面向海洋监测的海空地协同边缘架构与拓扑控制

针对现有海洋监测网受限于光缆技术可达深度及传统集中式处理的网络架构存在中心节点压力大的问题，提出了一种面向海洋监测的海空地协同边缘计算架构。在该架构中，水声传感器网络是海洋数据监测平台，协同边缘计算架构将复杂处理任务从远程云中心分散至边缘端，将水下异常数据传达到边缘端进行预处理后，再上传到云数据中心，必要时发出预警。针对水下传感器容易出现能量不足、链路中断的问题，提出了水下滑翔机辅助拓扑控制算法。该算法中终端节点和边缘节点呈3∶1比例部署，通过节点的链路失效模型判断失效概率，当超出失效概率阈值时，便通知水下滑翔机利用改进的粒子群优化算法执行拓扑修复，并以覆盖率和连通性最大为优化目标求解最优修复位置。仿真结果表明：所提新架构端到端时延约为传统架构的1/3,能量效率得到明显提升；与传统深度调节方法对比，所提拓扑控制算法覆盖率与连通度提升至87.9%、9.3。     

基于mRMR-IPSO的短期负荷预测双阶段特征选择

电力负荷具有时空多变的特性,受众多因素的影响,在短期负荷预测中较多的输入特征会造成维度灾难,导致模型预测性能不佳,因此选择合理的输入特征集至关重要。文章提出一种新的短期负荷预测特征选择方法——mRMR-IPSO双阶段法。利用最大相关最小冗余（max-relevance and min-redundancy,mRMR）判据对原始特征进行排序,考虑输入特征与输出特征之间相关性和输入特征间冗余性,筛选掉一些排序靠后的特征,初选出对预测效果影响显著的特征子集;采用基于改进的粒子群优化算法（improved particle swarm optimization,IPSO）的搜索策略,以LightGBM模型的预测精度为适应度函数,对初选特征子集进行精选,得到最优特征子集。算例结果表明,所提方法能在对原始特征集大幅降维的情况下提升预测精度。     

空间混凝土框架结构的实用优化

混凝土框架结构已被越来越多地应用于各种建筑中.为达到安全经济的目的,该文在现有框架结构优化理论的基础上,用Fortran90程序设计语言和有限元分析法编写了空间混凝土框架结构优化分析程序3DFOA,不仅提高了优化设计的工作效率,且具有良好的优化效果,节约了建筑材料,同时降低了造价.     

软件定义云边协同架构下的水下监测新机制

传统基于硬件的水声传感器网络(underwater acoustic sensor networks, UASNs)架构灵活性及可控性较差,难以满足水下多样化监测任务的需求。针对此问题,提出基于边缘计算的水下软件定义监测网络架构,并提出一种多级协同水下监测机制。该架构通过主从控制器将集中式云处理任务部署至边缘端,并对网络进行分级控制。该机制首先通过低轨遥感卫星进行大范围海洋监测,其次进行小范围监测,数据经原位处理及边缘处理后上传至水面进行分析,最后进行水下联合监测。仿真结果表明,所提出的监测架构和监测机制可降低异常数据处理时间成本和网络开销,在不同场景下的端到端延迟、网络能耗和包投递率方面都有良好的表现,提高了监测架构的灵活性。