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ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
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面向低轨卫星网络的用户随遇接入认证协议  收藏
朱辉, 陈思宇, 李凤华, 武衡, 赵海强, 王刚
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 1-8.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.057
Abstract  (0) PDF (2863KB) (113)
低轨卫星网络能够作为地基网络的补充网络为地形复杂的区域提供网络服务。针对低轨卫星网络信道开放、网络拓扑结构动态变化和用户终端海量的特点导致的安全问题、服务质量问题和网络控制中心负载问题,提出了一种基于Token的动态接入认证协议,基于卫星轨迹可预测性和时钟高度同步的特点构造预认证向量,实现用户的随遇接入和无缝切换。仿真分析结果表明:该协议完全满足安全需求,并且具有较低的切换延时和计算开销,可实现低轨卫星网络中用户的高效、安全接入认证。
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信息密度增强的恶意代码可视化与自动分类方法  收藏
刘亚姝, 王志海, 侯跃然, 严寒冰
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 9-14.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.054
Abstract  (0) PDF (1463KB) (76)
计算机及网络技术的发展致使恶意代码数量每年以指数级数增长,对网络安全构成了严重的威胁。该文将恶意代码逆向分析与可视化相结合,提出了将可移植可执行(PE)文件的“.text”段函数块的操作码序列simHash值可视化的方法,不仅提高了恶意代码可视化的效率,而且解决了操作码序列simHash值相似性判断困难的问题。实验结果表明:该可视化方法能够获得有效信息密度增强的分类特征;与传统恶意代码可视化方法相比,该方法更高效,分类结果更准确。
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基于改进GN算法的程序控制流图划分方法  收藏
马锐, 高浩然, 窦伯文, 王夏菁, 胡昌振
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 15-22.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.053
Abstract  (0) PDF (1167KB) (64)
针对控制流图规模过大导致的程序分析准确度和效率不够理想的问题,该文提出了一种用于控制流图划分的改进GN(Girvan-Newman)算法,在边介数计算中加入点权值作为参数,使划分所得各子图的规模更加平衡;通过动态控制子图的规模,在合适的时机提前终止算法执行,提高执行效率。利用angr工具对二进制程序进行分析所得到的控制流图,分别采用改进GN算法、K-means算法、谱聚类算法和朴素凝聚算法进行实验,比较不同算法对控制流图划分结果中的模块度以及均衡性等指标,证明改进GN算法具有最佳的划分结果和执行效率。
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满足本地差分隐私的位置数据采集方案  收藏
高志强, 崔翛龙, 杜波, 周沙, 袁琛, 李爱
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 23-27.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.058
Abstract  (0) PDF (887KB) (64)
针对位置数据采集中的隐私保护问题,该文给出了基于本地差分隐私的位置数据采集方案。采用多阶段随机应答机制进行满足本地差分隐私的位置数据采集;以区域密度估计为目标,分别利用直接统计法和期望最大法进行位置数据分析。该方案保证不可信数据采集者利用非原始位置数据仍可以实现以统计特征为基础的位置数据分析。大量仿真实验结果表明:该方案在小样本位置数据场景下,期望最大法的可用性和隐私保护特性较优;在大样本位置数据量场景下,直接统计法和期望最大法的性能相近。
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软件定义网络DDoS联合检测系统  收藏
宋宇波, 杨慧文, 武威, 胡爱群, 高尚
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 28-35.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.049
