结合速率自适应的虚拟MIMO传感网络跨层优化

由于无线传感网络能量受限性，该文通过把虚拟MIMO技术融合到无线传感网络的跨层优化设计中以最小化能量消耗，延长网络生命周期。并通过对一系列非线性规划问题的求解得出了使能量最小化的最优路由方案、MAC调度以及速率自适应等性能参数。随后重点分析比较了速率自适应技术对能量消耗，最佳路由方案等系统性能参数的影响。     

无线视频传感器网络的能量优化

为了解决无线传感器网络节点计算能力和节点能量问题,以非能量约束下的视频传输为基础,研究视频传输的码率 失真模型,获取编码性能与失真的定量关系.在编码过程中,分析了与能量消耗有关的因素与模块,建立无线传感器单节点“能量 码率 失真”的优化模型,使无线传感器网络在一定失真允许范围内,单节点能量消耗最优.通过实验数据分析表明,所建立的优化模型在一定失真允许的情况下,可以得到最优的模块间能量分配方案.     

软件定义无线传感器网络中低控制负载的睡眠调度

为了克服软件定义无线传感器网络（SDWSN）中控制流量的限制,依据基于能量消耗的连通k邻域睡眠调度算法和软件定义网络（SDN）的特性,提出了一种低控制负载的睡眠调度方案. 首先,利用SDN的网络模型重新设计无线传感器网络的模型;然后,依据新的网络模型,对传统的睡眠调度方案进行改进. 在此基础上,设计出能够降低网络中控制流量的流表,从而降低SDWSN中的控制负载. 仿真结果表明,本文所提出的控制流设计方案在控制流量和数据平面中更新节点状态的平均响应时间要优于SDWSN中的睡眠调度,该方案能够最小化整个网络中的控制流量,在延长网络生命周期的同时降低控制负载.     

基于中继选择的协作多播能效优化

针对多阶段协作多播无线网络的能效优化问题,基于香农理论,将能量效率最大化问题转化为能量消耗最小化问题,提出综合基站的覆盖率、中继的组合、每个中继传输的用户组合、基站与中继的传输时间的优化方案,通过比较所有组合的目标函数找到最优解。选择2个中继转发数据的简化网络,提出了一种优化方案。仿真结果表明,提出的协作多播调度方案比传统多播方案能量效率更高,对于协作多播调度方案,通过设置合适的基站覆盖率和优化中继组合能使能量效率达到最高。     

一种能量有效及负载均衡的Ad hoc路由协议

移动Ad hoc网络是能量受限系统,节点由电池供电,因此减少移动节点电池能量消耗,延长网络总的生存时间,已经成为评价路由协议性能的重要指标,但IETF的MANET小组提出的几种经典的路由协议,是最小跳数路由,没有考虑能量因素.针对这个问题,提出了Ad hoc网络中基于AODV能量有效、负载均衡的按需路由算法.新协议根据节点的剩余能量和节点当时的负荷情况,决定节点接入路由的延迟时间,从而使剩余能量较多和负载较轻的节点能够更快地接入路由,使网络中的能量消耗更公平,负载更均衡,使数据流不在某些路段上过于集中.仿真结果表明改进的协议和原协议相比,降低了端到端的延时,提高了网络吞吐率,延长了整个网络的生存时间,提高了整个网络的性能.     

一种能量有效的RPL多路径数据分发机制

针对低功耗有损网络路由协议（RPL）能耗不均衡问题,提出一种能量有效的RPL多路径数据流分配算法.建立了一种更加符合实际的节点能量消耗模型,提出一种能量离散程度度量标准,以有效判定节点的能量均衡程度.基于该度量,提出一种快速求解算法,以获得数据的最优分发方案.实验结果表明,所提出的RPL多路径数据流分配算法均衡了节点的能量消耗,提高了路由的可靠性,延长了网络的生存时间.     

一种能自动均衡处理器负荷的仿真模型调度方案

本文针对目前采用序贯模块法，仿真开发环境在模型调度方面普遍存在的缺点，提出了一种新的模型调度方案，这种方案是基于可抢断式多线程并发机制的，能以不同频率执行模块，并能自动均衡处理器负荷。     

基于多目标优化模型的电动汽车充电调度策略

针对电动汽车充电带来的配网系统负荷峰谷差过大的问题,基于配网系统负荷变化基本情况,提出了动态多目标优化模型的电动汽车充电调度控制策略.构建了动态多目标优化模型,并提出了控制充电功率和控制起始充电时间两种优化调度控制策略,采用动态粒子群算法对模型进行了求解.仿真结果表明,优化控制方案能够起到削减负荷峰值的作用,和优化前相比负荷峰值下降约20%,节约充电成本40%～55%.     

