大数据与计算模型

当前,人工智能持续升温,大语言模型吸引了众多人士的关注,并在全球范围内掀起了一股热潮。人工智能的成功本质上不是大算力“出奇迹”,而是改变了计算模型。首先,肯定了数据对于人工智能的基础性作用,指出合成数据将是未来数据的主要来源。然后,回顾了计算模型的发展历程,重点介绍了神经网络模型与图灵模型的历史性竞争;指出了大模型的重要标志是机器涌现智能,强调大模型的本质是“压缩”;分析了大模型产生“幻觉”的原因。最后,呼吁科技界在智能化科研中要重视大科学模型。

构建支持大模型训练的计算机系统需要考虑的4个问题

支持大模型训练的计算机系统有3种类型,其中基于国产AI芯片系统的生态系统不是很好,要想改变这个局面,需要做好AI编译器、并行加速等10个关键软件;基于超级计算机的系统需要做好软硬件协同设计,从而更好地服务于大模型训练。针对如何搭建大模型的基础设施,提出4点平衡设计,以确保系统的性能、可靠性和可扩展性。

基于Valued ERGMs模型的核心技术网络成长机制研究——以量子计算领域为例

对核心技术网络及其成长机制的研究有助于梳理核心技术之间的依赖和促进关系,为研究核心技术演化提供新的理论视角和方法。以技术演化相关理论为基础,归纳核心技术网络成长的影响因素,基于量子计算领域专利数据,识别以技术概念和技术关系为基础的量子计算领域核心技术网络,并基于Valued ERGMs模型构建核心技术网络成长机制模型。结果表明,技术要素中心性、专利技术研发能力、与TRIZ进化法则匹配程度以及技术要素同配性对核心技术网络成长具有正向促进作用;在技术路径方面,核心技术网络成长受到技术要素路径依赖性和技术突破的双重影响。最后,根据量子计算领域核心技术网络成长机制的实证研究结果,从技术研发层面、企业层面、政府层面为相关领域技术发展提出策略建议。

具有切换特性和免疫控制的计算机病毒传播模型

针对目前计算机病毒传播建模研究中没有综合考虑安全防护以及病毒持续更新的影响,提出具有切换特性和免疫控制的计算机病毒SEIR(Susceptible-Exposed-Infected-Recovery)传播模型。考虑安全防护措施和病毒更新的影响,构建切换型病毒传播模型,该模型由低防护子系统和高防护子系统构成。考虑免疫控制策略,构建切换脉冲型病毒传播模型。为验证模型的有效性,分别在BA无标度网络和SW小世界网络进行数值仿真,并且进行对比分析。实验结果表明:在SW小世界网络中免疫控制策略更能有效控制病毒的传播;低防护传播期与高防护传播期的比值越小,达到平稳时潜伏节点和感染节点的密度越小;病毒的更新周期越长,潜伏节点和感染节点的峰值密度越低。

波形钢腹板工字梁的等效计算模型及稳定性分析

基于变形与应变能相等的原则,提出波形钢腹板工字梁的等效平直钢腹板计算模型。通过波形钢腹板直板段与斜板段应变分析,推导了波形钢腹板工字梁及等效计算模型的应变能,建立等效惯性矩与等效扇性惯性矩,利用平直钢腹板工字梁的临界荷载计算公式,对波形钢腹板工字梁进行稳定性分析。研究结果表明:该方法简单、便捷,对波形钢腹板工字梁的稳定分析准确、有效;建立的等效惯性矩与翘曲惯性矩仅取决于截面及波形钢板尺寸,不受工字梁的边界条件、跨径等因素的影响,具有良好的适应性。

基于大模型的提升数字素养的计算机网络课程实践教学模式

为引导学生合理使用智能工具辅助完成学习任务,提升其数字素养,通过分析知识转化对数字素养的重要影响,提出大模型环境下基于SECI知识转化模型的实践教学模式,以计算机网络课程的实验课为例,具体阐述课堂如何开展以“社会化—外显化—组合化—内隐化”为逻辑的知识转化模型,借助AICG等智能工具解决实验过程遇见的难题,将高度个人化的隐性知识升华为班级整体的知识体系,以提升学生的创新思维和数字素养水平。

