RPA:一种内存高效的度量空间recall@R近似最近邻搜索索引

现有的度量空间的近似最近邻搜索(approximate nearest neighbor search, ANNS)方法通常依赖于预选择的支撑点构成的序列,序列中的支撑点按照到数据元素的距离升序排列.然而,大多数现有的度量空间ANNS方法由于索引结构复杂、支撑点过多或者未能充分利用距离信息导致搜索时内存开销巨大.为此,提出精简排列阵(reduced permutation array, RPA)的度量空间recall@R近似最近邻搜索方法.对于全体数据元素,RPA预先选择k个支撑点,对每个数据元素仅存储离该数据元素最近的l个(l<<k),并将所有元素的支撑点序列构建为一个数组结构.在搜索过程中,利用一种得分函数,该函数基于查询对象到各个支撑点的距离来近似计算数据元素到查询对象的距离.同时,维护一个有界最小堆,以保存R个候选结果数据元素.RPA具有结构简单、内存效率高和可扩展性强等特点.实验结果表明,在相同召回率的情况下,与排列索引(permutation-based index, P-index)相比,RPA平均具有高达3倍的内存压缩比.研究结果可在内存资源有限的单机环境下提供一种有效的针对海量数据的ANNS方法.

面向轨迹数据发布的KSDP方案

轨迹隐私保护中使用k-means算法进行聚类时,对初始值敏感,且聚簇数目的选择具有一定的盲目性,为解决该问题并提高聚类结果的可用性,提出一种结合k-shape和差分隐私的轨迹隐私保护方案KSDP(k-shape differential privacy).首先,对轨迹数据进行划分切割预处理,利用轨迹的时间属性和空间属性对轨迹切割划分,从而提高聚类泛化的质量.其次,使用设定的效用函数对预处理后的轨迹数据进行评判,并对过滤后数据进行聚类泛化操作.最后,在泛化后的数据中加入Laplace噪声,使其满足差分隐私保护模型,进一步保护轨迹隐私.实验仿真结果表明,与传统差分隐私k-means聚类方案对比,KSDP方案有效提高了聚类结果的可用性,并具有一定的性能优势,更好地实现了轨迹数据发布和隐私保护.

深圳全风化花岗岩加固土力学与微观特性

为揭示注浆加固后全风化花岗岩力学及内部微观结构的变化特征,基于直剪试验和电镜扫描观测,分析水泥质量分数对全风化花岗岩加固土的抗剪强度、剪胀性和微观结构的影响规律.直剪试验结果表明,随着水泥质量分数上升,全风化花岗岩加固土抗剪强度和剪胀性显著增大,由应变硬化型材料逐渐转变为应变软化型脆性材料;水泥质量分数从0增加到16%,最大剪胀角增加了6°~10°,黏聚力从7 kPa提高到203 kPa,内摩擦角在31°~38°间波动,水泥加固全风化花岗岩主要通过增加黏聚力的方式提升抗剪强度.电镜扫描结果表明,随着加固水泥质量分数的增加,水泥结晶物越来越密集,相互胶结形成连续的空间网状甚至团聚状结构,改变了土颗粒间的相互作用方式,使加固土由以摩擦为主的材料向以胶结为主的材料转化.研究可为评估全风化花岗岩加固土物理力学特性及深圳地区的工程建设提供参考.

苜蓿叶立交集散车道连续入出口最小间距研究

《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)中对互通式立体交叉同侧入口与下游出口(简称连续入出口)之间的间距尚未规定,当连续入出口距离较小时,交织车流相互影响,不仅降低通行能力,还会影响区域交通安全.本研究选择苜蓿叶立交主线设置集散车道的情况,通过分析此区域车辆运行特性,确定连续入出口最小间距的计算模型.根据《公路通行能力手册》确定交织类型与交织区车辆速度等关键参数,计算出交织区长度与饱和度,并对交织区长度和服务水平进行检验,提出苜蓿叶立交集散车道连续入出口最小间距推荐值.利用VisSim软件构建连续入出口路段的交通仿真模型,以冲突率为安全性评价指标,对不同设计速度组合下最小间距推荐值的仿真冲突率进行评价.结果表明,推荐的入出口最小间距安全水平为安全、较安全和临界安全,故间距推荐值合理.研究成果可为苜蓿叶立交集散车道的连续入出口设计提供参考,完善相关规范与设计细则.

