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IoT-MEC网络中服务功能链主动重构方法

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无线电工程 2024年第6期54卷 1543-1552页

作者：王宁杜娅荣刘亮重庆移通学院公共大数据安全技术重庆市重点实验室重庆401420 中国联合网络通信有限公司湖南省分公司湖南长沙410013 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

在移动边缘计算的物联网(Mobile Edge Computing-enabled Internet of Things Networks,IoT-MEC)中,物联终端的高移动性、服务请求的随机到达性以及网络流量的实时变化,导致原有应用场景下的资源配置与服务部署不再完全匹配。如何有效... 详细信息

在移动边缘计算的物联网(Mobile Edge Computing-enabled Internet of Things Networks,IoT-MEC)中,物联终端的高移动性、服务请求的随机到达性以及网络流量的实时变化,导致原有应用场景下的资源配置与服务部署不再完全匹配。如何有效利用网络提供的资源以实现服务功能链(Service Function Chain,SFC)的实时部署和重构是一个重要的挑战。针对用户的高移动性和网络流量的实时变化造成的SFC性能需求和已分配资源不匹配的问题,提出IoT-MEC网络中基于用户移动和资源需求预测的SFC重构策略。建立以SFC的端到端时延和重构成本最小化为目标的整数线性规划模型;设计基于注意力机制的Encoder-Decoder移动用户轨迹预测模型和基于长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的虚拟网络功能(Virtual Network Function,VNF)实例资源需求预测模型,分别准确预测用户移动轨迹和节点负载;基于预测结果提出SFC主动重构(Predict-based SFC Active Reconfiguration,PSAR)启发式算法,确保在服务质量(Quality of Service,QoS)下降之前,提前完成VNF迁移和路由更新,实现SFC的主动重构和无缝迁移,保证网络的一致性高质量服务。仿真结果表明,所提算法有效降低了SFC端到端时延和重构成本。

关键词：移动边缘计算物联网服务功能链重构注意力机制

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驱动约束下直线电机自适应鲁棒优化控制

控制工程 2022年第5期29卷 813-818页

作者：袁明星刘馨张雪波南开大学人工智能学院天津300350 重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室重庆400065

针对直线电机系统中各类建模不确定性以及速度、推力和加加速度约束综合影响下的最短时间动态响应和高精度稳态跟踪问题,提出了一种融合时间最优轨迹优化和非线性自适应鲁棒控制的双环控制框架。其中,外环时间最优轨迹优化主要处理系统... 详细信息

针对直线电机系统中各类建模不确定性以及速度、推力和加加速度约束综合影响下的最短时间动态响应和高精度稳态跟踪问题,提出了一种融合时间最优轨迹优化和非线性自适应鲁棒控制的双环控制框架。其中,外环时间最优轨迹优化主要处理系统速度、加加速度以及在线更新的前馈补偿约束,从而间接保证了最短时间的动态响应;内环非线性自适应鲁棒控制算法用来抑制各类建模不确定性的影响,旨在保证高精度的稳态跟踪性能。仿真结果验证了所提双环控制算法的有效性和优越性。

关键词：直线电机轨迹优化自适应鲁棒控制驱动约束

大型汽轮发电机定子端部绕组的数字化建模及振动特性分析

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振动与冲击 2023年第7期42卷 143-153页

作者：王頲王惠赵洋李星虹重庆邮电大学高等科学研究院重庆400065 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室重庆400065 重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

以600 MW大型汽轮发电机为研究对象。建立了汽轮发电机定子端部绕组的高精度有限元模型并进行模态分析,得到与实测结果吻合较好的模态参数;对定子端部绕组进行数字化机理建模,将双层绕组结构视为壳体,内外层支撑结构作为环肋与筋条,基... 详细信息

以600 MW大型汽轮发电机为研究对象。建立了汽轮发电机定子端部绕组的高精度有限元模型并进行模态分析,得到与实测结果吻合较好的模态参数;对定子端部绕组进行数字化机理建模,将双层绕组结构视为壳体,内外层支撑结构作为环肋与筋条,基于离散单元法可将端部绕组等效为叠层加筋加肋圆锥壳模型。借助适用于各种复杂弹性边界条件的改进傅里叶级数的瑞利-里兹法,建立了端部绕组的固有、受迫振动方程。通过计算得到端部绕组模态参数的解析解,并与有限元仿真结果进行对比,验证了所建立等效数字化机理模型的合理性与正确性,可为后续端部绕组电磁振动的研究打下基础。

