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视频传输下无线Mesh网络中基于QoE的分簇路由协议的研究

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视频传输下无线Mesh网络中基于QoE的分簇路由协议的研究

作者：关博文辽宁大学

学位级别：硕士

随着时代的不断迈进,科技逐渐的发达,网络给人们建立起了一条又一条的“高速公路”,人们的日常生活、工作以及学习都越来越离不开网络。随着无线网络为了提供更优质的服务向下一代发展,无线Mesh网络(WMN,Wireless Mesh Network)作为其... 详细信息

随着时代的不断迈进,科技逐渐的发达,网络给人们建立起了一条又一条的“高速公路”,人们的日常生活、工作以及学习都越来越离不开网络。随着无线网络为了提供更优质的服务向下一代发展,无线Mesh网络(WMN,Wireless Mesh Network)作为其中一种关键技术越发受到研究人员和设计者的关注,已经成为宽带家庭网络、社区网络和企业网络等许多应用的关键技术。传统的无线网络深受互联网连接“最后一公里”的问题所困扰,无线Mesh网络的出现能够有效的解决这一问题。因此,近年来无线Mesh网络已经在各大领域得到了广泛的应用。现有的关于无线Mesh网络的研究大多都集中在服务质量(QoS,Quality of Service)上,作为一种评价网络中的丢包率、延迟、抖动等参数的技术指标,在网络技术层面的评价中,QoS有着良好的表现。但是,对于网络信息服务商来说,技术层面的性能是一种相对客观的评价指标,并不能明显的体现出用户的满意程度,他们需要一种能够直接体现出用户对于所提供的服务的满意程度的指标,因此,与QoS相比较来说,QoE(Quality of Experience)是一种更符合网络信息提供商要求的评价指标,它综合考虑了用户层面、环境层面以及服务层面的影响因素,能够更加直接的反应出用户对网络的认可度。本文针对现如今受众广泛的视频流的QoE问题,分别从影响QoE值的两方面,即视频失真以及视频响应时间入手,提出了视频传输下无线Mesh网络中基于QoE的分簇路由协议。该协议共包含有两个子协议,即簇间路由协议与簇内路由协议。论文的主要研究如下:(1)提出了基于排序蚁群算法的簇间路由协议,针对视频的失真问题,通过借鉴现存的分簇算法思想,将系统中的Mesh路由器分成不同的簇。为了更好的评价用户体验质量,选用G.1070模型作为QoE的评价建模,并在簇间路由协议中通过运用排序蚁群算法来选择满足该模型约束条件的最优路径,通过将视频以最优路径传输来提高视频的QoE值。算法中使用精英蚂蚁收敛的思想加快全局收敛速度,降低视频传输所需的时间,并且降低了算法复杂度。同时,添加了多路径传输,该方法在降低算法复杂度的基础上还能够保证数据传输的可靠性。(2)提出了基于改进的MORE(MAC-independent Opportunistic Routing&Encoding)协议的簇内路由协议,该协议以降低视频响应时间为目的,以此来提高用户服务体验质量。网络编码相较于传统的“储存-转发”式结构能够有效的减少传输次数,因此,本协议使用时延最小化网路编码的编码方式,使得每次传输的编码包所能定位的用户数都为所有用户,对于整个系统来说能够降低所有用户接收数据包的总时间,提高了系统整体的QoE值。同时,为了更好的降低视频传输的时延,将原本MORE协议中源和中继节点持续重传等待目的节点确认的机制改为拒绝确认机制,以减少数据包传递的等待时间的方法来降低整个系统的时延。本文通过MATLAB仿真软件进行仿真实验,在QoE的数值以及网络的时延方面进行对比。实验表明,视频传输下无线Mesh网络中基于QoE的分簇路由协议能够有效的提高用户体验质量,并且能够降低网络的时延,有效地提高了用户对于网络服务体验的满意度。

关键词：无线Mesh网络 QoE 路由协议分簇算法蚁群算法网络编码

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不确定时滞采样系统的稳定性分析及H∞控制

不确定时滞采样系统的稳定性分析及H∞控制

作者：关博文哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着数字计算机在工程和科学上应用的增加,人们开始越来越多的使用计算机进行控制器设计,此时被控对象通常是连续的,这种对连续对象设计离散控制器的系统称为采样控制系统。时滞广泛存在于采样控制系统中,因此对时滞不确定采样系统进行... 详细信息