Abstract  (0) PDF (1121KB) (77)
分布式拒绝服务(distributed denial-of-service,DDoS)攻击已成为网络安全的最大威胁之一。传统的对抗方式如入侵检测、流量过滤和多重验证等,受限于静态的网络架构,存在明显的缺陷。软件定义网络(software-defined networking,SDN)作为一种新型动态网络体系,其数控分离、集中控制与动态可编程等特性颠覆了现有的网络架构,为对抗DDoS攻击提供了新的思路。现有基于SDN的DDoS防护方案处于研究的起步阶段,且存在较多问题。针对现有方案中检测周期过小将导致系统开销大的问题,该文提出由触发检测和深度检测相结合的DDoS联合检测方案,将低开销、粗粒度的触发检测算法与高精度、细粒度的深度检测算法相结合,在保障高检测精度的前提下降低了系统的复杂度;同时,在Mininet平台上实现了基于SDN的DDoS攻击检测系统,设计实验对系统进行测试和评估。实验结果表明:该系统具有开销小、检测准确率高的特性,实用价值较强。
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链路洪泛攻击的SDN移动目标防御机制  收藏
谢丽霞, 丁颖
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 36-43.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.062
Abstract  (0) PDF (1292KB) (73)
针对Crossfire分布式拒绝服务(distributed denial of service,DDoS)攻击,该文提出一种基于软件定义网络(software defined network,SDN)的攻击防御机制。在对Crossfire攻击分析基础上,设计一个SDN流量层级的集中监测及分流控制模型并部署到防御机制中,利用SDN的重路由策略疏解被攻击链路的拥塞负载,通过对流量的灵活调度缓解拥塞并避免关键链路中断对网络业务造成严重干扰。利用SDN的移动目标防御(mobile target defense,MTD)机制动态调整网络配置和网络行为并诱使攻击者对攻击流量进行调整,提高诱饵服务器对攻击的检测效率。实验结果表明:该机制可以有效防御Crossfire攻击且SDN的防御机制和重路由策略不会造成显著开销。
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基于dCNN的入侵检测方法  收藏
张思聪, 谢晓尧, 徐洋
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 44-52.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.004
Abstract  (0) PDF (4677KB) (110)
为了进一步提高入侵检测系统的检测准确率和检测效率,提出了一种基于深度卷积神经网络(dCNN)的入侵检测方法。该方法使用深度学习技术,如tanh、Dropout和Softmax等,设计了深度入侵检测模型。首先通过数据填充的方式将原始的一维入侵数据转换为二维的“图像数据”,然后使用dCNN从中学习有效特征,并结合Softmax分类器产生最终的检测结果。该文基于Tensorflow-GPU实现了该方法,并在一块Nvidia GTX 1060 3 GB的GPU上,使用ADFA-LD和NSL-KDD数据集进行了评估。结果表明:该方法减少了训练时间,提高了检测准确率,降低了误报率,提升了入侵检测系统的实时处理性能和检测效率。
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锂离子电池自放电机理及测量方法  收藏
裴普成, 陈嘉瑶, 吴子尧
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 53-65.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.052
Abstract  (0) PDF (5165KB) (172)
在锂离子电池的出厂检测及退役后的梯次利用阶段,为了保证成组电池的一致性,需要对电池的自放电率进行测量。该文系统阐述了锂离子电池各部分结构的自放电机理及影响因素,并总结了目前国内外测量自放电率的两类主要方法:静置测量方法通过对电池进行长时间静置得到自放电率,测量时间过长;动态测量方法通过结合等效电路模型等,可以在动态过程中完成参数辨识,在缩短测量时间方面取得了一定的进展。对动态测量方法的实验设计进行创新优化,将是实现自放电率快速测量的发展方向。
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各向异性高强钢成形极限曲线有限元预测  收藏
桂良进, 张晓前, 周驰, 范子杰
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 66-72.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.042
