Virus spreading in wireless sensor networks with a medium access control mechanism

In this paper, an extended version of standard susceptible-infected （SI） model is proposed to consider the influence of a medium access control mechanism on virus spreading in wireless sensor networks. Theoretical analysis shows that the medium access control mechanism obviously reduces the density of infected nodes in the networks, which has been ignored in previous studies. It is also found that by increasing the network node density or node communication radius greatly increases the number of infected nodes. The theoretical results are confirmed by numerical simulations.

Robust Synchronization in an E/I Network with Medium Synaptic Delay and High Level of Heterogeneity

It is known that both excitatory and inhibitory neuronal networks can achieve robust synchronization only under certain conditions, such as long synaptic delay or low level of heterogeneity. In this work, robust synchronization can be found in an excitatory/inhibitory （E/I） neuronal network with medium synaptie delay and high level of heterogeneity, which often occurs in real neuronal networks. Two effects of post-synaptic potentials （PSP） to network synchronization are presented, and the synaptic contribution of excitatory and inhibitory neurons to robust synchronization in this E/I network is investigated. It is found that both excitatory and inhibitory neurons may contribute to robust synchronization in E/I networks, especially the excitatory PSP has a more positive effect on synchronization in E/I networks than that in excitatory networks. This may explain the strong robustness of synchronization in Eli neuronal networks.

The Optimization on Operation Characteristicsof Urban Medium Voltage Network

Traditional small current grounding system has many advantages. Pilot operation shows that optimized one has even better operation characteristics. It has proven to be a geenrallly properand relatively perfect neutyal grounding method in urban MV network.

城市中压配电网雪花格式网架结构初探

为适应新型电力系统建设需求,提出一种适合国情的雪花格式网架结构。首先,总结国内外典型城市中压配电网结构的特征与优缺点;然后,结合天津已有网架结构,提出雪花格式网架结构及其构建方法;其次,分析测算雪花网结构的负荷转移能力、可靠性与效率效益水平;最后,从结构形式、适合场景等方面给出雪花网结构与花瓣结构等的综合对比情况。结果表明,雪花格式网架结构具有一定综合比较优势,可为中压配电网远景目标网架规划提供指导。

Mobility Conscious Medium Access Control Scheme for Wireless Sensor Networks: A Conceptual Approach

Mobility in Wireless Sensor Network (WSN) presents distinctive challenges in Medium Access Control (MAC) scheme. Numerous MAC protocols for sensor networks assume that sensor nodes are static and focus primarily on energy efficiency. This work seeks to develop an improved mobility conscious medium access control scheme for wireless sensor networks with a view to enhance energy conservation on mobile sensor nodes. On this note, mobility patterns of different scenarios are modelled using Gauss Markov Mobility Model (GMMM) to determine the position and distance of the sensor nodes and how they are correlated in time.

基于长短时记忆网络的山区中小流域降雨径流模拟

洪水预报是流域防洪减灾的重要非工程措施之一。目前我国中小河流暴雨洪水灾害频发,但应对短历时强降雨的洪水预报能力仍不强。以安徽省东部山区中小流域为研究对象,引入长短时记忆网络建立流域降雨径流模型,探讨其在山区中小流域的洪水模拟效果。结果表明,考虑降雨输入的空间差异可提升深度学习模型降雨径流模拟预测性能,且长短时记忆网络能够取得优于传统人工神经网络的精度;长短时记忆网络模型有效建立了流域降雨与径流间的复杂非线性关系,模型在所选流域内场次洪水的峰值模拟效果较好,训练、测试集场次洪水峰值合格率均在90%以上;长短时记忆网络内部结构特征与流域水文过程具有较好的相似性,对山区中小流域暴雨洪水非线性关系拟合效果突出。

具有介质访问约束的网络化控制系统H∞状态估计

研究了一类存在介质访问约束和信号量化的网络化控制系统的H∞状态估计问题。首先,考虑到介质访问约束和信号量化的影响,将信号量化误差转化为扇形有界的不确定性,对由于访问约束而未获得网络传输的系统输出采用加权补偿策略,根据网络介质的随机访问机制将网络化系统建模为具有不确定性的马尔可夫跳跃系统。然后,在此基础上借助李雅普诺夫稳定性理论和H∞性能约束条件,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法给出状态估计器存在的充分条件,所设计的状态估计器使得估计误差系统渐近稳定且具有给定的H∞性能。最后,通过仿真实例验证了该设计方法的有效性。