随着数字计算机在工程和科学上应用的增加,人们开始越来越多的使用计算机进行控制器设计,此时被控对象通常是连续的,这种对连续对象设计离散控制器的系统称为采样控制系统。时滞广泛存在于采样控制系统中,因此对时滞不确定采样系统进行稳定性研究与控制器设计十分必要,本文主要在时域上对采样系统进行稳定性分析和控制器设计。本文首先对于一类采样控制系统,利用输入时滞法,将其转换为具有输入时滞的连续系统,通过构造出Lyapunov泛函,进行了H控制器设计,应用数值算例证明了所提出定理的可行性。由于在实际情况中,系统往往具有输入时滞,故接下来对有输入时滞的采样控制系统进行研究,基于LMI给出了具有模型不确定的输入时滞采样控制系统的鲁棒控制器存在条件以及设计方法。接下来论文对于具有状态时滞的采样控制系统,利用适当的定界不等式并结合自由权矩阵方法对构造的Lyapunov函数进行处理,给出了采样控制系统的稳定性条件,考虑到实际中系统模型往往不确定性,又对模型不确定时滞采样系统进行了稳定性分析,给出了相应的有界实定理以及H状态反馈控制器的设计方法,并进行了数值仿真说明了所提出定理具有较小的保守性。最后分析了具有模型不确定状态输入时滞的采样控制系统,通过构造新的Lyapunov函数给出了这样一类采样控制系统的H状态反馈控制器基于LMI的存在条件以及设计方法,使得系统在H控制器的作用下满足相应的H性能指标,给出了数值算例证明了所提出定理的有效性。综上所述,本文从不具有时滞的采样控制系统出发,最终推广到研究具有模型不确定性和状态输入时滞的采样系统的稳定性条件以及鲁棒H状态反馈控制器设计,并利用数值算例进行了仿真以及分析验证。

关键词：采样系统模型不确定时滞 LMI H∞

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水镁石纤维路面混凝土公路工程应用研究

水镁石纤维路面混凝土公路工程应用研究

作者：关博文长安大学

学位级别：硕士

水泥混凝土路面是高级路面的重要结构形式。与沥青路面相比,水泥混凝土路面具有寿命长、养护工作量较小、能源消耗少、施工简便以及对交通等级和环境适应性强等优点。但是由于各种原因,我国早期修建的水泥混凝土路面使用状况不佳,使用... 详细信息

水泥混凝土路面是高级路面的重要结构形式。与沥青路面相比,水泥混凝土路面具有寿命长、养护工作量较小、能源消耗少、施工简便以及对交通等级和环境适应性强等优点。但是由于各种原因,我国早期修建的水泥混凝土路面使用状况不佳,使用寿命大大低于设计使用年限。尤其在一些重要交通干道上,水泥混凝土路面早期破损较为严重,往往通车2～5年左右就产生断板、断角和碎裂等结构性损坏。造成水泥混凝土路面损坏的原因是多方面的,其中最主要的原因之一是与水泥混凝土材料的脆性有关。在混凝土中掺入一定比例的纤维,即纤维混凝土,是改善混凝土脆性的重要手段之一本文利用水镁石纤维掺加到水泥混凝土中,制备出一种新型混凝土路面材料,并设计合适的水镁石纤维混凝土路面配合比,使之更好的应用于路面工程。系统研究了水镁石纤维混凝土材料性能及影响因素,通过室内试验,对水镁石纤维混凝土配合比设计进行研究。在实验室研究的基础上,根据水泥混凝土路面材料配合比设计规范,进行工地实验室试配,确定了工程配合比。最后根据现场原料性能,进行了工程配合比换算,并根据施工技术规范进行试验路面的铺设。室内试验研究结果表明掺矿粉水镁石纤维混凝土可提高混凝土的抗弯拉强度。在纤维膏用量与水灰比大小之间有高度显著的负线性相关性,与坍落度之间也有显著的线性关系。纤维膏用量增大时,用水量下降,坍落度增大。水泥及纤维膏用量与水镁石纤维混凝土抗压强度之间存在显著的线性相关性。水泥及纤维膏用量越高,混凝土抗压强度越高。坍落度与水镁石纤维水泥混凝土的抗弯拉强度也有高度显著的线性关系,混凝土的强度随着坍落度的增加而增大。铺设路应用研究结果表明：铜川农村公路试验段降低了水泥标号,采用低标号的PC32.5水泥;水泥用量降低到186Kg/M3,凝胶材料总用量仅为305Kg/M3,较之普通农村公路水泥用量380kg/M3大幅度降低。混凝土施工及力学性能满足设计要求,抗折强度达到5.0MPa以上;混凝土成本降低,较之普通农村公路每方混凝土成本降低5-10元。青蓝线高速公路试验段水泥标号由小康线的52.5号下降为42.5号,水泥用量由小康线的387Kg减少为367Kg;纤维用量由15.6进一步减少为14.7Kg;混凝土强度进一步提高,28d抗弯拉强度达到近10MPa;材料成本进一下降低,达到每方混凝土约353元,不足钢纤维的33.3%。通过与普通水泥混凝土路用性能对比试验及经济性分析,得出结论：水镁石纤维混凝土较普通水泥混凝土在抗弯拉强度提高的同时降低了刚度,韧性上升,耐疲劳与抗冲击等动力学性能明显改善,抗冻、抗渗、耐磨、抗腐蚀等性能均有一定幅度提高。由于纤维膏的制备,简化了纤维混凝土的施工工艺,水镁石纤维混凝土施工与普通水泥混凝土路面施工工艺基本相同,经路面工程铺设试验,应用效果良好。从经济成本的角度分析,水镁石纤维混凝土路面造价略高于普通水泥混凝土路面,每立方米相当于普通混凝土路面的1.02倍,但其性能价格比却是普通混凝土路面的1.42倍,表明水镁石纤维混凝土路面具有很好的经济性和应用前景。

