电磁场与微波技术课程的教学改革研究

电磁场与微波技术课程是电子信息工程、通信工程等专业的重要专业课程,具有基础知识点多、理论性和应用性强等特点。本文提出将教学与科研相融合的教学改革,以提升学生对基础知识的理解和掌握水平,引导学生开展实践应用,通过创新实践培养应用型和技术技能型人才。     

标准模型下前向安全的格基有序聚合签名

在前向安全有序聚合(FssAgg)签名系统中,签名人以分层的"洋葱式"的方式,将不同时段不同密钥下的签名逐步有序地聚合成一个签名.其中,最内层的签名是第一个签名.另外,与普通的有序聚合签名相比,前向安全有序聚合签名是对同一个签名人不同签名的聚合,而非对不同签名人签名的聚合,因而签名验证者使用一个公钥即可完成对所有聚合过程的验证.前向安全的有序聚合签名兼具前向安全签名和聚合签名的优点,自2007年提出以来,已被广泛应用于日志系统、区块链等众多应用场景中.目前现存的几个前向安全的有序聚合签名都是基于传统数论问题的,而这一问题在后量子时代将会变得不再困难.因而,寻找量子计算环境下前向安全的有序聚合签名已迫在眉睫.基于格上的小整数解问题,构造了标准模型下前向安全的格基有序聚合签名方案.为达到高效率目的,方案借助于固定维数格基委派技术实现密钥更新,达到前向安全性;随后通过消息添加技术和原像采样算法分别将待签消息和格上困难问题嵌入到签名中,使得签名在标准模型下是不可伪造的.     

外部信息引导和残差置乱的场景图生成方法

场景图因其具有的表示视觉场景内容的语义和组织结构的特点,有助于视觉理解和可解释推理,成为计算机视觉研究热点之一.但由于现存的视觉场景中目标和目标之间关系标注的不平衡,导致现有的场景图生成方法受到数据集偏置影响.对场景图数据失衡问题进行研究,提出一种基于外部信息引导和残差置乱相结合的场景图生成方法(EGRES),缓解数据集偏置对场景图生成的负面影响.该方法利用外部知识库中无偏置的常识性知识规范场景图的语义空间,缓解数据集中关系数据分布不平衡的问题,以提高场景图生成的泛化能力;利用残差置乱方式对视觉特征和提取的常识性知识进行融合,规范场景图生成网络.在VG数据集上的对比实验和消融实验证明,提出的方法可以有效改善场景图生成.对于数据集中不同标签的对比实验证明,提出的方法可以改善绝大多数关系类别的生成性能,尤其是中低频关系类别下的场景图生成性能,极大地改善了数据标注失衡的问题,比现有的场景图生成方法具有更好的生成效果.     

Decentralized Dynamic Event-Triggered Communication and Active Suspension Control of In-Wheel Motor Driven Electric Vehicles with Dynamic Damping

This paper addresses the co-design problem of decentralized dynamic event-triggered communication and active suspension control for an in-wheel motor driven electric vehicle equipped with a dynamic damper. The main objective is to simultaneously improve the desired suspension performance caused by various road disturbances and alleviate the network resource utilization for the concerned in-vehicle networked suspension system. First, a T-S fuzzy active suspension model of an electric vehicle under dynamic damping is established. Second,a novel decentralized dynamic event-triggered communication mechanism is developed to regulate each sensor's data transmissions such that sampled data packets on each sensor are scheduled in an independent manner. In contrast to the traditional static triggering mechanisms, a key feature of the proposed mechanism is that the threshold parameter in the event trigger is adjusted adaptively over time to reduce the network resources occupancy. Third, co-design criteria for the desired event-triggered fuzzy controller and dynamic triggering mechanisms are derived. Finally, comprehensive comparative simulation studies of a 3-degrees-of-freedom quarter suspension model are provided under both bump road disturbance and ISO-2631 classified random road disturbance to validate the effectiveness of the proposed co-design approach. It is shown that ride comfort can be greatly improved in either road disturbance case and the suspension deflection, dynamic tyre load and actuator control input are all kept below the prescribed maximum allowable limits, while simultaneously maintaining desirable communication efficiency.     

几内亚苏阿皮蒂项目移民安置实施管理模式

水电工程移民是一项复杂的系统工程,也是一个世界级难题。几内亚苏阿皮蒂水利枢纽项目移民规模大,涉及范围广,移民周期长;几内亚没有户籍制度,库区人口及实物指标调查面临极大的困难;缺乏完整的移民法律法规体系和大规模的移民经验,移民工作实施难度大;经济发展水平落后,移民文化水平和生活水平低,生产生活严重依赖耕地。通过采取一系列创新化的移民安置实施管理模式,因地制宜,从多个方面提出苏阿皮蒂项目移民管理模式,取得了较好的成果。     