具有访问约束和数据丢包的网络化系统H_(∞)鲁棒控制

针对同时存在访问约束和数据丢包的网络化控制系统,研究了H_(∞)鲁棒控制方法的设计问题.首先,采用Bernoulli随机过程来描述系统的数据丢包过程,并根据介质访问约束的随机访问机制建立了离散时间马尔可夫跳变系统模型;其次,通过Lyapunov稳定性理论和LMI技术导出闭环系统随机稳定的充分条件,并设计了相应的H_(∞)鲁棒控制器,使得闭环系统随机稳定并具有给定的H_(∞)性能;最后,通过仿真算例验证了所提控制方案的正确性和有效性.

含分布式电源及储能系统的配电网最优配置研究

针对大量分布式电源与储能系统接入电网,为有效对配电网系统进行配置、实现其优化经济运行,提出了配电系统中电池储能系统和分布式发电机的最优配置方法,建立混合整数非线性规划模型并采用规划-运行分解方法进行求解。采用一种定义邻域结构的模拟退火算法,提出分解方法来求解储能系统运行状态问题,以较低计算量来保证近全局最优解。最后,在一个包含230个节点的中低压配电系统上测试了所提出的规划-运行分解方法,利用规划-运行方法进行配置。结果表明,同时接入储能系统和分布式发电并进行合适的配置,其收益较高,虽成本也有所增加,但具有长期收益。同时验证了配置方法的有效性和可行性。

复杂设备环境下的多状态负荷运行状态辨识方法

非侵入式负荷监测(NILM)是智能用电行为辨识中的关键组成部分。由于中压配电网下的负荷同时接入种类繁多,并且多具备变频功能,不具备恒功率特性,现有的聚焦于家庭中的负荷辨识方法难以直接应用在类似的复杂设备环境中。文中针对复杂设备环境中的负荷特点,选取了电梯作为典型负荷进行了负荷辨识实验,使用符合IEC 61000-4-30的测量数据作为输入,目标为辨识电梯是否处于运行状态。为了消除无关特征造成的运算压力,提出了基于皮尔逊相关系数的差分特征提取方法,结合卷积神经网络实现了实际含多未知负荷环境中的电梯负荷状态辨识。使用实测数据的结果表明,该方法仅需少量样本辨识出运行功耗变化复杂的电梯运行状态,且计算精确度要高于传统机器学习方法。

基于联络馈线负载率松弛约束的中压配电网供电单元划分

当前中压配电网供电单元划分时未能充分考虑相互联络馈线间所供负荷的互补特性,易造成供电单元数量偏多、整体线路利用效率偏低等问题,为此提出了一种基于负载率松弛约束的供电单元划分方法。构建了以供电单元数量最少、各供电单元内N-1校验后转供馈线负载率均衡为目标的中压配电网供电单元划分数学模型;解析了网格中站内供电单元与站间供电单元之间的划分次序问题,并提出了基于馈线负载率松弛约束的站间供电单元划分方法及以此为基础的站内供电单元划分方法。通过实例分析验证所提模型和方法可以对供电单元进行合理划分,节约变电站出线条数与供电单元数量,有效提高配电线路的资产利用效率。

基于改进加权距离的建成区布线及供电范围调整

针对建成区源荷空间发展与配电网供电范围调整及其建设改造之间的复杂耦合关系,提出一种基于改进加权距离的建成区布线及供电范围调整方法。首先,结合建成区与新建区自动布线的技术差异性,建立建成区配电网供电范围调整及其自动布线一体化优化框架;其次,提出考虑新增源荷归属动态调整的新建线路待选条数区间计算方法;然后,综合考虑负载率越限改进效果和源荷距离特征,提出基于改进加权距离的新建线路供电范围划分和基于混合整数线性优化的网架布局方法;最后,通过所提实例验证模型和方法的经济性与实用性。

