The CP^1 nonlinear sigma model with ChernSimons term in the Faddeev-Jachiw quantization formalism

Using the Faddeev-Jackiw （FJ） quantization method, this paper treats the CP^1nonlinear sigma model with ChernSimons term. The generalized FJ brackets are obtained in the framework of this quantization method, which agree with the results obtained by using the Dirac＇s method.

基于CPS模型的翻转课堂教学模式构建——以“JAVA语言程序设计”课程为例

创造性思维作为学生高阶思维能力的核心,近年来已成为高等教育研究的热点。教育信息化带来的学习方式变革能够更好地引导学生独立思考,为培养学生的创造性思维提供了便利条件。文章将CPS(Creative Problem Solving,创造性问题解决)模型引入翻转课堂的教学环境中,对翻转课堂教学模式进行丰富和优化,设计出基于CPS模型的翻转课堂教学模式,并通过"JAVA语言程序设计"课程在Sakai网络学习平台下开展对比实验教学研究。研究结果表明,该模式较传统教学更能提升学生创造性问题解决的能力。

基于混成自动机的CPS行为建模与属性验证

系统实时性、安全性和可靠性等非功能属性是信息物理系统在诸多领域应用的关键因素。论文在分析CPS模型构建与分析验证中面临的挑战的基础上,提出了一种CPS行为建模与属性验证方法。该方法首先基于混成自动机对CPS的行为进行建模,然后将此模型转换为混合程序模型,最后在定理证明器KeYmaera中对HP模型的属性进行形式化验证。文中论述了行为模型描述语言的结构,建立了混成自动机模型与HP模型之间的转换规则,分析了模型转换的一致性。应用实例表明:该方法既能简单直观地描述CPS动态行为,又能对CPS的属性进行严格的形式化验证,且有效避免了形式化验证中的状态空间爆炸问题。

面向CPS系统仿真的建模方法研究与设计

CPS仿真建模在构建CPS系统时具有重要意义,不仅能够在系统开发过程中对系统进行验证和测试,而且是模型驱动开发中的重要环节。CPS系统通过精化和提炼可分为物理实体和计算实体,采用具有动态连续性、基于时间的运动状态行为模型构建物理实体;计算实体模型则采用基于有限状态机的离散系统行为模型进行构建。通过面向时间的状态精化对两种行为模型进行扩展,将两种扩展模型进行融合,完成CPS系统的建模仿真。分析了构建计算实体模型的统一建模语言(UML)以及构建物理实体模型的simulink/RTW建模工具的可行性,提出了基于UML框架的两种异质模型融合方法。

基于微分动态逻辑的CPS建模与属性验证

随着信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)应用的越来越普及,CPS的设计和实现能否满足实际需求显得至关重要.本文提出了一种CPS建模与属性验证框架.在框架中,首先使用HybridUML对CPS进行建模,然后将该通用模型转换为形式化模型,进而进行形式化验证.本文采用的形式化验证方法为dL(Differential Dynamic Log-ic),其操作模型为hybrid program.将HybridUML模型转换为hybrid program时,基于语义一致性的原则定义转换规则.转换完成后,结合得到的hybrid program对验证的CPS属性进行规约,最后使用定理证明器KeYmaera对属性进行自动化验证.

基于SHML的CPS行为建模及仿真

信息物理融合系统(cyber-physical systems,简称CPS)是深度融合了计算进程和物理进程的统一体,是集计算、通信与控制于一体的下一代智能系统,具有广阔的应用前景.CPS的行为具有混成性、随机性等特征,建模及仿真CPS的动态行为对于开发高质量的CPS系统至关重要.但是目前缺乏面向CPS的领域建模方法及建模CPS的领域建模语言,也迫切需要支持仿真CPS领域模型的仿真工具.针对以上问题,提出一种面向CPS领域的随机混成建模语言(stochastic hybrid modeling language,简称SHML)以支持建模CPS系统的行为.首先,根据CPS的领域特征定义了SHML的元模型作为其抽象语法,并定义了SHML的具体语法和操作语义;其次,基于GEMOC框架实现了SHML的可视化建模工具.此外,集成GEMOC的序列化执行引擎和Scilab的连续行为仿真引擎,实现仿真CPS的混成行为.提出了一种面向CPS领域的建模及仿真方法,设计并实现了一个集成的面向CPS行为的建模与仿真平台,为CPS的建模及仿真提供了一种有效的方法及工具支撑.

