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工业互联网智能调度建模与方法研究综述

计算机集成制造系统 2022年第7期28卷 1966-1980页

作者：赖李媛君张霖任磊王凌北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 清华大学自动化系北京100084

工业互联网的建设关键在于云端和边缘端资源协同互补地对工业现场进行全面感知与连接。复杂制造过程的运行效率依赖于云端—边缘端—工业终端的多主体资源的联动控制,云边协同的计算任务与工业现场的制造任务的调度问题,成为决定工业互... 详细信息

工业互联网的建设关键在于云端和边缘端资源协同互补地对工业现场进行全面感知与连接。复杂制造过程的运行效率依赖于云端—边缘端—工业终端的多主体资源的联动控制,云边协同的计算任务与工业现场的制造任务的调度问题,成为决定工业互联网能否高效运行的核心。为此,梳理了近年工业互联网不同场景下计算任务与制造任务调度问题建模与优化方法研究现状,阐述了不同智能调度方法面临的挑战,探讨了未来工业互联网智能调度技术的发展需求和技术途径,为工业互联网环境下的离散制造过程增效提供新的思路。

关键词：智能调度工业互联网云边协同建模方法调度算法

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临近空间太阳能无人机能量调度策略

太阳能学报 2023年第2期44卷 288-297页

作者：李新芳曾国宏陈天牧北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京100044

针对临近空间太阳能无人机因表面太阳辐射不均匀及负荷不确定性导致的能源系统容量无法充分利用的问题,提出一种实时能量优化调度策略,旨在最小化每个光储模块在24 h周期末电量差值、太阳落山时刻最大限度地储存能量,通过构建调度模型... 详细信息

针对临近空间太阳能无人机因表面太阳辐射不均匀及负荷不确定性导致的能源系统容量无法充分利用的问题,提出一种实时能量优化调度策略,旨在最小化每个光储模块在24 h周期末电量差值、太阳落山时刻最大限度地储存能量,通过构建调度模型和能量前移修正策略达到充分利用发电、储能设备装机容量的目的。利用Python软件对该模型及调度策略进行仿真验证,证实了该能量调度策略的合理性和可行性。

关键词：临近空间无人机能源系统光伏单元储能单元调度算法容量利用率

基于优先经验回放可迁移深度强化学习的高铁调度

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控制与决策 2023年第8期38卷 2375-2388页

作者：代学武吴越石琦崔东亮俞胜平东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

高铁行车调度是一个复杂的多阶段序列决策问题,需要考虑列车、线路设备等条件,且决策空间随问题规模的增大呈指数增长.而深度强化学习(DQN)兼备强大的搜索和学习能力,为高铁调度提供了新的解决方案,但存在经验利用效率低、迁移能力差等... 详细信息

高铁行车调度是一个复杂的多阶段序列决策问题,需要考虑列车、线路设备等条件,且决策空间随问题规模的增大呈指数增长.而深度强化学习(DQN)兼备强大的搜索和学习能力,为高铁调度提供了新的解决方案,但存在经验利用效率低、迁移能力差等问题.本文提出一种基于优先经验回放可迁移深度强化学习的高铁调度方法.将包含股道运用计划等约束的高铁调度问题构建为多阶段序列决策过程,为提高算法的迁移能力,提出一种新的支持源域和目标域共享的状态向量和动作空间.为提高经验的利用效率和算法的收敛速度,设计了一种融合优先经验回放的深度Q网络训练方法.以徐兰线小规模案例为源域问题的经验学习实验表明,所提算法的经验利用效率和算法收敛速度优于传统DQN算法,并可适当增大优先级指数和调节权重参数以改善其收敛性能.以京沪线繁忙路段的晚点案例为目标域问题,本文提出的在线决策算法相比于经典的混合整数规划算法,决策时间平均减少约75%,且在近77%的案例中,总晚点时间的性能损失在15%以内.

