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云架构下基于标准语义模型和复杂事件处理的制造车间数据采集与融合

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计算机集成制造系统 2019年第12期25卷 3103-3115页

作者：王亚辉郑联语樊伟北京航空航天大学机械工程及自动化学院

在智能制造背景下,制造车间向智能车间转型是未来发展的必然趋势,而目前制造车间数据大量增长产生了私有协议数据多、数据无法充分利用、数据无法跨系统跨企业共享的问题。为解决上述问题,设计并实现了一个云架构下基于标准语义模型和... 详细信息

在智能制造背景下,制造车间向智能车间转型是未来发展的必然趋势,而目前制造车间数据大量增长产生了私有协议数据多、数据无法充分利用、数据无法跨系统跨企业共享的问题。为解决上述问题,设计并实现了一个云架构下基于标准语义模型和复杂事件处理的制造车间数据采集和融合系统。该系统由设备端和云端两部分组成。设备端为分布式结构,解决了私有协议数据多的问题;其中数控机床和工业机器人采用基于OPC统一架构协议进行数据采集,测量设备及计量器具采用基于质量信息框架标准进行数据采集。云端用于统一采集每个设备端的数据,解决了数据无法充分利用和数据共享问题;利用复杂事件处理技术对采集到的数据进行融合处理,得到制造执行系统关心的工件加工状态,工件的生产准备等信息,同时系统也可以协助工人完成生产任务。通过原型系统验证,所设计系统可以有效地完成上述功能,并为上层制造执行系统及时提供可信的数据支持。

关键词：智能车间云架构标准语义模型复杂事件处理数据采集与融合

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云架构的汽油质谱分析系统开发

云架构的汽油质谱分析系统开发

作者：王洞明西安石油大学

学位级别：硕士

将汽油检测和质谱技术相结合不仅能够使用户了解汽油的具体信息,还能推动成品油行业质量监管技术的发展。目前在汽油鉴定领域当中应用广泛的检测方法则要属于近红外光谱分析、核磁共振和气相色谱法等技术手段。将上述方法应用于燃油性... 详细信息

将汽油检测和质谱技术相结合不仅能够使用户了解汽油的具体信息,还能推动成品油行业质量监管技术的发展。目前在汽油鉴定领域当中应用广泛的检测方法则要属于近红外光谱分析、核磁共振和气相色谱法等技术手段。将上述方法应用于燃油性质测试与鉴定工作虽然可以准确的得出汽油品质等信息。但由于其实验过程复杂,干扰鉴定结果的影响因素较多,故而使用质谱法。应用常压电离源质谱分析技术手段,在实验室对采集到的汽油样本进行鉴定,得到原始质谱数据。对于云架构的汽油质谱分析系统开发,针对B/S架构系统的特点,结合本系统的功能需求和设计目标对系统架构进行设计。系统前端使用Vue框架,后端使用Java开发,配置服务注册和发现中心Eureka、服务网关Gate Way和断路器Hystrix,并且运用微服务的思想对系统整体进行功能模块的划分,将系统中的核心业务功能划分用户管理和质谱检测两个微服务模块。其次对原始质谱数据的数据特点进行分析,对原始数据进行预处理,并以Excel文件的形式上传至系统。而后设计数据库来存储标准质谱数据和系统运行的各项信息数据。使用原始质谱数据库中的数据,并运用XGBoost算法对该系统的检测模型进行训练,得出的鉴定模型用于对用户上传的待检测数据进行鉴定,并将最后的鉴定结果返回给浏览器端页面,供用户查看。再者,将划分好的各个微服务模块使用Docker容器进行打包装载,而后部署在云服务器上。用户只需登录浏览器即可访问本系统,无需安装单独系统客户端,使检测功能以云服务的形式提供给用户。从而实现系统和数据库部署在“云端”,从而使系统摆脱了对CPU、内存和存储器的硬件依赖,极大减少了系统开发人员和普通用户的负担。本文立足于质谱检测技术的实验成果,使用Java语言,把系统功能划分为不同的微服务模块,而后将系统和数据库部署在云端。具有开发成本低,用户操作简便的特点,能够广泛应用于汽油检测领域。

