基于侧链和信任管理模型的数据共享方案

为解决在不信任的区块链环境中由于数据转售而造成的用户不愿共享数据等问题,提出一种基于侧链和信任管理模型的数据共享方案。使用信任管理模型量化节点信任值,将节点信任值集成到数据共享智能合约中,为用户提供可信的共享环境和动态的访问控制接口。对联盟链进行侧链扩容,使用信任管理模型优化共识算法。规定主链使用具有拜占庭容错能力的T-PBFT算法,侧链使用仅适用于高信任场景的T-Raft算法。用户根据预先设置的阈值动态决定在主链或侧链共享数据。实验就方案的安全性和性能进行分析,表明了该方案的可行性和有效性。

基于改进Informer的云计算资源负载预测

负载预测是云计算资源管理中的重要组成部分,准确预测云资源的使用情况可提高云平台性能及防止资源浪费,然而云计算资源使用的动态性和不确定性使得负载预测较为困难,尽管Informer在时序预测领域取得了较好的效果,但未对时间的因果依赖关系加以限制造成未来信息泄露,也未考虑网络深度的增加导致模型性能下降的问题。为解决上述问题,提出一种基于改进Informer的多步负载预测模型(Informer-DCR)。将编码器中各注意力块之间的正则卷积替换为扩张因果卷积,使深层网络中的高层能够接收更大范围的输入信息来提高模型预测精度,并保证时序预测过程的因果性。在编码器中添加残差连接,使网络中低层的输入信息直接传到后续的高层,解决了深层网络退化问题。实验结果表明,Informer-DCR模型在不同预测步长下的平均绝对误差比Informer、时间卷积网络等主流预测模型降低了8.4%~40.0%,并且在训练过程中表现出比Informer更好的收敛性。

温室环境控制方法现状分析及发展研究

温室通过创造适宜的种植条件有效地提高农业资源利用率,在农业生产中的地位日趋重要。温室气候变化是一种多因子高度耦合的非线性过程,易受外部气候环境干扰,进而影响整个控制系统的稳定性,如何稳定、高效、智能地控制温室内气候变量是当前亟待解决的实际问题。通过总结国内外温室环境控制方法研究现状,分别从模糊控制、解耦控制、节能控制、神经网络4个方面着手,阐述现阶段主流温室智能控制方法应用现状与优缺点,发现当前温室环境控制因素单一、能源利用效率低、控制模型动态调整能力差等问题;提出未来温室环境控制应实现系统多变量控制、控制的可持续性和节能性、控制模型优化、农艺与环境控制相结合等建议,以期为温室农业的健康发展与精细化管理提供参考和指导。

AMESim虚拟仿真在《液压与气压传动》课程教学中的应用

为适应工程教育专业认证对《液压与气压传动》课程建设要求,本文通过对果园避障割草机液压控制系统分析,应用AMESim虚拟软件对液压系统的能源装置、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油进行了仿真分析,理论与实践相结合,使学生可以更直观的将所学理论知识应用于生产实际,提高了学生学习该课程的积极性,促进了《液压与气压传动》课程实践改革。

融合现代农装特色的《机械工程材料》教学改革与探索

“中国制造2025”强国战略对现代专业人才培养提出了更高的要求;本文针对《机械工程材料》课程特点,通过融入与课程知识点直接相关的现代农业装备和机械工程典型实例,将抽象的基础理论知识和具体实物装备相结合,在课程教学中采用任务驱动法强化学生理论与实践相结合的意识,培养学生自主学习和创新能力,提高教学效果。

基于Android手机的田间棉花产量预测系统设计

棉花是我国的重要经济作物,棉花产量预测有助于经济调控和调节种植模式,提高生产收益。目前,传统人工测产方法存在劳动强度大,测量精度底等问题。为解决这一问题,选用喷洒脱叶剂后的棉花图像为研究对象,并构建相关数据集,同时以单位面积中的棉花株数、棉铃数和单铃籽棉质量的计算公式和改进的YOLO v5算法模型为核心算法,设计基于Android移动端的棉花产量预测系统。通过选择手机拍照或选择调用相册两种方式获取图像信息,对目标图像进行数据分析处理,实现棉花的产量预测。以图像中棉花的检测框检测出棉花棉铃,根据不同的土壤类型,自动计算出每公顷的棉花产量,与实际产量对比显示,实际产量和预测产量的籽棉和皮棉平均误差为122.01 kg/hm^(2)和57.98 kg/hm^(2),且模型在手机端的精度较高,准确率P和召回率R为90.95%和73.16%,与原YOLO v5模型相比,提升19.58、16.84个百分点,在3种类型的手机上进行对比检测后,系统运行时间平稳,产量预测结果相差不大。结果表明,设计的棉花产量预测系统在田间测产结果和算法运行性能较为良好,可以为棉花产量的预测提供技术参考。

