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面向射频指纹信号分析与智能识别的研究综述
闫高丽;付雪;王禹;桂冠面向新一代无线通信和多源异构网络系统，传统的密码机制和安全协议在物联网环境下存在较大的安全隐患，亟需更加高效、可靠的安全识别技术。射频指纹识别（radio frequency fingerprinting identification,RFFI）作为一种基于设备固有信号特征进行识别的技术，为解决无线设备的身份识别和安全问题提供了新的思路和手段。现有的综述大多从较为宽泛的视角对RFFI的研究现状进行分析，未能对RFFI的整体框架进行全面系统的阐述，缺乏对各个关键部分的深入总结和讨论，无法满足当前研究的系统性需求。文章基于RFFI的研究现状，提出了一个系统的整体框架，从射频指纹（radio frequency fingerprint,RFF）的基础出发，全面介绍了RFF的产生机理及特性；从统计特征和深度学习（deep learning,DL）特征2个角度出发，综述了RFF的分类及其识别方法，并对二者进行了比较分析，辅以实验验证分析；最后，重点分析了智能RFFI领域的几个潜在研究方向，并展望了RFF技术在未来的发展趋势，旨在为智能RFFI的研究与实际应用提供理论启发和实践参考。
一种Q学习制作海克斯棋开局库方法
徐志凡;李媛;王静文;李卓轩;曹一丁海克斯棋是一种完全信息博弈项目，而开局库作为海克斯棋博弈系统的一个重要组成部分，主要依靠人工经验和蒙特卡罗树搜索（Monte Carlo tree search,MCTS）算法进行计算生成，需要大量时间并且难以保证精度。为了解决这一问题，提出一种基于Q学习的自博弈方法用于高效生成海克斯棋的开局库，以多线程模拟棋局为思路，使用一种改进上限置信区间（upper confidence bound apply to tree,UCT）算法来搜索优良的开局位置，引入改进ε-贪心策略用来加快Q学习算法的收敛速度。为了进一步提升算法性能，将上限置信边界（upper confidence bound,UCB）公式与Q值相结合，在实际对弈过程中，使用Q值为UCB公式提供先验经验，能够提高决策的准确性。实验结果表明，当训练达到3 000次时，棋盘各位置的Q值趋于收敛，证明了该方法在开局库制作上的可行性。此外，在博弈水平测试中，纯开局库对弈改进UCT算法的平均胜率达到62.9%；当采用Q值提供先验经验时，平均胜率进一步提高到75.9%。采用提出方法的程序在中国计算机博弈大赛中获得了一等奖，证明了该方法的有效性。
基于机器学习的磁性元件磁芯损耗预测方法
姚启达;平鹏;朱心怡;朱新凡磁性元件在磁能传递、存储和滤波中起着关键作用，直接影响功率变换器的体积、质量、损耗及成本。因此，准确预测磁芯损耗至关重要。针对励磁波形对磁芯损耗的显著影响，提出了一种基于集成学习的励磁波形分类策略。首先，采用支持向量机（support vector machine,SVM）、随机森林（random forest,RF）和梯度提升决策树（gradient boosting decision tree,GBDT）作为基分类器，通过将分类结果与原始特征结合构建新的特征集，并使用元分类器进行训练以提升模型的泛化能力；然后，选择XGBoost作为磁芯损耗预测的核心模型；最后，通过遗传算法进行多目标优化，寻找到最小磁芯损耗与最大传输磁能的最佳工况。实验结果表明：提出的集成学习分类模型能够准确分类励磁波形，XGBoost模型相较于传统磁芯损耗预测模型及其他机器学习模型，展现了更高的预测精度和拟合效果。优化后的模型成功实现了磁芯损耗最小化与传输磁能最大化的平衡。
一种基于非正交多址接入的动态上行链路随机接入方法
