面向三峡库区水环境监测的分区多跳LEACH算法

针对无线传感器网络节点能量受限的问题,结合三峡库区水环境的具体应用环境,提出一种基于LEACH算法的改进型无线传感器网络节能路由算法——LEACH—PM。该算法将整个网络划分为若干个区域,各个分区内按轮进行建立分簇和传输数据。在簇建立阶段,考虑了节点的剩余能量;在数据传输阶段,采用单跳与多跳相结合的方式以降低网络的能耗。应用MATLAB对LEACH-PM算法与已有的LEACH算法进行仿真比较。实验结果显示,LEACH—M算法能更好平衡网络节点能耗,降低簇头节点能耗,延长整个网络的生存期。     

喷射转发算法:一种基于Markov位置预测模型的DTN路由算法

典型的容迟网络(DTN)场景常表现出大延迟、易中断、高误码率等特点,其中高效节能的路由算法更是一个亟待解决的问题.现有方法主要是通过发送多个副本来提高数据传输的可达性概率,但网络开销很大.为了同时兼顾成功投递率、网络延迟和网络开销,文中提出了基于Markov位置预测模型的DTN路由算法(喷射转发算法).该算法根据节点经过路径的历史信息,用2阶Markov预测机制预测目的节点可能的位置,针对该位置进行多路径的贪婪转发,使包有方向地扩散,减少网络中包的副本数.采用多副本转发的混合发送模式,在保证成功投递率的基础上,有效地减少包副本数,弥补了使用单一模式时不能兼顾网络开销和成功投递率的不足.仿真结果显示,在小节点密度、节点移动速度较快的网络环境下,与spray and wait算法相比,喷射转发算法能有效地提高成功传输率,减小网络开销.     

一种基于改进SVA的SAR旁瓣抑制算法

针对现有的Spatially Variant Apodization(SVA)算法不能有效抑制旁瓣或损失主瓣能量的问题,该文提出了一种改进的SVA算法.该算法把传统的滤波器从3点扩展到5点,并且根据采样率的不同,设定相应的滤波器参数,得到满足约束优化理论的最优解.改进的SVA算法能够与合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像算法相结合,在距离压缩和方位压缩中,分别利用改进的SVA算法来抑制旁瓣.该算法适用于任意奈奎斯特采样率,既能有效地抑制旁瓣,又能保持主瓣的能量和信号的高分辨率.实验结果表明,与传统的频域加窗方法相比,该方法能够在保持图像高分辨率的前提下,更有效地抑制旁瓣.     

主用户状态改变和低信噪比环境下的weight-p能量检测算法

在认知无线电网络中,主用户状态改变和低信噪比都会造成频谱检测的性能下降.本文提出了一种新的加权(weight-p)能量检测算法,用于抵抗主用户状态改变和低信噪比对认知用户检测性能的影响.为减少实现复杂性和节约需要的功耗,我们将weight-p能量检测器的最优权值建模成一个最小采样时间(MST)的优化问题,找出了最优权值和次优权值.仿真表明,在主用户状态改变和低信噪比的场景下,本文提出的weight-p能量检测算法可以提高认知用户的检测性能和降低虚警概率,并且在获得相同检测性能的前提下可以压缩检测时间.     

WMN路由协议的改进与应用研究

提出了一种适用于无线Mesh网络的AODV协议的改进方案,即在相对静止的节点内构造一个基于DSDV路由的驱动表。NS-2仿真表明,改进后的AODV—D协议更适应于拓扑变化快的环境。在复杂度没有明显增加的前提下,AODV—D协议降低了平均端到端时延和丢包率,大大提高了网络性能。     

基于OPNET的AODV协议性能研究

针对目前移动自组网路由协议的研究,介绍了Adhoc网络路由协议设计的目标,对无线自组网Adhoc的按需距离向量协议AODV进行了研究,通过仿真分析了不同网络规模、不同的节点移动速度、源节点不同发包率对AODV的性能的影响,结果证明随着网络规模的扩大,路由开销、丢包率都有所增加;AODV协议对20米／秒以下的网络拓扑变化的适应性较好;发包率对AODV性能的影响比较明显,当发包率超过20包／秒时,网络性能恶化。     

