面向多模态数据的新型数据库技术专题前言

以数字技术为标志的新一轮科技革命方兴未艾,将人类带入数字经济时代.全球各行各业数据量呈现爆炸式增长,数据类型和数据格式也呈现多种形式,例如结构化关系表、半结构化JSON/XML、非结构化文本/图像/视频,以及图数据、流数据和时序数据等.这要求数据库系统能够同时高效地管理多种不同类型的数据.多模态数据管理与分析成为亟需解决的问题.目前的方法主要通过拓展现有的数据库或通过集成各种不同模态数据管理引擎来支持多模态数据管理与分析,缺少新颖的理论、方法与技术的支撑.本专题围绕多模态数据管理与分析的整个生命周期,通过结合大数据技术和人工智能方法探讨新型数据库系统理论、方法和技术,包括多模态数据统一建模、存储与索引、查询与挖掘、并发控制、多模态数据库系统构建及其典型应用等主题,赋予数据库系统新的管理能力,形成多模态数据管理与分析在各行各业的最新应用成果.

多算法融合的高性能稀疏特征点匹配研究型实验设计

影像间特征点匹配是图像处理领域的基础问题,是实现目标识别、影像拼接、三维重建、机器视觉等功能的基础。针对基于深度学习的SuperPoint特征点匹配算法具有很强的特征描述能力但特征点检测精度不高的问题,提出将SIFT亚像素特征点检测算法与SuperPoint特征描述相结合,改进SuperPoint提取的特征点精度,同时保留其强大的特征描述能力,最后通过SuperGlue特征匹配网络实现特征点的匹配筛选,从而得到多算法融合的高性能稀疏特征点匹配算法。实验测试结果表明,新方法获得的匹配点对数量是SIFT匹配算法的2.04倍,且对称极线距离小于等于10^(-4)的匹配点对比例较SIFT匹配算法提高了7.2%,对比其他ORB、SuperPoint等经典算法,新算法总体性能有一定提升。

支持访问行为身份追踪的跨域密文共享方案

作为在云环境下被广泛应用的密文数据授权访问机制,密文策略属性基加密(ciphertext-policy attribute-based encryption,CP-ABE)具有细粒度、1对多和拥有者可控的特点.由于多个用户可能拥有相同属性集合,传统属性基加密机制难以追溯到滥用解密权限的恶意授权用户身份.虽然现有研究解决了恶意用户的特定解密权限滥用行为(白盒攻击与黑盒攻击)的身份追踪问题,但仍难以实现针对授权用户访问行为的身份追踪,这将导致潜在的安全风险和数据访问知情权合规性问题.为了在现实应用场景中实现密文数据访问行为身份追踪,方案基于密文策略属性基加密机制构造跨域密文共享方法,通过数字签名和交互式外包解密流程将可追踪密钥和授权用户访问行为绑定为访问请求,并利用区块链的不可篡改性实现访问请求的完整性保护.为了解决引入区块链所导致的访问行为身份追踪效率低下问题,方案引入加密倒排索引结构以优化区块遍历效率,并通过BLS签名和隐私集合交集思想实现索引查询的隐私保护.理论分析和实验验证表明所提方案是实用与高效的.

数据库索引调优技术综述

索引调优是数据库调优的重要组成部分,一直受到广泛关注.由于索引调优问题的理论复杂性和大数据时代的到来,通过DBA手动调优的方案已经无法满足现代数据库的发展需求,调优方案逐渐开始向自动化、智能化的方向发展.随着机器学习技术的发展,越来越多的索引选择方案开始引入机器学习技术,并取得了一定的研究成果.将索引调优问题的解决方案归结为一种基于搜索的调优范式,归纳了其研究内容,阐述了其面临的挑战,对调优范式内的索引配置空间的生成、索引配置的评价以及索引配置的枚举与搜索3方面的研究成果进行了归纳、总结和对比.对动态工作负载下的索引选择问题(index selection problem,ISP)所面临的新挑战进行了分析,并基于在线反馈控制回路框架对其解决方案进行梳理.讨论了索引调优工具的发展与现状,通过对现有研究的分析论述,为后来研究者提供参考和研究思路,并对索引选择方案的未来进行了展望.

