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ISSN 1000-0054
CN 11-2223/N
创刊于 1915 年 (月刊)
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  • 清华大学学报(自然科学版)
      2015年, 第55卷, 第11期 上一期    下一期
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    在线社会网络多话题传播竞争特性的测量  收藏
    孙立远, 管晓宏
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1157-1162.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.006
    摘要 ( 274 )   HTML    PDF (1822KB)
    网络上的话题纷杂多样而人们的注意力有限,势必导致多话题之间竞争稀缺的用户注意力资源,这种竞争关系影响了网络话题的传播和舆情的形成。已有的研究大多只针对单一话题的传播,该文研究了在线社会网络上多话题竞争的传播规律,提出多话题传播竞争特性的测量方法。从话题和用户这2个层面设计了话题竞争的资源数变化规律、话题竞争激烈程度、用户注意力的转移规律及话题相关性等的测量方法,提出了话题资源数波动率、话题竞争激烈度和用户注意力转移率等定量测量指标。通过对新浪微博真实数据的测量发现:多话题竞争中用户资源总数基本稳定,用户的注意力大部分是从老话题转移到新出现的话题且发生在同类话题间。这些测量结果为建立多话题传播模型提供了基础。
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    基于兴趣变化的微博用户转发行为建模  收藏
    周沧琦, 赵千川, 卢文博
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1163-1170.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.007
    摘要 ( 245 )   HTML    PDF (1250KB)
    社交媒体的出现推动了对用户在线行为规律的研究。该文探讨微博中用户的转发行为规律。对这一问题的回答能够帮助人们更好地理解影响用户行为的因素,并且对用户转发行为的准确描述有利于对信息传播施加干预和控制。该文参考一个兴趣驱动的人类行为动力学模型,在分析其用户行为时长的基础上,针对差异化的用户行为时长和昼夜作息因素,提出了一个改进模型用以描述微博用户的转发行为。实际数据中用户相邻转发行为时间间隔呈现重尾分布,仿真结果与之相符,证明了该模型的有效性和灵活性。
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    最大功率跟踪控制下大型风电机组的轴系扭振分析及抑制  收藏
    杨文韬, 耿华, 肖帅, 杨耕
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1171-1177.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.018
    摘要 ( 135 )   HTML    PDF (1266KB)
    随着风电机组向大型化和轻量化发展,机组传动轴扭振现象加剧,风机轴系扭振的研究变得越来越重要。该文分析了3种常用的风机最大功率跟踪控制方法下系统轴系扭振模态,发现利用发电机转速反馈的不同控制方法,都能够提升传动轴阻尼。据此提出了一种最大功率跟踪控制的改进方法,该方法在原有转矩指令的基础上叠加了传动轴扭振抑制指令,在保证最大功率跟踪的同时抑制了风机传动轴扭振。通过软件仿真,验证了上述理论分析以及改进方法的有效性。
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    基于层次分裂算法的价格指数序列聚类  收藏
    褚洪洋, 柴跃廷, 刘义
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1178-1183.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.010
    摘要 ( 103 )   HTML    PDF (1089KB)
    目前,中国国家统计局发布的消费者价格指数不包含网购部分。随着电子商务的快速发展,网购价格指数的发布已经成为亟待解决的问题。互联网环境下,网购交易数据能够实时获取,因此网购价格指数应当更为准确可靠。然而,由于企业对商品分类标准不同,分类价格指数的计算需要首先解决基本价格指数的分类问题。该文提出一种基于层次分裂算法的价格指数序列聚类方法,选择基于相关系数的距离和Manhattan距离作为距离度量,分两步对价格指数序列进行聚类。算法通过设置不同的终止条件停止分裂,不需要事先设置簇数。引用实例对算法进行验证,有效划分了226组价格指数序列中的219组,取得了较好的聚类效果。
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    求解分布式置换流水线调度问题的化学反应优化算法  收藏
