面向数据共享的多无人机协同SLAM方法

协同即时定位与地图构建(SLAM)建立在多无人机的联合感知能力之上,通过局部地图的交互融合构建一个增量式全局环境地图,以提高多无人机任务协同的准确性、实时性和鲁棒性.针对多无人系统协同定位与构图中数据高效共享与利用的难题,面向快速、准确、大范围多机协同SLAM需求,本文提出了一种基于集中式架构的多无人机局部地图数据高效...     

面向SDN环境的软件定义安全架构

Open Flow协议无深度包检测能力使其在安全应用中受限,同时现有安全解决方案不能适应软件定义网络(software-defined networking,SDN)的发展。提出了一个分布式的软件定义安全架构(software-defined security architecture,SDSA),可将安全功能从SDN控制器解耦到专有的安全控制器和安全APP,提供了全局流和局部数据包层面的检测和防护,以抵御SDN和虚拟化环境中的各类攻击。全局视图和知识库有助于进行快速准确的决策,安全数据和控制分离既极大简化了安全设备的处理逻辑,又使得安全控制器具有灵活的控制平面,并且实时下发策略到设备和动态牵引流量,从而使得整个防护响应大大加快。实验表明SDSA架构可有效防护Do S、端口扫描和异常大流量等各类攻击。     

面向边缘集群的软件定义流量控制

针对软件定义网络(Software-Defined Networking, SDN)网络流量检测面临的问题提出了一种针对网络异常流的实时检测方案,采用BGP-LS协议,运用叶脊网络拓扑结构和边缘计算技术,采取被动测量的方式,开放SDN控制器的相应端口捕获传输控制协议(Transmission Control Protocol, TCP)数据包,使用Python语言对TCP数据包传入的端口和网络流量进行控制,控制器通过卷积神经网络(CNN)算法对数据包特征数据的分析,判断数据包的性质以及是否进行拦截。     

基于软件复用的水利领域业务应用特征分析

用基于构件的软件复用观点来分析水利业务应用,不难发现它们存在许多重复的业务逻辑,其原因是水利业务应用需要高度共享的信息平台的支撑。特别是将传统的水利业务应用从纵向划分转变为横向组合以后,这一特点更为清晰。业务逻辑的重复性为提高水利业务应用的技术水平、实现领域内的资源共享、减少软件的重复开发提供了良好的基础。     

浅议下一代数据中心架构——软件定义数据中心

该文首先简要介绍了目前数据中心发展经历的现状,继而提出了下一代的数据中心发展趋势为软件定义的数据中心,并对软件定义的数据中心和如何建立构建软件定义的数据中心进行了初步研究,最后指出软件定义的数据中心凭借前所未有的自动化、灵活性和效率能实现IT交付方式的转变,更好的支撑用户在云计算、大数据时代的业务运营和增长。     

面向防汛业务的高可用软件定义数据中心技术与实践

防汛业务系统需要IT资源提供可用性支撑,造成逐渐严峻的数据中心运维压力。从防汛业务现状出发,结合云计算、大数据和人工智能等技术,探索一种新的数据中心搭建模式,通过软件高度自动化的过程对数据中心进行重新定义和自动化部署,设计一个面向防汛业务的软件定义数据中心架构模型。在一段时间的技术论证和实践下,该架构充分承受数据中心的日常工作生产管理,为防汛业务系统的运行保障提供支撑,可为防汛业务在数据中心的运维管理积累实践经验。     

一种面向软件定义移动自组网的拓扑发现方法

移动自组网在传统的分布式组网方式下难以满足复杂的业务需求对网络QoS及安全性的高要求,基于SDN的移动自组网架构(SD-MANET)的提出为解决该问题提供了有效的解决思路。在SD-MANET中,拓扑发现是控制器进行流量调度与安全性控制的前提。本文提出一种面向SD-MANET的拓扑发现方法,其主要思想是：利用连通支配集算法生成骨干网络,由骨干节点将局部拓扑信息通过上行通路上报给SDN控制器,控制器根据收集到的邻接信息计算出全网拓扑。本文方法通过限制向控制器上报局部拓扑信息的节点数量来降低拓扑信息收集过程中产生的额外开销。仿真结果表明,该方法能够准确地生成并维护网络拓扑,且具有较小的控制开销。     