移动传感网中基于定向角度路由的数据收集

在Sink和节点不断移动的多跳无线传感器网络中,节点和Sink的位置不断变化.如果节点采用传统的广播方式发送数据,节点发送的数据在到达移动Sink之前,很有可能被大量的节点不断转发.这样不仅容易导致数据冗余过大,而且容易造成节点的能量消耗过快从而缩短网络生命周期.为了最大化网络生命周期,提出一种节能的算法ROAR来解决这个问题.首先,节点执行类似于选取簇头的收集器选择算法,能量高的节点以高概率决定是否成为收集器.然后,节点将数据发送给有效区域内的邻居节点.所谓的有效区域是指过节点作连接节点和Sink的直线的垂线,以垂线为边界,与移动Sink同侧的区域.最后,收集器采用折半角度传输的方式将数据发送给移动Sink.仿真实验结果表明,与目前已有的算法相比,算法ROAR能够有效地缩短收集一轮数据所需的时间、减少能量开销、延长网络生命周期.     

基于广义能量函数的快速自适应主分量提取

通过引入一个任意对角矩阵, 提出了一种广义能量函数(GEF)来优化一个两层线性神经网络的连接权矢量, 推导出一种递归最小二乘(RLS)算法, 不需要设计非对称电路, 即能并行提取一个输入协方差矩阵的多个主分量. 分析了算法在平衡点的局部稳定性能. 实验结果表明该算法具有收敛快、稳健性好等优点.     

时变能量网络建模与分析

不同类型的能源系统通过能量转换设备(感应电动机、离心泵等)相互耦合,研究能源系统的动态特性及其仿真方法对综合能源系统优化设计及性能分析具有重要的实际意义.为对时变能量网络进行建模和分析,本文从能量本质的角度出发,通过深入探讨能量传递及转换机理,分别建立时变传递线(管)路和能量转换设备的能量网络等值模型.在时变能量网络模型的基础上,提出通过构建时变能量网络方程(包括状态方程和输出方程)对综合能源系统的动态特性进行建模仿真的分析方法,最后通过具体算例对本文所提分析方法的有效性及实用性进行验证.本文的研究内容为时变能量网络的建模、分析、优化及规划奠定了基础.     

基于深度强化学习的不完美信息群智夺旗博弈

复杂环境中群智博弈问题是近年来的研究热点之一.为解决不完美信息条件下多智能体夺旗博弈问题,本文提出了一种基于多智能体双重决斗深度Q网络(multi-agent dueling double deep Q-network, MAD3QN)以及图注意力网络(graph attention network, GAT)的多智能体夺旗博弈深度强化学习算法(G-MAD3QN).该算法在实现多智能体在迷宫地图中路径规划的同时,建模不完美信息条件下多智能体合作与竞争关系,从而确定夺旗博弈策略.在实验中,本文基于二维迷宫环境,考虑智能体观测信息不完美条件,将G-MAD3QN算法与多智能体深度Q网络(multi-agent deep Q-network, MADQN)、MAD3QN等多智能体深度强化学习的基线算法进行对比,从而验证了在二对二夺旗博弈中本文G-MAD3QN算法的有效性.     

能源互联网重要基础支撑:分布式储能技术的探索与实践

可再生能源分布式发电的能量波动性以及用户驱动的能量需求的时空随机性,导致能源互联网中能量流本身具有先天的不确定性与无秩序性,因此,分布式储能技术由于可以有效消除能量流的不确定性,并使能量的时空转移和能量流的有序流动成为可能,成为能源互联网重要基础支撑.分布式电池储能作为一种重要的储能方式,电池单体本身非线性特性与电池成组或成网后单体间的差异性,使得电池储能系统"管理好"成为真正"使用好"的基础.但是,电池成组或成网后将构成复杂巨系统,这对"管理好"带来巨大的挑战.因此,本文基于作者多年理论与技术的成果积累,总结了一套适用于分布式储能的大规模电池网络优化管理的理论与方法,包括:单体和电池组或电池网络的建模与状态参数精确估算;基于模糊测度的电池网络特征提取及快速计算;基于自适应动态规划的电池网络优化管理.随后,本文将基于能源互联网思想的分布式储能架构及其管理优化方法与技术引入数据中心,并给出了其在数据中心中实际应用原型系统介绍.本文工作可以为能源互联网的重要基础支撑—分布式储能技术—的研究与应用提供方法指导与技术支撑.     

