Ring Allreduce中的梯度参数完整性保护方案

为了解决Ring Allreduce架构中没有保护梯度参数完整性的问题,提出了一种面向Ring Allreduce架构的梯度参数完整性保护方案(RAA-DIP).使用基于身份的组密钥协商算法和Boneh-Lynn-Shacham(BLS)签名方案保障Ring Allreduce中梯度参数的完整性.结合身份认证和密钥协商算法,实现安全高效的动态工作节点管理.基于DBDH问题实现安全的组密钥协商,使密钥生成中心(KGC)或网络攻击者无法计算工作节点的共享密钥,解决密钥托管问题,保障传输参数的完整性.对RAA-DIP方案进行形式化证明,并将仿真结果与相关方案进行比较.结果表明:RAA-DIP方案可以保障Ring Allreduce中梯度参数传输过程的完整性,实现工作节点动态管理,解决密钥托管问题;与其他方案相比,RAA-DIP方案可以同时满足安全和性能需求.

中国露天煤矿70年成就回顾及高质量发展架构体系

露天煤矿作为我国煤炭工业的重要组成部分,具有生产能力大、开采成本低、安全条件好等优势,近年来在建设规模、生产总量、开采工艺及技术装备等多方面均取得了跨越式的发展,有力保障了煤炭作为国家能源安全稳定供应的“压舱石”地位。首先回顾了新中国成立后我国露天煤矿70年来的发展历程,将其划分为起步恢复阶段(1949—1979年)、快速发展阶段(1980—1999年)、综合发展阶段(2000—2020年)和智能化初级发展阶段(2021年以后)4个时期;系统总结了每个时期的产量与数量规模、开采理论与技术、开采工艺与装备、资源开发与环境保护方面取得的突出成就。然后,探讨了现阶段露天煤矿发展面临的4个方面的主要问题,包括发展布局不均衡、可持续发展面临瓶颈、关键技术难题需深入攻关、人才短缺培养机制不完善。最后,提出构建以“安全、高效、绿色、低碳、智能”为总体目标的全链条、全周期、全要素露天煤矿高质量发展架构体系,其内涵特征包括以时效边坡理论、开采扰动指数理论、绿色开采理论、生态型开采理论、零碳负碳开采理论、智能化开采理论6种学术思想为理论基础,以灾害安全监测防控、复杂条件协同保障、生态源头减损开采、节能减污清洁利用、数字-自动-智能同建5类技术体系为核心支撑,以透明地质模型动态重构、边坡蠕滑全程精准预测、深大孔低扰动控制爆破、采空区超前探测与处置、粉尘抑制及煤自燃防治等30项关键技术为重点突破,以设计理念先进化、安全保障标准化、建设规模大型化、生产工艺综合化、开采装备智能化、核心制造国产化、矿区生态绿色化、煤炭利用清洁化、组织管理科学化、人才队伍国际化的“十化型”露天矿山为建设任务;同时给出了以规划引领为基础,以科技创新为驱动,以人才培育为保障的露天煤矿高质量发展实现路径。最终为推动我国露天煤矿向持续健康高质量方向发展提供指导。

低轨巨型星座体系架构设计与关键技术分析

巨型星座中海量网元对现有网络架构和技术体制提出了严峻挑战,如何设计和规划网络体系架构是巨型星座发展的关键问题之一。从星座架构的概念与特征出发,结合国内外卫星星座发展情况与技术预判,提出“四面”(感知平面、数据平面、控制平面、智能管理平面)和“三层”(资源层、传送层、业务层)的多层多域混合式智能协同组网体系架构,设计星座网络管控架构、技术参考模型与协议架构等。同时,针对星座建设与发展趋势,阐述并分析星座网络编址路由、网络鲁棒性敏捷保障、差异化业务承载、端到端可靠传送等关键技术的演化趋势,支撑我国低轨巨型星座网络发展与建设。

