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基于双阶段生成增强网络模型的不平衡问题

计算机集成制造系统 2024年

作者：王晓霞李雷孝林浩内蒙古工业大学数据科学与应用学院内蒙古自治区基于大数据的软件服务工程技术研究中心天津理工大学计算机科学与工程学院

为解决工业等场景下不平衡数据对预测模型带来的样本偏斜和性能下降等问题，提出基于迁移学习的双阶段生成增强网络模型。首先，在第一阶段利用启发式算法改进合成少数类过采样技术(SMOTE)优化噪声处理并确定少数类样本的最佳采样率组... 详细信息

为解决工业等场景下不平衡数据对预测模型带来的样本偏斜和性能下降等问题，提出基于迁移学习的双阶段生成增强网络模型。首先，在第一阶段利用启发式算法改进合成少数类过采样技术(SMOTE)优化噪声处理并确定少数类样本的最佳采样率组合。第二阶段在生成对抗网络(GAN)中嵌入自编码器（AE），将编码器作为生成器的一部分，深入提取样本特征，实现更优特征学习。随后，将第一阶段生成的样本输入GAN进行二次生成，从而对样本进行再增强。最后分别在UCI基准数据集和工业交通领域的真实数据集上的实验结果表明，所提方法在精确率、F值和G-m值上指标上均表现出良好效果。在真实数据集上的结果显著优于目前9种流行的不平衡处理方法。

关键词：不平衡数据双阶段模型样本增强 SMOTE 自编码器生成对抗网络

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编码方式对业务流程剩余时间预测影响评估

计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2431-2443页

作者：徐兴荣刘聪郭娜李婷陆婷闻立杰曾庆田任崇广山东理工大学计算机科学与技术学院山东淄博255000 同济大学嵌入式系统与服务计算教育部重点实验室上海201804 清华大学软件学院北京100084 山东科技大学计算机科学与工程学院山东青岛266590

合理的事件编码方式有助于提升业务流程剩余时间预测效果,为此,有针对性地设计出5种事件编码方式。首先,抽取业务流程包含的全部事件,并利用事件编码方式对获取的事件进行编码。其次,根据业务流程序列性的特点,构建不同类型的剩余时间... 详细信息

合理的事件编码方式有助于提升业务流程剩余时间预测效果,为此,有针对性地设计出5种事件编码方式。首先,抽取业务流程包含的全部事件,并利用事件编码方式对获取的事件进行编码。其次,根据业务流程序列性的特点,构建不同类型的剩余时间预测模型,同时将事件编码向量作为预测模型的输入,从而评估事件编码方式对业务流程剩余时间预测的影响。在8个公开事件日志数据集上进行实验,结果表明GloVe事件编码方式在提高业务流程剩余时间预测效果上是最有效的。该实验结果可帮助研究者和从业者选择最合适的事件编码方式以实现最佳剩余时间预测效果。

关键词：业务流程剩余时间预测深度学习事件编码方式

Al_(2)O_(3)改性等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层的异物损伤行为及失效机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2289-2303页

作者：王梓帆范佳锋康楷雯吴健刘敏周克崧张乾张志波李小强张小锋西安理工大学应用化学系西安710048 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心广东省先进金属材料制造与成型重点实验室广州510640

由外来异物损伤引起的颗粒冲蚀是制约热障涂层使用寿命的重要因素。为了提高等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)热障涂层的耐冲蚀性能,采用磁控溅射和真空热处理在PS-PVD喷涂的7YSZ热障涂层表面制备一层致密的α-Al_(2)O_(3)。系统研究热... 详细信息

由外来异物损伤引起的颗粒冲蚀是制约热障涂层使用寿命的重要因素。为了提高等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)热障涂层的耐冲蚀性能,采用磁控溅射和真空热处理在PS-PVD喷涂的7YSZ热障涂层表面制备一层致密的α-Al_(2)O_(3)。系统研究热障涂层的异物损伤行为,并采用第一性原理计算对α-Al_(2)O_(3)/c-ZrO_(2)界面进行研究。结果表明,PS-PVD、大气等离子喷涂(APS)和电子束-物理气相沉积(EB-PVD)热障涂层的冲蚀质量损失率分别为324、248和139μg/g,而Al_(2)O_(3)改性的PS-PVD热障涂层的冲蚀质量损失率降至199μg/g。此外,在Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)-O的顶部构型模型中观察到的界面结合能最高(3.88 J/m^(2)),远高于ZrO_(2)/Ni(2.011 J/m^(2)),使界面结合性能得以提高。

关键词：热障涂层等离子喷涂-物理气相沉积 Al_(2)O_(3)改性外来异物损伤第一性原理

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智能模糊测试综述:问题探索和方法分类

计算机学报 2024年第9期 2059-2083页

作者：王琴应许嘉诚李宇薇潘祖烈张玉清张超纪守领浙江大学计算机科学与技术学院浙江大学控制科学与工程学院国防科技大学电子对抗学院中国科学院大学国家计算机网络入侵防范中心清华大学网络研究院

