云-边-端协作网络中的细粒度任务调度策略

针对已有的任务卸载及调度方案大多计算过程复杂、易忽略任务多属性及子任务间可并行性等问题,设计了一种云-边-端协作网络中的细粒度任务调度策略。构建了一个涵盖云-边-端三层的网络架构并引入SDN(software defined network)来实现高效的网络信息管理和边缘负载均衡。提出了包含两种任务服务模式(整体服务模式、分割服务模式)及三种执行机制(云执行、边执行、端执行)的任务调度策略:对于整体服务模式下的任务,设计了一个时延与能耗联合优化的优化问题来获取对应任务的最佳执行机制;对于分割服务模式下的任务,利用改进的动态列表调度方法设计了一种子任务调度并行度最大化(subtask scheduling parallelism maximization,SSPM)算法来最大化分割后被调度子任务的并行度。在NS-3平台上进行仿真实验,仿真结果表明该策略的性能表现优于其他对比方案。

基于EFFD参数化的风扇/压气机叶片-端壁一体化伴随优化设计

为解决传统扰动参数化方法的设计能力不足等问题,以拓展自由变形技术为基础开发相应参数化方法以改进伴随优化系统,并对典型跨声速风扇/压气机转子Rotor 67进行叶片-端壁一体化伴随优化。结果表明:经过伴随优化,Rotor 67转子在流量、压比等工况约束变化较小的前提下效率提升了0.74%,且整体特性同样得到了大幅改进,而优化前后的几何与流动变化表明,端区几何调整及叶片吸力面变化引起的吸力面加速减弱、激波强度降低、角区分离涡结构改进等,均是性能提升的内在原因。

基于放置分发阵列的云-边-端通算融合架构

随着6G的发展,云端、边缘端和终端节点间的协作是当下的研究热点,而Map Reduce则是面向大规模数据处理的并行计算模型。将Map Reduce与云-边-端架构相结合,提出基于放置分发阵列的云-边-端协同计算和传输设计架构。该架构充分利用云端和边缘端丰富的计算和存储资源,在边缘端和终端部署冗余计算任务,借助多播编码,成倍地减小云-边链路和边-端链路之间的通信负载,从而实现云-边-端之间通信与计算的协同,高效地服务终端的计算需求。

“云-边-端”协同的智能采油生产物联网系统研究

油气生产已进入“全数、全息、全智”的时代,物联网、大数据、人工智能技术和采油工程深度融合形成新型的智能化采油技术。本文构建了“云-边-端”协同的油气生产物联网系统平台及智能采油生产监测调控系统。通过在系统平台部署智能化生态服务模块,可以实现云能力延伸边缘、边缘数据快速传输上云,同时支持多网络接入和应用服务协同,支持AI算法在边缘和端侧部署及升级;应用“云-边-端”协同的液控/电控的智能采油生产物联网系统可以实时感知油藏注采生产动态,实时遥控注水井分层配注、油井分层开采、举升系统运行。

“云-端”架构下的安全防护体系研究

重点围绕“云-端”架构带来的安全防护新问题,结合“前端+后台”的服务化体系架构,打造基于“基础层-服务层-应用层”的安全防护体系架构,形成云安全、网络安全、终端安全等多层次一体化纵深防御能力,为新型指挥信息系统安全、可靠运行,为快速、有效应对新型指挥信息安全威胁提供安全支撑,为装备建设和系统应用提供决策依据,具有重大的军事效益和经济效益。

基于云-边-端架构的城市轨道交通智能运维系统

在城市轨道交通网络化运营大背景下,设备智能运维需求愈加迫切。提出基于云-边-端架构的城市轨道交通设备智能运维系统,采用云边协同技术,将云中心的部分功能下沉至边缘侧,充分发挥云计算技术与边缘计算技术的各自优点,实现对终端数据的快速响应和有效利用。该系统集设备监测平台、设备健康管理平台、设备智能分析平台、应急指挥平台、专家系统为一体,具备设备状态在线监测、设备健康度评估、故障智能诊断、故障预测、智能分析、应急指挥调度等功能,可以降低设备故障率,提高设备运维效率,保障轨道交通线网的安全运营,对提升设备智能运维水平具有参考意义。

面向任务的云、边、端分布式异构资源优选技术

聚焦未来复杂、高动态环境下异构无人系统跨域联合、超视距分布式联合等应用需求,构建包含任务要素、多智能体要素的任务空间,提出一种混合知识驱动的“云-边-端”跨层跨域任务分配和资源优选模式,分析智能体任务包构建、冲突消解等关键技术,研究特定时间窗口下的分布式任务分配效果,考虑到复杂动态对抗环境因素影响,分析面向扰动的柔性适变方法。通过结合典型空海场景对任务分配算法进行仿真,验证跨域分布式任务分配、面向扰动的适变调整等设计的可行性和有效性。

