带有预验证机制的区块链动态共识算法

委员会共识和混合共识通过选举委员会来代替全网节点完成区块验证,可有效加快共识速度,提高吞吐量,但恶意攻击和收买易导致委员会发生腐败问题,严重时将影响共识结果甚至造成系统瘫痪.现有工作虽引入信誉机制降低委员会节点腐败的可能性,但开销大、可信度低且无法降低腐败问题对系统的影响.提出一种带有预验证机制的区块链动态共识算法(DBCP),通过预验证机制在较小开销的前提下对委员会进行可靠的信誉评估,及时淘汰委员会中的恶意节点.若腐败问题已影响到共识结果,DBCP会通过动态共识将区块验证权转移到全网节点,并淘汰给出错误意见的委员会节点,避免系统瘫痪.若委员会通过迭代达到高可信状态,则DBCP会将区块验证权交由委员会,全网节点将认同委员会的共识结果,并不再对区块进行验证,进而加快共识速度.经实验验证,DBCP的吞吐量与比特币相比提升了两个数量级,且与Byzcoin相近,可在一个出块周期内快速应对委员会腐败问题,安全性优于Byzcoin.

基于改进的多元宇宙算法的晶圆生产调度算法

针对以最小化最大完工时间为目标的晶圆生产制造系统的调度问题,提出了改进的多元宇宙算法。根据晶圆生产制造系统的特征,构建了一个整数规划模型。针对原始多元宇宙算法的局限性,分别从使用启发式规则生成初始种群、重新定义向最优宇宙移动策略和宇宙更新策略三个方面对算法进行改进。将原始多元宇宙算法、遗传算法、NEH启发式算法、迭代贪婪算法以及通过不同策略改进的多元宇宙算法进行对比实验,结果表明,所提方法可以高效地解决晶圆制造过程中的复杂现象。

不同解码方案下的星地融合网络混合多址接入性能分析

该文针对地面中继辅助的星地融合网络(ISTNs),分析了卫星采用不同解码方案时系统性能的差异。首先,提出一种新颖的用户配对方案,通过位置信息将卫星波束覆盖范围内的多个用户分为若干个组。接着,为了提高传输可靠性以及频谱利用率,用户采用混合多址接入技术与卫星进行通信。进一步,在考虑用户-地面中继链路服从Nakagami-m分布,地面中继-卫星链路服从相关阴影莱斯分布的情况下,分别推导出基于连续干扰消除(SIC)和联合解码(JD)两种解码方案的系统中断概率和吞吐量的闭合表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性和所提方案相比正交多址(OMA)方案的优越性,并揭示了JD解码技术在ISTNs中的可行性。

高超声速带奇性轴外形热流准确预示的混合算法研究与应用

准确的热流预示在超/高超声速复杂流动数值模拟是一个难点问题。当计算网格中出现奇性轴时,进一步增加了准确流场模拟、热流计算的难度。本文针对奇性轴在有限差分计算中出现的流场结构不稳定、热流预测误差大等难题,在通量重构方法的基础上,结合基于守恒变量的重构方法,提出了一种采用高精度格式计算带奇性轴问题的混合算法。该算法在奇性轴附近使用基于守恒变量的重构方法,有效反映奇性轴附近流场分布对奇性轴计算的影响,能够有效解决奇性轴问题。采用该混合算法并对比应用WENO3‑JS和高分辨率WENO3‑PRM^(2)_(1,1)格式,本文对高超声速球头、HB‑2、球钝锥及Apollo等外形绕流问题进行了数值模拟,结果表明:新方法能够有效解决含奇性轴问题计算中的流场结构不稳定问题,并且可以实现准确的热流预示。