关键词：云架构微服务容器质谱检测

云架构下的虚拟机异常行为检测方法研究及系统实现

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云架构下的虚拟机异常行为检测方法研究及系统实现

作者：杨光四川师范大学

学位级别：硕士

虚拟机是云服务交互的桥梁,屡受攻击,急需保护。进程行为可以用系统调用序列来表达,带有攻击的进程其序列规律性会被破坏。由于系统调用序列不易被篡改,能够保证进程行为真实可信。因此为保障云架构下虚拟机安全,本文基于进程产生的系... 详细信息

虚拟机是云服务交互的桥梁,屡受攻击,急需保护。进程行为可以用系统调用序列来表达,带有攻击的进程其序列规律性会被破坏。由于系统调用序列不易被篡改,能够保证进程行为真实可信。因此为保障云架构下虚拟机安全,本文基于进程产生的系统调用序列对云架构下的虚拟机异常行为检测开展研究,主要包含以下几个方面:（1）提出基于LSTM的多维度进程异常行为检测方法。不同的进程类型产生的调用序列会出现长度等方面的差异,进而使单一化的检测方法无法在多种进程类型上检测准确率保持较高水平。针对这个问题,提出了基于长短时记忆（LSTM）神经网络的多维度进程异常行为检测方法,在时间维度的基础上通过N-gram算法增加数据的信息维度,选取特征更明显的维度进行异常判断。用多维度的方法丰富调用序列的特征表现形式并择优选取,增强检测泛化能力。（2）构建云架构下基于多维数据的异常行为检测框架。云环境下虚拟机单独部署异常行为检测系统消耗过多资源,大规模部署会影响资源利用。针对这个问题,设计了云架构下的分布式计算异常行为检测模型,分布式数据处理,集中式异常检测。降低异常行为检测对单个主机资源的占用,有效分配计算资源,提高检测效率。（3）设计并实现云架构下虚拟机异常行为的检测系统。基于设计的检测框架结合提出检测的方法,实现数据采集、数据处理、数据检测和报警反馈,达到检测云架构下虚拟机异常行为的目标。最后对检测方法进行实验分析以及系统测试。在ADFA-LD数据集上,本文模型与一般LSTM模型相比,准确率在较高的基础上进一步提高4%,误报率降低了50%;在UNM数据集上,与CNN-LSTM模型相比,准确率提高3%;实验结果验证本文改进检测方法的有效性和正确性,在不同数据集都具有较好检测效果,且具有泛化能力。再对系统可用性和可靠性进行测试,系统能实现完整功能,检测资源消耗比传统检测低,实战样本检测也能达到较高水平。

关键词：云架构虚拟机异常行为检测调用序列长短时记忆多维度

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基于路标与云架构的多机器人建图及融合方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第11期48卷 30-36页

作者：周风余庄文密万方于帮国山东大学控制科学与工程学院山东济南250061

针对单个机器人在大场景下建图与定位效果不佳的问题,提出一种基于路标信息与云架构的多机器人实时协作融合建图方法.首先,利用云端-终端的网络架构在云端服务器实时处理各机器人上传的数据;然后,单个机器人构建地图的同时检测环境中路... 详细信息

针对单个机器人在大场景下建图与定位效果不佳的问题,提出一种基于路标信息与云架构的多机器人实时协作融合建图方法.首先,利用云端-终端的网络架构在云端服务器实时处理各机器人上传的数据;然后,单个机器人构建地图的同时检测环境中路标,完成路标与各局部地图的绑定;接着,云端服务器根据路标检测结果确定多个地图间存在重叠区域,构建位置坐标的超定方程组并求解地图间最优变换矩阵,同时实现对变换参数的持续更新与优化;最后,通过融合算法完成多个地图的处理,形成全局地图.多场景的实验验证结果表明:本算法实现了多机器人协作实时建图与融合,提高了建图效率与准确性,并降低了对计算资源的消耗,具有良好的拓展性与鲁棒性.