深度学习实时视频超分辨率重建实验设计

针对现有视频超分辨率重建深度学习网络结构复杂、实时性差的实验问题,设计了基于深度学习的实时视频超分辨率重建实验。提出将Ghost-Module结构应用于循环递归神经网络,并借助改进的残差学习结构加速网络收敛,实现了视频超分辨率的实时重建。实验结果表明:新算法的运算速度为FRVSR算法的5.4倍;在参数量与TOFlow算法相近的基础下,运行速度是TOFlow模型的34.5倍,是高性能算法DUF-52L的28.8倍;针对480×270低分辨率视频影像可实现24 f/s的实时4倍超分辨率重建。所设计的轻量级循环卷积视频超分辨率重建网络在保证视频超分辨率重建质量的基础上极大地提高了重建速度。

红色文化深度融入党性教育路径探赜

红色文化是见证我党百年发展进程的重要载体,更是开展党性教育最珍贵的生动教材,具有育人、资政和兴党的重要意义。党性教育是中国共产党人自我革命的重要抓手,对永葆党员队伍的纯洁性具有重要的作用。红色文化深度融入党性教育,不仅能充分展现红色文化的价值意蕴,更能提升中国共产党人党性教育的实际成效。从目前红色文化融入党性教育的实效来看,二者在整合利用、理论系统、方式方法和体制保障等方面存在诸多难点。基于此,本文从打造教育基地、强化教育体系、创新融合模式、追踪学习实效等四个方面入手,深入探析红色文化深度融入党性教育的基本路径,从而全方位增强党性教育的吸引力、感染力和驱动力。

精度大幅提升的低成本单频GPS定位实验设计

设计了能大幅提高精度的低成本单频GPS定位实验,并提出联合伪距双差与载波双差的解算算法,求解出浮点型的双差整周模糊度,从而得到相对于参考站接收机的用户接收机偏移量;在解算过程中利用数字叠加平均提高了双差整周模糊度的解算精度。针对载波双差观测方程及秩亏问题进行了实验,结果表明,新方法动态定位精度小于0.5 m,动态定位精度相对传统双差定位算法提高大约70%。提出的联合伪距双差与载波双差的解算方法及结合数字叠加平均提高双差整周模糊度解算精度的方法,有效地实现了相对高精度的低成本单频GPS定位。同时,低成本单频GPS定位实验可用于本科实验教学。

红色文化的育人功能及其实现

红色文化是中国共产党在百年奋斗进程中遗留下来的不可再生的“活化石”,对资政、育人和兴党具有不可替代的独特功能。红色文化育人内涵丰富而深厚,其所蕴含的政治内涵、精神内涵和文化内涵,具体表现为中国共产党鲜明的政治底色、中华民族特有的精神底气和中华文化深厚的文化底蕴。该文从价值、情感和行为3个维度阐述红色文化育人功能的表现,并从“红色文化+教育内容”“红色文化+实践教学”“红色文化+互联网”等方面着力,全方位、全过程推进红色文化育人的实践向度,对于巩固红色江山、赓续红色基因、弘扬红色文化具有重要的理论价值与现实意义。

高血压共患焦虑抑郁的中医证型特点分析及ET-1、hs-CRP、PP的证型分布规律探索

目的探讨高血压(HT)共患焦虑抑郁患者的证型分布特点,分析ET-1、hs-CRP、PP的证型分布规律。方法收集332例患者中有227例符合纳入标准,其中肝火亢盛型58例、阴虚阳亢型61例、痰湿壅盛型57例、肝郁脾虚型51例,采用焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)分别予以评分,评估焦虑、抑郁状况,对其结果进行统计分析。结果肝火亢盛型、阴虚阳亢型、肝郁脾虚型与焦虑状态呈负相关,痰湿壅盛型与抑郁状态呈负相关。SAS评分关联证型排序为肝火亢盛型>阴虚阳亢型>肝郁脾虚型>痰湿壅盛型;SDS评分关联证型排序为痰湿壅盛型>肝郁脾虚型>肝火亢盛型>阴虚阳亢型。肝火亢盛型、痰湿壅盛型的ET-1水平明显增高,P<0.05;阴虚阳亢型、痰湿壅盛型的hs-CRP水平增高,P<0.05;阴虚阳亢型的PP水平显著增大,P<0.05。结论HT共患焦虑抑郁患者各证型具有各自的临床分布特征,ET-1、hs-CRP、PP水平呈现出相应的证型分布趋归性。

