动态重构

摘要： 泛在物联网感知是实现数字孪生城市的基础。本文从数字孪生城市物联网的泛在异构接入、弹性伸缩部署和灵活资源分配等需求出发,综合软件定义网络(SDN)控制层和数据层解耦的架构特点,提出一种面向数字孪生城市的软件定义物联网(SDIoT)架构,该架构分感知层、转发层、控制层、管理层和应用层,软件定义网络的三个平面与其技术优势得到保留,实现软件定义物联网和软件定义网络灵活共存,简化了物联网架构与管理方式,实现物联网资源的虚拟化和面向多业务服务需求的动态重构。

摘要： 近年来,随着可重构计算方法和可重构硬件特性的不断演进,基于FPGA动态部分重构技术构建运行时可重构加速器已经成为解决传统加速器设计中硬件资源限制问题的重要途径。然而,区别于传统静态重构加速器,FPGA的动态重构开销是影响硬件加速整体性能的重要因素,而目前尚缺少能够在可重构硬件设计的早期阶段进行动态重构开销精确估算的相关方法。为此,通过对主流FPGA的比特流配置文件进行剖析,提出了一种基于可重构功能模块消耗的资源估算相应部分重构比特流文件大小的方法,并在此基础上构建了运行时重构的性能开销模型。作为验证,在Xilinx VC709 FPGA平台对神经网络计算方法如Winograd算法、FFT算法、GEMM算法和加密算法如AES、DES等进行了动态重构模式下的硬件部署。实验结果表明,所提出的性能开销模型可以对不同算法的动态重构开销进行快速评估,并达到了平均98%的准确率,能够便捷地应用于动态重构加速器设计中。

摘要： 针对分布式系统故障检测困难以及容错性差的问题,提出一种分布式系统的故障管理与应用动态重构技术,对不同故障来源的问题进行分类处理,通过故障管理软件以及系统管理软件快速定位并处理故障信息,将重构处理进行记录并在之后快速复现重构解决过程,同时利用动态地址配置技术对重构的应用所需内存大小和地址进行映射管理,利用动态重构技术将故障节点上的应用在备份节点中无缝替换运行,大大提高了分布式系统的容错性和系统运行的可靠性,并通过实际工程验证了该方法的可行性。

摘要： 针对可重构分布式综合模块化航空电子(distributed integrated modular avionics,DIMA)系统在设计初期缺少仿真与验证手段的问题,首先分析了可重构DIMA软件体系的架构特征以及支持动态重构的层次化通用系统管理(generic system management,GSM)的组件功能划分。然后,使用架构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)及其相关附件对DIMA动态重构的架构基础、行为细节等要素进行建模。在此基础上,设计了一种基于形式化定义的模型转换规则,该规则将AADL动态重构模型转换成可执行的时间自动机模型。最后,利用模型验证工具UPPAAL验证了可重构DIMA系统逻辑及时序的正确性和不安全控制行为的可达性。结果表明,所提方法具有可行性和有效性,并且能够为后续DIMA动态重构的形式化安全性评估提供模型基础。

摘要： 动态网络重构能有效降低配电网的网络损耗以及分布式电源的弃风弃光量,为此提出了基于双层动态时段划分的配电网重构方法。上层优化中以网损成本与弃风弃光惩罚费用之和最小为优化目标,决策变量为主动管理元素的出力;下层优化中则以网损最小为目标函数来确定各时段开关状态量。为了减小模型的规模与复杂度,提出了将割集法作为辐射状约束的表示方法。同时,将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并结合和声搜索算法对其进行求解。通过改进IEEE 33节点系统进行仿真,验证了所提方法的实用性和有效性。

