长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响

长周期地震动因含有丰富的低频成分易使(超)高层建筑等长周期结构发生严重震害。SRC(steel reinforced concrete)框架-RC(reinforced concrete)核心筒混合结构作为广泛应用于高烈度区的双重抗侧力结构体系,确保其强震下的协同工作是实现多道抗震防线,形成合理破坏模式的关键。该文通过与普通地震动对比,阐明了远场长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响规律,并基于谐振激励下的结构动力分析模型及经验模态分解初步揭示了其内在机理。算例分析结果表明:受低频特性影响,远场长周期地震动作用下结构框架剪力分担率与底层倾覆力矩占比明显大于普通地震动,最大框架剪力分担率所在楼层与普通地震动相比出现下移,且当峰值加速度增至400 gal时,SRC框架中下部楼层剪力分担率超过40%,底部倾覆力矩占比超过70%,按照现行规范设计的SRC框架将难以保证远场长周期地震动作用下结构的抗震安全;激励频率对于SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响与振型参与方式有关,低频激励(周期为0.5倍~2.0倍结构基本周期)下结构响应主要受低阶振型主导;远场长周期地震动的卓越分量是导致框架剪力分担率增大的原因。

基于分布参数模型的摇摆墙-框架结构协同性能分析

为了研究自复位摇摆墙-框架(rocking wall-moment frame,RWMF)结构的协同工作性能,利用所提出的分布参数模型对自复位RWMF结构的协同工作原理与基本影响规律进行研究,建立并求解了完整的静力和动力方程;得到RWMF结构的侧移、内力和各阶动态响应的闭合解,通过参数分析研究框架与摇摆墙(rocking wall,RW)之间的刚度特征值λ和RW底部旋转约束R_(f)对协同性能的影响,并采用层间位移集中系数(inter-story drift concentration factor,DCF)量化RW与框架之间的协同性能。结果表明:RW的设计应满足λ<10,否则,RW对协同性能的影响将微乎其微;当λ值适中时,RW底部约束可以增进协同作用,R_(f)>5后,其约束的继续增大不会再增进RW与框架间的协同效果;当λ和R_(f)取1≤λ≤5∩0.1<R_(f)≤10时,自复位RWMF结构可以在分布均匀性和减小主体框架损伤之间实现平衡,达到最优的协同性能。

边缘计算环境下电网云-边协同优化调度方法

常规的电网协同优化调度方法以模型预测为主,未考虑动态特性对电网调度的影响,降低了电网优化调度的经济性。对此,设计边缘计算环境下电网云-边协同优化调度方法:提取电网云-边协同运行负荷特征,根据电网内部用电负荷与发电出力特征向量,确定电网的电能交换功率;基于边缘计算构建电网云-边协同优化调度模型,配置电网运行中的可中断负荷与备用容量,对电网切除部分提供经济补偿,从而满足电网稳定运行需求;根据电网的特点与实际需求,确定合适的调度周期,并考虑历史数据与实时数据,调整周期式电网调度平衡约束,从而满足调度优化需求。采用对比实验,验证了该方法调度效果更佳,能够应用于实际生活。

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。

MOF-74协同膨胀阻燃EVA及其性能研究

将一种镍基金属有机框架材料(MOF-74)与焦磷酸哌嗪(PPAP)及三嗪成炭剂(CFA)以一定的质量比均匀混合后加入到乙烯-醋酸乙烯酯树脂(EVA)中,制备阻燃EVA材料并对其性能进行了表征。结果表明,PPAP/CFA(IFR)的质量比为3∶1,添加量为19%(质量分数,下同),材料在垂直燃烧测试时通过了UL 94 V-0级,极限氧指数(LOI)为26.9%;当IFR/MOF-74的质量比为97∶3,添加量为18%时,材料就能通过UL 94 V-0级,LOI值为27.1%;锥形量热测试表明,MOF-74的加入有效降低了材料的热量、烟气及一氧化碳的释放,表现了良好的协同阻燃作用,同时提高了阻燃剂与聚合物的相容性,使得阻燃EVA材料保持了良好的力学性能。

