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一种基于深度学习的微服务性能异常检测方法

计算机研究与发展 2024年第3期61卷 600-613页

作者：方浩天李春花王清周可武汉光电国家研究中心(华中科技大学) 武汉430074

微服务架构因具有良好的可扩展性和可维护性越来越受到云应用软件的青睐.与此同时,微服务之间复杂的交互使得系统的性能异常检测变得更加困难.现有的微服务性能异常检测方法均不能很好地建立跨不同调用路径的微服务及其对应的响应时间... 详细信息

微服务架构因具有良好的可扩展性和可维护性越来越受到云应用软件的青睐.与此同时,微服务之间复杂的交互使得系统的性能异常检测变得更加困难.现有的微服务性能异常检测方法均不能很好地建立跨不同调用路径的微服务及其对应的响应时间之间的复杂关系,导致异常检测准确率不高、根因定位不准确.提出了一种基于Transformer的微服务性能异常检测与根因定位方法TTEDA(Transformer trace explore data analysis).首先将调用链构建为微服务调用序列和对应的响应时间序列,然后借助自注意力机制捕捉微服务之间的调用关系,并通过编码器-解码器建立微服务的响应时间与其调用路径之间的关联关系,从而获得微服务在不同的调用链上的正常响应时间分布.基于学习到的正常模式判断调用链的异常,并可将异常精确到微服务级别.进一步地,利用微服务之间的调用关系以及异常的传播方式,对出现性能异常的微服务进行反向拓扑排序,实现了准确快速的根因定位.在开源基准微服务系统Train-Ticket的数据集和AIops挑战赛数据集评估了TTEDA的有效性,相比于同类异常检测方法AEVB,Multi-LSTM,TraceAnomaly,精确率平均提高了48.6%,30.2%,3.5%,召回率平均提高了34.7%,1.1%,4.1%.相比于根因定位算法MonitorRank和TraceAnomaly,根因定位的准确率分别提高了35.4个百分点和6.1个百分点.

关键词：微服务异常检测根因定位调用链 Transformer

道岔贝氏体钢轨轧后冷却过程的弯曲变形及微观组织演变规律

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机械工程学报 2024年第14期60卷 139-152页

作者：岑耀东陈林包喜荣李晓娜内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010

道岔钢轨由于具有非对称的横断面特征使其轧制、热处理、矫直等工艺非常复杂,生产难度极大。针对道岔贝氏体钢轨的平直度和残余应力兼顾问题,通过Gleeble-1500热模拟试验机测定了CCT曲线,采用扫描电镜(Scanningelectron microscope,SEM... 详细信息

道岔钢轨由于具有非对称的横断面特征使其轧制、热处理、矫直等工艺非常复杂,生产难度极大。针对道岔贝氏体钢轨的平直度和残余应力兼顾问题,通过Gleeble-1500热模拟试验机测定了CCT曲线,采用扫描电镜(Scanningelectron microscope,SEM)观察了不同冷速下的微观组织,利用有限元软件进行了相变前与相变区间控制冷却的模拟计算。结果表明,当未变形的奥氏体以0.05~1℃/s的冷速连续冷却时,随着冷速的增快,组织由粒状贝氏体逐步转变为马氏体。当变形处理的奥氏体以0.2~2℃/s的冷速连续冷却时,随着冷速的增快,组织由粒状贝氏体逐步转变为大量马氏体+少量板条贝氏体;相变区间控制冷却采用轨头表面中心冷至500℃,再由500℃冷却到300℃(钢轨表面冷速0.4℃/s),然后空冷至室温可得到的贝氏体量为35.6%,纵向最大拉应力、最大压应力及最终Y方向和Z方向的弯曲挠度均符合要求。相变前控制冷却采用轨头表面中心冷至500℃(轨头上表面及非工作侧和轨腰冷速3℃/s,轨头工作侧3.5℃/s),再由500℃空冷至室温后可得到99.3%贝氏体组织的同时,最终残余应力值及弯曲挠度均符合要求。通过控制冷却实现了减小弯曲变形度和降低矫后残余应力的目的。

关键词：道岔钢轨贝氏体控制冷却组织

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三维前飞扑翼运动学参数优化

航空动力学报 2024年第9期39卷 171-180页

作者：徐启炎朱建阳朱名康谢鹏武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081 深圳技术大学中德智能制造学院广东深圳518118

采用田口试验和数值求解三维N-S方程相结合的方法,以提升扑翼的升举效率为目标,对缩减频率、扑动振幅和俯仰振幅这3个运动学参数进行优化。结果表明:与最差参数组合扑翼相比,最佳参数组合扑翼的时均升力系数提升了52.1%,升举效率提高了8... 详细信息

采用田口试验和数值求解三维N-S方程相结合的方法,以提升扑翼的升举效率为目标,对缩减频率、扑动振幅和俯仰振幅这3个运动学参数进行优化。结果表明:与最差参数组合扑翼相比,最佳参数组合扑翼的时均升力系数提升了52.1%,升举效率提高了85.52%;运动学参数对扑翼气动性能影响的强弱依次为缩减频率,扑动振幅和俯仰振幅。进一步通过对扑翼表面的流场分析发现,采用最佳参数可以增强贴附在扑翼表面上涡流的强度,以及促进扑翼尾迹反卡门涡街的形成,从而使扑翼具有更好的气动特性。

