基于ConvLSTM的移动边缘计算服务器能耗模型

针对现有能耗模型对动态工作负载波动具有低敏感性和低精度的问题,该文基于卷积长短期记忆（convolutional long short-term memory, ConvLSTM）神经网络,提出了用于移动边缘计算的服务器智能能耗模型（intelligence server energy consumption model,IECM）,用于预测和优化服务器的能量消耗。通过收集服务器运行时间参数,使用熵值法筛选和保留显著影响服务器能耗的参数。基于选定的参数,利用ConvLSTM神经网络训练服务器能耗模型的深度网络。与现有的能耗模型相比,IECM在CPU密集型、I/O密集型、内存密集型和混合型任务上,能够适应服务器工作负载的动态变化,并在能耗预测上具有更好的准确性。     

多虚拟机协同计算任务的分发部署及运行框架

摘要： 为实现协同计算任务的透明化设计部署及在并行计算中解耦合,设计了多虚拟机协同计算任务的分发部署及运行框架. 该框架利用隐式通信简化了进程间的交互,为用户提供一种高可靠性和容错的计算环境. 在框架设计方案中基于虚拟器件及应用程序虚拟化支撑技术,提出了六方面的任务分发部署和运行关键技术,包括可执行文件包描述及其提交方法、可执行文件的自动化分发部署方法、任务启动与加载方式、特征单元状态变迁、采用的消息通信原语、系统容错性方法等. 通过这些关键技术实现了所提出的任务的分发部署及运行框架,并进行了性能测试分析. 实验结果表明,设计的框架和采用的关键技术提高了任务的分发部署速度及系统吞吐量,提高了资源利用率,提高了任务的加速比和系统的运行效率.     

基于博弈论和粒子群优化的移动边缘计算任务卸载方法

移动边缘计算（mobile-edge computing, MEC）是一种新兴的计算范式,移动设备可以通过将计算密集型任务卸载到边缘服务器上来降低本地计算能耗和计算时延。首先,该文研究了在微蜂窝基站密集区域场景下的多移动设备独立任务集计算卸载问题,其中每个微蜂窝基站配备了一个计算性能有限的MEC服务器。为了尽可能地降低移动设备的任务集计算能耗和计算时延,使用博弈论的方法将该问题建模为一个非合作多移动设备计算卸载策略博弈。通过对该博弈的分析,证明了其纳什均衡的存在性和有限改进性。然后,设计了一个基于博弈论的分布式计算卸载算法（game theory based distributed computation offloading algorithm, GDCOA）,并在GDCOA中引入了一个基于粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）的移动设备任务集卸载策略改进算法（PSO based improving computation offloading policy algorithm, PSOIPA）。GDCOA在有限次迭代后可以达到一个均衡状态。最...     

激光粒度分析仪测量黄土粉体粒度的应用研究

黄土的粒度分析是研究黄土工程重要的基础性工作.采用国内先进的WINNER2000激光粒度分析仪,应用于研究与开发黄土颗粒分析工作的实际问题.介绍了黄土粉体粒度测试方法的测试原理及性能特点,以及测量参数的选择.重点分析了测试条件不同对粒度的影响,得出分散介质、超声时间、浓度等是影响粒度测定的最主要因素.将测得的黄土粒度分布与传统方法得到的结果进行了对比分析,结果表明,激光粒度仪测量的粒径分布范围较广,采集的数据点比传统方法要密,测量的精度要高于传统方法,因此可以用激光法代替传统方法.通过比较黄土粉体颗粒的激光粒度分析与扫描电镜分析的结果,发现激光粒度分析仪所测定的粒度分布函数同时包含了一些形貌分析信息.利用这些信息为试样进一步作SEM测定创造了条件.     

能耗期望的动态功耗管理预测性策略

现有动态功耗管理预测性策略基于部件空闲时间前后的关联性进行预测,在系统随机服务请求环境下面临失效. 该文从概率统计的角度提出基于空闲时间能耗期望的预测策略,该策略使部件在空闲时进入空闲时间能耗期望值最低的模式,并从理论上证明了此方法具有最优的节能效果. 实验结果表明,在系统服务请求的指数分布与Pareto分布下,与传统预测性策略相比,该策略获得了更低的部件平均功耗.     

