耦合Encoder-Decoder与RFR的径流预报模型研究

针对传统径流预报模型存在可靠性不高的缺陷,提出耦合Encoder-Decoder与RFR的径流预报模型,即通过Encoder-Decoder架构深度学习模块对径流-气象资料进行编码、解码处理以提取得到新的语义特征,进而将其作为输入变量用以随机森林回归(RFR)拟合。在阜阳市径流量预报实证中表明,Encoder-Decoder与RFR模型的R2=0.75,MAE、RMSE分别为3.75、4.26亿m3;较之于RFR模型的R2提升了12.67%,而MAE和RMSE依次减小了17.40%、16.63%。

基于encoder-decoder框架的城镇污水厂出水水质预测

由于污水厂的出水水质指标繁多、污水处理过程中反应复杂、时序非线性程度高,基于机理模型的预测方法无法取得理想效果。针对此问题,提出基于深度学习的污水厂出水水质预测方法,并以吉林省某污水厂监测水质为来源数据,利用多种结合encoder-decoder结构的神经网络预测水质。结果显示,所提结构对LSTM和GRU网络预测能力都有一定提升,对长期预测能力提升更加显著,ED-GRU模型效果最佳,短期预测中的4个出水水质指标均方根误差(RMSE)为0.7551、0.2197、0.0734、0.3146,拟合优度(R2)为0.9013、0.9332、0.9167、0.9532,可以预测出水质局部变化,而长期预测中的4个指标RMSE为1.7204、1.7689、0.4478、0.8316,R2为0.4849、0.5507、0.4502、0.7595,可以预测出水质变化趋势,与顺序结构相比,短期预测RMSE降低10%以上,R2增加2%以上,长期预测RMSE降低25%以上,R2增加15%以上。研究结果表明,基于encoder-decoder结构的神经网络可以对污水厂出水水质进行准确预测,为污水处理工艺改进提供技术支撑。

基于时空特征融合的Encoder-Decoder多步4D短期航迹预测

航迹预测在确保空中交通安全、高效运行中扮演着至关重要的角色。所预测的航迹信息是航迹优化、冲突告警等决策工具的输入,而预测准确性取决于模型对航迹序列特征的提取能力。航迹序列数据是具有丰富时空特征的多维时间序列,其中每个变量都呈现出长短期的时间变化模式,并且这些变量之间还存在着相互依赖的空间信息。为了充分提取这种时空特征,本文提出了基于融合时空特征的编码器-解码器(Spatio-Temporal EncoderDecoder,STED)航迹预测模型。在Encoder中使用门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和注意力机制(Attention,AT)构成的双通道网络来分别提取航迹时空特征,Decoder对时空特征进行拼接融合,并利用GRU对融合特征进行学习和递归输出,实现对未来多步航迹信息的预测。利用真实的航迹数据对算法性能进行验证,实验结果表明,所提STED网络模型能够在未来10 min预测范围内进行高精度的短期航迹预测,相比于LSTM、CNN-LSTM和AT-LSTM等数据驱动航迹预测模型具有更高的精度。此外,STED网络模型预测一个航迹点平均耗时为0.002 s,具有良好的实时性。

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.

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。

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。

面向图书馆数字化转型的数据架构内涵、方法与策略

[目的/意义]数据架构作为一个将数字技术融入业务、实现组织在数字空间发展的方法论框架,是解决图书馆等传统组织在数字空间数字化解构与重组等实际问题,促进数字化转型与智慧化发展的关键。[方法/过程]结合当前图书馆数字化进程中的理论研究与实践现状,首先对数据架构相关概念与定义、功能与目标进行分析,得到图书馆数据架构的内涵;在此基础上,提出了图书馆数据架构的建构方法;最后,系统地探讨了图书馆实施数据架构的路径与策略。[结果/结论]图书馆数据架构主要基于数据思维,通过业务解构和业务重组,实现业务逻辑由物理空间向数字空间的翻译与转化;可通过对关键业务实体、具体场景的数据建模,以及数据流动与整合规划等图书馆数据架构策略,为实现图书馆数字化转型服务。

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。

发射场地面发射支持系统数字孪生架构及应用

针对航天发射场地面支持系统远程监测诊断、智能维护保养和自主决策控制等应用需求,提出了面向地面发射支持系统的数字孪生参考架构,提炼了实现数字孪生的关键技术。结合我国首型固液捆绑运载火箭塔式吊装对接工作,开发了基于参考架构的运载火箭塔式吊装对接仿真平台。经实际运行考核,该平台基于虚实空间交互映射和实时动力学仿真,通过丰富吊装场景监控信息,能够提高吊装对接工作的安全性和效率;同时,验证了数字孪生参考架构设计的合理性及技术路线的可行性。