作战仿真混合实验方案设计研究

作战仿真实验方案设计指的是基于基准的作战想定,利用各种实验设计方法对实验因子的取值进行抽样,形成一组实验方案,供后续仿真使用。作战仿真的复杂性包括实验因子数目众多,因子类型多样,既有连续数值类型,又有离散数值类型,这对高效的混合实验设计方法提出了迫切的需求。针对这些需求,对作战仿真混合实验方案设计技术展开了研究。对实验设计方法做了简单的分类和综述,给出了3种混合实验方案设计方法的流程及其优缺点分析;介绍了一个面向作战仿真的实验设计系统,包括软件架构设计、功能组成及实验设计流程;以一个作战想定为例,演示和分析了3种混合实验方案设计方法的具体应用。上述方法和工具将有效指导复杂作战仿真中具有离散和混合类型因子的实验设计问题,并在多个仿真项目得到了应用和验证。

煤矿人员精确定位系统数据存储方案设计

为了满足基于UWB等新型定位技术的煤矿人员精确定位系统数据存储与访问需要,分析了人员精确定位系统的数据结构、操作频率、数据量及存储占用空间大小等的数据情况,总结了系统数据生成与使用的主要特征,提出了基于Redis、MySQL和文件分别存储热数据、温数据和冷数据的混合数据存储架构,并详细阐述了Redis、MySQL、文件的存储关键设计,以及数据加密和基于Web API数据交互服务的数据查询方法。模拟数据测试结果表明:该存储方案具有较高的数据访问效率,能够满足数据存储与业务功能数据查询需要。

混合驱动绞车方案设计及现场试验

为了解决现有煤矿运输绞车普遍存在的操作困难,调速性能差的问题,设计了一种混合驱动绞车。首先,根据实际生产需求,结合现有绞车技术,提出了混合驱动绞车的总体设计。然后,对各部位分别进行结构与原理设计。最后,根据方案设计,通过现场试验验证设计的绞车各种性能,为以后的实际生产提供理论依据。

基于重传错误率估计的自适应HARQ

自适应混合自动重传请求(hybrid automatic repeat request,HARQ)系统的性能与每次传输中的调制与编码方案(modulation and coding scheme,MCS)、发送功率选择密切相关,通过优化重传时的MCS及发送功率可以提升HARQ系统的吞吐率并降低能耗。由于不同MCS传输合并后的译码性能没有闭式解,这导致自适应HARQ优化问题不易解决。首先基于译码的判决域半径给出了一种HARQ合并后译码错误率的近似公式,进而提出了多种能权衡吞吐率和能耗性能的自适应HARQ优化策略。仿真结果验证了所提错误率估计方法的可靠性以及所提自适应HARQ的性能。与传统HARQ方案相比,所提方案能同时提高吞吐率、降低能耗,实现更好的吞吐率与能耗的性能折中。

基于串联式混合动力的无人车功率控制系统设计

介绍了串联式混合动力的无人车辆功率控制系统设计方案,分析了车辆在不同行驶工况下的功率匹配方案和控制策略,针对降速和制动中容易出现的功率匹配性问题提出了解决措施,整体方案已成功在实车上进行了应用。

双碳背景下特高压电网安全防御系统设计

在当前我国特高压交直流混联电网具有“强直弱交”和电力电子化特征的双碳背景下,为有效降低电网大面积停电风险,有必要构建安全可靠的电网安全综合防御系统,确保我国电力系统安全稳定运行。在我国已有的传统三道防线基础上,确定了适应我国电网在双碳背景下的特高压交直流电网安全防御系统应具有的目标和设计原则,设计了特高压交直流电网安全防御系统的总体架构、主要功能和具体的配置方案。

