基于有色Petri网的工作流故障诊断方法

工作流系统的故障自动诊断和定位是云计算环境提供持续服务的基础。为了提高工作流系统的故障诊断准确性,本文提出了一种基于有色Petri网的故障诊断方法。首先,用开放世系模型对工作流进行建模。然后,提出了一种基于有色Petri网的故障模型。最后,将工作流的开放世系模型转化为有色Petri网故障模型,并提出了相应的多故障诊断方法。实验表明,本文提出的方法不仅故障定位的准确率和执行效率高于相关算法,还能有效的识别系统中的多个故障。     

基于有色Petri网的机械系统故障诊断研究

故障诊断对于机械系统的使用与维护起着重要的作用;为了提高机械系统故障诊断的效率以及直观性,提出了一种使用基于知识的故障诊断方法,即使用有色Petri网诊断方法建立一种通用机械系统故障诊断模型并进行分析。针对数控机床液压元件故障这一案例,首先获取其故障来源建立故障树;其次在故障树基础上运用有色Petri网建模工具CPNTools建立有色Petri网模型;最后对模型进行了仿真分析以模拟故障的传递,进行状态空间分析以判断模型安全性,结果表明所提出的建模方法能够使得故障传递更加直观化,快速了解故障的发展趋势,并表明此模型有着较强的易用性以及通用性。     

基于Petri网的电力系统监控数据多点校核方法

由于人为误操作和数据库系统异步因素,电力系统监控数据存在错误风险,需要对监控数据进行多点校核来保障其一致性和正确性,可靠的监控数据保证电力系统的安全运转;然而多点校核业务流复杂且对数据精度要求高,目前的人工校核方法不仅成本高,且精度和效率低,不能保证整个监控数据的实时校核工作;为自动化监控数据多点校核过程,需要对整个业务流建模,针对该问题,提出一种基于Petri网的监控数据多点校核动态建模方法;首先将监控系统的校核业务背景形式化Petri网中的具有不同约束的节点;然后使用工作流Petri方法对校核的业务流程进行形式化定义、并将该业务流程用Petri网建模成为网状模型;最后,针对该模型提出一种化简技术对其进行化简,并证实该化简方法的有效性和该模型能拟合监控数据多点校核的整个流程。     

民航大涵道比涡扇发动机总体性能参数敏感性分析

由于人为误操作和数据库系统异步因素,电力系统监控数据存在错误风险,需要对监控数据进行多点校核来保障其一致性和正确性,可靠的监控数据保证电力系统的安全运转。然而多点校核业务流复杂且对数据精度要求高,目前的人工校核方法不仅成本高,且精度和效率低,不能保证整个监控数据的实时校核工作。为自动化监控数据多点校核过程,需要对整个业务流建模,针对该问题,提出一种基于Petri网的监控数据多点校核动态建模方法。首先将监控系统的校核业务背景形式化Petri网中的具有不同约束的节点;然后使用工作流Petri方法对校核的业务流程进行形式化定义、并将该业务流程用Petri网建模成为网状模型;最后,针对该模型提出一种化简技术对其进行化简,并证实该化简方法的有效性和该模型能拟合监控数据多点校核的整个流程。     

基于Petri网和故障树的电力系统故障诊断模型

电力系统元件发生故障后,继电保护动作发出信号使相连的断路器断开,有效地保护了元件,但是也为故障的诊断增添了困难。本文针对带有主保护和后备保护的电力系统故障诊断建模困难复杂等问题,提出用故障树分析法对核心故障建模,并将故障树模型转换为对应的Petri网模型,运用Petri网的状态转移方程进行矩阵运算,不仅清晰的表示了故障的发生和形成,也能快速准确的诊断出故障发生元件,降低诊断的复杂性。实例分析说明了该方法准确性和有效性。     

基于排队PETRI网的云系统评估模型和方法

针对云系统规模庞大、构成复杂、动态性突出、层次关联性强而难于建模评估的问题,提出一种基于排队Petri网的云系统评估模型QPNC;QPNC结合了排队论和Petri网理论特点,模型具备较强的定量评价和行为描述能力,能够很好地对复杂云系统进行有效建模和模拟;基于上述模型,进一步提出并完善云系统的定量分析、评估体系,仿真并模拟了大规模并行环境下云系统的动态服务效果;实验结果表明,QPNC能够有效反映出各种云系统架构在性能和服务等方面特征,对云系统的各种动态服务行为具有很高的仿真度,为设计构建更加高效、更具针对性的云系统提供了定量分析支持和理论依据。     

