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智能天线技术在铁路5G-R网络中的应用

中国铁路 2024年第8期 47-54页

作者：陆晓磊赵伟王军殷树华为技术有限公司上海201206

随着无线通信技术发展,波束扫描和波束赋形等智能天线技术在运营商5G网络已广泛应用,技术方案成熟。铁路无线专网站间距大、列车行车速度快、网络可靠性高等行业特征,对5G专网建设提出了更高要求。分析铁路5G专网覆盖面临的挑战,结合智... 详细信息

随着无线通信技术发展,波束扫描和波束赋形等智能天线技术在运营商5G网络已广泛应用,技术方案成熟。铁路无线专网站间距大、列车行车速度快、网络可靠性高等行业特征,对5G专网建设提出了更高要求。分析铁路5G专网覆盖面临的挑战,结合智能天线技术原理及优势,研究智能天线技术在不同铁路场景下的适应性。根据铁路各行车场景特点,分析智能天线技术在铁路5G专网的应用前景,以及不同场景下智能天线技术对于提升铁路5G专网无线覆盖质量的价值,以期为铁路5G专网的建设和部署提供新的思路和建议。

关键词：无线通信 5G-R MIMO 智能天线 GSM-R 波束赋形

面向铁路5G-R和GSM-R系统的SPN承载方案研究与试验

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中国铁路 2024年第8期 9-18页

作者：吴军胡锴李恒友刘清涛王芳李春铎滕蕾华为技术有限公司广东深圳518057 华为技术有限公司北京100070 北京铁路通信技术中心北京100038 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081

基于铁路5G-R、GSM-R系统业务场景和全球商用部署的SPN创新承载技术,面向铁路5G-R系统特殊应用,建立小颗粒硬管道业务模型和L3VPN到边缘的分组业务模型,提出采用SPN双平面组网并综合承载现网GSM-R业务的E1CBROver小颗粒硬管道方案。SPN... 详细信息

基于铁路5G-R、GSM-R系统业务场景和全球商用部署的SPN创新承载技术,面向铁路5G-R系统特殊应用,建立小颗粒硬管道业务模型和L3VPN到边缘的分组业务模型,提出采用SPN双平面组网并综合承载现网GSM-R业务的E1CBROver小颗粒硬管道方案。SPN综合承载方案满足5G-R、GSM-R系统铁路行车控制类业务高可靠、高安全的硬隔离承载需求,以及5G-R系统大带宽视频数据业务灵活调度、智能运维的演进需求。提出的方案已完成基于SPN的5G-R、GSM-R基站和核心网端到端功能及可靠性试验验证,试验结果指标优于标准要求,证明面向铁路5G-R、GSM-R系统的SPN综合承载方案安全可行。

关键词： 5G-R GSM-R SPN 小颗粒硬管道承载方案双平面组网

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基于扰动补偿的磁悬浮转台分数阶滑模控制

西南交通大学学报 2024年第4期59卷 766-775页

作者：许贤泽宋明星龚勇兴徐逢秋王递进隋博文郭清泉武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 华为技术有限公司上海200120 云南海力特电气自动化有限公司云南昆明650000

针对存在非线性、耦合性和不确定性的磁悬浮转台的高精度运动控制问题,提出一种基于非线性干扰观测器的分数阶滑模控制方法以提高跟踪精度.首先,基于系统电磁力模型和动态解耦方法,构建六自由度磁悬浮转台系统动力学模型;其次,设计非线... 详细信息

针对存在非线性、耦合性和不确定性的磁悬浮转台的高精度运动控制问题,提出一种基于非线性干扰观测器的分数阶滑模控制方法以提高跟踪精度.首先,基于系统电磁力模型和动态解耦方法,构建六自由度磁悬浮转台系统动力学模型;其次,设计非线性干扰观测器,对包含系统误差、六自由度间耦合项和外界干扰的集总扰动进行估计,证明了估计误差有界且可调节到任意小;然后,在离散域提出了一种分数阶滑模面,采用分数幂函数替代传统符号函数来抑制抖振,引入分数阶微积分来减小跟踪误差;最后,设计有限时间收敛的分数阶滑模控制策略,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明闭环系统稳定性.实验结果表明:与整数阶滑模控制方法相比,采用所提方法,2个水平自由度和绕竖直方向旋转自由度对三角波的跟踪误差均方根分别减小了12.8%、16.8%和23.7%,最大跟踪误差分别减小9.26%、13.00%和33.20%;跟踪圆形轨迹时,2个水平自由度的跟踪误差均方值分别减小6.39%和12.40%,最大跟踪误差分别减小9.90%和12.10%.

