ISSN 
2021年 第50卷 第4期
2021, 50(4): 481-487.
doi: 10.12178/1001-0548.2021075
摘要:
欺骗干扰作为一种典型的有源干扰，在距离维或多普勒维上产生虚假目标，使雷达发生虚警，严重影响雷达正常工作。针对速度欺骗干扰，该文提出了一种基于脉间波形幅相联合设计的抗速度欺骗干扰方法。首先，根据速度欺骗干扰下的雷达回波模型，建立最小化阻带内干扰能量与目标旁瓣能量的加权和的优化准则，同时考虑离散量化相位和峰均功率比(PAR)约束，形成脉间幅相联合设计抗速度欺骗干扰的优化问题；然后，提出非精确交替方向惩罚法(IADPM)算法求解该优化问题，并分析算法的计算复杂度；最后，仿真实验分析验证了该算法的有效性。
欺骗干扰作为一种典型的有源干扰，在距离维或多普勒维上产生虚假目标，使雷达发生虚警，严重影响雷达正常工作。针对速度欺骗干扰，该文提出了一种基于脉间波形幅相联合设计的抗速度欺骗干扰方法。首先，根据速度欺骗干扰下的雷达回波模型，建立最小化阻带内干扰能量与目标旁瓣能量的加权和的优化准则，同时考虑离散量化相位和峰均功率比(PAR)约束，形成脉间幅相联合设计抗速度欺骗干扰的优化问题；然后，提出非精确交替方向惩罚法(IADPM)算法求解该优化问题，并分析算法的计算复杂度；最后，仿真实验分析验证了该算法的有效性。
2021, 50(4): 488-495.
doi: 10.12178/1001-0548.2021038
摘要:
该文提出了一种基于鱼群优化且适用于城市道路环境的车载自组织网络路由算法。针对车载自组织网络中车辆的高速移动导致网络状态和拓扑频繁变化的特点，利用鱼群优化模型辅助搜索，及时为车辆找到新的最优中继节点，以保障网络中消息传输的性能。该文提出的鱼群路由优化算法(fish swarm routing, FSR) ，具有收敛速度快、效率高等优点。实验结果表明，相较于已有的车载自组织网络路由算法，该算法具有更低的传输时延和更高的传输成功率。
该文提出了一种基于鱼群优化且适用于城市道路环境的车载自组织网络路由算法。针对车载自组织网络中车辆的高速移动导致网络状态和拓扑频繁变化的特点，利用鱼群优化模型辅助搜索，及时为车辆找到新的最优中继节点，以保障网络中消息传输的性能。该文提出的鱼群路由优化算法(fish swarm routing, FSR) ，具有收敛速度快、效率高等优点。实验结果表明，相较于已有的车载自组织网络路由算法，该算法具有更低的传输时延和更高的传输成功率。
2021, 50(4): 496-501.
doi: 10.12178/1001-0548.2020280
摘要:
在图像通信中，为了节约网络资源同时保证在多跳网络中的可靠传输，该文提出了一种基于编码统计的滑窗BATS码和小波SPIHT编码的图像传输方案。该方案同基于传统BATS码和SPIHT编码的图像传输方案、基于普通滑窗BATS码和SPIHT编码的图像传输方案相比，不仅较好地改善了BATS码的编码随机性对传输可靠性的影响，还在保证方案具备渐进传输特性的同时显著地降低了传输时延，从而提高了图像通信的用户体验质量(QoE)。
在图像通信中，为了节约网络资源同时保证在多跳网络中的可靠传输，该文提出了一种基于编码统计的滑窗BATS码和小波SPIHT编码的图像传输方案。该方案同基于传统BATS码和SPIHT编码的图像传输方案、基于普通滑窗BATS码和SPIHT编码的图像传输方案相比，不仅较好地改善了BATS码的编码随机性对传输可靠性的影响，还在保证方案具备渐进传输特性的同时显著地降低了传输时延，从而提高了图像通信的用户体验质量(QoE)。
2021, 50(4): 502-507.