面向软件定义车联网的链路故障快速恢复方法

针对软件定义车联网（SDIV）的车-路实时查询类通信场景中单链路故障的问题，提出一种面向SDIV的链路故障快速恢复方法，综合考虑了链路恢复过程时延和恢复后路径的传输时延。首先，对故障恢复时延建模，将最小化时延的优化目标转化为0-1整数线性规划问题。然后，分析该问题，力图最大化复用已有计算结果，并根据不同情况提出两种算法：在流表更新时延相对路径传输延迟不可被忽略的情况下，提出基于拓扑划分的路径恢复算法（PRA-TP）；在流表更新时延相对路径传输延迟较小可被忽略的情况下，提出基于单链路搜索的路径恢复算法（PRA-SLS）。实验结果表明，相较于Dijkstra算法，PRA-TP的计算时延和路径恢复时延分别降低25%和40%,PRA-SLS的计算时延降低60%，可实现快速的汽车端的信息传输单链路故障恢复。     

面向软件定义卫星网络的协同接入认证机制

接入认证是保障卫星网络安全的重要基础技术之一,一直为传统卫星网络安全领域的研究热点,但在新兴的软件定义卫星网络中的相关研究尚处于“襁褓”阶段。本文面向软件定义卫星网络提出了一种协同接入认证机制,其目标为:将安全技术和软件定义技术有机融合,在保证基本安全接入认证功能基础上,抵御卫星网络接入认证拒绝服攻击,规避由于切换认证中断导致的服务访问质量问题。协同接入认证机制设计中的主要贡献主要包括:协同接入认证模型和空间拓扑动态变化高容忍的接入认证协议两部分。其中,为了抵御接入认证拒绝服务攻击,协同接入认证模型设计为以地面合法端用户设备身份作为序参量,协同软件定义卫星网络管理面、控制面与转发面,仅上报注册的合法端用户设备的接入认证请求,减少接入认证暴露的攻击面;为了提升服务访问的连续性,空间拓扑动态变化高容忍的接入认证协议则基于椭圆曲线无证书算法,通过主动更新预接入和接入认证阶段的控制面转发控制参数,使合法端用户设备的服务访问对切换无感知,降低重认证次数。通过安全性分析,本文证明了所提出的接入认证机制不仅能够满足安全性需求,并且与典型认证方法相比,在抵御接入认证抗拒绝服务攻击和保障访问连续性等方面具有优势;进一步,通过数值仿真,验证了所提接入认证机制不仅可有效降低重认证次数,并且可达到毫秒级的认证算法计算效率。     

基于多层次区块链的医疗数据共享模型

基于区块链的医疗数据共享能够有效地提升医疗数据的可信性,但是面临着链上存储容量有限、缺乏数据隐私保护等问题。针对这些问题,提出一个基于多层次区块链的医疗数据共享模型。对个人医疗数据进行加密后上传到链下的分布式存储中,并将数据索引信息上传到链上,利用多层次区块链协同技术和链上链下混合存储方式提高存储效率;引入差分隐私保护联邦学习中模型参数,提升数据的隐私安全。实验结果表明,相对于以太坊而言,该方案机构存储开销平均下降了60%左右,用户存储开销平均下降30%左右。     

基于交叉层级数据共享的多任务模型

针对多任务学习模型中相关度低的任务之间存在的负迁移现象和信息共享困难问题,提出了一种基于交叉层级数据共享的多任务模型。该模型关注细粒度的知识共享,且能保留浅层共享专家的记忆能力和深层特定任务专家的泛化能力。首先,统一多层级共享专家,以获取复杂相关任务间的公共知识;然后,将共享信息分别迁移到不同层级的特定任务专家之中,从而在上下层之间共享部分公共知识;最后,利用基于数据样本的门控网络自主选择不同任务所需信息,从而减轻样本依赖性对模型的不利影响。相较于多门控混合专家（MMOE）模型,所提模型在UCI census-income数据集上对两个任务的F1值分别提高了7.87个百分点和1.19个百分点;且在MovieLens数据集上的回归任务的均方误差（MSE）值降低到0.004 7,分类任务的AUC值提高到0.642。实验结果表明,所提出的模型适用于改善负迁移现象的影响,且能更高效地学习复杂相关任务之间的公共信息。     

A minimally invasive model data passing interface for integrating legacy environmental system models

This paper presents the Model Data Passing Interface (MODPI). The approach provides fine-grained, multidirectional feedbacks between legacy environmental system models through read and write access to relevant model data during simulation using a bidirectional, event-based, publish-subscribe system with a message broker. MODPI only requires commented directives in the original code and an XML linkage file with an optional custom data conversion module. Automated code generation, compilation, and execution reduce the programming burden on the modeler. Case study results indicated that MODPI required less code modifications within each model code base both before and after automated code generation, outperforming a baseline subroutine approach. Performance overhead for MODPI was minimal for the use case, offering speedup in some cases through parallel execution. MODPI is much less invasive than other techniques, potentially encouraging adoption by the modeling community in addition to maintainability and reusability of integrated model code.     