基于云边端架构的集成供液控制系统设计

为了满足煤矿井下智能化集成供液发展需求,针对现有供液控制系统数据处理及工作协同能力不足、自主决策程度较低等问题,设计了基于云边端架构协同工作的集成供液控制系统。该系统采用现场工业总线与工业以太网复合通讯技术解决现有供液控制系统数据通信能力不足问题;采用云-边-端架构实现降低数据传输延迟、节省中心计算处理单元的资源;通过变频-卸荷联动控制算法、泵站群组阶梯卸荷算法优化系统压力流量控制。文章介绍了系统整体架构、硬件设计方案、软件设计方案,完成了井下工业性试验。试验结果表明:该系统提升通讯带宽满足使用需求,设计架构合理,压力波动范围减小,促进了煤矿井下综采工作面集成供液系统智能化发展。

DANCE:一种面向云-端动态集成的服务适配方法

边缘计算可以通过将计算移到边缘设备上来提高大型物联网流数据处理质量以及降低网络运行成本.对于流数据处理,边缘设备通常只有有限的计算能力和存储能力,显然不能支持所有的实时流数据查询和处理.本文尝试引入服务并在边缘和云之间灵活地划分服务来实现云-端集成,云服务和端服务之间通过事件机制进行服务适配.物联网动态环境中,云-端服务的动态适配是使云基础设施和端设备间无缝集成的关键.动态集成背景下的服务适配需要把握适配时机来应对端服务适配请求的不确定性和非完全适配等难题.针对这一问题,论文提出了一种面向云-端动态集成的服务适配方法(Dynamic Adaption cloud Services with Edge Services,DANCE).这种方法的主要贡献在于:将云服务实例和端服务实例之间的适配问题建模为二分图顶点之间的动态匹配问题,同时结合排队论中的M/M/c/∞模型对二分图最优匹配Kuhn-Munkres算法进行了优化改进,保障适配过程中端服务实例的全局平均请求响应时间最小.最后,基于真实的电能质量监控案例和数据,验证了本文方法的有效性.

基于云边端协同的智能车辆监控平台研究与应用

文章提出基于云边端协同的智能车辆监控平台研究与应用,特别是在高速公路智能车辆监控方面的应用,旨在通过云-边-端的协同工作,提升系统的实时性、数据处理能力和安全性,为高速公路车辆监控提供更为精准、高效的技术支持。

基于管-云-端结构的汽车远程实时监控系统设计

针对人们对汽车生活的新要求,设计实现了一种基于管-云-端结构的汽车远程实时监控系统,它能通过互联网实现对汽车各种行车和故障数据的可视化实时监测。其中,"管"是汽车智慧感知与通信终端,"云"是互联网车云服务平台,"端"是配套手机APP。管、云、端分别实现汽车数据的采集传输、处理和展示,三者通过网络通信与链接,共同组成车联网实时监控系统。

基于“云-管-边-端”物联网架构的碳排放监测

近年来,我国积极参与全球气候治理进程。碳排放的精准、快速与可靠监测是实现碳排放态势感知、整体布局优化的核心基础,目前该方向的研究仍缺乏系统性梳理。首先,调研了碳排放监测的发展进程,归纳了国内外的现行标准。然后,分别探究了基于终端设备与基于物联网的碳排放监测方法,总结出基于物联网的监测方法具有结构清晰、设计灵活、传输可靠等优势。最后,基于“云-管-边-端”物联网架构提出一种工业碳排放监测体系,并总结了实现“云-管-边-端”4个方面的潜在关键技术,旨在对未来碳排放监测的相关研究提供一定参考。

水利工程智能运维“云-网-端”全链路监控系统的研究与设计

随着引水工程信息化建设的不断发展,水利工程运维系统重要性逐步增加,而传统的运维系统已经不足以支撑当今需求,急需打造一款贴合水利工程信息化系统运维管理实际需求的智能运维系统。以引供水水利工程运维需求和特点出发,系统地阐述了水利工程运维痛点,运用云计算、大数据、人工智能等智能化、信息化技术与互联网技术相融合的手段进行运维关键技术研究,通过需求分析完成了系统总体框架设计及各功能模块设计,最终形成一套以“云-网-端”架构为基础的引供水工程智能运维管理系统。该系统能全面提升水利工程系统运行的安全性与可靠性,为类似的水利工程智能运维管理提供了技术支撑和借鉴意义。

