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计算机科学
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朱完元

月刊

1002-137X

jsjkx12@163.com

023-63500828

401121

重庆市渝北区洪湖西路18号

计算机科学/Journal Computer ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊的读者对象是：大专院校师生，从事计算机科学与技术领域的科研、生产人员。办刊宗旨是：坚持“双百”方针，活跃计算机科学与技术领域的学术气氛，重点报导国内外计算机科学与技术的发展动态，为我国的计算机科学与技术立于世界之林、达到国际先进水平奋斗而矢志不渝。
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    基于自编码的改进K-means光伏能源数据清洗方法

    彭勃李耀东龚贤夫
    713-717页
    查看更多>>摘要：智能电网的发展带来了海量能源数据,数据质量是开展数据价值挖掘等任务的基础.然而,多源海量光伏能源数据的采集与传输过程中不可避免地存在异常数据,因此需要进行数据清洗.目前,基于传统统计机器学习的数据清洗模型存在一定的局限性.文中提出了一种基于Transformer自编码结构的改进型K-means聚类模型,用于能源大数据清洗.该模型通过肘部法则自适应地确定聚类簇数,并利用自编码网络对聚类内数据进行压缩和重构,从而实现异常数据的检测和恢复.同时,模型利用Transformer的多头注意力机制学习数据间的相关特征,提高了对异常数据的筛查能力.在光伏发电公开数据集上的实验证明,与其他方法相比,该模型具有更好的异常数据检测效果,筛查准确率可达96％以上.此外,所提模型能在一定程度上恢复异常数据,为能源大数据应用提供了有效的支持.

    自编码数据清洗异常检测TransformerK-means

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    深度学习驱动下IaaS云运维异常检测算法的研究进展

    司佳梁建峰谢硕邓英俊...
    718-725页
    查看更多>>摘要：异常检测是IaaS云系统运维中的一个关键任务,通过早期预警和提前干预,可有效避免系统崩溃等严重事故的发生.但相较于传统数据中心,IaaS云系统具有较大规模的计算节点,节点拓扑复杂、监测数据量大、缺少标注信息等特点,为IaaS云运维异常检测带来新的挑战.从深度学习的技术框架出发,分析了异常检测问题面临的难点,调研总结了IaaS云系统下常见异常检测算法和相关技术.面向节点异常和系统异常两类典型问题,对深度学习驱动的解决方法进行调研:面向节点级别异常,重点调研了时间依赖的运维数据下由时序数据驱动的检测算法;面向系统级别异常,重点调研了网络拓扑建模下由图数据驱动的检测算法.最后,提出了数据驱动下IaaS云运维数据异常检测中的新问题与新挑战.

    异常检测IaaS云平台时序数据图数据深度学习机器学习

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    基于深度强化学习的数据中心热感知能耗优化方法

    李丹阳吴良基刘慧姜静清...
    726-733页
    查看更多>>摘要：随着数据中心规模的不断扩大,所引起的高能耗、高运营成本和环境污染等问题日益严重,严重影响了数据中心的可持续性.大多数数据中心能耗优化方法为了降低计算能耗,会将任务集中在尽可能少的服务器上,但这样做往往会导致数据中心热点的产生,并且提高了冷却能耗.为了解决这一问题,文中首先对数据中心进行建模,并将数据中心总能耗优化问题建模为一个任务调度问题,并且要求调度过程中不产生数据中心热点.为了解决该问题,文中提出了一种基于深度强化学习的数据中心任务调度方法,并使用奖励塑造对该方法进行优化,在不产生热点的前提下降低数据中心的总能耗.最后,通过仿真环境和真实数据中心负载跟踪数据进行了实验.仿真实验结果表明,所提方法相比其他现有的调度方法能够更好地降低数据中心总能耗,最多降低了25.5％.此外,提出的优化方法还不会产生热点,这进一步证明了其优越性.

