大数据流式计算框架Heron环境下的流分类任务调度策略

新型大数据流式计算框架Apache Heron默认使用轮询调度算法进行任务调度，忽略了拓扑运行时状态以及任务实例间不同通信方式对系统性能的影响。针对这个问题，提出Heron环境下流分类任务调度策略（DSC-Heron），包括流分类算法、流簇分配算法和流分类调度算法。首先通过建立Heron作业模型明确任务实例间不同通信方式的通信开销差异；其次基于流分类模型，根据任务实例间实时数据流大小对数据流进行分类；最后将相互关联的高频数据流整体作为基本调度单元构建任务分配计划，在满足资源约束条件的同时尽可能多地将节点间通信转化为节点内通信以最小化系统通信开销。在包含9个节点的Heron集群环境下分别运行SentenceWordCount、WordCount和FileWordCount拓扑，结果表明DSC-Heron相对于Heron默认调度策略，在系统完成时延、节点间通信开销和系统吞吐量上分别平均优化了8.35%、7.07%和6.83%；在负载均衡性方面，工作节点的CPU占用率和内存占用率标准差分别平均下降了41.44%和41.23%。实验结果表明，DSC-Heron对测试拓扑的运行性能有一定的优化作用，其中对接近真实应用场景的FileWordCount拓扑优化效果最为显著。     

水下机械手柔顺抓取的阻抗控制方法

针对具有较多不确定性和随机干扰的水下机械手系统，文中分析了水下环境对动力学模型和阻抗控制器的影响，构建了基于环境参数辨识的阻抗控制器来解决水下柔顺抓取的力跟踪问题。通过引入遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识环境刚度并修正参考位置，从而减小接触力的稳态误差，实现实时性和准确性的力跟踪。利用MATLAB/Simulink软件平台进行仿真实验，仿真结果表明该控制器在引入持续外部干扰力和期望力调整的情况下，能快速实现对期望力的跟踪和实时估计接触刚度，具有较好的鲁棒性。最后，通过实验验证了该控制器在真实的水下柔顺抓取任务中具有快速稳定的力跟踪性能，其平均稳态力跟踪偏差约为0.014 N,最大力跟踪偏差约为0.138 N。     

通缝拼装盾构隧道结构极限承载力的足尺试验研究

针对轨道交通通缝拼装的盾构隧道结构的承载性能,进行结构的足尺静载试验。具体介绍试验方案和加载方案的设计,提供结构变形、管片裂缝、接缝变形和连接螺栓受力的发展情况以及破坏过程等试验结果;对结构的承载性能和破坏机理进行分析。足尺试验研究表明:试验结构的破坏由不同部位接缝混凝土先后受压破坏形成,属梁铰机制;管片接缝是隧道极限承载力的关键断面;周边卸载工况下结构的承载力安全系数比顶部超载工况小,对盾构隧道结构的承载更为不利。     

多辊布料器传动系统的问题及改进措施

重点介绍了多辊布料器传动系统存在的缺陷,通过对联轴器损坏、密封不当、轴承损坏和辊面粘料等问题的分析,寻求改进方案,更换了联轴器及轴承,改变了密封方式,采用新型刮料器;改进后,达到了设备预期寿命,使布料更为均匀、偏析合理,减少了设备故障时间,降低了备件消耗.     

桩土共同作用下的复合基础沉降计算

桩土共同作用下的复合基础是介于常规桩基与天然基础之间的一种基础形式,对其作用与机理作了简单探讨.关于桩土复合基础的沉降计算方法目前较少,按上海地基基础设计规范提供的方法在荷载较大时沉降值计算偏小,在保证结构安全度与设计减少桩数用量的前提下,本文提出计算复合基础沉降的一种改进方法,并给出一工程实例,可供同行设计参考.     

