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关键词： 无蜂窝大规模MIMO   波束选择   势博弈   深度学习   分布式系统  

摘要： 随着数据业务量的爆炸式增长,当前的通信系统中的网络基础设施密度以及每个基站配备的天线数量也急剧增加,这导致了严重的小区间干扰。而无蜂窝大规模MIMO系统可以很好地解决该问题,被认为是下一代通信的关键技术之一。无蜂窝大规模MIMO系统消除了小区的范式,密集部署基站且以用户为中心,由用户附近的多个基站协作为用户提供数据传输服务。然而这种密集基站场景下的协作传输也存在着巨大的挑战,如多个基站与集中单元之间的大量信道信息的交互导致难以承受的前向链路压力、基站和用户间波束对数量的增加导致波束冲突问题越发严重等。合理的混合预编码设计是解决这些问题的关键,一方面要求混合预编码算法能够分布式执行,这将极大地减小前向链路的数据传输压力;另一方面需要进行高效的模拟波束选择,在减小用户间干扰的同时保证等效波束强度。因此,本文将着重关注无蜂窝大规模MIMO系统中的分布式波束选择问题,设计合理的、高效的分布式波束选择方法。本文的主要工作如下:1、针对无蜂窝大规模MIMO系统的波束选择问题,提出了两种基于势博弈的分布式波束选择算法。一种是基于空间自适应博弈(Spatial Adaptive Play,SAP)学习算法的势博弈算法,另一种是基于势博弈与线性搜索相结合的算法。前者波束选择结果关于迭代次数的稳定性较好、计算复杂度较低,并且相比于完全分布式的传统算法能够取得较大的和速率性能提升;后者相比基于SAP学习算法的势博弈算法取得了更好的和速率性能,接近集中式算法的效果,但计算复杂度也随之增大。对比传统的完全分布式以及集中式的算法,这两种基于势博弈的部分分布式算法可以在分布式执行的前提下保证较好的和速率性能。2、针对由于波束空间过大导致的波束选择算法复杂度问题,提出了一种无监督学习辅助的智能分布式波束选择方案。该方案中,各基站基于本地接收信号强度指示利用无监督学习方法学习波束空间的压缩表示。进一步,构建的局部协作基站集之间通过势博弈算法进行分布式波束选择,并利用波束选择对应的局部速率指标帮助基站本地波束压缩网络进行训练。基于有效压缩的波束空间,势博弈分布式波束选择算法可依靠少量迭代取得相比基于原始波束空间更高的和速率性能,同时显著降低算法执行的复杂度。3、针对无蜂窝大规模MIMO系统中基站侧获取完整信道状态信息(Channel State Information,CSI)开销过高的问题,在无监督学习辅助的智能分布式波束选择方案的基础上,提出了基于Dense Net的基站本地有监督波束选择映射网络。通过构建每个基站本地的接收信号强度指示与波束选择结果的有标签数据集,对有监督网络进行训练,输出码本中每个码字被选中的概率,从而实现基站本地无需基于完整CSI且基站间无需CSI交互的前提下利用本地接收信号强度指示即可完成有效波束选择。实验结果表明,本地波束选择映射网络可取得的速率性能达到标签波束选择对应速率的92%以上。