doi: 10.12178/1001-0548.2020417
摘要:
多核处理器等超大规模集成电路芯片通常采用动态热管理技术处理热问题。高精度重构芯片温度场是动态热管理正确运行、保证被测芯片运行性能及工作可靠性的前提条件。基于频域分析的温度场重构技术损失了一部分高频信息，重构精度较低。为了提升温度场重构精度，该文提出了一种基于稀疏字典学习的温度场重构方法。该方法通过字典学习将温度场先验信息稀疏表示，同时设计温度传感器位置分配方案，实现了温度场的重构。实验结果证明了相比基于频域分析的温度场重构方法，所提方案具有更优越的温度场重构性能。
多核处理器等超大规模集成电路芯片通常采用动态热管理技术处理热问题。高精度重构芯片温度场是动态热管理正确运行、保证被测芯片运行性能及工作可靠性的前提条件。基于频域分析的温度场重构技术损失了一部分高频信息，重构精度较低。为了提升温度场重构精度，该文提出了一种基于稀疏字典学习的温度场重构方法。该方法通过字典学习将温度场先验信息稀疏表示，同时设计温度传感器位置分配方案，实现了温度场的重构。实验结果证明了相比基于频域分析的温度场重构方法，所提方案具有更优越的温度场重构性能。
2021, 50(4): 508-513, 550.
doi: 10.12178/1001-0548.2021023
摘要:
该文提出了一种基于阻变存储器(RRAM)的混合型物理不可克隆函数(PUF)芯片指纹电路。RRAM器件采用石墨烯电极、对称山型结构实现，具有阻值分布宽、开关比大的特点；通过引入对称RRAM阻值偏差作为PUF单元的随机熵源，提升PUF的唯一性；采用RRAM不同阻态阻值放大存储PUF单元初始偏差，提升PUF的稳定性；利用RRAM循环间随机性实现指纹ID的重构，提升PUF的安全性。混合型PUF芯片指纹电路在0.35 µm CMOS工艺下设计实现。仿真结果表明，PUF输出具有良好的稳定性与唯一性，标准温度电压下片间汉明距离为49.95%，同时温度在−40 ℃～100 ℃，电源电压在4.6 V～5.4 V范围内变化时，PUF比特错误率为0。
该文提出了一种基于阻变存储器(RRAM)的混合型物理不可克隆函数(PUF)芯片指纹电路。RRAM器件采用石墨烯电极、对称山型结构实现，具有阻值分布宽、开关比大的特点；通过引入对称RRAM阻值偏差作为PUF单元的随机熵源，提升PUF的唯一性；采用RRAM不同阻态阻值放大存储PUF单元初始偏差，提升PUF的稳定性；利用RRAM循环间随机性实现指纹ID的重构，提升PUF的安全性。混合型PUF芯片指纹电路在0.35 µm CMOS工艺下设计实现。仿真结果表明，PUF输出具有良好的稳定性与唯一性，标准温度电压下片间汉明距离为49.95%，同时温度在−40 ℃～100 ℃，电源电压在4.6 V～5.4 V范围内变化时，PUF比特错误率为0。
2021, 50(4): 514-519.
doi: 10.12178/1001-0548.2020328
摘要:
By using the orbit-limited motion (OLM) method and the charging theory of dust particles, the charging effects of dust particles during the condition when dusty plasmas in mesosphere affected by high power radio wave are analyzed in this paper. In addition, the theoretical results are demonstrated by simulated experiments. Through theoretical analysis, it can be known that the number ofcharge dust particles is determined by the size of the dust radius, electron temperature, ion temperature, ion density and electron density. Based on the data of rocket-borne sensors and simulation results, it is found that the average number of charged dust decreases with an increase in dust charges number density and increases with an increase in dust radius, electron temperature, and electron density. The simulation results are close to the theoretical and experimental studied results, and the average radius are consistent with the results of reference when the average dust charge is 0.4e.
By using the orbit-limited motion (OLM) method and the charging theory of dust particles, the charging effects of dust particles during the condition when dusty plasmas in mesosphere affected by high power radio wave are analyzed in this paper. In addition, the theoretical results are demonstrated by simulated experiments. Through theoretical analysis, it can be known that the number ofcharge dust particles is determined by the size of the dust radius, electron temperature, ion temperature, ion density and electron density. Based on the data of rocket-borne sensors and simulation results, it is found that the average number of charged dust decreases with an increase in dust charges number density and increases with an increase in dust radius, electron temperature, and electron density. The simulation results are close to the theoretical and experimental studied results, and the average radius are consistent with the results of reference when the average dust charge is 0.4e.
