基于负载均衡的大规模TTE消息调度表生成方法

在复杂拓扑条件下，机载网络存在大规模数据的高效传输需求.此时，传统的调度表生成方法存在高时间复杂度问题.为了有效解决这个问题，本文提出了一种基于负载均衡的时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet, TTE)消息调度表生成方法.该方法首先生成消息传输备选较短路径集，综合地考虑消息长度和链路负载来选择消息路径、得到具有负载均衡特性的路径规划结果，然后以提高时序规划效率为目标，基于静态优先级生成调度表，依据消息长度和周期进行消息排序，并使用“背靠背”规则进行传输调度分配，以保证消息的实时性和确定性.仿真结果表明，当可调度消息帧数超过6000条时，在保证消息实时性的前提下，该方法比传统的满足性模理论(Satisfiability Modulo Theory, SMT)时间规划方法减少90%以上的计算时间，计算效率提升10～100倍，可见该方法适合于求解复杂大规模数据调度表的生成问题.本文的研究为改善机载网络的消息调度性能提供了一种可行方案.     

基于改进差分进化算法的MVB周期调度表优化设计

多功能车辆总线(MVB)周期调度表的优化设计对提高列车通信网络实时通信的可靠性和均衡网络负荷具有重要作用.考虑到已有的多功能车辆总线周期调度表优化方案存在的不足,提出了一种基于改进的差分进化算法的优化设计方法.首先建立调度问题的数学模型,根据IEC61375-1国际标准和可调度性要求建立了优化目标和约束条件;然后根据周期调度表的生成特点对原差分进化算法的变异和选择阶段进行了改进,提出了适用于MVB周期调度的优化方法;最后通过仿真实验与现有优化算法进行比较,验证了本文所提的改进的差分进化算法对周期调度表的构建具有更佳的优化效果.     

容错模式下TTCAN系统矩阵的实时调度

TTCAN协议是一种CAN总线高层协议,在现行CAN协议的基础上引入了时间触发机制.由于消息组中的消息具有多样性,各个消息的周期可能相差很大.针对这一问题,采用最大公约数(GCD)方法来加以解决;利用遗传算法对调度表进行优化,提高了网络利用率,并且提高了事件触发任务的实时性能.对调度表的容错性能进行了分析,并提出了基于后面优先原则的仲裁窗方法.实验结果表明,该算法优化系统网络调度,保证了传输的实时性.     

基于PROFINET IRT的列车通信网络调度算法

提出了一种基于实时以太网PROFINET的列车通信网络模型,采用时分复用的方式将传输周期分为IRT时段、RT时段和NRT时段,传输3种实时性要求不同的列车数据.在此基础上,重点设计了基于资源受限项目调度问题的实时周期数据IRT通信调度算法,通过时态约束得出多个任务的调度时刻表.采用OPNET仿真软件建立了时分复用的PROFINET通信模型,仿真结果表明:采用本文调度算法的IRT时段交付时间,相比单调速率调度后的IRT交付时间减小,且任务量越大,该算法越有优势.     

基于遗传算法的MVB周期调度表优化

提出一种基于遗传算法的多功能车辆总线（MVB）周期信息实时调度算法. 先根据IEC61375 1国际标准确定约束条件和优化目标, 再以MVB周期信息群体为操作对象, 通过调整调度表的宽度和梯度等参数, 获得优化调度表, 以解决现有调度算法在数据传输能力和总线利用 率方面存在的不足. 仿真实验表明, 该算法相比其他算法对周期调度表的构建具有更佳的优化效果, 并提高了总线利用率.     

基于改进烟花算法的以太网通信链路调度方法

针对工业以太网通信链路调度延时大及效率较低的问题, 提出一种基于改进烟花算法的实时周期消息任务调度(CVFWA)方法. 以降低网络传输时延为目标, 首先, 将传统烟花算法的连续解空间映射到实时周期序列调度问题的离散解空间； 其次, 为增加种群的多样性, 在高斯变异过程中引入变异系数； 最后, 采用基于中位数锦标赛的选择策略代替欧氏距离选择策略. 仿真结果表明, 该方法能使实时周期消息序列在最短时间内完成队列调度, 有效降低了网络时延, 提高了全局搜索效率.     