家庭智能电器负荷调度和能量分配优化算法

为了解决家庭用电高额能耗问题和提高用户供用电收益,针对家庭中具有用电差异性的负荷进行能量调度.根据可转移属性,将家庭用电负荷分为2个类别：弹性负荷和非弹性负荷.联合分布式可再生能源和储能设备构建智能电器用电负荷调度优化模型,基于李雅普诺夫优化理论提出时变电价下的家庭用户多电器能量分配算法.所提算法充分考虑了不同智能电器的用电负荷响应及调度优化问题.理论性能分析证明,所提算法能够在不需要系统的先验统计信息的情况下使优化目标渐近最优.对所提算法的用户收益提升能力进行仿真验证,结果表明,相较于未考虑各家用智能电器实际需求和可容忍时延的分配算法,所提算法可将用户收益提高11.2%.     

无线传感器网络中LEACH协议的改进

针对低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH) 簇头选举的盲目性问题、簇内节点能量消耗不均衡问题以及一跳的通信方式造成的能量大量耗费问题,提出了基于"生命游戏"的LEACH协议改进算法. 通过对节点剩余能量的估算实现对簇头选举机制的优化,并提出"生命游戏"睡眠调度模型和利用邻居节点作为转发节点的多跳通信方式. NS2仿真结果表明,改进的协议有效延长了无线传感器网络的存活时间,提高了数据的发送量.     

智能大厦冷水机组系统的优化调度

从系统的角度对智能大厦冷水系统的节能问题进行了分析 ,并提出通过对系统设备进行优化调度达到节能目的的方法 .冷水系统的优化调度是在满足大厦实时冷负荷需求以及设备和系统运行限制的条件下 ,通过机组的优化启停、优化台选、优化设定运行参数以及机组间的实时负荷最优分配等措施使系统的运行费用最低 .采用一种适合于解决机组调度问题的改进的遗传算法对机组优化调度问题进行整体求解 .用这个方法对一个实际冷水系统机组进行优化调度 ,结果证明是有效的 .采用这种方法比传统的方法节能 10 %以上 .     

基于经济性和环保性的区域综合能源系统优化调度研究

发展区域综合能源系统是提高能源利用率、缓解可再生能源消纳问题及改善环境的重要途径。对区域综合能源系统各类设备进行了建模,以经济性最优及一定环保性为目标,建立了区域综合能源系统优化调度模型,然后采用混合整数线性规划模型对实例问题进行求解,并以夏季典型日为例,分析说明了优化调度结果,以验证模型和优化算法的可行性和经济性。     

微电网中面向用户的自适应能量调度策略

基于微电网中分布式可再生能源和双向能量交易,提出一种自适应能量调度策略. 调度中心收集微电网中所有用户的负载信息,并根据实时的电价信息,集中调度用户的负载用电. 该调度策略采用自适应动态规划方法,通过在线网络训练优化能量调度策略. 仿真结果表明,该方法能够对整个调度过程进行在线学习,从而最小化用户的总电能费用.     

网格任务调度模型的研究

网格任务调度是采用适当的调度策略把应用程序分配到异构的计算节点上进行高效的执行并返回正确结果的过程。本文研究了经典网格任务调度模型,分析了各自的优缺点,并提出了一种包含有树形全局调度模型和局部调度模型的两层结构模型,此树形全局调度模型通过负载从根节点自上而下的迁移,能够很好地实现网格系统的负载平衡。通过二叉树的节点删除算法能够很好地解决模型中节点的失效问题,因此具有很好的安全性和可靠性。     

缓存辅助边缘计算的卸载决策与资源优化

提出一种缓存辅助边缘计算的卸载决策制定与资源优化方案,以进一步降低移动边缘计算（MEC）系统中终端设备的能量消耗.首先,建立该优化问题为最小化用户在任务执行时最坏情况下的能耗值,并将这一混合整数规划问题转化为非凸的二次约束二次规划（QCQP）模型,使用半定松弛及随机概率映射方法获得缓存辅助下的预选卸载集合;其次,分别采用拉格朗日对偶分解法和二分法求得性能约束下的最优传输功率及边缘计算资源分配,从而通过对比该集合中的设备能耗得到理想的卸载决策集合与资源分配方案.实验数值结果表明,所提方案能够有效降低用户能量消耗,提升边缘计算系统的服务性能.     