    数据中心能耗优化热点任务调度深度强化学习奖励塑造

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    基于ARM架构的边缘计算服务器关键平台研究

    刘东王瑞锦赵彦钧马朝阳...
    734-741页
    查看更多>>摘要：针对现有边缘计算基础网关服务器既不具备安全、稳定、可靠与通用性强等特点,又无法支持边缘计算场景的计算任务等问题,文中首次在基于ARM架构的鲲鹏920芯片的长虹天宫边缘计算服务器TG225B1上,设计并实现了适用于边缘计算场景的iBMC软硬件架构.该架构采用ARM国产化硬件底座,支持边缘网关硬件管理,实现工控多协议的自适应交互框架.对符合性、功能、性能、易用性、维护性、可靠性、兼容性等指标进行测试,表明iBMC架构能较好满足边缘计算服务器的需求.

    边缘计算服务器ARM架构BMCiBMC

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    一种时延能耗感知的在轨边缘计算任务卸载调度方法

    王众晓彭青蓝孙若骁徐锡峰...
    742-750页
    查看更多>>摘要：全球智能设备的迅速增长引发了对计算资源下沉至边缘的巨大需求,催生了边缘计算范式的出现.同时,计算资源稀缺的偏远地区用户对算力的需求又推动了在轨边缘计算(Orbit Edge Computing,OEC)概念的提出和发展.在OEC场景下,偏远地区用户可以通过星地和星间通信链路将计算任务卸载至部署在低轨卫星上的边缘服务器,以此突破地面计算通信基础设施的限制,为偏远地区的用户提供低时延和高可靠的服务.然而,OEC场景中卫星算力受有限载荷和太阳能转化效率约束,同时还存在低轨卫星绕地导致的高度动态的星地连接造成的可用时隙有限的限制,面临着计算资源稀缺和可用通信时间有限所带来的挑战.因此,需要高质高效的任务卸载决策算法来保证OEC系统的高效运行.然而,目前在OEC场景下任务卸载方法大多在处理任务时无法兼顾计算任务卸载时延与能耗,此外传统方法还缺少对任务多样性的考量.针对上述问题,提出了一种基于自适应大邻域搜索的在轨边缘计算任务卸载方法OEC-ALNS,该方法以任务类型加权的任务处理成本为优化目标,并针对性地提出了基于最小化时延的破坏算子和修复算子来进一步提升搜索效率和卸载调度质量.基于Walker Delta低轨卫星星座和真实计算任务数据的实验结果表明,与传统的OEC-TA(OEC Task Allocation)方法相比,提出的OEC-ALNS方法在多个任务集异构的OEC场景中最多能够减少42.22％的加权任务处理成本和降低42.46％的平均时延.

    在轨边缘计算低轨卫星星座计算任务卸载自适应大邻域搜索

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    WiCare:一种非接触式的老人如厕跌倒监测模型

    段鹏松刁宪广张大龙曹仰杰...
    751-758页
    查看更多>>摘要：老人在卫生间内的跌倒行为存在因救助及时性差而导致严重危害的风险,因此高效快捷的如厕跌倒监测研究具有重要意义.针对当前基于Wi-Fi感知的跌倒监测方法中存在的受噪声影响大而特征提取不充分、监测精度有限的问题,提出了一种基于多级离散小波变换和软阈值处理的信号降噪算法,及一种融合卷积神经网络、双向长短期记忆网络及自注意力机制的非接触式如厕跌倒监测模型WiCare.首先,从原始CSI数据中提取振幅作为基础数据;其次,使用多级离散小波变换和软阈值处理进行感知数据降噪;然后,将感知数据进行多维重构,以更准确地表征跌倒行为特征;最后,利用WiCare提取感知数据中的有效特征,进而实现卫生间如厕跌倒行为监测功能.实验结果表明,WiCare在居家卫生间环境下对跌倒行为监测的准确率为99.41％,与其他同类模型相比,WiCare的识别准确率高,模型复杂度低,且泛化能力更强.

