基于通信卫星的共视授时方法

中国区域定位系统(CAPS)通过租用多颗GEO通信卫星上的转发器资源,可在中国区域实现定位、授时和测速服务.本文提出一种基于通信卫星的共视授时方法,该方法利用CAPS系统的通信卫星以及测定轨站资源,通过导航电文发播基准站授时偏差模型参数,用户通过单向接收卫星信号结合从电文中解调计算得到授时偏差数据,改正单向授时结果,实现共视授时.该方法精度优于5 ns,是目前精度较高的实时授时方法.用户只需单向接收CAPS授时信号,不需要事后数据交换,可以实时获得服务.本文详细介绍了基于通信卫星的共视授时原理,并搭建试验系统,测试验证提出的CAPS共视授时性能.西安-喀什、西安-三亚两长基线的试验结果表明CAPS单星共视授时精度优于GPS单星共视结果, CAPS共视授时可为用户提供优于5 ns的高精度授时服务.     

EPON网管系统通信接口回调功能的设计与实现

EPON网络管理系统客户端需要实时监视设备告警和性能数据.网管客户端获取这些实时数据的方式一般有两种,一种是主动取值方式,另一种是回调方式.主动取值方式需要不停的轮询服务端,会导致同步进行的其它访问操作效率低下、速度减慢.本文提出了一种基于JAVA语言的EPON网管系统通信接口回调功能方案.在此方案中,网管客户端利用回调方式实时获取设备告警和性能数据.具有回调功能的EPON网管系统能够同步客户端数据,并且能够减轻服务器端的负担.此方案在EPON网管系统中已经得到了很好的应用.     

移动计算环境下不确定性组合服务的事务建模与执行分析

移动计算环境中,服务面临资源受限与连接波动,同时存在越区切换和弱一致性需求等事务性挑战.为了确保移动环境下组合服务的事务有效性,本文以服务的不确定性和事务属性为基础,提出了一种基于Markov链的移动组合事务模型.首先通过形式化方法构建移动环境下原子服务模型和原子服务的事务机制,并基于状态概率实现了原子服务的2维不确定性表征,然后运用Markov链完成移动组合服务的模型表达,提出了该模型下的不确定性处理与事务方法,最后基于典型业务结构分析了移动组合事务的执行语义与实施.实验表明:该事务模型能有效描述移动环境下组合服务的事务需求,且服务不确定性的不同指标和各事务架构皆对组合事务成功率产生较大影响.     

汽车服务流程中的客户需求设计

本文通过对汽车服务公司销售服务流程的考察,发现原有的销售服务流程有被动销售和缺乏为顾客主动创造价值的趋向.为此,本文提出了一种以需求设计为核心的销售服务新流程.这一新流程的提出和实施,不仅对汽车服务公司的经营绩效是一个强大的推动力,而且对提升中国汽车销售服务业的服务质量也具有重要的参考价值.     

上海市雷电监测数据可视化研究

基于ArcGIS软件,将GIS(地理信息系统)技术与防雷实际应用结合,对雷电灾害预警涉及的实时监测数据(闪电定位数据、大气电场监测数据、雷达监测数据),从数据特点、预处理和可视化进行分析。针对上海市防雷中心业务需求,在雷电监测数据可视化应用方面,提出了分库、分表索引和符号库方法,实现了对海量数据的实时整合转化。提出的地图文档渲染方式使雷达数据达到了良好的可视化效果。目前,此研究已投入运行,具有较强的实用价值。     

智慧医疗——从物联网到云计算

新型信息化技术是解决中国医疗服务需求的关键手段.智慧医疗是医疗信息化的重要研究方向,它融合了物联网、云计算与大数据处理技术,以"感、知、行"为核心,旨在建立一个智能的远程疾病预防与护理平台."感"即以物联网技术为基础,利用多种传感器实时跟踪各种生命体征数据并通过无线网络技术传送到医疗数据中心,然而如何能够长期、精确、便捷、及时、无创地采集各种人体关键生命体征数据是一个巨大挑战;"知"即利用大数据存储与处理平台,应用数据挖掘和知识发现理论对医疗历史数据进行建模与分析,如何从大数据信息中挖掘关键生理特征,可靠、快速、高效地发现早期疾病和预测健康风险,也是一个巨大挑战;"行"即将实时跟踪与历史数据的分析结果,通过云服务的方式提供给医务人员作为诊疗参考,或为终端用户直接提供医疗护理方案,如何建立有效的数据模型以实现大规模复杂健康查询的快速和准确响应,同样也是一个巨大挑战.本文将讨论"感"、"知"、"行"所面临的技术挑战,并探讨解决这些挑战的可行方案.     

