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能量信息深度融合的移动网络架构及其技术挑战

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中国科学：信息科学 2024年第4期54卷 745-757页

作者：周盛孙宇璇姜之源龚杰常征牛志升清华大学电子工程系北京100084 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 上海大学通信与信息工程学院上海200444 中山大学计算机学院广州510275 电子科技大学计算机科学与工程学院成都611731

5G的大规模部署伴随着网络能耗呈指数级增长,与此同时,国家提出了"碳达峰"与"碳中和"的"双碳"目标,因此移动网络的节能减排已刻不容缓.然而,一方面随着人工智能等技术的发展,未来6G网络中计算类业务预期将迎来大幅增长;另一方面,实现绿... 详细信息

5G的大规模部署伴随着网络能耗呈指数级增长,与此同时,国家提出了"碳达峰"与"碳中和"的"双碳"目标,因此移动网络的节能减排已刻不容缓.然而,一方面随着人工智能等技术的发展,未来6G网络中计算类业务预期将迎来大幅增长;另一方面,实现绿色低碳需要提升可再生能源的利用率,但绿色新能源供能不稳难以保证服务质量.为应对以上挑战,本文提出一种能量与信息服务深度融合的低碳网络架构,通过构建一个协调异质资源的智能控制面,充分利用并调度移动网络中泛在的算力、通信和储能,在保证6G个性化业务服务质量要求的同时,以期大幅降低网络能耗与碳排放.本文同时还讨论了该架构下的调度机制设计以及可能的未来研究方向.

关键词： 6G 低碳节能通信计算融合绿色能源

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一种多骨架特征前期融合的在线行为识别算法

计算机应用与软件 2024年第1期41卷 161-167页

作者：刘均发黎奕辉广东工业大学机电工程学院广东广州510006

针对现有基于人体骨架的行为识别方法存在计算量大、不适合在线应用的问题,提出一种多骨架特征前期融合的在线行为识别算法。该算法通过前期嵌入层融合不同类型的输入特征,并结合最大池化和层次池化操作提取骨架空间的多语义信息。根据... 详细信息

针对现有基于人体骨架的行为识别方法存在计算量大、不适合在线应用的问题,提出一种多骨架特征前期融合的在线行为识别算法。该算法通过前期嵌入层融合不同类型的输入特征,并结合最大池化和层次池化操作提取骨架空间的多语义信息。根据日常行为的数据特征设计有效的骨架序列选取方式,并制作NTU-GAST Skeleton数据集,实现在线的行为识别应用。在公开数据集NTU60/120 RGB+D上进行测试,结果表明提出的算法需要更少计算量的同时取得了较高的识别准确率。

关键词：多骨架特征前期融合行为识别在线应用

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基于数字孪生的果园虚拟交互系统构建

系统仿真学报 2024年第6期36卷 1493-1508页

作者：王红军林俊强邹湘军张坡周铭轩邹伟锐唐昀超罗陆锋华南农业大学工程学院广东广州510642 佛山市中科农业机器人与智慧农业创新研究院广东佛山528200 广东工贸职业技术学院计算机与信息工程学院广东广州510510 仲恺农业工程学院城乡建设学院广东广州510225 佛山大学机电工程与自动化学院广东佛山528200

针对果园种植管理系统存在可视性低、实时性差、适应性弱和交互方式单一的问题,提出一种面向种植管理过程的果园数字孪生系统六维模型。从管理要素实体建模、管理过程动态建模、管理系统仿真建模和管理策略优化建模4个方面论述了系统模... 详细信息

针对果园种植管理系统存在可视性低、实时性差、适应性弱和交互方式单一的问题,提出一种面向种植管理过程的果园数字孪生系统六维模型。从管理要素实体建模、管理过程动态建模、管理系统仿真建模和管理策略优化建模4个方面论述了系统模型构建理论与技术体系。以六维模型为基础,理论与技术体系为支撑,设计了基于数字孪生的果园虚拟交互系统架构,并对系统开发过程的关键技术进行了阐述。借助Unity3D仿真平台搭建了果园虚拟交互系统,实现对果园的三维可视化监测。实验结果表明:该系统在农业物联网平台数据共享基础上,通过数据驱动、三维展示、人机交互、重构事件和智能决策方面提升了果园种植管理系统监测能力,为建设智慧果园提供参考。

关键词：数字孪生果园种植管理农业物联网虚拟现实深度强化学习

基于分解协调机制的多层单元流水式车间布局优化方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1823-1833页

