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基于本地差分隐私的异步横向联邦安全梯度聚合方案

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 3010-3018页

作者：魏立斐张无忌张蕾胡雪晖王绪安上海海洋大学信息学院上海201306 上海海事大学信息工程学院上海201306 上海同态信息科技有限责任公司上海200235 武警工程大学陕西西安710086

联邦学习作为一种新兴的分布式机器学习框架,通过在用户私有数据不出域的情况下进行联合建模训练,有效地解决了传统机器学习中的数据孤岛和隐私泄露问题。然而,联邦学习存在着训练滞后的客户端拖累全局训练速度的问题,异步联邦学习允许... 详细信息

联邦学习作为一种新兴的分布式机器学习框架,通过在用户私有数据不出域的情况下进行联合建模训练,有效地解决了传统机器学习中的数据孤岛和隐私泄露问题。然而,联邦学习存在着训练滞后的客户端拖累全局训练速度的问题,异步联邦学习允许用户在本地完成模型更新后立即上传到服务端并参与到聚合任务中,而无需等待其他用户训练完成。然而,异步联邦学习也存在着无法识别恶意用户上传的错误模型,以及泄露用户隐私的问题。针对这些问题,该文设计一种面向隐私保护的异步联邦的安全梯度聚合方案(SAFL)。用户采用本地差分隐私策略,对本地训练的模型添加扰动并上传到服务端,服务端通过投毒检测算法剔除恶意用户,以实现安全聚合(SA)。最后,理论分析和实验表明在异步联邦学习的场景下,提出的方案能够有效识别出恶意用户,保护用户的本地模型隐私,减少隐私泄露风险,并相对于其他方案在模型的准确率上有较大的提升。

关键词：安全聚合本地差分隐私隐私保护恶意投毒攻击异步联邦学习

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医疗PACS影像系统的数据存储性能优化

上海交通大学学报 2024年第10期58卷 1629-1636页

作者：尤丽珏焦圣品李小勇复旦大学附属华东医院计算机中心上海200040 上海霄云信息科技有限公司上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

医疗影像归档与通信系统(PACS)影像数据是典型的海量小文件场景,其面临的挑战主要为高效的海量元数据管理和有效解决碎片化导致的性能下降.通过分析医疗PACS影像存储系统路径的全IO(input/output)各个关键环节,从PACS软件调阅算法、存... 详细信息

医疗影像归档与通信系统(PACS)影像数据是典型的海量小文件场景,其面临的挑战主要为高效的海量元数据管理和有效解决碎片化导致的性能下降.通过分析医疗PACS影像存储系统路径的全IO(input/output)各个关键环节,从PACS软件调阅算法、存储协议网关高并发设计、小文件聚合以及数据存储服务并发模型4个维度进行优化设计,实现对PACS调阅性能的大幅提升.实际测试表明,优化设计后PACS影像系统的调阅性能可达到每秒300幅图像,为传统存储调阅速度的3倍以上,有效解决了PACS影像数据调阅卡顿的问题.

关键词：海量小文件 PACS影像分布式存储性能优化

考虑频率耦合的MMC序阻抗建模及附加陷波器阻抗重塑方法

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 46-58页

作者：张宇华周璟王育飞薛花郜登科李鸿彪上海电力大学电气工程学院上海200090 上海科梁信息科技股份有限公司上海200030

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网间的频率耦合会影响变流器的阻抗特性,常规研究未考虑频率耦合造成的阻抗模型不准确,对分析系统阻抗特性造成了困扰。针对此问题,建立考虑频率耦合下MMC的全阶阻抗模型,进... 详细信息