神经架构搜索综述

近几年,深度学习因具有强大的表征能力,已经在许多领域中取得了突破性的进展,而神经网络的架构对它的性能至关重要。然而,高性能的神经网络架构设计严重依赖研究人员的先验知识和经验,神经网络参数量庞大,难以设计最优的神经网络架构,因此自动神经架构搜索(NAS)获得了极大的关注。NAS是一种使用机器学习的方法,可以在不需要大量人力的情况下,自动搜索最优网络架构的技术,是未来神经网络设计的重要手段之一。NAS本质上是一个搜索优化问题,通过对搜索空间、搜索策略和性能评估策略的设计,自动搜索最优的网络结构。从搜索空间、搜索策略和性能评估策略这3个方面详细且全面地分析、比较和总结目前NAS的研究进展,方便读者快速了解神经架构搜索的发展过程和各项技术的优缺点,并提出NAS未来可能的研究发展方向。

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。

微服务软件架构设计模式及其应用

文章从微服务架构的概念入手,分析微服务软件架构设计原则,探究微服务软件架构设计模式及其应用,旨在为开发人员和架构师提供有关微服务架构设计模式的全面知识,帮助他们更好地应用微服务架构模式开发高质量的软件应用。

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。

基于世界卫生组织康复胜任力架构的中医康复专业胜任力研究

目的 基于世界卫生组织康复胜任力架构(RCF)构建中医康复专业胜任力架构。方法 运用RCF理论与方法,通过文献分析和专家调研,分析高等中医院校中医康复专业人才的胜任力要求。结果 结合中医院校教育环境的特点、中医康复专业培养定位、核心知识及职业道德要求,综合分析并提炼了中医康复专业实践胜任力、专业精神、个人学习与发展胜任力、科学研究胜任力。结论 采用RCF探索中医康复专业人才的胜任力,有助于提升中医康复专业的专业性和应用性,为高质量中医康复人才的培养提供了思路和方法。

企业开放式创新的管理架构与实施路径

企业开放式创新是指企业有目的的知识流入和流出,推动其内部创新活动,同时扩大创新成果在外部市场的应用。企业要构建开放式创新的管理架构,基于内外部情境分析,合理制定开放式创新目标,合理选择创新合作伙伴,明确最佳合作开放度,推进开放式创新活动的有效开展。要阶段性评估开放式创新成效,在此基础上,优化改进合作创新举措。要强化开放式创新生态体系建设,做好与合作伙伴的沟通协调,确保组织间合作更为顺畅。此外,企业要合理选择开放式创新的组织模式,强化合作组织间的协同管理,形成最大化的创新合力。要构建开放式创新的互联网合作平台,并做好财务、技术及知识产权等多方面的风险防控,更好地促进开放式创新活动的实施。

高速公路绿色能源系统体系架构初探

高速公路为我国工业化与城镇化的推进做出重要贡献,能源系统支撑高速公路履行位移使命,与之而来的巨大碳排放量、环境污染等负面效应亦愈发凸显。当前高速公路能源系统的运行严重依赖于大电网,可再生能源渗透率低,部分偏远地区能源可及性差,粗排放、非协同增长方式难以满足高速公路的安全、高效、绿色与智能用能要求。在此背景下,能源交通融合发展成为践行“交通强国”战略和“30·60”双碳战略的必然选择。本文首先分析现有高速公路能源系统的不足之处,结合能源互联网和综合能源系统理念,提出建设高速公路绿色能源系统,以充分发挥高速公路自身的资源禀赋优势;接着建立高速公路绿色能源系统体系架构,用以指导系统构建;进而基于实际运行需要,综合技术研究现状与难点探讨,从需求、功能、技术、物理四个层面进行体系架构解析;然后分析了高速公路绿色能源系统建设涉及的两个科学问题;最后对高速公路绿色能源系统未来的研究重点做出展望。

基于OPC UA的分布式数据采集处理系统架构研究

随着物联网与互联网融合的不断深化,感知层与应用层之间的互联互通要求不断提高。针对现有数据采集系统存在的规范性、扩展性和适应性不足的问题,文章提出一套基于对象连接与嵌入过程控制统一架构(object linking and embedding for process control unified architecture,OPC UA)协议的分布式数据采集处理系统架构。对数据采集处理系统各个模块进行功能解耦和架构重组,分别介绍该系统硬件和软件架构;针对发布订阅模式下负载的特异性,提出一种改进的适用于OPC UA分布式订阅的负载均衡算法;最后在某车企实例验证该系统架构。结果表明,基于OPC UA的分布式数据采集处理系统数据采集处理效果良好,证明了该系统架构的可行性及有效性。

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。

基于微架构的图书通借系统设计研究

针对当前高校多校区图书资源通借困难、管理效率低下等问题,设计基于微架构的图书通借系统。系统采用“Struts+Spring+Hibernate”开发框架,后端采用Java EE开发相关技术,数据存储选用Oracle数据库。系统整体架构由终端层、表示层、Web层、逻辑层和服务器层组成。从业务逻辑功能和数据库设计两方面阐述系统的技术实现过程。在进行性能测试和功能测试后发现,系统在响应时间、并发数、吞吐量等性能指标中表现较优,具有显著的系统功能优越性。支持多表示环境和多系统运行环境,手机端、PC端等终端可并行登录,能识别和控制多类型身份,系统的业务逻辑功能得以实现。能够满足跨校区图书的通借需求,符合系统设计预期技术目标。