基于智能技术升级驱动的企业组织架构扁平化研究

组织架构扁平化是解决企业官僚主义、信息传递失真、创新活力低下等弊端的必由之路。随着智能技术的不断推陈出新,企业为实现组织架构扁平化,有必要利用一系列新兴智能技术赋能管理者。智能技术赋能管理者,能拓宽其管理幅度、增加管理效率,进而减少组织层级,促进组织架构扁平化。文章将管理者的大脑能力划分为识记功能、沟通功能、决策功能以及监控功能,基于李克特量表构建了管理功能的测度体系,并基于空间理论和技术匹配的原理刻画了技术驱动组织架构扁平化的实现机制。研究发现:技术水平恒定时,管理幅度与管理效率存在倒U型关系,即过高或过低的管理幅度都会对管理效率产生负作用;组织架构扁平化程度随着智能技术的升级不断加深,但达到临界值时,扁平化程度就不再变化。智能技术对于管理能力存在多维赋能方式,最佳的赋能路径是云存储赋能识记功能、全息投影赋能沟通功能、人工智能赋能决策功能和物联网赋能监控功能。研究结论进一步丰富了组织架构变革的理论知识,为我国企业组织解决层级制问题提供了新的思路与借鉴经验,并为相应的管理政策调整提供了学理依据。

面向全息通信的6G智简网络架构

全息通信作为一种全新的未来通信范式,通过再现真实物体细粒度画面,向用户提供三维沉浸式的交互体验,克服了传统媒体交互方式单一和场景临场感不足的问题。然而,相对于传统实时通信业务,全方位沉浸的真实全息通信对网络,特别在带宽、时延、安全性等多方面都提出了更为苛刻的要求。如何更好地扩展6G概念与特征,实现高质量、高沉浸的全息新通信成为当前学术界面临的一大挑战。为解决上述问题,率先提出面向全息通信的6G智简网络架构,旨在通过两层网络架构和三维动作模型合理调配6G泛网资源,解决全息通信所面对的超高带宽、超低时延、超大计算等挑战,推动经济社会高质量发展。

基础教育资源配置大数据分析平台的整体架构与运行保障

教育大数据是反映基础教育资源配置现状、需求和问题的数据集合,也是重塑基础教育资源配置结构、构建良好教育生态的有效工具。教育大数据能够为资源精准配置提供客观依据、助力理性决策、拓展实践路径、提供监测反馈,可从数据资源层、处理层、分析层和可视化层,整体架构基础教育资源配置大数据分析平台,实现多学段基础教育数据精准采集、多模态基础教育数据分类储存、多因素基础教育数据指标计量、多维度基础教育数据结果呈现。基础教育资源配置大数据分析平台顺利运行的保障措施主要包括:政策跟进,赋予数据驱动合法地位;强化治理,保障平台教育数据质量;注重成效,发挥数据分析平台价值;多元联动,助力数据分析平台共建。通过这些措施,努力实现数据驱动基础教育资源优化配置,促进决策科学化、供给精准化、评估动态化。

微服务架构在国家级免疫规划信息系统中的应用

目的/意义全民接种疫苗背景下,通过微服务架构技术路线,重构国家级免疫规划信息系统。方法/过程采用领域驱动方法设计业务模型,基于微服务重构信息系统,详细阐述系统构建过程,包括对象识别与定义、领域重组与聚合、服务拆分、系统部署应用及效果对比。结果/结论从功能性和非功能性两方面,对系统数据采集、数据解析处理、数据校验、数据消费与存储等多个方面进行总体评价,评价结果显示通过微服务架构的改造,系统功能完善与性能提升效果显著。

基于B/S和SOA架构的LIMS系统设计与研究

为提升水质检测业务的专业化、智能化、系统化、自动化水平,针对新发展阶段下水利高质量发展对水质信息管理的需求,研究并开发基于B/S系统架构和SOA设计架构的新型综合性水质信息管理系统(LIMS),运用仪器谱图识别及数据提取、PHP与MySQL融合、仪器谱图与原始记录自动关联等技术,在一定程度上提高水质数据的电子化无纸化获取、处理、传输及应用等方面的管理水平,实现水质检测业务流程与资源的动态关联和闭环追溯,提升水质监测评价工作的管理效率和质量管理能力。基于B/S和SOA架构的LIMS在前沿高新技术中的应用研究,为水质检测和管理的各项活动提供智能、高效的数据支持平台,也为水利行业信息系统管理建设及水域功能监测监管提供技术支撑。