2021, 50(4): 520-526.
doi: 10.12178/1001-0548.2021084
摘要:
针对SiC MOSFET体二极管双极退化效应，该文提出了一种集成低势垒二极管的10 kV SiC MOSFET器件新结构(LBD-MOSFET)。该结构通过在一侧基区上方注入N阱，降低了漏源间的电子势垒，从而在元胞中形成一个低势垒二极管(LBD)。当LBD-MOSFET在第三象限工作时，低的电子势垒使LBD以更低的源漏电压开启，有效避免了体二极管开通所导致的双极退化效应。二维数值分析结果表明，SiC LBD-MOSFET的击穿电压达13.5 kV，第三象限开启电压仅为1.3 V，相比传统结构降低48%，可有效降低器件第三象限导通损耗。同时，由于LBD-MOSFET具有较小的栅漏交叠面积，其栅漏电容仅为1.0 pF/cm2，器件的高频优值为194 mΩ·pF，性能相比传统结构分别提升了81%和76%。因此，LBD-MOSFET适用于高频高可靠性电力电子系统。
针对SiC MOSFET体二极管双极退化效应，该文提出了一种集成低势垒二极管的10 kV SiC MOSFET器件新结构(LBD-MOSFET)。该结构通过在一侧基区上方注入N阱，降低了漏源间的电子势垒，从而在元胞中形成一个低势垒二极管(LBD)。当LBD-MOSFET在第三象限工作时，低的电子势垒使LBD以更低的源漏电压开启，有效避免了体二极管开通所导致的双极退化效应。二维数值分析结果表明，SiC LBD-MOSFET的击穿电压达13.5 kV，第三象限开启电压仅为1.3 V，相比传统结构降低48%，可有效降低器件第三象限导通损耗。同时，由于LBD-MOSFET具有较小的栅漏交叠面积，其栅漏电容仅为1.0 pF/cm2，器件的高频优值为194 mΩ·pF，性能相比传统结构分别提升了81%和76%。因此，LBD-MOSFET适用于高频高可靠性电力电子系统。
2021, 50(4): 527-534.
doi: 10.12178/1001-0548.2021068
摘要:
针对刚体航天器存在模型参数不确定性和外界干扰情况下的姿态跟踪控制问题，该文提出了一种有限时间自适应积分滑模控制方法。建立了用四元数表示的航天器姿态跟踪数学模型；在不考虑参数不确定性和干扰的情况下，基于非线性系统齐次性方法设计了一种有限时间控制算法，保证航天器姿态在有限时间内跟踪上期望姿态；当扰动存在时，为提高闭环系统的鲁棒性，结合有限时间控制和滑模控制，将有限时间控制算法应用到滑模面的设计中，设计出一种有限时间积分滑模面；最后用自适应方法设计了动态滑模切换函数增益。理论分析表明该方法兼具有限时间控制和滑模控制的优点，可使闭环系统状态有限时间收敛并具有很好的鲁棒性。仿真结果说明了该方法的有效性。
针对刚体航天器存在模型参数不确定性和外界干扰情况下的姿态跟踪控制问题，该文提出了一种有限时间自适应积分滑模控制方法。建立了用四元数表示的航天器姿态跟踪数学模型；在不考虑参数不确定性和干扰的情况下，基于非线性系统齐次性方法设计了一种有限时间控制算法，保证航天器姿态在有限时间内跟踪上期望姿态；当扰动存在时，为提高闭环系统的鲁棒性，结合有限时间控制和滑模控制，将有限时间控制算法应用到滑模面的设计中，设计出一种有限时间积分滑模面；最后用自适应方法设计了动态滑模切换函数增益。理论分析表明该方法兼具有限时间控制和滑模控制的优点，可使闭环系统状态有限时间收敛并具有很好的鲁棒性。仿真结果说明了该方法的有效性。
2021, 50(4): 535-543.