关键词： 教育市场   操作系统   多端协同   人机交互   系统设计   界面设计  

摘要： 随着时代的发展和科技的进步,电子设备逐渐进入人类生活的各方各面,而操作系统作为搭载软件信息的平台,是信息系统构造的基础。近年来国家逐渐重视教育信息化建设,并出台了一系列的政策与制度,但当今市面上仅有教育类软件和简易的教育应用平台,无法满足广大教育用户的学习及娱乐需求。研发一款符合中国教育场景需求的操作系统刻不容缓,系统的交互与界面设计也同样需要满足国内教育市场与用户的需求。本论文课题来源自CEC(中国电子)旗下麒麟软件公司终端研发部的实际开发项目——麒麟天启教育操作系统,是由Intel、HP、Tencent、麒麟软件四方共同推出的面向教育行业的专用笔记本上搭载的为K-12教育场景定制的操作系统。笔者及设计团队参与了整个麒麟天启教育操作系统保障项目,作为设计师和产品经理、项目经理、技术开发以及测试人员共同完成此项目,本人主要负责该项目的需求分析、交互设计和后期视觉设计工作,并根据测试及市场检验效果进行交互及视觉界面的更新和迭代。本课题的成果及创新点主要有:基于K-12教育场景的用户体验分析,得出合理的用户需求和交互操作流程,并将调研结果和设计原则相结合,产出一整套符合预期的操作系统界面设计;针对特定的多用户多场景切换需求,制定出适用于多端协同的定制化操作系统架构,以确保了系统的可靠性和高效性;考虑到电子设备对于人体的不可逆影响,系统为用户定制了护眼功能,并增加了家长监管功能,确保满足不同层级用户的实际需求;探索符合游戏化学习的视觉设计风格过程中,通过设计原则和情绪板,确立了本课题的独有调性;基于“以人为中心”的设计原则,深入分析系统及用户的交互,以及对他人对社会的影响力,最终提出了适用于K-12教育场景的操作系统整体解决方案,也打开了为教育行业、教育场景用户定制操作系统的前进方向。

关键词： 设备管理   TPM   全员参与   设备故障管理  

摘要： 设备是生产制造型企业生产经营活动的载体,而设备管理是企业产量、质量、效率、交货期和安全环保的保证,是企业核心管理活动之一。在企业的生产经营活动中,设备管理活动以设备为研究对象,通过为企业提供优良而又经济的技术装备,保证生产经营顺利进行,实现企业生产经营目标。同时,确保企业提高产品质量,提高生产效率,降低生产成本,进行安全文明生产,从而使企业获得最高经济效益。本文以ZP公司为研究对象,对其设备管理问题进行深入研究,旨在通过TPM的导入和实施,减少设备故障次数,降低设备运行成本,提高设备管理水平,为企业市场竞争提供基础保障。首先,研究和学习国内外学者们在TPM理论上的文献和研究成果,并在此理论基础上对为ZP公司在设备管理上的方案设计提供理论基础。其次,在对ZP公司的设备管理现状进行调查研究之后,通过对设备管理组织架构、管理模式和设备概况的分析,找到设备管理上存在的问题,从而有针对性地设计ZP公司TPM设备管理方案。最后,为TPM活动推进方案设计保障措施,运用设备管理及全员生产维修相关知识理论,通过准备、实施和持续改进三个阶段地分步实施,引入适合ZP公司的6S活动、合理化建议活动和自主保养体系和专业保养体系推行,并从有形效果和无形效果两个方面总结ZP公司实施TPM前后的变化。本文有助于解决当前ZP公司设备管理过程中存在的问题,也能对同类企业提供启示和借鉴。

关键词： 物联网技术   智慧医疗   医疗设备管理  

摘要： 医疗物联网是物联网技术在医疗行业的重要应用场景,借助大数据云计算技术、远程广域通信技术、射频识别技术、无线传感技术等关键技术,可以推进医疗健康服务的推广。但医疗设备管理作为医院运转的基础环节,其物联网技术的应用仍有所不足,在一定程度上影响了医疗设备的使用寿命和利用效率。因此,本文阐述了物联网的关键技术内涵,并就物联网技术在医疗设备管理的应用进行探究,着力解决当前医疗设备管理问题,助力医院管理的智能化转型。

