基于水印技术的深度神经网络模型知识产权保护

构造一个优秀的深度神经网络(deep neural network,DNN)模型需要大量的训练数据、高性能设备以及专家智慧.DNN模型理应被视为模型所有者的知识产权(intellectual property,IP).保护DNN模型的知识产权也体现了对作为构建和训练该模型的数据要素价值的珍视.然而,DNN模型容易受到恶意用户的盗取、篡改和非法传播等攻击,如何有效保护其知识产权已成为学术研究的前沿热点与产业亟需攻克的难题.不同于现有相关综述,聚焦DNN模型水印的应用场景,从用于模型版权声明的鲁棒模型水印和用于模型完整性验证的脆弱模型水印2个维度出发,着重评述基于水印技术的DNN模型知识产权保护方法,探讨不同方法的特点、优势及局限性.同时,详细阐述DNN模型水印技术的实际应用情况.最后,在提炼各类方法共性技术的基础上,展望DNN模型知识产权保护的未来研究方向.

柠檬酸对脱硫石膏水热产品形貌的影响机理

本文以脱硫石膏和柠檬酸为主要原料水热制备半水硫酸钙晶体,采用XRD、FTIR等手段对晶体进行表征,研究柠檬酸对半水硫酸钙晶体形貌的影响及其反应机理。结果表明,当柠檬酸用量为0.20%时,溶液中C_(6)H_(6)O_(7)^(2-)和C_(6)H_(7)O_(7)^(-)不仅能够通过化学吸附的形式与半水硫酸钙晶体的(020)晶面、(400)晶面和(204)晶面上的Ca^(2+)生成柠檬酸钙沉淀,还可通过静电吸附的形式吸附在(204)晶面上。此外,C_(6)H_(8)O_(7)与吸附在半水硫酸钙表面的柠檬酸根通过碳链之间的缔合作用和羟基之间的氢键作用相互吸附进而包覆在晶体表面,不利于SO_(4)^(2-)等生长基元在晶体表面的沉淀,使其形貌从纤维状向六棱柱状转变。当柠檬酸用量大于0.20%时,柠檬酸在溶液中主要以C_(6)H_(8)O_(7)的形式存在,C_(6)H_(8)O_(7)与吸附在半水硫酸钙表面的柠檬酸根之间的缔合作用和氢键作用占主导地位,从而不利于半水硫酸钙晶体的(020)晶面和(400)晶面上的生长,使晶体形貌由六棱柱状向板状转变。

基于OBE理念的专业课程目标达成评价研究

当前,许多高校专业课程教学存在教学理念缺失、学习目标描述不清、教学方法和考核评价方式单一等诸多问题,势必影响专业人才培养目标的达成,因此,在工程教育认证驱动下,开展专业课程教学改革非常必要。文章以《汽车构造Ⅰ》课程为例,融合OBE理念,制定课程学习目标,剖析课程目标与毕业要求对应关系,构建考核评价体系,从课程成绩考核和学生问卷调查角度定性定量地开展课程目标达成评价,并提出持续改进措施,以期为应用型专业的课程教学改革提供参考。

浅析OBE理念下的《汽车构造Ⅰ》一流课程建设

为体现以学生为中心、产出导向和持续改进教育理念以及课程的高阶性、创新性以及挑战度,文章以《汽车构造Ⅰ》课程为例,按照线上线下混合式一流课程的建设标准,遵循OBE理念,加强课程总体设计,融入课程思政元素,整合优化教学内容,设计“AEEA”的三阶线上线下混合式教学模式,开展多种教学方法的应用,建立过程化、多元化、混合式的课程考核评价体系,以期为高校专任教师开展一流课程建设与实施应用提供思路。

基于模型后门的联邦学习水印

高精度联邦学习模型的训练需要消耗大量的用户本地资源,参与训练的用户能够通过私自出售联合训练的模型获得非法收益.为实现联邦学习模型的产权保护,利用深度学习后门技术不影响主任务精度而仅对少量触发集样本造成误分类的特征,构建一种基于模型后门的联邦学习水印(federated learning watermark based on backdoor,FLWB)方案,能够允许各参与训练的用户在其本地模型中分别嵌入私有水印,再通过云端的模型聚合操作将私有后门水印映射到全局模型作为联邦学习的全局水印.之后提出分步训练方法增强各私有后门水印在全局模型的表达效果,使得FLWB方案能够在不影响全局模型精度的前提下容纳各参与用户的私有水印.理论分析证明了FLWB方案的安全性,实验验证分步训练方法能够让全局模型在仅造成1%主任务精度损失的情况下有效容纳参与训练用户的私有水印.最后,采用模型压缩攻击和模型微调攻击对FLWB方案进行攻击测试,其结果表明FLWB方案在模型压缩到30%时仍能保留80%以上的水印,在4种不同的微调攻击下能保留90%以上的水印,具有很好的鲁棒性.