基于层次Petri网的复杂装备保障流程分析方法

针对复杂装备保障流程约束条件多、动态性强、耦合严重、层次结构复杂的特点,提出了一种基于层次Petri网的流程分析方法;首先,分析了保障流程的层次化结构,采用着色时间约束Petri网,建立了包含保障人员、保障设备、保障空间等保障资源库所的层次化Petri网流程模型;然后,采用流程基本模型起始时间——流程子网起始时间——流程总时间的层次方法,设计了流程时间参数统计算法;最后,以某复杂装备系统保障流程为例,进行了实例分析,并通过与ExSpect软件Monte Carlo仿真对比验证了算法的有效性。     

基于依赖型任务和Sarsa(λ)算法的云计算任务调度

针对现有的云计算任务调度算法具有的任务调度时间长和系统负载不均衡的缺点,提出了一种基于依赖型任务和Sarsa(λ)算法结合的依赖型任务调度方法;首先对调度目标模型进行了定义,以最小化调度策略的最晚完成时间作为调度目标,然后将任务调度模型建模为马尔科夫决策过程MDP,在此基础上,基于MDP采用Sarsa算法实现对状态动作值的更新,为了加快算法的收敛速度,在状态动作值更新的过程中加入资格迹,给出了资格迹的更新方式;最后,定义了基于依赖型任务DAG图和Sarsa(λ)的云计算任务调度算法;在Cloudsim环境下进行仿真试验,结果表明文中方法能有效地实现依赖型任务调度,且较其它方法相比,具有任务调度时间短和负载均衡的优点,是一种适合云计算环境的可行任务调度方法。     

模糊Petri网在车电系统总线故障诊断中的应用

针对车电系统总线故障现象和故障原因之间存在复杂模糊关系而无法实现快速故障诊断这一难题,提出采用模糊Petri网(fuzzy petri net,FPN)建立车电系统总线的故障诊断分析模型,并给出了相应的形式化推理算法;以某型车电系统总线为例,分析比较了各种故障原因的可信度;分析表明:所建模型有效地描述了车电系统总线故障现象和故障原因之间的模糊关系,能够实现故障的快速诊断,该模型可以作为车电系统总线快速故障诊断的理论支持工具。     

基于位置不变量的混和Petri网的分解

系统越是复杂，建立模型越是困难，而且要求模型的功能越强。由于实际混合系统的规模较大，在分析混合系统的性能时，会遇到维数灾难和计算复杂性问题；因此，采用分解的方法已成为一种不可避免的趋势。尽管Petri网理论具有很多的优点，作为一个高阶的模型语言，它仍然需要继续丰富和发展；研究混合petri网的分解方法，以便对复杂大系统很好地建模。     

异构环境下基于双重预取的Hadoop调度算法

Hadoop处理海量数据时,无论是Map任务还是Reduce任务都需要耗费大量的时间传输数据,故提出一种基于双重预取的调度算法;该算法通过估算节点上任务执行的进度来预测Map任务的执行节点,然后通知节点提前预取所需的数据,并且在Map任务完成的数量达到预定值时,开始为Reduce任务预取部分数据;由于在异构的环境下集群中节点的性能各不相同,为此采取了改进的预测模型,以提高任务进度判断的准确性;实验证明,本算法在作业响应时间等方面优于现有的调度算法。     

A new fog computing resource management (FRM) model based on hybrid load balancing and scheduling for critical healthcare applications

Critical healthcare application tasks require a real-time response because it affects patients’ life. Fog computing is the best solution to get a fast response and less energy consumption in healthcare. However, current solutions face difficulties in scheduling the tasks to the correct computing devices based on their priorities and capacity to meet the tasks’ deadlines and resource limitations with minimal latency. Furthermore, challenges of load balancing and prioritization are raised when dealing with inadequate computing resources and telecommunication networks while obtaining the best scheduling of emergency healthcare tasks. In this study, a fog computing resource management (FRM) model is proposed, which the proposed model has three main solutions. Firstly, resource availability is calculated according to the average execution time of each task. Secondly, load balancing is enhanced by proposing a hybrid approach that combines the multi-agent load balancing algorithm and the throttled load balancing algorithm. Thirdly, task scheduling is done based on priority, resource availability, and load balancing. The results have been acquired using the iFogSim toolkit. Two datasets are used in this study, the blood pressure dataset was acquired from the UTeM clinic, and the ECG dataset was acquired from the University of California at Irvine. Both datasets are integrated to enlarge the attributes and get accurate results. The results demonstrate the effectiveness of managing resources and optimizing task scheduling and balancing in a fog computing environment. In comparison with other research studies, the FRM model outperforms delay by 55%, response time by 72%, cost by 72%, and energy consumption by 70%.     

