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基于图强化学习的多边缘协同负载均衡方法

计算机科学 2024年

作者：郑龙海肖博怀姚泽玮陈星莫毓昌福州大学计算机与大数据学院大数据智能教育部工程研究中心福建省网络计算与智能信息处理重点实验室华侨大学计算科学福建省高校重点实验室

在移动边缘计算中，设备通过将计算密集型任务卸载到附近边缘服务器，可以有效减少应用程序的延迟和能耗。为了提高服务质量，边缘服务器之间需要协作而非单独工作。针对多边缘协作的负载均衡问题，现有的策略往往依赖于精确的数学模型... 详细信息

在移动边缘计算中，设备通过将计算密集型任务卸载到附近边缘服务器，可以有效减少应用程序的延迟和能耗。为了提高服务质量，边缘服务器之间需要协作而非单独工作。针对多边缘协作的负载均衡问题，现有的策略往往依赖于精确的数学模型或者缺乏对边缘拓扑关系的利用。为了解决这个问题，本文提出了一种基于图强化学习的卸载决策方法。首先将多边缘协作的负载均衡场景抽象为图数据，然后采用基于图卷积神经网络的图嵌入过程提取图的信息特征，以辅助深度Q网络进行卸载决策，最后通过集中反馈控制机制找到目标负载均衡方案。多个场景下进行仿真实验，结果验证了所提方法在缩短任务平均响应时延方面的有效性，并且可以在短时间内得到优于对比算法且接近理想方案的负载均衡效果。

关键词：多边缘协作负载均衡任务卸载图神经网络深度强化学习

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时空数据驱动的智能家居服务管控方法

集成技术 2024年第4期13卷 16-29页

作者：陈佳雯陈金荣陈星莫毓昌福州大学计算机与大数据学院福州350116 大数据智能教育部工程研究中心福州350002 福州大学福建省网络计算与智能信息处理重点实验室福州350116 华侨大学数学科学学院计算科学福建省高校重点实验室泉州362021

针对目前智能家居服务管控技术存在的标准缺失和用户需求多样化问题,作者提出一种时空数据驱动的智能家居服务管控方法。该方法包括构建智能家居时序知识图谱和基于联邦学习的智能家居服务管控方法。通过记录智能家居场景中概念实例的状... 详细信息

针对目前智能家居服务管控技术存在的标准缺失和用户需求多样化问题,作者提出一种时空数据驱动的智能家居服务管控方法。该方法包括构建智能家居时序知识图谱和基于联邦学习的智能家居服务管控方法。通过记录智能家居场景中概念实例的状态,时序知识图谱提供了环境变化和服务状态的时序数据支持。通过联邦学习算法,结合不同家庭的模型参数,该方法可更新个性化模型和预测智能家居服务状态。实验结果表明,该方法可有效管控智能家居设备,并可准确满足用户需求,具有高准确度和较快的收敛速度。

关键词：智能家居知识图谱运行时模型联邦学习物联网

基于DWT-CNN-LSTM的超短期光伏发电功率预测

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郑州大学学报（理学版） 2022年第4期54卷 86-94页

作者：刘旭丽莫毓昌吴哲严珂华侨大学数学科学学院计算科学福建省高校重点实验室福建泉州362000 中国计量大学信息工程学院浙江杭州310000

太阳能是未来清洁能源的关键,由于各种气象因素的影响,光伏发电通常不稳定。准确预测光伏发电功率的方法已成为解决光伏发电规划和建模问题的重要工具,可以减轻电力系统的负面影响,提高系统的稳定性。提出了一种基于离散小波变换(discre... 详细信息

太阳能是未来清洁能源的关键,由于各种气象因素的影响,光伏发电通常不稳定。准确预测光伏发电功率的方法已成为解决光伏发电规划和建模问题的重要工具,可以减轻电力系统的负面影响,提高系统的稳定性。提出了一种基于离散小波变换(discrete wavelet transform,DWT)、卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的新型域融合深度模型(DWT-CNN-LSTM),以准确地完成预测。提出的模型具有两个通道:原始通道和DWT通道。CNN分别从原始通道和DWT通道提取时域和频域特征,LSTM则用以挖掘具有长期依赖性的特征,从而形成具有长期依赖性的时域和频域的融合特征,可用于功率预测。