基于嵌入式边缘设备的端-边-云视频流分析系统构建

智慧军营是在继智慧城市之后产生的一个全新命题。近几年来,卷积神经网络的崛起推动着视频流实时分析应用快速发展,并造就了高效率、高准确度的智能分析水准。在智慧军营的建设方面,在端-边-云计算架构之上对监控摄像头的视频流进行灵活的实时智能分析逐渐变得不可或缺。论文以军营中的视频流车辆信息实时智能分析应用为例,提出了一项端-边-云计算架构之上的实时性优先的智能组件复用策略VideoEmbedded,同时针对大规模视频流实时智能分析应用场景,基于Docker容器技术和K8s容器编排技术,设计与实现了一套具有良好弹性伸缩与自动化运维能力的端-边-云系统。

基于“云-边-端”架构的机场道面安全检测机器人系统

中国正处于从“民航大国”向“民航强国”转变的关键阶段,安全工作是一切工作的前提,而机场道面安全检测是确保民航安全的重要任务之一。目前我国机场道面面积已超过3亿平方米,现行道面检测模式越来越难以满足对超高安全与精度、超窄作业时限、超大作业范围等本质要求。为此,本文面向“精准、高效、智能”的机场道面安全检测需求,针对机场道面安全检测的不同作业场景与技术要求,提出基于“云-边-端”架构的机场道面安全检测机器人系统总体方案,并介绍了当前研究成果在智慧机场的应用案例,验证了机场道面安全检测机器人系统的工程应用效果。

“云-管-端”架构下实验室环境监测系统设计与实现

近几年频发的实验室安全事故大多缘于管理人员没能及时掌握实验室环境的变化,鉴于此,设计了一种实验室环境监测系统。系统采用“云-管-端”架构,以STM32F103C8T6为主控芯片,通过主控芯片的串口和中国移动M5311通信模组将实验室环境数据上传至中国移动OneNET云平台,并接收云平台下发的操作命令。实验室现场测试发现,该系统运行稳定,数据传输准确率高,能为实验室的安全运行提供良好的支持。

工程施工企业“云网端一体化”安全管理实践

工程建设行业是国民经济的重要支柱产业之一,它与整个国家经济的发展、人民生活的改善有着密切的关系。近年来,我国建筑施工行业的技术水平逐渐向高端方向发展,许多技术领域已处于世界一流水平。然而,仅就施工现场安全管理方面而言,依旧普遍存在施工安全致险因素多、范围广、识别困难、预警不及时、安全管控效果差等问题,施工结构健康管控和人员安全管控挑战极大。项目以“科技助力安全管理”为主线,结合“互联网+安全管理”理念,围绕“人-机-环”三条路线展开技术攻关,研发安全风险智能感知装备、建立大数据安全管理平台、卡控施工流程关键安全节点,最终构建基于“云网端一体化”的工程施工安全风险管理体系。各项技术研究成果已成功应用于港珠澳大桥珠海连接线项目、九绵高速公路LJ6合同段项目、北京兴延高速公路七标项目部、鲁南高铁项目、京唐铁路六标项目等众多国家大型重点工程项目,对国企施工现场的结构健康管控和人员安全管理起到了积极的推动作用,具有良好的经济社会效益,极具推广价值。

基于“云-管-端”协同的智能家居自适应系统的设计与开发

近年来,物联网技术应用引起了大众的重视,智能家居系统较大改善了人们的生活。但目前部分智能家居系统的智能设备还主要依靠远程接入访问的方式进行人工操作与控制,智能设备缺乏自适应能力。本文采用“云-管-端”共同协作方式,设计、开发并部署了一个具有自适应功能的智能家居系统。经验证,该系统能较好地对动态场景进行自适应操作。

基于“云-管-端”体系的ETC门架健康监测平台

2019年5月交通运输部发布《取消高速公路省界收费站总体技术方案》,在此方案中,除了强调对门架系统收费数据进行监控外,还重点强调了对门架系统的运维保障,意味着高速公路门架关键机电设备运行状态需要纳入门架监控系统,这是对高速公路现有机电系统运维的一个巨大挑战。基于此提出了基于高速公路"云-管-端"体系架构,并以"云"服务为核心开发ETC门架关键设备健康监测平台,并展示了广东省撤销省界站专项工程中的应用效果。

基于云-边-端-控的ICVs纵向优化控制方法研究

随着车辆智能技术深入发展,尤其是自动驾驶技术的快速发展,车载智能终端在复杂多变的交通场景中暴露出来的安全隐患难以很好地解决,针对此问题,基于大带宽、低时延的移动通信技术和车联网技术,提出一种基于云-边-端-控的ICVs纵向优化控制方法。云端收集智能网联汽车运行状态和交通耦合数据进行智能计算和决策;通过智能路侧基站将决策指令传递到距离车辆最近的边缘计算单元;车辆控制单元将车载智能单元感知的信息和来自边缘计算节点的信息深度融合后形成车辆控制指令,通过线控执行模块实现对车辆的纵向优化安全控制。基于MATLAB/Simulink平台对提出的控制系统进行仿真分析,验证所提控制方法的有效性。