关键词：扑翼运动学参数田口方法 Navier-Stokes(N-S)方程升举效率

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精密旋转轴六自由度误差同时测量方法

激光与光电子学进展 2024年第17期61卷 1-10页

作者：温洪泉杨文军张子龙刘振曾良才武汉科技大学机械自动化学院武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室

针对现有精密旋转轴运动精度检测技术无法兼顾高精度、高效率、动态连续、误差完整测量等问题，提出一种基于绝对测量的精密旋转轴六自由度误差同时测量方法。使用多波长相移干涉技术对跟随旋转轴运动的微纳结构特征样件进行瞬时绝对位... 详细信息

针对现有精密旋转轴运动精度检测技术无法兼顾高精度、高效率、动态连续、误差完整测量等问题，提出一种基于绝对测量的精密旋转轴六自由度误差同时测量方法。使用多波长相移干涉技术对跟随旋转轴运动的微纳结构特征样件进行瞬时绝对位姿测量。建立精密旋转轴六自由度运动误差模型，确定各自由度误差与标准微纳结构特征空间位姿变换之间的映射关系。通过对微纳结构特征空间位姿进行解析，分离出精密旋转轴六自由度误差，实现精密旋转轴六自由度误差同时、连续、高精度测量。对精密气浮旋转台的测量结果表明，测得的角度定位误差为2.98"，倾斜误差为0.91"，径向误差为399 nm，轴向误差为37 nm。

关键词：精密旋转轴六自由度误差同时测量多波长相移干涉微纳结构特征样件

基于邻接跳变德布鲁因序列的结构光编解码算法

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同方期刊数据库

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光学学报 2024年第8期44卷 74-83页

作者：梁正林陈彬伍世虔武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081

德布鲁因序列常被用于结构光条纹的编码,但是序列中相邻的相同码元会导致在相同颜色区域内难以确定码元个数以及每个码元的确切编码范围。为了解决这一问题,提出一种邻接跳变德布鲁因序列,该序列在保留子序列唯一性的基础上保证了相邻... 详细信息

德布鲁因序列常被用于结构光条纹的编码,但是序列中相邻的相同码元会导致在相同颜色区域内难以确定码元个数以及每个码元的确切编码范围。为了解决这一问题,提出一种邻接跳变德布鲁因序列,该序列在保留子序列唯一性的基础上保证了相邻码元的相异性。首先,证明了所提出序列的存在性,并给出了其生成方式。然后,将该序列用于相位周期级次编码,结合正弦相移条纹设计了一种彩色条纹编码方法。在解码阶段,按颜色通道分别提取、计算得到包裹相位和相位周期级次,最终获得展开相位。实验结果表明,所提方法与传统相移法有相似的测量精度,且仅需要4幅投影图像即可完成三维测量,显著提高了测量效率。

关键词：测量德布鲁因序列结构光相移测量

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MXene在压力传感中的研究进展

无机材料学报 2024年第2期39卷 179-185页

作者：尹建宇刘逆霜高义华华中科技大学物理学院武汉430074 华中科技大学武汉光电国家研究中心纳米表征与纳米器件中心武汉430074

近年来,压力传感器在智能可穿戴纺织品、健康监测、电子皮肤等领域得到了广泛应用。二维纳米材料MXene的出现,为压力传感带来了全新的突破。Ti3C2Tx是压力传感领域研究最多的MXene,具有良好的机械性能、高导电性、优异的亲水性以及广泛... 详细信息

近年来,压力传感器在智能可穿戴纺织品、健康监测、电子皮肤等领域得到了广泛应用。二维纳米材料MXene的出现,为压力传感带来了全新的突破。Ti3C2Tx是压力传感领域研究最多的MXene,具有良好的机械性能、高导电性、优异的亲水性以及广泛的可修饰性,是理想的压力传感材料。因此,近些年研究者们对MXene在压力传感器中的设计和应用进行了大量探索和研究。本文总结了MXene的制备技术和抗氧化方法。同时介绍了基于MXene的微结构设计,包括气凝胶/多孔结构材料、水凝胶、柔性衬底和薄膜。该类设计有利于提高压力传感器的响应范围、灵敏度和柔韧性,促进了压力传感器的快速发展。此外,进一步探讨了MXene压力传感器的工作机制,包括压阻式、电容式、压电式、摩擦电式、电池式和纳米流体式等。MXene以其优异的特性而在各种机制的传感器中得到了广泛应用。最后,对MXene材料的合成、性质以及其在压力传感方面的机遇和挑战进行了展望。

关键词： MXene 压力传感器合成方法传感机制专题评述

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激光选区熔化区域连续能量调控扫描方法研究

机械工程学报 2024年第1期60卷 159-169页

作者：覃林张李超王森林汤名锴史玉升华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

针对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形悬垂结构件中存在的翘曲、挂渣等成形质量问题,基于局部区域传热差异性和层间热量传递性研究成形过程中已凝固实体与粉末分布对温度分布的影响,从而对悬垂件的成形进行优化。建立了... 详细信息