基于Fibrations理论的共享系统数据模型

传统共享系统数据模型的建模方法在语义性质分析和语义行为描述方面存在不足,针对以上问题提出了一种基于Fibrations理论的共享系统数据模型。主要工作体现在两个方面:首先,应用真值函子、保持真值的提升与内涵函子并结合代数方法精确分析了语义性质,应用等式函子、保持等式的提升及商函子并结合共代数方法形式化描述了语义行为;其次,在Fibrations理论框架内构造复杂归纳与共归纳数据结构上参数化的递归与共递归操作,抽象描述具有普适意义的归纳与共归纳规则,结合实例简要介绍了Fibrations理论的应用。相对于范畴论等传统方法,简洁描述与灵活扩展的Fibrations理论对共享系统数据模型的语义性质和语义行为进行了精确分析与形式化描述,抽象描述了复杂数据结构具有普适性的归纳与共归纳规则。     

一种数据流查询共享模型的设计

为了提高查询效率,从数据流查询过程中查询操作单元和查询存储结构的共享两个方面展开研究.设计一种基于共享的二级索引队列,用于存储数据流中间结果.该结构使得中间查询结果可以再利用的同时也为数据共享情况下的迁移提供了一定的灵活性.对于多查询共享,通过抽取相同数据流中的相同谓词进行查询共享,实现一处计算多处使用的目的.最后对相关模型和算法进行了分析.     

一种可扩展的气象水文网格模型

基于气象水文和网格技术的发展现状,结合气象水文领域的应用特点,提出了一种可扩展的气象水文网格模型,重点研究网格技术在气象水文领域的应用框架及其模块结构。该网格模型首先通过网格技术将异构的气象水文资源进行整合和统一管理;抽取各气象水文应用的公共元素,提供统一的用户认证和用户活动控制;并在此基础上通过动态承载气象水文应用服务的办法来保证各类应用的独立运行,同时各种新的气象水文应用可以加载到已有的网格环境。分析表明该气象水文网格模型具有很强的灵活性和可扩展性。     

A proxy broadcast re-encryption for cloud data sharing

Proxy re-encryption (PRE) enables a semi-trusted proxy to automatically convert a delegator’s ciphertext to a delegate’s ciphertext without learning anything about the underlying plaintext. PRE schemes have broad applications, such as cloud data sharing systems, distributed file systems, email forward systems and DRM systems. In this paper, we introduced a new notion of proxy broadcast re-encryption (PBRE). In a PBRE scheme, a delegator, Alice, can delegate the decryption right to a set of users at a time, which means that Alice’s ciphertext can be broadcast re-encrypted. We propose a PBRE scheme and prove its security against a chosen-ciphertext attack (CCA) in the random oracle model under the decisional n-BDHE assumption. Furthermore, our scheme is collusion-resistant, which means the proxy cannot collude with a set of delegates to reveal the delegator’s private key.     

A spreadsheet model for integrating stratigraphic and lithofacies maps

Past methods of integrating different types of stratigraphic and lithofacies maps relied on the superimposition of isolines, which were difficult to interpret. By normalizing the data of various basemaps so that each has the same range of values, compound dimensionless values are obtained which assist in the recognition and interpretation of trends. Data processing is performed easily on a spreadsheet, which has the advantage that the effect of weighting the different maps can be observed immediately.     

A model of hydrology and water quality for stormwater control measures

Stormwater control measures (SCMs) are a management strategy that can reduce runoff and nitrogen (N) export from urban watersheds by creating an ecosystem that stores water and promotes N retention and removal. This work develops and explores a computer model that simulates the dynamic hydrologic and water quality processes of SCMs. Data from an SCM in Charlotte, NC was used for model calibration and validation. The hydrologic routines successfully simulated distributions of observed storm event outflow volumes and duration without calibration. Through calibration, the model reproduced observed distributions of event mean concentrations of both nitrate and ammonium in SCM outflow. Model sensitivity to varied air temperature, inflow N concentrations, and inflow volumes was determined. Scenario testing showed that deeper SCMs have greater inorganic N removal efficiencies because they have more stored volume of relatively N-deplete water, and therefore have a greater capacity to dilute relatively N-rich inflow.