关键词：高速铁路调度算法深度强化学习状态向量动作空间优先经验回放

线性树模型的Sporadic任务多核调度方法研究

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西北工业大学学报 2022年第4期40卷 935-943页

作者：黄姝娟李天森马志昊肖锋西安工业大学计算机科学与工程学院陕西西安710021

当前大多数的实时周期任务的调度模型都是以相互独立的固定周期任务为中心,很少考虑周期允许变化的任务模型以及处理器在调度过程中的模型。针对Sporadic实时周期任务,设计了一种基于线性树(line tree,LT)的任务模型和处理器模型,并提... 详细信息

当前大多数的实时周期任务的调度模型都是以相互独立的固定周期任务为中心,很少考虑周期允许变化的任务模型以及处理器在调度过程中的模型。针对Sporadic实时周期任务,设计了一种基于线性树(line tree,LT)的任务模型和处理器模型,并提出了任务线性树(task line tree,TLT)模型到处理器线性树(processer line tree,PLT)模型的转化算法。该算法将所有实时周期任务的最小公倍数作为层数基准,根据完整job替换法则,利用迁移job的节点替换同层的非迁移job的空节点,利用任务周期可变,job可提前发布的情况达到最优的多核调度结果。实验结果表明,所提方法相比PEDF、GEDF以及RMFF算法,不仅具有较高的核利用率和较低的时限丢失率,同时减少了上下文切换次数和迁移次数。

关键词：多核实时调度线性树调度模型调度算法

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风-光-火-蓄联合系统两阶段优化调度

太阳能学报 2023年第1期44卷 500-508页

作者：罗远翔王宇航刘铖范立东东北电力大学电气工程学院吉林132012

由于间歇性能源出力具有不确定性,该文利用抽水蓄能容量大、响应速度快的优势,建立风-光-火-蓄两阶段动态调度模型。长时间尺度以总成本最低为目标,综合考量系统运行成本、SO2、NOX、PM排放量、弃风弃光量惩罚,来优化可控电源出力。短... 详细信息

由于间歇性能源出力具有不确定性,该文利用抽水蓄能容量大、响应速度快的优势,建立风-光-火-蓄两阶段动态调度模型。长时间尺度以总成本最低为目标,综合考量系统运行成本、SO2、NOX、PM排放量、弃风弃光量惩罚,来优化可控电源出力。短时间尺度以长时间尺度为基准,基于模型预测控制原理滚动求解出力增量,使抽蓄机组有功出力偏差最小,以增强调度的平滑性。最后根据东北某地区抽蓄机组实际数据及改进的IEEE-30节点系统仿真验证了该文所提模型的有效性,以此来降低系统的污染物排放水平,提升系统对风电、光伏的消纳能力。

关键词：模型预测控制调度算法可再生能源抽水蓄能电站环境成本

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考虑邻域结构动态调整的多星应急调度算法

控制与决策 2022年第7期37卷 1685-1694页

作者：伍国华杜潇王心慰陈新江张雯菲毛成辉中南大学交通运输工程学院长沙410075

实际应用中的卫星调度方案往往受到外界因素的影响,例如电磁干扰、卫星失效、云层遮挡以及新任务的动态到达等,需要在短时间内对原始调度方案进行调整并生成新的调度方案,以保证卫星系统的稳定性.对此,考虑新任务到达情况下的卫星应急调... 详细信息

实际应用中的卫星调度方案往往受到外界因素的影响,例如电磁干扰、卫星失效、云层遮挡以及新任务的动态到达等,需要在短时间内对原始调度方案进行调整并生成新的调度方案,以保证卫星系统的稳定性.对此,考虑新任务到达情况下的卫星应急调度,建立多星协同应急调度的整数规划模型,并提出一种基于动态邻域结构的卫星应急调度算法(satellite emergency scheduling algorithm based on dynamic neighborhood,SESA-DN).设计多种类型的邻域结构以及动态的邻域选择策略,能够根据任务完成情况进行有效反馈,通过对应急任务的插入与替换生成卫星应急调度方案;同时,构建多星应急调度场景,通过大量仿真实验将SESA-DN算法与多种对比算法进行比较.实验结果表明,SESA-DN算法的稳定性优于对比算法,对于多星协同动态调度问题具有很好的适用性.

