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基于工业以太网的列车通信网络实时性算法研究

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基于工业以太网的列车通信网络实时性算法研究

作者：戚小莎长春工业大学

学位级别：硕士

针对列车工业以太网在数据传输过程中实时性不高、链路利用率较低等问题,本文采用拓扑优化、实时调度及自适应退避方法来对网络时延及吞吐量等进行优化,提高了网络实时性及链路利用率。具体研究内容如下:首先,对列车通信网络以及工业以... 详细信息

针对列车工业以太网在数据传输过程中实时性不高、链路利用率较低等问题,本文采用拓扑优化、实时调度及自适应退避方法来对网络时延及吞吐量等进行优化,提高了网络实时性及链路利用率。具体研究内容如下:首先,对列车通信网络以及工业以太网的基本原理进行介绍,包括工业以太网网络通信系统的协议及其实时传输模型,介绍了现有的实时算法,确定了影响工业以太网网络性能的相关参数,为后续章节中的实时性算法优化奠定了理论基础。其次,提出一种基于网络拓扑优化的列车工业以太网实时性改进方法。根据国际工业以太网标准IEEE802.3及列车通信标准IEC61375确定约束条件及优化目标,按照基本流程通过对网络拓扑结构进行分析、建立列车节点并按要求连接后,得出相应的优化模型。通过与其他拓扑结构进行延时及链路负载的仿真对比,证明了所提方法的数据传输实时性的优越性及合理性。然后,提出一种基于自适应调度算法的列车工业以太网实时性优化算法。该方法在网络拓扑优化的基础上,提出多队列循环的设置方式,采用自适应优先级方式对队列循环进行调整。通过与其它现有调度算法进行数据传输周转周期以及带权周转周期的仿真对比,该算法能进一步改善工业以太网网络传输实时性能。最后,提出一种基于自适应退避算法的列车工业以太网实时性改进算法。为了弥补传统退避算法在碰撞冲突方面存在的缺陷,引入退避因子,计算得出最大退避时隙数。通过对退避因子的设定,能更快更好地找到最大退避时隙数。通过与传统退避算法进行仿真对比,表明该方法的时延更低,信道利用率更高,且网络总吞吐量也更高。本文通过优化列车工业以太网实时算法以提高其通信实时性,并为列车安全运行提供了保障,为工业以太网在其它高实时性通信应用场合推广应用打下了良好的理论基础。

关键词：工业以太网列车通信网络网络拓扑退避算法实时性

多层记忆增强生成对抗网络二次预测的视频异常检测方法

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应用科学学报 2023年第1期41卷 80-94页

作者：曾静李莹戚小莎吉根林南京师范大学计算机与电子信息学院/人工智能学院江苏南京210023 南京师范大学数学科学学院江苏南京210023

为了提高视频异常检测的准确率,提出了一种基于多层记忆增强生成对抗网络二次预测的视频异常检测方法。首先利用目标检测提取时空立方体,并将其输入自编码器中得到预测帧;其次将预测帧的表观特征和对应真实帧的光流特征进行融合,形成融... 详细信息

为了提高视频异常检测的准确率,提出了一种基于多层记忆增强生成对抗网络二次预测的视频异常检测方法。首先利用目标检测提取时空立方体,并将其输入自编码器中得到预测帧;其次将预测帧的表观特征和对应真实帧的光流特征进行融合,形成融合特征;最后利用多层记忆增强生成对抗网络二次预测未来帧,以便学习不同层次特征的正常模式并捕获上下文的语义信息。在UCSD Ped2和CUHK Avenue数据集上进行的实验结果表明:所提出的方法与其他视频异常检测方法相比,可有效提高视频异常检测的性能,使帧级别AUC分别达到99.57%和91.59%。

关键词：视频异常检测多层记忆增强生成对抗网络未来帧预测深度学习

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工业以太网自适应调度算法

长春工业大学学报 2020年第2期41卷 157-161页

作者：戚小莎王宏志胡黄水长春工业大学计算机科学与工程学院吉林长春130012

将先到先服务(FCFS)调度算法下的单循环队列改为具有不同优先级别的多循环队列,并进行了仿真验证。

关键词：工业以太网实时数据调度算法

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列车以太网拓扑结构

长春工业大学学报 2018年第5期39卷 494-498页

作者：赵航胡黄水戚小莎王宏志长春工业大学计算机科学与工程学院吉林长春130012

在OPNET平台下设计了总线型、环形和具有链路冗余的封闭环网三种网络拓扑结构,并对其网络通信时延、链路负载进行了比较分析。结果表明,具有链路冗余的封闭环网网络拓扑结构性能最优。

关键词：列车通信网络以太网拓扑结构通信时延

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双交叉注意力自编码器改进视频异常检测

南京师大学报（自然科学版） 2023年第1期46卷 110-119页

作者：戚小莎曾静吉根林南京师范大学数学科学学院江苏南京210023 南京师范大学计算机与电子信息/人工智能学院江苏南京210023

针对视频中包含的异常事件数量稀少,信息密集的特征容易被遗漏等问题,本文提出一种双交叉注意力自编码器的视频异常事件检测方法.首先预处理视频集,提取视频帧中表观和运动特征,然后设计双交叉注意力模块融入自编码器中,使特征图在自编... 详细信息

