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关键词： 物联网   智慧机场   设备管理   入侵检测   不平衡数据集  

摘要： 本学位论文的研究课题来源于国家重点研发计划《飞行区设施智能检测与互联》(2020YFB1600104)。随着我国航空运输业的快速发展,急需借助物联网等技术进行智慧机场建设。然而,目前机场飞行区存在着多设施互联难的问题,飞行区内多个子系统工作相对独立,缺乏集中控制和安全管理。因此,本学位论文旨在构建一个稳定安全的多系统设备物联网系统,以实现飞行区内多设施系统信息的智能互联互通和安全可靠传输。 本学位论文的主要贡献如下: (1)设计了机场物联网设备安全管控系统整体架构。针对机场飞行区存在大量支持不同网络接口的感知与终端设备,设备数量众多且分散,接口和协议多样化,以及物联网安全等问题,本文设计了机场物联网设备安全管控系统。该系统由设备管理子系统和入侵检测子系统共同组成,设备管理子系统确保设备的可控性,入侵检测子系统保障系统的安全性。 (2)设计并实现了多元异构融合的设备管理子系统。首先,基于现有物联网接入标准、平台和接入方案,研究物联网分层体系结构及各层次之间的网络通信技术,通过将设备管理与其他业务系统相剥离,提高了系统的独立性和可扩展性。然后引入物模型的概念,利用物理标识语言建立数据模型和映射方法,提高了系统在描述和表示异构设备时的通用性。最后,研究并改进了通信协议及数据接口,包括其协议架构、通信模式以及数据交互方式等,从而实现了多设施系统的互联互操作。通过设备管理子系统,机场飞行区多设施之间可以轻松地进行互联互通,而无需针对每种设备类型进行单独地开发和定制。 (3)设计并实现了入侵检测子系统,提出了一种基于集成学习的入侵检测方法,该方法可以有效地解决入侵检测领域中数据不平衡分类问题,主要包括基于BaggingLight GBM的特征选择算法和LOF-Enhanced SMOTE过采样算法。首先,BaggingLight GBM的特征选择算法采用多次有放回抽样来构建样本子集,从而使得每个样本子集中每个类别的样本个数大致均衡,以弥补数据集不平衡的影响。然后LOFEnhanced SMOTE过采样算法通过计算每个数据点的密度,有效剔除噪声样本的影响,并使用高斯核函数计算每个少数类样本点与其最近邻样本点之间的相似度,从而在生成新样本时更加准确地反映原始数据集中的数据分布。最后基于BaggingLight GBM的特征选择算法和LOF-Enhanced SMOTE过采样算法,使用Light GBM作为分类器构建了入侵检测模型。 (4)对系统进行了功能测试和性能测试,并在真实场景下通过了第三方测试。测试结果表明该系统能够满足机场实际的使用需求,有效地实现对机场物联网设备的管理和物联网的安全保障,从而提高了机场的运营保障能力和生产经营管理水平。

关键词： 仪器驱动   测试框架   软件测试   测试方法  

摘要： 随着仪器设备性能指标的不断提高,仪器设备的软件测试逐渐成为了仪器软件行业的重点发展方向。测试开发人员通常使用测试框架构建测试程序,而现有测试框架多为针对纯软系统而设计,无法满足仪器用户级驱动程序的测试需求,并且仪器软件测试通常以面向过程结合断点调试的方式实现,此方式使得测试不具有回归性和可重复性。为了解决上述问题,本文设计了一款名为VMTest(Vala Mock Test)的软件测试框架,具有针对仪器用户级驱动程序测试设计的功能,适用于仪器系统的测试开发。本文的主要研究内容如下。1.为了解决驱动程序需要编程语言具有较高的构建效率和运行效率的问题,使用了Vala语言编写仪器系统驱动程序和测试框架。VMTest框架具有运行时间测试,测试案例复用和测试日志生成等功能。2.为了解决仪器驱动程序与硬件耦合度较高,难以测试驱动软件逻辑的问题,采取了驱动逻辑与IO逻辑分层测试的方法并使用了测试框架提供的测试辅助功能。测试辅助功能由容器和Mock功能构成,通过构建Mock对象实现了对硬件的解耦。3.测试框架针对仪器功能模块同时工作难以测试的问题设计了并行测试功能。此功能可以解析依赖关系图,构建邻接矩阵,自动判断测试的执行优先级,分配线程资源,提高测试效率。4.以SOC测试系统和DDR存储器测试系统的驱动程序为例,研究了测试框架在实际案例中的应用。结合软件测试方法和项目开发方法制定测试方案,测试完成后对测试结果进行统计,并以代码覆盖率为指标分析测试结果,证明了测试框架的实用性。5.测试了框架的基础测试功能、仪器驱动测试功能和测试程序执行入口,验证了其功能稳定性。此外,通过效率测试证明了并行测试功能具有更高的测试效率。VMTest现已应用在任意波发生器系统,PXIe数据采集系统,SOC测试系统以及DDR存储器测试系统中,经过多个项目的实际应用证明,使用此测试框架能够对仪器设备驱动程序进行高效且全面的测试。