Abstract  (0) PDF (6718KB) (58)
采用高强钢是实现汽车轻量化的有效途径之一,而成形极限曲线是用于判断金属板料成形效果的有效工具之一。为了降低实验成本、缩短开发周期,该文提出了一种考虑各向异性,以最大凸模力准则作为失稳判据,对高强钢Q490C的成形极限曲线进行仿真预测的方法。使用相应公式对仿真数据进行了拟合。仿真结果与试验数据得到的模型拟合曲线吻合得较好。将有限元预测得到的成形极限曲线的截距点与Keeler公式进行对比,二者一致性较好。该文采用的成形极限曲线的有限元预测方法可以较准确地预测各向异性板料的成形极限曲线,为板料冲压成形等后续工作奠定基础。
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模糊实物期权框架下初创企业估值  收藏
郑征, 朱武祥
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (1): 73-84.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.051
Abstract  (0) PDF (942KB) (47)
为量化描述初创企业估值不确定性,该文赋予关键参数区间变化,推导出基于模糊理论的现金流折现模型和复合实物期权定价模型。研究表明:模糊实物期权是对现金流折现模型的改进,通过获得企业价值变化范围,使得估值结果更加合理;对模糊参数的敏感性分析表明,初创企业价值不确定性与模糊性负相关,最小取值与左宽度正相关,最大取值与右宽度正相关;分析不同情形下初创企业价值状态,可提高投资决策的准确性。通过案例分析,进一步验证了模糊实物期权在初创企业多阶段价值评估中的有效性。
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基于极点配置的逆变焊接电源最小拍控制及其稳定鲁棒性  收藏
朱志明, 符平坡, 夏铸亮, 程世佳
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 85-90.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.054
Abstract  (0) PDF (3832KB) (151)
最小拍控制律应用于基于全桥功率变换电路的逆变焊接电源恒流输出控制,具有良好的动态性能,然而最小拍控制对焊接回路的电感值变化较为敏感,系统的稳定鲁棒性较差。电源输出电缆会给焊接回路带来额外寄生电感,并将有可能导致最小拍控制失稳。采用极点配置法对最小拍控制律进行改进,能够有效提升控制系统对电感值变化的适应能力。实验结果和研究表明:系统的鲁棒性随着配置极点的个数和极点与原点间距离的增加而增强,但动态性能会受到一定影响。通过调整配置极点的个数和位置,能够实现控制系统稳定鲁棒性和快速性的折中和平衡,满足实际焊接电源输出特性控制的要求。
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基于Wiener过程的数控转台极小子样可靠性分析  收藏
张云, 姜楠, 王立平
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 91-95.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.001
Abstract  (0) PDF (999KB) (67)
针对数控转台性能退化过程较为缓慢且存在波动的特点,采用Wiener过程进行数学建模,利用极大似然法结合试验数据分析模型中各未知参数的特点。根据分析结果将模型中的漂移系数和扩散系数设为恒定值,假设性能退化初值服从正态分布,得出数控转台的相关可靠性函数,并与基于伪寿命分布法得出的结果进行比较。结果表明:基于Wiener过程得出的结果较基于伪寿命分布法得出的结果更加符合实际情况。
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基于Gauss调制脉冲模型的超声信号提取算法  收藏
周海鹏, 韩赞东, 都东, 陈以方
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 96-102.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.21.003
Abstract  (0) PDF (5089KB) (57)
奥氏体材料的厚壁焊缝是焊缝超声检测的难点,由于焊缝组织晶粒粗大,超声散射与衰减严重,检测信号中含有大量噪声信号,因此需要通过信号处理提高其信噪比。该文提出了一种基于Gauss调制脉冲(GMP)模型的超声检测信号提取算法,使用参考信号对原始信号进行互相关滤波,并基于GMP模型对滤波结果进行信号分解,由信号特征直接估计各信号分量的控制参数。先后设计了仿真实验及超声检测实验以验证算法性能,结果表明:该算法可以有效提取超声检测信号中的缺陷信息,为厚壁焊缝缺陷信号分析、焊缝检测算法优化等相关应用奠定基础。
