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基于谱残差方法的工业互联网时间序列异常检测

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计算机集成制造系统 2024年第8期30卷 2672-2680页

作者：焦子南陈年金涛王建民清华大学软件学院北京100084

谱残差算法是一种针对图像显著性检测的算法,也可用于无监督时间序列的异常检测。从频域变换、平滑算法、去除季节性影响、阈值自适应调节等多个环节研究针对谱残差算法的改进,提出一种基于谱残差算法的多变量时间序列异常检测方法。实... 详细信息

谱残差算法是一种针对图像显著性检测的算法,也可用于无监督时间序列的异常检测。从频域变换、平滑算法、去除季节性影响、阈值自适应调节等多个环节研究针对谱残差算法的改进,提出一种基于谱残差算法的多变量时间序列异常检测方法。实验证明,所提出的改进可以提高异常检测的准确率,去除环境因素造成的季节性影响,且检测异常用时优于已有算法。另外,所提算法可以根据实际需要,自适应调节异常判定阈值。为了适应工业系统常出现的多变量时间序列数据,在谱残差算法的基础上结合用于处理多变量数据的独立成分分析算法,使算法适用于多变量时间序列。实验表明,谱残差算法与独立成分分析结合的算法能够应用于工业系统的异常自动检测,并且可以保证算法所需的准确性和实时性。

关键词：时间序列异常检测谱残差算法无监督算法独立成分分析

数字全息与定量相位成像:进展与展望(特邀)

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光子学报 2024年第9期53卷 1-27页

作者：黄郑重曹良才清华大学精密仪器系北京100084

全息术的提出为光波场的定量分析提供了一个开创性的技术方案。经过70余年的发展,基于全息术的计算成像已成为光场定量测量的重要工具,它的出现为物理学、生物学和材料科学领域提供了新的观测维度,搭建了光学成像和光散射领域的桥梁,突... 详细信息

全息术的提出为光波场的定量分析提供了一个开创性的技术方案。经过70余年的发展,基于全息术的计算成像已成为光场定量测量的重要工具,它的出现为物理学、生物学和材料科学领域提供了新的观测维度,搭建了光学成像和光散射领域的桥梁,突破了传统光学成像系统与图像采集设备的物理限制,在疾病的病理研究和材料的表征中起着至关重要的作用。本文从信号分析的角度出发,将全息的记录与重建过程看作是复数域与实数域之间的转换,讨论全息重建的数学原理与物理实现过程,并以生物医学领域为应用导引,总结了全息成像的新挑战和机遇。

关键词：全息术数字全息定量分析光学成像信号分析

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存算一体技术研究现状

电子学报 2024年第4期52卷 1103-1117页

作者：李嘉宁姚鹏揭路唐建石伍冬高滨钱鹤吴华强清华大学集成电路学院北京100084

冯诺依曼计算机体系结构面临着“存储墙”的瓶颈,阻碍AI(Artificial Intelligence)计算性能提升.存算一体硬件结构打破了“存储墙”的限制,大大提升了AI计算的性能.目前存算一体计算方案已在多种存储介质上得到实现,根据计算信号类型,... 详细信息

冯诺依曼计算机体系结构面临着“存储墙”的瓶颈,阻碍AI(Artificial Intelligence)计算性能提升.存算一体硬件结构打破了“存储墙”的限制,大大提升了AI计算的性能.目前存算一体计算方案已在多种存储介质上得到实现,根据计算信号类型,可以将存算一体计算方案分成数字存算一体方案和模拟存算一体方案.存算一体硬件结构使得AI计算的性能取得巨大提升,然而进一步发展仍面临重大挑战.本文对不同信号域的存算一体方案的进行了对比分析,指出了每一种方案的主要优缺点,也指明了存算一体技术面临的挑战.我们认为,随着工艺集成、器件、电路、架构,软件工具链的跨层次协同研究发展,存算一体技术将在边缘端和云端,为AI计算提供更加强大和高效的算力.

