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基于注意力时间卷积网络的加密流量分类

应用科学学报 2024年第4期42卷 659-672页

作者：金彦亮陈彦韬高塬周嘉豪上海大学通信与信息工程学院上海200444 上海大学上海先进通信与数据科学研究院上海200444

针对目前大多数加密流量分类方法忽略了流量的时序特性和所用模型的效率等问题,提出了一种基于注意力时间卷积网络(attention temporal convolutional network,ATCN)的高效分类方法。该方法首先将流量的内容信息与时序信息共同嵌入模型... 详细信息

针对目前大多数加密流量分类方法忽略了流量的时序特性和所用模型的效率等问题,提出了一种基于注意力时间卷积网络(attention temporal convolutional network,ATCN)的高效分类方法。该方法首先将流量的内容信息与时序信息共同嵌入模型,增强加密流量的表征;然后利用时间卷积网络并行捕获有效特征以增加训练速度;最后引入注意力机制建立动态特征汇聚,实现模型参数的优化。实验结果表明,该方法在设定的两项分类任务上的性能都优于基准模型,其准确率分别为99.4%和99.8%,且模型参数量最多可降低至基准模型的15%,充分证明了本文方法的先进性。最后,本文在ATCN上引入了一种基于迁移学习的微调方式,为流量分类中零日流量的处理提供了一种新颖的思路。

关键词：加密流量分类时间卷积网络注意力机制迁移学习

基于双流自适应时空增强图卷积网络的手语识别

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应用科学学报 2024年第2期42卷 189-199页

作者：金彦亮吴筱溦上海大学通信与信息工程学院上海200444 上海大学上海先进通信与数据科学研究院上海200444

针对提取手语特征过程中出现的信息表征能力差、信息不完整问题,设计了一种双流自适应时空增强图卷积网络(two-stream adaptive enhanced spatial temporal graph convolutional network,TAEST-GCN)实现基于孤立词的手语识别。该网络使... 详细信息

针对提取手语特征过程中出现的信息表征能力差、信息不完整问题,设计了一种双流自适应时空增强图卷积网络(two-stream adaptive enhanced spatial temporal graph convolutional network,TAEST-GCN)实现基于孤立词的手语识别。该网络使用人体身体、手部和面部节点作为输入,构造基于人体关节和骨骼的双流结构。通过自适应时空图卷积模块生成不同部位之间的连接,并充分利用其中的位置和方向信息。同时采用残差连接方式设计自适应多尺度时空注意力模块,进一步增强该网络在空域和时域的卷积能力。将双流网络提取到的有效特征进行加权融合,可以分类输出手语词汇。最后在公开的中文手语孤立词数据集上进行实验,在100类词汇和500类词汇分类任务中准确率达到了95.57%和89.62%。

关键词：骨架数据双流结构自适应时空图卷积模块自适应多尺度时空注意力模块特征融合

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薄膜铌酸锂多尖端端面耦合结构

光学学报 2024年第11期44卷 115-122页

作者：王嘉毅蔡明璐李天怡张栩嘉陈建平吴侃上海交通大学电子信息与电气工程学院上海先进通信与数据科学研究院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计... 详细信息

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计可扩大端面处的模场,从而降低对加工精度的要求。在侧壁倾角62°和最小宽度150 nm的工艺条件下,理想的双尖端和三尖端结构分别在1550 nm波长处实现0.47 dB和1.04 dB的单端耦合损耗,且具有较大的工作带宽和对准容差。最后,结合多尖端耦合结构的制造和测试结果,分析薄膜铌酸锂芯片上端面耦合结构的优化方案,为进一步实现低损耗耦合结构奠定基础。

关键词：集成光学端面耦合逆锥形结构薄膜铌酸锂光子集成

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结合提示信号与图结构的对话摘要生成模型

计算机工程与应用 2024年

作者：金彦亮冯湫燕高塬上海大学通信与信息工程学院上海大学上海先进通信与数据科学研究院

以对话形式为主的通信方式逐渐普及，对话摘要任务引起越来越多研究者的关注，该任务旨在将复杂的对话文本压缩成简洁的表示形式。在对话文本中，多个对话者之间的交流通常涉及有关某个特定事件的关键信息，且这些信息分布较为分散。然... 详细信息