doi: 10.12178/1001-0548.2020449
摘要:
基于最大Rényi熵原理，在归一化和均值约束下，提出了一种具有封闭表达式的双参数广义指数分布, 记为q-指数分布。该文研究了该分布的统计性质，指出可以分别利用极大似然法和信息似然法估计q-指数分布参数, 并将该分布用于可靠性分析。利用两个已知的数据集进行了验证，实验结果表明，所提出的q-指数分布比其他常用分布，如韦伯分布和线性失效率分布，能够更好地拟合数据集。此外，锂电池剩余寿命估计实验表明，采用q-指数分布比采用传统指数分布，估计精度至少提高17.857%。
基于最大Rényi熵原理，在归一化和均值约束下，提出了一种具有封闭表达式的双参数广义指数分布, 记为q-指数分布。该文研究了该分布的统计性质，指出可以分别利用极大似然法和信息似然法估计q-指数分布参数, 并将该分布用于可靠性分析。利用两个已知的数据集进行了验证，实验结果表明，所提出的q-指数分布比其他常用分布，如韦伯分布和线性失效率分布，能够更好地拟合数据集。此外，锂电池剩余寿命估计实验表明，采用q-指数分布比采用传统指数分布，估计精度至少提高17.857%。
2021, 50(4): 544-550.
doi: 10.12178/1001-0548.2020446
摘要:
针对现有交通虚拟仿真系统既无法支持多用户同时在线仿真，又无法满足实际的虚拟仿真教学实验需求，也难以大规模扩展等问题，该文首次从系统架构和仿真引擎方面设计并实现了一种面向多用户的微观交通仿真实验系统。并且从单仿真引擎仿真车辆数变化、单仿真引擎仿真加速比变化和多仿真引擎并发执行3个性能指标对该系统进行测试。测试结果表明，该文所实现的交通虚拟仿真系统能够支持多仿真引擎、多仿真任务的并发执行，满足多用户的同时在线仿真需求。
针对现有交通虚拟仿真系统既无法支持多用户同时在线仿真，又无法满足实际的虚拟仿真教学实验需求，也难以大规模扩展等问题，该文首次从系统架构和仿真引擎方面设计并实现了一种面向多用户的微观交通仿真实验系统。并且从单仿真引擎仿真车辆数变化、单仿真引擎仿真加速比变化和多仿真引擎并发执行3个性能指标对该系统进行测试。测试结果表明，该文所实现的交通虚拟仿真系统能够支持多仿真引擎、多仿真任务的并发执行，满足多用户的同时在线仿真需求。
2021, 50(4): 551-557.
doi: 10.12178/1001-0548.2021095
摘要:
基于编码器−解码器(encoder-decoder)框架的生成式方法在关键词抽取任务上得到了广泛应用并取得了较好的性能，然而该方法面临的主要挑战为建模有效的文档向量表示，及生成覆盖整个文档主题的关键词集合，这些挑战都会直接影响关键词抽取的结果。该文提出了结合邻域知识的文档级关键词抽取模型以应对这些挑战。具体来说，通过给指定文档添加少量的最近邻样本，原文档被扩展为一个文档集合。基于单词之间的距离将文档集合中的每个文档构建成词图，合并集合中的所有词图形成一个大图，然后利用图卷积网络进行编码。解码端引入了上下文修改机制和覆盖机制，使模型能够生成更加多样化的关键词来覆盖文档包含的所有主题。最后在4种数据集上分别与现有的基准模型进行对比，实验结果表明该方法能够有效提升关键词抽取的性能。
基于编码器−解码器(encoder-decoder)框架的生成式方法在关键词抽取任务上得到了广泛应用并取得了较好的性能，然而该方法面临的主要挑战为建模有效的文档向量表示，及生成覆盖整个文档主题的关键词集合，这些挑战都会直接影响关键词抽取的结果。该文提出了结合邻域知识的文档级关键词抽取模型以应对这些挑战。具体来说，通过给指定文档添加少量的最近邻样本，原文档被扩展为一个文档集合。基于单词之间的距离将文档集合中的每个文档构建成词图，合并集合中的所有词图形成一个大图，然后利用图卷积网络进行编码。解码端引入了上下文修改机制和覆盖机制，使模型能够生成更加多样化的关键词来覆盖文档包含的所有主题。最后在4种数据集上分别与现有的基准模型进行对比，实验结果表明该方法能够有效提升关键词抽取的性能。
2021, 50(4): 558-564.
