关键词： 数据处理技术   数智化运营   5G时代  

摘要： 随着第五代移动通信技术（5G）技术的快速发展和普及，人类正迅速进入一个全新的信息时代——5G时代。在5G时代中，公众用户的通信需求与行为模式正在发生深刻的变化，运营商、企业和组织需要采用更加智能化的策略来满足公众用户的个性化需求，实现精准营销和高效运营。而如何在海量的用户数据中挖掘出有价值的信息，以及如何利用这些信息更好地服务公众用户，成为了业界关注的焦点。本研究旨在分析5G时代公众用户数智化运营的策略，并研究其数据处理技术，以期为企业提供可操作性的建议和指导。

关键词： 智能电网   内存数据网格   内存计算   潮流计算   关键节点识别  

摘要： 随着电力系统的数字化和智能化进程不断加速,智能电网成为电力系统领域研究的热点,并且受到了各国政府和企业的广泛关注。智能电网对海量数据的处理、分析能力,对电力系统的可靠性、安全性和可持续发展能力具有至关重要的影响。为了提高智能电网的运行效率和响应能力,本文结合内存数据网格(In-Memory Data Grid,IMDG)、潮流计算和关键节点识别等方法,探索了一种综合应用的解决方案。其中,IMDG用来实现数据存储和处理的高效性和可扩展性,潮流计算方法用于分析复杂的电力系统状态,关键节点识别方法用于确定系统中的重要节点。而且每个环节都与前后环节紧密关联,构成了一个完整的解决方案。 首先,本文利用内存数据网格技术,搭建了一个高性能、高可扩展性的分布式存储和计算框架。该框架在采用分布式架构的同时引入了内存计算的概念,能够将序列化的电网数据对象提前存储在分布式内存中。这一框架不仅能够满足电网大规模数据存储和处理的需求,还能够实现数据的高可靠性和高可用性,为后续的数据分析和挖掘奠定了基础。通过对IEEE 57节点系统进行实验,结果证明该框架成功克服了访问数据时遇到的一些“I/O瓶颈”问题,显著提高了数据处理的效率和速度。 其次,潮流计算是电力系统分析和规划的重要工具,通过对电网中各节点之间的功率流动进行分析,可以了解电网的潮流分布情况,发现潜在的风险。因此,本文在内存数据网格服务集群中部署了大量的电网运行数据对象,并采用了P-Q分解法来分析各时刻电网中的潮流分布,为智能电网的运行和调度提供重要参考。东部沿海某地区实际电网数据的实验结果表明,将潮流算法部署在本文所搭建的框架中,能够实现大规模潮流任务的并行计算。 最后,在潮流计算结果的基础上,本文结合泰尔熵标准和复杂网络理论方法,提出了一种综合的关键节点识别方法。该方法综合了4项指标。其中,线路相角差正弦波动泰尔熵和贡献加权度是本文首次提出的指标。本文通过熵权法和层次分析法对4项指标结果进行加权,得到节点的综合指标,然后根据综合指标大小识别出电网中具有重要影响和关键作用的节点。与此同时,本文也利用了前述框架对综合指标计算流程进行了加速。IEEE 30节点系统和实际电网的测试结果表明,本文所提的关键节点识别方法行之有效。 综上所述,本文提出的综合应用方案将内存数据网格、潮流计算和关键节点识别方法有机结合,为智能电网的实时监测和分析提供了新的思路和方法。通过对智能电网关键技术的深入研究和探索,有望进一步推动智能电网的发展,为电力系统的安全稳定运行提供更加可靠的保障。

摘要： 一、引言当前，大数据、人工智能、区块链等新技术成为掀起数字化转型浪潮的关键变量，万物互联，数字时代的到来，对各行各业的诸多方面产生了深远影响。特别是“云大物移智链边”的结合对社会中任何实体的活动和行为数据化、模型化都成为可能，而从中抽取出的结构化信息，在市场预测、工业自动化等众多领域创造出了前所未有的价值。科技能力的极大丰富，数据价值日益凸显，全息画像、精准监测、风险预警、辅助决策等等，正在打破传统的业务模式，催生出更加共享的经济生态，通过与传统产业的融合实现价值增量，为各行各业赋能，推动高质量的发展。