摘要： 为了解决瓦斯抽采治理智能化程度低、瓦斯防治信息不完善、抽采模型忽视数据分析与态势预测等缺陷,构建了1套以物联网“1张图”为基础,以智能调优算法与“大数据”挖掘为核心的瓦斯抽采达标智能决策平台。开发了数据关联融合功能实现抽采达标实时评判;集成实时抽采数据与历史抽采数据,采用神经网络预测方法对瓦斯治理数据进行有指导的数据挖掘,实现瓦斯抽采模型智能预测;应用API方式进行GIS功能的定制,实现瓦斯防治井下应用场景可视化、井上瓦斯治理工作流程化。平台在冀中能源股份有限公司东庞矿得以应用,现场试验结果表明:该平台可有效减少煤矿技术人员的工作量及人工处理、人工预测可能带来的误差,实现瓦斯抽采防治工作透明,推动了瓦斯治理智能化发展。

摘要： 星务软件动态重构是卫星在轨各种故障处理的重要手段,已成为长寿命、高可靠卫星系统设计的重要功能之一。随着卫星功能软件化比重的提高,作为卫星功能中枢的星务软件多已采用实时操作系统,以适应复杂的在轨多任务需求。国内航天软件领域已提出多种星务软件重构方法,但存在可重构代码地址空间有限,重构数据块过大等问题,在轨实用性一般。文中基于VxWorks操作系统的模块装载方法,提出适用于信道资源和存储空间受限的星务软件细粒度快速加载重构技术。通过量子通信科学实验卫星(QUESS)超期服役下新增载荷任务的在轨重构实验进行验证,该技术可使星务软件在重构空间和重构粒度上得到改进,减少了遥控上行上注单块数据量的大小,有效地提高了整星软件在轨的可靠性和可维护性。

摘要： 为研究网络重构与集群划分对提升配电网中分布式电源规划配置水平的可能性,提出一种动态重构与集群划分的双层划分模型,同时获得最佳重构策略和集群划分方式。通过4种方案进行DPV、ESS选址定容实验,对比DPV接入容量、年综合成本等规划指标及网络损耗、电压水平等系统运行指标。结果表明,在基于该双层划分结果的DPV、ESS选址定容方案下,DPV接入容量最大且系统年综合成本最低。经算例验证,分时段双向动态重构策略可在降低规划成本的同时大幅度拉伸DPV消纳水平的提升空间,在解决高比例分布式电源规划类问题时具有较高的参考价值。

摘要： 随着极端自然灾害的日益频繁,为了充分发挥燃气轮机、燃料电池等可控分布式电源(DG)在极端情况下的支撑作用,文中提出了一种极端灾害下考虑动态重构的微网形成策略,提升可控DG对重要负荷供应的电量价值。首先,利用Wasserstein距离求解负荷概率分布的相似性,将各个负荷划分为不同的时间场景。其次,读取线路当前的状态信息,建立满足辐射状微网形成问题的约束条件,以最大化恢复负荷价值为目标函数,利用混合整数线性规划的方法求解微网形成的静态最优方案。最后,结合负荷的状态变化,求解无重构次数限制下的动态最优解,并考虑重构次数限制,以动态过程恢复负荷价值最大为优化目标,确定最优方案。结果表明,以Wasserstein距离负荷状态划分为基础的动态重构,提升了配电网在极端环境下支撑负荷的电量价值。

摘要： 针对极端灾害下交通流量的动态变化特性对配电网故障修复过程的影响,在电网与交通网耦合的背景下,计及移动式和固定式2类应急恢复资源与故障抢修间的协调调度,提出了配电网灾后故障修复多时间断面优化策略。首先,采用元胞传输模型建立了交通网络模型,预测了抢修小队和移动式储能车的行驶时间。其次,建立了以负荷削减量与恢复资源调度成本最小为目标,故障设备的抢修顺序和恢复资源的调度计划为决策变量的混合整数线性规划模型,并采用多时间断面优化方法求解。此外,提出了一种网架动态重构方法,通过增加虚拟根节点与各失电节点构成一个虚拟孤岛,并随网架改变动态添加和删减该孤岛中的节点数目,保证了整个配电网始终能够满足辐射状约束,提高了算法对故障场景的适应性。最后,采用算例仿真验证了所提方法提升配电网韧性的有效性。