关键词：水镁石纤维水泥混凝土材料配合比农村公路高速公路路面工程

基于IAFSA-BP神经网络的变压器故障诊断的研究

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基于IAFSA-BP神经网络的变压器故障诊断的研究

作者：关博文辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

变压器在电力系统中是重中之重的一环,其作用是不可替代,发生故障时会带来很严重的影响。所以当变压器发生故障时,最重要的是能如何快速、有效并准确的诊断出变压器的故障。本文提出了一种改进人工鱼群算法(IAFSA)优化BP神经网络的变压... 详细信息

变压器在电力系统中是重中之重的一环,其作用是不可替代,发生故障时会带来很严重的影响。所以当变压器发生故障时,最重要的是能如何快速、有效并准确的诊断出变压器的故障。本文提出了一种改进人工鱼群算法(IAFSA)优化BP神经网络的变压器故障诊断方法。首先,深入研究和分析传统的基于油中溶解气体(DGA)数据的变压器故障诊断方法。确定变压器中溶解气体的来源以及各种气体的比例所对应的故障类型,分析了传统的变压器故障诊断方法,为提出的新方法奠定了理论基础。然后,由于BP神经网络收敛速度慢、容易陷入局部极值、权值阈值不易确定等缺点,故提出一种人工鱼群优化算法。再通过研究AFSA算法的原理特征,发现其自身的不足,对AFSA算法的参数和行为进行改进。将“自适应策略、分割策略、跳跃行为等”作为一种改进的策略及行为,对于改进的优化算法,设计其模型及流程图。经过比较分析,改进后的网络搜索速度显著提高,并且对于鱼群行为的选择也给予很大的自由度,能容易逃离局部极值,提供算法来优化BP神经网络进行变压器故障诊断。IAFSA的提出主要用于优化BP神经网络的网络关键参数,使BP网络结构更优,迭代速度更快,进而提高网络的训练效率和准确率,并且由于变压器故障气体数据会存在异常点,提出了一种二阶段聚类预处理方法对变压器故障气体数据进行精确处理。最后,基于IAFSA-BP算法的理论分析结果,利用MATLABR2016b平台建立了模型进行仿真验证。根据仿真数据比较结果,与单一BP网络以及AFSA-BP网络相比,本文中使用的IAFSA-BP网络在变压器故障数据训练和预测的速度及准确性方面有显着改进。IAFSA-BP网络的诊断性能具有很强的比较优势,在变压器故障诊断中具有良好的工程实用价值。该论文有图22幅,表14个,参考文献70篇