高拱坝施工质量与进度实时控制理论及应用

针对高拱坝建设能否实现高标准、高强度连续施工的关键科学技术问题,通过对高拱坝施工系统进行分解-协调耦联分析,综合考虑各种复杂的施工约束条件,建立了高拱坝施工质量与进度实时控制数学模型,提出了基于动态仿真的高拱坝施工进度实时控制方法,建立了基于PDA信息采集与分析的高拱坝施工质量动态控制机制,并研制开发了网络环境下集信息采集、进度仿真与质量控制分析于一体的高拱坝混凝土施工质量与进度实时控制系统.工程应用实例表明,所提出的理论方法和研制开发的系统能对高拱坝施工过程的各个环节进行有效地管理,可以实现施工在线实时监测和反馈控制,为高拱坝建设过程的质量与进度控制提供了新的理论方法和技术手段.     

航空集群构型控制及其演化方法

基于交感网络的适应性能力涌现是航空集群的基本特征,其构型控制与演化是产生适应性能力涌现的关键.根据航空集群构型演化与控制的基本原则和需求,将航空集群构型控制组织结构分为任务层、决策层、执行层,提出基于事件触发-规则驱动的构型演化机制;针对航空集群以实现面向任务的适应性能力涌现为目标的构型设计准则,提出将复杂任务按照能力需求分解为原子任务;以航空集群协同反隐身、无源定位、空战攻击为例,分析航空集群典型能力-构型的映射关系,结果表明,不同的构型将涌现出不同类型和层次的能力;基于多智能体系统一致性理论设计了航空集群构型生成与保持控制协议.最后,通过仿真和搭建航空集群作战演示验证系统,对所提出的理论结果进行了验证.     

医疗服务供应链管理模型研究

在分析医疗服务特点的基础上,建立了基于信息平台的医疗服务供应链管理模型.其中,供应商、医院和患者通过信息平台进行有效沟通,进行需求管理、人力资源管理、医疗服务能力管理、供应商关系管理、医疗服务质量管理和医患关系管理,以及与卫生局、食品药品监督管理局、银行和政府等医疗服务供应链外部的联系.通过CR医院的实证分析,证明了基于信息平台的医疗服务供应链管理模型的有效性和实用性.     

基于卫星定位的位置服务分析及其应用研究

全球导航卫星系统(GNSS)在位置服务领域发挥着巨大的技术支撑作用.本文概括了GPS现代化、GALILEO、GLONASS和北斗导航系统的建设与发展情况,挖掘基于位置服务(LBS)的技术应用需求,并针对2008北京奥运会和2010年上海世博会的服务应用做技术推广研究和行业应用分析.     

一种面向深度数据包检测的紧凑型正则表达式匹配算法

深度数据包检测(Deep Packet Inspection,DPI)采用正则表达式匹配算法,将每个数据包内容与一组预定义的特征进行匹配.正则表达式匹配算法是一种多模式特征匹配算法,采用确定型有限自动机(Deterministic Finite Automaton,DFA)表示一组正则表达式特征,实现一次内容扫描可匹配多个特征.基于硬件的正则表达式匹配算法面临存储空间需求大等挑战,即片上嵌入式存储器难以存储日益增长的DFA存储空间需求,从而限制了DPI的性能和可伸缩性.近年来,Smith等人提出了一种基于扩展有限自动机(eXtended Finite Automaton,XFA)的正则表达式匹配算法,即在状态上增加辅助变量和简单操作指令,消除了DFA状态空间爆炸问题,从状态方面减少存储空间需求.为了进一步减少XFA存储空间需求,本文提出了一种基于紧凑型有限自动机(Compact Finite Automaton,CFA)的正则表达式匹配算法,称为紧凑型正则表达式匹配算法.CFA是一种存储高效的有限自动机,即从迁移边方面减少XFA存储空间需求.在CFA构建过程,本文提出了基于优先级的迁移边压缩方法,融合相同目的状态最多的迁移边,从而减少存储空间需求;在CEA匹配过程,本文提出了基于位图的迁移边查找方法,并行查找不同优先级的迁移边子集,从而确保匹配效率.Snort特征规则集的实验结果表明:与XFA相比,CFA在迁移边条数上减少了88.2%,在存储空间大小上减少了83%,在匹配时间上减少了12%.     