考虑预警机制和开行方案的多车站客流控制问题

现代社会经济的快速发展和城市人口数量的急剧增长给交通运输行业带来了巨大的运营难度,由此产生的车站、车厢过度拥挤及交通网络延迟等问题已成为我国建设“智慧交通”面临的重要问题之一。针对城市轨道交通高峰时段大客流组织而导致的站台候车乘客出行安全问题,以单条城市轨道交通线路为研究对象,提出考虑预警机制和开行方案的多车站客流控制方法,为高峰时段的客流控制问题提供理论依据。考虑列车开行方案、车站客流控制及乘客上下车过程等约束,构建以乘客平均延误时间和车站最大平均限流时间最小化为目标的数学模型。其中决策变量为进站乘客数量和车站平均限流时间,并采用线性加权法将原目标模型转化为单目标模型;在此基础上,针对问题特性,设计混合禁忌搜索算法进行求解。数值实验对问题特性进行分析,并通过多组算例与实际案例验证模型的正确性及算法的有效性。研究结果表明:考虑车站平均限流时间可以提高乘客乘车公平性,缓解全线车站客流拥挤;合理设置站台客流预警等级可以提高乘客出行满意度;采用大小交路和小交路列车不同编组的混合策略可提高运输效率,并在一定程度上降低企业成本;针对大规模问题,混合禁忌搜索算法可以在短时间内求解并获得更高质量的解。

改进的车联网边缘计算负载感知卸载策略研究

针对车联网边缘计算环境中,由于车辆的移动性导致的用户隐私安全问题和计算资源分配不灵活问题,提出了一种优化的负载感知安全卸载策略。首先,介绍了车辆边缘计算(VEC)的模型构建,建立了以时延与计算成本为优化目标的卸载效用模型;其次,描述了一种基于混合加密方式的车联网消息认证方案,并从完整性、防重放攻击、保密性等方面,对安全性能进行了分析;最后,根据车辆的移动性,协调车辆云资源与边缘云资源,提出了改良的负载感知任务卸载策略。仿真结果表明:该方案的平均卸载成功率比负载感知模式(LAM)算法提高了6.8%,平均卸载时延比边缘服务器(ES)汽车服务器(CS)身份验证机制(ECAM)算法降低了5.5%。相比其他现有方案,该方案在车辆切换路侧单元(RSU)情况下对于降低任务的卸载时延,提高卸载成功率有明显优势。

基于混合模型的过程与质量监测方案设计

为了进一步发挥过程监控系统的作用、提高生产车间的运行安全性,本文提出复杂系统样本数据分析应与过程知识相结合,以建立合适的工业过程监控系统控制程序,完成故障特征参数的精确诊断与调节。分析了6种混合模型结构,并进行了紧密程度比较,综合考虑动态特性、非线性、多模态与质量特征,根据混合建模的方法,设计了一种混合模型监测技术。该技术在采煤机运行监测系统上成功应用,避免的人财的损失。

具有欺骗攻击的主从神经网络混合事件触发同步控制

文章提出了一种针对受到欺骗攻击的主从神经网络的混合事件触发同步控制方法。所提出的方法采用以伯努利分布为特征的混合事件触发方案,通过仅在必要时传输数据来减轻通信负担并处理不可预测的网络环境。记忆事件触发机制可以在系统响应状态的峰值和低谷期间传输更多的数据。通过考虑实际情况中的不确定性,将网络诱导时滞和随机发生的欺骗攻击纳入一个统一的框架,并构建了相应的李雅普诺夫泛函。其次,使用李雅普诺夫理论,推导出一个稳定性判据。最后,通过数值算例验证了所提出方法的有效性。

蜂窝网络D2D通信资源分配研究

针对D2D通信复用蜂窝用户频谱可以提高系统吞吐量和频谱利用率但会产生严重的同频干扰的问题,设计了一种联合资源分配方案,该方案在保证系统用户通信质量的条件下最大化系统吞吐量,首先设计一种基于吞吐量最优化的模式选择方案,然后采用混合遗传算法对D2D用户分配信道,最后在已知信道分配向量的前提下通过混合灰狼优化算法对D2D用户进行功率优化。仿真结果表明,所提方案相对其他方案能够有效提高20%系统总吞吐量和降低90%蜂窝用户受到的干扰,还能提高收敛效果和运行速度。