基于分形理论的冰下水流流速垂线分布研究

冰下水流流速分布是冰凌生消、泥沙输移、河床演变及冰期输水的重要参考依据,基于分形理论,在前人的研究基础上,研究了冰下水流流速垂线分布规律。结果表明,依托明渠水流的若干成果,从分形理论出发,基于Einstein假定,可推出已有冰下不同形式的流速垂线分布公式;理论分析认为,冰下分区水流流速分布近似镜像,均具有分形特征,可用双对数公式表达,实测结果证明,对于弯曲河道,水流核心区流速分布均匀,并不服从对数分布,公式在运用时需考虑适用性或引入因子项;稳封期,冰盖区水流流速分布的分维值大于河床区,流速分布更均匀,而在弯道卡冰区域,由于弯道冰下水流结构的复杂性,河床区水流流速分布的分维值无规律。对冰下水流流速的研究,拓展了分形理论在水流流速垂线分布研究方面的应用成果,概化的冰下水流结构,对工程运用有一定借鉴意义。     

兰州某地铁车站深基坑开挖变形特性及环境影响分析

针对兰州城区工程地质水文条件复杂的问题,为了研究该地区地铁车站深基坑开挖过程中支护结构的变形受力特点和对周边环境的影响,以迎门滩站深基坑工程为典型案例进行分析。该车站基坑所在区段属黄河漫滩区,地铁穿过地层主要为卵石土,水位5～8 m。该基坑围护结构采用钻孔灌注桩+钢管内支撑体系。采用PLAXIS 3D有限元分析软件对该基坑建立三维有限元计算模型,土体本构模型采用土体硬化(HS)模型,依据工程实际开挖工况进行分部开挖计算,根据计算结果对桩撑式支护结构的变形和受力及基坑周边地表和地下管线的变形进行了分析。结果表明:围护桩的变形量、地表沉降量和管线位移量会随着基坑开挖深度的增加有逐渐累积的趋势,但在架设内支撑并施加预应力后,这些变形量的增速会减缓甚至变形量会减小。内支撑施加预应力之后自身轴力会有较大增加,之后基本保持不变,对其他内支撑轴力的影响较小。各变形量均在控制范围之内,满足设计和环境要求,表明该深基坑采用的钻孔灌注桩+钢管内支撑支护体系设计合理。研究成果可为后续黄土地区类似地铁车站深基坑工程建设提供一定的参考依据。     

正弦波下砂岩ms级损伤预测模型

为获得毫秒(ms)级正弦波损伤变量预测模型,对岩样在不破坏情况下进行了不同波形不同频率的轴向力加卸载试验。提出了不同步时间段的定义,进而获得不同峰值荷载下不考虑不同步时间条件下的动态泊松比分别与即时荷载、即时横向长度、即时轴向高度之间的线性关系,从而得到线性关系中系数与峰值荷载间的拟合公式,即可联立不同已知条件,通过少量几个加载力峰值下的试验数据,对任意峰值荷载下动态泊松比与相关参数间的线性关系进行预测。以此为基础研究得到,在误差允许的范围内,采用动态泊松比与即时横向长度的线性关系,推导出体积应变、损伤变量的计算公式和方法,可以很好地对加卸载过程中岩样的体积应变、损伤的变化做出ms级的精确预测,也为在已知少量循环试验下获得岩石动态参数,即可对ms级的损伤进行精确预测的模型提供了方法。     

考虑接触行为的U型渠道冻胀数值模拟

U型衬砌渠道具有良好的整体性和冻胀适应性,但在冬季仍极易因土体冻胀而导致破坏。考虑渠基冻土与衬砌接触面冻结的非线性特性和冻土、混凝土材料的塑性特征,建立能分析渠道基土与衬砌间挤压、脱开及滑移等接触力学行为的渠道冻胀破坏热力耦合数值模型。以宝鸡峡灌区塬下北干渠为原型渠道,按照模型是否考虑接触分别进行冻胀数值模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:考虑接触的模型模拟结果与原型实测值更相符,更能合理地解释U型渠道冻胀在渠底与阴坡衔接处冻胀量最小;考虑接触的混凝土塑性应变最大值是不考虑接触时的3.76倍;考虑接触的法向冻胀力和切向冻结力更均匀,最大值均减少1.5~3.0倍,应力集中现象减弱,更能反映混凝土衬砌板与渠基土之间的滑移变形与破坏准则的相互作用。研究结果为U型衬砌渠道冻胀破坏规律提供了分析方法。     

应对长江口咸潮入侵的临界流量经验模型研究

1994年以来,长江口咸潮入侵严重威胁当地供水安全,随着长江上游水库群陆续建成,有关部门提出了通过上游水库群压咸调度保障长江口地区供水安全的方案。为明确压咸调度的目标流量(即临界流量),基于统计分析的方法,采用多元回归分析和主成分分析方法,选取实测站点数据建立了盐度-潮差-入海流量的相关关系统计模型,研究了咸潮发生的机理;通过模型分析多次咸潮入侵数据,确定临界流量为一个变化值,潮差290～335 cm下的临界流量在9 390～21 633 m³/s之间。研究表明,当长江口咸潮入侵时,单独依靠长江上游水库调度压咸所需的流量大,响应时间长,压咸效果不明显。因此,实际压咸调度应通过流域整体调度与本地蓄淡避咸水库共同作用应对咸潮入侵。