    Wi-Fi感知如厕跌倒监测离散小波变换软阈值处理深度学习

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    可靠性感知的边缘计算VNF实例放置

    梁晶语马博闻黄霁崴
    759-764页
    查看更多>>摘要：为了解决日益增长的延迟敏感型应用程序和用户需求与计算资源受限的冲突,移动边缘计算(Mobile Edge Compu-ting,MEC)已经成为一种很有前途的计算范式.服务提供商通过在边缘环境中部署虚拟化网络功能(Virtual Network Func-tions,VNF),为用户提供更加高效和可扩展性的服务供应链(Service Function Chain,SFC)来满足用户请求.若在提供服务过程中出现不可靠的服务或严重的服务失败,可能导致用户的巨大损失,所以网络服务提供商必须保证提供持续可靠的服务.针对该问题,考虑了边缘服务器的可靠性,利用计算统一设备架构(Computational Unified Device Architecture,CUD A)支持的门控循环单元(Gate Recurrent Unite,GRU)来预测VNF实例是否可用,通过预测结果,提前对VNF进行备份,避免了过度冗余备份造成的成本过高问题.考虑服务器的存储资源有限,提出了基于VNF实例可用性的放置(RVP)算法,优化服务提供商的成本.最后对提出的算法进行了性能评估,实验结果验证了RVP算法的优越性.

    边缘计算服务供应链虚拟化网络功能可靠性VNF实例放置

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    一种基于谱图SIFT的同源频谱监测数据判定方法

    鲁东生龙华
    765-771页
    查看更多>>摘要：随着各类无线电应用的普及,在一定空间范围内,超短波监测过程中的监测数据易受到非同源的同频或邻频信号的影响,仅依靠常规监测中的频谱数据是无法判定信号是否同源的,因而不同监测站点获得的数据缺乏关联性,数据分析结果可能产生误导,降低工作效率.依据人工监测的经验,尝试用计算机视觉等技术分析监测数据的频谱图和时频谱图,结合谱图特性引入角度阈值改进SIFT算法的特征点匹配模式,以适应无线电监测数据分析的需要,并提出以图像特征点检测匹配率为前提,利用卡帕值综合评价两种谱图同源判定结果一致性的方法.通过实验模拟和实例验证,两种谱图同源判定结果的卡帕值为0.7605,达到高度一致;同时,所提方法在实践过程中有提高工作效率的作用,具备操作可行性和实际意义.

    无线电监测同源判定特征点匹配图像处理计算机视觉尺度不变特征转换

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    基于博弈论的认知无线电动态频谱分配策略

    滕志军张爱玲付雨珊
    772-776页
    查看更多>>摘要：对于无线网络频谱分配过程中存在系统收益低和频谱利用率不理想等缺陷,引入干扰价格来控制认知用户发射功率引起的干扰,建立频谱租赁模型,并提出非合作博弈下的动态频谱分配策略,以提高频谱利用率,改善系统收益;创建非合作博弈下的效用函数,推导纳什均衡解,并在权衡网络效用后确定效用权重因子.仿真实验结果证实,所提算法最优发射功率小,频谱利用率高,可获得更优的系统收益.

    认知无线电博弈论频谱分配纳什均衡效用函数

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    基于概率误差的三维室内定位系统最优布站方法

    谷雨泰赵京翼杨腾陈冲...
    777-783页
    查看更多>>摘要：随着智能化、自动化技术的不断发展,室内定位技术的应用场景日益广泛,如何提高室内定位系统的精度和可靠性一直是研究热点.对基站布局进行优化,提升系统整体的定位精度是现有的室内定位系统优化方法之一.对于该方法,现有的研究普遍选择采用其他相似领域的已有方法,主要的两种方法中用于评价卫星共轭的精度稀释因子忽略了基站与标签的距离;作为导弹、惯导系统中落点精度评价因子的概率误差方法没有考虑基站几何结构的影响.对此,提出了一种基于精度稀释因子和概率误差方法的精度评价模型,用于推导三维室内定位系统的最优基站布局,该模型同时考虑了距离和几何结构对室内定位精度的影响,可以很好地应用于室内定位的领域.所提方法在程序模拟和实际定位实验中均取得了优异的效果.在程序模拟中,最优基站布局系统的定位误差均值相比传统四顶角定位系统降低了约14.38％,在实际定位实验中,最优布局的定位精度和效果都得到了显著提升.实验结果验证了精度评价模型的准确性与实用性.所提出的最优基站布局方法在三维室内定位领域具有很高的应用价值和普适性,能够有效提高室内定位系统的精度和效果.

    室内定位最优布站方法位置精度稀释因子椭球概率误差超宽带

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