课程思政视域下基于CPS模型的翻转课堂教学模式研究——以纳税实务课程为例

"创造力"和"问题解决"是教育类研究的热点,创造性问题解决模型可以将二者有机结合。文章将CPS模型应用于教学模式中,并将思政元素贯穿到教学过程中,设计了课程思政视域下基于CPS模型的翻转课堂教学模式。以纳税实务课程为例,进行教学翻转课堂模式的应用。研究结果表明,CPS模型下的翻转课堂教学模式对于提升学生的创造性思维能力具有显著的效果。

基于CP和多小波HMT模型的克隆选择遥感图像融合

如何得到有效的融合系数是图像融合的关键.文中从图像的统计特性出发,构造了对比度塔(CP)和GHM多小波,建立了多小波HMT模型以捕获多小波系数之间的相关性.同时,将进化计算思想——免疫克隆选择(ICS)算法引入到图像融合处理中,用来优化融合系数,较好地实现了多传感器遥感图像的融合.仿真实验证明,与传统的小波变换和多小波变换方法相比,文中方法得到的融合图像有效地保留了图像的细节和纹理信息,图像的信息熵值保持在较高水平,平均梯度值比小波变换和多小波变换方法平均分别提高了1.3和2.3,标准差值平均分别提高了8.0和8.8.

MIP/CP综合考虑的车间作业调度问题研究

作业车间(JobShop)调度问题是指为具体的任务(工序)安排生产资源(机器)并确定合理的加工顺序,是一个典型的NP-Hard问题,有着广泛的研究.首先简单介绍约束编程(CP)思想及ILOGSOLVER系统并建立JobShop调度问题的约束编程模型,并对模型的求解进行分析.然后分析混合整数规划(MIP)和约束编程(CP)模型求解的互补优势,建立JobShop调度问题MIP/CP综合模型,并与CP模型进行比较,证明MIP/CP综合模型求解的效率.

CPS拓扑结构节点重要性排序方法

信息物理融合系统(Cyber-physical Systems,CPS)拓扑结构中节点重要性排序是CPS拓扑分析的重要方面。针对CPS内在结构特征,构建一种CPS拓扑结构模型——交互网络模型。然后结合CPS信息交互特点定义节点交互介数作为衡量具体节点重要性度量,阐明该测度能够反映节点的相对重要度,并给出了时间复杂度为多项式阶的节点重要性排序有效算法。最后构建CPS拓扑实例进行分析,并与节点介数进行对比,说明节点重要性排序能够为CPS的运行和防护提供重要参考。

南京大胜关长江大桥CPⅢ点位随温度变化的模型研究

以京沪高铁南京大胜关长江大桥CPⅢ高精密测量为工程背景,经过坐标变换后计算得出各个点位的膨胀值,利用概率与统计理论分析处理,得到可用于建模的点对数据(ΔS,ΔT)。根据一定的假设条件,建立了测量点位的位移随环境温度变化的线性回归模型,从而得出大桥CPⅢ位置POS与温度T之间的关系。利用该模型修正并评价测量数据,结果表明其较差完全符合要求,区间预测模型可用。并编程实现了CPⅢ点位位置随环境温度变化的自动化预测,能够方便地为大桥的变形观测、定期复测和实际胀缩效果分析提供一定的参考。

基于“CPS+智慧技能”模型的建筑学专业设计能力培养浅析

建筑设计涉及因素具有复杂性和矛盾性,建筑学专业人才培养模式与纯工科、纯理科、纯文科、纯艺术等专业都有所不同,对以应用型人才培养为基本目标的地方建筑高校来说,设计能力是建筑学专业培养的核心,设计系列课程是设计能力培养的主线课程。在学生设计能力培养过程中,利用"创造性问题解决模型"结合"智慧技能模型",即"CPS+智慧技能"模型教学思路和方法,创设"学习共同体"情境,实现教师引导下的"做中学""主动学""自主学",让学生自主发现新知识,可起到事半功倍的教学效果。

基于情景感知的智能交通CPS研究

通过分析智能交通信息物理系统(IT-CPS)原理和情景感知技术,提出了一种包含4个部分的情景感知体系架构,研究情景感知技术在智能交通CPS中的应用,建立了包含4个层次的基于情景感知技术的IT-CPS模型,并详细叙述了其工作流程,着重讲述了基于情景信息推理的过程这一核心,最后说明了这种技术的意义。