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网间的频率耦合会影响变流器的阻抗特性,常规研究未考虑频率耦合造成的阻抗模型不准确,对分析系统阻抗特性造成了困扰。针对此问题,建立考虑频率耦合下MMC的全阶阻抗模型,进而分析系统稳定性。在此基础上提出一种基于陷波滤波器的MMC阻抗优化方案,解决弱电网互联系统的稳定问题。在分析MMC传统阻抗建模不能有效发现实际低频段振荡的原因基础上,研究频率耦合在MMC建模中的产生机理和影响程度。根据频率耦合的产生机理,建立小信号模型及变量关系,推导出频率耦合下的MMC全阶阻抗模型。依据全阶模型,提出一种基于陷波器的系统阻抗优化方案,有效解决了MMC弱网互联系统的低频振荡及稳定分析问题。仿真结果验证了耦合下MMC全阶阻抗模型的准确性及低频振荡阻抗优化的可行性。

关键词： MMC 频率耦合弱电网序阻抗陷波器

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基于近红外光谱数据的一维卷积神经网络模型研究

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 731-736页

作者：唐杰罗彦波李翔宇陈云璨王鹏卢天纪晓波庞永强朱立军烟叶资源科学利用重庆市重点实验室重庆400060 国家烟草质量监督检验中心河南郑州450001 上海数之微信息科技有限公司上海200444 上海大学化学系上海200444

近红外光谱技术已被广泛应用于各种检测行业,但传统方法难以汇集光谱关键信息,导致模型预测误差较大。为减少误差,基于452个茄科植物,以化学成分为目标,探索了一维卷积神经网络(1DCNN)在近红外数据上的回归模型研究。经参数优化,总结了... 详细信息

近红外光谱技术已被广泛应用于各种检测行业,但传统方法难以汇集光谱关键信息,导致模型预测误差较大。为减少误差,基于452个茄科植物,以化学成分为目标,探索了一维卷积神经网络(1DCNN)在近红外数据上的回归模型研究。经参数优化,总结了一套兼顾精度与训练效率的1DCNN模型参数,为后续模型研究提供参考。模型测试集的均方根误差为0.02~0.49,平均相对误差为0.8%~1.7%,远小于历史文献。相比传统方法,1DCNN可充分利用全部近红外谱图数据,且建模简单,模型预测能力强。该工作能为近红外光谱相关研究提供新的数据处理思路,也能促进该技术的应用与发展。

关键词：一维卷积神经网络近红外光谱深度学习

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磁场对霍尔推力器气体电离率的影响规律研究

推进技术 2024年第9期45卷 252-259页

作者：于博黄浩徐亚男连百万张岩上海空间推进研究所上海200112 上海允若信息科技有限公司上海200240

霍尔推力器的通道磁场是推力器核心设计因素,对工质电离率和性能有重要影响作用。为深入揭示通道中线磁感应强度峰值Bmax对气体电离率的影响规律与机制,以数值模拟方法进行研究。数值模型采用单元粒子方法 (PIC)结合蒙特卡洛碰撞(MCC)方... 详细信息

霍尔推力器的通道磁场是推力器核心设计因素,对工质电离率和性能有重要影响作用。为深入揭示通道中线磁感应强度峰值Bmax对气体电离率的影响规律与机制,以数值模拟方法进行研究。数值模型采用单元粒子方法 (PIC)结合蒙特卡洛碰撞(MCC)方法,同时考虑电子的近壁传导作用。为验证数值模型的精度和修正模型中的经验参数,在真空罐内开展推力测量试验,以推力的测量值和计算值进行对比,修正后的模型计算误差可控制在7.5%以内。在此基础上,针对霍尔推力器通道不同的Bmax对中性气体电离率的影响规律和机理进行数值分析,发现电离率对应Bmax的变化曲线存在4个阶段:缓慢升高、急速升高、浮动不变和逐渐降低,原因为电子运动路程和激发碰撞的“短板效应”在不同Bmax下对电离碰撞产生限制程度不同。

关键词：霍尔推力器磁场电子运动路程碰撞短板效应数值模拟

DPK法对离子导入技术促进护肤用活性成分在皮肤的吸收过程研究

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日用化学工业（中英文） 2024年第5期54卷 535-541页

