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雾无线接入网中基于深度学习的边缘缓存方法研究

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雾无线接入网中基于深度学习的边缘缓存方法研究

作者：冯浩杰东南大学

学位级别：硕士

近年来,各种智能设备和蜂窝网移动用户数量快速增长,移动数据流量也随之激增,而由于当前通信网络无线资源有限,重复传输大量相同的内容导致资源浪费,回程链路拥塞,通信时延增加甚至通信中断。而雾无线接入网这一新兴的网络架构可以解决... 详细信息

近年来,各种智能设备和蜂窝网移动用户数量快速增长,移动数据流量也随之激增,而由于当前通信网络无线资源有限,重复传输大量相同的内容导致资源浪费,回程链路拥塞,通信时延增加甚至通信中断。而雾无线接入网这一新兴的网络架构可以解决当前通信网络面临的上述问题。在雾无线接入网中,边缘节点具备一定的计算和存储资源,通过将流行内容存储到用户附近的边缘节点,即可避免用户从云端反复下载重复内容,进而有效降低链路负载与传输时延。然而,由于边缘节点的存储资源有限且内容流行度未知,需要在新的网络架构中研究一个能精确预测流行度的高效内容缓存策略以提高整体缓存增益。本文就上述研究重点,对雾无线接入网中的边缘缓存问题展开系统研究。首先,研究了基于内容流行度的内容缓存策略。在流行度已知的情况下,该内容缓存策略包括两个阶段:主动缓存保证用户请求初期的缓存增益,被动缓存保证用户请求中后期的缓存增益。主动缓存中,建立多个边缘节点的协作缓存问题,通过求解0-1整数线性规划问题,得到内容缓存策略最优解以最小化用户请求带来的网络代价。在被动缓存中,考虑到用户请求的随机性,根据用户请求实时追踪内容流行度的变化,调整缓存空间内容,进一步降低实际的网络代价。最后通过仿真实验,验证该内容缓存策略能够有效降低网络代价,提高缓存增益。其次,研究了基于深度学习的内容流行度预测方法。充分考虑用户的移动性,内容流行度的时空变化性、趋势差异性,以及边缘节点的资源限制,该内容流行度预测方法在仅利用内容请求次数这一个内容特征的前提下,通过训练双向长短期记忆神经网络,为每一位用户学习一个位置预测模型并为每一个流行度趋势类别学习一个内容流行度预测模型。位置预测使得流行度预测针对特定用户群体,进而提高流行度预测精确度。特别地,结合深度学习和k近邻算法进行流行度趋势分类以保证分类后的流行度预测精度,同时,提出一种新的损失函数使流行度预测模型避免过拟合并对较高流行度的预测更加敏感。最后通过仿真实验,验证该流行度预测方法的流行度预测值接近真实值,且预测精度明显优于传统方法。最后,研究了基于深度学习的边缘缓存策略。通过结合上述基于内容流行度的内容缓存策略和基于深度学习的流行度预测方法,弥补了各自存在的不足,提出基于深度学习的边缘缓存策略。为验证其能够应用于雾无线接入网,分析了该策略的时间复杂度和空间复杂度。此外,设计了边缘节点的内部结构,使得边缘节点之间及其与云服务中心之间能够相互配合,完成该边缘缓存策略。最后通过仿真实验,验证较传统策略,该边缘缓存策略能够明显降低网络代价。

关键词：雾无线接入网边缘缓存内容流行度预测深度学习流行度趋势

聚甲氧基二甲醚/柴油混合燃料的燃烧与排放特性研究

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聚甲氧基二甲醚/柴油混合燃料的燃烧与排放特性研究

作者：冯浩杰江苏大学

学位级别：硕士

柴油机燃用含氧替代燃料是缓解能源短缺和减少环境污染的有效手段。聚甲氧基二甲醚(PODE)作为新型的煤基燃料,由甲醇和二甲醚等煤基醇醚燃料合成,具有与柴油互溶稳定、十六烷值和含氧量较高等优点,是十分具有应用前景的柴油机替代燃料... 详细信息