面向中压直流配电网的模块化多电平电池储能系统电荷吞吐量抑制策略

模块化多电平电池储能系统(modular multilevel converter-battery energy storage system,MMC-BESS)中各子模块功率周期性波动,与其相连的电池组充放电状态频繁切换,产生额外的电荷吞吐量,危害电池储能系统寿命。当MMC-BESS用于中压直流配电网时,其交直流侧功率传输情况复杂多变,增大电荷吞吐量的抑制难度。因此,文中针对中压直流配电网中的MMC-BESS,提出一种基于二倍频环流注入的电荷吞吐量抑制策略。首先,构建中压直流配电网中MMC-BESS的数学模型;其次,剖析MMC-BESS电荷吞吐量的产生机理,分析不同运行方式下电荷吞吐量的影响因素;再次,提出基于二倍频环流注入的电荷吞吐量抑制策略,以系统总电荷吞吐量最小为目标,选取不同工况下需注入的最优二倍频环流分量;最后,多种工况下的仿真及实验结果表明,所提方法可有效抑制中压直流配电网中MMC-BESS的电荷吞吐量。

基于BP算法的中深层同轴套管换热量预测

通过搭建热泵测试试验台,进行多工况试验获取试验数据来建立BP神经网络同轴套管换热量预测模型,并进行仿真模拟,对同轴套管换热量进行预测。结果表明:(1)热泵系统在水流量28 m^(3)/h、回水温度10℃的工况下稳定运行能效最高,同轴套管有效换热量为563 kW。(2)隐含层节点数为12时,BP神经网络预测模型最优,训练最大均方误差MSE为0.023%,最优模型基本结构为9-12-1。(3)对比同轴套管换热量预测值与检验值仿真结果,BP神经网络同轴套管换热量预测平均百分比误差MAPE为0.235%,预测准确率为99.765%。该预测模型具有较高的精度和可靠性,能够准确预测同轴套管换热量的变化趋势,对于提高热泵系统的能效和性能具有广泛的应用价值。

含网关节点的高时隙复用率TDMA协议

针对网络收敛慢、拓扑表不完整时导致的信道冲突以及空闲时隙浪费问题,提出一种提高节点时隙利用率和网络可靠性的多跳时分多址接入协议。该协议提出3种新机制,使用时隙请求时期快速收敛机制,加快时隙请求时期的收敛;使用空闲时隙公平重用机制,消除中心节点调度时隙碰撞问题,提高空闲时隙利用率;使用一跳邻居多层次调度机制,降低数据重传的时延。仿真结果表明,在时隙请求时期收敛时间、数据传输平均时延及数据传输成功率方面,该协议较现有协议性能更优。

黄河内蒙段开河期细菌群落结构特征研究

为探索黄河内蒙段开河初期水-土介质中细菌群落组成情况及生态网络结构,于2021年4月中旬进行取样,共获得黄河水样6个和土样4个.利用16S rRNA基因高通量测序方法对水、土样品进行测定,并从菌门及菌属水平对二者的细菌群落组成进行了分析.结果显示:河漫滩土样细菌群落结构的分布较水样更为分散,且土样中细菌群落丰富度、均匀度及多样性均高于水体,二者多样性存在显著的组间差异;在菌门水平上,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门等是构成水-土样品的优势细菌门类,其中变形菌门在河水中相对丰度均值约为36.57%,在土样中则下降到25.39%,而酸杆菌门主要存在土样中,相对丰度约为14.17%;在菌属水平上, hgcI_clade(6.19%~12.75%)、CL500-29_marine_group(2.97%~5.05%)和Acinetobacter(0.74%~12.24%)是水体中的优势菌属,而norank_f__norank_o__norank_c__KD4-96(1.95%~4.91%)、 norank_f__norank_o__Vicinamibacterales(2.35%~4.67%)和norank_f__Gemmatimonadaceae (2.20%~4.73%)是土样中的优势菌属;不同菌属对水-土细菌群落结构的响应并不一致,其中分别归属于酸杆菌门和芽单胞菌门的norank_f__norank_o__Vicinamibacterales及norank_f__Gemmatimonadaceae等是联系水-土细菌群落的主要菌属,而归属于放线菌门的hgcI_clade和CL500-29_marine_group等是造成水、土优势菌门存在差异的主要菌属;虽然土样较水样拥有更大的生态网络结构,且Delftia、Candidatus_Methylopumilus、Arthrobacter和Rb41等是维持黄河内蒙段水、土介质生态网络结构的关键菌属,但相较于土样网络结构,水体网络结构中不同模块关键菌门及菌属间的生态功能较为一致.