以对话形式为主的通信方式逐渐普及，对话摘要任务引起越来越多研究者的关注，该任务旨在将复杂的对话文本压缩成简洁的表示形式。在对话文本中，多个对话者之间的交流通常涉及有关某个特定事件的关键信息，且这些信息分布较为分散。然而，现有方法未深入研究对话内容的内在关系和结构，容易遗漏关键信息。针对上述问题，设计了结合提示信号与图结构的对话摘要生成模型，旨在帮助理解对话结构并把握对话中的关键信息，进而提高摘要生成的准确率。该模型基于提示学习引入了离散提示信号，并将其输入提示编码器，旨在利用提示信号协助模型更有针对性地聚焦对话的关键信息（关键词、主题词等）。同时，该模型引入动态图结构，旨在利用对话的结构性信息来捕捉并整合跨句子信息。在SAMSum、QMsum和DialogSum数据集上的实验结果表明，ROUGE-1、ROUGE-2和ROUGE-L得分均取得了显著提升，验证了模型的有效性。

关键词：对话摘要提示学习提示信号图结构

基于PSO-NARX网络的司机驾驶行为分析方法

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铁道学报 2024年第9期46卷 94-101页

作者：王心仪程剑锋易海旺中国铁道科学研究院研究生部中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所

舒适性、准时性、节能性等是衡量高速铁路自动驾驶水平的重要指标，通过不断学习优秀司机的驾驶行为，可以优化列车自动驾驶性能，促进高速铁路自动驾驶技术的发展。基于现场列车运行数据，提出一种带有外部输入的非线性自回归(NARX)网... 详细信息

舒适性、准时性、节能性等是衡量高速铁路自动驾驶水平的重要指标，通过不断学习优秀司机的驾驶行为，可以优化列车自动驾驶性能，促进高速铁路自动驾驶技术的发展。基于现场列车运行数据，提出一种带有外部输入的非线性自回归(NARX)网络的列车司机驾驶行为分析方法。该方法构建了具有时序特征的NARX网络模型，并选取多项影响司机决策的参数作为输入，利用粒子群优化算法(PSO)确定网络的权重和阈值，对下一时刻列车运行情况进行预测。仿真结果表明：本文提出的PSO-NARX网络分析模型的预测效果优于前馈型神经网络(BP)、PSO-BP、NARX,相比于BP算法，迭代步数降低了373步，误差降低了8.382%,相关系数达到了90.117%。通过此预测，可以优化列车的自动驾驶设备性能指标，保障列车准时的同时，提高了乘客乘坐的舒适性。

关键词：高速铁路非线性自回归神经网络粒子群优化算法驾驶行为辨识

集成学习框架下的水厂混凝剂智慧投加预测模型构建

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工业水处理 2024年第4期44卷 164-169页

作者：张凯上海市安全生产科学研究所上海200233

为解决水厂混凝剂投加过量或不足的问题,同时兼顾并及时响应原水水质变化,构建集成学习框架下的混凝剂智慧投加预测模型。在数据预处理阶段,引入除浊率对原始数据集进行筛选,降低不合理投加数据在训练数据中的占比。特征工程中,以前馈... 详细信息

为解决水厂混凝剂投加过量或不足的问题,同时兼顾并及时响应原水水质变化,构建集成学习框架下的混凝剂智慧投加预测模型。在数据预处理阶段,引入除浊率对原始数据集进行筛选,降低不合理投加数据在训练数据中的占比。特征工程中,以前馈控制理论建立进水水质、水量与混凝剂投加流量非线性关系,同时采用自相关、偏相关系数分析得出时序特征并作为模型输入。系统模型划分长期模型、中期模型、短期模型,各模型均采用Stacking集成学习框架,系统模型通过权重分配输出混凝剂投加预测值。结果表明,时序特征的引入使得模型预测性能得到显著提升,集成学习框架下的混合模型投加预测评估指标平均绝对百分比误差(MAPE)、R^(2)分别为3.78%、0.96,混凝剂预测投加流量与实际值相比节省约3.12%,可为水厂实现精准投加、降低水厂药耗提供一种可行的方案。