新型近红外花菁类光声探针用于肼检测

肼含量的检测在化工、环境和生命健康等领域具有重要意义.利用在近红外区域具有较强吸收的花菁类分子为母体,发展新型光声探针用于肼检测.该探针在波长808 nm处具有很强的光声信号.当探针分子与肼作用后,随着溶液中肼浓度的增高,分子探针在波长808 nm处的光密度D(808)显著下降,而550 nm处的光密度D(550)明显升高,且在肼浓度为0~5μmol/L内,D(808)/D(550)比值随肼浓度变化具有良好的线性关系.同时,新型光声探针在808 nm处的光声信号强度P(808)也随肼浓度增加而降低,并且在肼浓度为0~10μmol/L内,P(808)与肼浓度呈良好的线性关系,肼检测限为0.50μmol/L.该探针合成方法简单,并能够对肼实现快速高效的光声检测,为今后在体肼的检测提供了一种新的方法.

晃动环境下信息元素设计对视觉搜索的影响

随着舰船先进信息系统的发展,越来越多有关信息界面的人机交互任务需要在晃动状态下进行.针对3种晃动状态,进行低(8个)、中(28个)、高(48个) 3种元素密度,大(6. 98 mm)、中(5. 24 mm)、小(3. 49 mm) 3种元素大小的人机交互界面设计,通过对重复测量实验结果采用方差分析和卡方检验的方法,研究不同晃动状态下视觉搜索界面元素设计方式对视觉搜索绩效和用户偏好的影响.结果表明,元素大小和密度对视觉搜索效率和用户偏好有显著影响,但晃动状态对视觉搜索绩效并无显著影响.用户更偏好于中低密度和中大尺寸的元素设计.实验结果可供船舰信息界面的交互设计参考.

基于氮吸附和压汞数据确定致密储层孔径分布——以松辽盆地大安油田扶余油层为例

为实现对致密砂岩储层孔隙结构特征的整体分析,以松辽盆地大安油田扶余油层的致密砂岩样品为研究对象,利用先验概率比值合并的数学方法,将氮吸附和压汞法观察到的不同尺度的孔喉分布参数进行有效整合,实现从整体上对致密砂岩储层孔喉分布特征的准确把握,为客观合理进行致密储层综合研究与评价打下基础.研究结果表明,利用先验概率比值合并的数学方法,可有效地将氮吸附法和压汞法观察到的孔径范围进行整合;氮吸附法仅能测得小于63 nm的孔喉,压汞法仅能测得大于6.3 nm的孔喉.根据整合分析结果,由样品的整体孔喉分布特征可知,S87号样品的孔喉主要分布在25~400 nm,S105号样品的孔喉主要分布在10~400 nm;致密砂岩中,储层孔隙度相同时,渗透率越大,其大孔喉的含量越高.

双溶液法制备钙钛矿薄膜及其太阳能电池性能

在高湿度空气环境中,通过不同质量浓度的碘甲胺溶液与PbI_2薄膜反应制备钙钛矿薄膜与电池器件,研究碘甲胺质量浓度对薄膜形貌和太阳能电池性能的影响机理,发现高浓度碘甲胺溶液有利于纳米晶粒的致密薄膜生成,而低浓度碘甲胺溶液则形成带孔的微米晶粒薄膜,均不利于制备高性能钙钛矿电池.为克服单一溶液反应存在的问题,在改进的双溶液旋涂法中,利用8 mg/m L低浓度的碘甲胺溶液与PbI_2薄膜反应10 s,再分别用15和30 mg/m L碘甲胺溶液对薄膜后处理,获得了晶粒粒径大,且致密的钙钛矿薄膜,碘化铅残留很少.相应的,在空气中制备的钙钛矿太阳能电池展示了更好的光电转化性能.

分数阶模拟电容和模拟电感的设计

基于波特图频域近似算法和阻容分抗电路设计出分数阶模拟电容,利用广义阻抗变换电路把α(0<α<1)阶模拟电容转换为α阶模拟电感,把分数阶模拟电容的阶次扩展至0~2阶.采用Multisim软件对分数阶模拟电感、分数阶LC串联电路仿真,结果与理论分析基本一致.