杨睛;刘雨芯;高锐;赵婧;董志诚;张正华针对大量用户接入网络引发的接入冲突问题，提出一种基于非正交多址接入的动态上行链路随机接入方法。首先，引入自适应资源分配机制，根据网络状态，动态调整时隙资源配置并更新接入等级限制因子。在每一次随机接入结束后，统计空闲时隙数、成功时隙数和冲突时隙数。然后，利用这些参数估计剩余用户数，通过迭代执行上述过程，直至确保所有用户成功接入网络。为验证所提方法的有效性，在Nakagami-m衰落信道环境下，建立完整的理论分析框架，推导出用户接入成功概率和系统吞吐量的闭式表达式。仿真实验结果表明，当网络用户数量K=60时，与传统的动态ACB因子非正交多址随机接入算法（traditional dynamic ACB factor-based non-orthogonal random access algorithm,DNRA）和固定ACB因子正交多址随机接入算法（fixed ACB factor-based orthogonal random access algorithm,FORA）相比，所提方法在系统吞吐量方面分别提升了30.41%和48.22%。此外，通过对比不同用户数下的性能表现，所提方法在接入成功概率方面具有显著优势，且在各种网络负载条件下均能维持较高的系统吞吐量。
基于改进时频脊线的跳频参数盲估计算法
万凯;常诚;侯长波;吴翔宇在现有的基于时频脊线的跳频参数盲估计算法中，当信噪比（signal to noise ratio,SNR）低于-5 dB时，其性能会出现显著下降的情况。针对这一问题，提出一种基于时频脊线的跳频参数盲估计改进算法。首先，通过短时傅里叶变换（short time Fourier transform,STFT）获取接收信号时频矩阵。随后，运用高斯滤波对信号进行平滑处理，同时实现对噪声的有效抑制。由于定频干扰与跳频信号在时频矩阵中的能量分布存在差异，利用能量对消法去除定频干扰。在此基础上，采用OTSU阈值分割算法确定的阈值对能量对消后的时频矩阵进行阈值分割，进一步消除残留的定频干扰和噪声，从而得到清晰的跳频信号时频图像。从该图像中提取跳频信号时频脊线，最后借助最小二乘法对时频脊线中的跳变时刻进行拟合，实现对跳频参数的精确估计。仿真结果表明，所提方法在SNR低至-5 dB且存在定频干扰时，可得到干净的时频图像，对各项跳频参数的平均估计相对误差低于1%，同时对不同强度与数量的定频干扰具有较强鲁棒性。
基于大型语言模型的金融领域议论挖掘方法
丁飞;康鑫;近年来，金融文本分析逐渐从基于情感极性的粗粒度分类任务，转向关注句对之间逻辑关系的细粒度推理建模。针对传统方法无法捕捉“支持”“反驳”“无关”等句间语义关系、推理不可解释及类别不均衡严重等问题，本文提出一种结构增强型金融Prompt推理网络(financial prompt-based argumentation network, FinPromptNet)。该方法基于LLaMA3-8B-Instruct大语言模型，融合任务显式化的结构化Prompt模板、链式推理提示语(chain-ofthought prompt)、部分参数微调机制与加权采样-代价敏感联合优化策略，从输入编码与参数优化两个层面提升模型对句间逻辑结构的理解能力。本文在NTCIR-17 FinArg-1金融句对关系分类数据集上开展系统实验。实验结果显示，FinPromptNet在准确率、Micro-F1Macro-F1多项指标上整体优于FinBERT、T5等主流模型，其中Macro-F1到67.1%，较T5提升7.3个百分点，且在“反驳”类标签的F1分上提升超过10个百分点。该研究验证了结构化Prompt与类别调节机制在金融逻辑推理任务中的有效性，为金融文档的智能分析与语义建模提供可解释、高性能的解决方案。
一种融合模糊覆盖的模糊概念认知学习
吴雨青;林艺东;梁涛巨;概念认知学习是一种新兴的交叉研究热点领域，旨在通过模仿人类的认知过程不断学习新知识。然而，现有的概念认知学习模型通常忽略了概念中对象的局部差异性、概念空间的冗余性、概念可解释性等问题，这导致模型认知偏差与有效信息利用不足。因此，本文提出一种融合隶属度与覆盖的模糊概念认知学习模型(fuzzy concept-cognitive learning model integrating membership degree and coverage, IMDC)。首先，为了提高概念外延的表征能力，引入一种带偏移阈值的隶属度函数探讨对象与概念之间的相关性，并构造隶属度矩阵，进一步将概念空间转化为模糊覆盖。其次，通过模糊β截集筛选高相关对象，结合覆盖率探索不同概念的地位，从而构建核心概念空间，以有效降低概念空间的冗余性，提高认知学习效率。随后，基于线索与核心概念之间的相似性实现概念分类。最后，采用十折交叉验证方法，将提出的模型与4种机器学习算法和2种概念认知算法进行对比。实验结果表明，该模型在14个数据集上的平均精度均高于其他对比算法，并且在不同数据集上的性能波动范围最小，此外，在查准率、查全率、F1方面也保持领先优势，充分验证了该模型的可行性和有效性。