基于CPS-SPWM级联型DSTATCOM直流侧稳态分析及电容容量设计

基于四象限双H桥变流器级联型的主电路结构以及CPS-SPWM的调制策略,在建立SPWM-H桥变流器数学模型的基础上,详细分析了对应于三相不对称畸变补偿电流分量(无功、负序及谐波电流)时DSTATCOM各级联功率单元H桥逆变器直流侧电流变化规律,以及基于单位功率因数的H桥整流器直流侧电流变化规律,并据此建立了功率单元直流侧各电流数学模型。结论显示,稳态条件下,直流整流侧电流包含2次交流分量和直流分量ir-dc,而直流逆变侧电流不仅包含与无功和负序补偿电流分量对应的2次交流分量,以及等于i-rdc对应于整流器与逆变器之间有功功率传递的直流分量,还包含与谐波补偿分量对应的4,6,…偶次交流分量。最后,根据所建立的直流侧电容电压、电流数学模型,结合电容电压控制的稳态和动态性能指标要求,给出了直流电容容量的设计方法。仿真结果表明,基于该主电路拓扑及电容参数设计方法的DSTATCOM,其直流电压稳定、均衡控制简单可靠、动态响应速度快,对非线性、不平衡冲击性负荷的补偿效果较好。

自适应安全的外包CP-ABE方案研究

属性基加密(attribute-based encryption,ABE)体制是身份基加密(identity-based encryption,IBE)体制的一种扩展,在ABE体制中,密钥产生中心根据用户拥有的属性为用户颁发密钥,加密者可以针对某个访问策略对消息进行加密,当且仅当用户拥有的属性满足相应的访问策略时,能够成功解密.由于ABE体制可以实现对密文灵活的访问控制,因此有着良好的应用前景,尤其适用于保障云存储环境中信息的机密性.然而,计算效率较低却一直是阻碍各类ABE方案被实际应用的主要问题.针对这一问题,研究了借助外部资源降低ABE方案本地计算量的思想和方法,给出了外包ABE方案的形式化定义,并根据实际的敌手环境、安全目标制定了相应的安全模型.随后,利用合数阶双线性群构造了一个具体的外包密文策略属性基加密(ciphertext-policy ABE,CP-ABE)方案,并利用双系统加密技术在标准模型下证明其满足自适应安全性.

基于异构模型融合的CPS系统仿真建模方法研究

单一的离散系统仿真或连续系统仿真已无法满足复杂的CPS系统仿真需求。结合CPS一体化模型的3类实体,对计算实体构建基于事件驱动的离散事件仿真模型(UML模型),对物理实体构建基于动态连续时间坐标的连续时间仿真模型(Simulink模型),并以刻画计算实体和物理实体的交互接口和行为特征为目的,进行协同仿真,构建交互实体模型。给出并分析了UML/Simulink协同建模的优点,研究并分析了3种不同的模型融合方法,结合无人机模型,从模型级对CPS一体化模型的融合进行了分析设计。

混成时空Petri网的CPS实时事件模型

在分析网络物理系统(CPS)特点的基础上,提出了一种新的CPS体系结构,并对事件进行形式化定义。提出了一种新的CPS物理实体的形式化建模方法。在Petri网的基础上引入时空因素和连续变量,构造了混成时空Petri网(HSPN)模型,使其不仅能够描述物理实体逻辑和时间层次的行为,而且能够描述物理实体位置变迁所引起的状态变化。将其应用于实时事件CPS模型设计,以医疗控制系统为例,分析建模方法的可行性。

Cp准则应用于遴选最佳ANOVA模型

以往在对特定的方差分析（ANOVA）资料指定其数学模型时，都是根据因子及因子之间的互作效应的多少来进行的，似乎在ANOVA问题当中不存在模型选择问题。本文则表明在ANOVA当中不但存在着模型选择问题，而且利用Cp准则还能导致正确的结论。

财政学教学活动中融入CPS模式的设想——以“外部性”为例

财政学作为应用型学科,教学目的在于培养学生积极思考、独立解决现实财政问题的实践能力。CPS模式强调的是训练与培养个体的创造力与解决问题的能力,这就为财政学课程融入CPS模式提供了依据。在结合财政学学科特点及CPS模式流程的基础上,选取"外部性"为教学主题来设计财政学的具体教学活动,以期作为未来相关领域课程教学设计的参考。

基于平均报酬模型全过程R(λ)学习的互联电网CPS最优控制

提出了一种新颖的基于平均报酬模型的全过程R(λ)学习互联电力系统CPS最优控制方法。该方法与电网自动发电控制(AGC)追求较高的考核时间段内的10min平均控制性能标准(CPS)指标合格率的目标相吻合,且所提出的基于平均报酬模型的R(λ)学习算法与基于折扣报酬模型的Q(λ)学习算法相比,在线学习收敛速度更快,可获得更佳的CPS指标。此外,所提出的改进的R(λ)控制器具有全过程在线学习的特点,其预学习过程被一种新型的在线"模仿学习"所代替,克服了以往强化学习控制需要另外搭建仿真模型来进行预学习收敛的严重缺陷,提高了R(λ)控制器的学习效率及其在实际电力系统中的应用性。