PEEK-SPEEK-HA复合材料与U2OS细胞相容性研究

体外培养U2OS细胞,通过噻唑蓝（3-（4,5-dimethylthiazol-2-yl）-2,5-diphenyltet razolium bromide,MTT）法研究新型聚醚醚酮-羟基磷灰石（polyetheretherketone-hydroxyapatite,PEEK-HA）生物复合材料对细胞增殖的影响.研究发现,聚醚醚酮-磺化聚醚醚酮-羟基磷灰石（polyetheretherketone-sulfnated polyetheretherketone-hydroxyapatite,PEEK-SPEEK-HA）复合材料的细胞增殖作用较PEEK-HA复合材料强,且随着HA含量的增加细胞增殖作用增强,材料浸提液质量浓度为4-8 mg/m L时对细胞有较好的增殖促进作用.复合材料毒性级别为Ⅰ,对细胞无毒性.测定黏附率研究该材料对U2OS细胞的黏附特性,PEEKSPEEK-HA复合材料随着HA含量的增大,细胞黏附率增加,高于PEEK-HA复合材料组,表明加入HA和SPEEK能改善复合材料的黏附性能.采用流式细胞术研究材料对细胞凋亡的影响,发现加入SPEEK的PEEK-HA复合材料能抑制细胞发生早期凋亡,从而降低凋亡率.激光共聚焦和流式细胞仪检测该材料对细胞活性氧的影响发现,SPEEK引入复合材料能够降低细胞活性氧水平,降低细胞毒性.扫描电镜实验表明,U2OS细胞能够在PEEK-SPEEK-HA复合材料表面黏附、伸展和生长.

软化静力推覆曲线的分段线性拟合

由于传统的双线性方法无法准确拟合软化的静力推覆曲线,基于等能量原则,提出一种软化静力推覆曲线的三线性分段拟合方法,并给出等效过程的具体步骤.以2个钢筋混凝土框架结构为算例,对软化的静力推覆曲线分别进行双线性和三线性等效,并与原结构非线性动力时程分析的结果进行比较.结果表明,对于软化的静力推覆曲线,三线性等效方法比双线性等效方法更接近非线性动力时程分析的结果.

微胶囊对水泥自修复复合材料微观结构的影响

在环氧树脂微胶囊的制备实验基础上,制备水泥自修复复合材料,研究养护龄期和微胶囊掺量对水泥自修复复合材料微观结构的影响,采用多种测试仪器对复合材料孔结构特性、电性能、抗渗透性能和水化热进行了分析.结果表明,随着养护龄期的增加,复合材料电阻值显著增大,而累积孔体积和吸水性系数减小;随着微胶囊掺量的增加,电阻值增大,而累积孔体积、吸附量与脱附量、吸水性系数以及水化放热速率与放热量减小.

西安地区现场暴露混凝土损伤评价

选取试验地点并设计试验方案,对不同粉煤灰掺量的混凝土试块进行现场暴露试验,分析西安盐渍土地区现场暴露的混凝土基于硫酸盐侵蚀试验数据,结合实际环境及材料因素,选取试件的相对动弹性模量和相对质量作为评价参数.比较各评价参数的优劣,提出一个符合实际评价的参数——综合损伤评价参数.理论分析和实验结果表明,室外现场暴露试验混凝土的综合损伤评价参数呈整体下降趋势.运用损伤评价参数能较好地对混凝土在环境作用下的损伤过程进行评判,该方法简捷、可操作性强,但可靠性尚需进一步改进.

有机电解液型锂空气电池空气电极研究进展

有机电解液体系的锂空气电池因其超高能量密度受到广泛关注.为寻求高性能、安全实用的锂空气电池,国内外就正极材料、催化剂、电解液和锂负极等开展了大量研究,其中空气电极的优化、电解液的稳定性是锂空气电池高性能发挥的关键.介绍了近年有机电解液锂空气电池空气电极上的反应机理、空气电极影响因素、正极材料和催化剂等最新研究进展,分析了各类多孔材料和催化剂的优缺点,及其对电池电化学性能的影响,结合本课题组研究成果,指出了锂空气电池空气电极的发展方向,即结合新型复合氧化物催化剂,构筑独特的多孔电极结构,以实现高容量、长寿命的锂空气电池.

