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基于本地漂移和多样性算力的联邦学习优化算法
1
作者
张一鸣
曹腾飞
《计算机应用》
北大核心
2025年第5期1447-1454,共8页
针对联邦学习(FL)在边缘计算应用中所面临的非独立同分布(non-IID)数据和异构算力挑战,为了避免non-IID数据导致客户端模型更新出现较大偏差,从而引发模型不稳定的收敛,引入本地漂移变量的概念;并通过校正本地模型参数,将本地训练过程...
针对联邦学习(FL)在边缘计算应用中所面临的非独立同分布(non-IID)数据和异构算力挑战,为了避免non-IID数据导致客户端模型更新出现较大偏差,从而引发模型不稳定的收敛,引入本地漂移变量的概念;并通过校正本地模型参数,将本地训练过程与全局聚合过程分离,优化FL在non-IID数据训练过程中的性能。此外,鉴于边缘服务器算力的多样性,提出一种新的策略:从全局模型中划分出一个简化的神经网络子模型下发给算力受限的边缘服务器进行训练,而高算力的边缘服务器则使用整个全局模型进行训练;低算力边缘服务器训练所得的参数将上传至云服务器,通过冻结部分参数提高整个模型的拟合速度。结合以上2种方法,提出一种基于本地漂移和多样性算力的联邦学习优化算法(FedLD),旨在解决联邦学习在边缘计算应用中所面临的non-IID数据和多样性算力带来的异构挑战。实验结果表明,FedLD比FedAvg、SCAFFOLD和FedProx算法收敛更快、准确率更高,相较于FedProx,在50个客户端参与训练时,FedLD在MNIST、CIFAR-10和CIFAR-100数据集上分别将模型准确率提升了0.39%、3.68%和15.24%;与最新的FedProc算法相比,FedLD通信开销更低;在K最近邻(KNN)算法、长短期记忆(LSTM)模型和双向门控循环单元(GRU)模型上的对比实验结果也表明,结合FedLD后,这3种模型的预测精度均有约1%的提升。
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关键词
联邦学习
边缘计算
异构性
非独立同分布数据
客户端漂移
多样性算力
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职称材料
多数据库中间件的模型研究
被引量:
13
2
作者
齐德昱
胡镜林
张鹏
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2005年第10期2602-2605,共4页
提出一种新的多数据库中间件架构,使得异源独立分布数据的“上推/受访/集成”模型化,从而使异源独立分布数据的存取/复用/集成,能像单一关系数据库那样走向模型化,建立“DBMS的DBMS”;讨论了该模型中的几个主要关键技术,如数据的一致性...
提出一种新的多数据库中间件架构,使得异源独立分布数据的“上推/受访/集成”模型化,从而使异源独立分布数据的存取/复用/集成,能像单一关系数据库那样走向模型化,建立“DBMS的DBMS”;讨论了该模型中的几个主要关键技术,如数据的一致性、数据的复制策略、局部数据源的即插即用研究、缓冲区系统中的数据名空间。
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关键词
多数据库中间件
异源独立分布数据
全局数据对象模型
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职称材料
多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法
被引量:
4
3
作者
陈春
黄俊贤
+2 位作者
孙辰昊
曹一家
李勇
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2297-2307,共11页
配电网运行风险状态的全面评估对电力系统的安全可靠运行具有重要意义。为此,综合考虑外部环境条件和内部电气参数,定义配电线路健康度和重要度,提出一种多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法。首先,健康度由外部环境信息分...
配电网运行风险状态的全面评估对电力系统的安全可靠运行具有重要意义。为此,综合考虑外部环境条件和内部电气参数,定义配电线路健康度和重要度,提出一种多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法。首先,健康度由外部环境信息分析,离散环境特征通过改进的关联规则挖掘(associationrulemining,ARM)方法处理,从而能深入探索和分析稀有因子,并通过部件关键度度量(component importance measure,CIM)优化元素相对权重计算方法,进一步提高诊断准确度,连续特征由分层概率模糊推理系统(hierarchical probabilistic fuzzy inference system,HPFIS)处理,分层结构的应用减少了运算复杂性,概率模糊能具体诊断连续特征中的罕见元素。其次,重要度由电气参数分析,利用二阶锥规划和启发式规则(second order cone programming and heuristic rules,SOCPHR)的配电网故障恢复模型求解故障失电后果,继而反映内部用户对供电可靠性需求的差异。基于以上,构建了ARM-CIM-HPFIS-SOCPHR(ACHS)评估模型,最后,通过对39节点和84节点实际配电系统进行仿真验证,描述了风险状态二维映射图。研究表明所提方法能有效评估配电网运行风险状态,便于检查和维护。
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关键词
配电网风险状态
多维度评估
健康度
重要度
多源异构数据
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职称材料
一个实时搜索引擎的设计
4
作者
陈彤兵
汪保友
+1 位作者
胡金化
施伯乐
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2004年第5期855-858,共4页
介绍一个正在开发中的实时搜索引擎原型的原理和系统结构 ,设计这个搜索引擎的主要目的就是为了能够实时地进行网上信息的搜索和综合 ,提高信息发现的质量和效率 .