关键词： 移动式   全直径岩心   核磁共振   纵向分辨率   数据处理  

摘要： 为克服核磁共振测井技术纵向分辨率不足、实验室柱塞样岩心储层特征代表性不强等问题,实现对结构致密、强非均质性储层进行精细评价,移动式全直径岩心核磁共振扫描技术迅速发展。该技术将核磁共振扫描仪器运输至钻井现场,在岩心出桶的第一时间进行无损、快速测量,采集T2一维信息和T2-T1、T2-D二维信息,为页岩油等非常规储层评价提供关键参数,目前已经成为页岩油、致密油等非常规储层评价的重要手段。 目前,我国在移动式全直径岩心核磁扫描仪器研发方面发展迅速,但不同仪器的工作频率、磁体结构、测量模式、数据存储格式等存在差异,导致配套的数据处理技术发展滞后,缺少成熟的软件对移动式全直径岩心核磁扫描数据进行精细处理。因此,在对各厂家所研制仪器的采集方法、测量模式、关键参数、数据存储格式等进行系统分析的基础上,开展了以下工作: 首先,本文统一了移动式全直径岩心核磁扫描数据的处理流程,主要包括数据解析、回波标定、数据反演、物性参数计算、综合分析解释等步骤。其次,提出了一种提高移动式全直径岩心核磁扫描结果纵向分辨率的数据处理方法,通过标准样品刻画仪器磁场敏感区内的信号响应特征之后,对仪器输出数据进行全局反演,从而求解出全直径岩心内部的真实信号分布特征,得到更为准确可靠的高分辨率处理结果,并通过数值模拟和物理实验验证了该方法的可靠性。最后,基于该高分辨率处理方法,结合T2谱反演方法、二维谱反演方法以及物性参数计算方法,形成了操作便捷、交互友好的移动式全直径岩心核磁扫描数据处理软件。 现场实测数据处理结果表明,本文所研制的移动式全直径岩心核磁扫描数据处理软件达到了良好的应用效果,能够满足实际生产的需求。

关键词： 钙离子光钟   自动化技术   数据处理   驾驭   基于光钟的原子时标  

摘要： 目前,国际单位制中的7个基本单位全部实现由基本物理常数定义,且其中的6个单位均与时间单位(秒)相关。这标志着时间的准确测量已成为未来精密测量的重要前提。近年来光钟发展迅速,光钟的不确定度和稳定度指标均超过了目前作为基准的铯喷泉钟。在下一代秒定义的候选体系中,光钟具备优异的竞争潜力。光钟可以通过驾驭微波钟生成原子时标的方式获得更加准确的时间基准。但光钟受限于设备的复杂度等因素,如何保障其实现长期稳定运行是一个重要的问题。而自动化技术则是解决该问题最佳答案。 本文的工作聚焦于研究钙离子光钟的自动化技术以实现光钟实验数据的自动化处理,将光钟应用于微波钟的守时驾驭实验、产生本地原子时标并进行评估。主要工作内容可分为以下三个方面: 1、运维一套钙离子光钟系统并实现其长期稳定运行。完成了一套激光稳频系统和多路激光输出系统的搭建调试工作;负责维护光钟系统并实现该系统的长期稳定运行。优化控制程序,将自动化技术应用于光钟的离子载入、锁定等过程中,光钟在8个月内的月平均运行率达到了 85%以上,锁定20ms谱线时自评定稳定度达到了(?)。 2、完成光钟实验数据自动处理程序的开发工作。基于Python语言和数据处理工具包进行开发、采用模块化设计思路,通过多种功能模块的组合实现了钙离子光钟实验数据和光钟驾驭微波钟守时实验数据的高效自动处理。数据处理耗时由原先的小时量级降低至现在的分钟量级,极大地提高了数据处理的效率。在底层光钟实验数据处理程序框架上,结合PyQt技术为光钟实验数据自动处理程序设计了图形化交互界面,改善了人机交互体验。 3、开展光钟驾驭微波钟的守时实验研究。利用钙离子光钟系统、飞秒光学频率梳、商用氢钟搭建了一套驾驭实验平台。测试对比了两种驾驭方案的效果,其中采用微波频率上转换至光频信号方案对氢钟进行驾驭生成的原子时标与协调世界时(UTC)在一个CircularT周期内的最大时间偏差为1.5 ns;采用光频信号下转换至微波信号方案驾驭生成的时标在一个Circular T周期内与UTC之间的时间偏差能够控制在1.0ns以内。