低损耗Topas环烯烃共聚物光纤研究

以大直径空芯微结构Topas环烯烃共聚物光纤为太赫兹波传输媒介,数值计算得其在1.89和2.52 THz处的限制损耗约为1.25和1.59 dB/m.实验结果表明,该结构光纤能将1.89和2.52 THz的太赫兹波很好地限制在其空气芯中传输,存在较小的弯曲损耗,且1.89 THz处的约束损耗低于2.52 THz处,与计算结果吻合,并获得较好传输效果.

石墨烯带正常-超导结的量子输运

基于非平衡格林函数(non-equilibrium Green's function,NEGF)和密度泛函理论(density functional theory,DFT),从第一性原理出发研究Armchair型和Zigzag型的石墨烯带正常-超导结的电子输运性质,计算了缺陷对这两种正常-超导结输运性质的影响.计算表明,对无缺陷正常-超导石墨烯带,在超导能隙内,Andreev反射系数TA恰好等于正常石墨烯带的电子透射系数TN.当石墨烯带存在缺陷时,Andreev反射系数TA不再是一个常数,而在超导能隙边缘出现两个尖锐的峰,其峰值大于正常系统的电子透射系数.在超导能隙之外,Andreev反射系数TA逐渐减小为0,准粒子的正常隧穿几率T1逐渐增大,且趋于无超导下的正常系统的电子透射系数TN.不同缺陷构型对石墨烯带中载流子的输运过程影响不同.如果缺陷的存在对正常石墨烯带电子散射过程影响越大,则其对正常-超导体系中的Andreev反射和准粒子散射影响也越大.

PEEK-HA生物材料对成纤维细胞3T3的影响

聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)与纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)共混制备PEEK-HA生物复合材料.通过倒置荧光显微镜观察材料对细胞形态影响,不同HA含量的PEEK-HA复合材料中活细胞数目与空白对照无明显差异.采用噻唑蓝(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoli-um bromide,MTT)染色法研究细胞增殖的作用,发现不同HA含量的PEEK-HA复合材料的质量浓度为4mg/mL时,该生物复合材料对细胞增殖有一定促进作用;8～64 mg/mL时,对细胞增殖作用逐渐减小;64mg/mL时,对细胞增殖作用最小,表明随着材料质量浓度增加可抑制细胞增殖.测定PEEK-HA生物复合材料材料对3T3细胞黏附率,发现随着HA含量的增加,细胞黏附率增大,HA可以改善材料黏附性能.PEEK-HA生物复合材料细胞毒性级别均在Ⅰ级,说明对3T3细胞无毒性.

KD-90普及型个人高性能计算机系统设计与性能优化

报道中国首台采用自主设计研制的龙芯3B 8核处理器的万亿次高性能计算机系统KD-90.该系统具有高计算密度、低功耗、低成本、低占地的特点,其应用SMP→CC-NUMA→Cluster 3级并行体系结构,采用通用协议与专用协议结合的互连网络硬件设计,实现了CC-NUMA机群架构关键技术的突破;应用矢量部件加速技术实现了一种通用处理器与向量协处理器相结合的编程模型.结合体系结构特点和操作系统内核对系统性能优化并进行了性能测试和分析.

镍钛微管拉扭实验装置的研制

研制形状记忆合金微管专用的拉扭实验装置.根据形状记忆合金在应力作用下会发生马氏体相变、具有多尺度效应的力学特性,提供多种高精度拉扭复合加载路径,基于单个弹性元件实现正-剪应力测量,基于数字图像处理实现非接触、直接、同步及全场的正-剪应变测量,设定适合的照明光路支持试件表面形貌演化的拍摄.利用研制的装置对形状记忆合金微管进行系统的准静态拉扭实验,发现变形失稳现象,这可支持此类材料的本构关系研究.

基于特征值矩阵的循环平稳检测算法

分析循环平稳检测算法,发现循环自相关函数向量在循环统计量计算过程中,信号之间的相关信息未得到充分利用,信息有一定的损失.提出基于特征值矩阵的统计量计算方法,用自相向量的协方差矩阵的特征值矩阵替代协方差矩阵.该方法使循环自相关函数中的信息得到充分利用,计算复杂度降低.仿真结果表明,该算法的检测性能在较低信噪比下优于经典的循环平稳检测算法的检测性能.