摘要： 在综合模块化航空电子系统(IMA)相较于以前的航电系统,硬件集成度更高,综合的功能更多,其软件不再驻留在固定硬件上,导致系统配置灵活性增强,因此进行动态重构可以极大提高资源利用率和提高飞机任务性能.但是,在发生故障或改变任务时进行动态重构的一个重要问题亟待解决,就是动态重构过程本身的安全性问题.由于过程较复杂,所以很难对其安全性进行分析.而架构设计与分析语言(AADL)对实时嵌入式系统建模分析十分适合,因此本文提出一种结合AADL中的模态与行为附件,错误附件的动态重构建模方法,便于今后对动态重构过程的分析.

摘要： 本文针对水下海洋环境实时分析保障的迫切需求,充分利用卫星遥感海面温度和海面高度及有限的温盐剖面实测资料,开展了水下海洋温盐剖面动态重构、网格化三维温盐背景场构建和水下海洋温盐同化分析技术研究.研究表明:利用所建立的海面温度、海面高度、海面温度和海面高度联合与水下温度剖面垂向映射关系模型和温盐关系模型,以及海面温度和海面高度实时网格化产品,可动态重构重点海域逐日水下温盐剖面;采用常规统计分析、逐步订正客观分析和最优插值数据同化等方法构建的重点海域网格化三维温盐背景场,较传统统计分析背景场更逼近真实海洋环境状况;采用多尺度三维变分数据同化模型,可有效地依次提取实测资料中的长波与短波信息,通过对CTD、BT、Argo等实时/准实时温盐剖面观测资料的同化,可进一步提高温盐剖面动态重构产品的精度.

摘要： 随着航空电子系统功能的不断扩展和复杂,航电测试系统的功能越来越多,规模也越来越大,在系统综合尤其是多个系统综合验证时,分布式的半物理航电测试系统是必不可少的.本文分析了分布式航电测试系统的功能、组成以及交互关系等方面.提出了一种可支持动态重构的分布式航电测试系统的设计方法,能够增强分布式航电测试的开发、部署以及运行效率.

摘要： 针对可穿戴计算机任务的多样性与多变性，提出并设计了一种具有动态重构功能模块的可穿戴计算机硬件原型。rn 并在该原型的基础上，通过实验来论证动态重构的可行性。该原型基于FPGA内嵌的P0werPC405处理器，通过FPGA内部的配置访问通道(ICAP)对OPB总线上的可重构模块进行模块化的局部动态重构设计。该方法实现了局部动态重构技术在可穿戴计算机中的应用，增加系统灵活性的同时降低了系统功耗，大大提高了FPGA内部逻辑资源的利用率。

摘要： 为减少网络中心战中单机航电系统计算资源的备份数量,增强作战机群计算资源的可用度,提高机群完成作战任务的可靠性,针对ASAAC综合模块化航空电子系统模型进行改造,通过增加中间件和重构管理组件等措施,创新性地构造了一体化的分布式集群航电系统,设计了主从武通信机制下的消息格式,建立了集群航电系统容错重构管理机制,设计了本地静态重构和远程动态重构决策算法,分析了远程容错重构的时间性能,讨论了计算资源重构面临的挑战问题.

摘要： 入侵容忍技术从本质上讲是一种使系统保持幸存性的技术. 当受保护系统的部分组件受到攻击时,能维持整个系统关键信息和服务的完整性、机密性和可用性。本文提出一种面向商用现成品服务的入侵容忍系统结构，利用冗余和多样性的技术建造模块。详细介绍了代理服务器、接收监听器、表决监听器、动态重构模块和审计控制模块五个关键部件。

摘要： 为了提高制造单元控制系统的动态重构性能，本研究通过面向服务的方法，设计并开发了分布式控制软件。在提出了面向服务的可重构制造单元控制系统软件体系结构的基础上，分析了在Web Services平台下采用统一建模语言（UML）进行基于IEC61499功能块标准和MMS概念的控制软件设计方法。为了验证所提出的面向服务的制造单元控制系统软件体系结构的有效性，开发了一个原型系统。

