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软件定义网络中的动态负载均衡与节能机制

计算机学报 2020年第10期43卷 1969-1982页

作者：鲁垚光王兴伟李福亮黄敏东北大学计算机科学与工程学院东北大学信息科学与工程学院

软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)作为一种新型的网络范式,解决了网络协议臃肿、网络创新困难等问题,但仍面临着诸多挑战如负载均衡与节能.为了应对这一挑战,本文设计了一种动态机制用以解决SDN面临的负载均衡与节能问题... 详细信息

软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)作为一种新型的网络范式,解决了网络协议臃肿、网络创新困难等问题,但仍面临着诸多挑战如负载均衡与节能.为了应对这一挑战,本文设计了一种动态机制用以解决SDN面临的负载均衡与节能问题.首先,本文提出SDN负载均衡与节能机制的框架.整个框架分为流量监测机制、路由和流调度机制、OpenFlow协议部分和基础设施部分.其中,流量监测机制负责监控网络近似实时的状态,实现数据流级别的流量测量;路由和流调度机制负责在对即将休眠或可能出现拥塞的链路进行流调度;OpenFlow协议负责控制平面和数据平面之间的交互;基础设施部分在转发数据的同时负责数据流路径快速地安装和更新.其次,本文设计了一种基于网络整体流量和数据流速率变化的动态轮询算法,实现了以较小的开销获得流级别的流量测量.然后,本文提出一种基于链路偏好的随机路由算法和两种流调度算法以实现SDN的动态负载均衡与节能.在路由算法中,本文综合负载均衡与节能两个因素,将链路利用率映射为链路的偏好,根据链路的偏好对链路上的流量进行调控,进而使得数据流在路由阶段就能实现负载均衡与节能.这种映射关系随着网络的流量以及链路的利用率动态变化,体现了路由机制良好的动态性.此外,两种流调度算法实现对网络中拥塞链路和空闲链路的流调度,进而达到均衡网络负载和节能的目的.最后,基于Ryu控制器和Mininet平台对SDN中的动态负载均衡与节能机制进行了仿真实验.实验结果表明,本文设计的机制在实现负载均衡的同时最高可节能25%左右,并且在链路平均利用率和能效等多个指标上,明显优于对比机制.

关键词：负载均衡节能软件定义网络链路偏好流调度

带有上行数据帧聚合的光无线融合接入网络节能机制

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电子与信息学报 2018年第3期40卷 690-696页

作者：吴大鹏吴光锴王汝言重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆高校市级光通信与网络重点实验室重庆400065

光无线融合接入网存在光网络单元利用率低,数据传输过程中控制开销较大的问题。该文提出一种带有上行数据帧聚合的节能机制,建立M/G/1模型分析数据帧在无线域节点及光域节点的队列时延,结合不同优先级业务的最大容忍时延,推导各优先级... 详细信息

光无线融合接入网存在光网络单元利用率低,数据传输过程中控制开销较大的问题。该文提出一种带有上行数据帧聚合的节能机制,建立M/G/1模型分析数据帧在无线域节点及光域节点的队列时延,结合不同优先级业务的最大容忍时延,推导各优先级聚合帧在不同网络状态下的最佳长度,进而根据所得到的最佳帧长对光域节点进行休眠调度,在保障业务时延的前提下,尽可能地延长节点休眠时间长度,提高网络能量效率。仿真结果表明,所提方法在有效降低整个网络能耗的同时能够保证业务的时延性能。

关键词：光无线融合接入网络帧聚合节能节点休眠

基于分布式蓄热的热电联产供热系统节能优化研究

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太原理工大学学报 2024年

作者：石冰斓程远达尹富强王玺郭霖张海云段鹏飞太原市热力集团有限责任公司山西建筑工程集团有限公司太原理工大学土木工程学院

为缓解热电联产机组“以电定热”运行模式导致集中供热系统末端用户用热供需不匹配、热舒适性下降等问题，本文以太原市某供热系统为研究对象，探究了热电联产系统耦合蓄热装置对建筑供需热平衡、热舒适性、环境和经济效益等方面的影响... 详细信息