doi: 10.12178/1001-0548.2021058
摘要:
理想的对抗样本不仅要成功欺骗机器学习分类器，同时还应不易被人类视觉感知到差异。传统的算法仅采用Lp范数衡量对抗样本扰动的大小，往往导致视距差异与感官不匹配等问题。该文提出了一种基于纹理和颜色感知距离的对抗样本生成算法(Aho-λ)，其基本原理是尽可能地将扰动嵌入原始图像的高纹理区域，且基于颜色感知距离构建损失函数，从而降低原始图像和对抗样本之间的视距差异，最后利用自适应参数调节算法加快训练的收敛速度。在相近的Lp范数和可迁移性情形下，与DDN和C&W算法相比，该算法生成的对抗样本颜色感知距离更低，而且能以更少的迭代次数更快地生成对抗样本。
理想的对抗样本不仅要成功欺骗机器学习分类器，同时还应不易被人类视觉感知到差异。传统的算法仅采用Lp范数衡量对抗样本扰动的大小，往往导致视距差异与感官不匹配等问题。该文提出了一种基于纹理和颜色感知距离的对抗样本生成算法(Aho-λ)，其基本原理是尽可能地将扰动嵌入原始图像的高纹理区域，且基于颜色感知距离构建损失函数，从而降低原始图像和对抗样本之间的视距差异，最后利用自适应参数调节算法加快训练的收敛速度。在相近的Lp范数和可迁移性情形下，与DDN和C&W算法相比，该算法生成的对抗样本颜色感知距离更低，而且能以更少的迭代次数更快地生成对抗样本。
2021, 50(4): 565-571.
doi: 10.12178/1001-0548.2019175
摘要:
为了解决已有的基于信任中继的QKD网络路由方案存在的密钥浪费、传输效率低下等问题，该文针对已有的路由算法进行改进，提出了一种基于回溯的随机路由算法。该算法在选路过程中对每个分支添加回溯点，针对已选路径传输过程中遇到某条链路密钥量不足的情况，通过查找最近的回溯点，从回溯点开始沿着随机选择的新路径重新进行密钥传递。对比实验及分析结果表明，该算法在选路时间、密钥消耗量及密钥传输效率方面都有一定的优势。
为了解决已有的基于信任中继的QKD网络路由方案存在的密钥浪费、传输效率低下等问题，该文针对已有的路由算法进行改进，提出了一种基于回溯的随机路由算法。该算法在选路过程中对每个分支添加回溯点，针对已选路径传输过程中遇到某条链路密钥量不足的情况，通过查找最近的回溯点，从回溯点开始沿着随机选择的新路径重新进行密钥传递。对比实验及分析结果表明，该算法在选路时间、密钥消耗量及密钥传输效率方面都有一定的优势。
2021, 50(4): 572-579.
doi: 10.12178/1001-0548.2020228
摘要:
该文提出一种基于最少迁移度和分割度的任务调度方法。该方法将各个实时周期任务分比例执行在不同处理器核上，并规定任务调度时的优先顺序，然后根据相应的实时调度流程对实时周期任务进行调度。并与已有的高利用率集合调度的准划分调度算法EDF-os、EDF-fm进行对比。结果表明该方法在保证系统利用率的同时，减少了任务分割和迁移的数量和不必要的任务切换开销。
该文提出一种基于最少迁移度和分割度的任务调度方法。该方法将各个实时周期任务分比例执行在不同处理器核上，并规定任务调度时的优先顺序，然后根据相应的实时调度流程对实时周期任务进行调度。并与已有的高利用率集合调度的准划分调度算法EDF-os、EDF-fm进行对比。结果表明该方法在保证系统利用率的同时，减少了任务分割和迁移的数量和不必要的任务切换开销。
2021, 50(4): 580-585.