    沈婧楠, 王凌, 王圣尧
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1184-1189,1196.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.009
    摘要 ( 83 )   HTML    PDF (1442KB)
    针对分布式置换流水线调度问题(DPFSP),提出了一种有效的化学反应优化(CRO)算法。设计了CRO算法求解DPFSP的4种基本操作,通过多样化的操作丰富搜索行为并保证种群的多样性。同时,针对问题特性设计了有效的局部搜索机制,增强了算法局部趋化能力。最后,基于试验设计的方法探讨了参数设置对算法性能的影响,并通过数值仿真以及与已有算法的统计比较验证了所提算法的有效性。
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    计算机科学与技术
    基于BGP路由表的域间路径特性实验研究  收藏
    杨家海, 焦亮, 秦董洪, 葛连升
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1190-1196.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.001
    摘要 ( 91 )   HTML    PDF (1169KB)
    边界网关协议(BGP)路由表中存放的相关信息可以反映互联网规模、运行状态及其体系结构的演化,是互联网基础性研究的重要组成部分,然而先前对BGP路由表的研究工作主要集中于路由表尺寸、网络覆盖范围和地址空间消耗等反映互联网规模的指标,对路径多样性等方面的研究比较缺乏。该文基于BGP IPv4路由表,引入域间路径特性分析模型,设计路径特性分析实验框架,开展了针对自治系统(AS)规模以及域间路径特性的统计分析工作,获得了隐藏的AS级路径属性及其参数分布。研究结果显示:现今互联网物理网络具有丰富的路径多样性; BGP选择的部分默认路径并非最短路径。该结果对于指导互联网域间路由的研究具有重要的意义。
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    过失速机动飞机内回路鲁棒解耦控制  收藏
    周池军, 朱纪洪, 雷虎民, 袁夏明, 尹航
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1197-1207.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.011
    摘要 ( 83 )   HTML    PDF (1491KB)
    针对过失速机动存在的非线性和强耦合问题,提出了一种内回路鲁棒解耦控制方法。控制器设计分为力矩补偿、线性控制和鲁棒补偿这3部分:首先通过查询气动数据库对阻尼力矩以外的气动力矩、惯性耦合力矩及推力附加力矩进行实时补偿;然后利用参考模型对补偿后的线性参数系统设计比例积分控制器;在此基础上采用正弦函数表征气动力矩系数和推力参数摄动,推导了模型不确定性的解析表达式,并采用滑模控制方法进行鲁棒补偿器设计。仿真结果表明:保留阻尼项的设计方案可以有效降低控制能量消耗;所设计的控制器具有较强的鲁棒性,在气动系数和控制系数的最大幅值摄动分别为60%和20%的情况下,仍然能够稳定跟踪参考指令并实现Herbst机动。
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    基于随机映射的相变内存磨损均衡方法  收藏
    刘巍, 王瑀屏
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1208-1215.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.005
    摘要 ( 74 )   HTML    PDF (1371KB)
    相变内存(PCM)是一种使用相变材料存储数据的内存技术,具有非易失、存储密度高、低能耗和扩展性强等优点,但也存在写操作次数有限的缺陷。为了克服该问题,近期的研究主要集中在优化写操作和磨损均衡技术2个方面,但这些技术对于快速磨损PCM并使之失效的恶意攻击还存在一定的缺陷。该文提出一种PCM磨损均衡方法,将内存分成2个层级,不同的层级拥有各自独立的地址随机映射表,不同层级的内存单元根据该表将逻辑地址转换为物理地址。同时,地址随机映射表根据不同层级的写操作次数阈值进行动态更新。该方法不仅实现了PCM的磨损均衡,而且能够抵御恶意磨损程序的攻击。实验表明:相比已有的3种磨损均衡方法,该方法的磨损均衡效果提升高达87.5%;同时,对性能的影响不超过6%,增加的存储开销不超过内存总体大小的1‰。
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    LTP协议数据传输轮次  收藏
    董扬威, 林闯
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1216-1220,1228.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.012
    摘要 ( 47 )   HTML    PDF (1451KB)
