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面向纠删码存储的分布式系统一致性算法研究与实现

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面向纠删码存储的分布式系统一致性算法研究与实现

作者：徐明威北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,随着互联网时代的快速发展,用户数据的激增给存储技术带来了极大的挑战。在这些数据中,大部分是不常被访问,它们被称为冷数据。冷数据的存储对系统的读性能要求不高,所以通常使用特殊的低成本设备和纠删码数据容错技术进行存储... 详细信息

近年来,随着互联网时代的快速发展,用户数据的激增给存储技术带来了极大的挑战。在这些数据中,大部分是不常被访问,它们被称为冷数据。冷数据的存储对系统的读性能要求不高,所以通常使用特殊的低成本设备和纠删码数据容错技术进行存储。然而,目前存储冷数据的方法有的过程繁琐、效率不高,有的则存在一致性问题。因此本文设计了一种冷数据的存储算法,这种算法能够为冷数据存储提供更高的存储效率和一致性保障。冷数据存储往往采用纠删码冗余机制,因为它是一种低存储开销的容错机制。所以本文研究的算法也是基于纠删码数据存储的。传统的纠删码数据存储方式有两种:异步或者同步。对于同步存储方式,数据在写入时就被编码成纠删码片段,只有在这些编码片段都被存储后,本次写入才成功。这种方式在可用性方面表现较差,因为任何失败都会干扰它的写入过程。对于异步存储方式,系统需要先将数据以多副本的形式存储在集群中,然后在异步完成纠删码的编码过程并删除副本形式的数据,这种存储过程会带来不必要的磁盘IO和网络流量开销。一些基于Paxos和Raft的共识算法如RS-Paxos和CRaft可以解决上述问题。然而,RS-Paxos无法达到与Paxos相同的容错能力。CRaft无法实现最低的存储和网络开销。因此,为更好地解决同步和异步方式存在的问题,本文研究并实现了可用于冷数据存储的分布式系统一致性算法ECRaft,该算法基于Raft,它也可以达到与Raft同样的容错能力。存储空间利用率可以达到纠删码存储系统能达到的最佳水平。本文基于ECRaft构建了键值存储系统来评估其性能。与使用完整条目复制的CRaft相比,ECRaft可以节省63%的存储空间,提高28.2%的写吞吐量,减少19%的写延迟。为了在实际系统中验证ECRaft的表现,本文还实现了基于ECRaft的分布式存储系统并提出了 Multi-ECRaft的架构。该系统分为客户端、元数据管理端、存储端三个模块。通过实验证明采用ECRaft的系统在写吞吐、写时延和可用性上优于不使用它的冷存储系统。

关键词：共识算法纠删码存储系统同步容错

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遥操作机器人系统设计与柔顺放置策略研究

遥操作机器人系统设计与柔顺放置策略研究

作者：徐明威沈阳工业大学

学位级别：硕士

目前用遥操作机器人代替人在非结构化环境中进行作业已成为机器人的重要应用之一。当遥操作机器人进行搬运作业任务时,需要与环境不断进行交互,这会不可避免的产生接触力,传统的遥操作机器人无法很好的满足对从端机器人末端接触力的控... 详细信息

目前用遥操作机器人代替人在非结构化环境中进行作业已成为机器人的重要应用之一。当遥操作机器人进行搬运作业任务时,需要与环境不断进行交互,这会不可避免的产生接触力,传统的遥操作机器人无法很好的满足对从端机器人末端接触力的控制。因此,本文在研究遥操作机器人系统的基础上,提出一种基于导纳原理的遥操作机器人柔顺放置策略,实现遥操作机器人对物体的抓取以及柔顺放置作业,能够在保护易损坏/变形物体的同时提高遥操作机器人自身的安全性。论文主要完成工作如下:首先,通过对遥操作领域国内外相关文献的查阅和相关设备的调研,选择Phantom Omni设备作为遥操作系统的主端机器人,Reinovo六自由度机械臂作为遥操作系统的从端机器人,并建立基于改进D-H参数法的主从端机器人运动学模型。其次,根据主从端机器人的运动学模型,采用蒙特卡洛法对主从端机器人的工作空间进行计算,求解出主从端机器人的工作空间点云图。在对比主从端机器人工作空间的基础上,分析关节空间映射算法和笛卡尔空间映射算法的优缺点,提出一种可切换的双模式空间映射算法,并搭建遥操作实验平台进行实验验证。然后,对六维力传感器存在测量误差较大的问题进行解决。针对六维力传感器的混合噪声问题,采用基于Sage-Husa的自适应卡尔曼滤波算法对测量力/力矩数据进行降噪,经过实验证明了该算法能够有效降低混合噪声对测量精度带来的影响。针对六维力传感器存在“零点”以及末端重力干扰问题,利用机器人各坐标间的变换矩阵和最小二乘法推导出一种重力补偿算法,通过实验验证,证明重力补偿算法是可行的、有效的。最后,针对传统的遥操作机器人放置作业时无法对从端机器人末端接触力进行控制的问题,提出了基于导纳原理的遥操作机器人柔顺放置策略,将真实接触力与期望接触力之差作为导纳控制的输入,实现从端机器人的主动柔顺控制。完成了遥操作机器人对物体的抓取与柔顺放置实验,实验结果表明了基于导纳原理的遥操作机器人柔顺放置技术可以有效降低物体与放置平台的接触力。