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基于图像处理的喷涂雾锥角影响因素分析  收藏
张思敏, 王国磊, 于乾坤, 华宵桐, 宋立滨, 陈恳
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 103-110.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.047
Abstract  (0) PDF (2937KB) (70)
研究喷涂工艺参数与雾锥角的关系可为建立准确喷枪模型提供重要依据,但传统的直接测量喷幅尺寸的实验方法很难获取足够的实验数据。为了解决这个问题,该文提出并实现了一种雾锥角测定方法,通过截取雾锥图像的特定边界计算雾锥角。基于该方法,对控型空气压力、雾化空气压力和涂料流量与雾锥角的关系进行了系统的实验研究,通过分析发现如下规律:扇形空气压力与长轴雾锥角正相关,与扇形空气压力负相关;雾化空气压力与长短轴雾锥角、喷涂流量均正相关,且与扇形空气压力之间存在耦合关系;喷涂流量对雾锥角影响相对较小。
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低气压环境对固体燃烧特性影响的实验研究  收藏
冯瑞, 田润和, 陈科位, 叶君健, 张辉
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 111-121.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.054
Abstract  (0) PDF (3472KB) (56)
飞机货舱火灾已成为巡航飞机的主要安全威胁之一,它的发生会造成巨大的财产和人员伤亡。该文以航空货运中常见的瓦楞纸箱为对象,在低压舱中开展了不同数量纸箱火(纸箱火可代表A类固体火)实验,测量了燃烧过程中的质量燃烧速率、火焰轴向辐射热通量和火焰温度等特征参量。首先,采用修正的B-number理论,从传热传质角度推导低气压对固体燃烧速率行为的影响规律;其次,分析了不同纸箱放置情况下,火焰辐射热通量和中心线温度分布的变化规律。结果表明:湍流固体火灾燃烧速率的压力表达式为"∝ ChP2/3+CrP3/2,进而通过实验验证了该表达式,同时给出经验关系式P1.3;发现辐射热通量整体上呈先升高后下降趋势,R2的辐射热通量相比其他位置更大;火焰温度最大值为800℃,位于火焰的连续区。该文从理论和实验两方面揭示了不同低压环境下固体燃料的火灾行为特征,为航空火险救援提供依据。
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面向社区风险防范的大数据平台理论架构设计  收藏
贾楠, 郭旦怀, 陈永强, 刘奕
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 122-128.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.052
Abstract  (0) PDF (1098KB) (99)
社区是公共安全治理的基本单元,社区安全研究意义重大。该文面向社区风险防范的重大需求,首先,从人、物及管理3个角度厘清社区风险的来源,剖析社区风险的特性及原因;然后,阐述社区风险防范的内涵,提出监测监控、预测预警和智能防范是社区风险防范的关键技术,在综合分析当前风险防范研究现状及发展趋势的基础上,指出大数据平台是社区风险防范的基础支撑;最后,分别从功能、结构及构建流程3个层面展开面向社区风险防范大数据平台的理论架构设计。为社区风险防范及大数据平台的基础理论研究大数据平台搭建及风险防范提供理论和技术支撑。
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液滴碰撞倾斜壁面的动力学特性  收藏
姚一娜, 李聪, 陶振翔, 杨锐
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 129-134.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.048
Abstract  (0) PDF (1449KB) (58)
为了探究液滴碰撞在固体表面的动力学特性,该文进行了不同初速度的液滴以不同角度撞击光滑不锈钢表面的实验,通过实验研究了液滴的碰撞角度和Weber数对碰撞过程中液滴的动力学特性,如液滴前后沿点位移、最大铺展直径、滑移距离等的影响。结果表明:液滴的最大无量纲铺展直径随Weber数的增大而增大,随斜面倾斜角度的增大而减小;但是,液滴最终静止在表面时与表面的接触直径几乎不受Weber数和碰撞角度的影响,而是取决于液滴在表面上的前进接触角和后退接触角;另外,液滴的前后沿点位移和滑移距离随碰撞角度和Weber数的增大都呈现上升趋势。
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基于Mask R-CNN的物体识别和定位  收藏
彭秋辰, 宋亦旭
