联邦学习全局模型和个性化模型的现状与展望

【目的】联邦学习是目前的研究热点,本文从模型架构角度出发综述近年来联邦学习方法的研究和进展。【文献范围】本文采用关键词检索和引文二次检索的方法从国际计算机类期刊、会议中收集论文。【方法】在简单讨论联邦学习的定义、架构以及三种异质性问题的基础上,从模型架构角度出发,将联邦学习算法分为学习全局模型和学习个性化模型两大类,进一步讨论两大类别中的联邦学习方法所用数据集、对异构问题的解决以及方法优缺点。【结果】现有的联邦学习方法,可以学习泛化性能强大的全局模型,也可以学习个性化的局部模型。目前研究人员对数据异构问题的关注多于设备异构问题,在测试时所用数据集通常为常规机器学习数据集。【结论】联邦学习领域发展迅速,但仍存在异构问题研究不足、基准测试不成熟的问题,相信未来会有更多在真实场景中针对联邦异构问题的解决方案。

功率器件集总参数热路模型及其参数提取研究

为准确计算功率器件运行温度,在热平衡原理和热电类比理论基础上,提出功率器件集总参数热路模型。为实现模型等效热路参数的提取,设计相关温升实验平台,并基于遗传算法对热路模型进行辨识。研究结果表明,辨识方法能够有效克服功率器件等效热路参数难以确定的问题,揭示模型参数随电流等级及散热器规格变化的规律。在获得模型参数变化规律后,即便未知功率器件的实验温升曲线,所提模型也可准确计算器件温升的动态过程,克服传感器直接测温所带来的弊端,尤其适合在传感器固定困难及测量精度易漂移的场合应用。

甘蓝型油菜雄性不育基因转化体系的探索

用携带ＴＡ２９—Ｂａｒｎａｓｅ雄性不育基因的农杆菌转化“双低”花培油菜，获得了大量转基因植株。用油菜的带柄子叶及下胚轴等外植体与携带载体质粒的农杆菌共培养后，将其转移到诱导愈伤组织及芽的培养基上培养，并同时进行卡那霉素的抗性筛选，２～４周后，在子叶柄基部及愈伤组织上出现小丛芽，将其切下转入Ｂ５加卡那霉素的培养基中进一步筛选并生根，再将生根的正常绿色植株移栽于花盆中。在五叶期，用５０ｍｇ／ｍ１的卡那霉素注射于真叶的叶脉中，进一步筛选，可得到完全正常的绿苗，说明卡那霉素抗性标记基因（ＮＰＴⅡ）已转入油菜植株，进一步的植株鉴定及分子生物学检测另文详述。

多效唑对提高油菜花药培养诱导花粉胚的影响

在采用液体漂浮分步培养方法进行甘蓝型油菜花药培养诱导胚状体的过程中，在不同时期，加入适量的多效唑，对胚状体的形成具有促进作用，其中在预处理中加入１ｍｇ／Ｌ和在第一、第二培养基中各加入０．５ｍｇ／Ｌ的多效唑，效果最好，其诱导率可从７１．５％提高到４１１．１％。

甘兰型油菜双低品种抗病毒遗传转化的研究

用携带植物抗病毒基因表达载体ｐＢＴＵ的农杆菌转化油菜花培双低品种Ｈ０９０．Ｈ１６６，获得了大量转基因植株。载体质粒ｐＢＴＵ上有卡那霉素抗性标记基因（ＮＰＴⅡ）和ＣａＭ３５Ｓ启动子控制的芜菁花叶病毒ＴｕＭＶ－ｃｐ外壳蛋白基因，用品种Ｈ０９０和Ｈ１６６的带柄子叶与携带载体质粒的农杆菌共培养后，将其转移到含有６－ＢＡ１－１０ｍｇ／ｌ的ＭＳ培养基中，７～１５天后又将其转移到含有６－ＢＡ１－１０ｍｇ／ｌ的ＭＳ加卡那霉素１０ｍｇ的培养基上培养筛选２～３周后，在子叶柄基部出现小丛芽，将其切下转入Ｂ５加卡那霉素１０ｍｇ的培养基中进一步筛选并使转化体生根，将生根的正常绿色植株移栽于花盆中，接种ＴｕＭＶ进行攻毒试验，这些植株未出现发病现象，将未发病的自交种子，播种于含有卡那霉素的Ｂ５培养基上再一次进行抗性鉴定，均未出现白化苗。结果表明：卡那霉素抗性标记基因（ＮＰＴⅡ）已转入油菜植株。