柴油机燃用含氧替代燃料是缓解能源短缺和减少环境污染的有效手段。聚甲氧基二甲醚(PODE)作为新型的煤基燃料,由甲醇和二甲醚等煤基醇醚燃料合成,具有与柴油互溶稳定、十六烷值和含氧量较高等优点,是十分具有应用前景的柴油机替代燃料。本文选取聚合度为3的PODE煤基燃料(PODE),以体积分数为5%、10%和15%掺混在柴油中,制备P5、P10和P15混合燃料。研究了各比例柴油掺混PODE燃料的互溶稳定性,并分析了混合燃料的理化性质。利用热重分析仪,在氧气气氛下对柴油以及3种混合燃料的燃油样品进行热分析,考察样品的挥发和氧化特性,并计算热分析参数。结果表明:随掺混比的增加,3种燃料的起始失重温度和起始燃烧温度相对于柴油降低,混合燃料的热稳定性降低,同时综合燃烧特性指数提高;以Coast-Redfern积分法计算P5、P10和P15混合燃料的活化能结果表明,混合燃料的活化能随PODE掺混比例的增加而逐步降低。在柴油机上对比研究这4种燃料的燃烧与排放性能。实验表明,在额定工况下,柴油机燃用PODE/柴油混合燃料时,滞燃期缩短,缸内最高压力略有提高;混合燃料在预混燃烧阶段放热率峰值有所降低,在扩散燃烧阶段放热率峰值提高;P5、P10和P15混合燃料在额定工况下的比油耗相对于柴油分别增加0.8%、3.2%和8.5%,但有效热效率提高2.8%、4.2%和3.1%;随掺混比的增加,3种混合燃料的CO排放降低了11.8%、14.0%和18.8%;HC排放降低了19.2%、26.8%和21.7%,排气烟度分别降低了25.2%、30.8%和32.1%;NOx排放基本不变。通过MOUDI颗粒采集装置,对比研究柴油机燃用PODE/柴油混合燃料的颗粒物质量浓度粒径分布规律,并使用热重分析仪对颗粒物中SOF含量以及碳烟氧化特性进行分析。最后采用气相色谱质谱(GC-MS)联用技术检测和分析SOF的化学成分变化。试验结果表明,与柴油相比,P10燃料在各粒径下的质量浓度均有不同程度的降低,颗粒物粒径总体向小粒径方向偏移,积聚态颗粒物所占比重增加。热重试验表明,与柴油相比,P10颗粒物样品中SOF所占比重增加7%;P10碳烟样品的起始燃烧温度和失重率峰值温度分别降低了44℃和46℃。GC-MS试验表明,P10颗粒物的SOF组分中各类烷烃的质量分数减小至31.7%,有机酸酯的质量分数增大至45.5%,多环芳香烃(荧蒽、芘等)的质量分数减小至3.7%。

关键词：柴油机含氧燃料燃烧排放颗粒物

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水稻种植条件下脱硫石膏改良碱土的研究

水稻种植条件下脱硫石膏改良碱土的研究

作者：冯浩杰山东农业大学

学位级别：硕士

针对碱土改良过程中存在的实际问题,研究了以脱硫石膏（简称DG）主要成分的化学改良剂对碱土的改良效果。试验设计了脱硫石膏梯度用量试验和配方优化试验,脱硫石膏梯度用量试验设计了5个梯度用量处理,分别为CK、1%DG、2%DG、3%DG、4%DG... 详细信息