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 135-141.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.003
Abstract  (0) PDF (5930KB) (155)
为了让机器人能识别物体类别、探测物体形状、判断物体距离,提出一种基于Mask R-CNN模型的双目视觉的物体识别和定位方法。该方法利用Mask R-CNN处理双目图像,对每张图像进行物体识别和形状分割,然后利用神经网络特征对双目图像中的相同目标进行匹配。以物体形状为依据,使用最近点搜索算法估计视差并计算距离。实验结果表明,该方法能够以准实时的速度进行物体的识别和定位,与传统的依赖计算全局视差图的方法相比,在速度和精度上都有提高。
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面向软件定义的铁路无线通信网络  收藏
王开锋, 张琦, 刘畅, 杜亚珍, 陈宁宁, 高莺
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 142-147.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.059
Abstract  (0) PDF (4562KB) (61)
针对铁路无线数据通信带宽不足、可靠性不高等问题,提出一种基于软件定义的铁路无线通信网络(RailSDN),将控制平面和数据平面分离,实现跨运营商异构网络协同工作,采用虚拟化技术实现用户的逻辑隔离,为用户提供透明的数据传输服务。基于Markov决策过程建立网络资源调度模型,该模型考虑基础设施网络状态及用户需求等因素,以用户需求的满足程度为优化目标,搜索最优的链路分配决策,将用户需求与网络资源动态适配。测试结果表明:所提出的铁路无线通信网络具有很强的可扩展性,实现了用户需求的弹性定制,提高了网络资源的利用效率。
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软件定义网络中低成本流量数据采集算法  收藏
赵俊, 包丛笑, 李星
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 148-153.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.049
Abstract  (0) PDF (1247KB) (61)
因为网络测量在软件定义网络中扮演着非常重要的角色,所以越来越多的测量算法相继被提出。根据测量方式,这些算法被分成两类:周期测量和自适应测量算法。无论何种算法,如果为每一个流量都发送数据采集请求会产生很大的通信开销,进而增加交换机的负载。为了降低采集流量数据的通信开销,该文首先提出一种基于非线性整数动态规划算法OpenCost,来决定每个流量的数据通过哪个交换机来采集。其次,为了降低算法的运行时间,提出一种贪心算法来近似求解上述最优化问题。最后,为了评估算法性能,搭建了仿真环境并进行了详细的仿真测试。测试结果表明:与其他流量数据请求算法相比,优化算法OpenCost可以降低系统采集流量数据通信开销的55%。
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基于改进祖冲之算法的安全跳频通信系统  收藏
王潮, 霍振坤, 刘鹏程, 刘瑞, 张焕国
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 154-161.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.053
Abstract  (0) PDF (2283KB) (39)
跳频通信具有良好的抗干扰和抗拦截特性,因此被广泛地应用于很多通信系统中。密码算法的引入可以增强跳频序列的安全性。该文在祖冲之算法3层结构的基础上,对其进行适当的改进,在第1层引入置换多项式方法来增加序列的线性复杂度,并且将第3层替换为演化DES密码算法来增加安全性,进而提出了基于改进ZUC算法的跳频通信系统实现方案。对本方案所产生的跳频序列进行了多种安全性以及随机性测试,实验结果表明:汉明相关性、随机性和动态局部线性复杂度表现良好,并且通过了NIST随机性测试,而后通过Simulink仿真验证了其可行性。
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电动轮汽车转矩矢量控制系统试验平台  收藏
陈浩, 袁良信, 孙涛, 郑四发, 连小珉
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (2): 162-168.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.056
Abstract  (0) PDF (4805KB) (71)
