摘要：二次指派问题(QAP)属于NP-hard组合优化问题,在现实生活中有着广泛应用。目前相对成熟的启发式算法通常以问题为导向来设计定制化算法,缺乏迁移泛化能力。为提供一个统一的QAP求解策略,将QAP问题的流量矩阵及距离矩阵抽象成两个无向完全图并构造相应的关联图,从而将设施和地点的指派任务转化为关联图上的节点选择任务,基于actor-critic框架,提出一种全新的求解算法ACQAP。首先,利用多头注意力机制构造策略网络,处理来自图卷积神经网络的节点表征向量;然后,通过actor-critic算法预测每个节点被作为最优节点输出的概率;最后,依据该概率在可行时间内输出满足目标奖励函数的动作决策序列。该算法摆脱人工设计,且适用于不同规模的输入,更加灵活可靠。实验结果表明,在QAPLIB实例上,本算法在精度媲美传统启发式算法的前提下,迁移泛化能力更强;同时相对于NGM等基于学习的算法,求解的指派费用与最优解之间的偏差最小,且在大部分实例中,偏差均小于20%。

摘要：BLAS(basic linear algebra subprograms)是最基本、最重要的底层数学库之一.在一个标准的BLAS库中,BLAS 3级函数涵盖的矩阵-矩阵运算尤为重要,在许多大规模科学与工程计算应用中被广泛调用.另外,BLAS 3级属于计算密集型函数,对充分发挥处理器的计算性能有至关重要的作用.针对国产SW26010-Pro处理器研究BLAS 3级函数的众核并行优化技术.具体而言,根据SW26010-Pro的存储层次结构,设计多级分块算法,挖掘矩阵运算的并行性.在此基础上,基于远程内存访问(remote memory access,RMA)机制设计数据共享策略,提高从核间的数据传输效率.进一步地,采用三缓冲、参数调优等方法对算法进行全面优化,隐藏直接内存访问(direct memory access,DMA)访存开销和RMA通信开销.此外,利用SW26010-Pro的两条硬件流水线和若干向量化计算/访存指令,还对BLAS 3级函数的矩阵-矩阵乘法、矩阵方程组求解、矩阵转置操作等若干运算进行手工汇编优化,提高了函数的浮点计算效率.实验结果显示,所提出的并行优化技术在SW26010-Pro处理器上为BLAS 3级函数带来了明显的性能提升,单核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的92%,多核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的88%.

摘要：量子科技有望赋能区块链技术,提升区块链共识机制的安全性能.根据是否存在诚实独立的量子源设备,本文提出了两种可用于多个节点的高成功率的数字列表分发方法,并进一步提出了一种新的基于数字列表分发的量子检测拜占庭协议. 4个节点的共识示例验证了提出的协议符合检测拜占庭协议的条件.最后通过分析和比较说明了提出的协议具有较好的实用性和安全性.与其他协议相比,本文提出的共识协议不仅能用于解决包含多个节点的区块链系统对多比特数据进行共识的问题,并能在共识过程中应对任意多恶意节点的攻击,提高了区块链系统的安全性.

摘要：当前中医药跨学科研究多来自于中医药应用需求和成熟理工技术的简单对合。通过学科交叉的方式,提升中医药原创思维模式在当前时代的创新发展,同时以医学任务激发跨学科专业的创新与发展,可实现中医现代发展的更高目标。以痰湿体质血脂异常未病状态的客观表征研究为例,从科学问题定位、关键医学任务聚焦、跨学科理念与技术探索方面探讨跨学科交叉中医药研究的研究方法。总结中医药跨学科交叉研究的通用研究设计与思路,包括定位科学问题、明确医学任务、建立跨学科基础及以医学目的引导跨学科专业创新。

摘要：多边洞曲面填充是计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)领域的基础问题,在工程设计和曲面建模中有着广泛应用.针对该问题,提出了一种基于广义非均匀有理B样条(generalized non-uniform rational B-splines,GNURBS)的多边洞曲面填充算法,对于任意给定的曲面边界,可以构造全局G1连续的填充曲面.首先,将多边洞区域剖分为四边形网格,并定义该网格对应的GNURBS基函数,然后,由边界连续性约束和能量优化方法确定GNURBS表示的控制点的位置和权值.由于新算法与非均匀有理B样条(non-uniform rational B-splines,NURBS)完全兼容,可以在CAD软件中无损传递.将基于GNURBS的填充曲面和商业CAD软件CATIA生成的填充曲面进行对比时,多组测试结果表明,基于GNURBS的填充曲面具有更好的边界连续性和曲面质量.

