在本论文中,我们专注于设计和验证不同的信号处理技术,旨在检测和减轻欺骗攻击的影响。这些是独立的技术,在接收器级别工作,无需外部硬件或通信链路即可区分欺骗事件。我们探索了四种不同的技术,每种技术都有其独特的优点和缺点,以及独特的欺骗检测方法。对于这些技术,我们设计和实施了一种欺骗检测算法,并通过一组包含欺骗信号的数据集验证了其功能。本论文重点关注技术的两个不同方面,分为检测和缓解能力。两种检测技术是互补的,我们探索了它们的联合使用,并展示了证明其优势的实验结果。
如今,可再生能源 (RES) 在生产大量电力和减少二氧化碳及其他温室气体排放方面发挥着重要作用。最重要的 RES 之一是光伏 (PV) 技术:事实上,它需要的安装和维护成本较低,并且由于结构的模块化和有限的安装空间,最适合城市一体化 [1]。在此背景下,近零能耗建筑 (nZEB) 的概念得到了充分构建。欧盟委员会通过 2010/31/EU 指令 [2] 引入了这一术语,并在国家层面定义了增加 nZEB 数量的适当措施。特别是,在 nZEB 中,能源消耗必须主要由位于现场或附近的 RES 覆盖。此外,欧盟成员国确保到 2020 年 12 月 31 日,所有新建建筑都将成为 nZEB。首先,大学应该积极参与 nZEB 框架,因为它们具有相关的社会经济影响 [3-4]。事实上,一些大学已经朝着这个方向发展,重点研究可能的改造以降低现有学术建筑的能耗 [5-7]。莱里达大学(西班牙)、欧柏林学院(美国俄亥俄州)和澳大利亚联邦科学与工业研究组织能源中心(纽卡斯尔,澳大利亚)都已实现现有建筑的样本。[8] 中报告了其他 nZEB 学校和用于学术目的的可持续建筑的例子。[9] 分析了瑞典住宅建筑的自给自足率,重点关注用于此目的的最佳电池技术。相反,[10] 讨论了配备电池储能系统的德国商业建筑的自消耗和自给自足。[11] 和 [12] 几项基于国内 nZEB 的研究,重点研究了取决于电池大小的自给自足率。
过去几年中,量子信息论的最新发展强烈推动了复杂量子现象的表征。在这样的框架中,一个关键概念就是纠缠。纠缠除了被认为是量子计算和通信任务的基本资源 [1] 之外,还被用来更好地表征不同多体量子系统在相关哈密顿量的某些特征参数发生变化时的临界行为;后一种现象被称为量子相变 (QPT) [2]。事实上,人们还没有完全深入理解 QPT 的普遍性质。在这种情况下使用纠缠的特殊之处在于,作为量子关联的单一直接测度,它应该允许对 QPT 进行统一处理;至少,每当发生的 QPT 归因于系统的量子性质时,这总是在 T 0 时,因为不存在热涨落。 [3] 中首次描述了自旋 1=2 链中单自旋或双自旋纠缠与 QPT 之间的关系,其中注意到并发度的导数在 QPT 的对应性上表现出发散,并具有适当的标度指数。随后在 [4] 中研究了 L 自旋块的纠缠及其在表现出临界行为的自旋模型中的标度行为。最近在 [5] 中解决了通过纠缠来表征费米子系统基态相图的问题,其中展示了如何通过研究单点纠缠来重现已知(数值)相图的相关特征。虽然这是一个有希望的起点,但仍需澄清哪些量子关联导致了 QPT 的发生:是两点还是共享点(多部分),是短程还是长程。事实上,要回答上述问题,需要对任何两个子系统之间的纠缠进行详尽的研究。如果子系统只有 2 个自由度,则共生性可以正确量化量子关联 [6]。一个概括