关键词： a电力设备  

ISBN: (纸本)9787574404045

摘要： 《设备管理与维修》杂志系中国科协主管、中国机械工程学会和北京卓众出版有限公司主办的设备与维修工程分会会刊（国内统一连续出版物号CN11-2503/F，国际标准连续出版物号ISSN 1001-0599），创刊于1980年，是跨行业为企业设备管理、维修、改造和节能、环保服务的综合性信息型技术刊物。

关键词： 公路工程项目   施工机械设备   设备管理   管理对策  

摘要： 施工机械设备作为公路工程建设的关键组成要素，能显著提高公路工程建设质量与效率，对保证项目建设质量和工期目标的实现具有重要作用。但由于公路工程施工线路较长、流动性大、机械种类较多，给机械设备管理带来较大困难，加强施工机械设备管理尤为必要。鉴于此，文章针对公路工程施工机械设备管理展开综合探究，阐述了设备管理的重要性，分析了公路工程施工机械设备管理中存在的主要问题及形成原因，提出了针对性的解决对策，具有重要的参考价值。

关键词： 高性能计算   消息传递接口   通信死锁   匹配集  

摘要： Message-Passing Interface(MPI)是消息传递接口库的标准规范,并且已经成为高性能计算领域编程模型的事实上的标准。随着程序规模、进程和通信语句数量的增加,检测MPI程序中的错误变得越来越困难。MPI程序的主要错误包括死锁、缓冲区错误、参数错误、数据类型错误等。其中,死锁错误是最复杂和最难分析的。目前大多数的死锁检测工具是通过遍历执行路径来检测死锁。但是随着通配接收操作数量的增加,执行路径的数量会呈指数增长。由于这种路径爆炸问题,这些工具的可扩展性受到限制。为了缓解路径爆炸问题和提高死锁检测效率,本文提出了两种检测MPI程序死锁的方案,主要工作:(1)提出了基于精化匹配集的MPI程序死锁检测方案。该方案主要分为三个处理阶段,分别为预处理阶段、精化匹配集阶段和死锁检测阶段。在预处理阶段,首先提出匹配检测规则,然后利用该规则生成粗糙的匹配集。在精化匹配集阶段,提出配额精化算法、边界精化算法和依赖精化算法,并利用这三种精化算法精化粗糙匹配集。在死锁检测阶段中,基于精化的匹配集,提出死锁检测算法进行死锁检测。该方案避免了通过遍历执行路径来检测死锁的方式,而是基于通信操作之间在通信上先后关系,进行匹配集的精化和死锁检测。(2)提出了基于逻辑时钟的MPI程序分块检测方案。该方案主要分为两个处理阶段,分别为初步程序块生成阶段和最终程序块生成阶段。在初步程序块生成阶段,该方案利用匹配检测规则获取通信操作之间的匹配关系,进而生成匹配关系图和初步的程序块。在最终程序块生成阶段,定义二元逻辑时钟,利用逻辑时钟分析初步的程序块间同一进程上的事件在通信上的先后关系,并且基于该关系,合并部分初步的程序块生成最终的程序块。最后利用遍历执行路径的方式分别对每个程序块进行死锁检测。该方案通过将程序分解为多个程序块,然后分别遍历每个程序块的执行路径,从而缓解了执行路径爆炸的问题。

关键词： 工业互联网   资源同步   云边协同   分布式系统  

摘要： 随着分布式技术在智能家居、工业互联网以及物联网等多个领域广泛的应用,资源同步技术逐渐成为分布式系统资源管理和存储的关键技术。本文主要针对云边端分布式系统的云边协同机制做了相应的研究,从数据资源端边云采样同步和计算副本资源云边部署同步两个角度出发,针对资源同步机制的延迟问题进行分析,并分别提出数据资源端边云采样同步和计算副本资源云边部署同步的改进措施。本文主要的研究内容和研究成果如下所述:针对云边端分布式系统中一定数量的传感器设备收集的数据资源传输到云服务器存在的同步延迟问题,提出了一种数据资源端边云采样同步机制。该机制首先开启协程在云端过滤来自与指定边缘服务器连接的指定端设备收集的数据资源,其次将过滤的数据资源直接转发到云服务器的设备控制器组件,最后同步到K8S API Server,实现对指定边缘服务器连接的指定端设备的数据资源端边云采样同步进行优化。针对云边端分布式系统中部署的诸如Pod、Deployment以及Job等计算副本资源由云服务器传输到边缘服务器具有的同步时延问题,提出了一种计算副本资源云边部署同步机制。该机制首先在所有计算副本资源参加系统轮询前,对指定边缘服务器的计算副本资源进行分流处理,其次实现事件消息分发机制,将触发更新或删除事件的消息直接发送到相应边缘服务器节点的消息队列中,最后由边缘服务器进行处理,实现对指定边缘服务器的计算副本资源云边部署同步进行优化。实验结果表明,本文所提出的数据资源端边云采样同步机制与实验对比的同步机制相比较,数据资源端边云采样同步时间快了0.06秒;提出的计算副本资源云边部署同步机制将同步时间从3.79秒降到了0.12秒,比原同步时间减少了3.67秒。明显改善了资源同步性能,具有更低的资源同步时延以及更高的资源同步效率,具有较强的实用性。