针对视频中包含的异常事件数量稀少,信息密集的特征容易被遗漏等问题,本文提出一种双交叉注意力自编码器的视频异常事件检测方法.首先预处理视频集,提取视频帧中表观和运动特征,然后设计双交叉注意力模块融入自编码器中,使特征图在自编码器中能够更好地关联全局特征.其次将提取后的特征放入各自的自编码器中学习正常行为,使含有正常事件的视频帧能被模型重构,含有异常事件的视频帧则无法被重构.最后通过检测模型得到各个视频帧的重构误差从而进行异常事件判定.该方法可以以局部特征关联全局特征的方式有效提高视频异常事件检测的准确率,通过在多个公开数据集中进行实验验证,证明该方法优于其他同类方法.

关键词：异常检测自编码器帧重构深度学习神经网络特征提取融合

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基于以太网子网的列车性能研究

长春工业大学学报 2018年第5期39卷 475-479页

作者：戚小莎王宏志王晓宇赵航胡黄水长春工业大学计算机科学与工程学院吉林长春130012

针对三种子网拓扑结构,从网络时延、网络负载以及吞吐量、链路使用率四个方面进行了对比研究。仿真研究表明,增加冗余可以满足列车以太网通信低时延、高实时性的需求,改善了吞吐量和链路使用率。

关键词：子网拓扑列车以太网

热处理工艺对激光熔覆316L温度场与应力场的影响规律

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中国机械工程 2024年第4期35卷 666-677页

作者：李燕乐潘忠涛戚小霞崔维强陈健李方义山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 中铁十四局集团有限公司济南250101

为研究不同热处理工艺对激光熔覆残余应力的调控作用,利用ANSYS有限元分析软件建立了热力耦合模型,对不同温度(22~900℃)的熔覆前预热处理、不同温度(200~1000℃)的熔覆后退火处理以及熔覆前后协同热处理条件下的激光熔覆316L不锈钢温... 详细信息

为研究不同热处理工艺对激光熔覆残余应力的调控作用,利用ANSYS有限元分析软件建立了热力耦合模型,对不同温度(22~900℃)的熔覆前预热处理、不同温度(200~1000℃)的熔覆后退火处理以及熔覆前后协同热处理条件下的激光熔覆316L不锈钢温度场和应力场进行了数值模拟。研究结果表明:预热对熔池温度影响最大,熔池温度随预热温度的增高而增高;退火处理对激光熔覆残余应力的改善效果最好,800℃退火处理可使残余应力减小约50%,其次是熔覆前后协同热处理,可使残余应力减小约35%,预热处理对激光熔覆残余应力有一定改善,其中预热500℃可使残余应力减小约20%。

关键词： 316L不锈钢激光熔覆热处理数值模拟残余应力

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核心素养下小学语文读写结合教学优化策略

核心素养下小学语文读写结合教学优化策略

2024年文化信息发展论坛

作者：戚青戚小倩山东省泰安市岱岳区下港镇下里小学山东省德州市德城区黄河涯镇实验小学

核心素养理念下,小学语文的学习更加注重学生综合能力的培养,而不仅是语言知识的运用。阅读与写作可以让学生语言与思维能力得到全面的培养,因此,在小学语文教学中,读写结合的教学方式,更能体现核心素养培养的要求。在小学语文教学中,... 详细信息

核心素养理念下,小学语文的学习更加注重学生综合能力的培养,而不仅是语言知识的运用。阅读与写作可以让学生语言与思维能力得到全面的培养,因此,在小学语文教学中,读写结合的教学方式,更能体现核心素养培养的要求。在小学语文教学中,教师应该在阅读中融合写作方法,在写作中进行阅读能力的培养,将阅读与写作融合为一体进行教学。以下通过分析读写结合教学的重要性,探讨阅读与写作的融合策略,使读写能够有机结合,从而使学生的语文素养得到培养。

关键词：核心素养小学语文读写结合教学优化

来源： cnki会议评论

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基于MAC层协议的自适应退避算法

吉林大学学报（理学版） 2020年第2期58卷 349-354页

作者：王宏志戚小莎胡黄水王晓宇长春工业大学计算机科学与工程学院长春130012

针对二进制指数退避算法传输时延较高、信道利用率和吞吐量较低等问题,提出一种基于MAC层协议的自适应退避算法。先对比系统延迟中值及数据包传输时间,得出退避因子的大小,从而使退避窗口据此动态变化,再由得到的最大退避时隙数建立多... 详细信息

针对二进制指数退避算法传输时延较高、信道利用率和吞吐量较低等问题,提出一种基于MAC层协议的自适应退避算法。先对比系统延迟中值及数据包传输时间,得出退避因子的大小,从而使退避窗口据此动态变化,再由得到的最大退避时隙数建立多冲突以太网通信网络模型。仿真实验结果表明,该算法相比于二进制指数退避算法在多冲突以太网场景中,传输时延较低,吞吐量和信道利用率均较高,从而提高了传输实时性。

关键词： MAC层以太网退避算法延迟