关键词： 空气质量   时空特征   数据处理   深度学习   长短期记忆神经网络   季节性分解   主成分分析   卷积神经网络  

摘要： 近年来，郑州市通过实施大气污染综合治理攻坚行动，空气质量得到了持续改善。然而，秋冬季节重污染天气问题依然存在，空气质量改善成果仍需巩固，这不仅关乎人民群众身体健康，也直接影响“十四五”空气质量改善目标任务的完成。因此，对空气质量影响因素及其预测研究至关重要，本文对此展开研究，主要工作内容有:　　首先选取2016年1月1日至2023年12月31日空气质量指数、空气污染物、气象因素的3h观测数据，并对数据进行缺失值、数据标准化等预处理和可视化分析;其次通过相关系数研究影响空气质量指数的显著因素，6种空气污染物中，与空气质量指数相关性最大的是PM2.5和PM10,4个气象因素中，与空气质量指数相关性从大到小排序分别是气温、气压、风向、风速;再是对空气质量指数进行时空分析，通过莫兰指数研究空气质量指数的空间相关性;然后根据空气质量指数序列的非线性、趋势性、季节性等时间序列特性，提出了基于季节性分解的STL-LSTM模型，实验结果证明，引入STL分解的预测模型在拟合精度和鲁棒性上都有所提升;最后基于空气质量指数的多变量特性和空间相关性，分别建立 Bi-LSTM、CNN-LSTM、PCA-Bi-LSTM 和 PCA-CNN-LSTM 模型，经过实证对比分析，PCA-CNN-LSTM模型对本文空气质量指数预测准确性最高。

关键词： 双目标定   点云预处理   点云配准   缺陷检测  

摘要： 薄壁件是一种用于覆盖和保护其他部件的薄型外壳或罩子,在航空航天领域、汽车工业领域、船舶建造领域等得到了广泛应用,其状态良好与否直接关系到零件或设备的结构完整性、性能稳定性和安全性。由于薄壁件直接暴露在外部环境中,会出现冰雹、碎石等碰撞导致其出现凹坑损伤,针对人工目视和二维图像等传统缺陷检测的不足,提高薄壁件损伤检测的检测速度与检测精度,本文利用薄壁件缺陷点云数据完成缺陷部位测量,为以后的薄壁件修复奠定基础。论文完成了以下研究内容: (1)依据双目结构光视觉测量的原理,对采集系统中的工业摄像机、投影等硬件设备选型,搭建了一套双目结构光视觉系统,并对双目摄像机的成像原理进行分析,研究了相机成像所涉及到的四个坐标系间的转换,构建合适的成像模型,并分析了相机标定的原理,相机的标定实验采用了张正友标定法,获得了相机的内、外参数,并得到左右摄像机的相对位置关系,并对摄像机重投影误差进行分析,结果表明标定精度满足要求。 (2)对点云数据预处理技术进行研究。本文使用直通滤波算法和统计滤波进行去噪,结果发现滤波效果较差,特别是对边缘区域去噪能力存在的不足,因此本文重点研究了双边滤波器算法并做出改进,实验结果表明既删除了边缘噪声点,又保持了边缘特征。其次,针对被测物体点云数据量较多会产生计算量较大的问题,使用体素网格下采样方法对点云进行精简处理,以提高点云数据处理的效率。 (3)点云配准是缺陷检测的重要步骤,首先利用缺陷点云拟合出标准平面点云,并将拟合平面与点云平面进行配准操作,本文针对常用的PFH(Point Feature Histograms)特征描述子在点云配准操作效果并不理想的问题,提出了FPFH(Fast Point Feature Histogram)特征描述子与SAC算法相结合的粗配准算法,再利用迭代最近点ICP(Iterative Closest Point)精配准算法方法完成了点云匹配。通过实验结果发现,本文所提出的改进算法,该方法的配准效果较好。 (4)针对本文的缺陷检测,提出了在配准完成后,再计算缺陷点云上的点到标准点云的欧式距离,从而对缺陷数据点进行标记并提取出缺陷的检测方法;最后利用贪婪投影三角化曲面重建法完成了缺陷点云的曲面重建,达到了可视化的效果,并对缺陷点云进行了量化处理,从而更有利于对损坏程度进行判断。