分立型功率MOSFET结温估计的非线性热网络模型和参数辨识方法

分立型功率MOSFET是一类重要的电力电子器件,结温估计对于其安全运行具有重要意义。传统结温估计模型将功率器件壳温测量值作为解算的边界条件,对温度传感器安装可靠性要求较高,故当其应用于体积小巧的分立型功率MOSFET时,所得结温估计结果容易因传感器脱落而不可靠。为此,该文提出针对分立型功率MOSFET结温估计的非线性热网络模型。该模型利用较易测量的功率器件环境温度作为边界条件,计及非线性热对流和热辐射作用,有效描述器件与环境之间的换热过程。为克服模型热参数难以获取问题,提出模型参数的辨识方法,证明了辨识目标函数的凸函数特性。利用原对偶内点法,获得参数辨识的全局最优解,有效确定模型热参数。相关实验表明,所提模型能够在壳温测量不可靠时,提高分立型功率MOSFET结温工程估计的可靠性。

功率器件主动热控制的PI参数优化方法

为了提高功率器件结温控制精度,提出了功率器件主动热控制的参数优化方法。基于功率器件主动热控制原理和热网络模型,构建比例-积分(PI)参数优化的目标函数。利用遗传算法对目标函数进行求解,获得最优PI参数。为了验证方法的有效性,以功率MOSFET构成单相全桥电路,以电流动态限幅为手段,在不同的电流限幅最大值、器件初始结温和环境温度等情况下,对功率器件进行了主动热控制仿真与实验。结果表明,该文PI参数优化方法能够提升功率器件结温控制准确性。

GWAC海量星表数据处理的数据库系统选型研究

为应对我国的宽视场地基广角相机阵在大数据管理和实时处理上带来的挑战,提出一种基于列存储数据库Monet DB的时序数据处理与管理系统设计方案。本方案充分利用Monet DB兼具数据处理和管理于一体的数据库平台特点,通过将交叉认证等核心数据处理算法内嵌于数据库中,从而实现将"计算带到数据中"的设计理念。同时,对本方案开展了多项关键技术的研究与测试:TPC-H基准性能测试;大数据加载能力测试及优化研究;基于Monet DB的Zone算法实现与测试;可定制函数开发功能的测试。初步的预研结果表明,列存储切实可行,同时对本设计方案作详细的介绍。提出的基于列存储Monet DB数据库设计的海量星表数据处理应用方案,是高效的数据处理与管理为一体的天文数据库解决方案。

基于功率器件壳温估计的逆变电路动态限流方法

针对分立型功率器件构成的逆变电路,提出了一种基于器件壳温估计的动态限流方法。该方法首先构造了器件壳温估计的非线性热路模型;再建立了用于辨识该模型热学参数的目标函数,并通过原对偶内点算法对目标函数进行了求解;最后利用模型估计得到的器件壳温,实现逆变电路的动态限流。设计了相关实验平台,对所提方法进行了实验验证。相关结果表明,非线性热路模型能够有效描述功率器件壳温的动态变化,参数辨识可有效获得难以理论计算的热路模型参数。所提动态限流方法能够有效提升器件的热安全性和逆变电路的带载能力。相比传统逆变电路动态限流方法,所提方法无需实时测量器件壳温。因此当器件壳温测量不可靠时,所提方法具有明显优势。

家庭护理健康教育对肾病综合征出院患儿的影响

目的探讨家庭护理健康教育对肾病综合征出院患儿的影响。方法 240例肾病综合征患儿随机分为对照组90例和干预组150例,对照组给予常规健康教育,干预组在此基础上给予家庭护理健康教育。比较两组患儿出院后的疾病复发情况、遵医服药、复诊依从性及复发诱因。结果干预组复发率低于对照组(P<0.05),遵医服药及复诊依从性高于对照组(P<0.01),且复发诱因少于对照组(P<0.05)。结论家庭护理健康教育可提高肾病综合征患儿及其家长出院后的治疗依从性,有效降低疾病复发率,改善生活质量。