基于POI的苏州市公共停车设施空间格局及其影响因素研究
雷敏;王引;毛绍谦;苏启航;随着我国城市机动车保有量持续攀升，公共停车设施供需矛盾已成为制约城市交通发展的关键问题。文章以全国首个突破500万辆机动车的地级市苏州市为例，基于百度地图2023年的POI数据，综合运用标准差椭圆分析、核密度分析等方法，系统解析城市公共停车设施空间格局及其驱动机制。研究发现：1）苏州市公共停车设施呈现“一主八次两轴”的多核心集聚特征，主中心位于姑苏区核心区，次中心分布于各行政单元核心城镇，并形成狮山-金鸡湖两岸、元和-松陵两条集聚轴线；2）公共停车设施的空间格局存在显著的区域差异，建成区与教区泊位差异明显，吴江区南部等区域公共停车设施覆盖缺失。在得出基本分布格局后，利用地理探测器对人口密度、商业密度、住宅密度等因素探测，因子探测结果显示住宅密度（q=0.76）、商业密度（q=0.71）和夜间灯光强度（q=0.45）是影响公共停车设施分布格局的主导因素；交互探测器指示住宅分布密度、商业区分布密度和工厂分布密度对公共停车设施布局具有导向作用。基于以上结论，为苏州市公共停车设施的优化布局提出优化策略。
碳纳米管基柔性固态红外调控器件
陈相君;王宏志;李克睿;动态红外调控技术在智能热管理及自适应伪装领域具有重大应用价值，但其发展面临传统电致变色器件的关键瓶颈。主流的金属氧化物、导电聚合物等电致变色器件普遍存在导电层依赖性强、界面阻抗高等问题。而基于碳纳米材料的新型红外调控器件又受限于复杂制备工艺和电解质泄漏风险的问题，制约其实际应用。针对这些问题，本研究创新地提出喷涂法制备单壁碳纳米管电极与热压成型聚氨酯固态电解质的协同构筑策略，成功研制了功能层和导电层一体化的柔性固态红外调控器件。实验表明，优化后的器件不仅在8～14μm波段实现0.52的发射率调制幅度，还具有秒级的快速发射率切换速度。经过400次循环后，器件可保持86.3%的初始调制性能。在经历200次机械弯折后，其性能保持率达94.6%，展现出良好的循环稳定性与机械柔性。本研究为开发高集成度、耐弯折的柔性红外调控器件提供了新的思路，在热管理装备和自适应伪装系统等领域展现出重大应用价值。
三组分体系温致变色材料的制备及其应用研究进展
毛丽芬;肖红;代国亮;麻伍军;兰春桃;李敏;温致变色材料作为一类重要的智能响应材料，其通过分子结构可逆变化实现对外界温度的动态响应，探究其变色机制与性能优化对拓展该材料在智能显示、温度传感器、建筑节能等领域的实际应用具有重要意义。本研究综述了三组分温致变色材料的研究进展，首先阐明了由发色剂、显色剂和固体溶剂构成的协同变色体系的作用机理，重点分析了发色剂分子结构、显色剂电子转移特性及固体溶剂相变行为对材料变色温度、响应速度和稳定性的调控规律。针对现有材料在环境稳定性方面的不足，详细比较了界面聚合、原位聚合等微胶囊化技术的优劣。在应用方面，重点探讨了该材料在智能建筑、动态防伪和功能纺织品等领域的创新实践。最后指出当前研究在窄温域精准调控、多重响应设计等方面存在的不足，并提出未来应着力开发分子工程优化策略、光热协同响应体系以及环境友好制备工艺，为智能响应材料的性能突破和应用拓展提供理论支撑与技术路径。
增量式PID控制在温控系统中的应用
严晓照;张兴国;温度的控制在科学实验和工业过程中极为普遍,具有典型的意义,而温控系统通常是时变的、非线性的、具有纯滞后的复杂大惯性系统,控制效果与采用的控制算法有很大的关系.针对这一问题,在温度控制实验系统中,设计了一种增量式PID控制算法实现了对温度的控制.通过实验表明,该算法的控制效果要优于传统的PID控制算法,对于工程实际应用具有较强的借鉴作用.