关键词： 铁路设备   设备管理   全生命周期管理   二维码巡检   数据可视化  

摘要： 现阶段,我国重载铁路的发展在国际上相对领先,其中通信技术的应用有效地提高了铁路的运输效率,随着铁路通信设备的不断增加,相应的设备管理问题也随之产生。重载铁路站点多、线路长,沿线的通信设备安装分散、数量众多,纸质台账和电子表格等方式已经不能满足设备的管理、维护以及数据分析等需求,低下的管理效率可能会导致设备失修或超期运转等风险的发生。因此,有必要运用信息化管理系统的方式对设备进行管理,提高通信系统设备的管理效率,从而保障铁路运输运行稳定。本文研究并设计了一套铁路通信设备管理与巡检系统。系统设计了铁路通信设备的全生命周期管理功能,实现了对设备从采购到维护直至报废的全生命周期管理以及各环节审批等功能;设计实现了二维码巡检功能,利用谷歌的zxing类库,系统可为每台设备生成唯一的带有二维码的设备管理卡片,维护人员通过扫描二维码即可实现设备信息查询、设备巡检、设备维修保养记录填写等功能;设计实现了设备数据可视化功能,利用ECharts组件,将设备统计信息、备品备件情况、维修保养数据等以可视化图表的形式进行展示,并且通过WebSocket技术的使用实现了前后端数据的同步。设备维护人员可以利用本系统实现设备档案的维护、设备的巡检、检修记录的填写以及对设备数据进行统计和分析等功能,并且通过可视化功能可以直观地了解设备运行状态,从而作出相应的决策。本系统的使用有效地提高了设备管理水平,对于铁路通信设备的管理有一定的应用价值。

关键词： FMEA   质量管理   设备管理   供应商质量管理  

摘要： 中国的汽车行业经过多年的快速发展,年产销量多年维持在2000万辆以上。但根据国家监管部门发布的缺陷汽车召回数据,汽车产品的质量并没有随着产销量快速增长得到明显的提升,反而是频频爆发较大的质量事故。国内诸多的汽车零部件企业,质量问题依然突出,且依然停留在依靠事后检验的低级阶段。它们缺乏先进的质量工具开展质量问题的事先预防和控制。FMEA作为一种通过对潜在失效模式进行分析和改进的以预防和控制为指导理念的方法,用于尽早发现产品设计、生产、运输各个环节中潜在失效,尽早提出有效的改进方案,避免失效的发生或降低失效发生时产生的影响。经过国内外企业的应用和实践,表明大部分质量缺陷可以通过FMEA分析方法进行解决。FMEA可以帮助企业有效的降低产品潜在失效的风险,提高产品质量。H公司为汽车零部件的制造型企业,其产品为乘用车制动系统的摩擦片。随着公司的不断发展,公司的客户和产品种类日益增多,且产品的开发周期逐渐缩短,质量问题逐渐增多。本文以此为切入点,运用了文献研究法、现场调查法和案例分析法,对H公司的质量管理进行研究。本文通过对H公司的内部报废、客户投诉、返工返修情况的分析,发现公司在产品的设计开发、过程的设计开发、设备管理、供应商管理等方面存在不足。设计开发中基本没有开展有效的FMEA分析。过程的设计开发中只进行了族式FMEA的开发,没有进行分类细化,对具体产品的潜在失效识别和解决效果甚微,且对包装、运输、返工返修等环节没有开展FMEA分析。设备管理和供应商管理不足导致设备稳定性、供应商质量状况不能满足产品质量的需求。应用FMEA对H公司的产品设计开发、过程设计开发、设备管理和供应商质量管理过程进行改进。结合全面质量管理理念,建立多职能人员组成的FMEA小组,在产品的设计开发过程中,根据客户的产品设计特点建立族式DFMEA,根据材料特性建立摩擦材料配方FMEA,增加自动化生产需求失效模式分析等优化方案。在过程的设计开发中,开展建立细分的基准PFMEA、强化防错的应用、加强领导作用等优化方案。在设备管理方面,通过开发设备FMEA,对设备故障和失效模式进行分析,逐步从事后维修向预防性控制改进。在供应商质量管理方面,通过对供应商选择过程进行FMEA分析,从质量、交付、服务三个方面基于长期和短期的数据对供应商进行风险评估,最终实现风险预防的目的。本文研究的目的在于运用FMEA的事前预防和控制理念,提升H公司的质量管理,不断地降低不良损失和成本,使产品具有更优的竞争力。希望能为同类型的汽车零部件或其它行业的企业提供一定的借鉴和参考。