摘要： 对星载计算机软件动态更新有利于维持卫星平台的稳定性、可实现在轨回归测试，支持系统动态重构，是提高卫星可靠性的有效途径。本文对星载计算机软件的动态更新进行了研究，提出并实现了DSSU方案。在星上和地面采用动态分析与静态分析相结合的方法保证更新的安全。基于DSSU动态构建了微纳探测器星载软件系统，实现了应用系统软件的模块级粒度的更新。

摘要： 混合能源之间的优化与协调控制是分布式发电系统稳定运行需要解决的核心问题。本文以风力发电机、光伏阵列配备蓄电池组组成的可再生能源分布式发电系统为研究对象，研究系统运行时的优化与调度问题，提出了一种新的分层优化与协调方法，使系统随着环境变化进行动态重构，并采用改进的遗传算法研究了系统层的全局优化问题。首先，简要的介绍了系统构成以及优化与协调结构。然后针对系统层的全局优化问题进行了分析和设计，提出了一种改进的遗传算法，进行全局优化，并设置实验场景，以华南理工大学新能源中心实测的风速和光照数据为基础，进行了仿真实验。

摘要： 随着嵌入式系统规模的不断扩大,计算性能的不断提高,系统的可靠性问题也越发凸显出来,特别是在航天航空、汽车电子等高可靠嵌入式领域中,系统对总线的要求也越来越高.一方面总线要有更高的通信速率,另一方面也要有完善的容错能力.目前常用的嵌入式系统总线并不能很好地满足这些需要.提出一种具有在线容错能力的高速串行通信总线(UM-BUS),该总线采用多个通道进行并发传输以提高通信速率,同时各个通道又互为冗余备份,能够在线容错和恢复,提高了总线的容错能力.

摘要： 本发明与电气传动和控制有关，特别是和电动机和发电机的新型结构，及用电力电子设备来驱动和控制电动机和发电机的方法有关。本发明采用可动态重构的电机，该电机包括一个转子，一个磁耦合到转子并有多个槽和多个绕组的定子，其中每个绕组被安置于两个对应的槽中，当电流流过绕组时形成多个磁极，每对磁极有多个相，且所述绕组的配置使得磁极数和相数可动态调整。本发明所述可动态重构的电动机和发电机系统可以通过对磁极数和相数动态调整，从而优化系统并降低成本。

摘要： 一种星载DSP软件任务动态重构电路及重构方法，基于集成的FPGA芯片构建处理器总线接口和DSP HPI接口的物理连通链路。在处理器中设计软件程序，用于驱动总线时序变化，并设计总线接口与HPI接口的时序转换逻辑，在需要动态加载DSP任务时，通过动态重构在FPGA中实现转换逻辑电路；处理器从FLASH中获取DSP运行程序数据，通过持续改变处理器中的软件运行，以驱动总线产生程序数据对应的时序；在程序数据加载完成后，由处理器发送启动指令，实现DSP程序的启动和运行。

摘要： 本发明属于可靠性技术领域，涉及一种动态重构系统故障重构过程的任务可靠性建模方法。本发明在分析复杂系统特征的基础上，提出采用排队随机Petri网模型对复杂重构系统的任务可靠性进行建模，提出采用排队随机Petri网模型对复杂系统进行任务可靠性建模。排队随机Petri网是传统随机Petri网的一种扩展，它可以对复杂系统中存在的资源排队、先进先出（FIFO）等现象进行建模，真实地反映出复杂系统的设计特征，从而能够准确地对系统任务可靠性进行分析和评价。

摘要： 一种动态重构分布式计算架构的方法，所述分布式计算架构具有多个处理节点，其中每一个处理节点以相应的多个虚拟机为主机，所述方法包括检测第一处理节点上的故障条件、评估通过第一处理节点上的每一个相应虚拟机执行的软件功能的关键性、和如果至少一个虚拟机被评估为处于临界关键性等级以上，则重新分配第一处理节点上的多个虚拟机中的至少一个给第二处理节点。

