一种基于验证的量子私有集合计算协议

私有集合计算是安全多方计算的重要组成部分,可以在不暴露合法参与者私有信息的情况下解决参与者之间的某些集合计算问题(如交集、并集)。然而现有的量子私有集合计算协议基本上没有考虑验证性,参与者无法确定计算结果是否正确。针对此问题,提出了一种基于验证的量子私有集合计算协议。此外,该协议还能够可选择地求解私有交集或并集问题。性能分析中通过实例证明了该协议的正确性与可验证性,并通过外部攻击和参与者攻击证明了协议的安全性。

数学基本思想在集合教学中的运用

为帮助学生全面深入地理解集合概念,对数学基本思想在集合教学中的运用进行了研究。数学基本思想一般包括抽象、推理与模型,教师从集合概念的抽象性、集合关系的抽象性出发,引导学生理解数学抽象思想;从集合推理运算的基础、集合恒等式的推理与证明出发,引导学生理解数学推理思想;从计数与概率论、数理逻辑中的集合模型出发,引导学生理解数学模型思想。

基于集合Kalman滤波的中长期径流预报

为降低中长期径流预报的不确定性,增加水电站水库的发电效益,针对现有方法侧重于提高单一预报模型确定性预报结果的准确性以降低径流预报不确定性的问题,提出一种基于集合Kalman滤波的入库径流确定性预报方法。以旬为预见期的锦西水库实例验证结果表明:相比传统的单一预报模型和传统的信息融合预报模型,基于集合Kalman滤波的中长期径流预报可使RMSE降低4.78 m^(3)/s,合格率可提高0.56%,且更有效地降低了汛期预报的不确定性,得到了更加准确、可靠的确定性径流预报结果,可为开展流域梯级水电站优化调度提供技术支持。

爆炸冲击波集合分解排列熵时变峰值降噪算法

针对实测的爆炸冲击波信号中含有大量的噪声信号,严重影响冲击波超压峰值与正压时间的判读以及比冲量的计算等问题,提出了基于完全集合经验模式分解(CEEMDAN)与排列熵(MPE)的时变窗长时频峰值滤波的爆炸冲击波降噪算法,通过构造不同比例距离下的含噪冲击波信号模型和实测数据来进行研究与验证。原始爆炸冲击波数据经CEEMDAN分解为若干个本征模态分量(IMFs);并以IMFs的MPE值作为分类指标,将IMFs分量划分为需滤波和存留两个类别,对含噪模型与实测数据进行降噪处理实验,将降噪处理后的IMFs分量和剩余的IMFs重构。试验结果表明,与贝塞尔低通数字滤波器、CEEMDAN降噪算法相比,该方法能够去除信号中含有的高频噪声,获得较好的降噪指标;同时尽可能地保留了信号中的尖峰与突变信息,是比较理想的爆炸冲击波信号降噪算法。

基于集合经验模态分解和指数能量法的水泵水轮机尾水管压力脉动信号特征提取

提取水泵水轮机尾水管压力脉动信号中的动态特征信息,准确识别涡带强度,是近年来水泵水轮机工程领域的研究重点。本文基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和模态指数能量法,对某水泵水轮机发电工况不同负荷下的尾水管压力脉动信号进行特征提取,得到如下结论。首先,基于EEMD的模态指数能量能够有效地反映信号中的能量分布规律。其次,在涡带增强过程中,基于EEMD的最大模态指数能量不断升高,表明尾水管内的流动状况变得更加复杂,涡带特征信息也更加丰富。最后,使用最大与平均指数能量构建的特征向量能够准确反映不同的尾水管涡带强度,并且能够作为智能分类器的输入特征向量,有利于后续进一步的识别与诊断,具有重要的工程意义。

基于相关性局域化迭代集合平滑反演渗透系数场

在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子,构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较,将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合,便于分析其对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示:(1)在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差范围为[0.8307,0.9590],都小于基于物理距离方法的均方根误差,范围为[0.8394,1.0000];(2)基于物理距离方法得到的渗透系数场空间上存在不连续性,而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法,该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法,可作为参数反演的科学工具。