关键词：电力变压器故障诊断 DGA IAFSA BP神经网络

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基于无线传感网络的校园水电管理系统开发

基于无线传感网络的校园水电管理系统开发

作者：关博文东北电力大学

学位级别：硕士

目前，我国建筑能耗占国家能耗的27.5%左右，随着城市化进程的不断发展，建筑用能还会不断的提升。建筑节能是实现节能减排目标任务中一个重要的环节。建筑节能工作的开展依赖于管理水平的提升，建筑能耗监控系统可以为能耗管理工作提... 详细信息

目前，我国建筑能耗占国家能耗的27.5%左右，随着城市化进程的不断发展，建筑用能还会不断的提升。建筑节能是实现节能减排目标任务中一个重要的环节。建筑节能工作的开展依赖于管理水平的提升，建筑能耗监控系统可以为能耗管理工作提供更为高效的管理工具。本文以高校建筑用水用电环境为研究背景，探讨构建水电监控系统的方法。校园建筑水电消耗具有分类广、总量多、节能空间大的特点，构建节约型校园不仅有利于高校自身的可持续发展，也能为构建资源节约型社会提供依据和推广示范作用。因此，建立校园水电监控系统对于提升能耗管理和节能评测的工作水平具有重要意义。本文应用了无线传感网络的特点及优越性，利用Zigbee无线传输技术，将底层的采集终端，通过Zigbee无线传输网路传输，再由串口服务器将数据传输到数据中心，然后从数据中心调取数据后，进行分析监管。本文使用数据库管理系统是微软公司出品的Microsoft SQL SERVER2008R2，并且对数据库的表的设计进行了详细的设计，对业务逻辑及相应的数据关系进行解耦和划分，使之形成一套完整的、独立的、规范的数据库系统;本文采用的计算机网络结构是B/S结构，用户可以在不同的联网的计算机上查询校园水电消耗信息;开发方法是采用了普遍使用的结构化软件开发方法;在Windows7操作系统上以.net为开发平台，配合使用JSP脚本工具、APS开发架构，C#开发语言，实现了基于互联网的校园水电管理系统。该系统的开发与实施，为用能单位摸清各部门的各类建筑、设备的用能规律，规范用能行为，优化内部成本核算，提升高能耗建筑、设备的节能管理手段提供了基础的决策依据，为提高高校能源使用管理水平奠定了基础，在当前国家大力提倡节能降耗，环保减排的大背景下，具有很高的实用性和推广应用价值。

关键词：能耗 Zigbee 无线传感网络信息管理

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政府在社区居家养老服务中的作用研究

政府在社区居家养老服务中的作用研究

作者：关博文黑龙江大学

学位级别：硕士

社区居家养老兼具家庭养老与机构养老的优势,是一种符合老人偏好、维护家庭关系、优化社会资源的养老方式,已被认为是有效推进我国养老事业发展的核心议题。社区居家养老不仅是社会学研究的热门课题,也是政治学关注的重要研究领域。自1... 详细信息

社区居家养老兼具家庭养老与机构养老的优势,是一种符合老人偏好、维护家庭关系、优化社会资源的养老方式,已被认为是有效推进我国养老事业发展的核心议题。社区居家养老不仅是社会学研究的热门课题,也是政治学关注的重要研究领域。自1980年以来,我国社会养老政策演变大体经历了萌芽启动、注塑成型、发展完善三个阶段公共财政用于保障和改善民生事业的安排越来越多,养老政策惠及老年人的范围也在扩大,但与不断增长的社会养老服务需求和老年人享受美好晚年的期待相比,我国养老服务业发展仍然面临一些不容回避的现实问题,如何加快推进养老服务体系建设已成为政府和社会共同关注的焦点。相对于市场这只看不见的手,仍然有许多问题还需要作为守夜人的政府来“摆平”,在养老服务资源的配置问题上,必须理清政府的职责,有效发挥政府的作用。在养老服务体系建设中,政策引领、财政支持、过程监管是提升养老服务质量和保障老年人基本权益的重要手段。把握好老龄化新阶段带来的人口挑战,扎实推进社区居家养老服务业健康和可持续发展,确定政策制定的方向,对改善保障民生与维护社会稳定,具有重要的意义。

关键词：政府作用社区居家养老机构养老家庭养老智慧养老

具有(n-1)个极值点的复多项式映射构造非线性迭代函数系的研究

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具有(n-1)个极值点的复多项式映射构造非线性迭代函数系的研究