关键词：磁悬浮转台分数阶微积分滑模控制非线性干扰观测器轨迹跟踪

面向鲲鹏处理器的HPL-MxP多重lookahead优化

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计算机工程 2024年

作者：高昂王银山燕雯宋昌成王龙姚二林中国科学院计算技术研究所中国科学院大学华为技术有限公司

当下HPL-MxP基准测试程序被广泛用于衡量超算在混合精度计算下的计算能力。受制于该程序的并行实现算法，矩阵分块大小NB值的选取是一个需要兼顾矩阵乘效率和负载均衡的权衡问题。针对该问题，我们在鲲鹏920系统上进行了优化研究，本文... 详细信息

当下HPL-MxP基准测试程序被广泛用于衡量超算在混合精度计算下的计算能力。受制于该程序的并行实现算法，矩阵分块大小NB值的选取是一个需要兼顾矩阵乘效率和负载均衡的权衡问题。针对该问题，我们在鲲鹏920系统上进行了优化研究，本文提出多重lookahead优化策略：仍然采用小NB值进行矩阵分块实现更好的负载均衡，同时通过合并多轮尾矩阵更新提升等效NB值，实现负载均衡与高矩阵乘效率两者兼得的目标。为实现多重lookahead优化方案，本文重构了Panel存储方式，设计了计算与通信细粒度流水线，扩展了HPL-MxP源程序接口。在鲲鹏920多节点平台上的单双精度混合测试结果表明，HPL-MxP在多重lookahead优化下可有效解决NB值的权衡问题，且相较单重lookahead策略未产生明显额外开销。

关键词： HPL-MxP 混合精度多重lookahead

强度−塑性协同的变形镁合金及其微观结构调控研究进展

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 683-702页

作者：王煜烨周海涛李逸孙鑫杨力祥王世伟肖旅上海航天精密机械研究所上海201600 上海航天技术研究院上海201109

变形镁合金经塑性变形后具有更优的综合力学性能,但存在“强度−塑性”不协同的问题,限制了其规模化应用。通过合金化设计和优化塑性加工工艺改善其微观结构能有效实现变形镁合金的强塑协同。本文梳理了近年来“强度−塑性”协同的变形镁... 详细信息

变形镁合金经塑性变形后具有更优的综合力学性能,但存在“强度−塑性”不协同的问题,限制了其规模化应用。通过合金化设计和优化塑性加工工艺改善其微观结构能有效实现变形镁合金的强塑协同。本文梳理了近年来“强度−塑性”协同的变形镁合金的研究情况,并依据性能将其分为高强度型、中等强塑型和超高塑性型三类,同时进一步阐述了实现变形镁合金强塑性从权衡协调到协同提升的微观结构调控方法,包括合金化、细晶化、第二相和析出物调控、织构控制和异质结构形成等;最后,对强度−塑性协同的变形镁合金开发及其微观结构调控研究中值得关注的议题进行了展望。

关键词：变形镁合金强度−塑性协同微观结构合金化

面向现代GPU的Winograd卷积加速研究

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电子学报 2024年第1期52卷 244-257页

作者：童敢黄立波吕雅帅国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 华为技术有限公司北京100031

卷积运算是现代卷积神经网络中必不可少的组成部分,同时也是最耗时的.为了解决卷积算子的性能问题,包括快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和Winograd在内的快速卷积算法被提出. Winograd卷积可被用于提高小卷积核的推理性能,... 详细信息

卷积运算是现代卷积神经网络中必不可少的组成部分,同时也是最耗时的.为了解决卷积算子的性能问题,包括快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和Winograd在内的快速卷积算法被提出. Winograd卷积可被用于提高小卷积核的推理性能,是目前卷积神经网络中的主流实现方法 .然而,Winograd卷积在许多高度优化的深度神经网络库和深度学习编译器中的实现比较低效.由于Winograd卷积的四个阶段的复杂数据依赖关系,面向GPU对其进行优化非常具有挑战性.本文针对现代GPU体系结构优化了Winograd卷积算子的性能.本文提出了Winograd计算阶段的等价变化及其利用Tensor Core进行计算的无同步实现,并进一步提出了利用不同GPU内存层级的部分计算核融合方法 PKF(Partial Kernel Fusion).基于张量虚拟机(Tensor Virtual Machine,TVM)和代码重构器PKF-Reconstructor(Partial Kernel Fusion Reconstructor),实现了高性能的Winograd卷积.对真实应用中卷积神经网络的卷积算子的评估表明,与cuDNN相比,本文所提算法实现了7.58~13.69倍的性能提升.

关键词： Winograd卷积低精度部分计算核融合卷积加速 GPU内存层级 Tensor Core

基于碲化铋基柔性热电器件的自取能温度传感器结构设计及性能研究

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材料导报 2024年第6期38卷 98-102页

作者：彭鹏邵宇鹰胡海敏李振明刘伟国网上海市电力公司上海200438 中国电力科学研究院有限公司储能与电工新技术研究所北京100192

本工作以开关柜触头这一易发热设备为研究对象,选取碲化铋基柔性热电器件构建自取能温度传感器。将柔性热电技术与无线传感技术相结合,开发适应电力设备运行特性的自取能可塑型温度传感材料器件,同时实现就地自取能和电网设备运行状态... 详细信息