摘要： 本发明涉及电力系统自动化领域，涉及一种变电站二次系统动态重构装置及其重构方法。所述装置在变电站进线间隔以及主变压器间隔中应用备用重构装置；包括站控层设备、过程层设备、间隔层设备和通信设备；站控层设备部分通过通信设备分别与站控层网络和过程层网络连接；过程层设备通过通信设备与过程层网络连接；间隔层设备的备用重构装置分别与站控层设备的二次设备监测及重构管理主机以及过程层设备进行信息交互，进行信息交互时遵循DL/T860标准。本发明中的二次设备功能实现的软件组件技术及标准化拓展技术，实现在部分二次设备功能失效的情况下应用备用重构装置实现特定功能的动态重构和快速恢复，以提高整个系统的强壮性。

摘要： 本发明与电气传动和控制有关，特别是和电动机和发电机的新型结构，及用电力电子设备来驱动和控制电动机和发电机的方法有关。本发明采用可动态重构的电机，该电机包括一个转子，一个磁耦合到转子并有多个槽和多个绕组的定子，其中每个绕组被安置于两个对应的槽中，当电流流过绕组时形成多个磁极，每对磁极有多个相，且所述绕组的配置使得磁极数和相数可动态调整。本发明所述可动态重构的电动机和发电机系统可以通过对磁极数和相数动态调整，从而优化系统并降低成本。

摘要： 一种星载DSP软件任务动态重构电路及重构方法，基于集成的FPGA芯片构建处理器总线接口和DSP？HPI接口的物理连通链路。在处理器中设计软件程序，用于驱动总线时序变化，并设计总线接口与HPI接口的时序转换逻辑，在需要动态加载DSP任务时，通过动态重构在FPGA中实现转换逻辑电路；处理器从FLASH中获取DSP运行程序数据，通过持续改变处理器中的软件运行，以驱动总线产生程序数据对应的时序；在程序数据加载完成后，由处理器发送启动指令，实现DSP程序的启动和运行。

摘要： 本发明属于可靠性技术领域，涉及一种动态重构系统故障重构过程的任务可靠性建模方法。本发明在分析复杂系统特征的基础上，提出采用排队随机Petri网模型对复杂重构系统的任务可靠性进行建模，提出采用排队随机Petri网模型对复杂系统进行任务可靠性建模。排队随机Petri网是传统随机Petri网的一种扩展，它可以对复杂系统中存在的资源排队、先进先出（FIFO）等现象进行建模，真实地反映出复杂系统的设计特征，从而能够准确地对系统任务可靠性进行分析和评价。

摘要： 本发明涉及电力系统自动化领域，涉及一种变电站二次系统动态重构装置及其重构方法。所述装置在变电站进线间隔以及主变压器间隔中应用备用重构装置；包括站控层设备、过程层设备、间隔层设备和通信设备；站控层设备部分通过通信设备分别与站控层网络和过程层网络连接；过程层设备通过通信设备与过程层网络连接；间隔层设备的备用重构装置分别与站控层设备的二次设备监测及重构管理主机以及过程层设备进行信息交互，进行信息交互时遵循DL/T860标准。本发明中的二次设备功能实现的软件组件技术及标准化拓展技术，实现在部分二次设备功能失效的情况下应用备用重构装置实现特定功能的动态重构和快速恢复，以提高整个系统的强壮性。

摘要： 本公开提供了一种基于动态空间筛选的配电网动态重构方法及系统，包括获取配电网节点实时负荷和DG出力实时数据，作为数据集；初始化配电网环境，基于当前时刻，获取初始DN负荷状态，以DN日运行成本最小为目标函数构建DDNR模型；将DDNR模型表述为马尔科夫据决策过程，采用DQN求解模式进行计算，预测开关动作概率，选取动作开关组成DNQ的动作空间，筛选动作空间更新配电网可行拓扑结构；本公开起到降损均压、节省DN日内运行成本的作用。