作者：刘晓鹏陈炫锐席少辉陈庆新毛宁张惠煜广东工业大学广东省计算机集成制造重点实验室广东广州510006 中国电子产品可靠性与环境试验研究所广东广州510610 韩山师范学院计算机与信息工程学院广东潮州521041 广东技术师范大学机电学院广东广州510630

针对多层单元流水式车间,考虑其具有随机性因素的特点,研究了该车间的布局优化方法。首先,以最小化总运输成本为目标函数,建立具有产出率和生产周期等约束的优化模型;其次,根据系统性能指标没有封闭数学表达式的问题特点,提出一种基于... 详细信息

针对多层单元流水式车间,考虑其具有随机性因素的特点,研究了该车间的布局优化方法。首先,以最小化总运输成本为目标函数,建立具有产出率和生产周期等约束的优化模型;其次,根据系统性能指标没有封闭数学表达式的问题特点,提出一种基于分解协调的优化算法,同时嵌入排队网模型进行迭代求解;最后,设计了一系列算例实验验证所提方法的有效性和优越性,并将其代入实际生产车间进行案例分析,为该类生产车间的布局规划问题提供重要的决策依据。

关键词：多层车间分解协调排队网布局规划系统性能

支持属性立即撤销的可复用属性基签名及其密钥协商方案

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网络与信息安全学报 2024年第2期10卷 81-94页

作者：张智烁杨会喜黄文廖永建周世杰电子科技大学信息与软件工程学院四川成都610057 沧州市职业技术学院机电工程系河北沧州061001 四川大学计算机学院四川成都610065

为了解决后台分布式微服务-前端反向代理网络架构中统一细粒度访问控制和数据安全通信的问题,提出了可撤销属性的认证方策略属性基签名,基于Type-3配对的属性基签名及其互认证密钥协商方案。在所提方案签名算法中,无须关联访问策略,生... 详细信息

为了解决后台分布式微服务-前端反向代理网络架构中统一细粒度访问控制和数据安全通信的问题,提出了可撤销属性的认证方策略属性基签名,基于Type-3配对的属性基签名及其互认证密钥协商方案。在所提方案签名算法中,无须关联访问策略,生成的签名只和用户部分属性有关,访问策略在验证算法中输入,来校验与签名相关联的用户属性是否真实合法并满足访问策略,所以签名与访问策略实现了解耦,使得一个签名可复用于多个访问策略的认证过程。另外,提出了属性哈希过滤算法,并基于该算法实现了属性的立即撤销机制,使得签名者不能用过期无效的属性继续用于策略认证。并在选择策略模型下严格地验证了所提属性基签名方案的存在不可伪造性。进一步地,为了实现数据的安全通信,提出了与所提属性基签名方案配套的满足扩展Canetti-Krawczyk安全模型的认证密钥协商方案。最后,通过理论和实验对比分析得知,在安全级别为128 bit高级加密标准的要求下,所提方案中的微服务器端的认证算法比其他属性认证算法消耗更少的时间,因此所提方案更加适用于复合微服务请求的场景。

关键词：细粒度访问控制属性哈希过滤属性撤销解耦式属性基签名互认证密钥协商不可伪造性

光学感前计算技术及其卫星遥感应用综述(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 425-439页

作者：李天宇王国庆李维陈宏伟刘勋王志斌刘少冲蔡滟馨电子科技大学计算机科学与工程学院四川成都611731 北京空间机电研究所北京100094 清华大学电子工程系北京100084

光学感前计算是一种在光电传感器前端的光学域进行信息计算处理的技术,包括编码压缩、全光智能推理等计算范式,具有传输即计算、结构即功能等显著特点,在卫星光学遥感领域有着广泛的应用前景。首先对用于感前计算的光场调制器件进行介绍... 详细信息

光学感前计算是一种在光电传感器前端的光学域进行信息计算处理的技术,包括编码压缩、全光智能推理等计算范式,具有传输即计算、结构即功能等显著特点,在卫星光学遥感领域有着广泛的应用前景。首先对用于感前计算的光场调制器件进行介绍,包括数字微镜器件(DMD)、液晶空间光调制器(LC-SLM)、衍射光学元件(DOE)及超表面等。然后分别梳理了感前编码压缩及全光智能推理的相关技术发展,在此基础上,着重讨论光学感前计算在卫星遥感领域的应用途径和未来发展趋势。

关键词：光学感前计算编码压缩全光智能推理卫星遥感

非高斯环境下基于信息熵准则的定点平滑估计算法

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控制与决策 2024年第8期39卷 2711-2718页