工作流系统中的PRBAC访问控制模型研究

工作流管理系统（workflow management systems，WFMS）已被企业和政府广泛用于组织的业务流程管理，系统的任务分派一般采用基于角色的访问控制（role-based accesscontrol，RBAC）模型来解决授权控制问题，这为员工的角色或部门变更提供了良好的适应性.然而，随着竞争的加剧和改革的常态化，组织的结构和角色变化日益频繁.另外，一套流程系统实施到不同的组织，也要面对不同的组织结构和角色.RBAC模型导致业务流程定义中的任务授权严重依赖于组织，后者的频繁变化不但会引起授权体系的频繁变化，甚至因影响流程定义而引起执行期的异常.为此，提出了一种基于职位-角色的访问控制（position-role basedaccess control，PRBAC）模型，将角色的粒度细化为组织职位，同时引入业务角色的概念，授权仅针对后者，并通过一个映射层来建立两者的对应关系.证明了PRBAC与RBAC在表达能力上的等价性，并对授权粒度和复杂度进行了分析.通过案例分析，演示了PRBAC模型可以有效提高WFMS应对组织变化的适应性和柔性，实现了组织模型与业务模型的解耦.     

碱性硅酸钠溶液的恒压热容

采用C80微量热量计步进升温法,测定了常压及298～363 K温度范围内一系列不同浓度(总离子强度I=0.8790～6.0165 mol.kg-1)及不同模数(k=nSiO2/nNa2O=0.079 0～0.425 0)的碱性硅酸钠溶液体系(NaOH-Na2SiO3-H2O)的升温焓变,并由此得到了各溶液的恒压热容随温度的变化关系;通过模型研究,建立了该溶液体系恒压热容与温度及各溶质组分含量关系的经验模型,用该模型计算的恒压热容值与实验测定结果相符.结果表明一定温度下碱性硅酸钠溶液的恒压热容随溶液中总溶质的质量分数或总离子强度的增大而减小,并呈指数关系;在温度及离子强度相同时,溶液的模数越大,热容越小.     

多粒度颜色特征在图像检索中的应用

将商空间粒度计算理论引入到了图像检索领域,提出了一种新的图像检索方法.首先针对彩色图像在不同粒度下的表现得到不同粒度下的颜色特征,获得不同的商空间,然后根据商空间粒度合成原理对已得到的商空间进行合成,进而以合成后的属性函数来完成图像检索.与采用单一颜色特征的图像检索方法相比,采用多粒度颜色特征的图像检索方法能够在更大程度上利用图像自身所提供的信息,实验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

多租户云计算中基于ILP模型的虚拟机放置策略

针对云计算中多个租户租用计算资源时,分布式数据中心中虚拟机(VM)的优化放置问题,提出一种基于整数线性规划(ILP)模型的VM放置策略.首先,以最小化数据中心之间的通信量为目标,在考虑VM位置和数据中心容量等约束下,构建一个ILP优化模型.然后,提出一种变量聚合方法来简化ILP模型,减少变量数目,提高计算效率.最后,通过求解简化ILP模型来获得VM的最优放置方案.实验结果表明,该方案能有效降低数据中心间的数据通信量,从而降低了通信成本,同时具有较低的计算时间.     

板料成形应变测量中方网格图像的亚像素匹配

针对板料成形应变测量中应用的方形网格,提出一种网格图像亚像素匹配法. 采用二值化和细化等方法得到网格线条的细化图像,然后通过初、精两次定位提取网格节点的亚像素图像坐标,并建立各节点之间的拓扑关系. 在已知各次拍摄时相机位置与姿态的基础上,根据网格节点的拓扑关系和极线约束实现同名网格节点自动匹配. 实验结果表明,所有匹配点对之间极线距离的平均值约为\,0.17\,像素时,匹配稳定可靠. 匹配结果可作为后续应变计算的基础数据.     

功耗优化的片上网络协同映射

通过分析片上网络功耗模型和映射流程,提出了一种基于遗传算法的片上网络协同映射算法,使片上网络通讯功耗最小化. 该算法结合IP核选择和任务分配实现IP核在片上网络体系结构中的自动映射,并采用多组随机基准实验和一个复杂视频/音频系统验证了算法性能. 实验结果表明,该协同映射算法与已有的两步式映射和仅有IP核映射算法相比,分别可节省30%和60%左右的通讯功耗.     

基于IEEE802.15.4低功耗有源电子标签的设计

针对有源电子标签功耗和防碰撞问题,给出了一种基于IEEE802.15.4标准和MG245X片上系统的2.4 GHz低功耗有源电子标签实现方法.从硬件电路和软件程序两个方面联合优化,设计了有源电子标签和标签读写器,分析了标签休眠时间与功耗及标签最大移动速度的关系.测试结果表明,该标签休眠模式下工作电流小于1.7μA,空旷环境下有效通信距离大于60 m,满足低功耗和远距离读写实用要求.     