无线传感器网络路由协议研究综述

近年来，无线传感器网络作为国内外一个新兴的研究方向，吸引了许多研究者和机构的注意力。无线传感器网络的特性决定了其最主要的一个设计目标是有效使用片上受限资源（能量、内存和处理能力）以保持最长的生命周期。为此，许多研究工作通过研究不同应用下的网络层特性，提出了一系列路由协议。本文总结了相关方面的工作，对主要的协议进行分类比较和研究，并提出了一些值得继续工作的方面。     

字典乘积图的点转发指数

路由选择的优劣直接影响网络通信性能的有效性.在大规模超级计算机系统中,某些元件和连线发生故障是不可避免的,故障的出现势必会对路由的选择产生影响.由于路由选择的点转发指数是用来度量网络节点的负载情况,因而它是衡量路由选择优劣的一个重要参数.本文利用图的字典乘积方法,用若干已有的小网络来构造规模较大的网络,通过分析这些小网络与所得大网络拓扑参数之间的联系,首次得到字典乘积网络点转发指数的一个紧的上界和紧的下界.     

新型水环热泵低温新风处理系统的炯分析

应用能量和炯分析方法,对一种用于独立新风空调系统的新型水环热泵低温新风处理系统进行能量评价。通过实例对新风系统的能量和炯的传递与转换进行分析计算,并与采用冰蓄冷系统和冷水机组作为新风处理设备冷源的两种低温新风系统进行比较,结果表明采用水环热泵新风机组的独立新风处理系统,其能效比和炯效率较其它两种系统高,该系统良好的节能特性将有助于独立新风系统在我国的应用和推广。     

一种基于多维DHT空间映射的P2P安全拓扑方案

基于DHT（distributed Hash table）的分布式检索和路由算法凭借其良好的分布性、自组织性、可扩展性等优点，正成为国际上结构化P2P（peer—to—peer）网络研究和应用的热点．但相对于传统的C／S fclient／server）网络，P2P网络的非中心化特点以及网络中节点较强的自治性和动态性，使得节点实施恶意行为的可能性大大增加，这令DHT对节点安全性的要求很难得到满足．本文提出了一种基于多维映射机制的安全DHT协议，该机制通过对标识符进行按组划分，将P2P网络中的节点映射到一个多维空间，并通过设计合理的路由算法，使安全工作定位到相对简单的节点区域内进行．理论分析和实验结果表明，本机制能够简化现有DHT安全机制，有效抑制恶意路由行为，提高资源搜索成功率．     

基于干扰动态性建模的MHWN多路径路由协议

作为无线网络实现普适性的有效架构,多跳无线网络（MHWN）逐渐成为一个研究热点．但MHWN固有的媒质开放性、多跳性,干扰威胁也更加严峻．如何实现干扰条件下的可靠组网,成为MHWN研究的棘手课题．传统的方法多是基于干扰存在二元性来实现路由的优化选择,但这忽略了实际无线网络中,干扰往往是动态的．为此,本文提出了一种基于干扰动态性建模并融合多路径的路由算法．协议通过网络干扰动态性检测,利用干扰活跃度值获取遭受干扰最小路径,从而可有效提高网络抗干扰能力并极大降低源重路由次数．文中对协议的实现方法给出了详细的阐述,并基于网络仿真软件NS2对协议进行了较全面仿真比较,结果表明该方法相比已有协议不仅具有更好的路由抗干扰性能,同时在多业务流的冲突碰撞中也有很好路由优化能力．     

电动汽车锂离子动力电池充放电性能试验分析

根据电动汽车动力电池研发需求,对锂离子单体电池进行了一系列充放电试验,得到了该电池在不同放电倍率,以及不同温度条件下的充放电特性、开路电压、温升、内阻与效率特性.结果表明,锂离子电池具有比能量高、内阻小、放电效率高、放电特性良好等优点;锂电池的荷电状态与电池开路电压存在近似线性关系,这使得利用开路电压结合安时法估计电池的SOC成为现实.     

带转向约束的城市垃圾收集车辆弧路径问题研究

考虑部分街道单行及转向限制等状况，采用带有转向禁忌条件的垃圾收集车辆弧路径问题模型对城市垃圾收运路线进行优化。建立将其转换为对应的点路径问题的求解模型，以减少问题规模；并使用聚类蚁群算法对该问题进行求解。成都市双楠辖区的实例优化结果表明，有/无转向约束的路线优化后，总路程分别减少了89984．96m和92330．04m，节约了31．1％和31．9％。效果明显。此外，优化后减少了需求车辆数，减少了车辆使用成本和人员雇佣成本。