关键词：卫星应急调度动态邻域结构调度算法启发式算法任务插入任务替换

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基于时间触发光纤通道网络的交换调度算法

电子科技大学学报 2022年第3期51卷 392-396页

作者：白焱孙万录宋平李伟中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司沈阳110042 空装驻沈阳地区第一军事代表室沈阳110051 沈阳航盛科技有限责任公司沈阳110051

提出了一种基于时间触发的光纤通道网络数据交换调度算法,在基于端口序号进行轮询调度(vp-RRM)算法的基础上增加了流量自适应机制。该算法对光纤通道网络中的传输数据按TT、RC、BE等业务类型分队列缓存,将队列长度与交换调度的优先级建... 详细信息

提出了一种基于时间触发的光纤通道网络数据交换调度算法,在基于端口序号进行轮询调度(vp-RRM)算法的基础上增加了流量自适应机制。该算法对光纤通道网络中的传输数据按TT、RC、BE等业务类型分队列缓存,将队列长度与交换调度的优先级建立关联,可明显改善非均匀业务流的交换调度效率。经仿真及实验验证,该算法吞吐量性能在非均匀业务流下较vp-RRM明显提升,更加适用于TTFC网络的事件触发业务的交换调度。

关键词：数据交换光纤通道调度算法时钟触发

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融合时空流差的网约车双模式混合调度算法

计算机工程 2024年第6期50卷 377-393页

作者：郭羽含李文华钱亚冠浙江科技学院理学院浙江杭州310012

服务车辆时空分布与出行需求的不一致严重影响网约车平台的服务效率,降低平台和服务车辆的收益以及乘客的服务体验。针对该问题,提出融合空间、时间和天气3种维度影响因素的时空流差计算方法,并构造双层深度森林模型对时空流差进行准确... 详细信息

服务车辆时空分布与出行需求的不一致严重影响网约车平台的服务效率,降低平台和服务车辆的收益以及乘客的服务体验。针对该问题,提出融合空间、时间和天气3种维度影响因素的时空流差计算方法,并构造双层深度森林模型对时空流差进行准确预测。双层深度森林模型通过集成两种不同输入数据的深度森林模型来提升模型预测准确性。基于时空流差预测,设计一种在线局部调度与离线全局调度相结合的双模式混合调度算法。在线局部调度采用集成并行和n阶段求解模式对正在等待订单的车辆进行实时调度,离线全局调度则通过遗传匹配算法对可提前预测的车辆进行离线全局调度。依据遗传算法获取最优路径以及车辆对应子空间的最优匹配值,设计一种迭代Kuhn-Munkres算法和更新机制得到所有车辆和子空间的最优匹配。实验结果表明,该预测模型较其他预测模型解释方差平均提升0.13,确定系数平均提升0.16,平均绝对误差平均减少2.39,均方误差平均减少100.44;调度算法可将全局供需差异降低57.16%,司机接单率提升88.4%。

关键词：网约车时空流差深度森林双模式调度算法

基于差异距离反馈的多执行体裁决算法与调度算法

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计算机应用研究 2022年第5期39卷 1437-1443页

作者：余飞刘可耿洋洋魏强信息工程大学郑州450001

针对现有多执行体裁决算法和调度算法主要将执行体受攻击的次数作为可信度的参考依据,难以区分每次攻击行为的恶意程度,也难以应对执行体输出为数值且允许存在误差的应用场景的问题,以电力系统状态估计异常检测作为应用场景,提出根据归... 详细信息

针对现有多执行体裁决算法和调度算法主要将执行体受攻击的次数作为可信度的参考依据,难以区分每次攻击行为的恶意程度,也难以应对执行体输出为数值且允许存在误差的应用场景的问题,以电力系统状态估计异常检测作为应用场景,提出根据归一化的执行体输出差异距离调整其可信度的裁决算法,以及基于运行时长、可信度和切换开销等构造收益函数的调度算法。仿真实验结果表明,相比同等权重的裁决算法和随机切换的调度算法,所提算法在系统执行开销基本相同的情况下,可以将系统平均失效率降低43.8%,能够有效地提升工业网络防护设备的防御能力。

关键词：内生安全裁决算法调度算法工业控制系统异常检测