作者：崔俭杰蔡安瑞赵祎玮美之修行信息科技(上海)有限公司美丽修行消费者研究中心上海200233

化妆品需要足量的有效成分到达并保持在皮肤和浅表组织中发挥相应的功效。因此研究化妆品中有效成分在皮肤的吸收过程,对化妆品的研发具有重要的意义。对于物理促渗透技术促渗透效果例如离子导入技术的评价,采用Franz扩散池法、平行人... 详细信息

化妆品需要足量的有效成分到达并保持在皮肤和浅表组织中发挥相应的功效。因此研究化妆品中有效成分在皮肤的吸收过程,对化妆品的研发具有重要的意义。对于物理促渗透技术促渗透效果例如离子导入技术的评价,采用Franz扩散池法、平行人工膜透性试验(PAMPA)法等均很难实现。皮肤药代动力学(DPK)评价试验药物与参比药物的皮肤渗透动力学等效性,也可以用于评价化妆品的渗透动力学的差异。选择30名志愿者在随机标记的区域分别使用4个面膜产品,包括完整电回路并含有促渗剂的面膜、完整电回路的面膜、破坏电回路并含有促渗剂的面膜、破坏电回路的面膜。30 min后,取掉面膜,用纸巾擦拭。使用D100胶带和压力棒撕脱21次。第1次粘贴的胶带丢弃,第2~21次放入离心管中冷冻保存。使用高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)进行测定。测试结果表明,带完整电回路并含有促渗剂的面膜活性物在角质层中的浓度最高,破坏电回路的面膜最差,带完整电回路和破坏电回路并含有促渗剂的面膜居中。DPK试验可以用于评价化妆品物理促渗透技术例如离子导入技术的渗透动力学效果。

关键词：皮肤药代动力学(DPK) 透皮皮肤护理离子导入

大功率脉冲量子级联激光器锥形波导光学与热学仿真设计

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 35-45页

作者：张程程张东亮王锐罗明馨林青华郑显通祝连庆王伟平北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100016 中国电子科技集团公司智能科技研究院北京100015

针对脊形波导结构的大功率脉冲量子级联激光器面临的光束质量差和热积累严重的问题,研究了一种新型锥形波导量子级联激光器结构设计方法。通过COMSOL软件仿真优化脉冲功率60 W,重复频率10 kHz输出的锥形量子级联激光器光学和热学特性,... 详细信息

针对脊形波导结构的大功率脉冲量子级联激光器面临的光束质量差和热积累严重的问题,研究了一种新型锥形波导量子级联激光器结构设计方法。通过COMSOL软件仿真优化脉冲功率60 W,重复频率10 kHz输出的锥形量子级联激光器光学和热学特性,分析了不同几何参数对波导光场模式分布、传输特性和最大内部温度的影响以及不同热沉材料、热沉温度和脉冲宽度对核心层内部温度分布的影响。结果表明,在4.6μm的波长下,直波导宽度为5μm,在锥度角为1.9°,直波导/锥形波导长度比为1∶3,可以保证直波导产生TM基模输出,整个端口的透射率、反射率、损耗、光限制因子达到最好效果。在同脊宽条件下,对于3 mm腔长,该锥形波导结构激光器核心区的面积对比条形的脊波导结构大10倍左右,更有利于大功率输出。此外,基于该结构进行了不同脉冲模式下的热学仿真分析,为器件工作模式和封装方式的选择提供有益参考。文中研究相关结论可为后续工艺设计和实验验证提供数据支持。

关键词：量子级联激光器脉冲锥形波导 COMSOL光学仿真热学仿真

亚临界区圆柱绕流相干结构壁面模化混合RANS/LES模型

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物理学报 2024年第5期73卷 190-216页

作者：季梦尤云祥韩盼盼邱小平马乔吴凯健上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海君昱信息科技有限公司上海201800 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院三亚572000

本文发展了一种具有壁面模化大涡模拟能力的雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)和大涡模拟(LES)方法的混合模型(简称WM-HRL模型),致力于对亚临界区雷诺数钝体绕流相干结构这类复杂流动现象进行高置信度的CFD解析模拟研究.该方法通过一个仅与... 详细信息