物联网服务建模：一种基于环境建模的方法

物联网服务是传统Web服务通过传感器网络向物理环境的延伸,它通过传感器网络感知物理环境中的实体,也向物理环境实体施加作用.与传统Web服务相比,由于物联网服务受到所依赖的物理环境的时间受限性、资源受限性和设备潜在故障概率的影响,物联网服务的响应速度、服务能耗和容错能力等特性成为影响物联网系统整体特性的重要因素.因此,对物联网服务进行全面建模,对物联网服务所处的外部环境进行形式化描述,并结合物理环境模型对物联网服务的性质进行分析,对于确保物联网系统的正确性、稳定性非常必要.本文针对物联网服务的特点,结合基于环境建模的需求工程思想,提出一种基于环境的物联网服务三元问题域建模框架,给出了物联网服务建模本体以及相应的建模原则.在此基础上,提出了一种物联网服务行为建模方法,该方法将物联网服务和物理环境建模为概率时间自动机,将用户期望的服务特性描述为时序逻辑公式,为物联网服务功能行为正确性验证和非功能性约束可满足性验证奠定了基础.     

事件驱动、面向服务的物联网服务提供方法

物联网无缝集成了用户域、信息空间域和物理空间域,实现了＂人—机—物＂的动态协同,其应用常常涉及到跨业务域甚至跨组织的用户、业务流程和物理实体的实时动态交互.因此,物联网服务系统往往需要集成多个分布式的企业应用系统从而形成一个大规模复杂服务系统来实时协作完成一定的业务目标.目前,大多数已有研究工作主要集中于解决不同实体和应用系统间在动态交互环境下的互联和互操作问题.然而,如何在信息的提供方和消费者之间按需的分发感知信息、并基于物理世界所发生的变化动态的实时协同相关的企业服务或者业务流程做出快速反应尚没有系统深入地研究.为此,本文结合事件驱动架构和面向服务架构的设计思想,提出了一种事件驱动、面向服务的物联网服务提供方法,该方法能够便捷地支持感知信息的按需分发和聚合,并实现事件驱动的跨业务域甚至跨组织的服务动态协同.这种实现了＂时间、空间和控制＂解耦的服务提供方法极大地增强了物联网服务系统的灵活性和敏捷性,允许系统及时地对物理世界的动态变化做出快速响应.最后,通过实际部署的区域集中供热监控及热计量物联网应用进行了验证.     

长江干流梯级水库群联合调度

随着2012,2013年金沙江下游向家坝、溪洛渡水库的建成投运,形成了世界上规模最大的流域梯级水库群-长江干流梯级水库群(溪洛渡-向家坝-三峡-葛洲坝).长江干流梯级水库群防洪库容277亿m~3、调节库容239亿m~3、总装机43835 MW,具有防洪、发电、航运、供水和生态等巨大的综合利用效益.近几年,基于梯级水库群联合蓄放次序调度理论,采用库容效率法对长江干流梯级水库群在联合防洪、蓄水和消落等方面进行了初步探索和实践.结果表明:长江干流梯级水库群的联合调度不仅能充分保障长江流域的防洪安全与淡水资源安全,同时也能有效改善长江流域生态环境,发挥长江航运"黄金水道"的作用,以及进一步提高长江流域水资源利用率,服务国家"西电东送"、"节能减排"能源战略,为促进长江经济带的战略发展发挥重要作用.     

多材料多尺度3D打印主动混合喷头的研究

多材料多尺度3D打印代表增材制造技术的前沿和未来发展方向,在功能驱动的"材料-结构-器件"的一体化制造,"创材"、"创物"和"创生"方面已经展示出巨大的潜能和广阔的应用前景.本文提出一种单喷头多材料多尺度3D打印新方法,针对核心功能部件——多材料主动混合喷头,开展了理论分析、数值模拟和实验验证的系统研究.提出一种多材料主动混合喷头,根据描述混合过程的物理方程(流体控制方程、湍流模型和稀物质扩散方程),阐述了叶轮直径、叶轮转速、流体黏度、体积力等因素对于混合效率和混合性能的影响及其规律;利用COMOSOL工程模拟软件,进一步揭示了叶轮直径、叶轮转速、流体黏度对于多材料混合的影响及其规律;最后,通过渐变色模型打印、变刚度模型打印和微尺度模型打印三个典型实验案例,验证了理论分析和数值模拟研究结果正确性和有效性.本研究为多材料多尺度3D打印奠定了理论基础,并为多材料多尺度3D打印装备的开发和工艺优化提供了重要理论支撑和方向性指导.     

