式生效,我国在未来三十年左右将面临严峻的HFCs淘汰任务,因此实现淘汰HFCs的高效率、低能耗降解至关重要。传统的高温焚烧工艺存在能耗高、成本高的特点,因此本研究关注于制冷剂热催化降解方法,选取主要的HFCs类制冷剂HFC-134a为研究对象,通过实验手段和量子化学计算方法探究HFCs制冷剂的热催化方案可行性,并分析了催化剂种类、温度和氧气比例等关键因素对制冷剂降解效果的影响。

关键词： HFC-134a 热催化降解热催化剂影响因素分解机理

计及火电阶梯式爬坡率的耦合系统相邻时刻有功可行域确定方法

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中国电机工程学报 2023年第20期43卷 7789-7801页

作者：王强钢林天皓吕旭明陈宁杨龙杰池源赵苑竹输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市110006 中国电力科学研究院有限公司江苏省南京市210003

经同一并网点耦合集成为统一运营主体的火电与新能源耦合系统在我国北方电网中普遍存在,其有功功率调节能力的确定是耦合系统整体参与电网运行的关键。该文首先考虑耦合系统功率调节的时序状态依赖性,提出相邻时刻有功可行域的概念,再... 详细信息

经同一并网点耦合集成为统一运营主体的火电与新能源耦合系统在我国北方电网中普遍存在,其有功功率调节能力的确定是耦合系统整体参与电网运行的关键。该文首先考虑耦合系统功率调节的时序状态依赖性,提出相邻时刻有功可行域的概念,再计及火电机组阶梯式爬坡约束,推导出单台火电机组的相邻时刻有功可行域;其次,定义缩放和平移两种相邻时刻有功可行域的集合运算规则,并根据定义的运算规则,构建出火电扩容、新能源与火电耦合以及多火电机组耦合场景下的相邻时刻有功可行域。此外,以辽宁某局域电网火电机组的实际运行数据证明,该文推导的耦合系统相邻时刻有功可行域与实际情况相符。

关键词：耦合系统火电新能源有功功率有功可行域

基于GRA-GPR的滚石运动特征参数敏感性分析及预测模型

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自然灾害学报 2024年第1期33卷 119-128页

作者：赵天豪马春辉杨杰程琳西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

针对滚石运动特征参数间关系模糊等问题,在开展其敏感性分析的基础上,构建准确、快捷的滚石运动特征参数预测系统。首先引入灰色关联法(grey relation analysis,GRA),以水平运动距离、弹跳高度和碰撞能量等滚石运动特征为目标参数,研究... 详细信息

针对滚石运动特征参数间关系模糊等问题,在开展其敏感性分析的基础上,构建准确、快捷的滚石运动特征参数预测系统。首先引入灰色关联法(grey relation analysis,GRA),以水平运动距离、弹跳高度和碰撞能量等滚石运动特征为目标参数,研究了初始速度、边坡摩擦角、滚石质量、法向恢复系数和切向恢复系数等滚石运动影响因素的敏感性和显著性。随后,使用高斯过程回归模型,建立水平运动距离、弹跳高度和碰撞能量等滚石运动特征参数的预测模型,避免了传统的滚石运动数值模拟软件繁琐的建模计算过程。研究表明,高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)模型对滚石的水平距离和总动能的预测精度最高。因此,文中所构建的滚石运动特征参数敏感性分析及预测模型能够快速得出滚石运动特征参数,对支挡结构的设计和施工有重要的参考价值。

关键词：边坡滚石敏感性分析灰色关联模型预测滚石特征参数

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一种用于非线性动态辨识的新型神经网络

控制工程 2024年第8期31卷 1383-1391页

作者：张剑林瑞昌毕天昊广州番禺职业技术学院智能制造学院广东广州511483 台湾云林科技大学工程学院中国台湾云林640301

为提高非线性动态系统辨识(NDSI)的效果,在结合自建型模糊神经网络(SCFNN)和多层神经元神经网络(MLPNN)的基础上,提出一种自建递归型模糊神经网络(SCRFNN)。SCRFNN相较于前者,多了一个递归通道与抑制模糊规则产生机制;相较于后者,增加... 详细信息

为提高非线性动态系统辨识(NDSI)的效果,在结合自建型模糊神经网络(SCFNN)和多层神经元神经网络(MLPNN)的基础上,提出一种自建递归型模糊神经网络(SCRFNN)。SCRFNN相较于前者,多了一个递归通道与抑制模糊规则产生机制;相较于后者,增加了模糊推论与一个递归通道。为验证SCRFNN在系统辨识中的有效性,设计一个新的NDSI在线学习模型与代码设计流程图,并以此作为在线学习架构,将以上3个神经网络模型对4个串-并型非线性动态系统进行辨识分析。经过仿真表明,新提出的SCRFNN通过存储内部状态,具备了映射动态特征的功能,从而使系统具有适应时变特性的能力,更适合于非线性动态系统的辩识。且在模糊规则数、学习收敛速度、学习与预测误差均方根值、预测精准度方面也取得了良好的效果。

关键词：自建递归型模糊神经网络自建型模糊神经网络多层神经元神经网络非线性动态系统辨识

基于固废物前驱体的电化学功能型碳气凝胶研究进展

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武汉大学学报:理学版 2023年第4期69卷 422-431页

作者：李加林林天豪鲍文喆闫书涵虞军伟朱波山东大学材料科学与工程学院山东济南250061 山东第一医科大学化学与制药工程学院山东泰安271016 山东大学光学高等研究中心山东济南250100

基于固废物前驱体的碳气凝胶具有超低密度、高比表面积、高导电率以及低成本等优势,在电化学领域具有广泛的应用前景。本文综述了近年来基于农业、工业和生活固废物前驱体构筑的碳气凝胶材料及其在电化学储能领域的研究,总结了提升碳气... 详细信息

基于固废物前驱体的碳气凝胶具有超低密度、高比表面积、高导电率以及低成本等优势,在电化学领域具有广泛的应用前景。本文综述了近年来基于农业、工业和生活固废物前驱体构筑的碳气凝胶材料及其在电化学储能领域的研究,总结了提升碳气凝胶的比电容性能和储钾性能的有效方法,并展望了未来重点研究方向。研究发现,复合金属化合物、掺杂杂原子以及调控孔隙结构等是提升碳气凝胶电化学性能的有效手段,能综合改善碳气凝胶的比电容和储钾性能。

关键词：碳气凝胶固废物低成本构筑电化学功能化