基于图卷积神经网络的SDN网络流量预测

精确和实时的网络流量预测在SDN网络中扮演着重要角色,同时对流量工程、网络控制起到重要作用.由于网络拓补的约束和时间的动态变化,即空间和时间特征,使得网络流量预测问题已经成为一个公认的科学问题.为了有效提取空间和时间特征,提出一种基于神经网络的预测模型,即结合了图卷积和门控循环单元的模型.图卷积网络可以有针对性地提取到复杂拓补的空间特征,同时门控循环单元能提取到流量的时间特征,两者的结合可以有效地预测软定义网络中的流量.在模型性能比较方面,将提出的GCGRU与经典方法进行了比较.评估指标包括MSE,RMSE,MAE.实验结果表明,GCGRU能够更有效地进行流量预测.     

自动驾驶汽车虚拟测试中的树木点云生成方法

自动驾驶汽车虚拟测试已成为自动驾驶或车路协同测试评价的一个重要手段,三维激光雷达数据模拟生成是自动驾驶汽车虚拟测试中的重要任务之一,目前多采用基于飞行时间原理的几何模型方法生成激光雷达三维点云数据,该方法生成点云实时性较差。布告牌是虚拟场景中常采用的树木建模方法,由于布告牌仅由两个矩形面片即八个三角形面片组成,直接采用布告牌方法生成的三维点云数据难以反映树木的真实空间信息。针对上述问题,提出了一种基于布告牌空间变换的快速树木三维点云生成方法。以布告牌的纹理图像为依据,根据纹理透明度获取树木二维平面点云分布,经二维树木点云的轮廓提取,结合树木结构的先验知识进行旋转、随机偏移和尺度变换,以更少的三角形面片数和更小的计算代价获得树木的三维点云数据。提出了一种空间直方图三维点云相似度评价方法,将三维点云空间量化为若干个子空间,获得三维点云的投影空间直方图,采用巴氏系数计算投影空间直方图相似度,以投影空间直方图加权相似度作为点云相似度评价值。实验结果表明,基于布告牌空间变换方法和几何模型方法生成的云杉等三种树木的三维点云数据的平均相似度在90%以上,且该方法生成树木点云的时间仅是几何模型法的1%,因此布告牌空间变换树木三维点云生成方法快速且准确,可以满足自动驾驶汽车虚拟测试的性能要求。     

改进核密度估计的空间点密度算法

针对常用的核密度估计在计算离散点密度上存在的诸多局限,提出了空间点密度算法。该算法在保持点离散属性与初始空间位置的基础上,设定分箱规则,获取离散点最近的格网点坐标;通过遍历,统计并计算每个搜索邻域内点的数量,以离散点初始坐标与点密度值为输出结果。以USGS的美国大陆地下水资源数据集展开实验研究,采用可视化输出与时间复杂度为验证指标,与核密度估计算法进行对比验证。实验结果表明,该算法提高了点密度的识别性,获取了离散点真实的密度值,可视化效果与精度方面均优于ArcGIS 10.4.1与kde2d核密度分析的结果、运算效率优于kde2d算法。     

Geohash编码抗k近邻攻击的脆弱性分析

Geohash编码作为一种降维技术目前已应用于空间数据库和空间数据引擎中,但其安全性还有待进一步研究。文章关注Geohash编码存在的安全漏洞,从理论上分析了此种降维技术产生推理通道的原因,并提出一种基于k近邻查询的加密Geohash字段重构算法,通过观察大量k近邻查询响应中的明文信息进行统计推断并重构出加密Geohash的原始值。对加密兴趣点数据库进行重构实验,实验表明,观察到的查询响应数量越多,重构值的精确度越高。在Geohash编码精度为30 bit的情况下,当观察到100000到3000000次查询响应时,重构值与原始值平均误差为0.074%到0.015%。该实验揭示了Geohash编码在抵抗k近邻查询推理攻击方面的脆弱性及形成机理,将促进相关地理信息系统行业的安全应用与研究。     

基于加权特征投影的信源数估计方法

考虑到色噪声或低快条件下噪声特征值发散,导致基于特征分解的信源数估计方法得到的信号判据值和噪声判据值区分不明显,提出了一种基于加权特征投影的信源数估计方法;首先,为了使该方法可适用于低信噪比条件,对阵列接收数据的协方差矩阵进行降噪处理,并利用降噪后协方差矩阵所有特征值和特征向量构造了一个用来区分信号和噪声的加权空间矩阵;然后,将降噪后的协方差矩阵在该加权空间矩阵上投影,从而增大了信号判据值与噪声判据值的差异;最后,结合幂函数的缩放性构建了判决函数,进而实现信源数估计;通过理论分析和实验验证,该方法不仅适用于白噪声和色噪声条件,而且在低快拍和低信噪比条件下优势明显,在快拍数为10,信噪比分别为0 dB的白噪声和6 dB的色噪声条件下,该方法的成功检测概率均达到90％以上,同时该算法在信源数较多时效果鲁棒.     

