图计算加速架构综述

在大数据时代,图被用于各种领域表示具有复杂联系的数据.图计算应用被广泛用于各种领域,以挖掘图数据中潜在的价值.图计算应用特有的不规则执行行为,引发了不规则负载、密集读改写更新操作、不规则访存和不规则通信等挑战.现有通用架构无法有效地应对上述挑战.为了克服加速图计算应用面临的挑战,大量的图计算硬件加速架构设计被提出.它们为图计算应用定制了专用的计算流水线、访存子系统、存储子系统和通信子系统.得益于这些定制的硬件设计,图计算加速架构相比于传统的通用处理器架构,在性能和能效上均取得了显著的提升.为了让相关的研究学者深入了解图计算硬件加速架构,首先基于计算机的金字塔组织结构,从上到下对现有工作进行分类和总结,并以多个完整架构实例分析应用于不同层次的优化技术之间的关系.接着以图神经网络加速架构的具体案例讨论新兴图计算应用的加速架构设计.最后对该领域的前沿研究方向进行了总结,并放眼于未来探讨图计算加速架构的发展趋势.     

不同充电模式下电动汽车充电站的仿真与谐波分析

当前越来越多的电动汽车充电设施接入电网,不同充电模式的充电设施接入电网产生的谐波污染将对电网造成不同的影响。对电动汽车充电站内不同充电模式充电机之间的相互影响进行Simulink仿真和谐波分析。首先,建立电动汽车动力电池的仿真模型。其次,建立电动汽车不同充电模式充电机的仿真模型。然后,将动力电池仿真得到的充电曲线直接等效成时变电阻,并作为连续信号直接输入充电机模型进行仿真。最后,在不同充电场景下对不同充电模式充电机进行仿真,分析了不同充电模式的充电机工作时相互影响的谐波规律。     

三维监控系统中基于三维重构的交互式标定

标定多个监控摄像机的位姿是智能监控系统的基础.传统的标定方法需人工逐一标定每个目标摄像机,且难以处理非重叠监控视场以及摄像机运动和扰动的情况.对此本文提出一种基于三维重构的交互式标定框架,通过引入场景三维特征点云作为中间层,仅需一次性建立其与参考背景模型间的几何变换关系,即可通过目标摄像机图像与三维点云的匹配实现自适应标定,可显著降低工作量.由于匹配是建立在监控图像与三维点云之间而非监控图像之间,因此可以处理监控视场非重叠的情况.对于摄像机运动和扰动,提出了一种在线相对姿态传递方法,能够克服摄像机扰动和运动带来的姿态变化问题.实验证明了本文方法的有效性.     

基于余弦速度场的厚板轧制力能参数建模

为建立一个预测精度可靠的轧制力模型,根据轧件变形时金属流动的特点提出了一个余弦速度场,并基于该速度场进行了相应的能量解析.该速度场能够严格满足体积不变条件、出入口速度边界条件以及几何方程,较好地满足了运动许可条件.建模过程中,基于分矢量内积加和法导出了轧制内部变形功率,解决了非线性Mises比塑性功率带来的积分问题.同...     

深度置信网络在极化SAR图像分类中的应用

目的 深度置信网络能够从数据中自动学习、提取特征,在特征学习方面具有突出优势。极化SAR图像分类中存在海量特征利用率低、特征选取主观性强的问题。为了解决这一问题,提出一种基于深度置信网络的极化SAR图像分类方法。方法 首先进行海量分类特征提取,获得极化类、辐射类、空间类和子孔径类四类特征构成的特征集;然后在特征集基础上选取样本并构建特征矢量,用以输入到深度置信网络模型之中;最后利用深度置信网络的方法对海量分类特征进行逐层学习抽象,获得有效的分类特征进行分类。结果 采用AIRSAR数据进行实验,分类结果精度达到91.06%。通过与经典Wishart监督分类、逻辑回归分类方法对比,表现了深度置信网络方法在特征学习方面的突出优势,验证了方法的适用性。结论 针对极化SAR图像海量特征的选取与利用,提出了一种新的分类方法,为极化SAR图像分类提供了一种新思路,为深度置信网络获得更广泛地应用进行有益的探索和尝试。     

