子集模拟中马尔可夫链蒙特卡洛抽样算法比较

文章着重研究子集模拟中马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)抽样算法的抽样效率与计算精度。首先，阐述可靠度子集模拟的基本原理与中间状态样本生成的各种MCMC抽样算法，在稳态马尔可夫链构造基础上提出延迟拒绝MMH(Modified Metropolis Hasting)算法，通过在MMH算法上增加备选样本的延迟拒绝步提高MMH算法的抽样效率；阐述基于随机游走与基于扩散方程MCMC方法中建议分布的差异，进一步对备选样本接受率为1的preconditioned Crank-Nicolson(pCN)算法和条件抽样(Conditional sampling, CS)算法开展研究，证明两种算法的等价性；推导有效样本量的计算方法，提出采用有效样本量与总样本量的比值定义MCMC方法的抽样效率。通过复杂目标分布的样本生成研究不同MCMC抽样算法建议分布及其参数对备选样本接受率与抽样效率的影响，最后通过计算实例研究子集模拟过程采用不同MCMC抽样算法得到失效概率的相对误差及其变异性，揭示不同MCMC抽样算法对失效概率计算精度的影响。研究表明：不同MCMC抽样算法生成备选样本的接受率及其自相关性受建议分布及其参数影响较大，对于复杂的目标分布，pCN算法和CS算法的抽样效率较高，延迟拒绝MMH算法次之；采用CS算法和延迟拒绝MMH算法进行子集模拟得到的失效概率精度较高且变异性较低；增加子集模拟中间状态样本量可以提高失效概率计算精度并降低其变异性。     

快速近似计算Shapley值的归因解释方法

Shapley值归因解释方法虽然能更准确量化解释结果, 但过高的计算复杂度严重影响了该方法的实用性. 本文引入KD树重新整理待解释模型的预测数据, 通过在KD树上插入虚节点, 使之满足TreeSHAP算法的使用条件, 在此基础上提出了KDSHAP方法. 该方法解除了TreeSHAP算法仅能解释树结构模型的限制, 将该算法计算Shapley值的高效性放宽到对所有的黑盒模型的解释中, 同时保证了计算准确度. 通过实验对比分析, KDSHAP方法的可靠性, 以及在解释高维输入模型时的适用性.     

基于随机搜索树法的机械臂视觉伺服研究

在当今的工业应用中,机械臂完成某一特定作业任务的基础是进行轨迹规划。针对单纯基于图像的视觉伺服(the image-based visual servoing,IBVS),不能直接对相机或机械臂的运行轨迹进行控制,容易造成跟踪目标脱离视野、机械臂与工作空间障碍物相碰撞的问题,本文提出了三维随机搜索树算法(the three-dimensional Rapidly-exploring Random Trees algorithm,3D-RRT)实现机械臂的轨迹规划,将轨迹规划与视觉伺服相融合,使机械臂在跟踪移动过程中,满足图像视野范围限制和空间障碍物约束问题。在MATLAB平台建立算法仿真实验,结果表明三维随机搜索树算法(3D-RRT)可以较好解决基于图像的视觉伺服(IBVS)中存在的问题。     

供水管网DMA优化分区设计方案

实施独立计量分区(district metered area,DMA)是辅助供水管网管理和漏损识别的重要手段.图划分算法是进行DMA分区的方法之一,常规图划分算法应用中,存在解空间受限、分区后原水流状态易发生较大改变、形成较多串联分区(对流量计算不利)的缺点.在常规图划分算法基础上进行了改进:粗化阶段按照特定规则匹配、合并非输水干管两端的节点,形成简化的管网拓扑结构;分区阶段得到管网初步分区方案;细化阶段提出基于贪心算法、枚举算法、蒙特卡洛算法的分区调整方法,结合改进的仪表安置方法、水力模拟、优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS),对分区方案进行调整.将该方法应用于YX市供水管网,成功进行了分区.     

一个具有前向安全和后向安全的可验证多关键字可搜索加密方案

随着现代社会软硬件技术的快速发展，云计算技术对于客户端的数据存储和计算提供了巨大的帮助，为用户节省了大量成本.而在存储的同时，用户可以通过可搜索加密（SE,Searchable Encryption）技术，对存储数据进行加密搜索，同时确保数据的安全性和搜索隐私性.本方案使用公钥加密实现了数据拥有者和数据使用者之间的多关键字可搜索加密，数据使用者搜索时以出现频率最少的关键字作为主关键字进行加密搜索，并且云服务器对每个索引密文只需要一次计算即可得到准确的多关键字搜索结果，最大程度降低了无关文件的访问，节约了大量时间成本.而在存储和搜索过程中，我们认为云服务器是诚实且好奇的系统，它会诚实地为用户存储数据，并正确执行存储和计算过程，但是其会对存储的数据产生好奇感，即窥探用户的数据，并且对每次的搜索结果很感兴趣.为减少多关键字可搜索加密方案的信息泄露，提高安全性，提出的方案具有前向安全和后向安全的特性，在动态更新时为每次更新的状态创建一种隐式结构，使得云服务器只需要保存最新一次的更新状态就能保证对所有数据进行搜索，并且每个更新状态只保存前一次更新状态的信息，实现了前向安全性;通过将每次对文件的更...     

化工容器腐蚀评价分析

化工容器广泛应用于石油、化工行业，对国民经济的发展起着无可替代的作用。化工容器一旦发生事故将会造成无法估量的后果。本文选择一座十万方原油储罐容器，用事故树分析法对其因腐蚀而发生的事故进行评价分析，绘制出事故树结构图，得到事故树的最小割集，采取近似法算出其结构重要度，最后利用这些分析数据结合实践工作提出了一些可行的防腐措施。     

考虑剔除虚假云服务的制造云服务优选

随着云制造服务模式的兴起,云池中存在大量云服务并掺杂有虚假的云服务,恶意竞争的虚假云服务伤害了云服务提供商的权益,云用户也很难判别真实且优良的云服务。针对该问题,提出基于蒙特卡洛模拟估计的超体积算法来识别和剔除虚假云服务。在剔除虚假云服务的基础上,提出面向云服务可信度评估的基于遗传算法的模糊c均值聚类算法对云服务聚类并进行可信度评估,利用由层次分析法和熵值法构成的制造云服务组合赋权综合评价法,根据可信度等级结合综合评价值对云服务进行优选。以某工程机械交易云平台作为研究对象,验证了所提算法的有效性,算法能有效识别虚假云服务,确定云服务的优先顺序,并选出最佳的云服务。     

高精度夹芯阀外径动态视觉测量系统

为了解决人工测量夹芯阀外径效率低、精度低的问题，本文设计了一套高精度夹芯阀外径动态视觉测量系统。该视觉检测系统能够处理带有毛刺干扰的夹芯阀图像，从而以实现夹芯阀凸台外径的高精度测量。首先，针对上料装置的定位偏差，提出一种基于连通域分析的夹芯阀轮廓动态跟踪方法，能够快速动态跟踪夹芯阀轮廓ROI，针对夹芯阀的复杂外形，提出一种鲁棒的去除毛刺干扰的算法，能够剔除掉偏差较大的坏点。再对正常轮廓点使用最小二乘算子实现外径测量。试验结果表明，该测量系统能够准确地测量出 ?16mm、?33.5mm、?38mm三种规格的夹芯阀的外径值，重复精度分别能够达到0.003mm、0.005mm和0.006mm，完全满足夹芯阀的检测要求，在实际工业应用中具有良好的可行性。