doi: 10.12178/1001-0548.2020365
摘要:
为了准确预测航空发动机工作时传感器数据的变化趋势，有效监控航空发动机的工作状态，该文就发动机高压压气机转子转速、燃烧室燃油喷嘴压力、涡轮后温度等数个航空发动机主要传感器数据，使用滑动窗口算法截取子序列构建数据集并对其进行标准化。提出了一种基于Seq2Seq的面向航空发动机多传感器数据预测神经网络模型(AMSDPNN)，并对该网络进行优化，最终实现了对航空发动机多传感器数据的预测。实验表明，相较于其他传统数据预测模型，该模型有着更好的预测效果，其均方误差值为0.1%，同时提前320 ms实现了对航空发动机传感器数据的预测。
为了准确预测航空发动机工作时传感器数据的变化趋势，有效监控航空发动机的工作状态，该文就发动机高压压气机转子转速、燃烧室燃油喷嘴压力、涡轮后温度等数个航空发动机主要传感器数据，使用滑动窗口算法截取子序列构建数据集并对其进行标准化。提出了一种基于Seq2Seq的面向航空发动机多传感器数据预测神经网络模型(AMSDPNN)，并对该网络进行优化，最终实现了对航空发动机多传感器数据的预测。实验表明，相较于其他传统数据预测模型，该模型有着更好的预测效果，其均方误差值为0.1%，同时提前320 ms实现了对航空发动机传感器数据的预测。
2021, 50(4): 586-591.
doi: 10.12178/1001-0548.2020272
摘要:
当机器人所处环境光照发生变化时，基于传统视觉词典的闭环检测算法性能会降低，容易出现感知混叠和感知变异，从而判断出假闭环。该文首先通过原彩色图像生成只与光源有关的光照不变图，然后生成原图−光照不变图的视觉词典，对每帧图像计算两个直方图和相似性得分，通过最终的得分矩阵来判断是否闭环。实验结果表明，与传统的视觉词典法相比，该文提出的闭环检测算法对环境的光照变化具有较好的鲁棒性。
当机器人所处环境光照发生变化时，基于传统视觉词典的闭环检测算法性能会降低，容易出现感知混叠和感知变异，从而判断出假闭环。该文首先通过原彩色图像生成只与光源有关的光照不变图，然后生成原图−光照不变图的视觉词典，对每帧图像计算两个直方图和相似性得分，通过最终的得分矩阵来判断是否闭环。实验结果表明，与传统的视觉词典法相比，该文提出的闭环检测算法对环境的光照变化具有较好的鲁棒性。
2021, 50(4): 592-597.
doi: 10.12178/1001-0548.2021081
摘要:
该文通过对偏振无关调制原理的分析，提出了一种将石墨烯片在硅波导中以一定角度倾斜放置的倒脊型结构硅基石墨烯偏振无关电光调制器。在1.55 μm的工作波长下，该器件调制的TE和TM模式有着相同的有效模式参数变化，且吸收参数差异很小。该器件在1.5～1.6 μm的工作波长下能够实现对TE和TM模式高于18 dB的消光比，且模式间的消光比差异低于4 dB，其3 dB调制带宽在理想状态下可达到123 GHz。
该文通过对偏振无关调制原理的分析，提出了一种将石墨烯片在硅波导中以一定角度倾斜放置的倒脊型结构硅基石墨烯偏振无关电光调制器。在1.55 μm的工作波长下，该器件调制的TE和TM模式有着相同的有效模式参数变化，且吸收参数差异很小。该器件在1.5～1.6 μm的工作波长下能够实现对TE和TM模式高于18 dB的消光比，且模式间的消光比差异低于4 dB，其3 dB调制带宽在理想状态下可达到123 GHz。
2021, 50(4): 598-602.