本工作以开关柜触头这一易发热设备为研究对象,选取碲化铋基柔性热电器件构建自取能温度传感器。将柔性热电技术与无线传感技术相结合,开发适应电力设备运行特性的自取能可塑型温度传感材料器件,同时实现就地自取能和电网设备运行状态温度参数在线感知。利用COMSOL有限元软件系统研究了环境(温度和对流换热系数)、器件拓扑结构(高度和填充率)、界面接触电阻/热阻等因素对碲化铋基柔性热电器件输出性能的影响。模拟结果表明,在热端温度为308.15 K、环境温度为288.15 K、对流换热系数为5 W/(m^(2)·K)的边界条件下,热电臂高度2 mm和填充率15%的热电器件能够达到最大输出电压95 mV、最大输出功率0.83 mW,满足无线通信模块传输电压信号的用电需求。通过本研究工作发现,降低环境温度,增加对流换热系数,优化热电臂高度或填充率,或降低界面接触电阻/热阻有利于提高热电器件的开路电压和输出功率。

关键词：碲化铋基柔性热电器件自取能温度传感器有限元计算模拟

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面向边缘部署场景的轻量神经网络修复算法

计算机学报 2024年第6期47卷 1413-1430页

作者：方毓楚李文中曾曜郑阳胡崝陆桑璐南京大学计算机科学与技术系南京210023 华为技术有限公司可信理论技术与工程实验室广东深圳518129

随着深度学习技术的不断进步,神经网络在各领域得到广泛应用,特别是在边缘计算环境中,例如智能交通和新型电网等典型场景.然而,神经网络的可靠性问题限制了其在真实世界的广泛应用.在复杂的边缘环境中,预训练模型往往因未涵盖所有可能... 详细信息

随着深度学习技术的不断进步,神经网络在各领域得到广泛应用,特别是在边缘计算环境中,例如智能交通和新型电网等典型场景.然而,神经网络的可靠性问题限制了其在真实世界的广泛应用.在复杂的边缘环境中,预训练模型往往因未涵盖所有可能的边缘情况而性能下降.因此,针对部署中的神经网络进行高效修复成为一个关键的研究课题.传统修复方法通常涉及整个模型的重新训练,这在边缘场景中具有诸多局限性.首先,不同地理区域的设备可能面临独特的自然噪声,使得统一模型难以适应所有环境.其次,深度神经网络的大规模参数使得其训练和部署时资源消耗巨大,且更新期间的服务中断将降低系统的可用性.为解决这些问题,本文提出了一种轻量级的补丁式神经网络修复算法.该算法通过引入个性化的补丁来增强神经网络对不同边缘环境中自然噪声和边角案例的鲁棒性.具体的,在故障定位阶段,类比于程序插桩中通过注入代码以检测、改进和分析软件行为,本文提出了神经网络插桩技术.通过将模型探针插桩进神经网络,观测其内部运行情况,实现了对错误样本的故障定位.在故障修复时,通过插入无监督搜索得到的神经网络补丁来纠正原始神经网络的输出.此外,本文提出了故障预测模块以提前预测潜在的错误输出,从而仅在必要时激活补丁.在基于2个数据集、15种噪声以及4个神经网络模型的实验中,与现有修复算法相比,本文方法在修复性能上取得了 6.64%至20.00%的提升.同时,本文方法所需的训练样本量减少了超过90%,而所需更新的参数量最高减少了 91.94%.这种有效且轻量的特性为解决边缘计算环境中神经网络的可靠性问题提供了有效途径.

关键词：神经网络修复深度边缘计算故障定位故障预测神经网络补丁

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自润滑关节轴承在不同应力下的摩擦磨损特性

航空材料学报 2024年第3期44卷 132-141页

作者：黄雄荣上海市轴承技术研究所有限公司上海201801 上海特种轴承工程技术中心上海201801

为了研究应力对自润滑关节轴承摩擦磨损性能的影响,依据SAE AS 81820对EN2584R12轴承在常温下分别进行了50%、100%和150%标准应力条件下的全寿命摆动磨损测试,并对粘贴衬垫的平板样件进行静应力承载测试。采用三维白光干涉形貌仪与金相... 详细信息

为了研究应力对自润滑关节轴承摩擦磨损性能的影响,依据SAE AS 81820对EN2584R12轴承在常温下分别进行了50%、100%和150%标准应力条件下的全寿命摆动磨损测试,并对粘贴衬垫的平板样件进行静应力承载测试。采用三维白光干涉形貌仪与金相显微镜(OM)观察静应力承载后衬垫的变形情况,采用体视显微镜(SM)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察不同应力下轴承全寿命摆动磨损后内外圈磨损形貌与磨屑形貌。结果表明:全寿命周期内,三种应力下的自润滑衬垫均已磨穿,磨损规律和摩擦因数差异不大,应力越大,轴承表面温度越高,磨屑颜色越深、尺寸越大,失稳期来得更早,破坏更为剧烈;应力对轴承的寿命有显著影响,低应力和中应力条件下的摆动磨损寿命分别是高应力条件的17.95倍和7.86倍;三种应力下的磨损机理均为磨粒磨损与黏着磨损的混合磨损,直接受力区的黏着磨损随载荷的增大而加剧,非直接受力区的磨粒磨损随载荷的增大而减弱。

关键词：自润滑衬垫应力摩擦磨损

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