基于计算机视觉的舰船模型三维重建方法

为保证舰船模型三维重建的完整性以及细节程度,提出基于计算机视觉的舰船模型三维重建方法。基于双目立体视觉计算全局舰船目标点云坐标,生成舰船全局的三维点云数据;多视角点云配准方法对该数据进行配准后,输入多尺度特征递归卷积的稠密点云重建网络模型中,通过该模型生成舰船模型三维深度图,在此基础上,利用运动结构法完成舰船深度图中的三维曲线重建,对舰船模型进行颜色渲染,输出舰船模型三维重建结果。测试结果显示,该方法能够完成不同图像之间对应点的可靠匹配,确定各点的坐标位置;三维重建后模型的空间偏差均在0.015以下;能够较好地完成舰船结构的重建,重建后舰船模型的完整性较好,清晰呈现舰船的结构细节。

桩承式加筋垫层路堤荷载分担改进计算模型

桩承式加筋垫层路堤中的关键荷载传递机制是多种现象的组合,包括路堤填土中的土拱效应、加筋垫层的张拉膜效应和地基土的支撑作用,然而,目前针对此方面的研究尚不完善。本文首先以考虑土体被动土压力发挥程度及桩间土应力非均匀分布改进的Hewlett土拱模型为改进载体;其次,假定加筋垫层为上、下部受均布荷载作用的简支梁,截面拉应力完全由加筋体承担,压应力完全由垫层材料承担,同时考虑地基土反力与梁最大挠度相关,引入地基反应系数,从而建立改进的桩承式加筋垫层路堤荷载分担计算模型;最后,通过工程实例与模型参数分析,验证本文计算模型的可靠性与准确性。研究结果表明:在路堤填筑过程中,土拱效应逐渐完全发挥,促进路堤荷载向桩体转移;随着地基土固结,桩体承担的路堤荷载也在逐渐增大;路堤填土高度、填土内摩擦角、桩间距对桩体荷载分担影响较大,加筋体抗拉模量对其影响较小。

面向高比例新能源电网短路计算的机电-电磁融合电源模型

为解决新型电力系统计算与分析中传统电源模型难以继续适用的问题,提出一种面向高比例新能源电网短路计算的机电-电磁融合电源模型。一方面,考虑新能源电源通用控制策略作用下的外部输出特性,采用单一压控电流源等效电源侧海量新能源电源的整体输出;另一方面,根据短路电流故障的时间划分尺度,保留传统发电机工频基波意义下的外部输出特性,并采用3个大小不一且衰减速度不同的电压源等效电源侧所有发电机的整体输出。进而采用3个电压源和1个压控电流源并联的形式作为融合电源模型的结构,并采用内点法对融合电源模型参数进行在线辨识。通过短路仿真数据和电网实测故障录波数据验证了融合电源模型的适用性。

基于半解析涡环模型的农用单旋翼直升机流场快速计算

农业航空领域中,定量获取风场(流场)速度分布对单旋翼直升机辅助授粉作业、农药施用效率提升具有重要意义。基于此提出一种半解析理论方法能够快速完整计算单旋翼流场速度。以涡环模型为基础,将农用直升机旋转桨盘下的尾涡系等效为涡环连续叠加所形成的圆柱涡面,再由涡环速度诱导公式半解析计算直升机旋翼空间各点速度。理论模型与仿真和文献试验数据比较,结果表明:涡环模型简单快速,普通计算机(CPU 2 GHz,内存2 GB)上2.8 s完成计算;悬停时与计算流体力学仿真结果下洗速度径向平均误差小于1.9 m/s,平均相对误差小于39.1%,轴向平均误差小于2.26 m/s,平均相对误差小于54.6%;悬停时,诱速从中央往桨尖递增;前飞时,平飞速度越大诱速越小;流场主要影响因素依次为前飞速度、旋翼半径、飞机总重、空气密度。为定量计算农用直升机旋翼风场、辅助授粉作业和田间施药喷头布置提供一种快速方法和参考。