doi: 10.12178/1001-0548.2021034
摘要:
该文提出并验证了一种基于微波光子扫频的超快、高精度光学矢量分析技术方案。使用双臂驱动马赫−曾德尔电光调制器的一个射频端口加载线性调频信号，产生宽带光学线性扫频信号，实现待测器件频响特性的快速扫描。调制器的另一个射频端口加载单音本振微波信号，实现扫频信号的下变频，进而通过模数转换器实现低频数字化探测。然后利用希尔伯特变换进行信号处理后，获得待测器件的幅频和相频响应。最后实验测试了一段长度3 km的非零色散位移光纤中的布里渊增益幅频和相频响应，测量时间仅需20 μs，频率分辨率可达20 kHz。
该文提出并验证了一种基于微波光子扫频的超快、高精度光学矢量分析技术方案。使用双臂驱动马赫−曾德尔电光调制器的一个射频端口加载线性调频信号，产生宽带光学线性扫频信号，实现待测器件频响特性的快速扫描。调制器的另一个射频端口加载单音本振微波信号，实现扫频信号的下变频，进而通过模数转换器实现低频数字化探测。然后利用希尔伯特变换进行信号处理后，获得待测器件的幅频和相频响应。最后实验测试了一段长度3 km的非零色散位移光纤中的布里渊增益幅频和相频响应，测量时间仅需20 μs，频率分辨率可达20 kHz。
2021, 50(4): 603-608.
doi: 10.12178/1001-0548.2020416
摘要:
动态系统的可靠性分析与故障诊断一直是可靠性领域的热点及难点问题，作为该领域热门的分析工具之一，动态贝叶斯网络(DBN)得到了充分的应用与开发。但是，现有的DBN算法受限于系统的失效分布类型，且建模难度也随着系统复杂度的增加而呈指数增长。针对以上问题，该文提出一种改进的动态贝叶斯网络概率表建模方法，在连续任务时间的条件下，实现动态系统的可靠性分析。然后，结合DBN双向推理算法，求解系统失效时部件失效的后验概率，并将计算结果应用于系统故障诊断及薄弱部件定位。最后，结合某电源系统的可靠性分析与故障诊断，验证了该方法的实用性。
动态系统的可靠性分析与故障诊断一直是可靠性领域的热点及难点问题，作为该领域热门的分析工具之一，动态贝叶斯网络(DBN)得到了充分的应用与开发。但是，现有的DBN算法受限于系统的失效分布类型，且建模难度也随着系统复杂度的增加而呈指数增长。针对以上问题，该文提出一种改进的动态贝叶斯网络概率表建模方法，在连续任务时间的条件下，实现动态系统的可靠性分析。然后，结合DBN双向推理算法，求解系统失效时部件失效的后验概率，并将计算结果应用于系统故障诊断及薄弱部件定位。最后，结合某电源系统的可靠性分析与故障诊断，验证了该方法的实用性。
2021, 50(4): 609-615.
doi: 10.12178/1001-0548.2021082
摘要:
微流控检测作为一种新型生化检测平台，具有快速、低成本的检测优势，得到了广泛关注，微流控富集技术对改善微流控检测系统的灵敏度具有重要意义。该文从能实现电动控制样本驱动功能的双T型通道出发，研究了该结构对荧光离子和皮质醇适配体的富集效果，发现了该结构针对不同尺度的物质具有不同的富集效应和富集区域。针对尺寸相对较大的分子类物质，可以在较低的电压下实现局部区域的快速富集，且富集区域远离电极，并利用该富集效应，完成了双T型通道对浓度为0.1 μg/mL的皮质醇的荧光检测。
微流控检测作为一种新型生化检测平台，具有快速、低成本的检测优势，得到了广泛关注，微流控富集技术对改善微流控检测系统的灵敏度具有重要意义。该文从能实现电动控制样本驱动功能的双T型通道出发，研究了该结构对荧光离子和皮质醇适配体的富集效果，发现了该结构针对不同尺度的物质具有不同的富集效应和富集区域。针对尺寸相对较大的分子类物质，可以在较低的电压下实现局部区域的快速富集，且富集区域远离电极，并利用该富集效应，完成了双T型通道对浓度为0.1 μg/mL的皮质醇的荧光检测。
2021, 50(4): 616-626.