关键词：定子端部绕组模态参数有限元分析振动分析机理模型

基于图卷积神经网络的软件定义电力通信网络路由控制策略

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电子与信息学报 2021年第2期43卷 388-395页

作者：向敏饶华阳张进进陈梦鑫重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室重庆400065

传输时延和数据包丢失率是电力通信业务可靠传输重点关注的问题,该文提出一种面向软件定义电力通信网络的最小路径选择度路由控制策略。结合电力通信网络软件定义网络(SDN)集中控制架构的特点,利用图卷积神经网络构建的链路带宽占用率... 详细信息

传输时延和数据包丢失率是电力通信业务可靠传输重点关注的问题,该文提出一种面向软件定义电力通信网络的最小路径选择度路由控制策略。结合电力通信网络软件定义网络(SDN)集中控制架构的特点,利用图卷积神经网络构建的链路带宽占用率预测模型(LBOP-GCN)分析下一时刻路径带宽占用率。通过三角模算子(TMO)融合路径的传输时延、当前时刻的路径带宽占用率和下一时刻的路径带宽占用率,计算出从源节点到目的节点间不同传输路径的选择度(Q),然后将Q值最小的路径作为SDN控制器下发的流表项。实验结果表明,该文所提出的路由控制策略能有效减小业务传输时延和数据包丢失率。

关键词：电力通信网络软件定义网络图卷积神经网络带宽占用率

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结合JND模型的图像拼接缝消除方法

电子与信息学报 2017年第10期39卷 2404-2412页

作者：陈勇詹帝重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室重庆400065

该文针对待拼接图像间的亮度差异而导致拼接图像存在拼接缝的问题,提出一种基于JND(Just Noticeable Difference)模型的新的亮度拼接缝去除方法。该图像拼接缝优化算法分为3个步骤。将待优化图像变换到HSV空间,并提取V分量;在V分量图中... 详细信息

该文针对待拼接图像间的亮度差异而导致拼接图像存在拼接缝的问题,提出一种基于JND(Just Noticeable Difference)模型的新的亮度拼接缝去除方法。该图像拼接缝优化算法分为3个步骤。将待优化图像变换到HSV空间,并提取V分量;在V分量图中自适应确定过渡区域宽度,根据JND模型计算区域内各点的优化阈值确定优化量大小并进行优化;将优化后的V分量与分离的H,S分量结合进行逆变换即可得到最终优化的拼接图像。实验结果表明,该算法能够实现图像亮度的平滑过渡,在亮度差较大的情况下也能得到较好结果。同时,该算法能够有效地避免常用基于RGB空间的拼接缝去除方法所带来的偏色问题,具有更大的适用范围。

关键词：图像处理亮度差图像拼接缝 JND(Just Noticeable Difference)模型 HSV空间

移动荷载作用下简支梁桥挠度冲击系数的数值计算与试验验证

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北京工业大学学报 2024年

作者：刘越龙金喜荚瑞馨董方朱尚清车功健蔡刚韩强桥梁工程安全与韧性全国重点实验室北京工业大学城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室深圳市城市公共安全技术研究院有限公司北京市政路桥管理养护集团有限公司中公智联(北京)科技有限公司重庆桥安物联科技有限公司

针对移动荷载作用下简支梁桥动力评价方法不足，同时传统动载试验测量方法费时费力的问题，本文以某简支梁桥为研究对象，提出了一种基于移动荷载作用下简支梁桥动力评价方法，该方法首先通过精确化建立车桥耦合模型，并基于毫米波雷达... 详细信息

针对移动荷载作用下简支梁桥动力评价方法不足，同时传统动载试验测量方法费时费力的问题，本文以某简支梁桥为研究对象，提出了一种基于移动荷载作用下简支梁桥动力评价方法，该方法首先通过精确化建立车桥耦合模型，并基于毫米波雷达的动态位移测量、结合模态分析、动载试验来验证模型的准确性，同时考虑桥面不平整度和车速对桥梁挠度冲击系数的影响，并与现行规范进行比较。结果表明：挠度冲击系数与车速不呈线性相关，而是在某个速度下出现峰值；不同梁跨中的挠度冲击系数存在差异，但变化规律一致；随着桥面等级的劣化，桥梁振动响应显著增大，而规范中挠度冲击系数仅与桥梁基频相关，与实际结果有较大差别；毫米波雷达作为一种新型非接触式测试方法，能准确的测量桥梁的复杂振动。所得结论可为今后中小跨径简支梁桥的动力评价和运维养护提供参考。