一种基于后门技术的深度强化学习水印框架

深度强化学习(DRL)已经证明了它在各种复杂任务中的有效性,因其出色的性能使其商业化正在急剧加速。生成一个DRL模型需要大量的计算资源和专业知识,使得一个训练有素的DRL模型已经成为人工智能应用程序和产品的核心知识产权。基于对DRL模型的产权保护,防止非法抄袭、未经授权的分发和复制,提出一种后门技术的DRL水印框架DrlWF,并使用一个全新的评价指标水印动作实现比例来衡量水印性能。通过向训练状态中添加水印,并使用带有水印的水印状态训练模型从而实现将水印嵌入至模型中。框架中的水印嵌入操作可以通过将水印嵌入到少量的训练数据中(仅需0.025%的训练数据)和不影响性能的奖励修改来实现。实验结果证明,在标准状态下,DRL模型仍具有良好的性能;在水印状态下,DRL模型性能将急剧下降,不足原有性能的1%,且水印动作执行比例达到了99%。通过急剧下降的性能以及模型对水印状态的动作表现,即可验证模型的所有权。此外,该水印具有良好的鲁棒性,在模型微调和模型压缩下,模型依然能够识别出水印,性能急剧下降且水印动作执行比例依旧达到了99%以上,证明了该DRL水印具有良好的鲁棒性。

融合多种时空自注意力机制的Transformer交通流预测模型

交通流预测是智能交通系统中实现城市交通优化的一种重要方法,准确的交通流量预测对交通管理和诱导具有重要意义.然而,因交通流本身存在高度时空依赖性而表现出复杂的非线性特征,现有的方法主要考虑路网中节点的局部时空特征,忽略了路网中所有节点的长期时空特征.为了充分挖掘交通流数据复杂的时空依赖,提出一种融合多种时空自注意力机制的Transformer交通流预测模型(MSTTF).该模型在嵌入层通过位置编码嵌入时间和空间信息,并在注意力机制层融合邻接空间自注意力机制,相似空间自注意力机制,时间自注意力机制,时间-空间自注意力机制等多种自注意力机制挖掘数据中潜在的时空依赖关系,最后在输出层进行预测.结果表明,MSTTF模型与传统时空Transformer相比,MAE平均降低了10.36%.特别地,相比于目前最先进的PDFormer模型,MAE平均降低了1.24%,能取得更好的预测效果.

基于OPPERMANN序列扩频的雷达通信一体化波形设计

共享波形设计是雷达通信一体化系统最大化资源利用效率的关键。针对现有的一体化波形多址通信功能欠缺问题,设计了一种基于OPPERMANN序列扩频的雷达通信一体化波形。利用OPPERMANN序列对雷达脉冲信号进行加权,在子脉冲内调制多个下行链路用户的通信信号,并采用正交的OPPERMANN序列对不同用户的通信信号和雷达信号进行扩频,从而实现雷达与通信双重功能。理论分析和仿真实验表明,所设计的一体化波形使雷达和通信信号共享同一频带,不仅可以同时与多个下行链路的用户进行通信,还具有不同类型的模糊函数,可以满足雷达系统在目标探测和目标跟踪场景下的波形设计需求。

脱氧剂技术原理及其在食品行业中的应用研究

氧气是引起食物腐败变质的主要因素之一,食品行业通常采用物理或化学方式控制并减少食物存储环境中的氧气体积分数,以达到食品保鲜的目的。基于脱氧剂在氧气清除方面的优势,详细阐述了食品氧化变质的原因、脱氧剂的工作原理以及目前脱氧剂在食品行业的应用现状,为不同产品选择特定的吸氧剂提供理论基础及数据支持。同时对脱氧剂的食品安全及应用体系进行了展望,为脱氧剂的应用及推广建言献策。

山地风电场“水陆联运”大件运输方案研究

山地风电场外的干线道路运输一直是困扰项目开发的重要因素。通过对湘西土家族苗族自治州古丈县的地形地貌合理分析,利用沅江支流酉水途径古丈县的地形优势,提出了风机设备“水陆联运”的新方案,为山地风电场大件运输提供新的方向,可供类似工程参考。

