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期刊信息/Journal information
北方工业大学学报
北方工业大学学报

王晓纯

季刊

1001-5477

ncutxb3374@ncut.edu.cn

010-88803374

100144

北京石景山晋元庄5号

北方工业大学学报/Journal Journal of North China University of Technology
查看更多>>本刊是由北方工业大学主办、国内外公开发行的学术性季刊。刊登自然科学、工程科学和社会科学领域中的理论研究、应用研究和教学研究等方面学术文章。本学报坚持基础理论研究与技术应用的研究相结合、理论与实践相结合、普及与提高相结合、理论与实践相结合的原则，力争达到科研成果尽快转化为科研社会财富，实现为经济建设服务之目的。
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    基于DDPM的调制信号星座图去噪方法

    臧淼李响邢志强
    1-7页
    查看更多>>摘要：调制信号广泛应用于有线通信、无线电通信和视频传输等领域.然而,调制信号在传输过程中常受到噪声干扰,这为后续调制识别造成了影响.针对这一问题,本文提出一种基于去噪扩散概率模型(Denoising Diffusion Probabilistic Model,DDPM)的调制信号去噪方法.该方法将理想调制信号星座图样点坐标输入神经网络,基于DDPM正向扩散加噪过程生成噪声数据训练网络模型,用DDPM逆扩散过程实现真实调制信号星座图去噪.该方法能够在任意噪声干扰下,恢复出信噪比较高的调制信号星座图.实验结果表明,该方法在处理二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)、正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、8移相键控(8 Phase Shift Keying,8PSK)调制方式时表现出了显著的去噪效果.当信噪比高于-5 db时,去噪后的星座图样点坐标偏移量仅为1.17e-02,标准差仅为1.53e-04,可有效用于调制识别中.

    DDPM去噪深度学习调制信号星座图

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    进化计算在大规模高维特征选择中的应用综述

    叶志伟王巧周雯王明威...
    8-19页
    查看更多>>摘要：随着大数据时代的到来,数据的规模和特征维度呈现爆炸式增长,这给数据处理带来了前所未有的挑战.特征选择作为数据预处理的关键环节,在处理大规模高维数据时显得尤为重要.而进化计算方法因其出色的全局搜索能力和高效的优化性能,越来越多的研究者开始对其进行研究,其在大规模高维特征选择中得到了广泛的应用.本文首先介绍了大规模高维数据处理的重要性;然后简单介绍了部分经典和较新的进化计算方法,并详细介绍了其在大规模高维特征选择中的应用情况;最后对目前进化计算在大规模高维特征选择中存在的问题进行总结,并展望了其未来的发展方向.

    特征选择进化计算全局搜索数据预处理机器学习

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    一种基于退火机理的高精度自动点云配准算法

    苏煜马礼李阳傅颖勋...
    20-32页
    查看更多>>摘要：高精度器件装配是制造业的重要需求,采用数字化手段辅助配准可以更清楚发现模型的配合关系.针对点云配准处理过程中配准精度低且耗时长等问题,本文提出一种基于退火机理结合特征面与特征参数的高精度自动点云配准算法.首先根据曲率值的大小排序并选最小的点作为种子点,从最平坦的区域依据区域生长准则进行特征提取,针对分割出的特征面使用快速点特征直方图(Fast Point Feature Histograms,FPFH)描述并寻找点对关系.随机采样一致性算法排除错误点对,奇异值分解法求取变化矩阵完成粗配准,最后引入退火机理的思想改变特征参数,通过迭代找到全局最优解完成点云配准.通过对3D Match点云数据中的圆柱体进行点云配准,与传统的迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)云配准方法、四点全等集合算法+ICP、随机采样一致性初始配准算法+ICP方法比较,本算法提供了较为理想的初始位置,有效提高了配准的精度与速度,可对高精度配准提供重要支撑.

