一种基于动态需求边界的混合关键级作业调度算法

把具有不同重要性的功能集成到一个共享平台上的混合关键级系统,是当前嵌入式系统发展的主要趋势之一.已有的混合关键级调度理论为了保证高关键级作业的完成,大多不支持关键级向下切换,在系统进入高关键级后直接放弃低关键级作业的执行,这对系统中作业集的整体完成率有负面影响.为了应对这一问题,把需求边界分析理论扩展到混合关键级作业系统中,提出了作业的动态需求边界函数,以矢量的形式记录系统在运行时需求边界函数的动态变化,并相应地提出了作业的混合关键级松弛时间与系统关键级松弛时间的概念.在此基础上,提出了一种基于动态需求边界的混合关键级作业调度算法CSDDB(criticality switch based on dynamical demand boundary).该算法选择具有最小松弛时间的关键级作为执行关键级,在保证高关键级作业可调度的情况下,充分利用系统资源,尽可能地满足低关键级作业的执行.应用随机生成的任务集进行仿真实验,结果表明,与已有算法相比,CSDDB在系统关键级的保证与作业集整体完成率方面比现有算法有10%以上的提升.

基于Ptolemy的信息物理融合系统建模与仿真

介绍了典型的信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS)结构,该类系统将物理过程、嵌入式计算、网络融合于一体,具有异构、并发、状态随时间演化等特性,这些特性对系统的设计提出了很高的要求。基于模型的方法是设计CPS系统的有效途径,给出了CPS系统的典型结构,对单自由度系统的有阻尼自由振动、自动挡汽车换挡以及交通路口红绿灯控制3个系统的模型问题进行了分析,指出CPS中的连续动态行为可用基于时间的微分方程来建模,混合系统行为可用模态模式进行建模,对于一些状态比较复杂的系统则可通过对状态机的组合进行建模。在此基础上应用Ptolemy对以上3个系统进行了建模并给出了仿真结果,为CPS系统设计提供了基础。

基于Ptolemy的自适应巡航系统建模与仿真

信息物理融合系统(CPS)是计算、通信与控制技术的融合,汽车自适应巡航控制系统是一种典型的CPS,具有广泛的应用前景。通过建立汽车纵向行驶的数学模型,并基于CPS给出自适应巡航控制系统的结构,设计系统的状态机模型。基于Ptolemy分别设计前车、测量距离和本车的计算模型,构建系统的层次模型,在子模型中采用模态模式对基于时间的模型与状态机模型相结合的混合系统行为进行建模。仿真结果表明,该方法能满足自适应巡航控制系统的要求,保证系统的安全性。

一种基于汽车CPS的服务调度算法

驾驶者通过路边基础设施感知外部环境并根据经验作出反应是汽车信息物理融合系统的一个最基本的特点,研究汽车与路边基础设施信息交互对建设汽车信息物理融合系统具有重要意义。基于汽车与路边基础设施通信的场景,提出一种新的服务消息调度模型,设计了基于优先级的调度算法,采用贪心思想,优先调度效用值大的消息,将效用值小的消息进行插空调度,最后通过实验证明了本文算法的有效性。

并行任务可靠性约束下的资源最小化调度

可靠性是系统的一项重要质量指标,在安全关键的系统中极其重要.应用资源冗余的方式可以提高系统的可靠性,但会消耗更多的系统资源.研究了异构多处理器系统执行并行任务时最小化系统资源并保证可靠性的问题.首先以任务在各处理器上的平均最坏执行时间为参考,将系统可靠性目标转换为单个任务的可靠性目标,分别给出了非复制和复制情况下任务可靠性目标的计算方法;然后设计了一个可靠性约束下的资源最小化非复制算法,当给出的可靠性目标要求不高于系统可达到的最高可靠性时,该算法总能将任务分配到合适的处理器并使系统满足可靠性要求.由于非复制算法不能满足系统更高可靠性目标要求,最后设计了2个基于任务复制的算法.应用实际并行任务和随机生成的并行任务将提出的算法和MaxRe算法、RR算法以及MRCRG算法进行比较,实验结果表明:提出的算法在满足系统可靠性目标的同时消耗的资源更少.

考虑客户满意度的城市冷链物流路径优化

近年来,随着城市冷链物流的快速发展,提高城市冷链物流配送质量,降低配送成本,使配送效益最大化已成为城市冷链物流中迫切想要实现的目标。论文综合考虑了冷链物流的特点,引入影响客户满意度的混合时间窗为主要约束条件,构造了以满足时间窗约束的最小成本为目标的函数模型,并且通过对应的遗传算法进行求解。结合冷链物流配送的实例数据,采用MATLAB编程求解出不同约束下的路径和各项成本费用,并进行对比分析。结果表明,考虑客户满意度的模型与算法能够有效降低成本和提高客户满意度。

考虑集中式惩罚和参照依赖的企业环保投资行为与合作演化

基于集中式惩罚和参照依赖相结合的视角,构建企业环保投资合作的演化博弈模型,利用计算仿真实验再现了企业参与环保投资合作的演化博弈过程。研究结果表明:一是在适当的惩罚力度下,集中式惩罚机制可以提高企业环保投资合作水平;二是不同惩罚力度下企业环保投资合作中的集体行动收益具有显著差异,在特定条件下对企业的惩罚力度存在一个最优阈值,可使集体行动收益达到最大化;三是仅考虑惩罚激励因素,不足以维持企业环保投资合作,更重要的是形成企业间参照依赖下的良性策略互动,才能充分激励企业积极参与环保投资合作行动。以上结论为企业环保投资合作提供了新思路,有助于推动我国生态环境改善。