网络控制系统中任务与信息的优化调度

为了提高网络控制系统性能,解决网络控制系统中信息和任务相互约束的问题,设计了同时调度网络控制系统中任务与信息的算法.采用遗传算法优化调度序列,减小系统采样周期和端端延时,优化了系统整体性能.最终形成同步异构系统一个周期内的调度表,确定了系统每个子任务的执行时间和占用资源,解决了不同控制回路资源冲突问题和相同控制回路任务与信息执行顺序的约束问题,并且保证了每个子任务的实时性.仿真表明该算法是有效的.     

基于排队论的实时以太网缓存队列优化算法

提出了基于排队论的实时以太网缓存队列优化算法.首先对数据帧在实时以太网缓存队列中的传输过程进行分析,确定了数据帧排队延时是影响网络延时的主要因素;然后根据随机过程理论得到数据帧进入缓存队列的过程符合Poisson分布.针对该分布模型,用排队论对数据帧排队延时及丢包建立基于通信损失代价的数学模型,以损失代价最小为目标函数,再利用边际法计算出目标函数取极值时的最佳队列长度.仿真实验验证了模型的准确性和优化算法的有效性.     

网络控制系统的变采样周期调度算法

综合考虑网络控制系统的误差、误差变化率、网络利用率及采样周期对系统性能的影响,设计了一种基于模糊反馈的变采样周期调度算法.该算法由网络利用率预测和采样周期调节两部分组成:网络利用率预测部分根据当前网络运行状况预测新的网络利用率;采样周期调节部分包含网络利用率分配和采样周期的计算.采样周期调节部分的网络利用率分配,用于重新分配各控制回路的网络利用率,分配时考虑系统各回路的误差和误差变化率,利用模糊控制理论调整各回路对网络的需求程度,完成分配;而采样周期计算是根据所得的网络利用率及数据的传输时间,动态调节系统各回路的采样周期.最后,结合EDF调度算法利用TrueTime工具箱对所研究的调度算法进行了仿真,结果表明采用本文所研究的变采样周期调度算法的控制系统性能要优于采用固定采样周期调度算法的控制系统性能.     

基于在线时延辨识的网络控制系统调度

基于在线网络时延的辨识方法,提出一种对网络控制系统的周期信息、非周期信息和消息的实时动态调度算法.所提出的利用一种滤波器的辨识方法能够实时在线辨识网络时延,而且基于该时延辨识的调度算法能够动态地调整采样周期和分配带宽,并保证系统的性能和提高网络资源的利用率.仿真实例说明了辨识方法的有效可行性.     

集约型时间触发以太网拓扑优化方法

时间触发以太网(time-triggeredethernet,TTE)是一种时间业务与事件业务混合技术，其在兼容标准以太网基础上，保障时间触发(time-triggered,TT)业务的确定性和可靠性，在航天通信领域具有显著的优势．但由于航天网络的高成本问题，在很大程度上限制了TTE的发展，因此研究集约型网络拓扑可降低系统架构成本．本文首先引入复杂网络理论，在满足速率约束(rate-constrained,RC)消息延迟界门限的前提下，建立简化网络拓扑结构的问题模型．其次提出最小介数节点删除及混合策略恢复的集约型拓扑优化算法，通过对节点和边的交替迭代收敛到目标函数最小化的状态．最后，在优化后的集约型网络基础上设计双冗余结构，提高时间触发业务的可靠性．实例的优化前后结果表明，不同恢复策略在不同网络结构下性能不同，说明所提出混合策略的优势．通过优化目标函数对比表明所提出的方法能兼顾时延的前提下简化网络拓扑结构，降低架构成本．本研究给出了基于TTE的实时航天通信的设备部署优化算法及恢复策略，可用于旧网络的升级与改造．通过实例给出了在随机的BA无标度网络中，实现模型建立和拓扑优化的过程，其算法...     

