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gEdge：基于容器技术的云边协同的异构计算框架

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计算机学报 2024年

作者：汪沄汤冬劼郭开诚戚正伟管海兵上海交通大学电子信息与电气工程学院

由于按需灵活配置、高可用性、高资源利用率等优点，云计算技术成为过去十年的主流计算范式。随着万物互联时代的到来，单独依赖云计算技术已经无法满足数以亿计的IoT设备及其数据流量的需求。为了解决这些问题，以云计算为代表的中心... 详细信息

由于按需灵活配置、高可用性、高资源利用率等优点，云计算技术成为过去十年的主流计算范式。随着万物互联时代的到来，单独依赖云计算技术已经无法满足数以亿计的IoT设备及其数据流量的需求。为了解决这些问题，以云计算为代表的中心化计算范式，逐渐向以边缘计算为代表的分布式计算范式转变。随着云游戏、VR技术以及人工智能技术在日常生活中的广泛运用，对计算资源的需求也在日渐增长。然而，受体积与功耗限制，处于边缘的节点设备算力较弱。本文提出了gEdge——一种基于容器技术的云边协同的异构计算框架。该框架通过GPU虚拟化技术，将云端的物理GPU资源分为多块虚拟GPU资源，按需为边缘节点提供GPU算力资源，并且对用户容器无感知。实验表明，使用gEdge框架使边缘节点使用的容器镜像体积降低了48.8%，容器启动时间降低了35.5%，平均相对运行速度提高了213%。

关键词：图形处理器虚拟化技术容器技术边缘计算云边协同

考虑智能软开关的交直流混联配电网分布式优化

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：綦龙飞杨镜非肇嘉毅上海交通大学电子信息与电气工程学院

为实现交直流混联配电网的高效运行，提出一种考虑智能软开关的交直流混联配电网分布式优化方法。首先，对交直流混联配电网进行合理分区，并以不同分区内网损最小、智能软开关损耗最小以及分布式电源有功功率削减量最小为目标，并建立... 详细信息

为实现交直流混联配电网的高效运行，提出一种考虑智能软开关的交直流混联配电网分布式优化方法。首先，对交直流混联配电网进行合理分区，并以不同分区内网损最小、智能软开关损耗最小以及分布式电源有功功率削减量最小为目标，并建立各个分区的子优化模型。之后，先优化集群向待优化集群传递部分边界信息，采用改进的交替方向乘子法协调求解各个区域的子模型，经过迭代计算后得到最优解，实现交直流混联配电网区间解耦和各分区分布式优化。最后，采用改进的IEEE123节点算例分析验证模型的有效性和可行性。结果表明，所提方法提高了交直流混联配电网运行经济性，降低配电网损耗以及缓解电压越限问题。

关键词：智能软开关交直流混联配电网分布式电源分布式优化交替方向乘子法

CrCl_(3)隧穿磁阻的界面效应与多场效应调控

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物理学报 2024年第13期73卷 277-285页

作者：樊译颉张阮陈宇蔡星汉上海交通大学微米纳米加工技术全国重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240

磁隧道结是研究磁性材料自旋结构、输运特性、磁相变和磁各向异性的重要实验平台.本研究基于干法转移技术制备了以机械剥离的少层范德瓦耳斯反铁磁绝缘体三氯化铬(CrCl_(3))为势垒层、少层石墨烯为电极的磁隧道结原型器件结构,并进行了... 详细信息

磁隧道结是研究磁性材料自旋结构、输运特性、磁相变和磁各向异性的重要实验平台.本研究基于干法转移技术制备了以机械剥离的少层范德瓦耳斯反铁磁绝缘体三氯化铬(CrCl_(3))为势垒层、少层石墨烯为电极的磁隧道结原型器件结构,并进行了低温电磁输运测量,除观测到自旋过滤效应引起的隧穿磁阻外,还发现多种由非传统效应引起的磁阻变化.基于对隧道结自旋结构和能带结构的分析,本文将之归因于由磁近邻效应引起的隧穿机制改变,以及石墨烯电极态密度在高磁场下出现的量子振荡行为.本文报道了在二维磁隧道结中与隧穿磁阻相关且此前未被广泛关注的物理现象,加深了对此类二维异质结构中载流子输运特性的理解,为二维磁性材料的物理性质研究及其自旋电子学应用拓展了新的途径.