微弱光信号的量子增强接收优化方法(特邀)

在经典理论框架下,相干探测性能受限于散粒噪声对应的标准量子极限,而量子增强接收技术通过引入位移算子,采用关联的方式将经典的平衡零拍/零差探测转化为光子数态的测量,理论上可以突破标准量子极限并不断逼近Helstrom极限。无歧义量子态识别(Unambiguous State Discrimination,USD)是量子增强接收常用的识别判决策略之一。然而,由于微弱光信号的能量有限,传统的USD量子增强接收方法的适用微弱信号范围较小,微弱信号识别的错误率较高。提出了一种QPSK调制量子增强接收的混合测量优化方案,该方案首先通过二态零差测量将QPSK相干态的区分转化为BPSK相干态的区分,然后通过BPSK量子增强接收测量实现相干态的无歧义识别。仿真表明,混合测量方案在平均光子数在3.2~11.3之间优于经典的外差测量方案,而且比传统QPSK量子增强接收方案具有更大的适用信号范围。

混合卫星-地面无线网络中的安全速率最大化问题

本文研究了存在窃听情况下混合卫星-地面无线通信网络中的安全速率最大化问题,卫星网络作为主网络,地面蜂窝网络作为次级网络,二者一起构成混合卫星-地面无线网络。在混合网络中假设所有节点的信道状态信息完全已知,同时卫星主网络与存在地面窃听用户的地面次级网络频谱共享。首先,基于安全速率最大化准则,以卫星主用户安全速率最大化为目标函数,地面次级用户的信干噪比门限和地面基站的发射功率满足要求为约束条件建立优化问题。其次,为了更好地求解优化问题,本文利用了基于变量替换和泰勒估计的迭代算法将原始非凸的优化问题转化为便于求解的半正定规划且满足凸形式的优化问题,并通过标准的数学工具包得到优化问题的最优解。最后,计算机仿真结果证实了所提算法的有效性及可行性。

IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略

用于永磁同步电机低速区的高频信号注入无位置传感器控制算法会产生额外的损耗,而且算法数字运算量较大。针对这一问题,提出一种IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略。在电机低速区采用转速开环、电流闭环的IF控制策略,对IF控制使用的虚拟同步坐标系和转子同步坐标系相位关系进行分析。在电机中高速区采用基于滑模观测器的无位置传感器控制策略,在滑模观测器中采用正弦型切换函数,改善了滑模运动的抖振问题。通过合理设计过渡状态,实现了两种控制策略的平滑切换。在一台三相永磁同步电机上对所提复合控制策略进行了实验验证。

组网雷达中弹道目标微动特征提取与识别综述

针对组网雷达中弹道中段目标微动特征难以识别与分辨的问题,文中分析了弹道中段目标微动特征的差异,总结了基于低分辨雷达网和高分辨成像雷达网的雷达目标微动特征提取技术在反导预警探测中的应用与研究现状,并分析了此类识别手段的优缺点。在此基础上,探讨了今后低分辨雷达和高分辨成像雷达相结合的混合体制雷达网在弹道中段目标识别中的主要研究方向,为进一步推动组网雷达中弹道目标识别研究提供参考和基础。

基于静动态混合重构的DG/FV混合格式

通过比较紧致格式和间断Galerkin(DG)格式,提出了"静态重构"和"动态重构"的概念,对有限体积方法和DG有限元方法进行统一的表述.借鉴有限体积的思想,发展了基于"混合重构"技术的一类新的DG格式,称之为间断Galerkin有限元/有限体积混合格式(DG/FV格式).该类混合格式通过适当地扩展模板(拓展至紧邻单元)重构单元内的高阶多项式分布,在提高精度的同时,减少了传统DG格式的计算量和存储量.通过典型一维和二维标量方程的计算发现新的混合格式在有些情况下具有超收敛(superconvergence)性质.