基于混合介质网格的表贴式永磁游标电机通用等效磁网络模型

为了更加快速准确地分析表贴式永磁游标电机的电磁特性与参数,提出一种通用等效磁网络模型。该模型的关键在于引入混合介质网格,可将调制齿区域沿周向剖分成相同大小的网格单元,实现对表贴式永磁游标电机调制齿区域的通用建模。同时,此通用等效磁网络模型还确定了定子和气隙的节点连接关系,避免传统等效磁网络模型因瞬态仿真导致的两者节点不规则连接问题,降低仿真误差。此外,考虑到定子极靴存在局部磁饱和现象,文中根据其拓扑结构和磁通密度分布,将定子极靴剖分成3个部分,并细分磁饱和区域,进一步提高模型精度。最后,利用此通用等效磁网络模型计算表贴式永磁游标电机的部分电磁性能,包括气隙磁密,磁链,反电势和转矩,并通过比较计算结果、有限元分析结果以及实验结果的误差,验证所提出模型的有效性和精确性。

“网络媒介+运动”干预对经皮冠状动脉介入患者术后康复的影响

目的探究“网络媒介+运动”干预对经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary intervention,PCI)患者术后康复的影响。方法选取2021年8月至2022年8月接受PCI治疗的患者,按照1∶1的比例随机分为观察组和对照组,每组45例。对照组行术后常规护理,观察组于常规护理基础上应用“网络媒介+运动”干预,比较2组患者术后康复依从性、心功能、运动耐量及生活质量。结果观察组患者术后康复依从率高于对照组(P<0.05);观察组患者干预后左心射血分数(LVEF)、峰值摄氧量(Peak VO_(2))、峰值氧脉搏(peak O_(2) pulse)、无氧阈(AT)、峰值代谢当量(peak MET)和中国心血管患者生活质量评定问卷(CQQC)评分均高于对照组,而左心室舒张末内径(LVEDd)低于对照组(P<0.05)。结论在PCI术后患者中应用“网络媒介+运动”干预方案可有效提高康复依从性、改善心功能与运动耐量、提升生活质量,建议临床推广应用。

概念性水文模型与智能模型在中小河流洪水模拟中的比较研究

相较于大江大河的流域水文预报研究,中小流域的研究相对匮乏。以沅江河溪水文站以上流域为例,研究LSTM(Long Short-Term Memory)模型和新安江模型在场次洪水中的模拟效果。通过对比,新安江模型的整体模拟精度较高,洪量、洪峰、峰现时间的平均相对误差分别为9.39%、9.55%、1.6h,确定性系数为0.73,综合合格率为100%,达到甲级精度标准;LSTM模型的模拟精度较低,洪量、洪峰、峰现时间的平均相对误差分别为11.76%、12.33%、2.3 h,确定性系数为0.60,综合合格率为75%,达到乙级精度标准。结果表明,新安江模型和LSTM模型是中小河流洪水预报的有效方法,均可用于河溪流域的正式预报,且对于河溪流域,新安江模型的模拟精度比LSTM模型更高。

基于改进模拟退火-粒子群的配电网分布式光伏承载力评估

大规模分布式光伏并网给中压配电网带来严重功率反送,导致中压配电网出现节点电压越限和配电变压器反向过载问题.以系统潮流平衡、节点电压偏差、配电变压器反向负载率和线路载流量为约束条件,以分布式光伏并网容量与系统网络损耗之差的分布式光伏等效并网容量为目标函数,建立中压配电网分布式光伏承载力评估模型,并提出改进模拟退火-粒子群(SA-PSO)算法.对IEEE33系统和实际中压配电网进行分布式光伏承载力计算,结果表明,所建立的分布式光伏承载力评估模型适用于中压配电网节点电压稳定性与配电变压器安全运行问题评估;相较于其他算法,改进SA-PSO算法提高了评估模型计算的收敛速度与寻优能力,在相同约束条件限值下,所得线路分布式光伏承载力更高,且系统网络损耗更低.