    Licklider协议(Licklider transmission protocol, LTP)是一种主要应用于空间网络的点到点传输协议,可用于空间网络相邻节点间的数据传输。LTP可靠传输通过返回确认和重传实现。空间网络节点间距离长,多个往返轮次的确认和重传过程造成极大的传输延迟。该文给出了一种传输轮次的形式化分析方法,其结果包含传输轮次的分布函数、期望和方差。另外提供了一种基于上下界的方法,给出了形式非常简洁的结论,其结果包含轮次期望的上下界和近似值。然后通过典型例子的仿真计算和比较验证了相关结论。
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    不可信系统平台下的敏感信息管理系统  收藏
    谢学智, 王瑀屏, 谈鉴锋, 陈启庚
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1221-1228.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.003
    摘要 ( 56 )   HTML    PDF (1254KB)
    通用操作系统存在大量后门和漏洞等安全威胁,使得应用程序中处理的敏感信息的机密性难以得到完备的保护。该文设计并实现了敏感内存管理(sensitive memory manager, SMM)系统,在应用程序配合下对存放敏感信息的内存进行保护,阻止攻击者利用系统内核窃取敏感信息的企图。该系统基于虚拟化技术,通过为被保护进程的用户态和内核态设置不同影子页表的方式,使得应用程序能够访问的敏感信息不会被操作系统内核访问。有效性评测和性能评测表明:该系统提供的内存保护粒度更小,带来的性能损耗更小。
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    电子工程
    域间路由中间人攻击的实时检测系统  收藏
    黎松, 段海新, 李星
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1229-1234.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.017
    摘要 ( 86 )   HTML    PDF (1290KB)
    针对域间路由中间人攻击这一域间路由安全面临的新威胁,建立攻击模型并分析其在路由控制平面和数据平面所产生的异常特征,进而提出一种域间路由中间人攻击的实时检测系统。该系统首先通过控制平面异常监控发现可疑的异常路由,之后进行数据平面转发路径探测以鉴别该异常是否为域间路由中间人攻击。实际网络部署的测试结果表明:该系统是轻量级的,并能实时有效地检测出可能的域间路由中间人攻击。
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    面向动态业务的光网络信息失真机理及其影响分析  收藏
    刘海蛟, 华楠, 李艳和, 郑小平
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1235-1240.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.014
    摘要 ( 36 )   HTML    PDF (2373KB)
    为了有效抑制分布式光网络动态特性对网络性能的影响,提升频谱资源利用率,该文基于分布式网络噪声(DNN)的概念和数学模型,提出了一种定量分析动态特性影响网络性能的方法。该方法首先分析了信息失真产生的机理;然后针对业务到达过程及网络服务机制的统计特性,建立了动态特性引发信令阻塞的模型,揭示了信息失真影响网络性能的规律。研究结果表明:业务原始到达率越高,网络信息失真程度越高且信令阻塞率越大。实验结果与理论模型高度匹配,验证了模型的有效性。
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    移动通信系统平均物理层安全容量  收藏
    李涛, 张焱, 许希斌, 周世东
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1241-1245,1252.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.013
    摘要 ( 70 )   HTML    PDF (1540KB)
    为提升移动通信系统的安全性,研究了用户移动时的平均物理层安全容量。在实际传播环境中,用户移动会导致物理层安全容量在大范围内变化,因此提出合法用户平均物理层安全容量以刻画系统的安全通信性能。通过分析窃听者位置对平均物理层安全容量的影响,得到了平均物理层安全容量的分布特征。根据分布特征,提出了一种改善平均物理层安全容量的方案。该方案通过限制窃听者存在区域,保证用户平均物理层安全容量不低于指定值。理论和数值分析结果表明:所提方案可以有效地保障移动通信系统的平均物理层安全容量。
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    基于半监督学习的即时语音通信隐藏检测  收藏
    涂山山, 陶怀舟, 黄永峰
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1246-1252.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.016