关键词：桥梁车桥耦合挠度冲击系数试验验证数值模拟毫米波雷达

分布式全局精确时钟同步状态追踪:能观测性观测器分析

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电子学报 2019年第9期47卷 1855-1862页

作者：王頲白桦唐晓铭黄庆卿重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室

本文基于现代控制理论观点下的量测模型的能观测性分析,提出绝对时钟状态量测模型的能观测性问题.启发于量测状态向量空间与状态向量运算法则,转化为本质上向量空间的同构映射原理,建立了以基本量测单元(Basic Measurement Unit,BMU)构... 详细信息

本文基于现代控制理论观点下的量测模型的能观测性分析,提出绝对时钟状态量测模型的能观测性问题.启发于量测状态向量空间与状态向量运算法则,转化为本质上向量空间的同构映射原理,建立了以基本量测单元(Basic Measurement Unit,BMU)构建最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)等价变换下的能观测性解耦量测模型.该方法揭示了在双向信息交换下对称量测性能的本质,在量测模型满足能观测性的必要条件下实现时钟状态追踪的Kalman filtering算法.本文算法不依赖于优化的初始点设置,初始点选择具有鲁棒性,并且对于网络连接性的变化具有稳健性.仿真结果表明,能观测性量测模型能实现规模化扩展,设计的算法具有局部和全局一致的MMSE量测性能,接近于贝叶斯CRLB(Cramer-Rao Lower Bound)量测性能边界.

关键词：无线传感器网络绝对时钟同步能观测性线性变换

基于VMD和互谱分析的供水管道泄漏定位方法

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仪器仪表学报 2019年第7期40卷 195-205页

作者：李帅永夏传强程振华毛维培重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室

针对低信噪比(SNR)下的供水管道泄漏振动信号用于时延估计泄漏定位误差大的问题,提出基于变分模态分解(VMD)和互谱分析结合的供水管道泄漏定位方法。首先,利用VMD将管道泄漏信号分解为若干个本征模态函数(IMF),对供水管道泄漏信号进行... 详细信息

针对低信噪比(SNR)下的供水管道泄漏振动信号用于时延估计泄漏定位误差大的问题,提出基于变分模态分解(VMD)和互谱分析结合的供水管道泄漏定位方法。首先,利用VMD将管道泄漏信号分解为若干个本征模态函数(IMF),对供水管道泄漏信号进行互谱分析确定特征频带;然后,利用IMF分量在特征频带内的能量比例作为选取准则来确定有效IMF分量,并对选取的有效IMF分量进行重构;最后,对重构信号进行时延估计来确定泄漏点位置。为了验证所提泄漏定位算法的有效性,通过仿真和实验分别对互谱与VMD结合、互相关及VMD与相关系数结合3种方法进行研究。实验结果表明,以上3种定位算法的平均相对定位误差分别为2. 53%,8. 62%和16. 86%。

关键词：变分模态分解互谱分析泄漏定位低信噪比供水管道

工业物联网确定性调度中TDMA紧时隙时间精度边界可靠性分析

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仪器仪表学报 2018年第6期39卷 120-131页

作者：王頲段斯静黄庆卿唐晓铭李永福重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室

针对如何保证物联网确定性调度中时分多址（TDMA）紧时隙时间精度边界,首先建立不完全观测的绝对时钟同步状态空间模型;根据间歇观测方程推导修正的绝对时钟卡尔曼滤波器,得到了随机误差协方差迭代式;然后将误差协方差迭代式建模为修正... 详细信息

针对如何保证物联网确定性调度中时分多址（TDMA）紧时隙时间精度边界,首先建立不完全观测的绝对时钟同步状态空间模型;根据间歇观测方程推导修正的绝对时钟卡尔曼滤波器,得到了随机误差协方差迭代式;然后将误差协方差迭代式建模为修正的黎卡提微分方程,研究稳态误差协方差的统计特性;利用凸优化理论和线性矩阵不等式（LMI）工具求解时钟状态估计的临界包到达率和估计误差协方差的统计收敛边界。面向网络参数配置和TDMA时隙的紧边界应用需求,定量分析存在观测值丢失的时钟同步误差与精度边界,建立时钟同步精度边界与无线网络的权衡关系,并提出存在观测值丢失时保时带大小设计方法。

关键词：工业无线传感器网络时钟同步卡尔曼滤波观测值丢失误差协方差