不均衡小样本下的设备状态与寿命预测

针对面向小样本不均衡设备健康监测数据时AdaBoost处理效果差的问题,提出了基于裁剪过采样新增AdaBoost算法的设备健康状态分析以及寿命预测模型。首先,基于AdaBoost计算出样本权值分布和容量,根据样本最大权值与样本个数生成改进裁剪系数,选择性地对权值大于裁剪系数的样本进行处理从而提高计算效率。其次,通过类k近邻法则过滤出错分类样本权值,随后引入合成少数类过采样技术提升该种类样本权值个数,有效规避迭代过程中不均衡数据集可能引起的过拟合问题。最后,通过对设备运行状态进行准确分类并拟合出与时间相关的设备寿命曲线预测设备寿命。算例结果表明,所提模型能够有效分析出不均衡数据下的设备健康状况,同时也可以对剩余寿命进行有效预测。

NTRU格上基于身份的环签名方案

针对格基环签名方案的陷门基尺寸过大以及环成员的公钥需要数字证书认证的问题,提出一种NTRU(Number Theory Research Unit)格上的身份基环签名方案(NTRU-IBRS)。首先,使用NTRU格上的陷门生成算法生成系统的主公私钥对;然后,将主私钥作为陷门信息并对单向函数进行求逆运算以得到环成员的私钥;最后,基于小整数解(SIS)问题使用拒绝抽样技术生成环签名。安全性分析表明,NTRU-IBRS在随机预言机模型下具有匿名性以及适应性选择消息和身份攻击下的存在不可伪造性。性能分析与实验仿真表明,与理想格上的环签名方案和NTRU格上的身份基可链接环签名方案相比,在存储开销方面,NTRU-IBRS的系统私钥长度下降了0~99.6%,签名私钥长度的下降了50.0%~98.4%;在时间开销方面,NTRU-IBRS的总时间开销减少了15.3%~21.8%。将NTRU-IBRS应用于动态车联网(IoV)场景中,模拟结果表明NTRU-IBRS在车辆交互期间能够同时保证隐私安全和提高通信效率。

基于信息散度的补充样本加权融合评估

小子样试验评估时,为避免大量先验信息湮没实际飞行试验的信息,融合先验补充样本时通常会根据工程经验对补充样本量作一定限制,对补充样本量的选取并没有量化的理论准则。分析了先验分布与实际试验样本服从分布的差异,通过分布差异进行信息散度计算,用信息散度确定先验样本权重。提出了考虑先验信息可信度的加权方法,以进行Bayes估计。最后提供了正态逆Gama分布参数的加权Bayes估计方法。理论分析和仿真说明,本文的加权方法是合理的。

一种小子样情况下的弹道一致性评定方法

为在小样本情况下进行弹道一致性的评定,基于正态分布小样本相容性理论给出一种弹道一致性评定方法。该方法主要通过将计算的顺序统计量与计算机模拟的临界值进行比较判定。主要优点是不需计算位置-尺度估计值,从而减小由于样本容量小而带来的计算误差。通过算例分析表明:在样本数量较少(n≤5)的情况下,该方法与常规的配对t检验法和概率圆序贯检验法相比,都具有一定的优势。

基于信息分配的道路黑点鉴别方法

为解决传统的道路黑点鉴别方法中存在的小样本问题及事故样本的信息损失问题,深入分析了事故数据的小样本特性及事故样本反映路段行车风险的多维性;并引入信息分配技术对交通事故数据进行处理,通过计算和比较事故样本分配给各路段单元的事故信息量(而不是事故频次)进行道路黑点鉴别。结果表明:信息分配技术能充分挖掘小样本事故数据提供的道路黑点鉴别信息,事故信息量比事故频次更能反映各路段单元行车风险的大小。

考虑结构不确定性的框剪结构地震易损性分析

以框架-剪力墙结构为研究对象,按照我国现行抗震设计规范,设计了一个代表性办公楼结构,建立其非线性分析模型;并选择7个参数用以考虑结构参数的不确定性,选择PGA/PGV以考虑地震动参数的不确定性;结合地震动和结构不确定性参数,采用拉丁超立方采样与正交设计结合的方法,抽样形成地震-结构样本对;利用Perform-3D有限元分析软件,采用增量动力法(IDA)进行结构地震易损性分析,得到了该结构的地震易损性分析结果。研究表明:该类结构能够很好地满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震要求,具有良好的抗震性能。研究成果弥补了目前框架-剪力墙结构地震易损性分析中未考虑结构参数不确定性的不足,可为预测高层框架-剪力墙结构等重大工程结构的地震破坏和损失提供有力的科学依据。