塔里木大学机器人产业学院建设探索

为进一步推进“新工科”建设,建立人才培养模式创新实验区,2020年塔里木大学开始“机器人产业学院”的建设研究。本文研究了“机器人产业学院”运行机制、机器人卓越人才培养模式、机器人产业创新班人才培养体系,建立了机器人相关课程教学团队等。机器人产业学院建设仍存在政策供给的数量和质量不足、学院建制及学科专业的设置产业逻辑彰显不够、产教融合度不够等问题。为了进一步推进机器人产业学院建设,政府和高校应不断完善产业学院建设的政策,打造产教合作育人共同体,凸显产业的平台作用,继续推进教育教学创新,打造高水平人才培养体系。

区块链系统的存储可扩展性综述

区块链是在比特币的基础上发展起来的一种分布式数据库,凭借其去中心化、可溯源、不可篡改等特点引起了学术界和工业界的广泛关注。然而当区块链技术应用于实际的应用场景时,随着节点数量和数据量的急剧增长,出现了低吞吐率、难以扩展等问题。在实际的应用场景中,难以扩展问题抑制了区块链技术的真正落地。重点对区块链技术的存储可扩展性进行总结与展望。首先,介绍了区块链技术的基础知识和数据结构,分析了现阶段区块链技术所面临的存储可扩展性问题;其次,从第0层扩容方案、链上扩容方案和链下扩容方案3个技术层面阐述了不同扩容方案的原理、实现方法、研究现状以及优缺点;最后,分析了目前区块链扩容方案所存在的挑战,并为下一步区块链的研究工作提供了方向。

基于GRU-LSTM组合模型的云计算资源负载预测研究

日益增多的应用部署在云端使得云数据中心的功耗波动剧烈,从而导致云数据中心资源利用率不平衡,高效的负载预测是解决该问题的关键技术。针对目前负载预测模型预测精度低、预测时间长的问题,建立一种基于门控循环单元(GRU)与长短期记忆(LSTM)网络的组合预测模型GRU-LSTM。该模型的网络结构包括3层,第一层采用GRU,利用GRU参数少、易收敛的特点减少模型训练时间,第二、第三层采用LSTM,结合LSTM参数多的优势提高模型的预测精度。在此基础上,对数据集作缺失值处理和标准化处理,使用随机森林算法对原始序列进行特征选择后得到一组新的序列值,将该序列值作为GRU-LSTM组合预测模型的输入,以对云计算资源进行高效预测。在集群公开数据集Cluster-trace-v2018上进行实验,结果表明,与传统的单一预测模型ARIMA、LSTM、GRU以及现有的组合预测模型ARIMA-LSTM、Refined LSTM等相比,GRU-LSTM模型预测结果的均方误差减少6~9,预测时间平均缩短约10%。

我国棉秆机械收获技术现状分析及对策研究

棉秆是一种重要的潜在农业生物质资源,其在农畜业、工业、能源、环保等领域有着十分广泛的用途。棉秆人工收获劳动强度大且生产率低,进行棉秆机械化收获相关技术研究,将为棉秆资源的综合利用提供条件。本文分析棉秆力学特性研究现状,提出后续研究中应对棉秆剪切、压缩过程中的变形规律进行综合分析,同时考虑实际拔秆作业中多个作用力的耦合机制;分析起拔收获阻力研究中尚存在的问题,为获取棉秆起拔阻力参数及其综合影响因素,需进一步开展多因素试验、仿真研究;针对目前棉秆机械收获技术的特点,将现有棉秆收获机分为对行式和不对行式两大类,分析两种类型收获机的收获原理、作业特点及各自存在的问题,得出从节能降耗、绿色发展的需求出发,应加强基于对行起拔技术的棉秆联合收获机的研发,并结合不同地区棉花种植特点,提出因地制宜开发适用棉秆收获装备的对策。