航空工业近几十年来最重要的研究趋势之一是努力设计和生产“更多电动飞机”。在此框架内,电气技术在飞行控制系统中的应用虽然缓慢但正在逐步增加:从引入电传操纵系统开始,然后用纯机电执行器部分替换传统的液压/电液执行器。这种演变使我们能够获得更灵活的解决方案,减少安装问题并增强飞机控制能力。然而,机电执行器 (EMA) 远非成熟的技术,仍然存在一些安全问题,这些问题可以通过增加其设计复杂性并因此增加生产成本来部分限制。开发强大的预测和健康管理 (PHM) 系统可以提供一种无需复杂设备设计即可防止发生严重故障的方法。本文介绍了用于作为主要飞行控制执行器的 EMA 的综合 PHM 系统研究的第一部分;介绍并讨论了该应用的特点,同时提出了一种基于短时间飞行前/飞行后健康监测测试的新方法。电机绕组中的匝间短路被确定为最常见的电气性能下降,并提出了一种用于异常检测和预测的粒子过滤框架,该框架具有自调节非线性模型。因此,通过最先进的性能指标评估了特征、异常检测和预测算法,并讨论了它们的结果。
本文介绍了创新型遥控 ETF 飞艇 1 的技术演示器的地面测试。测试活动旨在验证 ETF 的飞行控制系统,该系统基于推力矢量技术,与飞艇结构一起代表了 ETF 设计的一项重大创新。都灵理工学院航空航天系的一个研究小组与意大利一家小型私营公司 Nautilus 合作,几年来一直致力于 ETF (Elettra Twin Flyers) 的研究。这艘飞艇是遥控飞艇,具有高机动能力和良好的操作特性,即使在恶劣的大气条件下 2 。Nautilus 新概念飞艇具有结构和适当的指挥系统,使飞行器能够在正常和强风条件下进行向前、向后和侧向飞行以及以任何航向悬停。为了实现这些功能,ETF 演示器 3 采用了非常规的架构,该架构基于双船体,带有中央平面外壳结构、螺旋桨、机载电气系统和有效载荷(图 1)。作为主要指挥系统,气动控制面被六个螺旋桨取代,这些螺旋桨由电动机驱动,可在整个飞行范围内控制和操纵飞艇。本文分析了初步测试运行的结果,并将功率需求与专为 ETF 演示器 4 开发的燃料电池系统的性能进行了比较。I 简介 低成本多用途多任务平台 Elettra-Twin-Flyers (ETF) 正在由 Nautilus S.p.A 和都灵理工大学 [1] 合作开发。这是一种非常创新的遥控飞艇,配备了高精度传感器和电信设备。由于其独特的特点,它特别适合内陆、边境和海上监视任务以及电信覆盖范围扩展,特别是在那些无法进入或没有传统机场设施且环境影响是主要关注点的地区。ETF 的特点是机动性强,风敏感度低 [2]。飞行条件包括前向、后向、侧向飞行和悬停,无论是在正常风况下还是在强风条件下。为了实现这些能力,ETF 采用了高度非传统的架构。设计的关键点是创新的指挥系统,它完全基于由电动机驱动的推力矢量螺旋桨,由氢燃料电池供电。ETF 概念来自监视和监控目的。该飞艇设计具有很强的机动性,可以满足高水平的任务要求,可以操作高度专业化的仪器,例如轻型合成孔径雷达 (SAR) 系统或电光 (EO) 红外摄像机或高光谱传感器。为了满足平均监视要求,该系统的最低续航时间为 48 小时,可延长至 72 小时,高度操作范围为 500 至 1500 米。
摘要:现代航空业迎来了新关键要素的大规模传播,包括最初仅用于军事目的的遥控飞机系统 (RPAS)。近十年来,RPAS 已准备好成为各种民用应用中的新空域用户。尽管由于国家和国际飞行航空管理局 (FAA) 的限制,RPAS 目前只能飞入隔离空域,但它们在航空发展和经济投资方面具有显著的潜在增长。只有当获准飞入非隔离空域时,才能全面开发 RPAS,就像有人驾驶的民用和军用飞机一样。向 RPAS 披露空域的初步要求是为每个航空运营商实施国际民用航空组织规定的临时安全管理系统 (SMS)。根据欧洲的 SESAR-JU 和美国的 NextGen,这一问题出现在正在进行的空域管理重组背景下(SESAR-JU 已定义应如何在 SESAR 2020 中开展 RPAS 研究,所有这些都符合 2015 年欧洲 ATM 总体规划)。本文根据欧洲航空安全局 (EASA) 定义的操作场景,为实施风险模型和一般程序/方法以调查 RPAS 安全性提供了基础。该研究基于在 RAID(RPAS-ATM 集成演示)项目中进行的多次 RPAS 实验飞行所取得的结果。