基于乘客OD间路径旅行时间的城市轨道交通客流分布计算模型的适用性研究

[目的]针对目前城市轨道交通(以下简称“城轨”)线网客流分布计算模型的客流计算结果与实际客流存在偏差的现象,需基于OD间路径的实际旅行时间,对基于多路径概率分配的客流分布计算模型的适用性展开研究。[方法]基于乘客OD间路径的实际旅行时间,分析揭示了现有城轨客流分布计算模型存在的主要问题;融合AFC(自动售检票)系统和ATS(列车自动监控)系统两类数据,构建并标定了基于乘客OD间路径旅行时间的城轨客流分布计算模型;对目前国内城轨系统广泛采用的基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型的适用性进行了分析与评价。[结果及结论]现有城轨客流分布计算模型在路径选择集和路径选择比例上存在主要问题。通过基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型获取的路径分配比例,得到的旅行时间分布模拟结果均为单峰,无法重现从AFC票卡提取的实际旅行时间分布的多峰情况。当城轨线网较为简单时,基于多路径概率分配的城轨客流分布计算模型基本适用;当线网规模不断增加,线网结构进一步复杂,列车运行方式的多样性、乘客出行行为的差异性等不断加大的条件下,该模型对于路径阻抗差异小的OD可能适用,而对于路径阻抗差异大的OD不适用。

非黏性堤防溃口发展过程计算模型

堤防是防洪工程体系的重要组成部分,一旦发生溃决将可能带来严重灾害损失,明确堤防溃口发展速率与水力要素之间的关系对于预测堤防溃决过程和洪水演进具有重要意义。通过对系列非黏性沙质堤防溃决试验结果进行整理分析,得到溃口垂向下切速率、横向展宽速率与溃口流量、溃口单宽流量之间的关系。结果表明:堤防溃口发展主要存在垂向冲刷、横向扩展2种形式;溃口发展速率与溃口流量呈正相关,但受入流流量影响,没有适用于所有工况的关系表达式;溃口发展速率与溃口单宽流量间的关系基本不受入流流量影响,下切和展宽速率与溃口单宽流量呈现指数关系;基于此关系,构建了以溃口单宽流量为参数的溃口发展过程计算模型,并对溃口垂向下切、横向展宽发展过程进行了模拟计算与对比分析,结果显示模拟情况与真实的溃口发展过程吻合较好,说明所提出的计算模型科学合理,且计算过程简洁。

造纸机能耗优化模型设计及其计算机部署

为降低造纸机干燥部在运行过程中的能量消耗,节约造纸企业的生产成本,采集造纸机干燥部运行状态数据并通过调整异常值、滤波分析等手段对数据进行预处理。在此基础上,对预处理数据进行单变量分析,进而提取出与目标变量相关的特征变量,并采用随机森林法建立造纸机能耗优化模型。为验证造纸机能耗优化模型的实用性,为该模型建立了一套基于数据库和服务器技术的干燥部能耗优化系统,展示了该系统的客户端操作界面设计效果。根据系统显示的分析结果可知,造纸机能耗优化模型能够有效降低造纸企业的吨纸消耗成本。

