离散时间的完全服务并行优化轮询排队系统特性分析

轮询是一种依次有序服务的系统资源动态调度机制.针对服务器在站点间查询、服务和转移过程中的流水线作业方式导致了系统整体服务效率较低的问题,本文提出了完全服务的并行优化轮询系统.首先,构建了系统的单服务器多队列排队模型和相应的系统状态方程,并精确解析出系统特性参数的完整数学解析表达式.此外,还提出了一种系统状态稳定性的判定方法,对不同负载状态下的系统稳定性进行了定量分析.计算机仿真的统计分析结果与理论计算值相一致.最后,系统性能分析表明,在保持周期性、无冲突服务的基础上,系统的队长、时延特性和稳定状态下负载能力均得到了较大的提高.

连续时间完全-限定(K=2)两级轮询系统性能分析

为了实现区分网络优先级、保证公平性、提高普通站点的性能和效率,在完全-限定(K=1)两级轮询控制系统模型的基础上,提出连续时间完全-限定(K=2)两级轮询控制系统模型。在该模型中,使用限定(K=2)服务和完全服务分别对普通站点和中心站点进行服务。中心站点转换到普通站点进行服务时,使用捎带查询方式。在此基础上,采用马尔可夫链和概率母函数的数学方法建立该轮询系统模型,并推导平均排队队长和时延。利用MATLAB进行仿真实验,结果表明:理论值与仿真值误差较小,验证了理论分析的正确性;与门限-完全服务模型相比,该模型中心站点的队长和时延均小于门限-完全服务中心站点的队长和时延,具有更高的优先级;与一级完全服务和一级限定(K=2)服务模型相比,区分了优先级,性能分别提升11.7%和14.5%,说明两级服务远好于一级服务;与完全-限定(K=1)两级服务模型相比,增加了发送的数据,减少了等待时间,性能提升13.04%左右,进一步优化了普通站点的性能。

基于改进人工蜂群算法的边缘服务器部署策略

作为移动边缘计算架构部署的第一步,边缘服务器的部署是基础和关键,其部署位置与用户体验和系统性能密切相关,但是目前较少有研究关注该问题。研究无线城域网中移动边缘计算环境下的边缘服务器部署问题,以最小化响应时间为目标,将边缘服务器部署问题定义为一个优化问题,并提出基于交叉的全局人工蜂群算法求解边缘服务器部署的最优解以降低系统的平均响应时间。充分的实验结果表明,所提算法能够有效降低系统响应时间,算法性能优于其他代表性部署算法。

基于软件无线电的调制信号自识别系统设计与实现

在无线通信系统中,信号调制方式的自动识别是软件无线电的重要应用场景。与传统神经网络算法相比,基于软件无线电平台提出利用支持向量机进行识别的方法,能显著提高信号模拟和数字调制方式的识别效率,平均识别正确率均在90%以上。在接收信号信噪比为30 dB时,该方法的识别正确率达到100%,是调制信号自识别系统中的一种优秀方法。

基于成本感知的边缘服务器部署方法

针对移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)中边缘服务器(edge server,ES)供应商的成本预算问题,建立一种以最小化时延和部署成本为目标的数学模型。通过归一化方法将其转化为单目标优化问题,提出一种基于交叉算法的鲸鱼优化算法的边缘服务器部署方法;采用精英反向学习策略构造新种群,提高种群的多样性和全局收敛速度;采用改进的非线性收敛因子平衡算法的整体开发能力和局部探索能力;利用纵横交叉策略提高算法跳出局部最优的能力。使用上海电信基站的真实数据集进行仿真,其结果表明,与其它4种算法相比,该算法在时延和部署成本方面的表现均优于其它算法,系统成本下降了42.1%。

