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基于多元时序数据学习和Transformer模型的作业功耗预测方法研究

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基于多元时序数据学习和Transformer模型的作业功耗预测方法研究

作者：田学森齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着高性能计算(HPC)技术的飞速发展,其计算能力得到了显著提升,越来越多的用户开始将复杂的作业任务部署到超级计算平台上执行。通过多个计算节点并行处理任务,作业处理效率得到了显著的提高。然而,计算能力的增加同时伴也随着巨大的... 详细信息

随着高性能计算(HPC)技术的飞速发展,其计算能力得到了显著提升,越来越多的用户开始将复杂的作业任务部署到超级计算平台上执行。通过多个计算节点并行处理任务,作业处理效率得到了显著的提高。然而,计算能力的增加同时伴也随着巨大的能源消耗问题,这不仅增加了数据中心的运营成本,而且对生态环境的保护以及国家节能减排政策的实施构成了重大挑战。但由于作业类型的多样性和环境的不断变化,传统的功耗预测模型往往难以适应快速变动的条件,导致预测精度下降。针对上述问题,本文首先对部署在“山河”超算平台集群上的作业进行全面分析,进而提出一种新的预测算法和框架。旨在通过精准预测功耗,为平台提供有效的能耗降低策略。本文研究内容如下:(1)本文从用户角度、作业角度及节点角度对功耗数据进行了全面分析,并探讨了功耗数据与性能指标之间的相关性。本文利用国家超级计算济南中心生产级集群的真实数据,深入分析了功耗模式,为精确预测功耗建模提供了坚实的基础。此外,本文分析结果为平台能耗管理与优化提供了科学依据和指导建议。(2)针对现有方法在作业功耗预测方面存在不足,本文提出一种基于Transformer的时间-变量注意力的预测模型。该模型通过分块处理降低了时间复杂度以及提高了信息捕捉能力。使用时间-变量注意力可以有效捕捉上下文信息以及多元功耗时序变量间的内隐关系。通过与多个基线模型的对比测试,验证了DT-TVF模型的有效性。(3)在实际的高性能计算(HPC)环境中,作业多样性与环境的动态变化往往使得特定模型难以准确预测各类作业的功耗。针对这一挑战,本文提出了一个融合作业相似度匹配与增量更新的预测框架。该框架的相似度匹配模块能够有效地将目标作业归类到相似度较高的类别中。同时,增量更新模块使得预测方法能够快速适应数据的动态变化。此外,在增量更新模块中加入了更新时机判定机制,利用动态统计建模技术,有效地实现了模型更新时机的动态选择,在提高预测精准性的同时减少了模型更新频率,降低了模型的时间复杂度。这些模块的协同工作确保了该框架在功耗预测上的精准性与高效性。

关键词：多元时序数据 Transformer 功耗预测超算平台作业

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寒区隧道施工期空气幕保温系统现场试验研究

铁道建筑 2024年第2期64卷 94-97页

作者：田学志中铁十九局集团第六工程有限公司江苏无锡214028

当隧道内气温低于5℃时,混凝土的硬化速度会减缓,进而影响工程质量。本文以京兰高速铁路(北京—兰州)在建尚山隧道工程为依托,首先通过现场试验对比了搭建防寒门、搭建防寒门+生炉子和搭建空气幕保温系统三种措施下洞内浇筑混凝土处气... 详细信息

当隧道内气温低于5℃时,混凝土的硬化速度会减缓,进而影响工程质量。本文以京兰高速铁路(北京—兰州)在建尚山隧道工程为依托,首先通过现场试验对比了搭建防寒门、搭建防寒门+生炉子和搭建空气幕保温系统三种措施下洞内浇筑混凝土处气温的变化情况,然后通过数值模拟分析风幕机的射流风速、射流温度对洞内浇筑混凝土处气温的影响。结果表明:搭建防寒门保温时洞口风速3.21 m/s、气温-12.68℃条件下洞内浇筑混凝土处气温开始降至5℃以下,搭建防寒门+生炉子保温时洞口风速5.36 m/s、气温-19.13℃条件下洞内浇筑混凝土处气温开始降至5℃以下,均须联合采用其他保温措施;洞口最大风速4.56 m/s、最低气温-15.83℃条件下,搭建空气幕保温系统后洞内浇筑混凝土处气温为7.36℃;适当增加风幕机的射流风速或增加射流温度均可以提高洞内气温,为了降低系统运行能耗,建议适当增加风幕机的射流风速。