预应力UHPC-RC无腹筋组合梁足尺模型抗弯试验及极限弯矩计算研究

为了解预应力UHPC-RC无腹筋组合梁(简称组合梁)的抗弯性能,以2座组合梁桥实际工程为背景,分别制作25 m长工字形组合梁及30 m长箱形组合梁足尺模型进行抗弯试验,研究组合梁在弯曲荷载下的裂缝发展形态、荷载~挠度曲线及不同截面高度应变等。结果表明:2种组合梁最终受弯破坏时,1条主裂缝快速发展为贯穿弯曲裂缝,组合梁裂缝细密;荷载~挠度曲线较为饱满,刚度折减较普通预应力混凝土梁明显推迟,结构性能更为优良;开裂前组合梁截面受力发展满足平截面假定,出现主裂缝后逐渐不满足平截面假定。为考虑组合梁截面在极限状态不满足平截面假定的情形,基于UHPC材料本构关系,提出采用体外预应力筋极限理论推导组合梁极限弯矩计算方法,并将该方法与平截面假定理论计算结果及试验结果进行对比。结果表明:提出的组合梁极限弯矩计算方法较平截面假定理论计算方法能更好地反映结构受力。

基于隐马尔可夫模型的商品信任值计算

融合用户在线评论文本与评价等级来计算商品信任值是构建社会化商务中信任机制的重要环节。利用长短时神经网络计算出用户评论文本的情感得分值,将其与用户评价等级值相结合得到用户综合评价观测值;利用隐马尔可夫模型建立评价信息和信任程度之间观测状态生成的概率矩阵,计算出不同评价观测值对应的信任程度;计算商品在最信任状态的概率值求和平均后求得商品信任值。结果表明论文提出的模型能有效提高信任计算的准确性。

基于模型转换解决PCR扩增的计算问题

由于PCR过程的复杂性和产物的多样性,使得PCR扩增中的计算问题一直是学生学习的难点.本文基于PCR扩增过程的物理模型与产物变化的数学模型之间的转换,探讨解决PCR扩增中计算问题的一般思维路径和科学方法,发展学生的科学思维.

基于深度学习模型的计算机实验教学探索

随着科技的不断进步,计算机实验教学正处于不断创新和发展的阶段。神经网络等深度学习模型的广泛应用为计算机实验教学带来新的可能性。文章利用神经网络这一深度学习模型卓越的自然语言处理能力,革新传统的计算机实验教学方法,创造更富趣味性的学习体验,使计算机实验教学将迎来更大发展空间,推动教育领域朝着更加智能化和个性化的方向发展。

基于BOPPPS模型的高职计算机专业混合式教学研究

为有效开展线上线下混合式教学,全国各大高职院校的会计信息系统课程积极引入BOPPPS模型。这种模型以学习者为中心,强调教学目标、教学策略、教学评估、教学反馈的重要性,不仅有助于学生掌握专业知识,还能提高学生的综合素质。文章深入研究了BOPPPS模型的概念和应用,结合现阶段我国高职院校计算机教学情况和面临的挑战,分析了将BOPPPS模型引入高职计算机专业教学的适用性,并在此基础上提出了一种基于BOPPPS模型的计算机专业混合式教学框架。

大规模计算机互联网络性能监控模型的设计研究

伴随着互联网的快速发展,网络故障与非法攻击事件逐渐增多,因此网络性能监控成为互联网发展的核心与关键。为了降低网络故障的发生率、提高网络的安全性与可靠性,阐述了网络性能监控模型研究的现状及组成,并以基于事件驱动的性能监控模型为例,进行了深入分析与探讨,以期为互联网企业的运行与业务发展提供一定的支持。

基于代理模型的电力电缆温度场快速计算方法及其应用

电缆内部温度是电缆管理的重要参数,针对高精度数值计算和实验测量均不能快速准确预测电缆内部温度的问题,提出一种基于多物理场仿真数据构建代理模型,并基于代理模型实现电缆内部温度场快速计算的方法。以110 kV单芯高压电缆为例,首先对比拉丁超立方设计和最大最小思想优化的拉丁超立方方法构造样本空间的效果,选取最优采样方案,再通过径向基神经网络构建代理模型,以环境温度和载流量为变量构建温度数据集进行测试,进一步通过粒子群算法对代理模型进行优化,最后利用网格节点数据使温度场分布可视化。对比110 kV单芯高压电缆内部温度场计算结果,表明所提的基于代理模型的电力电缆温度场快速计算方法具有较高的精度和效率。