基于自适应模拟退火优化算法的集合式电容器局放定位研究

集合式电容器内部局部放电问题可能导致绝缘介质破坏和设备故障。已有的局部放电检测技术在集合式电容器中受到电磁干扰的限制。为此,提出了一种自适应模拟退火粒子群超声定位方法。该方法结合超声检测法克服电磁干扰对定位精度的影响,通过对粒子群参数进行自适应优化,并应用模拟退火和轮盘赌策略进行优化。为检测该方法的效果,通过对比实验表明,该方法提高了定位的准确性和稳定性,为集合式电容器局部放电定位问题提供了有效的解决方案。

肾集合管癌10例临床及病理特征研究

目的 探讨肾集合管癌(CDC)的临床及病理特征。方法 选取2017年3月至2023年3月该院收治的10例CDC患者的临床、病理资料,对其进行随访及相关文献复习。结果 10例CDC患者临床症状无特异性,以血尿及腰部疼痛为主,部分伴尿频尿急、夜尿增多;肿瘤位于左、右侧肾各5例;10例均行肾脏根治性切除术。组织学上,肿瘤浸润性生长,肿瘤细胞呈管状、乳头状、巢团状或实性片状排列,或肉瘤样排列,管腔内部分肿瘤细胞呈靴钉样凸向腺腔;肿瘤细胞具有高级别核,细胞异型明显,核大,核仁明显,核分裂象易见;间质纤维组织增生明显伴较多炎细胞浸润;多数病例中见肿瘤坏死。免疫组化结果CK、CK7、CK19、Pax-8阳性,Vimentin、EMA、34βE12、CarbonicAⅨ不同程度阳性,RCC、CD10、CD117、TFE3、TFEB、P504S、CK20均阴性;Ki-67增殖指数20%~70%。7例获得随访,3例失访;截至随访日期,仅1例存活,6例均于2年内死亡。结论 CDC是一种非常少见的肾上皮恶性肿瘤,恶性程度高,病程进展快,预后差。

广东“18.8”季风槽极端降水事件对流尺度集合预报分析

受季风槽影响,2018年8月30—31日华南地区出现一次极端暴雨过程,单日站点累计降水量达1056.7 mm,刷新了广东有历史纪录以来新的极值。对于此次极端降水事件,常用的业务模式包括欧洲中期天气预报中心全球模式(ECMWF)、日本气象厅谱模式(JMA)和中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD),都低估了降水强度。利用深圳市气象局业务对流尺度集合预报系统分析了此次特大暴雨过程,结果表明:对流尺度集合预报系统对本次特大暴雨过程具有比较好的预报能力,概率匹配平均最大雨量达348.7 mm·(24 h)^(-1),集合平均的强降水中心和观测基本一致,观测极值附近区域发生大暴雨(≥150 mm)概率最大值达到80%。选取了较“好”和较“差”集合成员预报进行对比分析,发现较“好”成员预报的强降水中心位置和观测基本一致,而较“差”成员预报的降水中心位置则偏向福建地区。较“好”成员预报出莲花山南侧地面中尺度辐合线较长时间的维持和缓慢移动,导致强降水雨团在莲花山脉附近不断地触发和维持,同时地形的阻挡作用使得对流系统在地形附近区域持续维持,造成了罕见的特大暴雨;而较“差”成员辐合区位于莲花山以北,对流形成后向东、向北移动,最终导致强降水预报位置偏向福建地区。

基于集合效用边际贡献学习的可解释薪酬预测算法

知识技能对薪酬影响作用视为一种多变量影响下高维元素集合的效用建模问题.深度神经网络为解决复杂问题提供了新的机遇,但针对知识导向的细粒度薪酬预测问题,仍缺乏能够对复杂变量影响下的集合效用进行准确、可解释建模的神经网络结构.为此,提出一种基于边际贡献的增量式集合效用网络(marginal contribution-based incremental set utility network,MCISUN)来拟合元素加入时的效用增量,从而灵活且可解释地建模集合效用.区别于以往基于池化层的排列不变性建模算法,MCISUN构建顺序敏感的中间结果,利用集合的排列不变性实现数据增强,有效提升模型数据效率及泛化性.最后,大规模真实薪酬数据上的实验结果表明所提模型在基于技能的薪酬预测任务上比最先进的(state-of-the-art,SOTA)模型效果提升超过30%.同时,定性实验证明模型能够为技能设置合理的贡献值且发现技能间的关联.