高和易性聚羧酸超塑化剂的研制与应用

采用异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、聚丙二醇二丙烯酸酯(PPD400DA)为原料,在引发剂作用下,于40～45℃进行自由基聚合,再加入适当的K12与麦芽糊精(H7)混合均匀,即得高和易性聚羧酸超塑化剂KZJ-HP。试验结果表明,反应中PPD400DA的加入对混凝土性能有明显的提升作用,可能与其参与合成后形成双链聚合物有关;另外,K12与麦芽糊精(H7)的加入,使掺加合成超塑化剂拌制的混凝土保水性及粘聚性得到显著改善。KZJ-HP具有和易性好、减水率高及使用简单等优点,可通过与缓凝剂简单复配便能应用于高性能自密实混凝土,并在实际工程中得到成功应用。     

水平轴风力机翼型大攻角气动性能计算研究

耦合RANS和基于线性稳定性分析的eN转捩预测方法,进行风力机翼型的大攻角气动性能计算,以期提供风力机叶片分析/设计中使用翼型的更为准确和完备的气动性能数据。以风力机翼型S809为例,计算了翼型表面从出现分离气泡到大面积分离的情形,并比较了S-A和B-L两种湍流模型对计算结果的影响。通过对已有经典风力机翼型DU97-W-300和新设计风力机翼型WA21ak5在-180°～180°攻角范围内的气动计算,对计算结果和实验结果以及国外风力机叶片分析/设计中使用的基于Viterna方法由有限攻角范围的气动性能外推到-180°～180°的结果进行比较。结果表明,RANS方程计算气动性能和实验结果吻合较好,为建立风力机翼型气动性能数据库提供了基础。     

原型水泵水轮机压力脉动测量中的几个问题

本文对水力机械压力脉动数据测量时的影响因素迚行了详细讨论,包括测量管路的条件、传感器的选型、数据采集系统要求以及信号采样频率的选择、采样时间长度的选择等若干问题。研究结果表明:测量管路长度L_c应由采样频率f_s和波速a_c应满足L_c≤0.1a_c/f_s,对于不满足条件的测量管路应重新评估测量条件;压力传感器的精度应不低于±0.1%;数据采集系统应采用不低于16位的模数转换装置;信号采样频率不低于两倍的有效信号频率的同时,所用的采样率应充分考虑采样后数据的分布情况不发生严重偏差;压力脉动数据采集时长应充分考虑长引水管路对测量结果的影响;在误差不超过5%的情况下,压力脉动的采样时间长度t_r与信号中所关注的频率f_i以及旋转周期N_r应满足公式:t_r≥N_r/f_i。本文研究结果亦为其它类型水力机械压力脉动测量提供了参考。     

AVS熵编码器的VLSI设计

针对AVS实时高清编码器的设计要求,提出了一种高效的AVS熵编码器的VLSI设计方案.首先,基于硬件的流水线操作和计算的并行性,修改原有的针对软件设计的串行算法为具有一定并行度的并行算法;其次,考虑硬件实现的代价,简化了熵编码器在模式决策阶段预编码的VLSI设计,因为预编码只计算编码系数所用比特数,而无需知道编码码字;而且,对于简化的预编码,熵编码所涉及的查表运算都可以改为只使用逻辑判断来实现,大大节约了硬件的存储空间;同时,数据流使用8像素并行的流水线设计,每个时钟处理8个系数,更进一步提高了硬件处理速度.AVS熵编码器包括Zig-Zag扫描得到每个系数的Run和Level,查询当前码表得到每个(Run,Level)的CodeNumber和得到每个CodeNumber的比特串,此流程与其他编码器的VLC类似,所以该VLSI设计同样适用于其他编码器,如H.264/AVC和MPEG2/4.软件测试和RTL仿真的结果都符合AVS编码标准和满足硬件加速的要求.     

生物质气参数对燃煤耦合生物质发电机组影响研究

为了掌握掺烧生物质气对燃煤耦合生物质发电燃煤机组运行参数的影响,针对某电厂300 MW等级燃煤机组,以能量守恒定律为基础,通过锅炉热力校核和机组热力系统计算分析了机组在BMCR、75%THA、50%THA和30%THA工况下,掺烧生物质气后燃煤机组的锅炉热效率、发电煤耗、烟气温度和烟气量等参数的变化。结果表明:掺烧生物质气会导致锅炉热效率下降,燃煤消耗量减少,理论燃烧温度降低,排烟温度升高和烟气量增大,变化幅度均随着生物质气掺烧量的增加而增大;建议掺烧生物质气的温度低于500 ℃,全负荷热量输入比小于20%。