关键词：云架构多机器人同时定位与建图路标定位地图融合

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基于云架构的车联网自适应访问控制技术

基于云架构的车联网自适应访问控制技术

作者：杨昊煊兰州理工大学

学位级别：硕士

智能车辆能够自发的向外界共享或者交流资源,这种自组织网络构成了车联网。在车联网中,大量临时资源需要进行妥善安置以供使用,具有分布式架构的云计算便成为了首选的解决方案。然而,云服务器对外开放,资源共享,这就使得其中的资源存在... 详细信息

智能车辆能够自发的向外界共享或者交流资源,这种自组织网络构成了车联网。在车联网中,大量临时资源需要进行妥善安置以供使用,具有分布式架构的云计算便成为了首选的解决方案。然而,云服务器对外开放,资源共享,这就使得其中的资源存在合规访问和安全保护的需求。访问控制作为一种网络安全技术,能够确保访问者身份的合规性,为云架构下车联网的使用者给予安全保障。本文从应用到理论,细致考察了云架构下的车联网的需求,从不同角度对云架构下的访问控制技术展开了研究。同时,本文基于阿里云平台和本地局域网,展开了大量实验,以展示本文提出的模型/算法所具有的提升。本文的详细工作描述如下:1.从应用需求出发,在宏观角度探讨了目前存在的车联网云架构。对两种访问控制模型的模型粒度与应用场景进行了研究,提出了一种权限粒度适中,容易管理的混合访问控制模型。结合了主流的两种访问控制模型,并且额外考虑了车联网存在的各种紧急情况,设计了特权通道来实现紧急权限变更。该混合访问控制模型在阿里云平台进行了应用,将其与混合前的访问控制模型进行了效率对比,对比结果显示本文提出的混合访问控制模型具有较高的时间效率,尤其是在特权机制的作用下。2.在理论与应用之间,从宏观角度和微观角度分别对访问控制技术进行了考虑,侧重于找到一种将理论和应用联系起来的方法。为了达到这个目的,改进了现有的多授权体属性加密算法,将原本的密文结构进行“碎片化”,利用雾服务和多授权体进行密文“碎片”传输,以提高密文传输成功率和效率,并且保证密文传输时无法被恶意授权体泄露。对于该加密算法,利用局域网与云中心进行实验,对比文中做法和传统做法之间的差距。结果显示,文中的加密算法改进能够大大降低密文传输时间,从而提升了密文传输效率。3.从理论需求出发,在微观角度细致考察了目前存在的主流属性加密算法,并且针对已经提出的访问控制模型和改进后的加密算法进行了改良底层设计,提出了一种具有高效率的属性加密算法。额外的加入了一种特殊的层次加密算法,它可以保证相似的访问控制策略不被重复发送,降低了传输成本和整体的解密时间。该算法被应用在本地和云端进行了实验,详细的实验结果显示,该算法在云架构下的车联网中效率提升明显,具有更高的应用价值。

关键词：属性加密访问控制云架构车联网层次加密

基于休眠模式与注册服务的云架构性能优化问题的研究

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通信学报 2019年第10期40卷 127-136页

作者：金顺福武海星霍甜甜赵文娟燕山大学信息科学与工程学院河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室

兼顾能量节省与匿名用户的服务质量,结合免费云服务与注册云服务,提出了一种基于休眠模式的新型云架构。将免费云服务抽象为第一次服务,注册云服务抽象为第二次服务,休眠抽象为休假,建立了一个带有二次可选服务且部分虚拟机异步多重休... 详细信息

兼顾能量节省与匿名用户的服务质量,结合免费云服务与注册云服务,提出了一种基于休眠模式的新型云架构。将免费云服务抽象为第一次服务,注册云服务抽象为第二次服务,休眠抽象为休假,建立了一个带有二次可选服务且部分虚拟机异步多重休假的排队模型。运用矩阵几何解方法求解排队模型的稳态分布,研究了系统节能率与匿名用户平均响应时间等性能指标。综合匿名用户的服务收益与等待服务所消耗的时间成本,建立了收益函数。利用数值结果揭示了匿名用户纳什均衡到达率与社会最优到达率之间的关系。为实现新型云架构下的社会最优提供理论依据。