基于MEC服务器优先服务的路侧单元MAC层调度策略

针对多接入边缘计算(MEC)服务器高可靠、低时延和大数据量的数据传输要求,基于无冲突接入、优先级架构和弹性服务技术,提出一种适用于车辆边缘计算场景下的媒体访问控制(MAC)调度策略。所提策略由车联网(IoV)路侧单元(RSU)集中协调信道接入权,优先确保车载网络中车载通信单元(OBU)与MEC服务器之间的链路传输质量,以及时传输车辆到网络(V2N)业务数据;同时,对本地OBU之间的业务采取弹性服务方式,增强密集车辆接入时应急消息传输的可靠性。首先,构建调度策略的排队分析模型;其次,根据各时刻系统状态变量的无后效性特点建立嵌入式马尔可夫链,并通过概率母函数的分析方法对系统进行理论分析,得到MEC服务器通信单元和OBU的平均排队队长、平均等待时延和RSU查询周期等关键指标的精确解析表达式。计算机仿真实验结果表明,统计分析结果与理论计算结果一致,所提调度策略在高负载情况下能够提高IoV的稳定性和灵活性。

连续时间门限完全服务两级轮询系统性能分析

为区分业务优先级以及提高系统公平性与稳定性,在简化求解过程的基础上,提出一种连续时间门限完全服务两级轮询系统。系统状态由马尔科夫链得出并根据其建立数学模型,系统的平均循环周期、平均排队队长等性能参数由对数学模型的概率母函数进行求导所得,将求导结果与仿真实验进行对比,验证理论分析的准确性。将该系统与单级系统、其它两级系统进行对比,验证了该系统在保证业务优先级的同时更具公平性与稳定性。

智能制造的生产成本属性异变及边际成本递减律

智能科技革命驱动的智能制造,是新时期推进制造强国建设的不二选项。智能制造以工业智能体取代人力作业,采用“车间智能体+镜像网络”的单要素虚实融合生产模式,这将带来迥异于传统制造业的生产特征和成本属性,进而改变成本函数形态。比较研究发现,智能制造具有“高固定成本、弱可变成本”属性,并据此推导出随产量弱增长的弱成本函数,以及相应产生的边际成本递减规律。智能制造边际成本递减律,主要源于智能制造的单要素虚实融合生产模式对可变成本的冲淡与弱化效应。从政策层面,建议有序开展智能制造系统的众筹建造模式,积极推行智能制造系统的产能共享模式,尽早谋划智能时代产业工人的全新就业模式,大力引导消费者不断介入生产活动,实现消费者向“消产者”的身份转变。

基于改进YOLOv4-Tiny的交通车辆实时目标检测

针对传统交通车辆实时检测技术在检测速度和准确性等方面存在的问题,提出了改进型YOLOv4-Tiny交通车辆图像实时检测模型。改进该模型的CSPResNet和空间金字塔池化(Spatial Pyramid Pooling,SPP),减少模型的计算量;改进特征金字塔网络(Feature Pyramid Network,FPN)及使用池化特征增强方法,增加少量计算量,获取模型的多尺度特征图以提升精度;引入注意力机制,增强模型对通道和空间特征的关注。实验结果表明,改进的YOLOv4-Tiny算法相比原YOLOv4-Tiny算法,模型平均精度均值(mean Average Precision,mAP)提升了4.67%,检测速度提升了2.5帧/秒,模型大小减少了52.74%,能够满足交通车辆实时检测对精度和实时性的要求。

基于BiLSTM神经网络的多服务器门限服务系统性能分析

为了满足运行速度快、时延低、性能好、公平性好等特点,提出了多服务器门限服务系统,并利用BiLSTM(Bi-direc-tional Long Short-Term Memory)神经网络对其进行预测分析,使用多服务器接入方式来降低网络时延,改善系统性能。多个服务器调度时,可以采用同步和异步两种方式。首先,研究多服务器门限服务的系统模型。其次,在单服务器的基础上,利用嵌入马尔可夫链和概率母函数的分析方法对多服务器门限服务的平均排队队长、平均循环周期和平均时延进行求解;同时,利用Matlab进行仿真实验,分别将单服务器系统与多服务器系统的理论值与仿真值进行系统分析,对比多服务器同步和异步两种方式。最后,构建BiLSTM神经网络来预测多服务器系统的性能。实验结果表明,该多服务器系统异步方式优于同步和单服务器系统,多服务器异步系统的性能更好,时延更低,效率更高。综合对比多服务器的3种基本服务系统,在保证公平性的情况下,门限服务系统更加稳定。并且使用BiLSTM神经网络预测算法能够准确预测系统的性能,提高计算效率,对轮询系统的性能评价具有指导意义。