数据驱动的材料智能设计平台研究与应用

【目的】新科研范式下,基于大数据的人工智能技术为加速新材料设计与发现提供了新的方法与视角,为材料领域研究人员提供了一个可用的材料智能设计平台,对于新材料的发现与性能优化具有重要意义。【方法】本文提出一种基于数据驱动的材料智能设计平台的整体架构,阐述应用平台开展新材料设计和优化的关键技术及相关工具,并给出该平台在材料领域的应用案例。【结果】材料智能设计平台及其应用加快了新材料设计与性能优化的进程,同时也为科研人员提供了一种交互式、插件式的开发环境。【局限】材料领域数据的多源异构、样本小、含噪声且数据关系复杂等特点给模型训练效果产生一定的影响,未来希望在数据规范和小样本训练方面进行更多探索。【结论】本文所提出的材料设计平台为材料领域实现科研范式变革提供了理论依据和示范作用。

垂直领域知识图谱构建及应用平台的设计与实现

【目的】知识图谱可以将客观世界的实体、概念、关系等抽象成图数据结构,是垂直领域建模和应用的研究热点,本文研发和实现了从资源调度、知识图谱构建到应用场景全过程的自动化和一体化平台。【方法】以微服务架构的方式部署了数据处理、算法仓库及知识图谱公共组件,采用了低耦合、高内聚和多层次的架构以提升平台处理知识抽取、存储与应用等不同任务时多模块间的协作能力,将计算资源虚拟化以提升初始化、生产与日常维护等平台的不同使用阶段的资源调度能力。【结果】建成和部署了垂直领域知识图谱构建及应用平台,提供了数据处理、自动化知识抽取、图计算及扩展、图表示学习及应用等功能。以金融领域产业链知识图谱的构建及表示学习应用的过程为例,验证了平台的可用性。【结论】该平台实现了垂直领域知识图谱从构建、图表示学习到领域应用的全流程覆盖,有效地降低了用户的使用难度,提高了资源的利用效率,也可以扩展到其它垂直领域。

蝴蝶兰研究综述

主要从蝴蝶兰栽培技术研究、组织培养和快繁技术研究以及遗传多样性研究等方面对观赏植物蝴蝶兰现阶段研究情况进行了简要地综述,并对后续的研究工作提出相关建议。

芥菜型油菜遗传基因转化技术初探

用携带目的基因的农杆菌转化芥菜型油菜生产品种８８－１２２、８８－２４２，获得了大量转基因植株。用芥菜型油菜的带柄子叶与携带载体质粒的农杆菌共培养后，将其转移到诱导芽的培养基上培养，并同时进行卡那霉素的抗性筛选。２～４周后，在子叶柄基部出现小丛芽，当正常小苗长至２ｃｍ高时，将其切下转入Ｂ５加卡那霉素的培养基中进一步筛选并生根，将生根的正常绿色植株移栽于花盆中。在五叶期，用５０ｍｇ／ｍｌ的卡那霉素注射于真叶的叶脉中，进一步筛选，可得到完全正常的绿苗，说明卡那霉素抗性标记基因（ＮＰＴⅡ）已转入油菜植株，进一步的植株鉴定及分子生物学检测另文详述。

二硫化钼纳米片/碳纳米纤维杂化材料的制备及其析氢性能

以碳纳米纤维(CNFs)作为负载基体和反应器采用静电纺丝技术和碳化工艺生长和调控二硫化钼(MoS_2)纳米片。通过改变前驱体溶液浓度来调控纳米片的形貌和结构,利用MoS_2纳米片的高催化活性和CNFs高比表面积、良好的稳定性以及高电导率的协同作用,研究不同形貌和结构的杂化纳米材料在电催化析氢方面的应用,探索杂化材料形貌与性能之间的潜在规律。运用多种分析测试技术对制备得到的纳米杂化材料进行表征,并对所制备的MoS_2/CNFs杂化材料的电催化析氢性能(HER)进行研究,研究表明近似皮芯结构的MoS_2/CNFs-10杂化材料的电催化析氢性能最好,初始析氢过电位在220 mV,Tafel斜率为110m V·dec^(-1)。