针对碱土改良过程中存在的实际问题,研究了以脱硫石膏（简称DG）主要成分的化学改良剂对碱土的改良效果。试验设计了脱硫石膏梯度用量试验和配方优化试验,脱硫石膏梯度用量试验设计了5个梯度用量处理,分别为CK、1%DG、2%DG、3%DG、4%DG;配方优化试验研究了在2%DG用量基础上,配施纳米碳溶胶和聚马来酸酐对碱土的改良效果。主要研究结果如下:1.施用脱硫石膏可显著降低碱土的p H值、碱化度、全盐含量,其降低幅度在一定的范围内与脱硫石膏用量呈正相关关系,超过4%DG用量不但不能提高改良效果,而且会有大量的盐分积累,增加了改良难度。施用脱硫石膏土壤全盐含量变化主要是土壤水溶性Na+、Ga2+、SO42-、HCO3-含量变化引起的,与土壤水溶性K+、Cl-、Mg2+含量变化相关性不大。2%DG用量下配施聚马来酸酐、纳米碳溶胶对降低土壤p H值、碱化度无显著影响。脱硫石膏配施聚马来酸酐、纳米碳溶胶可以减轻土壤返盐程度,纳米碳溶胶的抑盐效果优于聚马来酸酐。2.施用脱硫石膏对土壤全氮的含量变化无显著影响,土壤有机质含量明显提升。脱硫石膏在一定用量范围内可以显著提高土壤碱解氮和速效钾含量,超过该范围会降低有效钾含量;2%DG、3%DG用量下土壤有效磷含量显著提高,其他用量对有效磷含量无显著影响。脱硫石膏配施聚马来酸酐、纳米碳溶胶对土壤有效磷和速效钾的有效化影响呈现显著的正效应。3.水稻种植条件下适量施用脱硫石膏不会引起土壤重金属镉、铬、铅、锌、镍含量的显著提高,重金属铜、砷含量升高但符合土壤环境标准;脱硫石膏配施聚马来酸酐处理的土壤重金属含量显著高于纳米碳溶胶处理。4.施用脱硫石膏显著提高水稻苗期成活率、穗粒数、千粒重,增产率达187%35%,增产效果显著。施用脱硫石膏对水稻籽粒重金属镉、铬、镍、铅、铜、汞含量无显著影响,重金属锌、砷含量提高但在粮食安全范围内;施用脱硫石膏水稻籽粒的还原性VC含量显著增加,对粗脂肪和粗蛋白含量无明显影响。

关键词：脱硫石膏碱土土壤改良土壤养分重金属产量

泡球蚴通过巨噬细胞极化调控肝细胞由上皮型向间充质转化过程的分子生物学机制探讨

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泡球蚴通过巨噬细胞极化调控肝细胞由上皮型向间充质转化过程的分...

作者：冯浩杰青海大学

学位级别：硕士

目的:1)检测原头节与巨噬细胞（RAW264.7）共培养后上清液中各种细胞因子的变化,推断巨噬细胞极化类型;2)探究原头节与巨噬细胞共培养的上清液对肝细胞（AML12）EMT的影响;3)检测肝脏泡型包虫病人边缘带组织和远离病灶组织EMT标志物的改... 详细信息

目的:1)检测原头节与巨噬细胞（RAW264.7）共培养后上清液中各种细胞因子的变化,推断巨噬细胞极化类型;2)探究原头节与巨噬细胞共培养的上清液对肝细胞（AML12）EMT的影响;3)检测肝脏泡型包虫病人边缘带组织和远离病灶组织EMT标志物的改变,初步探究泡型包虫对肝脏损伤及修复的机制。方法:1)测量与原头节共培养的巨噬细胞长度和面积的大小;2)使用细胞因子阵列检测原头节与巨噬细胞共培养后上清液中各种细胞因子的变化;3)将原头节与巨噬细胞共培养的上清液与肝细胞共培养,使用实时荧光定量PCR（q PCR）和蛋白质印迹（Western Blot,WB）检测EMT标志物E-Cadherin（E-钙黏蛋白）、N-Cadherin（N-钙黏蛋白）、Snail、Vimentin（波形蛋白）、ZO-1（紧密结合蛋白）、Fibronectin（纤连蛋白）的差异;4)通过q PCR、WB、免疫组织化学（Immunohistochemistry,IHC）、免疫荧光（Immunofluorescence,IF）技术检测泡型包虫病人边缘带组织和远离病灶组织的EMT标志物的差异。结果:1)与单纯巨噬细胞培养相比,与原头节共培养的巨噬细胞长度明显增加、面积显著增大（P＜0.05）;2)相比较单纯巨噬细胞培养,原头节与巨噬细胞共培养后上清液中Eotaxin-2、M-CSF、s TNF RⅡ、IL-13细胞因子明显升高,而CCL5明显下调（P＜0.05）;3)原头节与巨噬细胞共培养的上清液与肝细胞共培养后,肝细胞E-cadherin、ZO-1下调（P＜0.05）,而vimentin、fibronectin明显增高（P＜0.05）,N-cadherin无明显变化（P＞0.05）;4)与远离病灶组织相比,泡型包虫病人边缘带组织中E-Cadherin、ZO-1的表达显著降低,Vimentin、Snail、Fibronectin的表达增高（P＜0.05）,而N-Cadherin无明显变化。结论:泡球蚴可能通过巨噬细胞极化调控肝细胞由上皮型向间充质转化过程