    摘要 ( 48 )   HTML    PDF (1340KB)
    传统即时通信隐藏检测方法主要采用基于监督学习的检测方式,导致部署前需大量复杂的人工预处理,同时训练数据集与测试数据集分布的差异会影响检测的准确率。针对以上问题,该文首先重点针对即时语音通信隐蔽信道提出了一种全新的半监督混合式检测模型,该模型不存在人工挑选与标注训练数据集的过程,解决检测操作人工预处理复杂和适用性差的问题;然后设计了基于自学习的多准则融合模块,用于自行生成伪标注数据集,其可信度和代表度共同决定了即时语音通信隐藏检测系统的性能,且不存在语音通信隐藏检测中训练与测试集分布失配的情况;最后针对即时语音通信中常见的低码率语音流载体进行实验分析,在失配状况下基于有监督的检测方法以及无监督检测方法相比,其准确率具有明显优势;当训练样本与测试样本的分布不匹配时,该方法相比有监督的检测方法所受的影响更小。同时,实验显示该方法可以适用于多种编码检测过程。
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    电机工程
    电磁耦合调速风力发电机组的运行特性  收藏
    陈基和, 林宇龙, 柴建云, 李杰
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1253-1257.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.015
    摘要 ( 81 )   HTML    PDF (1089KB)
    电磁耦合调速风力发电机组与传统风力发电机组不同,通过电磁耦合器借助电磁转矩将风力机齿轮箱输出功率传递给直接并网的同步发电机。采用变频器供电的电磁耦合器具有快速灵活调节其电磁转矩的能力。该文提出了在传递风力机输出转矩的基础上,附加额外的转矩控制,以此来减小系统扰动对同步发电机的影响。搭建了风力发电机组单机无穷大电网的系统模型,探讨转矩调节控制策略与手段。在MATLAB Simulink环境下,对系统干扰甚至故障状态下的动态特性进行分析,仿真结果表明:与只有励磁和风力机输入功率调节机组相比,增加了附加转矩控制的系统暂态稳定性和动态响应过程有较大的改善,充分满足低电压穿越要求,增强了对电网电压的支撑能力。
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    机械工程
    基于光栅信号的直线电机加速度估计方法  收藏
    李志军, 刘成颖, 孟凡伟, 周凯, 张智
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1258-1263.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.008
    摘要 ( 88 )   HTML    PDF (1211KB)
    直线电机进给系统中,外界干扰如推力、负载力和参数波动等严重影响了直线电机进给系统的性能。加速度控制是一种抑制外界干扰力作用的有效手段,其中获得相位滞后小的加速度信号是加速度控制中的关键内容。光栅尺是直线电机进给系统中最常用的位置传感器,研究基于光栅尺离散脉冲位置的加速度估计方法具有广泛意义。提出了一种基于约束最小二乘曲线拟合的加速度估计方法,该方法首先对直线电机初级的历史位置进行最小二乘曲线拟合,同时要求拟合曲线通过最新位置,然后根据拟合的二次曲线求得加速度。将该方法与基于最小二乘曲线拟合法进行对比,理论分析和仿真实验均表明:该方法在估计快速变化的加速度信号时,具有更小的相位滞后。在估计加速度时,该方法相当于一个有限冲激响应(FIR)滤波器,易于在实时控制系统中实现。
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    微电子学
    基于π型多晶硅电阻网络的片上衰减器  收藏
    郭昕, 李孟委, 龚著浩, 刘泽文
    清华大学学报(自然科学版). 2015, 55 (11): 1264-1268.   DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.21.002
    摘要 ( 61 )   HTML    PDF (1228KB)
    为了满足衰减器低成本、小尺寸和可重用的发展需求,提出一种基于π型多晶硅电阻网络的宽频带(0~20 GHz)片上衰减器。对精确控制多晶硅方块电阻(40~400Ω/sq)进行研究,通过控制硼B离子的掺杂浓度(5×1018~1.4×1020 cm-3)和热退火条件(950~1050℃, 10~30 min),得出薄膜方块电阻随工艺条件的变化规律,方阻误差小于4%。结合片上衰减器的尺寸需求选择方阻,设计了10和20 dB片上衰减器,采用HFSS三维建模软件对器件进行仿真优化。仿真结果表明:在0~20 GHz内, 10 dB衰减器的衰减精度为0.26 dB,电压驻波比(VSWR)小于1.13; 20 dB衰减器的衰减精度为0.04 dB, VSWR小于1.29。电阻网络的面积均为265μm×270μm,衰减器尺寸小于1000μm×800μm。所设计的片上衰减器精度高,适用于微波测试仪器前端。
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