关键词：寒区隧道混凝土硬化速度现场试验数值模拟施工期防寒门空气幕保温系统

基于Scontrol的PVC输泵混料DCS控制系统设计

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化工自动化及仪表 2002年第4期29卷 87-88页

作者：卢卫胜申屠久洪田学中浙大中控技术有限公司浙江杭州310012 四川省德阳市化工设计院四川德阳618500

介绍SUPCONJX 30 0XDCS的编译语言Scontrol在PVC输泵混料控制中的实际应用。

关键词： Scontrol语言 PVC 输泵混料 DCS 控制系统设计聚氯乙烯

SIMATIC 可编程控制器在 20000kVA 电石炉上的应用

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工业仪表与自动化装置 1998年第5期 41-46页

作者：田学中四川金路(集团)股份有限公司德阳市化工设计院

本文较详尽地介绍了ＳＩＭＡＴＩＣ－Ｓ７－３００系列可编程控制器在２００００ｋＶＡ电石炉上的应用情况，给出了系统组成及程序梯形图，以及在设计中的注意事项。

关键词：电石炉电极可编程控制器系统组成原理图

基于特征对比学习和图卷积的社交网络用户分类

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计算机工程 2024年第4期50卷 258-266页

作者：李政学李枝名彭德中陈杰四川大学计算机学院四川成都610065

社交网络用户分类旨在通过用户属性和社交关系确定用户的兴趣爱好,可通过图类数据的节点分类实现。多数基于图卷积神经网络(GCN)的节点分类方法仅能处理高同质率数据集,但社交网络数据集通常具有较高的异质率。针对社交网络数据集同质... 详细信息

社交网络用户分类旨在通过用户属性和社交关系确定用户的兴趣爱好,可通过图类数据的节点分类实现。多数基于图卷积神经网络(GCN)的节点分类方法仅能处理高同质率数据集,但社交网络数据集通常具有较高的异质率。针对社交网络数据集同质率较低的问题,提出一种基于特征对比学习的图卷积神经网络(CLGCN)模型。通过预训练的组合标签构造相似性矩阵,根据相似性矩阵进行图卷积。利用特征对比学习分别定义类别相同和不同的邻居节点对为正负样本对,最小化特征对比的损失函数,使同类节点对的特征表达相似性更高及异类节点对的特征表达可区分性更强。实验结果表明,CLGCN模型在3个低同质率社交网络数据集上的节点分类准确率分别达到93.5%、81.4%和67.9%,均高于对比模型。

关键词：社交网络对比学习同质率图卷积神经网络节点分类

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酚类化合物在猪脂肪沉积中的作用

生物工程学报 2024年第5期40卷 1486-1497页

作者：王亚鑫田学凯杨公社于太永西北农林科技大学动物科技学院、陕西省动物遗传育种与繁殖重点实验室、动物脂肪沉积与肌肉发育实验室陕西杨凌712100

脂肪沉积的数量和部位是影响猪肉品质的重要因素。近年来的研究表明,天然成分在降低皮下和内脏脂肪沉积、提高肌内脂肪沉积方面具有重要作用。并且,天然产物具有绿色、安全、无添加和无残留等优势。而从水果、蔬菜以及草本类植物中提取... 详细信息

脂肪沉积的数量和部位是影响猪肉品质的重要因素。近年来的研究表明,天然成分在降低皮下和内脏脂肪沉积、提高肌内脂肪沉积方面具有重要作用。并且,天然产物具有绿色、安全、无添加和无残留等优势。而从水果、蔬菜以及草本类植物中提取的酚类化合物是天然成分中的重要一员。本文对酚类化合物在猪脂肪沉积中的作用研究进行了综述,可为利用酚类化合物调控脂肪沉积,改善猪肉品质提供借鉴和参考。

关键词：酚类化合物猪脂肪沉积肉品质