随着近年来软件系统规模以及复杂性的增加,安全漏洞数量持续增长、影响面逐步扩大,全球安全形势依然严峻.针对该问题,学术界和工业界致力于研究高效的漏洞挖掘技术,提前发现和修复潜在的漏洞.其中模糊测试作为先进的漏洞挖掘技术之一,... 详细信息

随着近年来软件系统规模以及复杂性的增加,安全漏洞数量持续增长、影响面逐步扩大,全球安全形势依然严峻.针对该问题,学术界和工业界致力于研究高效的漏洞挖掘技术,提前发现和修复潜在的漏洞.其中模糊测试作为先进的漏洞挖掘技术之一,吸引了学术界和工业界的广泛关注.为了进一步提高漏洞挖掘的能力,研究人员提出了智能模糊测试,即利用人工智能和程序分析等技术作为辅助,从而实现对复杂软件系统更高效的测试和分析并智能引导漏洞挖掘方向.本文回顾了近八年来智能模糊测试研究进展,提出了一个通用模糊测试流程模型和问题导向的智能模糊技术分类方法,从优化测试输入生成、提高测试效率以及增强测试预言机三个方面总结了当前智能模糊测试的优势和不足之处,最后对智能模糊测试面临的挑战和未来研究方向进行展望和总结.

关键词：模糊测试软件与系统安全漏洞挖掘人工智能程序分析

面向全分布式智能建筑系统应用程序的并行化编译方法

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软件学报 2024年第6期35卷 2724-2752页

作者：陈文杰杨启亮姜子炎邢建春周启臻邹荣伟冯博伟陆军工程大学国防工程学院江苏南京211101 清华大学建筑节能研究中心北京100084

群体智能系统通过邻居个体的信息交互实现群体级别的应用任务,具有良好的鲁棒性和灵活性.与此同时,大多数开发人员难以对分布式、并行的个体交互机制进行描述.一些高级语言允许用户以串行思维方式、从系统全局角度来编程并行的群体智能... 详细信息

群体智能系统通过邻居个体的信息交互实现群体级别的应用任务,具有良好的鲁棒性和灵活性.与此同时,大多数开发人员难以对分布式、并行的个体交互机制进行描述.一些高级语言允许用户以串行思维方式、从系统全局角度来编程并行的群体智能计算任务,而无需考虑通信协议、数据分布等底层交互细节.但面向用户、全局声明式的群体智能系统应用程序与个体并行执行逻辑存在的巨大语义差距,使得编译过程复杂进而导致应用程序开发效率不高.提出一个编译系统及其支撑工具,支持将高级的群体智能系统应用程序转换为安全、高效的分布式实现.所提编译系统通过并行信息识别,计算划分,交互信息生成技术,将面向系统全局、串行编程的群体智能应用程序编译为面向个体独立执行的并行目标代码,从而使用户不必了解个体间的复杂交互机制.设计一种标准化中间表示,将复杂群体智能计算任务转换为群体智能算子和输入输出变量组合而成的标准化语义模块序列,其以独立于平台的形式表示源程序信息,屏蔽目标硬件平台的异构性.在一个群体智能系统案例平台中部署和测试所提编译系统,结果表明该系统能够有效将群体智能应用程序编译为平台可执行的目标代码并提升应用程序开发效率,其生成的代码在一系列基准测试中具有比现有编译器更好的性能.

关键词：群体智能应用程序编译系统并行化编译

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钨掺杂镍铁水滑石高效电催化析氧反应

物理化学学报 2024年第1期40卷 44-45页

作者：段欣漩 Marshet Getaye Sendeku 张道明周道金徐立军高学庆陈爱兵邝允孙晓明北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029 清华大学深圳研究院海洋氢能研发中心广东深圳518071 中核战略规划研究总院北京100048 新疆工程学院新疆煤矿机电工程技术研究中心乌鲁木齐830023 河北科技大学化学与制药工程学院石家庄050018

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但... 详细信息

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但是由于水滑石导电性差、活性位点暴露不充分、对反应中间体吸附较弱等问题,催化活性还需要进一步提高。如何提升催化活性已经被科学家们广泛关注,比如:制造缺陷、掺杂、将水滑石剥离为单层结构和组装为阵列结构等。在本论文中,通过简单的“一锅法”醇解合成了一系列不同量W掺杂NiFe-LDH的样品。XRD结果表明合成的NiFeW-LDH的衍射峰与完美NiFe-LDH标准卡片相同,没有其他的衍射峰,表明W没有单独成相,被成功掺杂进入NiFe-LDH。扫描电镜表明NiFeW-LDH为纳米片(尺寸约为~500 nm)组成的3d立体花状结构,且材料中Ni、Fe和W均匀分布。XPS表明材料中W的价态为6+,与未掺杂的NiFe-LDH相比,Fe向高价态移动,表面吸附的OH增多。在密度泛函理论(DFT)计算中,结果同样表明W6+掺杂有利于H2O和O*中间体的吸附,提高了Fe位点的活性。在1 mol∙L^(−1) KOH中,NiFeW-LDH达到10 mA·cm^(−2)所需过电位是199和237 mV,这比大多数的NiFe基粉末催化剂的性能好。综上,实验和计算表明W掺杂调控催化剂中Fe位点电子结构,优化对反应中间体的吸附,使催化剂具有更高活性。