摘要:货运业预计将保持甚至增强其在主要现代经济体中的基础性作用,因此,采取行动限制日益增长的环境压力迫在眉睫。使用电力是实现运输脱碳的主要选择;在重型车辆领域,它可以以不同的方式实现:除了全电池动力系统外,电力还可用于供电给接触网道路,或可以化学方式储存在液体或气体燃料(电子燃料)中。虽然目前的欧盟立法采用了从油箱到车轮的尾气排放方法,可实现所有直接使用电力的零排放,但从油井到车轮 (WTW) 方法可以考虑使用可持续燃料(如电子燃料)的潜在好处。在本文中,我们对使用电力为重型车辆供电的选项进行了基于 WTW 的比较和建模:电子燃料、电子液化天然气、电子柴油和液态氢。结果表明,直接使用电力可以节省大量温室气体 (GHG),而使用低碳强度电力生产电子燃料也可以节省大量温室气体。虽然大多数研究只关注绝对的温室气体减排潜力,但考虑新基础设施的必要性以及某些方案的技术成熟度对于比较不同的技术至关重要。本文对此类技术和非技术障碍进行了评估,以比较重型行业的替代途径。在可用的选项中,使用直接使用、能量密集型液体燃料的灵活性代表了脱碳的明显且巨大的直接优势。此外,本文采用的新方法使我们能够量化使用电子燃料作为化学储存的潜在好处,这种化学储存能够从可变可再生能源的生产峰值中积累电能,否则这些电能会因电网限制而被浪费。
无线和移动通信技术的进步促进了移动医疗 (m-health) 系统的发展,以寻找获取、处理、传输和保护医疗数据的新方法。移动医疗系统提供了应对日益增多的需要持续监测的老年人和慢性病患者所需的可扩展性。然而,设计和运行带有体域传感器网络 (BASN) 的此类系统面临双重挑战。首先,传感器节点的能量、计算和存储资源有限。其次,需要保证应用级服务质量 (QoS)。在本文中,我们整合了无线网络组件和应用层特性,为移动医疗系统提供可持续、节能和高质量的服务。特别是,我们提出了一种能量成本扭曲 (ECD) 解决方案,它利用网络内处理和医疗数据自适应的优势来优化传输能耗和使用网络服务的成本。此外,我们提出了一种分布式跨层解决方案,适用于网络规模可变的异构无线移动医疗系统。我们的方案利用拉格朗日对偶理论,在能源消耗、网络成本和生命体征失真之间找到有效的平衡,以实现对延迟敏感的医疗数据传输。仿真结果表明,与基于均等带宽分配的解决方案相比,所提出的方案实现了能源效率和 QoS 要求之间的最佳平衡,同时在目标函数(即 ECD 效用函数)中节省了 15%。
任何计算设备的物理实现,要想真正利用量子理论 [1] 提供的额外能力,都是极其困难的。原则上,我们应该能够在具有明确定义状态空间的系统上执行长相干量子操控(门控)、精确量子态合成以及检测。从一开始,人们就认识到,最大的障碍来自于任何现实量子系统不可避免的开放性。与外部(即非计算)自由度的耦合破坏了量子演化的幺正结构,而这正是量子计算 (QC) 的关键因素。这就是众所周知的退相干问题 [2]。通过量子纠错所追求的主动稳定可以部分克服这一困难,这无疑是理论 QC 的成功 [3]。然而,由于需要低退相干率,目前量子处理器的实验实现方案都是基于量子光学以及原子和分子系统 [1]。事实上,这些领域极其先进的技术已经可以实现简单量子计算机中所需的操作。然而,人们普遍认为,量子信息的未来应用(如果有的话)很难在这样的系统中实现,因为这些系统不允许大规模集成现有的微电子技术。相反,尽管“快速”退相干时间存在严重困难,但固态量子计算机实现似乎是从超快光电子学 [4] 以及纳米结构制造和表征 [5] 的最新进展中获益的唯一途径。为此,主要目标是设计具有“长”退相干时间(与典型的门控时间尺度相比)的量子结构和编码策略。第一个定义明确的基于半导体的量子通信方案 [6] 依赖于量子点 (QD) 中的自旋动力学;它利用了自旋自由度相对于电荷激发的低退相干性。然而,所提出的操纵