集合交集与并集的安全多方计算

集合的安全多方计算问题是保密科学计算研究的重要问题之一,在电子选举、门限签名、保密拍卖等场景中有着重要的应用。文中主要研究多个集合的保密计算问题,首先针对不同的集合运算提出了对应的转化方式将集合转化为向量,然后基于哥德尔编码提出了新的编码方式,再结合ElGamal门限加密算法设计了半诚实模型下可输出多个集合交集或并集,以及同时输出交集与并集的保密计算协议,最后应用模拟范例证明了协议的安全性,协议可以抵抗任意的合谋攻击。实验测试了协议的执行效率,当集合的势满足一定条件时,与现有协议相比,所提协议的计算效率更高。

以“联合、集合、整合”理念推进现代农业经营体系建设

现代农业经营体系是现代农业的重要组成部分,是促进乡村产业振兴的有效内生动力,是推动乡村振兴的重要支撑。但我国现代农业经营体系建设仍存在不足,为培育壮大新型农业经营主体,本文提出以“联合、集合、整合”的理念,将原有单独经营“联合”成行业经营,将原有的分散优势“集合”成更大优势,将原有单要素“整合”成系统要素,提高现代农业经营体系建设水平。

基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法

针对现有配电网鲁棒调度方法缺乏对不确定参数相关性问题的考虑,提出了一种基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法。首先,构建分布式光伏出力的传统多面体集合,利用历史数据驱动形成了相关性包络图,通过弯曲多面体集合边界,建立了相关性多面体集合模型。然后,在此基础上,针对相关性多面体集合存在鲁棒性差和保守性大的问题,建立了数据驱动的多面体集合模型。进一步,建立了基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度模型,并采用列与约束生成(column and constraint generation,CCG)算法对鲁棒调度模型进行求解。最后,改进的IEEE33节点系统仿真结果表明,基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法可以减少优化结果的保守性,提高其鲁棒性,证明了所提出方法的有效性。

基于集合经验模态分解的河北唐山井同震响应特征

集合经验模态分解(EEMD)能够客观真实地从非线性、非平稳信号中提取有用信息,地震观测井的井水位表征的波形信号也是典型的非线性、非平稳信号,因此,集合经验模态分解在获取井水位同震响应信息方面具有重要的应用潜力。通过观测河北唐山井2016~2023年多次井水位同震响应,研究集合经验模态分解对井水位分析处理的优缺点,识别唐山井对远震、近震的井水位同震响应特征,应用地震能量密度经验公式推测唐山井记震能力。结果表明:唐山井水位观测数据秒值在经过集合经验模态分解后,对合适的高频分量进行重构可以压制噪声干扰,有利于观察井水位同震响应特征;对于远场大震引起的振荡型同震响应可以客观真实地进行识别和提取;对于近场地震引起的脉冲型和阶变型同震响应,需结合原始数据进行研究;井水位观测数据秒值有利于揭示区域应力场的变化,因观测数据秒值记震精度提高,唐山井能够记录到地震能量密度为1.77×10^(-7) J·m^(-3)的地震,观测井对不同方位地震的敏感度可用于研究其所在断裂带的裂隙走向。对于超过一定距离的远场地震,井-含水层系统能够记录到的井水位同震响应频率可在一定的范围内估算观测井的固有振动频率,唐山井固有振动频率和地震瑞丽面波频率接近。

结合自适应噪声完备集合经验模态分解的深度学习模型在电离层闪烁预报中的研究

电离层闪烁可能导致通信系统误码率增加和GNSS定位精度下降。由于电离层闪烁的偶发性,闪烁预报非常困难。为了提高对电离层闪烁的预测精度,提出了一种综合多种方法的混合预测模型,利用电离层闪烁标签值(S4label)进行辅助,结合“分解-集成”思想的深度学习模型进行预测。首先采用CEEMDAN算法将原始数据分解为多个子信号,并基于样本熵指标,使用K-Means算法将这些子信号重构为高频、低频和趋势3种信号。后利用VMD法对高频信号进行二次分解,借助自注意力LSTM模型实现对高低频信号的逐步预测。实验结果表明,与传统的LSTM模型相比,混合模型预测精度明显提高。在地磁平静期,该模型的预测效果得到显著改善,R^(2)、RMSE、MAE、MAPE代表的精度分别提升了32.2%、58.7%、51.2%、44.7%。因此,该模型能更准确地预测电离层闪烁现象的发生,对电离层闪烁的预测研究具有很好的参考价值。