印染废水处理技术的研究与进展
景晓辉,尤克非,丁欣宇,蔡再生文章系统综述了国内外印染废水处理技术研究与进展,特别是近年来出现地一些新技术,如膜分离技术、超声波技术、高能物理法、电催化氧化技术和光催化氧化技术;探讨了印染废水处理的发展趋势。
ANSYS在钢筋混凝土梁有限元中的应用
王亚萍,陈建平,陈五洲文章结合钢筋混凝土材料的特殊性,利用大型有限元计算软件ANSYS计算受弯构件梁的变形及其正截面应力应变。最后将有限元计算的结果(裂缝开展深度、钢筋应力、混凝土应力)与精确解比较,分析误差存在的原因及改进的方法和措施。
增量式PID控制在温控系统中的应用
严晓照;张兴国;温度的控制在科学实验和工业过程中极为普遍,具有典型的意义,而温控系统通常是时变的、非线性的、具有纯滞后的复杂大惯性系统,控制效果与采用的控制算法有很大的关系.针对这一问题,在温度控制实验系统中,设计了一种增量式PID控制算法实现了对温度的控制.通过实验表明,该算法的控制效果要优于传统的PID控制算法,对于工程实际应用具有较强的借鉴作用.
碳纳米材料的功能化及其储能应用
李奇;秦天;葛存旺;在过去的几十年里，功能碳纳米材料（functional carbon nanomaterials,FCMs）由于其优异的理化性质，如超高电导率和质量传输速率、丰富的活性位点、良好的化学稳定性和机械强度，引起了材料科学界的广泛关注。基于FCMs所带来的各向异性和协同效应以及纳米尺度上的小尺寸效应，这些FCMs在锂离子电池、锂硫电池、燃料电池、有机太阳能电池和超级电容器等能源领域表现出巨大的应用价值。这篇综述全面总结了近5年来碳纳米材料的功能化策略，并详细介绍了FCMs在能源存储与转化器件中的应用。最后，根据科学研究的发展趋势，探讨了FCMs所面临的紧迫挑战和未来的研究方向。
生物炭制备方法及其在环境污染治理中的应用研究
汪佳玥;凌茜;张雲豪;王芯羽;林佳琪;张伟涛;刘志欣;王祥科;生物炭是一种原材料易获取、制备成本低的环境友好多孔材料。由于其比表面积大且含有丰富的表面功能基团，在环境污染治理和污染修复等方面具有广泛的应用前景。介绍了生物炭的制备技术和工艺，分析对比了不同制备条件对制备的生物炭性质和性能影响，综述了生物炭对环境中不同污染物的吸附固定和催化降解效果和原理。生物炭对重金属具有非常强的吸附络合能力，并且对高价态金属离子具有还原固定作用，通过吸附-还原-固定的模式，可以将重金属离子固定在生物炭上。对有机污染物的吸附主要由表面络合、氢键和π-π共价作用，生物炭及其复合材料在光照条件下能够光催化降解有机污染物。文章就生物炭对废水和土壤中重金属的吸附固定和有机污染物消减等方面的效果和应用进行了归纳总结，进一步从分子层面研究和讨论了生物炭应用于污染物去除方面的进展，为废水处理和土壤修复提供数据和理论支持，对降低污染物在环境中的迁移转化，减轻环境污染风险，具有重要的科学意义。
质子交换膜电解水制氢系统建模与仿真
王辉东;姚海燕;郭强;夏红军质子交换膜（proton exchange membrane,PEM）电解水制氢技术将电能转化为化学能和热能，是一种绿色的制氢方式，具有响应速度快、电流密度高、结构紧凑等优点。对于质子交换膜电解水制氢系统建模，现有文献中鲜有整体描述电解槽电压、电流变化及系统各组件温度动态的集总参数模型。文章根据电化学基本原理及热力学定律，建立了PEM电解槽电压稳态模型和系统的温度动态模型，基于MATLAB/Simulink软件进行了仿真分析，将仿真结果与实验数据进行了对比，其中电压误差不超过0.02 V，温度误差不超过1.6 K，验证了模型的有效性，且所建立的模型能够描述和预测系统参数的变化，为系统设计及控制优化提供支撑。根据PEM电解槽的效率模型和仿真结果，分析了不同温度、压强对电解槽性能的影响，结果表明升高温度、降低压强能提高电解槽效率，其中温度是影响电解槽效率的主要因素。在搭建的仿真模型基础上，使用前馈PID控制器进行了温度控制，其中温度超调不超过0.6 K，调节时间在400 s以内，并与传统PID控制器进行了对比，结果表明前馈PID控制器具有超调小、响应速度快的优点。
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期刊动态
期刊信息
期刊名称：南通大学学报（自然科学版）
创办日期：2002年
主管部门：江苏省教育厅
主办单位：南通大学
刊 期： 季刊
电 话：0513-85012868
Email：xbzkb@ntu.edu.cn
标准刊号：CN 32-1755/N
ISSN 1673-2340
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