关键词：磁隧道结 CrCl_(3) 负隧穿磁阻栅极可调性

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数据驱动的液体火箭发动机健康监测算法研究

西安交通大学学报 2024年第4期58卷 182-191页

作者：刘梓琰吴毅伟王冠李璨王姝淇陈海宝北京宇航系统工程研究所北京100076 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

针对火箭发动机氧涡轮转子轴盘根部断裂、轴盘接合处裂纹等故障难以识别定位的问题,基于某型液体火箭发动机测试数据,构建机器学习、数据分析等方法,绕过其内部复杂物理机理,从数据层面对氧涡轮泵进行故障检测与模式判别。对于故障检测... 详细信息

针对火箭发动机氧涡轮转子轴盘根部断裂、轴盘接合处裂纹等故障难以识别定位的问题,基于某型液体火箭发动机测试数据,构建机器学习、数据分析等方法,绕过其内部复杂物理机理,从数据层面对氧涡轮泵进行故障检测与模式判别。对于故障检测,提出了两种分别适用于速变数据与缓变数据的故障检测算法,两种算法能够处理多种工况下的火箭发动机数据,经检验,这两种算法都具有较高的准确率,分别为84.2%、94.9%。针对故障模式判别,给出了一种基于滑动窗口的聚类算法,可以实现不同故障模式的区分,其中针对两种故障模式的识别准确率分别达到了86.2%、95.5%,并且给出了两种故障模式对应的振动数据异常频率区间,这可为相关研究人员提供与故障有关的有用线索。

关键词：液体火箭发动机数据驱动故障检测健康监测

基于博弈竞价的区域综合能源系统运营弹性增强策略

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控制理论与应用 2024年第7期41卷 1216-1224页

作者：陈翼邹媛媛李少远上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系上海200240

能源系统故障可能导致巨大的经济损失,因此,提升能源系统的运营弹性具有重要意义.为了提高区域综合能源系统在市场机制下的弹性,本文提出了一种基于博弈的能源竞标策略.首先,建立了区域综合能源系统模型,其中包括能源控制中心、能源枢... 详细信息

能源系统故障可能导致巨大的经济损失,因此,提升能源系统的运营弹性具有重要意义.为了提高区域综合能源系统在市场机制下的弹性,本文提出了一种基于博弈的能源竞标策略.首先,建立了区域综合能源系统模型,其中包括能源控制中心、能源枢纽、储能系统和用户聚合商.为了在市场环境下通过价格引导弹性增强,构建了基于Stackelberg博弈的能源竞标框架,通过调整能源零售价格和需求响应激励价格等策略,以减小能源缺口并降低价格波动.考虑到参与者间的隐私保护,设计了双层迭代定价算法.最后,通过仿真算例说明了所提策略在保证供需平衡的同时有效抑制价格波动,从而降低经济损失.

关键词：区域综合能源系统弹性增强 Stackelberg博弈

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基于大规模用户视频弹幕的颜文字自动化发现

计算机科学 2024年第1期51卷 284-294页

作者：毛馨雷瞻遥戚正伟上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

作为网络时代产生的新型表情符号,颜文字不仅受到了网络用户与社会主流媒体的青睐,被广泛应用于网络文本中,而且在情感表达、文化宣传等方面具有独特的价值。鉴于颜文字具有丰富的语义情感信息,结合颜文字对网络文本进行研究,能够促进... 详细信息

作为网络时代产生的新型表情符号,颜文字不仅受到了网络用户与社会主流媒体的青睐,被广泛应用于网络文本中,而且在情感表达、文化宣传等方面具有独特的价值。鉴于颜文字具有丰富的语义情感信息,结合颜文字对网络文本进行研究,能够促进对网络文本的分析与理解,提高多项自然语言处理任务的效果。对文本中的颜文字进行检测与提取,是结合颜文字进行文本分析的首要步骤;然而,由于颜文字具有结构灵活、种类丰富、更新换代快等特点,现有工作大多缺乏对颜文字的整体分析,具有准确率低、边界确定困难、时效性差等局限性。文中通过深入分析颜文字的特征,提出了一种基于大规模弹幕文本的颜文字检测与提取算法Emoly。该算法通过预处理方法提取出初步候选字符串,将多种改进的统计指标与过滤规则相结合,用于筛选出最终候选字符串,并通过文本相似度对其排序,输出最终结果。实验结果表明,Emoly算法在百万规模的弹幕文本中达到了91%的召回率,能够全面而准确地将文本中的颜文字检测并提取出来,具有稳健性、优越性与通用性。同时,该算法还为中文分词、情感分析、输入法词库更新等任务提供了新的解决思路与方法,具有广泛的应用价值。