关键词：泡型包虫泡球蚴多房棘球蚴上皮间质转化巨噬细胞极化

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基于深度学习的光学元件体损伤检测研究

基于深度学习的光学元件体损伤检测研究

作者：冯浩杰西南科技大学

学位级别：硕士

聚甲氧基二甲醚-柴油混合燃料对柴油机燃烧与排放的影响

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石油学报（石油加工） 2016年第4期32卷 816-822页

作者：冯浩杰孙平刘军恒刘少康王玉梅江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

在柴油中掺混体积分数为5%、10%和15%的聚甲氧基二甲醚(PODE3-8)得到PODE3-8-柴油混合燃料,利用热重分析仪在氧气气氛下对这些混合燃料样品进行热分析,考察其挥发和氧化特性,计算热分析参数;在柴油机上考察它们的燃烧与排放性能,并与柴... 详细信息

在柴油中掺混体积分数为5%、10%和15%的聚甲氧基二甲醚(PODE3-8)得到PODE3-8-柴油混合燃料,利用热重分析仪在氧气气氛下对这些混合燃料样品进行热分析,考察其挥发和氧化特性,计算热分析参数;在柴油机上考察它们的燃烧与排放性能,并与柴油对比。结果表明,随掺混比的增加,3种PODE3-8-柴油混合燃料的起始质量损失温度相对于柴油降低了3.4℃、5.6℃和7.0℃,起始燃烧温度降低了6.4℃、11.8℃和17.2℃,热稳定性降低,同时综合燃烧特性指数提高。在额定工况下,与燃用柴油相比,柴油机燃用PODE3-8-柴油混合燃料时,滞燃期缩短,缸内最高压力略有提高;在预混燃烧阶段放热率峰值有所降低,在扩散燃烧阶段放热率峰值提高;比油耗相对于柴油分别增加0.8%、3.2%和8.5%,但有效热效率提高2.8%、4.2%和3.1%;CO排放分别降低了11.8%、14.0%和18.8%,HC排放分别降低了19.2%、26.8%和21.7%,排气烟度分别降低了25.2%、30.8%和32.1%,NOx排放基本不变。

关键词：聚甲氧基二甲醚热重分析燃烧排放

脱硫石膏配施聚马来酸酐对碱化土壤的改良效果研究

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中国土壤与肥料 2018年第1期 114-120页

作者：田野刘善江冯浩杰北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 中国农业大学资源与环境学院北京100094

针对我国吉林地区碱化土壤的特点,通过田间小区试验,研究了水稻种植条件下不同用量脱硫石膏对碱化土壤的改良效果,同时进行了脱硫石膏配施聚马来酸酐(HPMA)增强改良效果的研究。结果表明,脱硫石膏可以显著降低碱化土壤pH值、碱化度,其... 详细信息