GenFedRL:面向深度强化学习智能体的通用联邦强化学习框架

针对智能物联网中,搭载深度强化学习智能体的智能设备缺乏有效安全数据共享机制的问题,提出一种面向深度强化学习智能体的通用联邦强化学习(GenFedRL)框架。GenFedRL不需要共享深度强化学习智能体的本地私有数据,而通过模型共享技术实现共同训练,在保护各智能体私有数据隐私的同时,有效地利用其数据资源和计算资源。为应对现实通信环境的复杂性与满足加速训练的需要,为GenFedRL设计了基于同步并行的模型共享机制。结合常见深度强化学习算法自身的模型结构特点,基于FedAvg算法设计了适用于单网络结构与多网络结构的通用联邦强化学习算法,进而实现了具有同种网络结构的智能体间的模型共享机制,更好地保护各类智能体的私有数据。仿真实验表明,即使在大部分数据节点无法参与训练的恶劣通信环境下,常见深度强化学习算法智能体在所提框架上仍表现出良好的性能。

极端工况下动力锂电池模组散热特性研究

针对基于膨胀石墨/石蜡复合相变材料(composite phase change material,CPCM)电池模组在极端工况下的散热性能问题,提出采用高导热石墨片(graphite sheets,GS)来提高方型动力锂电池模组在大倍率充放电循环工况下的热管理性能,建立了基于CPCM/GS电池模组二维热模型,利用曲面响应法探究了大倍率放电工况下石墨质量分数、CPCM压缩密度对电池模组散热性能的影响,以及在充放电循环工况下GS对电池模组温控和温均性能的影响,结果表明随着石墨质量分数和CPCM压缩密度增加,电池模组最高温度和最大温差均减小;在充放电循环阶段,与CPCM模组相比,CPCM/GS模组表现出更好的温控和温均性能。

基于已知激励响应的低频振荡信息在线辨识

当前电力系统常采用日常小扰动响应在线辨识获取低频振荡模式信息,这对大电网低频振荡的分析和抑制具有重要价值。针对低频振荡信息在线辨识,给出了两段最小二乘法,与常规递推自回归滑动平均方法相比,其具有较高的迭代收敛速度与辨识准确度。在介绍小扰动下的已知激励响应信号和环境激励响应信号基本原理的基础上,对比得出2种信号在激励与响应、信号成分和数据量大小方面存在的区别,提出低频振荡在线模式信息辨识方案,进一步在10机39节点系统中通过仿真获取已知激励响应信号和环境激励响应信号,对2种信号的功率谱与辨识结果进行对比分析。分析结果表明在确定激励位置、观测点选择和响应模式间对应关系时已知激励响应信号的辨识效果更好,在该情况下可以将已知激励响应辨识作为低频振荡信息在线辨识的主要手段。

PFASs在地下水中的界面吸附行为研究进展

全氟及多氟烷基化合物(PFASs)是全球关注的一类新污染物,理解PFASs在环境中的迁移、分配、转化过程是预测其环境归趋和风险的重要任务.近年来,越来越多的研究开始关注地下水中PFASs的运移和分配行为.本文系统总结了新近的研究成果和文献,重点总结、归纳了PFASs在地下水中的界面吸附行为,包括固-水界面、空气-水界面和非水相液体(non-aqueous phase liquid,NAPL)-水界面.针对PFASs在3种界面吸附过程以及主控要素进行了详细论述,并得出了相关结论.虽然固-水界面吸附最为重要,但其他两个界面过程也不容忽视.对于不同种类PFASs及不同碳链长度的同类PFASs在界面分配行为各异,直接影响其在地下水中的迁移和分布.影响PFASs多界面过程的要素主要包括吸附介质的性质、PFASs自身的物理化学性质及水化学要素等.最后,立足现有研究成果和盲点,对未来相关研究进行了展望.

改进的OFDM雷达通信一体化信号峰均比抑制方法

正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号是雷达通信一体化系统常用的发射波形之一,但是其峰均比较高,影响发射机的工作效率。传统的限幅法虽然可以降低系统OFDM信号的峰均比(peak-to-average power ratio,PAPR),但会造成误码率(bit error rate,BER)增大和带外频谱泄露的问题。对传统的限幅法进行改进,将高于门限的信号进行抑制,通过迭代滤波消除带外信号弥散造成的频谱效率下降的问题。将改进峰均比抑制方法与传统峰均比抑制方法进行比较,验证了所提方法的低峰均比性能、误码率性能和模糊函数性能。仿真实验表明,所提方法通过合理设置限幅门限和选择迭代滤波次数,可以有效降低OFDM信号的PAPR,并且对雷达探测性能和通信性能影响较小。