车联网中基于麻雀搜索算法的计算卸载策略

针对车联网场景下的边缘计算系统中MEC服务器负载不均衡,紧急任务无法得到优先处理的问题,提出一种基于麻雀搜索算法的计算卸载策略(COSSA)。以最小化VEC系统的任务计算时延和MEC资源服务费为目标建立数学模型,利用层次分析法根据任务的属性为每个需要卸载任务分配优先级,运用麻雀搜索算法根据目标函数找出最优的卸载决策,实现服务器负载均衡。实验结果表明,与Random、ALP和OMP策略相比,COSSA策略可以有效地降低系统开销、均衡MEC服务器负载。

基于深度强化学习哈里斯鹰算法的路径规划

哈里斯鹰算法存在容易早熟、陷入局部最优陷阱、稳定性较差等问题。为了提升算法性能,本文提出了一种利用深度确定性策略梯度算法(DDPG)改进的哈里斯鹰算法。该改进将深度强化学习和启发式算法结合,利用深度确定性策略梯度算法训练神经网络,再通过神经网络动态地生成哈里斯鹰算法关键参数,平衡算法全局搜索和局部搜索,并赋予算法后期跳出局部最优陷阱的能力。通过函数优化和路径规划对比实验,实验结果表明,DDPGHHO算法具有一定的泛化性和优秀的稳定性,且在不同环境下均能够搜索到更优路径。

设施甜瓜蜜蜂授粉效果研究

为探明蜜蜂授粉对设施甜瓜的增产提质效果,本研究以在吉林省种植的设施甜瓜‘程甜脆梨’和‘甜到根’为试验材料,就蜜蜂授粉与人工授粉两种方式下的果实形态(横纵径)、品质、产量及经济效益进行了对比,结果表明:与人工授粉相比,蜜蜂授粉可以显著改善‘程甜脆梨’甜瓜的果实形态(横纵径,P<0.05),提高单果重(P<0.05),提升果实品质(可溶性糖类、可溶性固形物和Vc含量等,P<0.05),并且每公顷可提高产量32.50%,增加经济效益29.25万元;同时,蜜蜂授粉也可以显著改善‘甜到根’甜瓜的果形(纵径,P<0.05)和提高单果重(P<0.05),提升果实品质(可溶性糖类、可溶性固形物和Vc含量等,P<0.05),经蜜蜂授粉后,每公顷可提高产量31.00%、增加经济效益21万元。综上所述,采用蜜蜂授粉的设施甜瓜在果形、品质和效益上皆优于人工授粉,具有明显的增产提质效果。因此,可将设施甜瓜蜜蜂授粉技术作为一项绿色高效技术在吉林省加以运用并推广。

基于狄拉克半金属和二氧化钒的三频带双调谐吸波体

提出了基于狄拉克半金属(BDS)和二氧化钒(VO2)的三频带(triple-band)双调谐吸波体,通过时域有限差分法和等效电路模型(ECM)分析了吸波体的电磁特性。研究表明:当VO2呈现出纯金属态时,吸波体会出现三个明显的吸收峰,平均吸收率为98.64%。同时,通过改变BDS费米能量和VO2电导率可以动态调谐吸波体吸收峰处的谐振频率和吸收率。最后,分别讨论了吸波体吸波特性随BDS层、VO2层和中间介质层厚度的变化规律。这为多带双调谐滤波器、吸波体的设计提供了理论依据。

独活寄生汤在类风湿关节炎治疗中的应用进展

类风湿关节炎是自身免疫性疾病的一种。本文通过综述类风湿关节炎的发病机制以及中医治疗的进展和临床应用情况,阐述了独活寄生汤以及其他祛风除湿方剂在本病治疗中的应用进展。

