应急管理网络信息体系中的内生安全机制设计

应急管理网络信息体系是实现防灾减灾救灾能力提升的重要支撑,在构建大国应急管理能力的过程中发挥着关键作用。由于融合应急指挥网、无线通信网、卫星通信网、互联网等多种异构网系,网络环境开放,工作模式服务多样,该体系在安全方面面临着巨大挑战。本文从内生安全的理念设计了应急管理网络信息体系的安全架构,在域间安全隔离、可信身份认证、安全态势感知、网元动态赋能、虚拟攻防演练、安全运维管理等方面系统阐述了其实现机理,以期形成增长式、体系化的安全防护能力。

认知无线传感器网络中基于GSC的协作传输机制

针对无线传感器网络中单个节点能量和发射功率均受限的特点,在发送端已知信道状态信息(CSI)的条件下提出了一种基于广义选择合并算法(GSC)的协作传输机制。根据GSC算法和节点的功率受限条件来决定具体参与协作传输的节点个数,并结合信道状态和节点的剩余能量来对节点进行调度。理论分析和仿真结果表明该机制能够有效地延长网络寿命。

一种分簇无线传感器网络中的分布式信源编码算法

针对密集型无线传感器网络中信息存在大量冗余的问题,该文提出了一种适用于分簇无线传感网络的分布式信源编码算法。该算法以边信息作为初始参考信源,利用信源间的相关性来决定各信源的编码顺序和参考信源,然后由各信源相对于参考信源进行相关编码,接收端则根据编码顺序和参考信源进行相关译码。该文同时针对模值编码的方式,给出了一种低复杂度的译码算法。理论分析和仿真结果表明,将该算法应用于分簇路由协议中可以有效地降低节点的发送比特数,从而降低网络的能耗以延长网络寿命。

无线传感器网络中能量有效的波束成形机制

针对无线传感器网络中单个节点能量和通信距离均受限,以及传统波束成形机制中由于忽略能耗均衡而造成单个节点过早死亡的特点,提出了一种能量有效的波束成形机制。首先分析了节点个数、发射系数、功率受限、相位等因素对网络能耗的影响,给出了对应的设计原则。然后,基于此原则来选择参与发射的节点,并结合节点的剩余能量和相位来调整各自的发射系数。理论分析和仿真结果表明,该机制有效地增加了数据成功传输的次数,均衡了节点间的能耗,延长了网络寿命。

认知无线电网络中基于信噪比估计的快速循环平稳特征检测

随着无线应用快速发展与可用频谱资源紧缺的矛盾日益突出,认知无线电作为克服频谱匮乏和提高频谱效率的最重要解决方式之一,与物联网、5G等各种无线网络应用的结合受到了越来越多的关注。频谱感知是认知无线电的关键技术,通过识别未被主用户使用的频谱空洞并将其分配给认知用户,从而能够在不同优先级的多个用户之间共享同一频带,并且不会相互干扰。文中提出了一种基于信噪比估计的快速循环平稳特征检测算法,能够根据信噪比的变化实时的调整参与循环平稳特征检测的样本数量,在保持可接受检测性能的前提下减小了计算复杂度,改善了感知的实时性。

认知无线电传感器网络中能量有效的感知策略

将认知无线电技术引入无线传感器网络(WSN),可以使传感器节点在不影响主用户正常通信的前提下,利用频谱空穴来满足自身的通信需求。虽然切换到合适的信道能够降低传输能耗,但是感知过程不可避免的带来一定的额外能耗,因此如何对频谱进行感知来降低节点的总能耗是一个至关重要的问题。在基于离散马尔可夫链的信道占用模型基础上,根据信道状态的n步转移概率,提出了一种由当前感知结果来决定下一次感知时刻的感知策略。仿真结果表明,相对传统无感知过程的WSN以及先感知后传输的策略,有效地降低了能耗。

面向天地一体化信息网络的安全验证平台设计

天地一体化网络系统复杂、技术体制多样,其中安全技术涉及系统的各个层面,难以通过单项技术试验来实现系统层面的验证和评估,需要构建具有一定网络规模的验证系统来完成安全技术体系的验证。基于通用开放、可重构的理念,提出了一种天地一体化网络安全验证系统方案,实现密钥管理、安全路由、安全切换、安全隔离、安全传输等安全保障技术的系统验证。