鲍店井田西部第四系划分及对提高开采上限的影响

本文根据鲍店井田西部第四系地层富水性、颜色、岩性、电性特征及厚度等因素进行了第四系上中下组划分,并在此基础上对第四系下组地层进行了详细划分,提出了第四系下组自上而下划分为上段(1含、1隔)、下段(2含、2隔、3含、3隔),同时对含水层和隔水层分布规律进行了研究,分析了含水层的富水性和隔水层的隔水性对进一步提高开采上限的影响。     

DTRO膜和NF膜处理污酸废水研究

针对某冶炼厂污酸废水的水质特点,提出"预处理+膜处理"的工艺路线.重点研究了废水pH值对CO2除钙的影响、铝盐药剂种类和反应pH值对除砷、氟的影响,最后分别采用DTRO膜和NF膜对预处理后的废水进行分盐浓缩.试验结果表明:当废水pH值为9.0时,废水中ρ(Ca)最低为1.0 mg/L.当铝盐与氟砷摩尔比为1.3:1.0,反应pH值为6.0时,砷和氟的去除率分别为59.3%和88.0%.在7.5 MPa压力下,DTRO膜产水率高达88%,对各种盐分截留率均大于94.5%.而NF膜在4.0 MPa压力下,硫酸根离子和氯离子的分盐率在99%以上.     

Storm环境下基于权重的任务调度算法

大数据流式计算平台Apache Storm默认采用轮询的方式进行任务调度,未考虑到拓扑中各任务计算开销的差异以及任务之间不同类型的通信模式,在负载均衡和通信开销方面存在较大的优化空间。针对这一问题,提出一种Storm环境下基于权重的任务调度算法（TSAW-Storm）。该算法首先根据各任务的CPU资源占用情况以及任务间的数据流大小,分别确定拓扑的点权和边权;并利用最大化边权增益的思想,逐步构建起各工作节点中承载的任务集合,在保证集群负载均衡的同时,尽可能将边权较大的节点间数据流转化为节点内数据流,从而降低网络传输开销。实验结果表明,在包含有8个工作节点的WordCount基准测试中,TSAW-Storm的系统延迟和节点间数据流大小相比Storm默认调度算法分别降低了30.0%和32.9%,且各工作节点的CPU负载标准差仅为Storm默认调度算法的25.8%;此外,在与在线调度算法的对比实验中,TSAW-Storm在系统延迟、节点间数据流大小和CPU负载标准差方面分别降低了7.76%、11.8%和5.93%,且算法的执行开销明显降低,有效提高了Storm系统的运行效率。     

Storm环境下基于拓扑结构的任务调度策略

针对Storm流式计算平台中默认轮询调度策略存在通信开销大、负载不均衡的问题,提出基于拓扑结构的任务调度策略（TS²）。首先,选取CPU资源充足且可用的工作节点并各分配一个进程,消除节点内进程间通信开销,优化进程部署;然后,分析拓扑结构,找出拓扑中度最大的组件,优先分配该组件的线程;最后,在满足节点可承载最大线程数的条件下,尽可能将关联任务部署到同一个节点来减少节点间通信开销,改善集群负载均衡,优化线程部署。实验结果表明：在系统延迟方面,与Storm默认调度策略和离线调度策略相比,TS²的平均优化率分别为16.91%和5.69%,有效提高了系统的实时性;在节点间通信开销方面,TS²相比于Storm默认调度策略平均降低了15.75%;在平均吞吐量方面,TS²相比于Storm默认调度策略平均提升了14.21%。     

梁端铰型受控摇摆式钢筋混凝土框架抗震性能振动台试验研究

受控摇摆式钢筋混凝土框架(CR-RCF)采用梁柱铰接节点,后张预应力钢筋提供结构整体恢复力,并采用层间阻尼器耗散地震能量、控制结构整体位移。通过模拟地震振动台对比试验,研究受控摇摆式钢筋混凝土框架的抗震性能。介绍了CR-RCF结构的摇摆机制及摇摆节点的构造形式,设计了受控摇摆式钢筋混凝土框架和常规框架两个振动台试验模型,输入El Centro地震波,得到了不同地震动峰值加速度下结构的动力响应,对比分析了两个模型的振动台试验结果。结果表明：CR-RCF结构较常规框架具有更小的抗侧刚度,故其地震加速度响应更小;CR-RCF结构设置了层间阻尼器耗能装置,地震作用下的结构整体位移得到有效控制;在经历罕遇地震作用后,仅层间阻尼器进入屈服状态,主体框架承重构件保持完好,无任何损伤,表现出优异的“免损伤”特征。