密植棉秆对行起拔铺放机的设计与运动仿真

基于棉花穴播器工作原理,采用逆向工作方法设计了一种适用于密植种植模式的棉秆对行起拔铺放机,可实现对机采棉棉秆的减阻开沟、对行整秆起拔、铺放等作业,且具有分离泥土和整理棉秆的功能;该机一次作业6行,经计算得理论生产率约为1.21~1.26 hm^2/h。运用SolidWorks Motion对拔秆装置进行了运动仿真,分析了在拔秆装置转速一定时(207.69 r/min),机组在不同前进速度下两个相邻拔齿刀端点的运动路径,得出机组的前进速度约为1 600~1 660 mm/s时,可使拔秆装置正常有序工作。该研究为该机组结构优化、物理样机的搭建、优化拔秆装置旋转速度和前进速度的匹配提供参考。

简化球谐近似模型的图形处理器加速求解

作为辐射传输方程的高阶近似,简化球谐近似模型成为近年光学分子成像研究的重点,但计算效率低限制了它的广泛应用,为此提出一种基于图形处理器的并行加速策略,采用NVIDIA公司推出的统一计算设备架构,对求解过程中耗时最多的两个模块——有限元刚度矩阵的生成和线性方程组的求解进行基于图形处理器的并行加速;根据统一计算设备架构的特点,进行计算任务的分配、存储器的合理使用以及数据的预处理三方面的优化;仿体及数字鼠仿真实验对比刚度矩阵生成时间以及平均迭代时间,以评价所提出方法的加速效果。实验结果表明,该方法可使求解速度提高30倍左右,展示了该方法在光学分子成像中的优势及潜力。

机采棉密植棉秆对行铲拔铺条机的设计与有限元分析

基于对行铲、拔协作原理,结合目前广泛推行的机采棉种植工艺,利用SolidWorks软件设计了一种机采棉密植棉秆对行铲拔铺条机,可实现整株棉秆对行铲、拨、铺条等多项作业,且具有分离泥土和整理棉秆的功能。运用ANSYS Workbench18.2对该机具机架进行了有限元模态分析,得到机架的前6阶固有频率范围为17.221~60.003Hz,分析得机架外激频率不在固有频率范围内,即作业时不会出现共振现象。该研究可为机采棉密植棉秆对行铲拔铺条机的优化设计提供理论参考。

“机械工程材料”课程教学与考核方法改革探讨

为适应新时代课程建设要求,本文通过分析当前《机械工程材料》课程教学及考核中存在的问题和不足,提出从课程教学内容、教学方法及考核方式等方面多管齐下进行改进的方案,旨在提高该课程的教学效果,促进教学良性发展,培养学生的实践应用能力。

基于SPI技术漏洞的新型木马的防范方法

目的防范基于SPI技术漏洞的新型木马。方法从SPI技术原理出发分析新型木马利用SPI技术实现隐藏的机制,找出一种新型木马的检测和清除方法。结果提出了一套完整的针对基于SPI技术的新型木马的防御方案,并详细描述了其实现。结论这种确实可行的周期比较法,可以对新型木马实施半自动清除。

密植棉秆对行铲拔铺放机设计与试验

为实现机采棉密植棉秆机械化对行、低耗收获目标,融合机采棉宽窄行密植种植农艺要求,基于对行低耗铲切方法和反向推拔作用原理,设计了一种密植棉秆对行铲拔铺放机。简述了整机结构和工作原理,结合相关作业性能要求,通过分析计算确定了对行铲切装置、铲切调节装置和齿型推拔辊的结构参数,并完成了关键部件的工作参数分析,确定对行铲切装置最小铲倾角为5°、铲切调节装置铲倾角调节范围为5.00°~8.95°、齿型推拔辊转速取值范围为97.66~391.16 r/min。田间试验表明,该机可实现压、铲、拔、铺放棉秆等多项作业,且具有分离泥土的功能;根据试验田密植棉秆根系扎根深度,调整机组使对行铲切装置铲切深度约为11.5 cm,此时对应铲倾角约为7.1°,齿型推拔辊旋转半径为245 mm;当机组作业速度为2.76~3.39 km/h、齿型推拔辊转速为156~174 r/min时,该机拔净率为90.87%~91.42%,生产率为0.63~0.77 hm^2/h,机组作业性能稳定,满足密植棉秆对行整秆铲拔作业要求。