中国电力消费多尺度时空格局分析——基于DMSP-OLS夜间灯光数据

对美国国防气象卫星计划（defense meteorological satellite program，DMSP）上的操作线性扫描系统（operational linescan system，OLS）所获取的夜间灯光数据进行校正，结合省级电力消费量构建2000—2013年省级尺度电力消费模拟模型。模型的拟合优度为0.714 9，这表明模拟模型有效。在此基础上反演出市级、县级和栅格级电力消费量，最后采用全局空间自相关和局部空间自相关分析多尺度电力消费时空演变格局。结果表明： 2000—2013年中国电力消费呈现显著增长趋势。电力消费总量由2000年的13 606.29亿kWh增加为2013年的53 423.39亿kWh。京津冀地区、长三角地区和珠三角地区是高电力消费聚集区域，西部地区则呈现低电力消费集聚态势，可见电力消费量分布呈现胡焕庸线特征。栅格、省级、市级和县级尺度电力消费量呈现出一致的分布趋势，不同地区电力消费存在着差异性。市级尺度是模拟电力消费的有效行政单元。2013年12.9%的省份、16.56%的城市和40.95%的县域电力消费呈现出局域空间相关性。     

高性能计算集群冷负荷分析与作业调度研究

针对高性能计算集群设备密度大、作业量大、机房环境温度高、功耗高的特点,在分析高性能集群机房设计特点及高性能集群运行情况、空调特点的基础上,通过计算高性能集群机房的冷负荷,提出了特定环境下高性能集群的作业调度方案,为较低功耗下合理维护并最大化利用特定环境下高性能集群的运算资源提供了理论依据.     

CDMA中一种新的波束形成算法

基于CDMA环境提出了一种新的波束形成算法,并且以此形成二维Rake合并器.这种新的方法,根据最大信号噪声干扰比准则推导出计算权矢量的公式,将求导向矢量再求逆的两步问题转化为直接求Hermit阵的最大广义特征值和特征向量,且使用解扩后数据计算干扰加噪声的协方差阵.该法计算量小,数据存储量小,不需要训练序列和参考信号,步骤简单且性能优于导频辅助法,计算量小于码滤波法.此法可应用于第三代移动通信系统中快衰落环境下的波束形成.     

一种区域统计信息的格子波尔兹曼图像分割模型

格子波尔兹曼(lattice Boltzmann, LB)分割模型具有算法简单、运算快捷的优点,但对于低对比度和受到噪声污染的图像,经常产生欠分割或者过分割现象.为此,引入图像局部区域统计信息,构建了一种新的格子波尔兹曼图像分割模型.为验证该模型及算法的分割性能,在相似性系数和豪斯多夫距离等评价技术指标下,利用真实脑磁共振图像作为实验数据进行分割,并与现有LB分割模型以及水平集分割模型进行对比.实验结果表明,该模型在分割精度方面比现有LB模型提高10倍,在计算速度方面比传统水平集分割模型提高3倍.     

我国经济发展与能源消费脱钩潜力评价

在分析我国1990～2008年能源消费与经济发展关联变化的基础上,利用IPAT模型测算各省区能源消费与经济发展的脱钩临界值与脱钩潜力,并探讨其地域分异特征.结果表明,各省区能源消费强度空间趋同趋势明显,但脱钩潜力存在显著差异;区域发展水平对脱钩潜力具有较大影响,鼓励和引导各地区充分利用能源消费强度方面的差异进行合作是增...     

基于网络编码的能量最小化带宽分配方法

结合网络编码研究支持双向对传模式的中继蜂窝小区的带宽分配问题. 首先给出直连链路传输模式和中继网络编码协作传输模式共存小区的带宽分配方法和用户传输模式选择策略,然后利用优化算法对小区中继位置、带宽资源分配、用户传输模式选择进行联合优化. 仿真结果表明,采用网络编码协作传输模式能比采用传统的解码转发传输模式至少延长移动用户8.59%的生命周期.     

山东省碳排放强度预测研究

节能减排是当前中国可持续发展的重要内容之一,研究山东省碳排放强度波动状况,有利于针对性地降低山东省的碳排放强度.采用情景分析法,预测了不同情景下2015年山东省的GDP和一次能源消费总量,并构建基于转移矩阵的马尔可夫模型对山东省2015年能源消费结构进行预测,在此基础上研究6种不同情景下山东省碳排放强度的状况.研究结果表明：优化能源结构和强化政府能源监管是降低山东省碳排放强度的有效措施.     

ADI-FDTD在三维散射计算中的应用

基于交替方向隐式(ADI)技术的时域有限差分法(FDTD)是一种非条件稳定的计算方法,该方法的时间步长不受Courant稳定条件限制,而由数值色散误差决定.与传统的FDTD相比,ADI-FDTD增大了时间步长,缩短了总的计算时间.文中将该方法用于计算自由空间中三维目标的散射,给出了激励源以及总散场连接边界的设置.并将计算结果与FDTD结果对比,在具有同等精度的情况下,ADI-FDTD可大幅减少计算时间.