基于云-雾-边缘协同的变电站图模自动更新控制研究

在能源互联网的背景下,由于海量感知层节点的接入,能源互联网的数据量和数据类型急剧增长,集中数据处理对变电站图模的更新产生了较大影响。为此,提出一种基于云-雾-边缘协同的变电站图模自动更新控制措施。设定间隔规则和存储规则,重设雾层,采用应用层、雾层和云层的3层配置方法,处理应用层和中心云节点之间的数据计算,雾端计算能够代替云层计算的全部或部分功能,从而有效降低了图模自动更新处理对计算设备的性能要求。基于此,重新分配云层数据,并自动更新不同层级信息素,完成变电站图模自动更新控制。实验结果表明:当信息采集点接入量增多时,研究方法应用下信息承载量仍高于1000kbit,在实验过程中该方法的平均执行耗时始终低于0.4s。实验结果说明该方法能够在数据量显著增加的情况下,保持平稳的数据更新,并且稳定输出。

带斜撑巨型框架-核心筒结构协同分析的哈密顿对偶体系

在连续化假定的基础上,将带斜撑巨型框架与核心筒分别等效为底端固定、上端自由的悬臂梁,等效后的悬臂梁具有弯曲刚度和剪切刚度。将楼板等效成刚性连杆,建立带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构协同分析的计算模型。在哈密顿力学体系下对结构进行分析,导出哈密顿正则方程,采用精细积分法求解结构在侧向力作用下的位移与内力。用这种方法对带斜撑巨型框架-核心筒结构进行协同分析,理论推导思路清晰、过程简捷,数值计算易于编程、精度较高。采用本文方法对带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构进行协同分析,可以准确把握结构的整体受力性能,在初步设计阶段对结构方案进行试算和快速分析。

基于云-边协同变分自编码神经网络的设备故障检测方法

针对机电设备故障数据整体趋势和多阈值点实际应用,提出了一种基于云-边协同的变分自编码门控循环神经网络VAE-GRU的设备故障检测方法。构建了基于云-边协同的机电设备故障检测系统架构,终端设备层、边缘节点层、云中心层,云中心和边缘节点之间通过协同的方式对机电设备进行故障检测。设计了VAE-GRU模型,通过VAE编码器对输入数据进行采样,利用GRU捕捉时序数据的长期相关性。设计了动态阈值选择算法确定故障检测阈值,针对不同数据集可自动选择最优阈值,提高故障检测精度。实验结果表明,提出的基于云-边协同VAE-GRU设备故障检测方法提高了设备故障检测准确性,降低了处理时延,能保证机电设备稳定运行。

基于边缘计算的新能源电网云-边协同优化调度模型研究

针对新能源电网运行调度过程中调度数据量大、各能源设备运行工况复杂等影响因素使得电网调度难度增加的问题,文章建立了一种基于边缘计算的新能源电网云-边协同优化调度模型。首先,结合布置在新能源电网中的多种智能数据传感器,对新能源电网云-边协同调度框架进行分析研究,建立了基于多节点能源-信息交互的新能源电网云-边协同调度模型;然后,以云服务应用层、边缘计算层作为上、下两个优化调度层,建立以新能源电网运行调度成本最优和调度数据传输延时最小为目标的新能源电网双层优化调度模型,并采用多目标蚁群算法进行求解;最后,搭建相应的仿真模型进行仿真验证。仿真结果表明,文章建立的新能源电网多节点云-边协同调度模型可以有效提高调度优化计算效率,并且能够提升新能源电网调度的经济性。

基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法

分布式电源高渗透率接入对配电网故障自愈能力提出了更高的要求。基于模型的供电恢复方法利用精准的网络参数构建优化模型,可以实现供电恢复策略的准确制定。但在配电网实际运行中,精准的配电网络参数往往难以获取,导致基于模型的供电恢复方法应用受限。云-边协同运行模式可作为配电网快速供电恢复的一种实现方案。提出一种基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法。首先,在云端基于图卷积神经网络建立配电网快速供电恢复智能决策模型,包括网络重构模块和潮流模拟模块。当故障发生后,云端利用网络重构模块,快速制定网络重构策略,经过破圈法/避圈法验校后下发至配电网边缘侧的边缘计算装置。边缘侧根据云端的网络重构策略利用潮流模拟模块就地制定负荷恢复策略,实现系统的快速供电恢复。最后,依托改进的IEEE33节点配电网算例对所提模型进行分析,验证了所提方法可有效提升配电网的供电恢复能力。

面向6G通感算深度融合的云-网-边智能协同

通信-感知-计算(通感算)深度融合对6G网络端到端传输时延、可靠性等通信指标提出了极高的要求,因此提出一种云-网-边智能协同方案。首先,将云-网-边智能协同系统抽象为“三域四层三面”分布式体系结构,包括:计算域、感知域、通信域;基础设施层、虚拟化层、功能层、应用层;智能面、控制面、管理编排面。然后,通过云-网-边协同训练与推理,以支撑通感算智能协同。最后,搭建面向6G通感算深度融合的云-网-边智能协同实验平台。实验结果表明:云-网-边智能协同可提高系统可靠性,降低传输负载和业务时延。