关键词： 公路项目   机械设备   精细化   射频识别   二维码   信息化  

摘要： 本文依托某高速公路项目施工案例，为实现压路机、平地机、挖掘机及推土机等筑路施工设备的安全稳定运行，提高利用率，从设备管理、安全操作及维护保养等角度，介绍了机械设备的精细化管控方法。基于射频识别（RFID）、二维码等现代化通信技术，分析了筑路施工设备的信息化管控策略与优势。案例工程的管控效果表明，所述精细化管理方案与信息化措施既有效提高了机械设备的利用率，又节约了使用成本，保证了公路项目的施工质量。

关键词： 设备管理   设备综合效率   软包装产业  

摘要： 伴随着人类社会的不断进步,世界经济全球化的发展趋势以及广大消费者对商品个性化的追求,消费者不仅希望得到与众不同的差异化产品,而且也越来越关注产品本身的成本、质量、交期、服务及安全。对产品制造商来说,提出了更高的要求,而制造商生产设备的高效稳定运转与产品的成本、质量、交期、服务及安全等目标的实现密不可分。因此,制造型企业都不得不想方设法通过各种途径,充分调动员工的主观能动性,从而达到提高设备稳定性,提高生产速度,提高成品率的目的。KD公司作为一家典型的制造型企业,经过近20年的发展,已经逐步发展成华南地区该行业中的龙头企业,虽然规模不断扩大,但是同时也逐步体现出硬件老化,成本上升,效率降低,竞争力下降,管理僵化等问题,企业遭遇了发展瓶颈,如何降本增效,成为KD公司迫在眉睫需要解决的问题。论文以设备管理理论及精益生产理论为主要指导思想,通过对KD公司生产流程和设备现状进行梳理和汇总,收集设备综合效率相关数据并对其进行分析,找出KD公司设备管理方面存在的主要问题及成因,分别从设备可用率,设备开动率以及成品率三个方面展开研究,设立设备管理优化目标和优化原则,从而制定相应的优化策略。优化策略同样对应设备可用率,设备开动率及成品率三个方面针对性制定并通过具体案例展开说明,其中设备可用率通过推行快速换模和推广TPM活动进行提升,设备开动率通过设备提速和减少速度损失进行提升,成品率通过引入中控管理系统和订单整合进行提升。同时,KD公司制定了一系列的保障措施,确保优化策略可以得以顺利实施。

关键词： 设备管理系统   Django   Redis   MySQL   云数据服务平台  

摘要： 随着信息化技术的快速发展,当下某工厂内部业务发展快速,工厂内部的生产设备以及设备配件数量越来越多、种类越来越丰富、维修和保养越来越复杂问题日益严峻,亟待解决。因此,本文研究并开发一套完整的化工厂设备信息管理系统,将这些繁杂的信息详细记录,为设备的维修和保养提供理论依据,为采购部门提供科学性建议,解决了设备信息丢失、设备分散、设备维修效率低且质量不可靠、采购盲目等问题。该工厂使用这套设备管理系统后,可以对整个工厂设备的运行生命周期做全面的管理。本文首先对论文选题的背景和意义进行了介绍,同时分析了设备管理系统的国内外发展现状,对课题研究的内容结构也作了简要概括。下面介绍系统开发中使用的相关技术和框架。然后分析整个系统的需求、系统功能的需求和性能的需求。根据系统需求分析,进行系统各功能模块的设计与开发。继而将测试环境开发的系统部署到云数据服务平台中,降低工厂购买硬件配置、场地租金、人员监控成本。最后依据测试用例对系统进行功能测试,对发现的问题进行改正和完善;同时使用JMeter软件测试系统的性能并对测试结果进行分析,确保系统满足性能要求,完成整个设备管理系统的设计。在设备信息管理系统设计与实现中,使用Linux为开发系统,以Python为软件开发语言,Django为后端服务框架,采用面向服务的体系架构设计,采用基于My SQL数据库的数据存储模块,在本课题中还创新性的使用Redis设计本系统部分数据的存储模块,由于Redis数据库是基于内存存储,因此设备管理系统在做读数据操作时速度大大提升。同时为了防止系统数据丢失,Redis数据库还使用了RDB和AOF两种数据持久化技术以确保系统数据的安全性。相较于传统的设备管理方式,本系统设计具有信息集成度高、灵活性强、设计方便、投资费用低,运行效率快等优势,为今后同样设备管理系统的设计提供了理论参考。