    退火机理特征提取高精度FPFH点云配准部件装配ICP

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    基于国密SM2算法的车联网无证书隐私保护认证协议

    张键红崔鑫焱董成鹤
    33-44页
    查看更多>>摘要：作为大多数智能交通系统的基础,车载自组网(Vehicular Ad-Hoc Network,VANET)能够有效改善交通管理和提升道路安全性,因此受到广泛关注.然而,由于无线通信环境的开放性,VANET中的各个节点易遭受隐私泄露攻击.许多条件隐私保护认证(Conditional Privacy-Preserving Authentication,CPPA)协议被提出来解决隐私泄露问题,但这些协议主要基于传统的签名算法,这使得它们存在复杂的证书管理或密钥托管问题.为解决以上问题,本文以国密SM2签名算法为基础提出了一种适合VANET环境中无证书条件隐私保护认证协议,该协议在降低了通信开销的同时也避免了证书管理和密钥托管问题.此外,协议还保证了当出现恶意车辆用户时,可信中心可以追踪用户的真实身份并撤销该用户.安全证明和分析表明该协议具有较高的安全性并且满足消息完整性、匿名性、可追踪性和可撤销性等安全要求.最后,与最近的三种同类隐私协议对比,仿真实验结果表明该协议在通信量和计算量上优于其他方案.

    车载自组网匿名性隐私保护无证书SM2算法批量验证

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    一种基于NEQR模型的高效的量子图像水印协议

    孙文韬魏战红韩孟迪尹惠娟...
    45-57页
    查看更多>>摘要：量子水印以量子图像为载体,能够实现秘密信息的安全传输.本文基于新型增强量子图像表示模型(Novel Enhanced Quantum Representation of Digital Images,NEQR)提出了一种高容量的量子水印协议,该协议将大小为2n×2n的载体图像分割成22n-2个不重叠的像素块,该像素块中的像素点两两进行灰度值差值计算,依据所得差值对像素块进行分类,并对不同类别的像素块设置标志位.协议在水印嵌入前,需将2n-1×2n-1大小的水印图像扩大4倍,然后将扩大后的水印依据标志位的不同嵌入不同的载体图像最低有效位(Least Significant Bit,LSB)中.本文给出了协议实现的量子线路,合法的接收方将提取水印的量子线路作用于嵌入水印的载体图像即可获取水印信息.同时,本文在量子计算仿真环境下对协议进行了仿真实验,仿真结果说明协议具有良好的不可见性,嵌入容量较好.

    量子水印NEQR安全性LSB量子信息隐藏

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    基于Core Replacement的巷道等效滞后支护数值模拟研究

    宋高峰肖静洋昝明惠李鹤鹤...
    58-65页
    查看更多>>摘要：为了更真实地模拟现场实践中的巷道滞后支护效果,本文基于Phase 2D有限元软件中的Core Replacement模拟技术,建立了无支护、零滞后支护、滞后支护(滞后掘进工作面2.0 m、4.0 m、6.0 m)共5个数值模型,评估了不同支护方式下的巷道支护效果及围岩稳定性.研究结果显示:在无支护情况下,巷道围岩塑性区最大半径为9.6 m,最大位移为0.058 m,巷道出现了明显的变形和破坏;在零滞后支护方案中,巷道塑性区半径减小至5.5 m,最大位移减小至0.026 m,巷道的稳定性得到了明显的提升;在滞后支护方案中,巷道围岩塑性区及变形介于前两个方案之间,但随滞后支护距离从2.0 m增大至6.0 m,巷道围岩的塑性区最大半径由7.5 m增加至7.8 m,最大位移由0.041 m增加至0.046 m,滞后支护距工作面越近,巷道的安全性与稳定性越好.滞后支护模型可以真实模拟现场实践中的巷道支护效果及变形响应,对巷道支护设计和优化具有重要参考价值.