基于ARM架构的边缘计算服务器关键平台研究

针对现有边缘计算基础网关服务器既不具备安全、稳定、可靠与通用性强等特点,又无法支持边缘计算场景的计算任务等问题,文中首次在基于ARM架构的鲲鹏920芯片的长虹天宫边缘计算服务器TG225B1上,设计并实现了适用于边缘计算场景的iBMC软硬件架构。该架构采用ARM国产化硬件底座,支持边缘网关硬件管理,实现工控多协议的自适应交互框架。对符合性、功能、性能、易用性、维护性、可靠性、兼容性等指标进行测试,表明iBMC架构能较好满足边缘计算服务器的需求。

基于大数据架构的地球物理观测数据管理系统

中国地震地球物理观测网络的核心业务软件“十五”地震前兆数据管理系统已运行十多年,随着观测数据量的增长,数据库的读取和统计查询的性能逐渐降低。此外,管理系统存在SQL注入和跨站脚本攻击等漏洞的安全问题,系统架构难以满足业务发展的需求。中国地震台网中心基于分布式组件的大数据架构,使用消息中间件和时序数据库等技术对管理系统进行重构,将原来存储于Oracle数据库中的地球物理观测数据、基础信息、产品数据等按照各自特点在时序数据库中建表,并将历史数据和增量数据都迁移到新的时序数据库,显著提升了系统读写和统计性能、数据的安全性和可用性(多副本技术)。分布式和容器化等技术的引入,增强了系统的高可用性,并可通过横向扩展进一步增加系统的处理能力。

基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构设计与应用

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述了该架构的运行机制和所涉及的关键技术;在此基础上,进行PLC系统的云化部署和调试,实现了工业现场、企业数据中心、5G网络和边缘网络的集成;最后,通过在某汽车制造公司产线改造过程中的应用,验证了所提架构的有效性.

可重构智能表面辅助通信系统网络架构演进综述

随着无线通信技术的发展,越来越多的无线终端接入到通信系统中,对通信网络造成很大的业务承载与传输压力,尤其是障碍物严重阻挡或强信道衰落情况下,使得接收机信号以及系统频谱效率下降现象日益严峻。为了解决该问题,近年来,可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)作为一种有效的6G候选技术被提出。RIS可以通过电磁调控方式主动改变信道传输质量,从而能够解决无线通信系统频谱效率受限、信号补盲、绕障通信等现实难题。基于此,对RIS辅助通信网络架构演进进行了研究。介绍了RIS的基本概念,并对其三种基本网络架构进行了分析与对比;根据不同的信号传输类型和传输环境,对RIS辅助通信网络架构进行了分析与设计;对当前网络架构发展所面临的挑战以及未来研究趋势进行了展望,为RIS辅助通信系统性能分析、资源分配、网络优化、RIS位置部署提供帮助。

如何创新以规避不正当竞争侵害:模块创新还是架构创新

创新获益不足制约着转型经济企业核心技术长远发展,不正当竞争侵害是创新获益的主要障碍。基于创新获益框架和战略三脚架视角,探讨模块创新和架构创新策略对创新者遭遇不正当竞争侵害的影响以及环境特征的调节作用。采用问卷调研法,通过分析238家企业的实地调研数据发现:①转型情境下模块创新容易遭受不正当竞争侵害,架构创新不容易遭受不正当竞争侵害;②竞争强度有助于增强模块创新和架构创新与不正当竞争侵害的关系,制度空缺会削弱模块创新和架构创新与不正当竞争侵害的关系;③行业地位会削弱架构创新与不正当竞争侵害的关系,对模块创新与不正当竞争侵害关系的影响作用不显著。据此,提出创新企业应根据自身所处情境特征选择合适的创新策略,以规避不正当竞争侵害,提高创新获益。

服务定制网络体系架构的设计与思考

系统性阐述了服务定制网络(SCN)新型网络架构,可为互联网应用提供一种全新的网络底层能力与使用方式。在TCP/IP网络架构中,网络为应用提供“尽力而为”的服务质量,而SCN架构转换了应用与网络两者之间的主客体关系,允许应用“按需定制”网络的服务质量。以应用视角出发,挖掘了“可声明”“细粒度”“端到端”三大能力内涵,由此推演了SCN的总体设计思路,并给出了一种具象的SCN体系架构和一种可行的SCN系统实现。SCN未来可应用于远程工控、增强现实等人机物全场景,为网络即服务(NaaS)的实现提供一种新颖、实用、理想的手段。