关键词：光伏发电超短期预测小波分解卷积神经网络长短期记忆神经网络

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冗余可修系统的可靠性分析

浙江大学学报（工学版） 2013年第4期47卷 644-649页

作者：潘竹生莫毓昌浙江师范大学数理与信息工程学院浙江金华321004

针对冗余可修系统这一类广泛配置于各种关键应用中的高可靠系统,定义简单的冗余可修系统可靠性描述模型———冗余可修门.该模型能够有效地集成于动态故障树分析工具中,用以刻画冗余可修系统的可靠性行为,基于离散事件仿真方法给出通用... 详细信息

针对冗余可修系统这一类广泛配置于各种关键应用中的高可靠系统,定义简单的冗余可修系统可靠性描述模型———冗余可修门.该模型能够有效地集成于动态故障树分析工具中,用以刻画冗余可修系统的可靠性行为,基于离散事件仿真方法给出通用的冗余可修门可靠性模拟方法.基于随机过程理论,证明了共享维修系统状态演变对应的随机过程是马尔科夫再生过程,推导了有效的可靠性分析公式.基于系统的同构性和负指数分布的无记忆性,证明了独立维修系统的失效转移性质,结合马尔科夫再生过程理论推导了有效的可靠性分析公式.通过实例说明了给出的冗余可修系统可靠性分析方法的具体应用.

关键词：冗余系统可修系统可靠性分析动态故障树随机过程

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基于泛洪的可靠广播算法分析

哈尔滨工业大学学报 2006年第3期38卷 331-333页

作者：莫毓昌崔刚哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

由于非一致性可靠广播问题的普遍性,针对该问题已经形成了很多算法,其中最重要的是T.D.Chandra和S.Toueg提出的基于泛洪的可靠广播算法.对该算法的分析,已有的文献或者忽略,或者只是基于简短的自然语言分析.为了深入理解上述算法,对其... 详细信息

由于非一致性可靠广播问题的普遍性,针对该问题已经形成了很多算法,其中最重要的是T.D.Chandra和S.Toueg提出的基于泛洪的可靠广播算法.对该算法的分析,已有的文献或者忽略,或者只是基于简短的自然语言分析.为了深入理解上述算法,对其活动性和安全性进行了严格的分析和证明.在系统模型为Fail-S ilent进程和全互联,可靠的通讯子系统的条件下,首先分析了算法的执行逻辑和执行状态.在对算法的活动性分析中得出的结论:允许故障的条件下会出现接收员进程终止于状态S’0的情况.在对算法的安全性分析中得出的结论:系统中如果存在一个进程终止在SN状态,其他所有进程或者终止在SF状态或者终止在SN状态.

关键词：可靠广播泛洪广播安全性分析活动性分析

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故障树随机生成及变量排序

浙江大学学报（工学版） 2011年第9期45卷 1539-1543页

作者：莫毓昌杨全胜浙江师范大学数理信息学院浙江金华321004 东南大学计算机科学与工程学院江苏南京210096

针对故障树分析方法性能评价研究中存在的测试基准规模和多样性问题,基于故障树样本随机生成的思想,确定了故障树6个主要结构特征,并依据这些结构特征给出了自顶向下地生成算法,包括随机树骨架生成算法和随机重复度叶子序列生成算法.通... 详细信息

针对故障树分析方法性能评价研究中存在的测试基准规模和多样性问题,基于故障树样本随机生成的思想,确定了故障树6个主要结构特征,并依据这些结构特征给出了自顶向下地生成算法,包括随机树骨架生成算法和随机重复度叶子序列生成算法.通过变量排序策略性能评价给出了测试基准的示范应用.性能评价表明:深度策略(DEEP)性能远优于广度策略(WIDE);WIDE策略的优越性依赖于重复叶子节点数量;改进带权值深度策略(WDEEP)是DEEP策略的互补策略并不能够代替DEEP策略.