摘要：本文研究了多方参与的随机线性系统的协作安全参数辨识问题,提出了一种基于门限Paillier密码体制的安全多方最小二乘辨识算法.具体地,通过对正负整数的合理编码,将(门限)Paillier密码体制的加密对象及同态特性由非负整数扩展到了整数.利用门限Paillier密码体制和将数据沿时间轴切分的方法,设计了相应的安全多方参数辨识算法.给出了算法正确加解密所需的明文空间大小条件、保证隐私安全性的时间切分长度条件以及一定条件下估计误差与加密量化误差之间的定量关系.证明了,只要选取的时间切分长度合适,对于任意一个参与者,即使其他所有参与者联合起来仍然无法得到其具体的隐私信息.最后,通过数值仿真验证了算法的有效性.

摘要：可重复使用运载火箭能够大幅降低进入空间的成本,是下一代航天运输系统的重要组成部分,而动力着陆段是实现可重复使用运载火箭回收的关键。对现有运载火箭动力着陆段的制导控制方法进行了综述,在对现有方法进行分析的基础上提出了一种模块化协作设计,并对人工智能方法在制导控制中的应用进行了展望。首先建立了运载火箭动力着陆段制导控制的整体模型,归纳了常用指标及约束集合,并分析了制导控制设计需解决的问题。然后,对现有的主要制导控制方法,即解析制导方法、轨迹优化制导方法、基于机器学习的制导方法、姿态控制方法及制导控制协作方法等进行了综述,通过分析所考虑的运动方程模型、约束及性能指标等对主要方法进行了较全面的比较,并进一步针对不确定模型及干扰下的制导控制综合目标优化问题提出了一种模块化智能协作方法。最后,对动力着陆段制导控制方法的发展趋势进行了总结,并对人工智能方法与动力着陆段制导控制方法的结合进行了展望。

摘要：可重复使用运载火箭在大气层内的回收着陆依靠气动力和推力完成高精度的定点垂直软着陆。在动力下降段,存在推力偏差、气动模型偏差和风扰动等各种干扰,将降低终端着陆精度并影响性能指标,使制导系统面临抗干扰的难题。为解决该难题,提出了一种组合干扰补偿制导方法,根据干扰是否可建模描述,将干扰分为可模型化的干扰和不可模型化的干扰,分别对这2类干扰进行处理。可模型化的干扰是指可以用模型描述的干扰,考虑将其用于最优制导中来提升性能指标;不可模型化的干扰是指难以用模型描述的干扰,考虑仅实时补偿其对终端约束的不利影响。在组合干扰补偿制导框架中,首先,设计了干扰估计器,用于对2类干扰进行实时估计;然后,设计了邻近最优干扰补偿制导算法,利用可模型化的干扰的估计值对最优制导指令进行实时修正补偿,在保证终端约束条件的前提下,利用可模型化的干扰提升性能指标;最后,设计了终端不变性干扰补偿制导算法,通过计算不可模型化的干扰引起的终端约束摄动,实时补偿不可模型化的干扰对终端约束的不利影响来保证终端不变性。仿真结果表明,所提出的组合干扰补偿制导方法能够在保证终端着陆精度的同时提升性能指标,同时对各种干扰具有较强的鲁棒性。

摘要：对空间目标的交汇拦截是现代空天防御体系部署的关键环节,而其核心优化控制问题为实现交汇次数的最大化.本文针对一类多个拦截器与空间目标交汇的最优问题,提出了同时优化拦截器初始部署位置和机动过程中加速度的最优控制策略.首先,建立了同时考虑了部署地域和动力学约束的交汇次数最大化的最优控制模型.进一步,给出了拦截器与目标可交汇的必要条件以及最优加速度输入设计,进而使得将最优控制问题转为拦截器部署位置的优化问题.最后,严格给出了各个拦截器最优部署位置的具体计算过程.

摘要：无线通信系统设计中的许多问题归根结底可建模为优化问题.一方面,这些优化问题常常具有高度的非线性性,一般情形下难于求解;另一方面,它们又有自身的特殊结构,如隐凸性和可分性等.利用优化的方法结合问题的特殊结构求解和处理无线通信系统设计问题是近年来学术界研究的热点.本文重点介绍和讨论无线通信系统设计中的最优资源配置(resource allocation)问题和相关优化方法.本文以优化方法为主线,着重介绍这些优化方法在求解无线通信资源配置优化问题中的应用,主要包括线性锥规划如何揭示非凸问题中的隐凸性,Lagrange对偶理论如何揭示相关问题最优解的结构,稀疏优化和整数规划技巧如何帮助建立相关问题的数学模型,以及半正定松弛、交替最优化和分式规划技巧如何快速求解相关问题.最后,本文展望无线通信系统优化设计研究中的一些研究方向和关键问题.