作者：关博文沈阳建筑大学

学位级别：硕士

动力系统图形化的研究始于20世纪初期,随着计算机软硬件设备的逐步开发与完善,许多学者开始结合计算机研究分形理论,研究人员针对不同的迭代映射提出动力系统图形化的各种方法,并大量生成了各种形式的分形图和混沌吸引子图,这方面的研... 详细信息

动力系统图形化的研究始于20世纪初期,随着计算机软硬件设备的逐步开发与完善,许多学者开始结合计算机研究分形理论,研究人员针对不同的迭代映射提出动力系统图形化的各种方法,并大量生成了各种形式的分形图和混沌吸引子图,这方面的研究形成了非线性科学研究中的一个分支,其应用延伸到各个领域,包括计算机学科领域。在非线性动力系统的图形化研究中,用线性仿射压缩迭代函数系(IFS)构造分形是一个重要的研究内容。随着IFS的越来越广泛的应用,对线性迭代函数系所生成的分形的研究进入到了对非线性迭代函数系的相关研究。本文将传统线性迭代函数系的构造方法与动力系统图形化研究中生成的广义M集和充满Julia集的方法相结合,通过在M集选取两个或两个以上的迭代映射组成非线性迭代函数系来构造分形。本文具体研究了 1个具有多极值点的单参多项式复映射族/(z)=zn+cz在参数平面M集中周期芽苞内如何选取参数构造有效IFS生成分形以及在高周期参数构造IFS及其分形。本文的主要研究工作及创新点如下:(1)对比研究了复映射族f(z)=zn+cz与复映射族f(z)=zn+c的M集、充满Julia集的几何特点及构造IFS生成分形的各自特点。(2)研究复映射族f(z)=zn+cz在M集中参数|c|1的1周期芽苞参数区域如何构造出有效的非线性迭代函数系;提出双随机迭代算法,在动力平面上大量生成(n-1)旋转对称分形。(4)研究在M集中1芽苞和(n-1)芽苞参数区域选取参数不能构造有效迭代函数系IFS的原因。(5)研究符合Zn-1旋转对称的芽苞区域构造分形的规律。(6)对于M集中高周期芽苞的旋转对称参数构造IFS,当所选参数均构造出具有1条高周期轨道的迭代映射,这样构造出的IFS可采用传统的随机迭代方法构造分形;当所选参数均构造出具有多条高周期轨道的迭代映射,相应的迭代函数系需采用本文提出的双随机迭代方法构造分形。(7)建立基于复映射族f(z)=,+cz的参数|c|>1的非线性迭代函数系的奇怪吸引子图库。

关键词：分形迭代函数系多极值点复映射 M集充满Julia集奇怪吸引子

基于隧道光学和强度影像实例分割的渗漏水病害提取

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基于隧道光学和强度影像实例分割的渗漏水病害提取

作者：关博文中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

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硫酸盐腐蚀环境下沥青混合料耐久性能

长安大学学报（自然科学版） 2011年第6期31卷 11-15,89页

作者：熊锐陈拴发关博文李祖仲赵华长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 长安大学材料科学与工程学院陕西西安710061 江西省交通科学研究院江西南昌330038

针对国内外对硫酸盐腐蚀环境下沥青混合料耐久性能研究甚少的现状,采用干湿循环作用下不同质量分数(2.5%,5%和10%)Na2SO4溶液加速劣化试验,研究了沥青混合料在硫酸盐腐蚀介质中的马歇尔力学性能、高温稳定性和低温抗裂性的变化规律。试... 详细信息

针对国内外对硫酸盐腐蚀环境下沥青混合料耐久性能研究甚少的现状,采用干湿循环作用下不同质量分数(2.5%,5%和10%)Na2SO4溶液加速劣化试验,研究了沥青混合料在硫酸盐腐蚀介质中的马歇尔力学性能、高温稳定性和低温抗裂性的变化规律。试验结果表明:沥青混合料在硫酸盐腐蚀环境下的性能衰减较蒸馏水环境下更为严重,且沥青混合料的性能随硫酸盐浓度的增加呈降低趋势;SMA-13沥青混合料的耐硫酸盐侵蚀性优于AC-13沥青混合料;SEM微观分析表明,硫酸盐溶液较蒸馏水更易侵入沥青膜与集料界面,加速水损害,并在干燥环境中结晶膨胀,导致界面强度降低,这是沥青混合料各项性能衰减的主要原因。

关键词：道路工程沥青混合料硫酸盐干湿循环化学腐蚀微观损伤