蜜蜂为设施西瓜授粉的优势

一、引言蜜蜂是全球农作物的主要传粉昆虫,在大多数陆地生态系统中发挥着重要的功能作用。据统计目前全球共有16万种显花作物需要依靠昆虫完成授粉,其中依赖蜜蜂授粉的植物占85%。蜜蜂在为作物授粉时,可有效减少人工授粉化学激素和生长调节剂的施用,相比于人工授粉,还可提升作物的产量和质量,许多商业种植的果蔬从蜜蜂授粉中获益。西瓜原产于非洲,是世界上最常见的葫芦科植物,在我国栽培历史悠久。本文试着将蜜蜂为设施西瓜授粉的状况进行简要概述,以期对蜜蜂为设施西瓜授粉这一绿色技术的发展推广蓄势赋能。

注意力优化RetinaNet的多尺度目标检测算法

针对目标检测算法RetinaNet在多尺度物体检测任务中存在利用特征上下文信息和多尺度特征融合不充分及边界框回归不够快速精准的问题,提出了一种注意力优化RetinaNet的多尺度目标检测算法。在特征提取模块嵌入无参数的3D注意力机制,来充分利用特征上下文信息;同时,构建了特征融合细化模块,实现多尺度融合特征的细化和增强;使用距离交并比(Distance Intersection over Union,DIoU)损失函数优化定位损失,提升边界框回归精准度。为了论证该方法的有效性,分别在PASCAL VOC数据集和MS COCO数据集上进行实验。改进模型的检测精度分别达到了82.1%、52.3%,其中,小目标、中目标和大目标的检测精度相比原算法分别提升了1.9%、1.1%和1.4%。

基于现场可编程门阵列战术数据链中自适应轮询接入控制协议的设计与实现

在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议(APACP)。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链理论对系统进行建模,得到系统平均排队队长和平均轮询周期的解析解;利用数学软件MATLAB和现场可编程门阵列仿真验证协议的正确性。仿真结果表明,APACP能够根据战术数据链网络拓扑结构的动态变化自动调整轮询顺序,明显降低系统平均排队队长和平均轮询周期,克服传统轮询接入控制协议中空轮询的问题,节约了服务时间,提高了服务效率,改善了系统性能。

新型随机多址接入无线传感器网络MAC控制协议与能量有效性分析

提出了一种新的随机多址接入无线传感器网络的MAC控制协议,在发送分组的时间1+a中,采用p概率检测与1-坚持的联合控制策略,并对多通道的随机多址接入无线传感器网络进行了分析,理论分析了系统的吞吐量和多通道中不同业务的吞吐量,以及信息分组的发送时延等参数,理论分析与仿真实验结果相一致。还结合无线传感器网络的能量有效性,通过对概率p值的选取,控制忙周期侦听信道的节点数和空闲期的休眠站点数,采用休眠技术实现了系统的节能效果。通过对2种无线传感器网络控制协议的能量有效性分析,证明了改进的控制协议其节点具有更长的生命周期,更适合作为无线传感器网络的MAC控制协议。

基于现场可编程逻辑门阵列的多优先级改进型载波感知多址协议在Ad Hoc网络中的实现和性能

Ad Hoc网络因为无需架设网络设施、抗毁性强等特点,常用于军事领域和一些极端自然环境中。媒体访问控制层的随机多址协议在Ad Hoc网络中有着重要的应用,而多址协议的时延和可靠性是制约Ad Hoc网络传输质量的关键性因素。针对这两个关键性因素,改进传统的随机多址接入控制协议,设计改进型三维概率载波感知多址(CSMA)协议模型,可保证在到达率较高情况下依然具有较好的吞吐量,并进一步改善协议可靠性。为不同的发送节点设定不同的优先级,实现区分服务,进而增强信道资源的有效利用。结果表明:与传统的1坚持CSMA协议比较,改进型三维概率CSMA协议减少了时延且吞吐量最大值增长24.34%;根据协议原理设计基于现场可编程逻辑门阵列的多优先级改进型三维概率CSMA协议的硬件系统,可以提高Ad Hoc网络传输的可靠性。