针对南水北调中线工程在异构网络下的视频监控传输问题,提出了一套包括基于网络状况的带宽评估方法,以及参数可调的网络视频编码传输方式的异构网络视频监控解决方案. 该方案对南水北调工程异构网络环境下视频监控系统的整体架构进行了设计,并基于实时传输协议/实时传输控制协议(RTP/RTCP)对网络参数进行了评估. 在得出的网络带宽评估结果基础上,设计了一种码率可调的编码传输方案. 最后结合所实现的系统,对系统性能进行了详细测试和分析. 通过在南水北调中线工程的实际应用证明,本系统能够对当前带宽下的视频编码进行优化,提高异构网络下的视频编码传输效率,且性能指标达到了4路720P视频监控的设计要求.

为了解决软件定义网络(software defined networking, SDN)架构面临的安全挑战,针对SDN网络架构中的安全审计环节,将传统网络中的安全审计解决方案与SDN网络集中控制的特性相结合,依托Floodlight控制器设计并实现适用于SDN网络环境的安全审计系统,包括安全审计事件的收集、分析、存储、响应等功能. 提出一种针对分布式拒绝服务(distributed denial of service, DDoS)攻击的攻击回溯算法对安全审计事件进行追溯,确定出DDoS攻击发起者及僵尸主机集合. 同时,采用滑动窗口分割算法从安全审计事件中提取出用户行为序列模式,基于Levenshtein算法计算用户行为序列模式之间的相似度,并根据用户当前行为和历史行为的相似度来判断是否出现可疑的攻击行为. 经实验验证,该系统能准确地回溯出DDoS攻击发生时被控的僵尸主机集合及攻击者,并且可以有效地检测出用户攻击行为.

超声导波具有检测范围大、检测效率高等优点,广泛应用于板、管等典型波导结构的缺陷检测. 作为超声导波换能器类型之一,电磁声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)得到广泛关注和快速发展. 综述了近20年来超声导波电磁声换能器的研究进展. 主要包括:针对板和管结构超声导波检测的单模态EMAT结构设计;用于提高激励导波的能量和模态单一性的EMAT线圈与磁体结构参数的优化,针对非金属材料检测的新型贴片式EMAT的结构设计;阵列技术在EMAT性能优化上的应用和在缺陷定位和成像上的应用.

为了对某数控凸轮轴磨床的运动误差进行分析和建模,分析研究了各运动部件间运动形式和误差类型,运用相邻体坐标系间的运动变化来表达2相邻体之间的运动情况,建立了相邻体之间的理想运动方程和有误差情况下的实际运动方程. 将相邻体间的实际运动方程进一步推广到任意低序体阵列分析当中,为研究多分支数控凸轮轴磨床误差建模提供理论基础. 将复杂的多分支链数控凸轮轴磨床抽象为简单的多体系统,对各运动部件建立相应的体坐标系和运动参考坐标系,求出相邻体间对应的变换矩阵. 最后,将机床运动部件划分为“工件-床身”和“砂轮-床身”2条运动链,提出了有误差影响情况下实现精密加工约束条件方程为P_w=P_t,且对该方程进行了求解,为数控凸轮轴磨床误差补偿的研究提供了必要条件. 结果表明:误差补偿后的机床加工精度显著提高.

针对模糊神经网络结构设计问题,提出一种基于递归聚类与相似性的结构设计方法. 首先,提出以输出变化强度为导向、以结构细分为手段的递归聚类方法对网络初始结构进行设计. 其次,通过计算模糊规则的相似性,将高度相似的规则进行合并,在保持良好精度的前提下,对网络初始结构进行简化. 最后,通过函数逼近、非线性系统辨识仿真实验验证了方法的可行性和有效性.

原始在线加权的多示例学习跟踪假设每个示例是独立且在包中的贡献均相同, 同时为所有正样本赋予相同的权重,这不符合“包中的示例与目标位置的远近,对目标贡献程度是不一样”的事实. 再加上原始算法采取单一特征无法准确和全面地表示目标包中所包含的示例,从而影响了跟踪算法的鲁棒性. 针对原始算法的这些问题,提出一种基于带权重多样例学习的视觉跟踪方法. 该方法同时融合多特征(HOG特征和Haar特征),在多示例学习框架下同时训练分类器,并通过样本特征相似度的比较来赋予不同的权重. 对不同场景的图像序列进行实验,通过在公共测试集上与多种主流算法做对比,显示这样得到的目标外表模型对于前景和背景具有更高的区分能力. 结果表明:该算法具有更高的准确性和更强的适应性,可以有效克服传统多示例学习中的分类器退化问题.

针对基于模型的声源定位方法在非结构化空间中应用所存在的模型依赖度高、定位精度低等问题,提出一种基于声音位置指纹的定位方法,通过将待定位点处的声源信号空间位置特征与定位数据库中信息进行比较从而完成声源定位. 该定位方法包括2个阶段:离线采样阶段,捕获各定位参考点处声源信号并完成位置特征提取,据此特征和参考点位置信息构建定位数据库;在线定位阶段,通过提取待定位点处实时信号特征并和定位数据库中信息进行匹配完成定位. 仿真实验结果表明:在麦克风数量较少、环境噪声干扰较大的情况下,该方法具有较小的声源位置估计偏差,定位效果可满足实际应用需求.