为缓解热电联产机组“以电定热”运行模式导致集中供热系统末端用户用热供需不匹配、热舒适性下降等问题，本文以太原市某供热系统为研究对象，探究了热电联产系统耦合蓄热装置对建筑供需热平衡、热舒适性、环境和经济效益等方面的影响，并讨论不同类型建筑的蓄热特性。结果表明：2天典型日内蓄热装置最大蓄热量为41.93 GJ；最大蓄热供热量为18.43 MW·h，可减少2071.55 m3燃气耗量，一次能源节约率达52.23%，减排率为47.10%，能节省42.19%的运行费用；室温不满意占比和相对偏差最大降低61.54%和25.23%；典型日供热量过高时，对一次网进行质调节，降低供热量使蓄热量减小29.54%，放热量增大41.70%，减少能源浪费的同时提高室内热环境的舒适性。最后将不同类型建筑匹配不同热力站供热，使蓄热装置在热电联产供热系统中的利用效率更高。

关键词：热电联产蓄热节能热舒适

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煤矿物联网灾后重构网络自组织节能分簇协议

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第10期48卷 7-13页

作者：吴韬杨维王一芃北京交通大学电子信息工程学院北京100044

针对灾后煤矿井下物联网传感节点能量难以及时补充的情况,提出一种基于两阶段簇头选举的节能分簇路由协议.该协议在初始簇头选举阶段,通过引入节点能量因子筛选出能量水平高于网络平均能量的节点作为候补簇头节点;根据相邻节点连通情况... 详细信息

针对灾后煤矿井下物联网传感节点能量难以及时补充的情况,提出一种基于两阶段簇头选举的节能分簇路由协议.该协议在初始簇头选举阶段,通过引入节点能量因子筛选出能量水平高于网络平均能量的节点作为候补簇头节点;根据相邻节点连通情况引入连通因子,基于能量因子与连通因子设计了灾后重构网络的选举概率函数,通过选举概率函数的计算进行簇头选举,形成初始分簇结构.在网络运行阶段,构建簇内选举簇头机制,通过周期性比较各簇簇头节点剩余能量和阈值能量的大小来决定是否更换簇头.仿真结果表明:采用该协议降低了煤矿物联重构网络的整体能耗,显著延长了重构网络的稳定周期,提升了重构网络的稳定性.

关键词：煤矿物联网重构节能分簇路由协议

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

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机床与液压 2023年第24期51卷 60-65页

作者：王笑王磊新疆工程学院新疆乌鲁木齐830023 石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足,提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量,实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行... 详细信息

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足,提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量,实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能,实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理,建立系统多学科联合仿真模型,分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明:双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性,速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比,双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著,蓄能器压力21 MPa和容积180 L时,重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积,双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。

关键词：液压挖掘机电动化势能回收利用节能

考虑线路长度、辅助功率、速度等级的市郊铁路列车节能运行方案研究

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铁道运输与经济 2023年第7期45卷 164-170页

作者：卓丛林杜玉亮唐蕾许文中中国铁道科学研究院集团有限公司北京纵横机电科技有限公司北京100094 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

随着我国一小时经济圈飞速发展,市郊轨道交通线路站间距更长、列车速度等级更高、列车辅助系统附属设备日益先进,列车能耗问题也更加突出。速度等级、线路长度、辅助功率等条件不同会导致列车整体能耗有所不同,因此,结合列车辅助功率、... 详细信息

随着我国一小时经济圈飞速发展,市郊轨道交通线路站间距更长、列车速度等级更高、列车辅助系统附属设备日益先进,列车能耗问题也更加突出。速度等级、线路长度、辅助功率等条件不同会导致列车整体能耗有所不同,因此,结合列车辅助功率、速度等级与线路长度,对不同列车在不同线路、不同速度等级的节能运行方案进行研究,设计适合不同线路条件、适合不同季节辅助功率条件的列车最佳运行速度。基于整车能耗构建数学模型,结合线路信息,分析线路长度、辅助功率、速度对列车能耗的影响,揭示速度等级、辅助功率之间的最佳匹配关系,经简化模型,分析计算,利用仿真软件运行数据论证了计算方法的有效性。相关结论可指导列车实际辅助功率的选取与列车上线运行限速。

关键词：线路辅助功率速度等级能耗节能

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巡航模式下地铁纵断面节能坡优化研究

都市快轨交通 2023年第3期36卷 82-90页

作者：聂涔杨冬营易思蓉王仲林刘德卫广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010 西南交通大学土木工程学院成都610031 高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031 四川蜀道新制式轨道集团有限责任公司成都610023