关键词： 组网雷达   资源管理   博弈论   目标跟踪   分布式系统  

摘要： 组网雷达系统作为由多个雷达节点组成的协同探测平台,与简单的单基地雷达相比具有更为丰富的系统资源种类和更加复杂的资源调度模式。根据数据处理方式的不同,组网雷达的资源管理可以分为集中式和分布式两种。集中式方法利用唯一的处理中心进行数据的运算,最大化系统数据的利用率,有可能达到最佳的目标探测性能,但由于处理中心的不可替代性导致了系统的鲁棒性较差。与之相比,具有去中心化通信拓扑结构的分布式资源管理模式则具有较高的鲁棒性。在去中心化的雷达网络中,可以将各雷达节点看作具有自主意识的智能体。博弈论为分析雷达之间的协作和博弈问题提供了合理的框架,适合于解决分布式的资源管理问题。本文将博弈论的方法应用到组网雷达的分布式资源管理中,主要工作如下:1.针对组网雷达功率分配问题,将组网雷达系统跟踪性能的指标量化为费雪信息矩阵（Fisher information matrix,FIM）的行列式。将雷达网络中各雷达节点视作博弈的参与者,利用非合作博弈建立功率优化的模型,综合考虑跟踪精度和功率消耗等因素构造非合作博弈的效用函数。通过一种迭代的方法计算纳什均衡,并证明其存在性和唯一性。仿真实验表明,该方法与平均分配和随机分配方法相比,可以提高组网雷达系统的跟踪精度,且实时性较好。2.合作博弈与非合作博弈相比更加注重集体利益,是一种通过参与者的合作最大化联盟利益的数学模型。本文利用雷达接收回波信号的信干噪比（Signal to interference noise ratio,SINR）来反映目标的跟踪性能,SINR中包含了发射功率的影响因素,将其作为联盟利益。通过分析合作博弈的求解方法,提出一种基于加权图的shapley值简化计算方法,最终得到功率分配结果。仿真实验证明利用该方法分配功率可以得到更好的目标跟踪性能。3.综合考虑最优化系统性能和最小化功率消耗两种资源管理准则建立包含两层子博弈的Stackelberg博弈模型,以获得更高的系统资源利用率,最后利用障碍函数法求解得到功率分配结果。仿真结果表明,所提方法与一种基于最小化资源消耗准则的功率分配方法相比,使用更少的功率资源便满足了系统的性能需求。4.针对组网雷达的单一资源分配可能导致其余发射资源利用率低的问题,研究了多种资源联合分配的方法。首先分析了功率资源和带宽资源对目标跟踪性能的影响关系,并将其量化为FIM的行列式,然后根据总资源受限情况下最优化目标跟踪性能的准则建立资源分配的合作博弈模型。该模型是一个双变量的优化问题,采用循环最小化（Cyclic minimization algorithm,CMA）方法将其降维成单变量优化问题,并利用合作博弈方法求解,得到功率和带宽的分配结果。仿真结果表明,该方法与单一资源管理方法相比可以进一步提高资源利用率,进而提高系统的目标跟踪性能。

关键词： 智能运维   网络整合   设备管理   故障排查  

摘要： 现代网络技术推动着海军自动化程度的提高,作为举足轻重的海上力量,潜艇需要在其内部的狭小空间中装配各种电子设备以满足日新月异的信息化作战要求。为了保障潜艇的稳定行驶,需要对艇上电子机柜、台屏、水冷箱等关键设备的运行状态进行实时监测,察觉异常情况后立刻发出报警预警信息,通知技术人员实施应急处理方案,将风险隐患消除在萌芽状态。所以,急需开发出一套易于用户使用的潜艇智能运维系统。针对分散在各处的电子设备,构建起一个一体化网络,通过完善的传输协议,统一接收设备所有监控项的实时数据值,根据实际需求下发子系统的控制命令,方便技术人员快速查看设备的运行情况,提升环境的整体健康程度。智能运维系统自动执行例行任务,对所有可用资源进行检查,帮助人员及时发现解决问题,避免潜在的事故发生。系统选取Zabbix开源平台进行数据监测,采用不同方式展示设备的实时运行效果,使得用户无需关注底层技术细节即可排查出故障发生位置,并获取到故障设备的详细信息。系统前端基于React框架设计定制化界面,后端基于Flask框架提供逻辑处理方法,使用My SQL数据库存储业务执行所需的应用数据,在开发与正式运行过程中,均采取Docker容器方式直接部署环境。潜艇智能运维系统建立了一套综合网络业务监测平台,变原有分散子系统为集中,将潜艇内部核心设备与外部关键业务系统设备进行整合,接入运行状态与接口交互数据等信息,提供包括报警预警、故障溯源、设备配置、预防性维护等在内的多种应用功能。在实际上线后,整个系统能够稳定运行,各个模块的功能均可正常使用,改善了异常情况的处理流程,降低了设备管理维护的人力成本,提升了IT服务的可用性水平。