DL假设下一种更高效的第三方权力受约束的IBE方案

鉴于基于身份加密方案(IBE方案)存在密钥托管问题,2007年Goyal创造性的提出了一种新的方法,即第三方权力受约束的基于身份加密方案(A-IBE方案),使得在一定程度上降低了用户对私钥生成方的信任需求.在Goyal的基础上,文中研究并提出了一种新的通用A-IBE方案.通过分析新方案的安全性证明可以看出:和Goyal的方案相比,新方案的安全性证明在一个更强的安全性定义(适应性选择挑战身份信息)下,基于一个更弱的难题(离散对数问题)实现了更"紧"的安全性规约.因此,相比Goyal的方案,新方案可以选择一个更小的安全参数,从而在一定程度上提高计算效率.在执行效率方面,新方案尽可能的减少了"对"运算的次数,且该次数达到最优,即不可能再减少该次数且不增加计算复杂性;在总的计算复杂度方面,新方案在相当的程度上比Goyal的方案更优.但遗憾的是,这些改进也会在一定程度上增加公开参数和通信量.因此实际应用中,可以选取折衷的或满足特定需求的公开参数的大小,进而平衡利弊.     

需求-服务匹配视角下的技术型知识员工任务指派问题研究

基于服务系统中需求-服务匹配视角对具有多种能力、异质效率的技术型知识员工任务指派问题进行分析,提出任务执行窗和可并行任务组概念,建立多阶段的员工分配决策路径图;然后,以任务-员工效率匹配度为目标建立优化模型,并运用动态规划法进行模型求解,确定员工任务指派最优路径,实现员工最优配置;最后,通过算例进行验证。     

概率和噪声环境下基于主动探针的Internet服务故障管理

在基于主动探针的服务故障管理中，不确定性和噪声会对服务故障管理带来影响．为了降低这种影响，分析了Intemet服务故障管理中存在的问题，采用二分Bayes网络建模故障和探针之间的依赖联系，二元对称信道建模噪声，并提出了不确定和噪声环境下的主动探针故障管理方案．该方案由两阶段组成：故障监测和故障诊断．在故障监测阶段，提出了在保证一定监测质量的条件下选择最小代价探针子集的GAPSA算法．在故障诊断阶段，提出了根据前一阶段发现的症状选择更多探针来获取系统详细信息的FDPSA算法；针对故障自动修复机制导致的动态性，提出了基于故障持续时间统计的假设推理算法FIyrs．仿真结果证明了本文算法的有效性和效率．     

超灵敏、宽频域新型柔性仿生振动传感器

信息化社会对电子产品的柔性化、便携性(轻薄、可折叠、可穿戴)的需求日益增加,最近的研究表明,利用碳纳米管优异的电学、力学特性和纳米尺度效应而设计出的柔性纳米传感器表现出更高的灵敏度、更快速的响应-恢复时间等优异的特性.本文基于多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotube,MWNT)复合材料,采用一种简单喷涂成膜的方法制备了具有空腔结构的柔性仿生振动传感器,该柔性仿生振动传感器时间分辨短(22.7μs),信噪比高(55 dB),检测范围宽(20~22000 Hz),可以高质量地实时检测并记录声音信息,在声音检测以及构筑电子耳膜来治疗耳膜损伤导致的耳聋等方面提供了新的可能性方案.     

需求驱动的Web服务建模及其验证:一个基于本体的方法

从Web服务所交互的环境角度出发，提出了基于环境本体的Web服务能力描述框架，从Web服务操作的环境以及操作导致的环境变化两个方面刻画Web服务的能力，并由此建立了需求驱动的Web服务组合模型．同时提出用π演算的进程表达式表示Web服务的行为语义，并建立了从Web服务概念化的能力表示到形式化的进程表示的自动转换机制，在此基础上给出Web服务组合的可行性验证算法及需求可满足性的验证方法．经过验证的Web服务组合模型可以作为备选执行方案之一反馈给需求提出者．