关键词
分布式异构数据源
搜索引擎
信息集成
数据资源描述
模式
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职称材料
新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望
被引量:
35
5
作者
王臻
刘东
+2 位作者
徐重酉
翁嘉明
陈飞
《中国电力》
CSCD
北大核心
2023年第4期1-15,共15页
能源转型背景下,新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设,同时监测技术与通信技术也快速发展,电力系统中的数据来源更加广泛,数据结构更加复杂,为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先,分析新型电力系统...
能源转型背景下,新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设,同时监测技术与通信技术也快速发展,电力系统中的数据来源更加广泛,数据结构更加复杂,为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先,分析新型电力系统数据特征,提出新型电力系统的数据融合需求;接着,介绍新型电力系统数据模型、多源异构数据融合技术层级,分析关键融合技术的优缺点,并对不同技术的适用场景进行分析;然后,分别从输配协同、源网荷储协同、虚拟电厂、多元负荷、电碳市场交易5个典型场景,对多源异构数据融合的数据需求、数据来源、融合目标、常见方法及研究难点进行归纳;最后,对新型电力系统数据融合技术的未来研究发展进行了展望。
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关键词
新型电力系统
多源异构数据融合
输配协同
源网荷储协同
虚拟电厂
多元负荷
电碳交易
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职称材料
异构数据源分布式事务处理研究
被引量:
6
6
作者
赵艳
李钧
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期69-71,共3页
网络技术的发展为用户交互访问和处理分布的异构数据源数据提供了支持,该文针对如何实现多异构数据源的交互和共享及分布式事务处理问题,提出一种基于XA接口的应用服务器解决方案。通过应用服务器和多异构数据源集成机制,建立基于XA接...
网络技术的发展为用户交互访问和处理分布的异构数据源数据提供了支持,该文针对如何实现多异构数据源的交互和共享及分布式事务处理问题,提出一种基于XA接口的应用服务器解决方案。通过应用服务器和多异构数据源集成机制,建立基于XA接口的外部数据源系统集成模型,设计应用服务器的资源服务,实现应用服务器和多异构数据源的无缝集成。
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关键词
异构数据源
分布式事务处理
应用服务器
XA接口
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职称材料
基于多源异构数据的配电网运行分析平台:系统架构与技术实现
被引量:
37
7
作者
周杨珺
梁朔
+2 位作者
俞小勇
奉斌
李珊
《南方电网技术》
北大核心
2018年第8期59-64,共6页
大数据技术是挖掘配用电海量数据价值的有效途径,可显著提高配电网生产运行监测和管控的精益化水平。本文基于智能配用电大数据的数据源及数据类别分析,结合配电网规模评估、供电可靠性评估、运行状态评价等功能需求,提出并开发了包括...
大数据技术是挖掘配用电海量数据价值的有效途径,可显著提高配电网生产运行监测和管控的精益化水平。本文基于智能配用电大数据的数据源及数据类别分析,结合配电网规模评估、供电可靠性评估、运行状态评价等功能需求,提出并开发了包括业务层、应用层、数据中心层和数据底层的配电网运行分析平台总体系统架构,并进一步细化了软硬件平台设计。通过对多源异构数据的整合、分析、识别、挖掘,并运用丰富的可视化技术手段,实现了电网、设备和环境信息等基础信息的融合,以及大数据分析评估结果信息的全景信息展示,并在展示的基础上开发并实现了配电网故障分析等高级应用功能。
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关键词
配用电大数据
多源异构数据处理
架构与功能设计
平台构建
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职称材料
题名
基于本地漂移和多样性算力的联邦学习优化算法
1
作者
张一鸣
曹腾飞
机构
青海大学计算机技术与应用学院
青海省智能计算与应用实验室
出处
《计算机应用》
北大核心
2025年第5期1447-1454,共8页
基金
国家自然科学基金青年基金资助项目(62101299)
青海省应用基础研究项目(2024-ZJ-708)。
文摘