关键词：析氧反应水滑石钨掺杂电子相互作用电催化

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基于CEEMD-SSA-LSTM的园区综合能源系统两阶段优化调度

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高电压技术 2023年第4期49卷 1430-1440页

作者：马志侠张林鍹邱朝洁王卓萍刘冠辰王馨新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047 清华大学国家计算机集成制造系统工程技术研究中心北京100084

为提升综合能源系统中风电等清洁能源的利用率、减少碳排放,提出一种基于互补集合经验模态分解、麻雀搜索算法、长短期记忆网络的新能源两阶段出力预测的综合能源系统优化调度模型。首先,对历史数据进行互补集合经验模态分解,构建基于... 详细信息

为提升综合能源系统中风电等清洁能源的利用率、减少碳排放,提出一种基于互补集合经验模态分解、麻雀搜索算法、长短期记忆网络的新能源两阶段出力预测的综合能源系统优化调度模型。首先,对历史数据进行互补集合经验模态分解,构建基于麻雀搜索算法优化的长短期记忆网络预测模型;其次,用此预测模型对风电、光伏功率分别进行日前、日内的两阶段功率预测;最后,以包含碳惩罚成本、弃风惩罚成本等因素的日最小运行成本为优化目标,构建基于风电、光伏出力预测结果的综合能源系统日前、日内两阶段调度模型,并通过CPLEX求解制定调度计划。以某园区为例进行仿真分析,结果表明,此两阶段模型使系统购能成本下降9.40%、碳排放惩罚成本减少14.05%,日运行总成本减少12.53%,有效提升了综合能源系统的经济和环保性能。

关键词：麻雀搜索算法两阶段预测综合能源系统碳排放惩罚 CEEMD

基于DNN的低复杂度联合解调译码迭代同步算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：崔永生詹亚锋陈泰伊方鑫清华大学北京信息科学与技术国家研究中心清华大学电子工程系国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

在无线通信的诸多场景，如卫星通信、深空通信和隐蔽通信中，受限于发射功率、传输距离等因素，接收信号非常微弱，需要降低接收机的同步门限和译码门限，以提升链路的传输可靠性。其中译码门限通过应用高性能编译码算法，已可充分逼近... 详细信息

在无线通信的诸多场景，如卫星通信、深空通信和隐蔽通信中，受限于发射功率、传输距离等因素，接收信号非常微弱，需要降低接收机的同步门限和译码门限，以提升链路的传输可靠性。其中译码门限通过应用高性能编译码算法，已可充分逼近香农极限；联合解调译码迭代同步算法，将信道编码增益作用于信号接收全过程，可有效降低接收机的同步门限，但是计算复杂度较高。本文利用迭代接收目标函数的形态一致特性，提出一种基于深度神经网络（deep neural networks，DNN）的同步优化策略，与传统的迭代同步方法相比，可在1e-5误码率下降低24%的计算复杂度。

关键词：联合解调译码迭代同步深度神经网络最大似然估计

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基于稀疏约束的最小方差无偏自适应荷载估计

振动与冲击 2024年第9期43卷 158-165页

作者：李东升魏达汕头大学智能制造技术教育部重点实验室广东省结构安全与监测工程技术研究中心大连理工大学建设工程学部

提出了一种基于稀疏约束的最小方差无偏自适应荷载估计算法，该算法是对传统的最小方差无偏估计算法的改进。利用大部分结构荷载在空间稀疏的特点，通过PM（pseudo-measurement）技术对荷载向量施加了一个稀疏约束，最终无约束的最小二... 详细信息

提出了一种基于稀疏约束的最小方差无偏自适应荷载估计算法，该算法是对传统的最小方差无偏估计算法的改进。利用大部分结构荷载在空间稀疏的特点，通过PM（pseudo-measurement）技术对荷载向量施加了一个稀疏约束，最终无约束的最小二乘估计转换为了基于l1范数的稀疏约束，在这样的改进下，传统算法在加速度观测下的荷载漂移问题被有效地解决，同时提高了算法荷载估计的鲁棒性。此外，对于噪声估计传统做法都是通过经验进行手动设置，在工程应用中极大不便。基于此，引入了自适应估计算法，实现了测量噪声协方差自适应估计。最后，通过1个10自由度弹簧阻尼系统和一个3层框架试验结构验证了算法的有效性。

关键词：最小方差无偏估计荷载估计稀疏约束自适应估计荷载漂移