关键词：自然语言处理数据分析颜文字视频弹幕

基于并行轻量化卷积和多尺度融合的脑部磁共振图像配准

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 213-219页

作者：沈瑜严源宋婧刘广辉许佳文魏子易兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

医学图像配准在医疗诊断和治疗规划等领域具有重要意义。然而,当前基于深度学习的配准方法仍然面临着一些挑战,如对全局信息提取能力不足、网络模型参数量大、推理速度慢等问题。为此,本文提出了一种新的模型LCU-Net,采用并行轻量化卷... 详细信息

医学图像配准在医疗诊断和治疗规划等领域具有重要意义。然而,当前基于深度学习的配准方法仍然面临着一些挑战,如对全局信息提取能力不足、网络模型参数量大、推理速度慢等问题。为此,本文提出了一种新的模型LCU-Net,采用并行轻量化卷积以提升全局信息的提取能力;通过多尺度融合来解决网络参数量大和推理速度慢的问题。实验结果显示,LCU-Net的Dice系数达到0.823,Hausdorff距离为1.258,网络参数量相对于多尺度融合之前减少了约四分之一。本文提出的算法在医学图像配准任务中表现出显著优势,不仅在性能上超越了现有的对比算法,而且具有出色的泛化性能以及广泛的应用前景。

关键词：医学图像处理并行路径多尺度融合模型轻量化

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三芯电缆非侵入式多导体电流测量研究

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 127-135页

作者：高干文玉梅李平上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

针对当前的三芯电缆电流测量直接使用传感信号进行多导体位置和电流的测量,传感器数量未确定,使用数量多不仅使多导体电流测量系统没有确定的传感器使用策略,而且导致测量误差大的问题,本文分析给出了非侵入测量三芯电缆电流所需的最少... 详细信息

针对当前的三芯电缆电流测量直接使用传感信号进行多导体位置和电流的测量,传感器数量未确定,使用数量多不仅使多导体电流测量系统没有确定的传感器使用策略,而且导致测量误差大的问题,本文分析给出了非侵入测量三芯电缆电流所需的最少且最优的磁传感器数量,提出了非侵入式多导体电流测量原理。根据三芯电缆电流传导环电缆磁场分布关系,使用6个磁传感器环绕电缆分布,由每个传感信号获取2个特征值的最优估计,建立12个独立方程,实现电缆中导体位置的检测和导体电流的测量。搭建了三芯电缆电流测量平台,进行了测试验证。测试结果表明,该方法测量15~100 A的三相电流的振幅最大误差小于1.00%,相角误差小于2°,导体位置误差小于0.2 mm。提出的测量原理极大减小了多芯电缆电流的在线测量误差,且测量系统拥有更简单的结构和精准的位置及电流波形测量结果。

关键词：多导体电流测量隧道磁阻传感器传感器阵列相关检测

微型介入式轴流血泵溶血和凝血模型研究进展分析

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 383-388页

作者：王尚亭付华林路喆鑫(综述) 杨明(审校) 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 上海市第一人民医院心外科上海201620

微型介入式轴流血泵作为心源性休克患者的有效治疗手段被广泛应用,而溶血和凝血问题往往是临床应用中重点关注的问题。本文针对微型轴流血泵溶血和凝血模型进行综述。首先介绍商用微型介入泵的结构特点和临床应用的相关问题,然后从溶血... 详细信息

微型介入式轴流血泵作为心源性休克患者的有效治疗手段被广泛应用,而溶血和凝血问题往往是临床应用中重点关注的问题。本文针对微型轴流血泵溶血和凝血模型进行综述。首先介绍商用微型介入泵的结构特点和临床应用的相关问题,然后从溶血和凝血的基本机制出发,研究微型介入泵影响红细胞损伤和血小板活化的因素,重点回顾了目前关于溶血和凝血不同尺度模型(包括宏观、介观和微观)的进展。不同尺度模型对溶血和凝血研究的角度不同,因此在研究微型介入泵的溶血和凝血问题时,需要结合多尺度模型进行全面分析,以充分考虑介入泵复杂因素对溶血和凝血的影响。

关键词：轴流血泵溶血凝血多尺度模型