    零滞后支护滞后支护塑性区数值模拟

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    饱和土与结构动力相互作用的二维摩擦接触模型

    宋佳沈浩浩王福杰尹智超...
    66-76页
    查看更多>>摘要：由于孔隙流体的存在,饱和土-结构的动力相互作用相比经典固-固接触的相互作用更加复杂,主要存在两类耦合问题:饱和土中的流-固耦合,以及结构与饱和土间的接触耦合.本文针对饱和土与结构间的动力接触摩擦效应问题,建立了可反映"粘结-滑移-分离"状态的饱和土与结构动力摩擦接触模型.该模型是由一系列"点-线"单元构成的接触界面,并基于摩尔库伦模型及有效应力原理,根据接触判别条件,分别从位移和孔压两方面建立不同接触状态下的接触控制方程,并通过挡土墙与饱和土的相互作用算例验证了该模型的正确性.最后,以大开地铁车站为工程背景,分析了考虑接触模型的饱和土与地下结构的动力响应,以及考虑接触模型的必要性.

    摩擦接触饱和多孔介质饱和土-结构动力相互作用

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    氢电耦合关键技术研究及工程示范

    李建林孙浩元曾飞袁晓冬...
    77-87页
    查看更多>>摘要：氢能零碳动力产业园氢电深度耦合创新示范工程一期建设的正式投运,有效提升了氢电系统耦合度,较好地改善了由可再生能源发电与负荷需求不匹配而导致的系统电热响应不佳的问题并充分发挥了氢电耦合系统在调频、调峰、应急响应等场景中的关键作用.依托工程一期建设的具体实践,本文首先介绍了该示范工程的建设背景及其核心子系统;随后对一期建设中所采用的混合电解槽协同制氢与容量配置方案、计及性能最优的质子交换膜燃料电池系统装置级控制策略进行了介绍;最后对工程一期建设进行总结并从加强系统中相关核心设备的研制与开发、加强氢电耦合全系统下的热电联供集成控制策略研究以及加强氢电耦合系统参与电力系统辅助服务研究等方面,深入探讨了示范工程后续建设应亟待攻关的重难点.

    氢储能混合电解槽制氢燃料电池性能控制氢电耦合系统规划建设

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    基于Autoformer的铝电解电压偏差预测方法研究

    曹丹阳张帅张艳芳
    88-94页
    查看更多>>摘要：电耗是吨铝成本中一项非常重要的生产指标,而电压偏差则是铝电解生产过程中电耗管理的关键点,因此本文基于中国铝业某铝厂2015—2020年的铝电解数据,对电压偏差的影响特征和预测展开研究.首先,利用分布式梯度增强库(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法深度挖掘电压偏差的关联性,并根据相关性得分选取与电压偏差相关性较大的特征.在此基础上,本文构建了基于Autoformer模型的电压偏差预测方法,对2020年前半年的电压偏差数据进行预测,取得了较好的预测效果.将电压偏差的预测结果应用于实际的电解铝生产指导中,可以实现电压偏差的预警,及时调整生产决策,从而减少能耗、稳定电解槽况、延长槽寿命.

    铝电解Autoformer电压偏差相关性分析预测方法

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    一种基于UVM的USB接口验证平台设计

    魏淑华李子豪苗佳旺张静...
    95-100页
    查看更多>>摘要：随着集成电路的发展,电子设备变得越来越复杂,对于通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口的验证来说,传统的验证方法已经无法满足需求.使用通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)验证平台可以提高验证效率,减少人工操作和误差,保证USB设备的品质和可靠性.本文介绍了一种基于UVM的USB接口验证平台设计,该平台可以对USB接口进行模块化和可重用性设计,支持自动化测试流程,测试数据的收集和分析等功能.通过应用UVM验证平台,针对USB接口传输方式对其单次传输过程进行封装并继承使用,加速USB设备的开发和测试进程,提高产品质量和生产效率.实验结果表明,与传统的验证方法相比,使用UVM验证平台可以显著提高验证效率和精度.此外,该平台还具有高可靠性和高可维护性,可广泛应用于各种USB设备的开发与生产过程中.

    UVMUSB接口验证平台高可靠性高可维护性

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