电动轮采用安装在车轮内部的轮毂电机直接驱动汽车行驶,实现了驱动转矩与电制动转矩独立可控。针对目前电动轮汽车的系统耦合程度高、轮毂电机匹配复杂等问题,提出了一种转矩矢量控制系统(TVCS),其结构与整车其他系统相互独立,构成电动轮汽车的动力总成。设计了转矩矢量控制系统的网络拓扑结构及矢量控制器的软硬件架构。通过对原型车底盘系统的设计与校核,获得了搭载转矩矢量控制系统的电动轮汽车试验平台。实车单移线试验结果表明:转矩矢量控制系统能有效保证整车通信负载率,便于轮毂电机集成;试验车实现了基本功能,为转矩矢量控制算法的研发与优化提供了测试平台。
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基于主题模型加强的医疗活动表征学习方法  收藏
徐啸, 王灜, 金涛, 王建民
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (3): 169-177.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.25.050
Abstract  (0) PDF (1101KB) (162)
随着健康医疗数据的快速积累,数据驱动的医疗分析越来越受重视,合适的医疗活动表征对这些分析至关重要。然而,当前大多数表征方法缺乏对医疗数据时序性、数值敏感性的考虑,影响了分析方法的效果和可解释性。该文针对住院病例,提出了一种基于主题模型加强的医疗活动表征学习方法,该方法利用活动间时序关系和主题分配情况,构建了一个无监督学习的多层感知机模型。在大规模真实住院数据集上的测试结果表明:该方法所得表征可以有效提升疾病聚类、后续活动预测、剩余住院天数预测3项医疗分析任务的效果,同时表征具有良好的医学可解释性。
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半监督的微博话题噪声过滤方法  收藏
屠守中, 杨婧, 赵林, 朱小燕
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (3): 178-185.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.26.060
Abstract  (0) PDF (3865KB) (68)
社交网络中存在大量营销、招聘等垃圾信息以及无实质内容的短文,为话题建模工作带来很多干扰,更严重影响社交网络方面的学术研究及商业应用。因此,该文提出了一种结合支持向量机与k近邻模型(pSVM-kNN)的半监督话题噪声过滤方法。该方法融合了SVM和kNN算法,在SVM计算得到超平面的基础上使用kNN算法在局部范围内迭代寻找分类超平面的最优解;同时为减少误分类发生,分别在SVM和kNN阶段引入惩罚代价和比例权重,以提高噪声过滤的效果。通过选取新浪微博中不同大小的数据集进行实验与其他方法进行比较,结果表明:该方法只利用了少量的标注样本进行训练,在准确率、召回率和F值方面均优于其他的对比方法。
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面向室内空间的语义轨迹提取框架  收藏
骆歆远, 陈欣, 寿黎但, 陈珂, 吴妍静
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (3): 186-193.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.047
Abstract  (0) PDF (4048KB) (50)
利用海量位置数据分析用户行为,挖掘用户的潜在价值越来越受到人们的关注。室外环境中已有较成熟的解决方案。针对室内空间中WiFi定位数据的精确度、鲁棒性不足等问题,对面向室内空间的语义轨迹提取方法进行了研究,能在减少错误、压缩原始位置数据的同时,增强轨迹的表达能力,使得更深入的室内时空数据挖掘成为可能。该文基于室内空间建模、数据清洗、事件提取和语义增强4个模块的框架提出了室内语义轨迹计算的方法,在真实数据集和模拟数据集上进行实验,结果表明:该方法能从存在误差和缺失的室内定位数据中,准确有效地挖掘和提取出含有语义信息的轨迹数据,为上层的应用分析所用。
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知识图谱的Top-k摘要模式挖掘方法  收藏
罗之皓, 李劲, 岳昆, 毛钰源, 刘琰
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (3): 194-202.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.044
Abstract  (0) PDF (3325KB) (57)
知识图谱数据具有体量大、内容丰富、类型多样、缺乏统一模式描述等特点。提取知识图谱模式信息并形成摘要模式,对于提升知识检索、挖掘质量具有重要研究意义。该文首先给出了摘要模式的判定准则以及摘要模式质量的度量标准,提出了面向知识图谱的Top-k摘要模式挖掘问题,并将该问题建模为一个次模函数优化问题;其次,为高效判定摘要模式及度量模式的覆盖质量,提出了基于Pregel编程模型的并行化摘要模式判定和质量度量算法;然后,给出了高效求解Top-k摘要模式挖掘问题的贪心算法;最后,在真实知识图谱数据上对本文方法进行了验证。实验结果表明:该方法在摘要模式的覆盖度和算法执行效率方面优于已有方法。