关键词： 无服务器计算   流数据处理   不确定性数据流量  

摘要： 流数据处理正在成为视频处理、医疗监控、数字孪生状态同步和元宇宙等多个领域中许多流行人工智能应用的关键功能。这些人工智能应用的用户通常会发出各种流数据请求,以便从数据流中获得持续的决策支持。鉴于此类连续流数据的动态性,在执行此类流数据数据请求时的任何中断都可能造成意想不到的后果,例如错过视频流中关键对象的识别。此外,有些流数据请求需要实时处理,以便迅速地获得有价值的结果。因此,处理此类数据流的服务需要具有高可用性,以保证其数据流处理请求的性能,并能抵御各种故障事件,不会中断请求。 作为下一代计算范式,无服务器边缘计算正在成为一种关键的解决方案,它通过功能即服务(FaaS)的新颖编程范式和对流数据请求资源的敏捷管理,保证了用户的高可用性和弹性要求。 在本文中,研究了高可用的流数据处理请求接纳的新问题,目的是在满足用户可靠性要求的同时最大限度地减少平均延迟。为此,首先为高可用的流数据处理请求接纳问题提出了一个优化框架,为每个数据流请求的功能找到合适的实例数。在此框架内,本文设计了一种高效算法,在满足可靠性要求的同时,最大限度地减少每个用户的平均延迟。在接收请求时,其数据传输速率可能会发生变化且不确定。因此,本文设计了基于多时间尺度机器学习的新型预测方法来预测数据速率,并设计了在线学习算法来动态调整备用实例,以吸收不确定的数据速率。基于真实世界数据集的实验表明,每个用户的平均延迟比其它对比算法平均延迟降低11.6%。

关键词： 数字平台   共享停车   数据采集与融合   数据处理   用电系统优化  

摘要： 共享停车是有效解决当前城市停车供需矛盾、停车资源利用率不高问题的重要途径。数字平台式共享停车(Digital platform shared parking,DPSP)是共享停车在数字经济时代的一种新发展模式。DPSP以平台为主要载体,以数据为关键要素,以停车资源利用最大化为目标,将有效促进共享停车的新发展。然而,在当前共享停车实际运营中存在的推荐车位数量不足、位置不准确、计时计费不精确、停车需求反馈滞后、电动汽车用电需求难以满足等问题,是影响其目标实现的重要因素。本文从DPSP发展实际需求出发,立足于现代城市交通管理特性,将数据采集与融合、数据处理、数据通信与应用作为研究重点,综合运用系统分析、机器学习和数据挖掘等方法,对DPSP关键技术进行深入研究,解决城市停车难、停车资源利用率不高的问题。论文的主要研究内容及创新性工作如下: (1)数字共享停车概念、特征与系统设计。通过梳理国内外相关研究成果,阐明数字共享停车概念,并对其属性特征、功能定位进行研究与界定,设计完整的数字共享停车服务流程,构建一种数字共享停车系统框架,并对影响数字共享停车的关键问题进行了分析。 (2)考虑可靠性需求的共享停车数据采集与融合优化研究。数据采集与融合是以数据为核心的DPSP运行的首要问题。针对数字共享停车管理智能化与可靠性要求,开展多源交通信息采集与融合优化研究,设计基于轻量化卷积(CNN)的SSD-Mobilenet-v1目标检测算法和基于LPR-net网络设计的多源交通目标识别方案,构建基于遗传算法和粒子群算法的多源交通信息组合优化模型与多源交通信息融合优化模型,研究结果有效提高了数据采集与融合的效率和可靠性。 (3)考虑精确度需求的共享停车数据处理优化研究。针对共享停车运营中存在的供需匹配准确率较低、计时计费不精确等问题,研究构建冗余数据消除、虚假数据过滤和滤波降噪处理模型,设计了基于可变长度数据聚合算法(Changeable Length Data Aggregation Algorithm,CLDAA)、均值滤波算法、动态密钥筛选方案(Dynamic-Key Filtering Scheme,DKFS)的数据处理优化方案,有效消除冗余数据,过滤虚假数据,提升数据传输效率与精度。 (4)考虑及时性需求的共享停车实时匹配技术研究。针对共享停车需求反馈滞后和信息匹配不对称导致的停车寻位响应延迟等问题,研究提出将5G技术应用到DPSP车辆定位、停车预约和分配中,设计基于5G和BDS双模式下的静态预约与实时动态匹配相结合的车位匹配方案,构建基于5G技术的隐马尔可夫车辆定位模型、停车利用率及车位分配预测模型、基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的停车位匹配模型和基于灰色支持向量机(GM-SVR)的停车位预约模型,有效解决了车辆定位偏移、车位匹配不准确、需求响应延迟等问题,提升了停车寻位的精准度、实时性和停车资源利用率。 (5)考虑能耗效应的共享停车用电系统优化设计。共享停车的根本目标是降低停车成本,提高停车资源利用率。针对电动汽车发展可能引发的电力集成与能耗问题,开展共享停车用电系统优化研究。基于DPSP的智能化和数字化,构建以充放电为基础,集成电力存储、能源转换功能的能源互补系统,设计基于鲁棒优化(ROA)的风险约束方法和智能电动汽车停车场(Intelligent Electric Vehicle Parking Lot,IPL)调度优化方案,有效降低了电力负荷和系统运行成本。 图74幅,表18个,参考文献196篇。