关键词：人工智能存算一体存储介质计算信号类型评价指标

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上市房企购地行为与企业资本市场表现

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 181-188页

作者：陈子潇梁尧刘洪玉清华大学建设管理系北京100084

研究上市房企购地行为与其资本市场表现的关系,有助于上市房企进行市值管理以及资本市场投资者评价、选择上市企业。该文以中国A股上市房企为研究对象,通过回归分析研究房企在2009—2021年间购地数和进入城市数等购地行为对企业投资价... 详细信息

研究上市房企购地行为与其资本市场表现的关系,有助于上市房企进行市值管理以及资本市场投资者评价、选择上市企业。该文以中国A股上市房企为研究对象,通过回归分析研究房企在2009—2021年间购地数和进入城市数等购地行为对企业投资价值和风险的影响。研究结果表明:整个研究期间,上市房企投资价值与进入城市数之间存在倒U形关系,一定范围内企业投资价值随着进入城市数的增多而提高;在2017年以来的市场下行期,进入城市数对房企投资价值的提高效果降低,同时对房企风险的提高效果增大,表明资本市场对房企区域扩张型购地的反应发生了变化;购地数对房企资本市场表现的影响不及进入城市数显著;非国有、小型或上市时长较短房企的资本市场表现受其购地行为的影响更显著。建议房企关注资本市场的反馈并及时调整购地策略;资本市场投资者关注区域深耕型房企;政府要重视市场结构变化,从关注房企投资需求向关注最终空间使用需求的方向转变。

关键词：上市房企购地行为资本市场表现企业投资价值企业风险

Seru系统调度优化的知识引导协同进化算法

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 959-966页

作者：王凌吴玉婷陈靖方潘子肖清华大学自动化系北京100084

作为一种新型的生产模式, Seru系统能够兼顾柔性和效率且快速响应市场,已在装配企业得到广泛应用.为了实现实际生产过程生产效率和劳动效率的协同优化,本文研究以最小化最大完工时间和工人总劳动时间为目标的Seru系统多目标调度问题,提... 详细信息

作为一种新型的生产模式, Seru系统能够兼顾柔性和效率且快速响应市场,已在装配企业得到广泛应用.为了实现实际生产过程生产效率和劳动效率的协同优化,本文研究以最小化最大完工时间和工人总劳动时间为目标的Seru系统多目标调度问题,提出一种知识引导的协同进化算法.首先,将问题分解为Seru构造和Seru调度,构造两个种群分别优化子问题.同时,设计种群规模的调整策略,通过为有潜力的种群分配更多个体来提高协同搜索的效率.进而,通过分析问题的性质,提炼规则性知识用于设计有效的搜索算子和重生成规则,指导精英个体执行知识驱动的增强搜索,从而进一步提升算法的局部开发能力.通过数值仿真和统计性能对比,验证了算法各设计环节的有效性,并取得了显著优于现有最新算法的多目标调度优化性能.

关键词：赛汝(Seru)生产系统协同搜索知识驱动增强搜索调整策略

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大语言模型时代的社会机遇与挑战

计算机研究与发展 2024年第5期61卷 1094-1103页

作者：陈慧敏刘知远孙茂松清华大学新闻与传播学院北京100084 清华大学计算机科学与技术系北京100084

大语言模型ChatGPT因其高度通用化和智能化的表现受到广泛社会关注,其引发的技术革命也正逐渐延伸为一场社会革命.在此背景下,基于ChatGPT背后大语言模型技术的演进路线与特征,探索大语言模型技术对社会的潜在机遇与挑战,成为当下社会... 详细信息

大语言模型ChatGPT因其高度通用化和智能化的表现受到广泛社会关注,其引发的技术革命也正逐渐延伸为一场社会革命.在此背景下,基于ChatGPT背后大语言模型技术的演进路线与特征,探索大语言模型技术对社会的潜在机遇与挑战,成为当下社会的重要议题.首先回顾大语言模型技术发展,将其演进总结为3个发展阶段并论述关键技术特征,然后基于技术与社会互动视角分别探讨大语言模型技术引发的社会机遇:个人通用信息助理、科学研究新范式、产业基础设施、国家治理能力现代化有力工具,以及面临的潜在挑战:信息污染问题、社会权力分配问题、伦理和法制问题、意识形态安全问题.最后,对大语言模型技术发展及其与社会发展关系的未来展开一定思考与讨论.

关键词：大语言模型 ChatGPT 人工智能技术演进社会变革

基于张量化微结构表征的筏化镍基单晶高温合金疲劳寿命评估

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力学学报 2024年第7期56卷 2029-2050页

作者：罗诚袁荒清华大学航天航空学院北京100084 清华大学航空发动机研究院北京100084

镍基单晶高温合金的微观组织在长时高温服役下会发生粗化和筏化等微结构演化,导致力学性能衰减,影响航空发动机的服役寿命.文章研究了粗化和筏化镍基单晶DD6合金的低周疲劳行为,通过高温热暴露和预蠕变处理分别制备了粗化和筏化合金,针... 详细信息