指向数学抽象素养的教学设计——以《集合的概念》为例

史宁中教授把数学抽象素养的发展划分为三个不同的阶段:一是在简约阶段把复杂的问题简明地表述出来;二是在符号阶段使用符号来表达已经简单化的问题;三是在普适阶段通过假定和推论,构造出一种可以在广义上描述具体事物的特性或规律的模式.以高中数学中《集合的概念》为例,进行指向数学抽象素养的教学设计,包括八个具体步骤:“辨别”“分化”“类化”“抽象”这四个步骤是“简约”阶段,“概括”“形式”这两个步骤是符号阶段,最终实现从“系统”到“运用”的普适阶段.

适应城市肌理的上海近代集合住宅转角空间研究

以55处上海近代集合住宅实例为基础,探讨上海近代集合住宅转角空间的设计原则和规律,总结其适应城市肌理的空间机制。首先,统筹多源数据并建立关联数据库,通过矢量化转角空间几何要素,统计上海近代集合住宅转角空间的基本信息及所处城市肌理情况,通过统计学方法对转角空间与城市肌理之间的关系进行假设;其次,从街道尺度、街角形态、街区业态3个方面,对转角空间与城市肌理之间的规律和机制进行分析;最后,综合量化统计假设及实例分析验证,总结转角空间适应城市肌理并与城市肌理融合且各具特色的空间节点,以期为后续城市更新中的转角空间节点处理提供参考。

基于核心素养的高中数学《集合》教材内容编排的比较研究——以人教A版、苏教版、北师大版为例

小学和初中的学生已经接触过一些集合,为了更加有效地使用集合语言,学生需要进一步了解集合有关知识.本研究从宏观和微观两个维度对人教A版、苏教版、北师大版三个版本的教材中《集合》的内容、习题数量和难度进行比较,并对三版教科书中数学文化的运用进行分析,以便一线教师在教授集合知识时可以根据学生的实际能力选择合适的教学方法.

川渝地区一次短时强降水天气的集合敏感性分析

为了加深对川渝地区短时强降水天气的认识,为提高业务预报技巧及改进数值模式提供参考,选取了川渝地区一次短时强降水天气过程,基于对流尺度集合预报系统,开展了目标区域平均降水量对模式初值的集合敏感性分析,并探讨了相应的动力学机制。主要结论如下:敏感区的分布与对目标区域降水起到关键影响作用的系统有较好的对应:850 hPa和700 hPa西南低涡周围的敏感区呈现出正负相间的分布特征,500 hPa低压槽左(右)侧为负(正)敏感区,250 hPa高空西南急流区域(南侧)为正(负)敏感区,中低层与锋区前(后)部对应区域为正(负)敏感区。说明西南低涡周围负(正)敏感区的西北(东南)风越强,低压槽左(右)侧西北(东南)风越强,高空急流区域(南侧)西南(东北)风越强以及锋前(后)温度越高(低),则越有利于西南低涡内的辐合上升运动,500 hPa低压槽的加强,250 hPa高空辐散的加强,锋区温度梯度增大以及锋面抬升作用加强等并对目标区域的降水产生正面的影响。

高阶作用对植物-传粉者-植食动物集合群落续存的影响

高阶作用通常指一个物种对另外两个物种之间相互作用强度的影响,对物种共存、群落构建及生物多样性具有重要影响。在集合种群水平上考虑了植食动物对动植物传粉关系造成的高阶作用,以及植食动物对传粉者的间接作用。通过分析基本生态过程,建立植物-传粉者-植食动物的集合群落模型,模型清楚地展示高阶作用和间接作用,可以用来研究它们对集合群落稳定性和续存的影响。结果表明:(1)互惠关系在集合群落尺度上会引起双稳态现象,说明了群落动态对初始条件的依赖性;(2)正高阶作用能够扩大集合群落双稳态的参数范围,负高阶作用和间接作用缩小它的参数范围,但都不会从本质上改变双稳态现象;(3)正高阶作用能够降低集合群落的灭绝阈值,增加集合群落稳定时的占有率,有利于集合群落续存,而负高阶作用和间接作用不利于续存。研究结果说明高阶和间接作用对调节多物种系统动态和物种共存具有重要作用。