一种基于分布式动态带宽分配的调度算法的研究

针对共享网络结构模型和消息模型，在分析网络控制系统调度算法特点的基础上提出了一种基于分布式动态带宽分配的调度算法，从带宽分配算法和分布式动态调度的实现方法两方面进行了详细描述。该算法可以满足不同节点的时间精度要求，有效利用了带宽，具有更高的灵活性和更好的容错能力。     

炼钢-连铸区段生产调度与计算机仿真

炼钢-连铸区段的生产调度包括炉次计划、浇次计划的生成和时间、设备的分配,以及针对各种扰动的动态调整. 根据钢种和规格的限制,提出了最优炉次计划模型,并采用禁忌搜索算法进行求解;根据炉次计划和连铸机连浇限制,生成浇次计划;根据炉机匹配和等待时间最小原则,生成静态调度甘特图,并对仿真过程中出现的出钢延迟提出了动态调度的策略和算法. 仿真结果表明,基于模型的动态调度策略能够有效地解决出钢延迟问题.     

基于CAN总线的TT-FPS调度算法研究及其性能分析

针对CAN总线中消息在固定优先级调度（FPS）算法下传输不可预知、低优先级消息容易被阻塞的问题，提出了一种基于时间触发机制的固定优先级调度（TT-FPS）算法，给出了最糟糕响应时间的计算方法。然后以纯电动汽车消息系统为例进行了TT-FPS的性能分析，验证了TT-FPS 较FPS有更好的性能。     

一种基于分类改进的LARS调度算法及其动态参数性能分析

以工业以太网与商用网络信息整合为研究背景,从调度算法入手,研究了基于LARS调度算法在多业务网络中改进网络服务质量的问题.在研究LARS调度算法的原理和优缺点基础上,提出了利用数据分类技术改进LARS的方法,并在算法参数不同取值的条件下对转发性能做了测试,证明该方法在实际应用中能够保留LARS的基本特性,同时能够有效提升LARS的执行效率,并具有较好的动态参数稳定性.     

有通信冲突的异构系统上的任务调度

在新的系统模型上，提出了一个任务调度算法．该系统模型考虑了通信冲突，即在任何时刻，一个处理器只能接收一条消息，发送一条消息．新的算法包括异构系统中任务优先级的高效排序和基于任务复制的处理器分配两部分．随机产生的任务图和一个具体应用的任务图进行调度试验的结果表明，该算法比已有调度算法的性能有了显著的提高．     

面向对象数据库多粒度锁的双队列调度算法

引入了双队列调度策略（ＤＱＳ）的思想,建立了多粒度锁的双队列调度模型,设计出该模型的调度算法．通过模拟实验对单队列调度算法和双队列调度算法进行性能评价,从模拟结果中定量分析出在锁请求的到达率较大时,双队列调度算法比单队列调度算法要优越．研究了切换周期、等待队列最大长度、锁请求服务率与调度性能之间的关系．     

CAN总线时间触发机制的实现

分析了CAN总线的时间触发机制，基于8052单片机和CAN控制器SJA1000设计了时间触发机制的实现方案，给出了网络中基本周期中可传输的最大消息数目及可调度分析方法。以汽车引擎控制系统为例进行的实验结果表明，利用CAN总线时间触发机制不仅可以有效地管理消息的传输，而且提高了总线带宽利用率。     

面向对象数据库多粒度锁的双队列调度算法

引入了双队列调度策略（ＤＱＳ）的思想,建立了多粒度锁的双队列调度模型,设计出该模型的调度算法,通过模拟实验对单队列调度算法和双队列调度算法进行性能评价,从模拟结果中定量分析出在锁请求的到达率较大时,双队列调度算法从单队列调度算法要优越。研究了切换周期,等待队列最大长度,锁请求服务率与调度性能之间的关系。     

Hadoop平台下MapReduce模型调度算法研究

针对Hadoop默认FIFO调度算法和Fair调度算法、Capacity调度算法的不足,引入了一种基于优先权的自适应MapReduce调度算法.该算法利用作业权值为不同的Job分配不同的系统资源,同时根据各TaskTracker节点反馈回来的消息调整可执行队列的长度,以达到各节点负载平衡,提高系统的执行效率.