地铁列车运行常采用巡航模式来保证运营的安全、舒适和准点,而人工纵断面线形设计较难契合列车的巡航状态、不适应设计条件的多变,无法做到有效节能。以变坡点里程和高程为变量,以列车双向运行牵引能耗为目标建立纵断面线形节能优化模型... 详细信息

地铁列车运行常采用巡航模式来保证运营的安全、舒适和准点,而人工纵断面线形设计较难契合列车的巡航状态、不适应设计条件的多变,无法做到有效节能。以变坡点里程和高程为变量,以列车双向运行牵引能耗为目标建立纵断面线形节能优化模型,采用差分进化算法进行模型求解。优化策略包括初始方案搜索和整正两个阶段,初始方案搜索阶段依据区间长度假定适当多的变坡点进行优化,方案整正阶段将删除初始方案上坡度代数差极小的变坡点得到优化方案。优化结果表明:巡航模式下,节能坡坡度值越大,中间坡度越缓,列车双向能耗越小。灵敏性分析表明:惰行距离较长时,宜设置较长的节能坡;车站高差增大时,宜缩小低位车站节能坡的长度和坡度值,增长高位车站节能坡的长度。

关键词：地铁巡航模式纵断面线形节能线路优化

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集成工艺规划与车间调度的节能优化方法

制造业自动化 2023年第10期45卷 196-202页

作者：王成福曹刚宋李俊重庆理工大学管理学院重庆400054 重庆理工大学机械工程学院重庆400054

为了在柔性作业车间制造过程中实现节能优化,从工艺规划与车间调度集成的角度,提出了集成工艺规划与车间调度的节能优化方法,以降低作业车间的能耗。首先,提出了车间能耗计算方法,构建了以总能耗和完工时间最小的优化目标模型。其次,提... 详细信息

为了在柔性作业车间制造过程中实现节能优化,从工艺规划与车间调度集成的角度,提出了集成工艺规划与车间调度的节能优化方法,以降低作业车间的能耗。首先,提出了车间能耗计算方法,构建了以总能耗和完工时间最小的优化目标模型。其次,提出了一种改进的灰狼优化算法,采用一种四层编码方式,设计了新的种群更新方法,并引入交叉算子,对调度模型进行求解。最后,通过作业车间实例验证了上述模型的节能潜力及改进算法的可行性。

关键词：机器多转速工艺规划与车间调度集成节能改进灰狼优化算法

空调降温兔舍热回收通风设备的节能效果（英文）

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农业工程学报 2019年第5期35卷 197-202页

作者：刘鹏吴中红唐于寒安磊刘继军田见晖中国农业大学动物科技学院动物营养学国家重点实验室北京100193 昭通市畜牧兽医技术推广站昭通657000

为缓解中国南方湿热气候下夏季兔舍中降温与通风之间矛盾,一种改进的热回收通风设备应用于空调降温繁殖兔舍中,拟解决空调制冷运行能耗成本高的问题。在制冷空调运行阶段,室外气温在31～39℃时,兔舍内温度维持在22～27℃。选取两间均使... 详细信息

为缓解中国南方湿热气候下夏季兔舍中降温与通风之间矛盾,一种改进的热回收通风设备应用于空调降温繁殖兔舍中,拟解决空调制冷运行能耗成本高的问题。在制冷空调运行阶段,室外气温在31～39℃时,兔舍内温度维持在22～27℃。选取两间均使用空调降温的兔舍分别作为处理舍和对照舍,处理舍中使用热回收通风设备降低通风带来的能量损失,对照舍中没有通风。试验结果表明,相比于对照舍,处理舍中因为通风的原因,温度提高了1.4℃,但同时舍内的NH3和CO2浓度分别降低10%和21%。在整个炎热季节中,热回收的应用能够降低10.2%的空调能耗,热回收效率达到63.3%。试验中,当室内外温度差高于5.1℃时运行热回收通风才是经济的,在中国东南地区典型夏季气候下,一年有501 h满足节能运行的要求,每平米兔舍总计能够节约电量为4.6 kWh。此外,热回收设备的压降和管道系统的通风组织,是提高热回收通风效果的潜在重要因素。

关键词：降温空调节能热回收通风兔舍