关键词：遥操作工作空间映射卡尔曼滤波六维力传感器导纳控制

新发展格局下“一核一带一区”经济高质量发展差异分析

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商业经济研究 2023年第12期 185-188页

作者：张震徐明威徐佳慧刘文新中共广东省委党校经济学教研部广东广州510053 华南师范大学经济与管理学院广东广州510631 西北农林科技大学经济管理学院陕西杨凌712100

“一核一带一区”作为区域发展类型中的一种特殊组合,是为缩小区域发展差异、提升区域协调发展水平的重要尝试。本文通过构建“一核一带一区”经济高质量发展指数,分析2015-2020年“一核一带一区”及其内部区域经济高质量发展水平,研究... 详细信息

“一核一带一区”作为区域发展类型中的一种特殊组合,是为缩小区域发展差异、提升区域协调发展水平的重要尝试。本文通过构建“一核一带一区”经济高质量发展指数,分析2015-2020年“一核一带一区”及其内部区域经济高质量发展水平,研究结果显示:“一核一带一区”经济高质量发展总体水平呈上升趋势,“一核”“一带”“一区”经济高质量发展水平梯度特征显著。此外,“一核”“一带”“一区”的21个地市经济高质量发展水平在各自区域内逐渐形成相对稳定的三种类型。因此,全面深入推动“一核一带一区”经济高质量发展,应因地制宜施策,积极探索差异化的错位发展路径,充分发挥区域战略的协同综合效应。

关键词：新发展格局区域经济高质量发展 “一核一带一区” 差异分析

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遥操作中的变增益控制及抖动抑制研究

机床与液压 2023年第16期51卷 25-29,36页

作者：张博台立钢张禹王永志徐明威沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳110870

遥操作的工作性能很大程度上取决于操作者的操作技巧、操作状态等因素。为抑制由操作者误操作、生理震颤等非均匀牵引运动导致的从手端抖动、主从轨迹跟踪误差变大,提出一种支持低通滤波及人工神经网络的遥操作控制策略。根据人体抖动... 详细信息

遥操作的工作性能很大程度上取决于操作者的操作技巧、操作状态等因素。为抑制由操作者误操作、生理震颤等非均匀牵引运动导致的从手端抖动、主从轨迹跟踪误差变大,提出一种支持低通滤波及人工神经网络的遥操作控制策略。根据人体抖动信号的频段分布,采用低通滤波器将操作者生理震颤产生的抖动信号滤除;根据非均匀运动时操作信号的变化特征与主从运动增益比例的映射关系,采用人工神经网络实现变增益控制以降低主从轨迹跟踪误差。最后,通过实验验证支持低通滤波及人工神经网络的遥操作方案在总体上提高了遥操作机器人的工作质量。

关键词：遥操作非均匀牵引运动变增益控制低通滤波

新发展格局下区域工业韧性评价及障碍因子分析——以珠三角为例

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新经济 2023年第7期 156-168页

作者：徐明威林先扬中共广东省委党校中共广东省委党校决策咨询部

以珠三角为研究对象,从抵抗力、恢复力、重塑力、创新力四个维度选取40个指标构建工业韧性综合评价指标体系,并用熵值法和障碍因子诊断法对2011—2021年珠三角工业综合韧性、分项韧性以及阻碍韧性提升的障碍因子进行分析研究。结果表明:... 详细信息

以珠三角为研究对象,从抵抗力、恢复力、重塑力、创新力四个维度选取40个指标构建工业韧性综合评价指标体系,并用熵值法和障碍因子诊断法对2011—2021年珠三角工业综合韧性、分项韧性以及阻碍韧性提升的障碍因子进行分析研究。结果表明:2011—2021年珠三角工业韧性总体呈平稳上升趋势,但存在区域差异,呈现以广州、深圳为引领,东莞、佛山次之,惠州、珠海、中山、江门和肇庆紧随其后的工业韧性格局。从分项韧性来看,创新力维度对珠三角工业韧性提升贡献最大。此外,从障碍度来看,创新力维度和恢复力维度是制约珠三角工业韧性的关键因素。据此,珠三角未来应从提高珠三角一体化水平、加大科技创新投入和基础设施建设力度等方面增强工业韧性。

关键词：珠三角工业韧性熵值法障碍因子诊断法

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区域生态保护与经济高质量发展耦合交互关系研究——以广东北部生态发展区为例