Energy consumption estimation for 3D graphics rendering

From the perspective of hardware design and graphics programming, a new energy consumption estimation model of 3D graphics rendering is proposed. Aiming at the energy consumption of the vertex shader and pixel shader in the 3D rendering pipeline, the loads of the vertex shader and the pixel shader which affect the rendering quality are analyzed, and the model of the ratio the number of pixels to the number of vertexes is obtained. At the same time, the energy consumption of vertex shading stages and pixel shading stages are modeled. The model is used to estimate the energy consumption of the benchmark programs, and simulations are performed using the Synopsys VCS simulator and the Power Compiler to obtain the actual energy consumption of these programs. The results show that the geometric mean of the model's prediction error is less than 3％, which can be used to guide the power consumption analysis and management of graphics hardware and software.     

基于机群系统的N体问题调度算法

采用合理的任务调度策略能有效地降低N体问题求解时间,对大量科学与工程应用具有重要意义。为此,在机群计算平台上,设计了N体问题的并行算法,推导出该算法的性能模型。同时,针对机群的特点。提出了基于整数规划的N体问题自适应调度算法．实验表明,并行算法具有良好的可扩展性,性能模型正确,基于整数规划调度算法较典型调度策略高效．     

SDN架构下数据中心内存能耗优化策略

提出一种基于内存共享机制数据中心进程优化调度策略,并基于软件定义网络 (SDN)架构建立数据中心负载模型及内存节点能耗模型,给出2个用于降低内存能耗的启发式进程调度算法. 这2个算法以实际内存节点为研究对象,在保证数据中心负载均衡的基础上,通过合理进程调度实现内存共享率最大,使得处于活动态的内存节点数最少,从而达到数据中心内存能耗优化目的. 仿真结果表明,提出的启发式进程调度算法能有效降低内存能耗.     

战时装备保障运输问题最优方案的快速算法

提出了战时装备保障运输问题.这一新的问题是在一般运输问题的基础上,对运量增加了上、下界限制而得到的.对于该问题,一般的做法是将其化为具有上下界限制的线性规划问题采用一般线性规划问题求解方法,则使问题规模扩大2倍.本文针对这一新的问题建立了数学模型,根据这一类问题的特征给出了一个新的对偶算法.根据这一新的算法可以对原有运输问题采用表上作业法进行计算,同时,在运量发生变化的情况下,能够对原预案进行快速有效地调整,从而节省了运算时间.     

“多站融合”背景下边缘数据中心运行优化研究

随着泛在电力物联网的发展，传统通信技术与计算平台已逐渐无法适应庞大的数据传输与计算规模，5G通信技术与边缘计算将成为支撑泛在电力物联网建设的中坚力量。“多站融合”模式的提出为边缘数据中心的运营提供了新的方向，多站一体化运行方法有待深入研究。针对边缘数据中心的数据迁移方法以及“多站融合”模式下各功能站协同优化问题，文章设计了涵盖数据中心、储能电站等功能站的融合站运行架构，构建了数据中心负荷模型、储能电站数学模型，并基于混合整数非线性规划方法，建立了以最小化年总成本为目标的融合站协同优化与数据迁移调度模型。通过模型的优化求解，确定了最佳数据迁移调度策略与储能电站最优运行方案。利用案例分别对数据迁移策略与储能电站的作用进行仿真分析，通过计算，采用数据迁移策略后，典型日运行成本降低了2.38%，年总成本降低了1.36%；发挥储能电站削峰填谷作用后，典型日运行成本进一步降低了8.34%，年总成本进一步降低了4.67%。结果表明，在满足时延约束情况下将数据负荷按一定策略进行分配可以实现各边缘数据中心互补调度，达到降低运行成本的效果，结合分时电价政策，利用储能电站参与日常电力调度，可以进一步将峰时负荷转移至谷时，从而显著降低运行成本。