基于小样本数据驱动的滚齿工艺参数低碳优化决策方法

针对实际生产历史数据不足的情况,提出一种基于小样本数据驱动的碳排放预测和多目标优化模型。通过Box-Behnken实验设计收集加工数据后,采用反向传播神经网络建立面向碳排放和加工效率的预测模型,在保证预测精度的同时有效减少模型对数据量的需求。以总碳耗和总时长为优化目标,采用改进的多目标灰狼算法和熵权-逼近理想解排序综合评价法进行了最优工艺参数决策。加工实验验证了提出方法的有效性。

高密度采集技术在西部煤炭资源勘探中的应用

结合中国煤炭地质总局承担的国家重大产业技术开发专项"西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术"依托工程的研究成果,介绍了高密度三维地震勘探的概念、技术特点和优势。高密度三维地震采集技术与常规三维地震技术相比,具有高覆盖次数、小空间采样间隔、宽(全)方位角、均匀炮检距道集等特点,在资料采集和处理过程中容易接收并保护宽频数据,实现高信噪比、高分辨率、高保真度。实例说明小网格和高覆盖次数可有效提高地震资料信噪比和地震反射波的连续性,提高小构造的检测能力。根据多个依托工程的实施情况,提出了高密度三维地震采集技术对设备及野外采集的要求。

小子样统计方法在高炮系统研制开发中的应用

针对高炮武器系统试验中战技性能指标评估的一些问题,提出了运用小子样统计推断方法对系统试验进行评定。该方法可以减少试验次数、节省试验费用,适应了现代高炮武器系统研制开发过程中的试验数据处理的需要。

基于优化插值与差值神经网络算法的硅片刻蚀深度预测模型

针对半导体加工工艺复杂、成本高、工艺数据量少,一般的人工神经网络(ANN)算法无法准确预测其加工工艺性能的问题,提出一种基于优化插值与差值神经网络(OIDNN)算法的适用于小样本的硅片刻蚀深度预测模型。首先,分别由实验得到刻蚀深度的实验数据,由计算机辅助设计(TCAD)技术仿真得到刻蚀深度的模拟数据,并划分为训练集、验证集和预测集;将TCAD模拟数据作为额外输入参数插入ANN1模型,同时,将实验数据与TCAD模拟数据的差值作为ANN2模型的输出参数,得到两份预测结果;最后将两份预测结果作为输入参数,经ANN3模型训练选择权重,得到最终预测结果。OIDNN算法在不同大小的样本数量下,所得预测刻蚀深度和实验刻蚀深度之间平均的均方误差(MSE)为0.009 5μm,相较于ANN减小80%以上,相较于自适应权值神经网络(AWNN)减小85%以上。实验结果表明,所提模型可以有效提高预测的准确度,提高算法的收敛速度,并且适用于小样本的工程应用场景。

考虑结构不确定性的多层框架结构地震易损性分析

文中选取常见的六层钢筋混凝土框架结构作为研究对象,考虑地震动与结构模型的双重不确定性,基于拉丁超立方抽样和正交设计相结合的试验方法针对结构模型建立了27个结构样本,应用OpenSees分别对每个样本开展增量动力分析,分别计算出每个样本在27条地震动的12次调幅作用下的各算例所对应的最大层间位移角。并对最大层间位移角与峰值加速度结果进行回归分析。以结构最大层间位移角作为损伤指标得到结构地震易损性曲线,并对比分析了地震动记录条数与模型不确定性对结构地震易损性的影响。结果表明,文中提出的分析方法能够较好的考虑地震动不确定性与结构自身不确定性,是一种有效的理论易损性求解方法;结构模型自身的不确定性对结构地震易损性结果具有较大的影响,这种影响对结构在大震作用下的抗倒塌能力尤为明显;文中的研究结果可为评估多层框架结构的地震灾害损失提供基础数据。

基于BIM的小样本数据下装配式施工安全评价研究

本文从BIM技术运用于预制装配式建筑施工成本控制的优势出发,利用小样本数据特点,借助Bayes判别明显的统计优势,全面考虑装配式施工安全生产自身实际特点与标准规范,建立装配式施工安全评价的Bayes判别分析(BDA)模型。通过训练和检验8组学习样本集的装配式建筑的特征参数值获取装配式建筑施工安全的BDA模型,并以其余3组测试集样本测试该模型,实际情况与测试结果一致。研究结果表明:印证了BDA回判估计与BIM技术在装配式建筑施工安全评价的融合运用,为搭建安全评价体系框架的形成和完善提供了借鉴。