针对联邦学习(FL)在边缘计算应用中所面临的非独立同分布(non-IID)数据和异构算力挑战,为了避免non-IID数据导致客户端模型更新出现较大偏差,从而引发模型不稳定的收敛,引入本地漂移变量的概念;并通过校正本地模型参数,将本地训练过程与全局聚合过程分离,优化FL在non-IID数据训练过程中的性能。此外,鉴于边缘服务器算力的多样性,提出一种新的策略:从全局模型中划分出一个简化的神经网络子模型下发给算力受限的边缘服务器进行训练,而高算力的边缘服务器则使用整个全局模型进行训练;低算力边缘服务器训练所得的参数将上传至云服务器,通过冻结部分参数提高整个模型的拟合速度。结合以上2种方法,提出一种基于本地漂移和多样性算力的联邦学习优化算法(FedLD),旨在解决联邦学习在边缘计算应用中所面临的non-IID数据和多样性算力带来的异构挑战。实验结果表明,FedLD比FedAvg、SCAFFOLD和FedProx算法收敛更快、准确率更高,相较于FedProx,在50个客户端参与训练时,FedLD在MNIST、CIFAR-10和CIFAR-100数据集上分别将模型准确率提升了0.39%、3.68%和15.24%;与最新的FedProc算法相比,FedLD通信开销更低;在K最近邻(KNN)算法、长短期记忆(LSTM)模型和双向门控循环单元(GRU)模型上的对比实验结果也表明,结合FedLD后,这3种模型的预测精度均有约1%的提升。
关键词
联邦学习
边缘计算
异构性
非独立同分布数据
客户端漂移
多样性算力
Keywords
Federated Learning(FL)
edge computing
heterogeneity
non-Independent
and
Identically
distributed
(non-IID)
data
client drift
diversity computing power
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
多数据库中间件的模型研究
被引量:
13
2
作者
齐德昱
胡镜林
张鹏
机构
华南理工大学计算机学院
出处
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2005年第10期2602-2605,共4页
基金
广东省重大科技基金项目(2003A1030404)
文摘
提出一种新的多数据库中间件架构,使得异源独立分布数据的“上推/受访/集成”模型化,从而使异源独立分布数据的存取/复用/集成,能像单一关系数据库那样走向模型化,建立“DBMS的DBMS”;讨论了该模型中的几个主要关键技术,如数据的一致性、数据的复制策略、局部数据源的即插即用研究、缓冲区系统中的数据名空间。
关键词
多数据库中间件
异源独立分布数据
全局数据对象模型
Keywords
multi-
data
base middleware
heterogeneous source and distributed independently data
global
data
object model
分类号
TP311.13 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法
被引量:
4
3
作者
陈春
黄俊贤
孙辰昊
曹一家
李勇
机构
长沙理工大学电气与信息工程学院
湖南大学电气与信息工程学院
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期2297-2307,共11页
基金
国家自然科学基金(52007009)
深圳市科技计划项目(CJGJZD20200617102405015)。
文摘
配电网运行风险状态的全面评估对电力系统的安全可靠运行具有重要意义。为此,综合考虑外部环境条件和内部电气参数,定义配电线路健康度和重要度,提出一种多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法。首先,健康度由外部环境信息分析,离散环境特征通过改进的关联规则挖掘(associationrulemining,ARM)方法处理,从而能深入探索和分析稀有因子,并通过部件关键度度量(component importance measure,CIM)优化元素相对权重计算方法,进一步提高诊断准确度,连续特征由分层概率模糊推理系统(hierarchical probabilistic fuzzy inference system,HPFIS)处理,分层结构的应用减少了运算复杂性,概率模糊能具体诊断连续特征中的罕见元素。其次,重要度由电气参数分析,利用二阶锥规划和启发式规则(second order cone programming and heuristic rules,SOCPHR)的配电网故障恢复模型求解故障失电后果,继而反映内部用户对供电可靠性需求的差异。基于以上,构建了ARM-CIM-HPFIS-SOCPHR(ACHS)评估模型,最后,通过对39节点和84节点实际配电系统进行仿真验证,描述了风险状态二维映射图。研究表明所提方法能有效评估配电网运行风险状态,便于检查和维护。
关键词
配电网风险状态
多维度评估
健康度
重要度
多源异构数据
Keywords
distribution network risk status
multidimensional assessment
healthiness indices
importance indices
multi-
source
heterogeneous
data
分类号
TM73 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
一个实时搜索引擎的设计
4
作者
陈彤兵
汪保友
胡金化
施伯乐
机构
复旦大学计算机及信息技术系
出处
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2004年第5期855-858,共4页
文摘
介绍一个正在开发中的实时搜索引擎原型的原理和系统结构 ,设计这个搜索引擎的主要目的就是为了能够实时地进行网上信息的搜索和综合 ,提高信息发现的质量和效率 .