关键词：混凝剂除浊率时序特征 stacking 集成学习

基于上海儿童青少年生长发育追踪研究数据库构建的成熟度偏移值预测公式的队列研究

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中国循证儿科杂志 2024年第1期19卷 24-30页

作者：潘其乐尹晓峰朱镕鑫蔡广上海体育科学研究所(上海市反兴奋剂中心) 上海200030

背景儿童青少年生长发育趋势被认为是“生活状况的生物标准”,体现基因轨迹、以营养和疾病为核心的环境因素、社会经济情况等综合效应。不同个体间存在生长发育上的速率差异。目的通过身高、坐高和体重纵向随访数据构建的成熟度偏移值... 详细信息

背景儿童青少年生长发育趋势被认为是“生活状况的生物标准”,体现基因轨迹、以营养和疾病为核心的环境因素、社会经济情况等综合效应。不同个体间存在生长发育上的速率差异。目的通过身高、坐高和体重纵向随访数据构建的成熟度偏移值预测公式,评估个体生理成熟度。设计队列研究。方法基于上海生长发育追踪研究队列(SLGDS)数据库(简称SLGDS数据库),在6.0~14.0岁儿童青少年纵向监测数据中,采集有≥4次完整的体格测量指标(身高、坐高和体重)且每次采集间隔≥11个月的数据,其中男童10岁前和12岁后至少有1次体格测量指标,女童9岁前和11岁后至少有1次体格测量指标。选择年龄、身高、体重、坐高及其交互或比率的14个变量用于男童和女童成熟度偏移值预测公式的建模,采用相关性分析和Lasso回归模型,分性别进行预测变量的筛选,采用逐步回归构建成熟度偏移值预测公式。并对公式的预测性能,根据R 2、估计标准误差(SEE)和Bland-Altman分析进行评估。主要结局指标成熟度偏移值[测量时实际年龄-生长突增高峰年龄(aPHV)]。结果在SLGDS数据库中,符合本文纳入和排除标准的儿童580名。建模人群439名(男童180名,女童259名),验证人群141名(男童56名,女童85名)。男童和女童建模组和验证组人群总体测量变量差异均无统计学意义。跟踪时长男童建模组人群较验证组人群短、女童建模组人群较验证组人群长,差异均有统计学意义。14个建模变量中,经相关性分析、lasso惩罚函数和线性回归,男童(年龄、坐高和BMI)和女童(年龄、坐高和克托莱指数)各3个变量分别进入预测公式函数,男童的成熟度偏移值=-15.553+0.705×年龄+0.067×坐高+0.063×BMI[可解释成熟度偏移值中91.6%的差异,SEE为0.625,偏差为-0.02年,95%一致性界限(LoA)为-1.244~1.210],女童的成熟度偏移值=-14.240+0.668×年龄+0.084×坐高+0.002×克托莱指数(可解释成熟度偏移值中93.5%的差异,SEE为0.542,偏差为0.01年,95%LoA:-1.059~1.072)。基于验证组人群,本文公式男童和女童SEE分别为0.758和0.065;Mirwald公式2002加拿大男童和女童SEE分别为0.960和0.112;Moore1公式2015加拿大女童SEE为0.122,Moore1和Moore2公式男性SEE分别为1.021和1.076。总体显示,SEE值男童高于女童,本文公式的SEE值最低,预测效果更佳。本文公式在男性-1.5 aPHV和女性-1.2 aPHV年龄段,成熟度偏移值呈现剪刀叉但与校准曲线偏离更小;Mirwald公式和Moore公式在男性-3.6 aPHV、女性-6.7 aPHV年龄段成熟度偏移值呈现剪刀叉但与校准曲线相对本文公式偏离大。结论男童基于年龄、坐高和BMI,女童基于年龄、坐高和克托莱指数建立的上海儿童青少年人群的成熟度偏移值预测公式,预测效果优于目前国际常用的成熟度偏移值预测公式。