基于云-边协同技术的突发性滑坡灾害监测预警体系研究

滑坡预警体系的建立和完善对于中国防灾减灾具有重要意义。目前成熟的滑坡预警体系以云端服务器为中心,完成数据集成、预警计算及信息发布等任务。然而,由于网络传输延迟、服务器运算时延的影响,从数据采集到客户端信息接收的过程中,存在较长的时耗过程,使预警体系存在一定程度的预警时延。同时,目前预警体系受制于数据传输条件,在灾后断电断网的场景下,现场监测网络无法与云端服务器建立连接,监测预警工作难以有效进行。为此,基于云-边协同技术,对滑坡灾害监测预警体系进行了深入研究,并开发了云端监测预警平台和边缘预警计算终端。通过真实滑坡监测数据模拟验证了云端与边缘预警计算终端协同工作时滑坡监测预警体系的有效性。研究成果对提高滑坡预警体系稳定性,尤其是极端网络条件下实现滑坡灾害有效预警具有积极作用。

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。

基于云-边协同的城轨牵引系统PHM技术研究

牵引系统作为轨道交通列车关键核心系统,其维护工作量大、检修成本高、产品老化带来的故障率升高等问题开始显现。国家发改委明确提出开发城市轨道交通主动检测与智能维护系统,深入推进轨道交通信息化、智能化发展,构建智慧运行与智慧服务体系。然而目前传统城轨牵引系统存在在途监测能力不足、检修项点针对性不强,全生命周期成本高、运行数据利用率低等问题,严重影响了轨道交通行业的信息化发展。本文提出以“牵引系统端+车载边缘处理终端+大数据云平台”相融合的云边协同的技术体系,引入到城轨牵引PHM边缘处理终端上面用来收集整车牵引系统数据,实现整车牵引系统数据预处理、分布式边缘计算分析、数据安全传输等任务,再结合云端强大的数据处理能力,实现牵引系统的在途监测、故障智能预警诊断与设备健康评估。该技术提高了车辆核心设备的智能化水平,提高了车辆可靠性和运维效率,降低了全寿命周期成本。

“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。

RFID物料主动感知的车间AGV云-边协同计算框架模型

针对智能车间制造物联产生的物流状态数据低延时传输与高效率响应的计算服务需求,提出一种RFID物料主动感知的车间AGV云-边协同计算框架模型。讨论AGV状态数据采集与信息交互、边缘侧RFID数据处理、云-边协同计算等关键技术。案例研究表明:生产物流过程数据可在计算模型的AGV边缘端和云端两个层面进行协同处理,实现主动感知与自主决策,为车间的自治化、智能化提供支持。

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-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。

pH和近红外光双响应的包裹二硫化钼纳米片和阿霉素的金属-有机框架ZIF-8用于肿瘤化学/光热协同治疗

利用金属-有机框架材料ZIF-8包裹二硫化钼(MoS 2)纳米片和阿霉素(DOX)构建一种可通过酸性pH和近红外(NIR)光双触发的肿瘤化学/光热协同治疗体系。首先,通过水热反应和超声处理制备粒径为~100 nm、厚度为0.3~1.4 nm的MoS 2纳米片。然后,通过一步法将可酸降解的金属-有机框架ZIF-8包裹在所制备的MoS 2纳米片上,并同时装载抗肿瘤药物DOX,形成装载DOX的ZIF-8包裹MoS 2纳米复合物(DOX/MoS 2@ZIF-8)。将该纳米复合物应用到肿瘤细胞的化学/光热协同治疗:当处于酸性条件(例如:溶酶体中pH大约为5)和NIR激光(780 nm,2.1 W/cm 2)照射的情况下,DOX/MoS 2@ZIF-8纳米复合物上包裹的ZIF-8金属-有机框架会发生酸降解,释放出所包裹的DOX,细胞质中的DOX可以进入细胞核中诱导细胞凋亡;同时,MoS 2纳米片能够将光能转换为热能,光致高温同样能诱导细胞凋亡,因此,化学/光热协同肿瘤治疗得以实现。细胞存活率试验证明:该DOX/MoS 2@ZIF-8纳米复合物在SMMC-7721细胞上表现出良好的化学/光热协同治疗作用,能够对肿瘤细胞进行高效地杀伤。