doi: 10.12178/1001-0548.2020441
摘要:
百度提供了迁徙规模指数以反映迁入或迁出某一特定地域的人口规模，成为经济地理科学与流行病学的重要研究依据。然而该指数仅为一个无量纲数，其构造方法目前尚未公开。该文将此指数假定为实际迁徙人口的可微函数映射，利用迁徙数据中的一个内蕴等式，反演出实际迁徙人口与该指数满足简单正比关系y=kx。通过迁徙人口的离散特征和费马−欧拉定理推导得到迁徙人口的高概率互质特性，结合真实数据进行参数估计，得到线性关系的比例系数k为3.24×10−5。在全部数据记录上考察了内蕴等式的可信程度：当考虑舍入误差时，93.81%的市际迁徙记录、82.65%的市−省迁徙记录和84.87%的省际迁徙记录完全支持内蕴等式；其余违例记录的误差峰值为357人，对应相对误差约0.5%，轻微的违例程度显示这种线性映射模型是自洽的。
百度提供了迁徙规模指数以反映迁入或迁出某一特定地域的人口规模，成为经济地理科学与流行病学的重要研究依据。然而该指数仅为一个无量纲数，其构造方法目前尚未公开。该文将此指数假定为实际迁徙人口的可微函数映射，利用迁徙数据中的一个内蕴等式，反演出实际迁徙人口与该指数满足简单正比关系y=kx。通过迁徙人口的离散特征和费马−欧拉定理推导得到迁徙人口的高概率互质特性，结合真实数据进行参数估计，得到线性关系的比例系数k为3.24×10−5。在全部数据记录上考察了内蕴等式的可信程度：当考虑舍入误差时，93.81%的市际迁徙记录、82.65%的市−省迁徙记录和84.87%的省际迁徙记录完全支持内蕴等式；其余违例记录的误差峰值为357人，对应相对误差约0.5%，轻微的违例程度显示这种线性映射模型是自洽的。
2021, 50(4): 627-633.
doi: 10.12178/1001-0548.2020440
摘要:
目前鲁棒性指标的研究主要针对单一网络，而对相依网络的探究较少。为此，该文对鲁棒性研究中几个常用的鲁棒性指标进行探究，针对相依网络级联失效过程，提出了基于最大连通子图相对效能的鲁棒性度量指标，并通过仿真实验验证其合理性。结果表明，相比现有常用指标，该指标能更准确地衡量相依网络在级联失效过程中的鲁棒性变化，可适用于大规模相依网络中基于仿真的鲁棒性分析。
目前鲁棒性指标的研究主要针对单一网络，而对相依网络的探究较少。为此，该文对鲁棒性研究中几个常用的鲁棒性指标进行探究，针对相依网络级联失效过程，提出了基于最大连通子图相对效能的鲁棒性度量指标，并通过仿真实验验证其合理性。结果表明，相比现有常用指标，该指标能更准确地衡量相依网络在级联失效过程中的鲁棒性变化，可适用于大规模相依网络中基于仿真的鲁棒性分析。
2021, 50(4): 634-640.
doi: 10.12178/1001-0548.2021079
摘要:
在重复囚徒困境中，零行列式策略是一种能够单方面控制博弈双方收益关系的策略，其中剥削策略总是能够获得一个不小于对手的收益。该文基于复制−期望的混合演化规则，研究了合作策略、背叛策略和零行列式策略在方格网络上的演化动力学。通过蒙特卡洛仿真，发现在混合演化规则下，剥削策略能够有效地促进方格网络上合作行为的涌现。通过对演化过程的微观分析，发现“合作−剥削联盟”的存在帮助了合作策略抵制背叛策略的入侵，并且剥削系数对合作策略在方格网络上的扩散有着非单调的作用。
在重复囚徒困境中，零行列式策略是一种能够单方面控制博弈双方收益关系的策略，其中剥削策略总是能够获得一个不小于对手的收益。该文基于复制−期望的混合演化规则，研究了合作策略、背叛策略和零行列式策略在方格网络上的演化动力学。通过蒙特卡洛仿真，发现在混合演化规则下，剥削策略能够有效地促进方格网络上合作行为的涌现。通过对演化过程的微观分析，发现“合作−剥削联盟”的存在帮助了合作策略抵制背叛策略的入侵，并且剥削系数对合作策略在方格网络上的扩散有着非单调的作用。