本文发展了一种具有壁面模化大涡模拟能力的雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)和大涡模拟(LES)方法的混合模型(简称WM-HRL模型),致力于对亚临界区雷诺数钝体绕流相干结构这类复杂流动现象进行高置信度的CFD解析模拟研究.该方法通过一个仅与当地网格空间分布尺寸有关的湍动能解析度指标参数rk即可实现从RANS到LES的无缝快速转换,并且RANS/LES混合转换区的边界位置及其各个分区(包括RANS区、LES区及RANS/LES混合转换区)对湍动能的解析能力均可通过两个指标参数nrk1-Q和nrk2-Q准则进行预先设定.通过对雷诺数Re=3900下圆柱绕流场的系列数值模拟研究,获得了能够高置信度解析并捕捉其绕流场中三维时空瞬态发展相干结构特性的湍动能解析度指标参数nrk1-Q和nrk2-Q准则的组合条件.研究表明,该WM-HRL模型不仅能够准确获取圆柱绕流场中剪切层小尺度K-H不稳定性结构的精细谱结构,而且在同一套网格系统下通过变化湍动能解析度指标参数nrk2-Q和nrk1-Q准则的组合条件,还可以精细解析圆柱绕流场中两类不同回流区的长度结构特征,及其对应的圆柱尾部近壁面处V和U形两个平均流向速度剖面的分支结构特性.

关键词：圆柱绕流相干结构 Kelvin-Helmholtz不稳定性混合RANS/LES模型

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中医随机对照试验临床证据元数据研究

中国实验方剂学杂志 2024年第11期30卷 129-138页

作者：马琳邓宏勇上海中医药大学科技信息中心上海201203

目的:建立《中医随机对照试验临床证据元数据》标准草案,以规范中医系统评价数据采集、存储、传输、交换、分析和评价等。该草案除应用于传统系统评价和Meta分析外,更将有力支撑自动系统评价技术发展,推动中医临床证据高效利用,为中医... 详细信息

目的:建立《中医随机对照试验临床证据元数据》标准草案,以规范中医系统评价数据采集、存储、传输、交换、分析和评价等。该草案除应用于传统系统评价和Meta分析外,更将有力支撑自动系统评价技术发展,推动中医临床证据高效利用,为中医循证快速科学决策奠定基础。方法:本研究共分3个阶段进行。第一阶段为预研阶段,采用文献调研与专家访谈的方法,在充分研究和论证的基础上,对新标准制定研究提出建议。第二阶段为标准起草,主要任务是形成标准征求意见稿,分为成立工作组、起草元数据标准征求意见稿2个步骤。第三阶段为征求意见,即通过邮件、信函等方式向课题组以外相关组织机构及专家学者广泛征求意见,形成标准草案。结果:预研阶段,对国内外临床研究元数据标准的特点及现状进行了初步整理,确定了制定该标准对中医临床证据资源规范化的意义、元数据制定原则、可参考的资料、元数据子集设置等。成立工作组、形成标准征求意见稿后,通过邮件形式向外部专家征求意见,完成第三轮修订,形成标准草案。最终版本的元数据标准草案共12部分,分别为前言、引言、范围、规范性引用文件、术语与缩略语、原则和构成、元数据的描述方法、元数据摘要表示、元数据字典描述、可扩展标记语言(XML)置标示例、JavaScript对象表示法(JSON)置标示例、参考文献。其中,“元数据摘要表示/字典描述”部分共包含6个元数据子集,总计20个元数据实体、141个元数据元素。结论:本研究采用文献调研、专家访谈、标准起草、征求意见等方法,形成的《中医随机对照试验临床证据元数据》标准草案,对于规范中医药临床研究、促进中医药临床疗效的客观科学评价和有效利用具有重要推动作用。

关键词：中医临床证据随机对照试验元数据标准标准制订