镍基单晶高温合金的微观组织在长时高温服役下会发生粗化和筏化等微结构演化,导致力学性能衰减,影响航空发动机的服役寿命.文章研究了粗化和筏化镍基单晶DD6合金的低周疲劳行为,通过高温热暴露和预蠕变处理分别制备了粗化和筏化合金,针对具有不同微结构状态的合金开展了980℃下的等温低周疲劳试验,发现粗化和筏化合金的疲劳寿命相比初态合金显著下降.基于电子扫描显微镜和光学显微镜对试件断口表面进行了微观表征,揭示了筏化组织对低周疲劳损伤机理的影响.裂纹扩展路径受微结构状态影响,相比初态合金,粗化和筏化合金中I型微裂纹会更早发生偏折,沿晶体学面扩展而导致更早的疲劳失效.基于组构张量及其张量分解方案对合金的微结构进行了量化表征,提取了微结构的特征参数,进一步提出了一种新的微结构敏感的等温疲劳寿命预测模型.通过分别关联γ-基体相和γ′-强化相组构张量的独立分量,解耦了粗化和筏化对寿命的影响.在新模型中,γ/γ′微结构形态对低周疲劳的影响得到了较好描述,预测结果的准确性和保守性得到了显著提高.研究结果可为工程中镍基单晶涡轮叶片的强度设计和寿命评估提供理论指导.

关键词：单晶合金张量化表征筏化疲劳寿命评估

网联环境下驾驶人响应机制——一种交叉路口接近行为定性效应分析与定量驾驶模式提取案例

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机械工程学报 2024年第10期60卷 22-39页

作者：张海伦许庆高博麟王建强李克强清华大学车辆与运载学院北京100084

智能网联技术的发展为交通安全和效率的提升上提供巨大机遇。然而现有研究未能深入阐述网联环境下驾驶人对环境的认知响应机制,缺乏网联环境下驾驶模式定量分析。提出研究交叉路口接近行为过程和响应机制的方法,探索驾驶人在网联环境下... 详细信息

智能网联技术的发展为交通安全和效率的提升上提供巨大机遇。然而现有研究未能深入阐述网联环境下驾驶人对环境的认知响应机制,缺乏网联环境下驾驶模式定量分析。提出研究交叉路口接近行为过程和响应机制的方法,探索驾驶人在网联环境下的交通行为学机理。在驾驶模拟器中设计两种驾驶场景,分别为基准传统环境和对照网联环境,在对照网联环境组中,向驾驶人提供交通灯相位和当前相位状态剩余时间。采集34名驾驶人视觉交互信息、车辆运动学和驾驶人操作行为特征等参数。分析人机交互界面的交互频率和累积时间百分比、首次交互时间和响应时间,以及驾驶人接近交叉路口的行为特征。建立贝叶斯非参数方法结合文本聚类算法的驾驶模式提取模型,实现对驾驶模式定量描述。结果表明,在红灯和绿灯相位下的人机交互特性存在显著差异,首次交互时间和响应时间高度相关,网联环境可以显著提升交叉路口通行效率,改善驾驶行为。所提出的驾驶模型可以有效描述路口接近行为的6种驾驶模式,网联环境可以降低23.7%的加速行为,平稳驾驶概率提升25.0%。

关键词：汽车工程驾驶行为人机交互驾驶模式智能网联汽车

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典型轮胎可回收性评估及生态设计

中国环境科学 2024年第8期44卷 4731-4736页

作者：赵树杰许竣媛曾现来清华大学环境学院北京100084

汽车工业快速发展以及广泛的消费利用引起了废旧轮胎的激增,废旧轮胎具有显著的资源环境属性而备受关注,如何提高轮胎的可回收性、改善其生态设计是解决废旧轮胎问题的关键.本研究采用统计熵与等级确定规则的模型,根据轮胎初始态与回收... 详细信息

汽车工业快速发展以及广泛的消费利用引起了废旧轮胎的激增,废旧轮胎具有显著的资源环境属性而备受关注,如何提高轮胎的可回收性、改善其生态设计是解决废旧轮胎问题的关键.本研究采用统计熵与等级确定规则的模型,根据轮胎初始态与回收最终态的差异程度以及主流的处理处置技术,首次建立了轮胎可回收性评估模型,收集典型轮胎的理化组成,评估了现有轮胎的可回收性.结果发现,相比其他产品,轮胎因其显著的能源化比例,而可回收性较高,从高到低排序大体为卡车轮胎、轿车轮胎、货车轮胎、公共汽车轮胎、越野车轮胎,5种汽车应用类型轮胎的可回收性为82~93%bit-1.相关研究结果为轮胎的资源化、能源化工艺的设计提供了指导,建立的方法对于轮胎生态设计及行业的节能减排提供了参考.

关键词：生态设计轮胎可回收性模型节能减排