为了解决深层感知器的结构设计问题,提出了一种逐层主成分分析方法. 该方法根据训练数据集的分布特点,在适当控制信息损失的条件下,可以有效地确定每层神经元的个数. 首先,依据样本维数和标签类数分别确定输入层和输出层神经元的个数;然后,对训练样本集进行主成分分析,利用降维后的维数确定第2层神经元的个数;最后,在确定其他层神经元的个数时,将上一次降维后的样本经过非线性激活函数作用,再进行主成分分析,得到降维后的样本维数即为该层神经元的个数. 在MNIST手写字数据集上的实验结果表明:该方法有助于简化深层感知器的结构,在减少参数个数、缩短收敛时间和降低训练难度等方面均具有优越性.

针对众包系统质量控制方法设计需要提供理论依据的问题,通过分析当前典型的众包分层组织管理模式,建立了众包虚拟组织间任务协作的演化博弈模型. 基于该模型分析众包质量的演化稳定性,讨论众包任务参与者协作行为的动态特征,并给出制约众包质量演化稳定性的3个关键因素,即完成众包任务获取的经济利益、任务请求者的消费效用以及任务完成者参与众包带来的安全风险对实现众包质量最大化的作用机理.

为了更好地对解剖结构和形状复杂的非均匀分布人脑图像进行分割,在水平集Chan-Vese模型的基础上引入Otsu技术,给出了基于水平集的人脑磁共振(magnetic resonance,MR)图像分割方法. 该方法利用 Heaviside 函数描述区域内图像分布信息,通过最大类间方差来反映区域间图像分布方差信息,2部分信息经融合后构建新的能量函数,以引导图像分割过程,最终得到所期望的人脑图像分割结果. 采用2个数据集提供的人脑图像数据进行实验,结果表明:所提方法在相似性度量和正误率度量方面,与其他方法相比都有明显的优势,可以很好地实现人脑图像的分割.

施工降水诱发地面沉降是当前主要岩土工程风险之一,对于以多层含水层为典型水文地质特征的北京地区,这类问题尤为突出. 为准确而便捷地进行该类问题预测,首先基于渗流理论和有效应力原理,分析了多层含水层区降水过程中不同层位的压缩量变化规律及主要影响因素,并建立了相应的渗流-压缩耦合数学模型;根据地下水赋存与运动原理,结合北京地区水文地质特征,提出了采用主控含水层来确定耦合模型下边界的新方法,实现了渗流和地层压缩2个物理力学过程在特定地质条件下的耦合,在保证模型科学性和工程精度的同时,降低了实际分析工作的难度,提高了分析模型的实用性;在弱透水层释水率这一重要模型参数取值方面,根据地下水动力学和相关实测资料,研究了既有计算公式存在的误差及其主要原因,并结合北京地方经验,提出了相应的修正方法,进一步提高了模型分析精度. 最后,以北京地区某实际工程为例,进行了多层含水层中降水诱发地面沉降的精细模拟,并对数值结果合理性进行了分析.

为了研究独塔地锚式预应力混凝土(prestressed concrete,PC)斜拉桥塔柱倾角的合理取值范围,采用非线性回归的方法,通过对某斜塔柱进行受力分析,得到最小塔柱倾角近似计算公式;推导拉索、锚碇、主梁、主塔的材料用量计算公式,并引入材料单价系数,对总造价与塔柱倾角及地锚背索倾角的关系进行分析,得到经济塔柱倾角近似计算公式. 结果表明:独斜塔地锚式PC斜拉桥最小塔柱倾角随主跨边索倾角的增大而增大,随轴力作用下容许压应力绝对值的增大而减小;经济塔柱倾角受地锚背索倾角及轴力作用下容许压应力的影响,地锚背索倾角及轴力作用下容许压应力绝对值越小,经济塔柱倾角越大;地锚背索倾角在一定范围内,总造价随塔柱倾角的减小先减小后增大,减小地锚背索倾角,可降低总造价;塔柱倾角a不宜小于60°,地锚背索倾角θ不宜小于43°.

为了得到更加适宜于岩土文物保护加固的水硬性石灰材料,研究了掺加矿粉、外加剂和聚乙烯醇纤维的改性水硬性石灰的配合比优化设计、力学性能、水化硬化机理和耐久性. 研究发现:矿粉、外加剂和聚乙烯醇纤维能显著提高水硬性石灰的力学性能以及耐久性;经改性后的水硬性石灰试样D,其抗折强度、抗压强度和拉拔强度分别能达到3.27、15.45、0.61MPa,而且,经过耐水、耐盐和干湿循环试验后,仍然保持较高的力学性能,这对于岩土质文物的保护修复具有重大的意义.