基于CPU+FPGA的临近空间信道模拟器

针对临近空间通信信道中的气象性损耗和非气象性损耗进行了理论分析,着重研究大气吸收损耗、降雨衰减和多径衰落等信道传播特性的建模方法,建立临近空间信道模型;提出了一种基于中央处理器(central processing unit,CPU)和现场可编辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA)的临近空间信道模拟器软硬结合实现方案,并对希尔伯特变换和多普勒频移的实现方法进行分析;结合卫星导航模拟器和信号发生器产生的实际信号对信道模拟器的性能指标和统计特性进行测试;实测结果表明,信道模拟器输出信道衰落的各项统计特性符合理论结果,信道模拟器可实现分辨率和最大值分别是5 ns和5115 ns的多径相对时延以及分辨率和最大值分别是1 Hz和1.6 MHz的多普勒频移;该信道模拟器可辅助分析临近空间信道环境对信号传播的影响.     

基于嵌入式的空间光通信系统前馈补偿系统设计

为满足光通信系统对于目标数据的快速捕获需求,缩小各级通信设备间的动态跟踪误差,设计基于嵌入式技术的空间光通信系统的前馈补偿系统;以并串转换电路作为唯一的电能输出装置,在光通信信号发射模块、波分复用器件、嵌入式光放大器三个通信设备元件的共同调节作用下,确定PWM功率放大器的实时执行能力,达到对前馈型角编码器的调度与应用,实现空间光通信系统前馈补偿结构的搭建;配置Linux嵌入内核的移植协议,多次创建空间光环境下的通信数据根文件,以此为存储标准,计算补偿调制的基础传信率,实现对前馈脉冲波的调制与处理,完成嵌入式通信系统的前馈补偿原理研究;实验结果表明,应用前馈补偿系统后,在光通信参量等于5.0×1011 T、7.0×1011 T、9.0×1011 T的情况下,目标数据的捕获速率均超过7.0 T/mm,满足缩小通信设备间动态跟踪误差的实际应用需求。     

基于GrabCut和HSV彩色空间的三七叶片病斑图像分割

针对三七叶部病斑图像中存在背景与病斑颜色相近和阳光照射下存在影子的情况导致对图像病斑分割精度不高、效果差的问题,提出一种基于GrabCut和HSV彩色空间模型的分割方法.通过GrabCut算法实现对复杂背景以及阳光照射下的影子与待分割三七叶片的分离.保留第一次分割结果的基础上,在HSV彩色空间下提出一种颜色距离的定义.根据定义的颜色距离,在使用颜色信息的同时结合空间信息,得到病斑的分割边界.实验表明,当色调分量因子k1和饱和度分量因子k2分别取0.1和0.05时得到的分割边缘效果较好.     

电动汽车充电负荷时空分布的空间负荷预测

针对大规模电动汽车接入配电网对空间负荷预测的影响,论文提出一种考虑电动汽车充电负荷时空分布的城市配电网空间负荷预测方法.先根据各类车型充电方式与出行特点对电动汽车进行分类;其次,根据居民出行调研统计数据对电动汽车出行规律进行概率分布函数的拟合;然后,构建电动汽车出行链模型,通过蒙特卡洛方法计算得到不同区域和不同时间内充电负荷.最后,基于某地区实际数据,得到一天内不同功能小区的空间负荷预测值,为未来城市配电网的规划提供参考.     

利用置信规则库构建WSN节点故障检测模型

在无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)节点故障检测领域的研究过程中,故障检测准确率会受节点数据的不确定性和专家知识模糊性的影响。针对这一问题,本文提出了一种基于置信规则库(belief rule base, BRB)的WSN节点故障检测方法。首先,根据WSN工作原理及节点工作特性描述WSN节点故障检测过程;然后,从空间和时间2个维度对节点数据提取特征,建立基于空间和时间相关性的WSN节点故障检测模型;最后,利用Intel Lab Data无线传感器数据集进行案例研究以验证模型的有效性。结果证明,本文方法能够统筹利用专家知识和节点数据实现WSN节点故障检测。