基于对象代理的大数据共享可信数据湖平台

随着数据型科学研究的快速发展及数据共享理念的推动,科学数据管理平台的建设得到了越来越多的重视.然而,由于科研数据量的增加和形式的多样性,传统的科学数据管理平台已不能满足用户对于数据组织服务的个性化需求.此外,数据湖作为一种新型的数据集中式存储库受到了工业界和学术界的广泛关注,它允许从多个数据源中摄入数据,并以原生格式进行存储.在数据湖架构的支撑下,本文主要基于对象代理数据库设计并实现了一种个性化的大数据共享可信数据湖平台.该平台支持多源异构原生数据的存储,实现了元数据管理、数据集检索等高效的数据存储和管理功能;基于对象代理数据模型,设计了合适的基本类和代理类,并结合对象代理数据库的更新迁移机制,实现了个性化数据空间管理及数据自动推送功能;在数据安全方面,利用数据去重技术进行重复数据删除,大大减少了存储消耗.

在线教育环境中学习共同体研究综述

随着信息技术与教育的深度融合,蓬勃发展的在线教育已成为教育信息化进程的新常态,并产生了海量的教育数据,但也面临辍学率高、课程完成率低、监管不足等问题,因此如何对海量教育数据进行挖掘和分析是解决这些问题的关键.学习共同体是以学习者为核心要素的学习组织,强调学习过程中学习者之间互动交流、资源共享以及协作学习等行为,从而完成共同的学习任务或目标.对在线教育环境中学习共同体的研究进行回顾、分析和展望.首先,介绍在线教育环境中学习共同体的背景与重要性.其次,介绍不同学科中学习共同体的定义.然后,总结同质、异质和混合3种类型学习共同体的构建方法.接着,从共享、协作和激励3个方面讨论学习共同体的管理机制.最后,探讨和展望学习共同体未来的研究方向.

新型电力系统下大规模新能源接入配电网的线损变化趋势分析

分布式光伏发电具有随机性、波动性、地域性等特点,接入配电网中会造成功率波动,进而影响配电网的电能损耗。但是现有的电网线损计算分析并未考虑大规模新能源接入对线损的影响,如果沿用现有方法进行计算及开展接入工作则会造成较大的误差。本文针对分布式光伏发电近年来在贵州爆发式增长的现状及当前并网情况,从分布式光伏发电特征、台区用电特征等方面展开分析,并对光伏接入对台区线损影响进行理论计算与仿真分析;文中以光伏接入电网的实际台区为例,通过历史数据比对和现场应用情况分析,从接入位置、接入容量等方面进行相关验证;最后,总结分布式光伏接入配电网对分线、分台区线损的影响趋势并提出相应策略,为贵州电网10千伏及以下分布式光伏接入系统的方案提供参考依据。

大直径盾构隧道分块型K管片接触面力学性能的试验研究

利用单圆大直径盾构隧道扩建地铁车站时,采用了预先分为3块的分块型K管片。为了研究分块型K管片接触面的力学性能,按照接触面保留原型、边界由弧形简化为矩形的原则制作试件,在实验室进行加载试验。试验结果表明:当组合荷载达到一定值时,分块间接触面达到滑移临界点,此时接触面间的摩擦由静摩擦变为滑动摩擦,接触面间产生相对位移,混凝土和螺栓的应变陡增,螺栓被卡住。结合试验建立试件的三维几何非线性接触数值模型,对接触面达到滑移临界点时的组合荷载进行模拟分析,得到分块型K管片不同材料接触面的临界轴力弯矩组合包络线,用以判断不同轴力弯矩组合对分块型K管片结构稳定性的影响,为扩挖车站结构的设计与施工提供理论指导和参考。

基于对象代理模型的工作流视图实现

工作流视图源自数据库的视图概念,主要为了支持 Web服务环境中工作流的互操作性和对外界面的柔软性,以适应各种不同应用的需要.然而,目前还没有一种很好的工作流视图的实现机制.该文提出用对象代理模型来实现工作流视图,主要包括工作流相关类的代理类以及代数操作的定义.根据 XML过程定义语言(XPDL)的过程元模型,可以用这些代数操作为工作流的每一个类导出各种所需的代理类,实现柔软的工作流视图.