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异方差加噪下差分隐私流数据发布一致性优化算法  收藏
孙岚, 康健, 吴英杰, 张立群
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (3): 203-210.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.045
Abstract  (0) PDF (1333KB) (59)
现有基于树结构的差分隐私流数据统计发布方法未能充分利用统计查询可能存在的特定分布规律而进一步提升发布流数据的精度,为此,该文提出滑动窗口下基于异方差加噪的差分隐私流数据发布算法。首先动态构建滑动窗口内流数据对应的差分隐私区间树;其次根据统计查询分布规律计算树节点的覆盖概率,据此对树节点的隐私预算及树结构参数进行调整,以实现异方差加噪;最后,针对异方差加噪后区间树节点值可能不满足一致性约束的问题,设计实时的一致性调节策略。实验结果表明:与同类算法相比,该算法具有较高的查询精度及算法效率。
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基于中国人体CT数据的股骨和胫骨参数化模型的开发  收藏
杜雯菁, 罗逍, 黄晗, 许述财, 张金换
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (3): 211-218.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.046
Abstract  (0) PDF (4243KB) (39)
下肢长骨骨折损伤在汽车碰撞事故中常见,使用人体有限元模型可以有效开展损伤风险和机理的研究。个体特征(如性别、年龄、身高、体重等)对下肢长骨的几何形状和密质骨厚度具有显著影响。该文以男性中等尺寸有限元模型为基准模型,基于95例国内临床计算机断层扫描(computed tomography,CT)数据,通过网格投影变换和统计学分析建立了能够反映个体特征差异的股骨和胫骨的参数化模型。结果表明:外表面几何模型的平均绝对预测误差在3 mm以内,密质骨厚度模型的平均绝对预测误差在0.6 mm以内。下肢长骨长度对几何模型影响最显著,年龄和身体质量指数(body mass index,BMI)对股骨密质骨厚度具有显著影响,年龄对胫骨密质骨厚度具有显著影响。
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波形套的轴向受压分析与优化设计  收藏
桂良进, 朱升发, 陈伟博, 周驰, 范子杰
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (3): 219-227.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.26.055
Abstract  (0) PDF (6360KB) (40)
波形套是一种两端为直壁段、中部为外凸波形区的回转圆柱壳体结构。其轴向压力-轴向压缩位移曲线具有明显的平台段,波形套常被用于轴承的预紧、冲击吸能等。因此,波形套的轴向特性研究具有重要的工程意义。该文利用有限元软件对波形套轴向压缩的工况进行了有限元模拟,得到了轴向力-位移曲线,讨论了波形套的几何参数对其轴向特性的影响;并通过轴向压缩实验与数值计算对比,对有限元模型进行检验。最后,在有限元计算的基础上,基于第二代非劣排序遗传算法对波形套的几何参数进行了多目标优化设计,最小化等效塑性应变和最大化轴向力平台的宽度,得到了多目标优化的Pareto解集,为波形套设计优化的工程应用奠定了良好的基础。
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基于柱镜光栅的超多视点大幅面立体画设计  收藏
谭祺瑞, 路海明, 卢增祥
清华大学学报(自然科学版)    2019, 59 (4): 249-255.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2019.22.005
Abstract  (0) PDF (4995KB) (171)
光栅立体画广泛应用于户外大型广告、巨幅海报及舞台背景墙。针对目前光栅立体画视点数少、立体感弱、视点串扰等问题,提出了基于柱镜光栅的超多视点大幅面立体画设计方法。根据人眼的视觉原理和柱镜的光传输特性,推导了柱镜厚度、曲率半径、光栅节距等参数的计算公式。设计了满足观看距离6 m、观看区域3 m、视点数59个的柱镜光栅。利用光学设计软件LightTools模拟了该系统的视点分布,视点宽度为50 mm,小于正常成年人眼瞳距。设计了圆弧形柱镜光栅减小视点串扰,视点串扰值为11.7%~15.8%。对模拟结果进行了实验验证,结果表明所设计的超多视点大幅面立体画满足自由立体观看的要求。
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