关键词：队列研究儿童青少年成熟度偏移值预测公式

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高速铁路信号云联锁系统数据容错技术研究

铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2592-2602页

作者：何志彬邢科家张宏扬魏东冬孔嘉铖中国铁道科学研究院北京100081 中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081

为适应铁路信号系统的数字化发展需求,将云计算技术引入铁路信号联锁系统(云联锁),有助于为联锁系统提供更高的灵活性、可扩展性和计算性能。目前,研究如何确保云联锁系统的安全性问题极具挑战性。为了解决目前商用云计算平台尚不能提... 详细信息

为适应铁路信号系统的数字化发展需求,将云计算技术引入铁路信号联锁系统(云联锁),有助于为联锁系统提供更高的灵活性、可扩展性和计算性能。目前,研究如何确保云联锁系统的安全性问题极具挑战性。为了解决目前商用云计算平台尚不能提供满足铁路信号系统安全苛求等方面的技术保障措施,针对云联锁系统的安全性,提出一种用于云联锁系统的数据容错恢复方案,确保云平台可以运行联锁应用,并保障云联锁功能的安全性和正确性。首先,对既有计算机联锁系统的安全措施和目前针对云平台的安全技术手段进行分析,找出云联锁系统的安全保障措施的难点,提出一种云联锁系统结构,分析进路控制过程,探索适合于针对云联锁的监控方法。然后,根据进路控制过程,使用特征编码方法对联锁进路和输入信息进行编码。运用基于矩阵算法的容错技术,检测联锁运算数据错误,通过监控软件的运行行为来检测云联锁系统潜在的设计缺陷和计算错误等。对多节点的联锁运算故障进行分析,提出针对云联锁可能发生的多重故障的故障恢复方案,并对采取的措施进行详细分析。最后,通过平均危险失效概率定量计算分析云平台的安全性。研究结果表明:与传统技术相比,提出的监控方案具备更高的安全性能。研究结果可为进一步研究类似的高安全铁路信号系统、铁路信号系统数字化和信息化研究提供参考。

关键词：铁路信号联锁云计算基于算法的容错数据恢复安全

基于范德华材料的偏振探测器及性能增强方法(特邀)

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光子学报 2024年第7期53卷 1-20页

作者：王菁焦韩雪陈艳伍帅琴王旭东张书魁褚君浩王建禄中国科学院上海技术物理研究所上海200083 复旦大学光电研究院上海市智能光电与感知前沿科学研究基地上海200433

随着高分辨率成像、信息通信、量子计算等先进技术对光电探测精度和效率的需求日益增长,偏振光探测作为光电技术的一个重要分支,正面临着前所未有的挑战和机遇。本文全面综述了基于范德华二维材料的偏振光电探测技术的最新进展,尤其聚... 详细信息

随着高分辨率成像、信息通信、量子计算等先进技术对光电探测精度和效率的需求日益增长,偏振光探测作为光电技术的一个重要分支,正面临着前所未有的挑战和机遇。本文全面综述了基于范德华二维材料的偏振光电探测技术的最新进展,尤其聚焦于通过表面等离激元、铁电场调控以及转角材料等三种先进策略来显著提高偏振探测性能的创新方法。表面等离激元技术通过局域和传播等离激元共振增强光与材料的相互作用,显著提升了偏振探测的灵敏度和选择性。铁电场调控利用铁电材料的自发极化和局域电场,有效调节探测器件的载流子浓度和光电性能,为实现高效率和低能耗偏振探测提供了新的途径。转角材料通过调整双层二维材料之间的相对角度,引入电子结构和光学性质的可调控性,开辟了偏振探测新领域。最后展望了这些策略在未来偏振光电探测技术发展中的应用前景,强调了材料科学和微纳加工技术的综合应用将为实现高性能偏振探测器件提供强大的支持。

关键词：光电探测器偏振探测二维材料等离激元铁电局域场转角范德华材料