新时代中国共产党意识形态观的体系建构研究

中国共产党的意识形态观是我们党在领导中国革命、建设和改革开放过程中形成的关于意识形态的总的观点和根本看法。放眼中国共产党意识形态观树立和运用的历史进程,我们党在意识形态领域的实践探索中积累了许多值得珍视并能够启迪未来的宝贵经验。新时代背景下,面对意识形态领域出现的前所未有的挑战、考验和冲击,亟需从加强顶层设计、自觉遵循规律、坚持建管结合三个层面着力,构建适合我国独特文化传统的、符合我国独特基本国情的、具有我国独特优势特点的意识形态观,有效破解意识形态领域存在的突出问题。

经颅直流电刺激联合舍曲林对抑郁患者认知功能、神经递质水平及睡眠状况的影响

目的:探讨经颅直流电刺激(Transcranial direct current stimulation,tDCS)联合舍曲林对抑郁(Major depressive disorder,MDD)患者的治疗效果。方法:将2020年1月至2023年6月收治的MDD患者84例纳入研究,按照随机单双号分为药物组(单号)与联合tDCS组(双号)各42例,药物组采用盐酸舍曲林片与伪刺激治疗,联合tDCS组采用盐酸舍曲林片联合tDCS治疗。比较两组治疗效果,治疗前后抑郁程度[认知扭曲问卷(Cognition distortions questiosaire,CDQ)、汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale,HAMD-17)]、认知功能[数字划销测验(Cancellation Test,NCT)、威斯康星卡片分类测验(Wisconsin card sorting test,WCST)]、神经递质水平[γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE)、五羟色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)和多巴胺(Dopamine,DA)]和睡眠状况[阿森斯失眠量表(Athens insomnia scale,AIS)、匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh Sleep Quality Index,PSQI)]变化。结果:联合tDCS组治疗有效率(88.10%)显著高于药物组(69.05%)(P<0.05);治疗后,联合tDCS组CDQ评分、HAMD-17评分、AIS和PSQI评分低于药物组(P<0.05),NCT正确个数、净分、WCST总应答数、正确应答数和完成分类数高于药物组(P<0.05),NCT错误个数、漏划个数和WCST持续性错误数低于药物组(P<0.05);联合tDCS组GABA、NE、5-HT和DA水平显著高于药物组(P<0.05)。结论:tDCS联合舍曲林能有效缓解MDD患者抑郁症状,提升认知功能、神经递质水平,改善睡眠状况。

基于对象代理数据库的微生物信息服务系统

提出了一种采用对象代理数据库实现微生物数据管理的新方法。该方法将微生物菌种资源数据的共性描述信息定义为基本微生物对象,其代理对象可以用来表示微生物菌种资源分类的多样性,并定义不同菌种的特性性状信息,也可以用来定义微生物资源不同类别的扩展关联信息;通过对象更新迁移可以支持数据动态分类,利用对象视图机制可以支持模式演化,跨类查询机制则实现了高效的数据检索;实现了一个基于对象代理数据库的微生物信息服务系统。实验测试表明,该方法比传统方法更有效。

新农村建设中的乡村治理机制探析

在村民自治的实践过程中,各地都进行了一些有益的探索,但是由于忽视中国各地区之间社会资源拥有量和经济发展水平的不同,教条主义地把村民自治实施到不同的地区,从而造成了乡村治理的危机。只有摒弃那种理想化的唯制度论,理论联系实际,因地制宜地进行制度创新,才能为新农村建设提供一个好的微观制度基础,促进农村地区的和谐发展。

一个基于对象代理模型的多表现地理信息系统

文中提出了一种基于对象代理模型的实现多表现GIS的新方法。通过地理对象的代理对象来定义多表现,因此代理对象可以用来表示对象的视角多样性和角色多样性。通过对象更新迁移可以支持动态分类和系统一致性维护。另外,对象及其代理对象之间的双向指针使得跨类查询变得非常容易,从而可以扩展查询的范围。文中实现了一个基于对象代理模型的多表现GIS原型,性能测试表明该方法比传统的方法更加有效。

可信数据库—概念、发展和挑战

数据库的可信性正受到越来越多的关注。综述了国内外研究成果,提出了可信数据库的基本概念。对保证数据库可信性的访问控制、密文查询、隐私保护机制的研究现状和研究成果进行了总结,分析了现有研究成果中存在的一些问题,提出了可信数据库研究中存在的一些难点问题。