关键词：云架构注册云服务休眠模式二次可选服务纳什均衡社会最优

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基于云架构的交通感知数据集成处理平台

计算机研究与发展 2016年第6期53卷 1332-1341页

作者：赵卓峰丁维龙韩燕波北方工业大学计算机学院北京100144 大规模流数据集成与分析技术北京市重点实验室(北方工业大学) 北京100144

海量、多源、不间断的交通感知数据环境下,如何提供集成化的交通感知数据处理支持是多样化交通应用实施中的难点.现有的通用计算框架及平台由于缺少对具有时空相关等特征的交通感知数据和应用间交通感知数据共享的支持,使得交通感知数... 详细信息

海量、多源、不间断的交通感知数据环境下,如何提供集成化的交通感知数据处理支持是多样化交通应用实施中的难点.现有的通用计算框架及平台由于缺少对具有时空相关等特征的交通感知数据和应用间交通感知数据共享的支持,使得交通感知数据处理应用的开发存在较高的复杂性并且易于造成大量重复的数据跨节点传输而影响应用性能.针对此问题,通过分析交通感知数据及其处理需求特征,提出一种基于可跨应用共享的时空数据对象的交通感知数据处理模型,通过引入时空数据对象这一新的概念抽象并提供易并行划分的时空数据对象组织及共享支持,实现分布计算中对时空型交通感知数据的优化管理.在此基础上,设计并实现了交通感知数据集成处理平台.通过实际应用和基于真实交通数据的实验测试表明:该平台相对于传统的交通感知数据处理方法及系统在性能及扩展性等方面均具有一定的优势.

关键词：云架构交通感知数据时空数据对象实时MapReduce 流计算

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云架构下智慧政府服务模式研究

现代情报 2016年第7期36卷 3-6,12页

作者：霍亮杨柳中国人民大学信息资源管理学院北京100872 河北金融学院信息管理与工程系河北保定071000 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 河北大学数学与信息科学学院河北保定071000

本文分析了云计算的特点和现有电子政府的缺陷,并结合生物进化理论,揭示了云架构智慧政府出现的必然性。从理论角度阐述了云架构下智慧政府的优越性,给出了云架构下智慧政府服务的框架结构,重点介绍了云架构下智慧政府的两个重要服务平... 详细信息

本文分析了云计算的特点和现有电子政府的缺陷,并结合生物进化理论,揭示了云架构智慧政府出现的必然性。从理论角度阐述了云架构下智慧政府的优越性,给出了云架构下智慧政府服务的框架结构,重点介绍了云架构下智慧政府的两个重要服务平台——Paa S应用平台和Saa S服务中心的逻辑架构和基本功能。希望通过创新理论方法指导实践,探索和构建新型、智慧政府服务模式。

关键词：云架构智慧政府服务模式 PaaS应用平台 SaaS服务中心

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基于物联网和云架构的渠灌闸门智能控制系统

农业机械学报 2017年第11期48卷 222-228页

作者：包志炎王学斌张海波郑高安马登昌王萱浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310014 浙江水利水电学院计算机应用技术研究所杭州310018 浙江省特种设备检验研究院国家电梯产品质量监督检验中心杭州310020

为了实现农田明渠灌溉的精准化控制,设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统,系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计,降低闸门启闭时的驱动能耗;基于... 详细信息

为了实现农田明渠灌溉的精准化控制,设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统,系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计,降低闸门启闭时的驱动能耗;基于ARM开发了嵌入式控制系统,实现水闸运行的本地控制和状态数据采集;集成了无线通讯模块和光伏电源系统,解决传统水闸野外安装布线繁琐和供电困难问题;通过在阿里云服务器建立数据中心,部署中间件,实现水闸远程数据传送与控制指令传达;建立了基于水位、流量双反馈的闸门开度云控模型,实现水闸群智能运行;根据旋转式闸门启闭阶段角速度变化规律,提出了水闸运行异常报警方法;开发了B/S版和APP版的远程终端访问系统,实现了灌区数据大屏、闸群远程控制和智能调度,适用于农田灌溉中小型渠道输水、配水的精准化控制。

关键词：明渠灌溉一体化闸门远程无线监控智能控制云架构物联网