高茬秸秆还田耕整机功耗检测系统设计与试验

为检测高茬秸秆还田耕整机田间作业功耗，根据功耗检测原理，采用LabVIEW软件，并结合NI数据采集卡、动态扭矩传感器和电感式接近开关等组成的硬件平台，设计了功耗检测系统。标定试验表明，该系统所检测的0～2000N·m范围内扭矩：最大绝对误差为5.367N·m，此时相对误差为0.27%；所检测的转速：最大绝对误差为0.261r/min，此时相对误差为0.073%。以耕深、刀辊转速、机组前进速度为影响因子设计了田间正交试验，结果表明：影响高茬秸秆还田耕整机作业功率消耗的首要因素为耕深，其次为机组前进速度，刀辊转速对功率消耗的影响较小；在满足耕整质量的前提下，同时考虑耕整机作业效率，其较优作业参数为：刀辊转速330r/min，耕深185mm，机组前进速度3.36km/h，其平均作业功耗为52.52kW，秸秆埋覆率达到96.2%。研究结果为高茬秸秆还田耕整机的节能降耗、动力合理匹配和结构优化设计等工作提供参考依据。

水旱两用秸秆还田组合刀辊作业性能试验

为了检测水旱两用秸秆还田组合刀辊的田间作业质量和功率,采用无线遥测技术,利用动力输出轴一体化扭矩传感器,对安装组合刀辊的耕整机进行了田间作业质量和作业功耗优化参数性能测试试验,并与传统旋耕刀辊、螺旋刀辊进行田间作业质量及功耗对比试验。田间试验结果表明:组合刀辊性能检测试验中,水田和旱地植被埋覆率分别为94.3%和96.5%,耕深分别为20.8和20.3 cm,耕深稳定性分别为92.3%和90.6%,耕后地表平整度分别为0.9和1.2 cm,功率消耗分别为27.6和31.2 k W,均达到了设计目标;与其他刀辊对比试验中,组合刀辊作业质量优于螺旋刀辊和传统旋耕刀,作业功耗稍高。该研究可为实现水田和旱地高茬秸秆埋覆还田和土壤耕整提供参考。

基于ANSYS/LS-DYNA的螺旋刀辊土壤切削有限元模拟

为揭示秸秆还田耕整机的螺旋刀辊与土壤之间的关系特性,根据螺旋刀辊切削土壤的工作特点,利用ANSYS/LS-DYNA971软件对螺旋刀辊土壤切削过程进行模拟,得出了螺旋刀辊切削土壤的功率消耗、切削阻力的大小以及土壤等效应力的变化规律。模拟结果表明,螺旋刀辊转速为300r/min,机组行进速度为1.1m/s时,单组螺旋刀辊切削土壤的最大功耗为6.4kW,最大切削阻力为2820.7N,且土壤最大等效应力发生在横刀刚入土时的内侧面,所得功耗值与经验推导值相符。研究结果为双轴型水田高茬秸秆还田耕整机的系统参数优化设计提供参考。

梳齿起膜气力脱膜式耕层残膜回收机研制

为了解决耕层残膜污染问题,该研究设计了一种梳齿起膜气力脱膜式耕层残膜回收机。该机主要由机架、梳齿、梳齿辊、重力沉降室、离心风机组成。梳齿辊是该回收机的核心机构,其辊筒上布置有多排梳齿,通过梳齿辊的旋转实现松土和残膜-土壤分离;利用EDEM离散元软件建立梳齿辊模型,仿真研究了梳齿排列方式和梳齿结构对梳齿辊入土过程中前进阻力和阻力矩的影响,确定了齿刀螺旋排列方式。吸膜机构的作用是实现残膜的连续回收及膜土分离。建立了残膜在吸膜区的运动学方程,通过对方程分析求解,探明了梳齿辊转速和吸膜口风速对残膜运动轨迹的影响,确定梳齿辊转速应小于120 r/min,吸膜口风速应大于15 m/s。为了获得回收机的最佳作业参数组合,进行了土槽响应曲面优化试验,得出最佳参数组合:吸膜口与竖直面之间的角度为-7°、机具前进速度为2 km/h、梳齿辊转速为100 r/min、吸膜口风速为22 m/s。田间试验结果表明:最佳参数组合作业时,残膜拾净率为55.04%,比预测值小1.63%,优化方法可靠。