面向军民融合的空间信息云服务平台体系研究

在大数据时代,空间信息作为国家的战略性资源,具有巨大的应用空间和价值。构建分布式的空间信息云服务平台体系,统筹军民两类资源,是实现军民深度融合的重要举措。本文分析了国内外空间基础设施及应用的现状和我国存在的差距,提出了空间信息云服务平台体系总体方案,并给出了具体实施步骤。

基层应急管理信息化现状及对策

应急管理是国家治理体系和治理能力的重要组成部分,信息化推进是应急管理现代化的重要手段。目前各地的应急管理信息化建设取得了一定成绩,但依然存在基础设施薄弱、应急指挥智能化程度低、联动机制不畅等问题,尤其在基层重点难点问题比较集中。本文分析了当前在基层应急管理信息化建设中存在的一系列问题,提出了相应的对策。

空间信息云服务平台架构及应用研究

空间数据作为国家的战略性信息资源,具有巨大的应用空间和应用价值。目前我国的空间数据应用还存在应用服务体系不完善,数据共享共用程度低,缺乏一站式的数据专业化和综合化处理及服务,规模化应用的深度和广度不够等问题。本文基于云计算技术,提出了分布式和分层次的空间信息云服务平台架构,对该平台的结构、功能、服务组成和工作流程等进行了阐述,并基于该平台描述了"一带一路"物流信息体系的总体设想。通过该平台的搭建,目的在于打通空间数据集成、处理、分发、应用的全链路,提升空间数据的应用服务能力,促进空间信息应用服务产业链的形成。

天基物联网发展设想

随着天基网络设施和技术的逐渐发展成熟,如何利用天基网络开展应用服务成为未来发展的重点。天基物联网是天基网络的典型应用,研究天基物联网的发展对于指导天基网络建设及其应用开发具有重要意义。本文在分析了当前天基物联网发展现状和特点基础上,依据其用户特性和业务特性,提出了基于天基信息网络的物联网体系架构,组成及功能,并对其应用模式进行了探索,为天基物联网的未来发展提供了思路。

面向多任务并发驱动的服务定制网络地面系统设计

随着我国地面互联网用户超过6亿,移动通信网络规模全球最大,卫星在轨数量逐年增多,构建天地一体化信息网络正在成为未来发展趋势。然而,面对"海洋安全、太空安全、网络安全"等国家战略的新要求,天基信息网络还存在以下现实问题:1)网络建设专网专用;2)现有网络存在信息孤岛;3)网络重复建设问题严重;4)迭代演进存在困难。上述问题不仅导致天基网络"一类任务一张网",甚至"一个任务一张网"的现象普遍存在,而且串行任务调度机制难以实现资源效用最大化;此外,分布式网络架构还存在较大安全隐患。因此,利用软件定义网络和网络功能虚拟化技术,设计面向多任务并发驱动的服务定制网络成为解决以上问题的有效途径。借鉴"航天发展,地面先行"的建设思路,本文重点研究网络化地面系统设计。

面向天地一体化信息网络的在轨信息处理机制设计

随着组网技术和传输技术的发展,提高信息的在轨处理和多源信息融合能力是提升天地一体化信息网络服务能力急需解决的重点问题。针对目前卫星具有的处理和存储能力,文中研究天基信息业务流程及处理模式,可有效简化传统卫星的通信过程,降低星地传输链路带宽损耗。文中设计一种分布式、网络化天基信息在轨处理系统,该处理系统基于CPU、DSP、GPU等不同的异构资源搭建,通过虚拟化技术将不同轨道、不同类型的卫星资源逻辑上形成一个大的资源池,实现处理系统的灵活扩展、互为备份、协同服务等。