为改善锂离子电池硅负极材料的电化学性能,利用镁热还原法制备了不同铁掺杂量的多孔硅/硅铁合金复合材料,并对其结构以及在锂离子电池中的充放电性能进行了研究. 材料均呈现多孔结构,硅铁合金均匀分布在孔道内部. 多孔硅/硅铁合金复合材料具有较好的循环稳定性,在0.1C倍率下循环100圈后可逆容量为1133.5mA·h/g,容量保持率为66%;在1C倍率下可逆容量仍可以达到776.9mA·h/g.

为了动态评价建筑外窗缝隙通风条件下室外PM_2.5污染对室内环境的影响规律及其渗透通风特性,依据研究团队2013年9月到2014年8月基于建筑外窗缝隙渗透通风(建筑外门窗关闭、无机械通风)且室内无污染源条件下关于北京地区某临街办公建筑室内外PM_2.5质量浓度水平与室外气象参数(空气干球温度、相对湿度、风速)的动态变化实时监测数据,结合质量平衡方程和数理统计方法提出了一种基于大量实测数据反演建筑外窗缝隙通风换气次数动态变化特性的评价模型,实测结果验证了该模型的有效性. 研究结果表明:当建筑外窗结构特征和房间结构特征一定时(实测建筑穿透系数P为0.93±0.01、自然沉降率k为0.10±0.03),静稳天气时的建筑外窗缝隙通风换气次数平均值约为0.10h^-1,对应的室内外PM_2.5质量浓度比I/O约为0.43;微风天气时的平均值约为0.22h^-1,对应的I/O约为0.56;和风天气时的平均值约为0.39h^-1,对应的I/O约为0.62. 研究结果可为室内人群健康风险评估以及建筑室内通风净化系统优化设计与节能运行提供重要参考.

将碳纳米管有效地集成到微纳器件上实现组装是碳纳米管在众多领域得以应用的先决条件,组装后较高的接触电阻成为影响碳纳米管器件性能的重要因素,为了降低碳纳米管与电极之间的接触电阻,采用高温退火法对组装后的碳纳米管进行处理. 首先,通过介电电泳法组装碳纳米管;其次,利用正交试验设计和方差分析研究高温退火过程中退火温度、保温时间和升温速率对降低碳纳米管接触电阻的影响,并获得了降低接触电阻的最优参数组合;最后,对退火前后碳纳米管的I-V特性进行测量、分析. 结果表明:高温退火可以简单、高效地降低碳纳米管的接触电阻,退火温度是影响降阻效果的主要因素,退火处理后接触电阻的下降幅度最高可达91.59%,组装的碳纳米管退火前后的I-V特性曲线均呈现良好的线性.

为了研究铁氧体的电磁性能以及铁氧体引入量的质量分数和样块厚度对材料性能的影响,以玻璃和陶瓷造粒料为基料,炭黑为发泡剂,引入铁氧体,经过球磨、烧结、发泡、退火工艺后制备出泡沫吸波材料. 结果表明:900℃处理对铁氧体的电磁性能无明显影响. 铁氧体引入量的质量分数为5%和10%的吸波性能优于铁氧体为15%和20%引入量的吸波性能;研究初步显示,该结果是由于铁氧体的引入影响多孔材料的泡孔结构. 铁氧体引入量的质量分数为10%时,材料的吸波性能随着样块厚度的增加而增大;样块厚度为50mm时,材料的有效吸收带宽(反射率小于-10dB)达18GHz,反射率低至-23.4dB.

综述了玻璃、陶瓷、聚合物、块体金属玻璃(bulk metallic glass,BMG)等非金属之间及其与金属的激光连接工艺和接头性能的研究进展,分析了激光焊功率、焊接速度、离焦量和施加压力对接头性能的影响;对比了飞秒激光和纳秒激光对金属与玻璃接头剪切强度的影响;探究了玻璃与金属、陶瓷与金属以及陶瓷与聚合物的连接机理及其影响因素;通过添加过渡层,解决了高硼硅玻璃在可伐合金表面的开裂问题,在金属表面制备氧化膜,促进了界面结合,提高了接头性能,同时采用焊前预热和焊后缓冷热处理工艺有效降低了焊后应力,减少了裂纹的产生.

为了提高估计的稳健性,基于协变量平衡倾向得分和增强的逆概率加权方法,得到了响应变量随机缺失下部分线性模型总体均值的稳健估计,证明了相应估计量具有渐近正态性,利用所得结果构造了总体均值的置信区间.

考虑一个非均质三维Navier-Stokes方程模型,借助能量方法、Littlewood-Paley仿积分解技巧和Sobolev嵌入定理研究解的整体正则性. 用-D²u近似替代经典非均质Navier-Stokes方程中的耗散项Δu,得到一个新的Navier-Stokes方程模型,其中D是一个傅里叶乘子,其特征是m(ξ)=|ξ|^5/4,对于任意小的正常数ε和δ,当初值(ρ₀,u₀)∈H^3/2+ε×H^δ时,证明了该模型解的爆破准则和整体正则性.