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信息收集中无人机节能轨迹设计与资源优化
1
作者 郭少雄 宋志群 +2 位作者 李勇 刘丽哲 王斌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期48-55,共8页
为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传... 为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传感器功率分配联合优化算法。首先,基于实际约束构建了系统能耗最小化问题模型;然后,针对多约束优化问题的非凸性特征,采用块坐标下降法(block coordinate descent,BCD)将系统能耗最小化问题分解为固定无人机轨迹下的功率分配和固定功率分配下的无人机轨迹优化两个子问题,根据子问题的数学特征,采用凸近似法将非凸问题转化成可以求解的近似凸优化问题,通过对两个子问题的交替迭代优化,得到原非凸问题的近似次优解;最后,通过仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。结果表明:所提算法最大可使系统能量消耗降低22%,明显优于对比算法;且随着传感器节点数量的增加,所提算法的优势更加明显。研究结果为WSN中的信息收集提供了一种系统能耗优化思路,即在有限提高无人机飞行能耗的基础上,有效降低系统的能量消耗。 展开更多
关键词 无线通信 无线传感器网络 无人机 信息收集 轨迹设计 块坐标下降 节能
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基于分块坐标下降思想的并行无功优化分解协调算法 被引量：5
2
作者 李智 杨洪耕 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期178-182,共5页
针对无功优化分解协调模型求解中增广拉格朗日函数的不可分问题,提出了基于分块坐标下降(block coordinatedescent,BCD)思想的并行分解协调计算方法。该方法可实现全网无功优化的分解协调计算,仅需要在相邻分区之间交换边界节点的功率... 针对无功优化分解协调模型求解中增广拉格朗日函数的不可分问题,提出了基于分块坐标下降(block coordinatedescent,BCD)思想的并行分解协调计算方法。该方法可实现全网无功优化的分解协调计算,仅需要在相邻分区之间交换边界节点的功率和电压用于协调,解决了大规模电网集中式无功优化存在的计算速度慢和数据传输瓶颈问题;而且各控制中心可自主选择优化算法,实现了自律分散与协调控制的结合。算例结果表明,该算法可以大大减少全网无功优化的计算时间,并且与基于辅助问题原理的分解协调算法相比,其收敛速度更快、计算效率更高。 展开更多
关键词 无功优化 分解协调 增广拉格朗日 分块坐标下降 辅助问题原理
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基于块坐标下降法的外存异步图计算系统
3
作者 赵程 张志斌 +1 位作者 郭嘉丰 刘丁玮 《高技术通讯》 CAS 2022年第8期825-835,共11页
现有外存图计算系统中,外存I/O带宽不足成为性能瓶颈。使用整体并行模型将导致冗余计算,使用异步并行模型则将引入额外的优先级计算开销和负载不均衡。本文提出了基于块坐标下降法(BCD)的外存异步图计算系统(BCDG),设计了一次选择多轮... 现有外存图计算系统中,外存I/O带宽不足成为性能瓶颈。使用整体并行模型将导致冗余计算,使用异步并行模型则将引入额外的优先级计算开销和负载不均衡。本文提出了基于块坐标下降法(BCD)的外存异步图计算系统(BCDG),设计了一次选择多轮优先的调度策略,降低了优先级计算的平均开销;设计了基于优先级的块预取策略,解决了优先选择会破坏顺序执行流水线的问题;设计了计算调度分离的划分策略,实现了均衡地按边计算和按点调度。实验结果表明,相较于目前最先进的外存图计算系统GridGraph和Lumos,所提系统平均性能分别提升10.30倍与8.72倍。整体计算过程中,中央处理器(CPU)等待外存I/O的时间仅占10%~30%。 展开更多
关键词 图计算系统 外存 异步并行计算 块坐标下降(bcd) 图划分
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多无人机辅助通信中用户匹配与频谱资源联合优化方法 被引量：3
4
作者 吴迪 钱鹏智 陈勇 《电讯技术》 北大核心 2023年第11期1742-1749,共8页
针对多无人机作为空中基站为地面设备提供临时服务的动态频谱分配问题,主要考虑无人机与地面用户匹配、子信道分配和功率分配三个方面。为了保证用户通信的公平性,在考虑频谱复用和共信道干扰的情况下,以最大化地面用户最小传输速率为目... 针对多无人机作为空中基站为地面设备提供临时服务的动态频谱分配问题,主要考虑无人机与地面用户匹配、子信道分配和功率分配三个方面。为了保证用户通信的公平性,在考虑频谱复用和共信道干扰的情况下,以最大化地面用户最小传输速率为目标,提出了一种用户匹配与频谱资源联合优化算法来解决上述混合整数非线性优化问题,通过聚类算法优化无人机与地面用户的最佳匹配,通过块坐标下降法迭代优化子信道分配和功率分配。仿真实验分析表明,提出的求解方法可以有效提升用户的传输速率,保证用户通信公平性。 展开更多
关键词 多无人机辅助通信 动态频谱分配 用户匹配 联合优化 聚类算法 块坐标下降(bcd)法
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基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法 被引量：2
5
作者 曲建军 郭战伟 +1 位作者 杨飞 徐菲 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期32-41,共10页
为了更好地利用检修数据指导轨道维修决策计划,在预防性维修理念下提出1种基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法。考虑多种捣固模式下不同的捣固效果和相应成本,以轨道质量年末保持值和维修经济成本为决策目标,结... 为了更好地利用检修数据指导轨道维修决策计划,在预防性维修理念下提出1种基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法。考虑多种捣固模式下不同的捣固效果和相应成本,以轨道质量年末保持值和维修经济成本为决策目标,结合大机养修效率和现场实际条件,建立大机捣固维修经济决策模型;采用块坐标下降算法,以并行计算为主要思路并通过聚类算法调整捣固区段的连续性,实现最佳捣固模式、捣固时机和捣固区段的高效求解。依托某120 km·h~(-1)、50 km试验区段在某年份的实测数据,验证模型及算法有效性。结果表明:依据模型及算法得出的维修计划,采用09-32型捣固车开展单捣、双捣2种捣固模式后,每年可较实际平推捣固计划分别节省18%和15%的费用,改良型大机捣固质量指数MTQI的年末平均值从实际平推捣固计划的6.5 mm分别降低约0.80和1.35 mm;模型及算法能够快捷有效地制定符合线路实际的大机捣固维修计划,不仅实现了大机作业的连续捣固,还较大幅度提升了捣固维修的经济性。 展开更多
关键词 有砟轨道 预防性维修 大机捣固 经济决策 块坐标下降法
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