基于MVC架构的课程达成度管理系统设计研究

工程教育认证是实现工程教育的重要基础。为更好地方便和保障提高教学过程质量效果及快速进行课程教学达成度评估分析,从而开发完成一款基于MVC架构的课程成绩评估的管理系统。选取交通工程专业培养方案课程体系进行分析及评价,以课程目标达成度为核心,对试卷及平时成绩进行定量和定性分析,在此基础上将进一步促进其毕业实习要求和就业培养目标的达成。

星型区块链架构的TKM分片算法

区块链系统的通量严重不足,而解决此问题最有效的一类方案是并行化处理,并行化方案主要为星型架构,当前星型架构对系统中节点的分片方式多为账户随机分片,这种分片方式的系统通量仍然不足。针对此问题,提出了一种基于星型结构的TKM分片算法,该算法将原始K-means聚类算法进行改进,并运用在节点分片上。TKM分片算法将聚类算法与区块链的网络分片技术相结合,使节点根据地理位置进行分片,极大提高邻近节点发生的交易为片内交易的概率,从而提高系统通量,同时在原始算法的基础上引入了时间戳,减少了恶意节点的攻击。仿真实验表明该算法与传统的随机分片算法相比,最大系统通量提高了20%。根据上述通量模型,通过实验得出基于TKM算法的星型区块链系统的最优分片数量。

航天网络信息体系云原生架构设计

云原生技术赋能航天网络信息体系基础设施建设,可提升航天信息系统的灵活适应性。以分布式云原生网络信息体系敏捷开发机制为主线,设计了航天网络信息体系云原生架构。首先,分析了云原生基础设施技术体系;然后,提出了由云边协同底座、云原生基础设施平台和云原生应用构成的航天网络信息体系总体架构方案;最后,对云边协同底座与云原生基础设施平台进行了设计,从而为我国航天网络信息体系架构设计及应用提供参考。

基于ARM架构柔性直流控制保护系统的低链路延时优化设计

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频率与控制链路延时的数学关系。分析柔性直流控制系统的链路延时构成,提出一种链路复用的在线延时测试方法;基于多核架构与高速接口,研究控制系统的低延时优化方案。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,对ARM架构新平台开展了功能和性能测试,并验证了低延时优化方案的有效性。

基于Hadoop的设施蔬菜产销大数据架构分析

随着现代科技的发展,物联网、大数据的广泛普及与使用,百姓赖以生活与生存的设施蔬菜发展迅猛快速,从传统的“看天吃饭”到现代化的“四季不断”的转变,实现时不分冬夏、地不分南北的天时地利供应不断,提高了百姓的生活质量。在整个过程中,由于各环节产生数据量极大,种植销售分散,规模大小不一,分类也不统一,采集数据还不是很精准,有限数据利用率不高,造成统计数据还不够完善,数据分析存在偏差,甚至失误。文章主要从研究设施蔬菜的产销,利用传感器技术,从蔬菜分类、销售量等方面准确采集数据,并使用hadoop对数据进行分析。实现HDFS分布式存储、MapReduce实现数据处理过程到利用Hive数据仓库工具,对HDFS中存储的数据进行提取、查询、汇总,对设施蔬菜大数据产销进行架构分析,得到的结果反哺蔬菜种植源头,更好地指导种植生产销售,服务现代农业,服务万千百姓。

复杂环境下电磁目标信号认知处理架构与应用研究

针对现代电磁频谱设备或终端具有网络化、捷变性、多功能、自适应、种类复杂多样和使用环境复杂多变等特性给认知电磁频谱战系统的信号分析与处理带来的巨大挑战的问题,提出了一种结合人工智能、适合复杂电磁环境下电磁目标信号认知处理与分析的架构。在该架构下电磁目标信号分析与处理被分为目标信号参数估计、目标信号类型分类、辐射源个体识别和目标信号的特征建库与知识图谱[1-3]的构建等4个层次,可以很好适应闭集和开集电磁目标信号的分析与处理;此外,在此架构下提出了未知辐射源辨识、跨模态辐射源智能识别和电磁辐射源的个体识别的算法框架,在实测数据集上的验证实验表明,该算法在闭集和开集电磁信号分析中有效可行。