作者：马海平刘婷张雅静费敏锐绍兴文理学院电子工程系浙江绍兴312000 上海大学机电工程与自动化学院上海210053

针对一类非高斯噪声环境下固定点平滑估计问题,设计一种使用最大相关熵准则作为最优估计标准的平滑估计算法,称之为固定点最大相关熵平滑估计(fixed-point maximum correntropy smoother,FP-MCS).首先基于矩阵变换给出最大相关熵Kalman... 详细信息

针对一类非高斯噪声环境下固定点平滑估计问题,设计一种使用最大相关熵准则作为最优估计标准的平滑估计算法,称之为固定点最大相关熵平滑估计(fixed-point maximum correntropy smoother,FP-MCS).首先基于矩阵变换给出最大相关熵Kalman滤波的新表达形式;然后以此为基础,引入新的状态来扩展系统,并推导出固定点最大相关熵平滑估计的在线迭代方程;进一步比较平滑前后状态估计误差协方差,从理论上分析算法的性能改进,同时比较其计算复杂度;最后通过算例验证所设计的算法在非高斯混合噪声干扰下的有效性和优越性.

关键词：状态估计固定点平滑 Kalman滤波最大相关熵准则非高斯噪声

孪生数据驱动的大型矿井提升机主轴承随机振动系统的设计可靠性分析

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振动工程学报 2024年第6期37卷 915-927页

作者：曹爽卢昊朱真才张义民中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221008 中国矿业大学江苏省矿山机电装备高校重点实验室江苏徐州221008 沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142

设计阶段的大型矿井提升机主轴承随机振动系统的设计可靠性分析因试验样本不足,无法获取振动加速度响应的完备概率信息。提出了概率信息不完备下大型矿井提升机主轴承设计可靠性分析的技术路线:滚动轴承多尺度耦合系统动力学模型-振动... 详细信息

设计阶段的大型矿井提升机主轴承随机振动系统的设计可靠性分析因试验样本不足,无法获取振动加速度响应的完备概率信息。提出了概率信息不完备下大型矿井提升机主轴承设计可靠性分析的技术路线:滚动轴承多尺度耦合系统动力学模型-振动加速度概率密度演化-概率密度演化路径随机过程建模-振动功率谱密度的概率分布-基于条件概率的设计可靠度计算。运用已采集的工况数据驱动建立滚动轴承多尺度耦合系统动力学模型,开展了振动加速度概率密度演化研究;基于概率密度演化和Karhunen-Loève展开,提出了滚动轴承振动加速度的非平稳随机过程建模方法,获得了滚动轴承振动加速度随机序列的孪生数据;研究了大型矿井提升机主轴承振动加速度功率谱密度的概率分布,并计算了大型矿井提升机主轴承在服役时间上的设计可靠度指标。

关键词：随机振动设计可靠性分析孪生数据大型矿井提升机主轴承概率信息不完备

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大压差下热塑性迷宫密封泄漏特性研究

机械工程学报 2024年第15期 194-204页

作者：刘跃黄民李永健安琪蒋杰北京信息科技大学机电工程学院清华大学机械工程系成都市排水有限责任公司物资设备中心

耐磨损抗腐蚀等优点的热塑性材料迷宫密封可以有效降低泄漏量，但关于大压差下的泄漏特性研究相对较少。考虑大压差下密封环变形与流场的相互作用，建立三维双向流固耦合模型，分析其内部流场特点，以此研究迷宫密封的间隙变化及泄漏特... 详细信息

耐磨损抗腐蚀等优点的热塑性材料迷宫密封可以有效降低泄漏量，但关于大压差下的泄漏特性研究相对较少。考虑大压差下密封环变形与流场的相互作用，建立三维双向流固耦合模型，分析其内部流场特点，以此研究迷宫密封的间隙变化及泄漏特性。搭建迷宫密封实验系统，该系统可实现最高3 MPa试验压差。在大压差的实验条件下，气体膨胀导致的温度降低是影响泄漏量的关键因素之一。通过分析密封流场特点发现气体在密封间隙内的实际流通截面类似拉瓦尔喷管结构，该结构有助于气体在间隙内加速。气体在最后一级密封间隙处达到音速后会形成“堵塞现象”，该现象会导致最后一级空腔内流场压力显著升高。通过固体模型分析得出流场压力导致密封环整体变形也是影响密封间隙的重要因素。最终，通过实验验证了流固耦合模型的准确性，模型计算结果与实验测量结果最大误差为6.2%。

关键词：迷宫密封泄漏双向流固耦合大压差堵塞现象

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