珍稀植物狭果秤锤树群落木本植物种间联结性及群落稳定性研究

在珍稀植物狭果秤锤树集中分布地设置0.5 hm^2的固定样地,采用相邻格子法进行野外调查,在2×2联列表基础上,运用x2和W检验,联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)的种间联结性分析和M.Godron群落稳定性测定方法,对狭果秤锤树群落中频度较高的24个木本植物优势种,276个种对间的联结性及群落稳定性进行了研究,以评价狭果秤锤树这一稀有种群的种间关系及群落稳定性。联结性分析表明,群落总体联结性VR(方差比率)>1,检验统计量W≤x_(0.05(50))~2,显示群落木本种群间表现出净的正关联,但未达到显著水平。联结性测定指标显示,狭果秤锤树与大多种群关联不显著,表现出相对独立性和随机性,关系松散。群落稳定性比值为35/65,远离20/80,表明群落总体不稳定。狭果秤锤树群落尚未达到稳定阶段,急需加强保护。在物种就地保护和回归实践中,可选择和保护与之正联结的物种,建立适宜的生存环境以达到更好的保护效果。

GNA和α-PAP双抗表达载体的构建及对烟草的遗传转化

将带有启动子GaMV35S、终止子Nos ter的雪花莲凝集素基因GNA插入到已构建好的植物表达载体pBI121/α PAP上,构建成双抗表达载体pBI121/GNA+α PAP,并采用农杆菌介导法将其转化进入烟草红花大金元,获得了卡那霉素筛选的抗性植株,通过PCR扩增验证,烟草基因组中含有这两个抗性基因。

含周期性脉冲噪声的低压电力线噪声建模研究

传统峰式马尔科夫链模型不能应用于含有周期性脉冲噪声的电力线噪声建模中,所以提出了一种新型低压电力线噪声建模方法,该方法将电力线噪声分为脉冲群内噪声和脉冲群外噪声2类。脉冲群内噪声使用峰式马尔科夫链建模,脉冲群外噪声使用传统马尔科夫链建模。仿真结果表明,新型电力线噪声模型所构造出的电力线噪声不仅在统计规律上与真实噪声相同,而且在时域波形上也有极高的相似度。

某部队幼儿园3~7岁儿童生长发育评价

目的 了解某部队幼儿园学龄前儿童的生长发育状况,为指导学龄前儿童的保健工作提供依据。方法 对某部队幼儿园306名3~7岁学龄前儿童进行体格检查,并采用Z分法进行相关评价和分析。结果 各年龄组男童、女童的身高、体质量与2005年全国标准相比较,6~7岁年龄组差异具有统计学意义。采用Z分法对身高、体质量和头围3个生长发育指标进行分级评价表明,每一项生长发育指标均以中等水平所占比例最高。肥胖者和超重者在各个年龄组中均有发生,并随着年龄的增长呈现逐渐升高的趋势,其中在6~7岁的儿童中发生率最高,分别达到30.8%和20.5%。消瘦者和低体质量者除了在6~7岁年龄组中未出现外,3~〈4岁、4~〈5岁、5~〈6岁3个年龄组中均有发生,并随着年龄的增长呈现逐渐降低的趋势,其中在3~〈4岁年龄组中发生率均为2.4%。在3~〈4岁和4~〈5岁年龄组中存在生长迟缓的现象,分别占2.4%和2.2%。结论 该部队幼儿园中的3~7岁学龄前儿童总体生长发育情况良好,但仍存在营养过剩和营养不良等问题,这是今后部队幼儿园儿童保健工作的重点。

天文大数据挑战与实时处理技术

超大型天文观测技术的出现不仅能够让研究人员观测到新的天文现象,更能用于验证已有物理模型的正确性.这些最新天文成果的发现是建立在海量天文数据的近乎实时产生、管理与分析的基础上,因此给目前的数据管理系统带来了新的挑战.以我国自主研发的地基广角相机阵(the ground-based wide-angle camera array,GWAC)天文望远镜为例,15s的采样和处理周期都处于短时标观测领域的世界前列,但却对数据管理系统提出了很多问题,包括多镜头并行输出数据管理、实时瞬变源发现、当前观测夜数据的秒级查询、数据持久化和快速离线查询等.基于上述问题,设计了分布式GWAC数据模拟生成器用于模拟真实GWAC数据产生场景,并基于产生的数据特性,提出一种两级缓存架构,使用本地内存解决多镜头并行输出、实时瞬变源发现,使用分布式共享内存实现秒级查询.为了平衡持久化和查询效率,设计一种星表簇结构将整个星表数据划分后聚集存储.根据天文需求特点,设计基于索引表的查询引擎能从缓存和星表簇以较小的代价对星表数据查询.通过实验验证,当前方案能够满足GWAC的需求.