锂电池铝合金散热片阳极氧化及耐蚀性研究

6063铝合金板材分别浸在硫酸电解液、硫酸与柠檬酸混合电解液以及含TiO_(2)纳米颗粒的混合酸电解液中进行阳极氧化,制备不同类型阳极氧化膜,测试并分析了不同阳极氧化膜的微观形貌、成分、物相、厚度和耐蚀性。结果表明:在混合酸电解液中添加2.5 g/L TiO_(2)纳米颗粒,获得的复合阳极氧化膜表面均匀性和致密性最好,TiO_(2)颗粒含量和厚度分别达到3.23%、16.7μm。该复合阳极氧化膜具有最高的电荷转移电阻6943Ω·cm^(2)和低频阻抗模值7618Ω·cm^(2),表现出优异的耐蚀性。在添加2.5 g/L TiO_(2)纳米颗粒的混合酸电解液中阳极氧化后锂电池铝合金散热片的外观呈银白色,经过120 h盐雾实验后整体腐蚀程度最轻,归因于复合阳极氧化膜对锂电池铝合金散热片表面防护作用优于常规阳极氧化膜和混合酸阳极氧化膜。

“双碳”背景下消费后塑料的回收现状及其在食品中的应用进展

基于消费后再生塑料在碳排放上的优势,详细阐述了消费后塑料物理回收技术、化学回收技术以及处理后的塑料在食品接触材料中国内外应用现状、存在风险以及政策动向。同时通过逆向思维,总结并提出了通过合成设计,使塑料更易于回收的方法。对消费后塑料回收利用特别是在食品接触材料中的应用进行了展望。

红藤水溶性部位的LC-MS分析及抗炎活性成分的虚拟筛选

目的:基于分子对接,确定中药红藤75%乙醇提取物的水溶性部位(HT_(W))中的抗炎物质基础及相关的炎症因子。方法:采用液质联用(LC-MS)技术确定HT_(W)中的主要化学成分。采用软件Autodock Vina对化合物与肿瘤坏死因子-α、白介素-1β转化酶、IL-6、IκB激酶β、诱导性一氧化氮合酶(iNOS)及Toll样受体2(TLR2)等6种靶点蛋白的结合能进行打分,虚拟筛选出抗炎活性成分以及关键靶点。结果:通过LC-MS分析,共确定14个含量较为丰富的小分子化合物,主要为苯丙酸、苯乙醇和木脂素类化合物,其中绿原酸类化合物含量最高。分子对接结果显示,TLR2与HT_(W)中化合物的结合能平均值最高,其中与化合物2、3、7、11-13的结合能均超过-9.0 kcal/mol,远超过阈值-7.2 kcal/mol。TLR2与木通苯乙醇苷B(12)的结合能为-9.7 kcal/mol,与绿原酸(3)及其异构体(2)亦有较好的结合力。iNOS对HT_(W)中化合物也较敏感,与苯乙醇苷类化合物10的结合能为-9.8 kcal/mol。结论:绿原酸、苯乙醇苷等化合物可能是红藤水溶性部位(HT_(W))最重要的抗炎活性物质;其抗炎关键靶点可能是TLR2和iNOS。

磷石膏的基本特性及其制备蒸养砖的研究

为将磷石膏应用于制备蒸养砖,利用XRF、SEM、XRD和热分析仪对磷石膏的化学成分、微观形貌、物相组成和差热-热重进行分析。以磷石膏、脱硫干灰和建筑垃圾为主要原料制备蒸养砖,研究了不同配比对蒸养砖强度的影响。结果表明,按磷石膏10%~25%、建筑垃圾45%~60%、脱硫干灰20%和水泥10%的配比,经160℃蒸养12 h,可以制备出强度符合JC/T 239—2014中MU20等级要求的蒸养砖。

利用磷石膏制备轻质保温板的研究

为实现磷石膏的资源化利用,采用X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对磷石膏的化学成分、微观形貌、物相组成进行了分析。以磷石膏、水泥、脱硫干灰和膨胀珍珠岩为主要原料制备轻质保温板,研究了不同配比对板材强度、密度和导热系数的影响。结果表明,当轻质保温板配方为5%~20%磷石膏、20%水泥、10%脱硫干灰、50%~65%膨胀珍珠岩、0~0.6%玻璃纤维,其强度为0.7~1.4 MPa,密度为0.487~0.614 g/cm^(3),导热系数为0.035~0.081 W/(m·K)。