针对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形悬垂结构件中存在的翘曲、挂渣等成形质量问题,基于局部区域传热差异性和层间热量传递性研究成形过程中已凝固实体与粉末分布对温度分布的影响,从而对悬垂件的成形进行优化。建立了基于零件几何信息驱动的能量调控优化模型,通过识别模型的几何特征,根据局部区域内的凝固实体和材料粉末的比例计算能量影响因子,实现基于软件自适应调节的变工艺参数的定域定量扫描,最终实现区域能量连续调控与工艺优化。选取典型悬垂件进行316L材料的打印实验作为验证,结果表明相较于未优化的普通扫描方案,基于软件自动能量调控的优化扫描方案可以提高小于45°倾角的悬垂结构件的成形质量,成形40°悬垂结构件时,变参数成形的悬垂面面平均粗糙度Sa(Surface average roughness)达24.03μm,相比定参数成形的Sa为46.32μm,表面光洁度明显提高;同时可无支撑成形8 mm跨度的水平悬垂件。

关键词：激光选区熔化悬垂结构能量调控扫描策略成形质量

基于Meta分析的矿区周边土壤重金属污染特征及风险评价

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地学前缘 2024年第2期31卷 93-102页

作者：董鑫胡浩然张晓晴任大军张淑琴武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081

本文基于2002—2022年期间,知网、万方、Web of Science数据库收录的矿区周边土壤重金属文献数据,采用Meta分析方法,探讨我国不同地区和矿种类别的矿山开采对土壤重金属分布特征的影响。同时,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法评估... 详细信息

本文基于2002—2022年期间,知网、万方、Web of Science数据库收录的矿区周边土壤重金属文献数据,采用Meta分析方法,探讨我国不同地区和矿种类别的矿山开采对土壤重金属分布特征的影响。同时,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法评估矿区周边土壤重金属生态风险。Meta分析结果显示,我国矿区周边土壤中镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pd)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)和铬(Cr)的浓度相较于土壤背景值,分别增加了820.7%、309.6%、158.6%、158.6%、146.0%、103.4%、24.6%和15%,其中,Cd和Hg增加量较多。从地区来看,中南和西南地区的矿区周边土壤重金属的效应值较大,其重金属浓度增加量分别为285.7%和180.1%,其中西南、中南和华东地区矿山周边土壤中Cd、Hg、Zn、Pb和Cu的含量增加较为显著,华北和东北地区的Cd和As、西北地区的Cd和Hg增加较为显著。从矿种类型看,铅锌矿、多金属矿、铜矿、金矿、汞矿、钼矿、锰矿、锡矿和包含石墨矿等其他矿种的周边土壤重金属浓度增加量为166.4%~617.1%,其中铅锌矿开采会使得Cd、Hg、Pb和Zn显著累积,金矿开采对As、Hg和Pb累积显著,铜矿、石墨、硫铁矿等其他矿种对Cd和Cu的含量累积显著,各类型矿对Ni和Cr的累积影响都很小。地累积指数法和潜在生态风险指数法评价结果显示,我国矿区周边土壤Cd和Hg地累积污染指数分别达到中等和轻微污染等级,且大部分土壤位点二者都具有高等级的潜在生态风险,因此,需加强矿区周边重点重金属Cd和Hg的污染防治。

关键词：矿区土壤重金属 Meta分析土壤污染风险评价

基于改进PSO-RBF神经网络的三维边坡可靠度分析

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地球科学 2024年第5期49卷 1706-1721页

作者：彭宗桓盛建龙叶祖洋袁乾峰武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081

三维边坡模型能真实反映边坡空间效应,提升边坡可靠度计算精度,然而由于三维边坡模型计算量庞大且安全系数缺少显示表达,边坡可靠度分析主要以二维简化模型为主,针对三维边坡可靠度分析的研究仍存在不足.提出一种基于Spencer方法、自适... 详细信息

三维边坡模型能真实反映边坡空间效应,提升边坡可靠度计算精度,然而由于三维边坡模型计算量庞大且安全系数缺少显示表达,边坡可靠度分析主要以二维简化模型为主,针对三维边坡可靠度分析的研究仍存在不足.提出一种基于Spencer方法、自适应变异粒子群优化算法(PSO)和径向基函数神经网络(RBF)的三维边坡可靠度分析方法.通过对传统PSO算法引入变异算子,改善了其搜索精度较低、后期迭代效率不高等缺点.以三维Spencer方法为基础,结合改进PSO算法与RBF神经网络构建三维边坡安全系数的计算模型进行可靠度分析,实现三维边坡功能函数的显示化,通过标椎椭球滑体可靠度分析,验证了该方法相较于传统方法计算精度和效率的提升;进一步研究了卡基娃左岸边坡减载开挖过程稳定性及可靠度的变化规律,结果表明:削坡减载作用后有效提升了边坡的稳定性,边坡失效概率减小了近2个数量级.

关键词：三维边坡稳定可靠度粒子群优化算法神经网络岩土工程工程地质