关键词：故障树测试基准变量排序二进制决策图

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面向容错COTS服务器的PB机制研究

哈尔滨工业大学学报 2006年第10期38卷 1617-1621页

作者：莫毓昌崔刚曲峰哈尔滨工业大学计算机科学与技术系哈尔滨150001

采用自顶向下的思想对利用PB机制构造容错COTS服务器进行了系统性的研究.首先基于实际研究开发工作给出了容错COTS服务器的系统模型,然后在该系统模型基础上设计了的通用PB机制,最后设计和分析了PB机制的四个核心算法:分布式故障诊断算... 详细信息

采用自顶向下的思想对利用PB机制构造容错COTS服务器进行了系统性的研究.首先基于实际研究开发工作给出了容错COTS服务器的系统模型,然后在该系统模型基础上设计了的通用PB机制,最后设计和分析了PB机制的四个核心算法:分布式故障诊断算法、分布式选举算法、分布式一致性控制算法和客户端/服务器协同算法.

关键词：容错COTS服务器 Primary-Backups机制算法分析和设计

基于马尔科夫再生过程分析阶段任务系统的可靠性(英文)

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宇航学报 2006年第6期27卷 1335-1340,1364页

作者：莫毓昌杨孝宗刘宏伟哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

分析阶段任务系统(PMS)的可靠性是一项重要的工作。为了方便分析大部分已有的分析方法都假设阶段持续时间是确定的或者阶段内过程是齐次马尔科夫过程,这些方法不能够分析实际存在的大量一般的PMS。为此本文研究具有随机分布的阶段持续... 详细信息

分析阶段任务系统(PMS)的可靠性是一项重要的工作。为了方便分析大部分已有的分析方法都假设阶段持续时间是确定的或者阶段内过程是齐次马尔科夫过程,这些方法不能够分析实际存在的大量一般的PMS。为此本文研究具有随机分布的阶段持续时间和阶段内过程是马尔科夫再生过程(MRGP)的一般PMS的可靠性分析。由于引入MRGP,一般PMS的阶段内活动可以是指数,确定或者其他一般分布。本文首先给出了一个实际有效的5元组模型框架来刻画该类PMS的动态行为,然后利用已有的MRGP分析方法,说明了阶段内条件瞬时状态占有概率矩阵的计算方法。为了避免为整个PMS构造一个巨大的MRGP,在假设阶段边界允许记忆丢失的条件下,本文给出了一个系统可靠性的有效计算方法,该计算方法是两步的分治方法,首先对每个阶段内的MRGP进行分析,然后利用分析结果通过矩阵乘获得系统的可靠度。通过本文给出的方法可以有效的分析一般PMS的可靠性。

关键词：阶段任务系统(PMS) 可靠性分析马尔科夫再生过程(MRGP)

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动态多阶段系统模块化分析(英文)

Journal of Southeast University(English Edition) 2009年第3期25卷 316-319页

作者：莫毓昌杨全胜东南大学计算机科学与工程学院南京211189 浙江师范大学数理信息学院金华321004

针对Markov方法在动态多阶段系统模块化分析中的状态爆炸问题,给出了一种新的动态模块化方法.该方法首先从充分利用动态多阶段系统所包含的静态特性的角度出发,利用集合并操作将阶段故障树的动态模块构造成跨阶段的动态模块.然后,利用... 详细信息

针对Markov方法在动态多阶段系统模块化分析中的状态爆炸问题,给出了一种新的动态模块化方法.该方法首先从充分利用动态多阶段系统所包含的静态特性的角度出发,利用集合并操作将阶段故障树的动态模块构造成跨阶段的动态模块.然后,利用变量排序和BDD操作生成模块化MPS对应的系统BDD.针对系统BDD中各种节点连结关系,推导出BDD节点事件概率计算公式,从而计算出动态多阶段系统的可靠度.最后,通过实例说明了动态模块化方法在Markov状态空间和系统BDD尺度均减少时的优越性.

关键词：二进制决策图动态故障树马尔科夫链模块化分析