基于代价优化的云工作流调度改进PSO算法

云计算可以通过即付即用的方式向用户工作流提供资源。为了解决资源服务代价异构环境下的云工作流任务调度代价问题,提出一种基于改进粒子群算法的云工作流任务调度算法WSA-IPSO。通过综合考虑任务的执行代价和依赖任务间发生数据传输时的通信代价,算法将总代价优化问题形式化为有向无环图DAG中的任务调度模型,并提出基于改进粒子群算法的优化模型对其进行求解。通过改进传统粒子群算法的粒子速度更新策略和惯性权重更新策略,算法可以以更快的收敛速度得到代价最小化的调度方案。通过仿真实验,与MCT算法及标准粒子群算法进行性能比较。实验结果表明,WSA-IPSO算法在降低总代价、任务分布的负载均衡以及算法收敛性方面比较同类算法均表现出更好的性能。     

事件驱动的无线传感器网络嵌入式操作系统研究

针对无线传感器网络节点能量敏感和多任务的特点,提出了基于事件驱动的嵌入式实时操作系统;采用分层结构的设计思想,构建模块化的系统组件,利用内存控制块链表,实现简易高效的内存管理;基于事件驱动和任务优先级,实现系统低功耗和抢占式的任务调度;实验结果表明,系统功耗低,实时性好。     

基于接纳控制和ILP资源调度模型的BDAaaS系统架构

为了使云计算平台为大数据分析提供有效支持,提出一种大数据分析即服务(BDAaaS)的系统架构;首先,当用户向系统提交大数据分析应用(BDAA)时,通过接纳控制器评估任务的执行时间和成本并作出接纳决策;然后,通过服务等级协议(SLA)管理器根据任务的服务质量(QoS)需求制定SLA;最后,利用提出的整数线性规划(ILP)资源调度模型,以最小化执行成本为目标,在满足SLA下合理调度资源来执行任务;仿真结果表明,提出的方案能够有效降低任务执行时间,具有有效性和可行性。     

Speaker Recognition Using Constrained Convolutional Neural Networks in Emotional Speech

Speaker recognition is an important classification task, which can be solved using several approaches. Although building a speaker recognition model on a closed set of speakers under neutral speaking conditions is a well-researched task and there are solutions that provide excellent performance, the classification accuracy of developed models significantly decreases when applying them to emotional speech or in the presence of interference. Furthermore, deep models may require a large number of parameters, so constrained solutions are desirable in order to implement them on edge devices in the Internet of Things systems for real-time detection. The aim of this paper is to propose a simple and constrained convolutional neural network for speaker recognition tasks and to examine its robustness for recognition in emotional speech conditions. We examine three quantization methods for developing a constrained network: floating-point eight format, ternary scalar quantization, and binary scalar quantization. The results are demonstrated on the recently recorded SEAC dataset.     

Phase Transitions in Transfer Learning for High-Dimensional Perceptrons

Transfer learning seeks to improve the generalization performance of a target task by exploiting the knowledge learned from a related source task. Central questions include deciding what information one should transfer and when transfer can be beneficial. The latter question is related to the so-called negative transfer phenomenon, where the transferred source information actually reduces the generalization performance of the target task. This happens when the two tasks are sufficiently dissimilar. In this paper, we present a theoretical analysis of transfer learning by studying a pair of related perceptron learning tasks. Despite the simplicity of our model, it reproduces several key phenomena observed in practice. Specifically, our asymptotic analysis reveals a phase transition from negative transfer to positive transfer as the similarity of the two tasks moves past a well-defined threshold.     

文化框架下多群智能优化算法的云作业调度

作业调度是一种云计算核心技术,为了获得更优的云计算作业调度方案,提出一种文化框架下多群智能优化算法的云作业调度方法。首先构建云作业调度问题的数学模型,然后借助文化算法模型,粒子群算法组成信仰空间,人工鱼群算法组成群体空间,两者之间并行演化,相互促进,对云计算作业调度数学模型进行求解,最后通过仿真实验测试算法的性能。结果表明,本文加快了算法的收敛速度,获得了更优的云计算作业调度方案,大幅度缩短少云计算作业完成时间,具有一定的实用价值。     

特种设备信息加密系统设计

对特种设备信息的加密系统进行设计,目前存在信息加密不彻底和采集的可靠性较低等问题。为此,提出特种设备加密系统设计方法,通过信息接口模块完成特种设备中信息的输入和输出,信息流程编辑模块负责开发设备中信息加密流程的组件,完成对特种设备中任务流程的检验,信息流程调度模块对信息流程任务进行调度管理。系统软件设计部分采用数据加密改进方法使信息源节点将要传输的多份信息数据分解成互不相关的信息数据,完成特种设备信息加密系统的设计。实验结果表明,所设计系统信息加密效果好、信息的完备性较高。     

基于VxWorks的PCI设备驱动程序设计

 阵列天线控制系统采用实时操作系统VxWorks,为了实现控制系统计算机与单元天线的通信,在控制系统计算机中采用PCI设备与单元天线通信,并且基于VxWorks实时操作系统开发了PCI设备的驱动程序。主要完成了板级支持包的修改、PCI设备的初始化,以及功能函数的设计。经试验验证,该驱动程序工作稳定可靠,可以应用于控制系统中。