天地一体化信息网络天基宽带骨干互联系统初步考虑

认为天基宽带骨干互联系统是天地一体化信息网络(ISTIN)的核心。在分析全球典型系统架构的基础上,结合中国国情提出了一种新的天基宽带骨干互联系统网络架构——天地双骨干。同时,综合考虑天地链路信道特征和星上处理能力约束,提出了激光/微波混合传输、电路和分组混合交换等技术体制,为系统建设提供参考。

上拉式悬挑脚手架半预埋式螺栓安装的施工工艺

在高层建筑施工中,上拉式悬挑型钢脚手架的应用已经十分普遍,目前常规做法采用螺栓贯穿结构将型钢固定在混凝土外墙上,但其施工过程中容易出现螺栓孔位置渗漏等问题。对此,介绍采用半预埋式螺栓安装施工工艺,通过工程实际应用,阐述了该工艺的原理、工艺流程及操作要点、施工过程的安全问题及解决措施,并对该工艺进行了效益分析。结论认为该工艺能够降低成本、提高施工质量,达到了绿色施工和高效建造的要求。

软件定义天地一体化网络:架构、技术及挑战

提出了一种基于软件定义网络(SDN)的天地一体化网络架构,将控制平面和数据平面分离。该架构下,地面信息港和地球静止轨道卫星组成了多控制器结构的控制平面,将中轨、近地轨道卫星作为简单的转发设备,提供了更灵活的路由策略,更方便的网络配置以及更好的兼容性。同时,考虑到目前在卫星节点上部署网络设备的难度,提出了初期在地面部署控制器,之后逐步向静止轨道卫星扩展控制平面的演进思路。此外,还分析了这种架构面临的挑战。

一种基于多频分级架构的空中自组网研究

随着节点的增加和应用类型的丰富,如何实现众多空中节点自由组网已经迫在眉睫,基于分布式架构的移动Ad hoc技术被认为是解决该问题的有效途径。本文在分析飞机编队特征的基础上,提出了一种包括组网架构、分级式路由协议CDAR等在内的飞机组网方案。仿真结果表明,该方案能使网络的性能更优。

基于多层级图像表征的层次化注意力图像描述

图像描述是自然语言处理与计算机视觉中的热点研究领域。基于注意力机制与属性的图像描述方法取得了较大的成功。然而,这些方法仅处理单一的视觉特征或者图像属性进行图像描述,忽略了两者之间的内在联系。特别是在基于属性的图像描述方法中,没有考虑检测算法得到的图像属性中所混杂的噪声对图像描述产生的影响。文中提出了基于多层级图像表征的层次化注意力图像描述方法,通过提取图像的低层、中层以及高级的特征表示,在双层LSTM体系结构中利用层次化注意机制融合多层级图像表征进行图像描述。在Microsoft COCO数据集上的实验证明了本文提出的图像描述方法的有效性。

基于光谱-空间一致性正则化的高光谱图像分类

近年来高光谱遥感技术迅速发展,高光谱图像分类是遥感领域中的热点研究方向。传统的光谱-空间分类框架,将光谱特征提取与空间特征提取分开进行,忽略了二者之间的相关性,导致分类精度不佳。文中提出基于光谱-空间一致性正则化的高光谱图像分类方法,建立长短期记忆神经网络(LSTM)和八度卷积(Octave Convolution)两个支路,分别提取光谱特征和空间特征,应用一致性正则化项建立光谱、空间与光谱-空间三个支路之间的显式相互作用,约束不同的支路对同一像素具有相同的分类结果,最后利用光谱-空间特征用于分类。在Pavia University数据集上证明了本文提出的高光谱图像分类方法的有效性。

面向空间信息传输的骨干网络容量模型

空间骨干网络是空间网络的核心,本文面向空间信息传输的应用场景,提出了空间骨干网络容量的理论分析模型。基于空间骨干节点是否与地面站直接相连,该模型区分了空间两类不同的节点:普通节点和枢纽节点,并据此分析网络容量的关键瓶颈和理论上限。通过将该模型应用到具体网络拓扑中,可以计算网络容量、找出网络关键链路并给出拓扑优化方案。计算结果表明,对于6个节点的空间骨干网络,经过拓扑优化之后,在两种不同假设条件下网络容量可以分别提升33.3%和100%。