针对我国吉林地区碱化土壤的特点,通过田间小区试验,研究了水稻种植条件下不同用量脱硫石膏对碱化土壤的改良效果,同时进行了脱硫石膏配施聚马来酸酐(HPMA)增强改良效果的研究。结果表明,脱硫石膏可以显著降低碱化土壤pH值、碱化度,其中耕层土壤pH值最大降幅为1.59,碱化度(ESP)降幅在30%以上。施用脱硫石膏主要通过影响土壤水溶性Na^+、Ca^(2+)、SO_4^(2-)、HCO_3^-含量来调节土壤含盐量;适量施用脱硫石膏可以显著降低土壤含盐量,最大降幅为1.81 g·kg^(-1),过量脱硫石膏带入土壤的盐分不能及时淋洗反而会导致土壤含盐量增加。脱硫石膏配施聚马来酸酐对降低土壤pH值、碱化度无显著影响,但在一定程度可以降低土壤含盐量。从改碱与降低含盐量两方面综合考虑,建议东北碱化土壤改良过程中添加脱硫石膏的质量配比以2%为基础进行调整。

关键词：脱硫石膏聚马来酸酐碱化土壤

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肥料增效剂对白菜农学效应的影响

北方园艺 2015年第14期 174-177页

作者：冯浩杰刘善江北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 山东农业大学资源与环境学院山东泰安271000

以"京夏王"白菜和肥料增效剂为试验材料,通过田间小区试验,研究了肥料增效剂分别在氮肥、磷肥不同施用量下对白菜产量、肥料利用率、品质的影响。结果表明:肥料增效剂可以大幅提高白菜产量,相同氮肥施用量条件下使用肥料增效剂可提高白... 详细信息

以"京夏王"白菜和肥料增效剂为试验材料,通过田间小区试验,研究了肥料增效剂分别在氮肥、磷肥不同施用量下对白菜产量、肥料利用率、品质的影响。结果表明:肥料增效剂可以大幅提高白菜产量,相同氮肥施用量条件下使用肥料增效剂可提高白菜产量11.99%,相同磷肥施用量条件下使用肥料增效剂可提高白菜产量7.40%;肥料增效剂能明显提高氮、磷肥料利用率,氮肥利用率提升12.38%,磷肥利用率提升5.34%;肥料增效剂可降低白菜硝态氮含量,使白菜品质得到一定提升。

关键词：肥料增效剂白菜产量肥料利用率品质

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柴油机燃用铁基FBC燃油的微粒排放特性

浙江大学学报（工学版） 2017年第10期51卷 1981-1987页

作者：王玉梅孙平冯浩杰刘军恒嵇乾江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

制备Fe100、Fe200、Fe300和Fe400铁基FBC燃油.在发动机台架上,分别采用AVL415S烟度计、多阶微孔均匀沉积冲积器(MOUDI)和发动机颗粒粒径谱仪(EEPS),研究柴油机颗粒物排放性能;运用高分辨率透射电镜(HRTEM),分析颗粒物的微观结构特征.结... 详细信息

制备Fe100、Fe200、Fe300和Fe400铁基FBC燃油.在发动机台架上,分别采用AVL415S烟度计、多阶微孔均匀沉积冲积器(MOUDI)和发动机颗粒粒径谱仪(EEPS),研究柴油机颗粒物排放性能;运用高分辨率透射电镜(HRTEM),分析颗粒物的微观结构特征.结果表明,在额定工况下,FBC燃油滤纸烟度相对于纯柴油有不同程度的降低;Fe300颗粒总质量浓度排放下降,整体粒径向积聚态偏移,粒子数密度分布向核模态偏移,核模态粒子数密度上升,数量中位直径减小;Fe300的颗粒群主要以团簇状的结构为主,分布更杂乱;颗粒的分形维数减小,颗粒间的团聚黏结程度减弱,排列结构更疏松;Fe300颗粒中基本碳粒子的层面间距、微晶曲率增大,微晶尺寸减小,颗粒的石墨化程度减弱.

关键词：柴油机颗粒排放粒径分布微观结构分形维数