基于试验极值信息的寿命分散系数法

提出了基于试验极值信息的寿命分散系数计算公式及确定技术寿命的方法。推导了基于最差、最好试验寿命所得概率寿命同时成立时对数正态母体的寿命分散系数公式。计算了置信度为0.95、可靠度为99.865%、最大最小寿命比为6时的寿命分散系数。算例表明:利用方法及给出的分散系数,既可以取到较大的技术寿命,减小寿命的浪费,提高经济性;又可以保证置信度为0.95,减小了风险,提高了安全性。

基于TRL和SVM的航天型号研制成本预测研究

在分析航天型号研制小样本、技术复杂程度高、难以达到成熟程度造成超支现象严重特征的基础上,提出了基于技术成熟度(TRL)与支持向量机(SVM)的航天型号研制成本预测模型。采用该预测模型,一方面较好地解决了航天型号小样本问题;另一方面将技术成熟度参数引入成本预测模型,考虑技术状态对成本的影响。通过对某型号发动机研制成本进行预测,并与未引入技术成熟度的预测模型结果进行对比,说明引入技术成熟度能使得航天型号研制成本预测精度更高,为实现航天型号研制成本管理和控制提供决策支持。

基于R-SIS和R-LWE构建的IBE加密方案

格上基于身份的加密机制(Identity-Based Encryption, IBE)能够有效抵抗量子攻击,并且该机制将每个人的身份信息作为公钥,能够简化公钥基础设施(Public Key Infrastructure, PKI)对海量用户的公钥管理,这种加密机制是对传统PKI的改进,能够解决PKI在物联网环境下暴露的众多问题。然而,目前国内外学者提出的基于格的IBE方案大多比较笨重,并且实现的方案很少。针对上述问题,提出了一种基于R-SIS以及R-LWE困难问题的IND-sID-CPA安全的IBE低膨胀率方案。首先,提出了分块复用技术,通过重用占存储空间较大的辅助解密密文块,极大地降低了密文膨胀率并提高了加密效率。然后,利用了Kyber提出的压缩算法并引入明文扩张参数,对以上两个参数指标进行进一步优化。通过严格的理论推导分析了所提方案的安全性、正确性和计算复杂度,利用数值实验给出了该方案在3种场景下的较优参数取值。最后,通过C++程序实现新方案,对比了所提方案与BFRS18方案在3种场景下的性能。实验结果表明,该方案在保证正确性和安全性的同时,有效提高了原方案的加解密效率,降低了密文膨胀率。

小倾角钻探工艺技术在绿色勘查中的应用

以钻代槽是覆盖区解决矿产勘查与生态环境保护间矛盾的有效技术手段,针对目前浅层取样技术在覆盖区应用过程中存在的问题,综合国内外先进的地表勘查用便携式取样钻探设备和工艺技术方法,结合生态文明建设和绿色勘查的要求,开展小倾角(≤30°)钻探工艺技术研究,采用全液压便携钻机、铝合金底枕、锚管固定、泵送内管总成和打捞器取心、跟管护壁、全倾角测斜等相结合的钻探工艺技术方法,并取得成功应用。

基于成组技术的多品种小批量武器装备备件抽样检验方法

针对多品种、小批量武器装备备件的检验、验收问题,提出了相似备件成组检验方法。该方法利用相似原理和成组技术,通过识别相似质量特征的备件总体检验、判定备件质量一致性,并将不同品种或规格的武器装备备件进行成组检验,最后通过某军工企业的实例对其可行性、可信性进行了验证。结果表明:应用相似备件成组检验方法,通过合并组批可大幅减少平均抽样率和检验工作量,有效提高了武器装备备件检验、验收的效率。

基于任意两点试验信息的寿命分散系数法

在试验数据缺失无法获得中位寿命时,为避免偶然因素导致个别试验结果偏低而造成技术寿命偏低,浪费寿命的情况,提出了基于任意两点试验信息的寿命分散系数法.推导了基于对数正态分布小子样任意两点试验信息的寿命分散系数计算公式,计算了给定置信度下相应的寿命分散系数.算例表明:利用提出的方法及相应寿命分散系数,得到的技术寿命与基于中位寿命获得的技术寿命结果接近,方法合理.最后给出了该方法的适用范围.