关键词
分布式异构数据源
搜索引擎
信息集成
数据资源描述
模式
Keywords
distributed
heterogeneous
data
source
s
search engine
information integration
data
re
source
description
schema
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望
被引量:
35
5
作者
王臻
刘东
徐重酉
翁嘉明
陈飞
机构
上海交通大学电子信息与电气工程学院
国网宁波供电公司
出处
《中国电力》
CSCD
北大核心
2023年第4期1-15,共15页
基金
国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点资助项目(新型配电系统数字孪生基础理论与方法研究,U22B2096)
国网浙江省电力有限公司科技项目(配电物联网信息物理交互关键技术及平台研究,5211NB21N002)。
文摘
能源转型背景下,新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设,同时监测技术与通信技术也快速发展,电力系统中的数据来源更加广泛,数据结构更加复杂,为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先,分析新型电力系统数据特征,提出新型电力系统的数据融合需求;接着,介绍新型电力系统数据模型、多源异构数据融合技术层级,分析关键融合技术的优缺点,并对不同技术的适用场景进行分析;然后,分别从输配协同、源网荷储协同、虚拟电厂、多元负荷、电碳市场交易5个典型场景,对多源异构数据融合的数据需求、数据来源、融合目标、常见方法及研究难点进行归纳;最后,对新型电力系统数据融合技术的未来研究发展进行了展望。
关键词
新型电力系统
多源异构数据融合
输配协同
源网荷储协同
虚拟电厂
多元负荷
电碳交易
Keywords
new power system
multi-
source
heterogeneous
data
fusion
transmission
and
distribution coordination
source
-grid-loadstorage collaboration
virtual power plant
multi-type loads
electricity-carbon trading
分类号
TM73 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
异构数据源分布式事务处理研究
被引量:
6
6
作者
赵艳
李钧
机构
西北工业大学软件与微电子学院
出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期69-71,共3页
文摘
网络技术的发展为用户交互访问和处理分布的异构数据源数据提供了支持,该文针对如何实现多异构数据源的交互和共享及分布式事务处理问题,提出一种基于XA接口的应用服务器解决方案。通过应用服务器和多异构数据源集成机制,建立基于XA接口的外部数据源系统集成模型,设计应用服务器的资源服务,实现应用服务器和多异构数据源的无缝集成。
关键词
异构数据源
分布式事务处理
应用服务器
XA接口
Keywords
heterogeneous
data
source
s
distributed
transaction processing
application server
XA interface
分类号
TP311 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
基于多源异构数据的配电网运行分析平台:系统架构与技术实现
被引量:
37
7
作者
周杨珺
梁朔
俞小勇
奉斌
李珊
机构
广西电网有限责任公司电力科学研究院
出处
《南方电网技术》
北大核心
2018年第8期59-64,共6页
文摘
大数据技术是挖掘配用电海量数据价值的有效途径,可显著提高配电网生产运行监测和管控的精益化水平。本文基于智能配用电大数据的数据源及数据类别分析,结合配电网规模评估、供电可靠性评估、运行状态评价等功能需求,提出并开发了包括业务层、应用层、数据中心层和数据底层的配电网运行分析平台总体系统架构,并进一步细化了软硬件平台设计。通过对多源异构数据的整合、分析、识别、挖掘,并运用丰富的可视化技术手段,实现了电网、设备和环境信息等基础信息的融合,以及大数据分析评估结果信息的全景信息展示,并在展示的基础上开发并实现了配电网故障分析等高级应用功能。
关键词
配用电大数据
多源异构数据处理
架构与功能设计
平台构建
Keywords
distribution
and
utilization big
data
multi-
source
heterogeneous
data
processing
system structure
and
function design
platform establishing
分类号
TM773 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于本地漂移和多样性算力的联邦学习优化算法
张一鸣
曹腾飞
《计算机应用》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
多数据库中间件的模型研究
齐德昱
胡镜林
张鹏
《计算机工程与设计》
CSCD
北大核心
2005
13
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职称材料
3
多源异构数据分布下的配电网风险状态多维评估方法
陈春
黄俊贤
孙辰昊
曹一家
李勇
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
4
一个实时搜索引擎的设计
陈彤兵
汪保友
胡金化
施伯乐
《小型微型计算机系统》
CSCD
北大核心
2004
0
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职称材料
5
新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望
王臻
刘东
徐重酉
翁嘉明
陈飞
《中国电力》
CSCD
北大核心
2023
35
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职称材料
6
异构数据源分布式事务处理研究
赵艳
李钧
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2009
6
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职称材料
7
基于多源异构数据的配电网运行分析平台:系统架构与技术实现
周杨珺
梁朔
俞小勇
奉斌
李珊
《南方电网技术》
北大核心
2018
37
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职称材料
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