关键词： 设备管理   工程项目   效果评价   模糊综合评价  

摘要： 近年来我国基建工程施工不断稳步推进,工程承包模式也不断创新,完成了很多重要工程,创新程度和设备化水平也在不断提高。设备管理效果成为制约施工安全、质量、成本等各个环节的重要因素。良好的设备管理工作,有助于提高施工效率,保障施工安全,减少施工成本。而施工现场常出现设备管理跑冒滴漏现象频发,安全意识淡薄,由设备管理疏忽或故障引起的的安全事故屡见不鲜。从公司管理层到项目管理团队均想方设法加强设备管理工作,然而这些管理手段的效果如何,仍然难以量化。如何进行施工项目的设备管理评价成为一个重要的研究课题。本文从公路施工项目视角出发,对设备管理效果评价进行研究。首先,通过扎根理论进行文献分析,从一开始就保证数据字段的客观性,逐步形成一二级编码和主轴编码,同时进行访谈,获取设备管理评价指标。综合以上两种信息建立指标体系。此方法有别于传统的访谈方式,引入扎根理论的文献分析,提高了数据的客观性,避免了思维惯性的盲区,使指标体系更加趋于完备。其次,在形成的编码体系的基础上,对各层级间的重要性进行比较矩阵的判别、赋值,形成判断关系矩阵。并用层次分析法计算各指标权重,确定各级权重指标并进行一致性检验。最终形成评价模型。最后,以中铁A局B项目为例,说明项目设备管理现状及面临的问题,利用问卷方式,在中铁A局B项目针对形成的评价模型的各指标进行问卷调查,根据调查问卷结果,利用模糊综合评价分析各指标的评分,确定项目设备管理的综合管理水平及其薄弱环节,有的放矢的予以加强。研究成果为公路工程项目设备管理效果评价实施提供了理论支持,不仅可以科学的衡量项目的设备管理水平,而且对进一步优化管理方式,提高工程项目设备管理水平提供明确的重点和依据,还可以为类似工程项目设备管理效果评价提供一定的参考。

关键词： 分布式系统   数据采集传输   国产FPGA   千兆以太网  

摘要： 分布式数据采集系统在海洋勘探、航空航天、地质探测等领域有着非常广泛的应用。近年来,数据采集传输系统的规模不断扩大,对分布式数据采集传输系统的传输带宽、功耗等指标有了越来越高的要求。在当前的国际形势下,面对芯片封锁,我国对研发出低功耗、高带宽的国产化数据采集系统有着迫切的需求。本文研究开发了基于国产FPGA的分布式数据采集传输子系统。该子系统以上海安路公司EG4 S20 FPGA作为核心器件,采用全国产化芯片的硬件系统架构,实现大规模传感器网络的数据采集和传输功能。硬件设计方面,扩展I2S接口连接传感器网络进行数据采集;扩展高速RS-485接口进行长距离同步时钟传输实现同步采样;利用片内SDRAM存储采样数据;外扩两路千兆以太网接口,实现了高速环路采样数据传输和命令交互。在FPGA逻辑设计方面,设计采样控制模块实现了对传感器网络的控制功能及对采集数据的存储、发送、重传功能;采用简化版网络通讯协议,对网络协议解析进行预处理,实现了低延迟的采集数据接收、传输、转发功能,降低了 FPGA资源开销;设计命令回应模块实现了子系统的状态查询和指令回应。此外,采用FLASH分区管理校验和MULTIBOOT功能,实现了在线更新功能和静态参数存储功能。本文完成了分布式数据采集传输子系统的硬件测试、FPGA功能测试和整体系统测试。测试结果表明,本文设计的分布式数据采集传输子系统各项性能指标满足系统要求。