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特区实践与理论 2023年第5期 98-106页

作者：徐明威林先扬林森中共广东省委党校中共广东省委党校决策咨询部

基于生态保护与经济高质量发展综合作用机制构建评价体系,运用耦合协调度模型、相对发展模型以及交互胁迫模型,以广东北部生态发展区为例探究分析区域生态保护与经济高质量发展耦合协调交互关系。研究结果表明:研究期间经济高质量发展... 详细信息

基于生态保护与经济高质量发展综合作用机制构建评价体系,运用耦合协调度模型、相对发展模型以及交互胁迫模型,以广东北部生态发展区为例探究分析区域生态保护与经济高质量发展耦合协调交互关系。研究结果表明:研究期间经济高质量发展指数显著高于生态保护指数且两者差距在逐年扩大;生态保护——经济高质量发展耦合协调度稳步提升,相对发展度波动下降,整体处于低稳态的拮抗阶段,各市呈现出一定的空间差异性;北部生态发展区生态保护和经济高质量发展之间存在交互胁迫关系,演变趋势符合双指数函数模型特征。未来,广东北部生态发展区应通过始终把生态保护和生态建设放在首位、构建现代产业体系、提高与“一核”“一带”的联通水平助力广东整体高质量发展。

关键词：广东北部生态发展区生态保护高质量发展耦合协调交互胁迫

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燃油车和纯电车混杂智能网联队列系统的节能与稳定控制

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汽车安全与节能学报 2024年第1期15卷 71-82页

作者：徐明诚徐利伟殷国栋董锋威东南大学机械工程学院南京211189

提出了一种燃油汽车和纯电动汽车混杂的异构智能网联队列系统节能策略与稳定控制方法。考虑了异质车辆动力学特征、通讯时滞和外界干扰等多重不利因素对队列稳定性的影响,建立了异质车辆队列非线性系统动力学模型和能耗模型;基于能耗成... 详细信息

提出了一种燃油汽车和纯电动汽车混杂的异构智能网联队列系统节能策略与稳定控制方法。考虑了异质车辆动力学特征、通讯时滞和外界干扰等多重不利因素对队列稳定性的影响,建立了异质车辆队列非线性系统动力学模型和能耗模型;基于能耗成本和后退动态规划方法,推导出了单车经济车速;依据所提出的节能型车间距策略,构建了状态跟踪误差系统;基于连续时间域分布式鲁棒控制方法,给出了在干扰和信息时滞下的队列系统稳定判据。对包含4辆跟随车的混杂队列系统进行仿真测试。结果表明:在保持队列系统稳定的前提下,4辆跟随车辆节能效果分别提高1.90%、1.25%、19.11%和12.22%。

关键词：燃油汽车纯电动汽车异构智能网联队列节能策略稳定性控制通讯时滞外界干扰分布式鲁棒控制

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经济转轨国家银行体系重构评述

经济评论 2006年第2期 91-94,112页

作者：赫国胜徐明威辽宁大学经济学院沈阳110036

经济转轨国家在向市场经济转轨过程中,对银行体系进行了重构。各国中央银行基本上脱胎于原国家主体银行,并以法律为依据建立,其对经济的调节逐渐由直接管制转向间接调控。在商业银行重构中,各国采用了康复式和新进入式两种模式。目前经... 详细信息

经济转轨国家在向市场经济转轨过程中,对银行体系进行了重构。各国中央银行基本上脱胎于原国家主体银行,并以法律为依据建立,其对经济的调节逐渐由直接管制转向间接调控。在商业银行重构中,各国采用了康复式和新进入式两种模式。目前经济转轨国家都已建立起了比较完善的二级银行体系,中央银行的独立性明显增强,商业银行的产权结构多元化,治理结构日趋完善,经营业绩有所提高。

关键词：转轨国家银行体系重构

新发展格局下广州都市圈经济高质量发展成效及对策分析

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商业经济 2022年第12期 11-14页

作者：张震徐明威张燕中共广东省委党校经济学教研部中共广东省委党校马克思主义学院广东广州510053

都市圈经济高质量发展作为区域经济高质量发展的一种类型,属于我国经济高质量发展的重要组成部分。通过以广州都市圈为研究对象分析其经济高质量发展的阶段性成效,提出未来持续平稳提升广州都市圈经济高质量发展水平,应合理协调系统内... 详细信息

都市圈经济高质量发展作为区域经济高质量发展的一种类型,属于我国经济高质量发展的重要组成部分。通过以广州都市圈为研究对象分析其经济高质量发展的阶段性成效,提出未来持续平稳提升广州都市圈经济高质量发展水平,应合理协调系统内部不同方面的协同发展关系、补足短板,同步推进创新、协调、绿色、开放和共享发展。

关键词：区域经济经济高质量发展广州都市圈区域差异