非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring,NILM)技术对于实现智慧用电与管理具有重要意义。针对现有的非侵入式负荷监测方法在高噪声环境下对特征相似电器以及微小负荷变化监测精度不足的难题,提出了一种基于单位力操作视觉变...非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring,NILM)技术对于实现智慧用电与管理具有重要意义。针对现有的非侵入式负荷监测方法在高噪声环境下对特征相似电器以及微小负荷变化监测精度不足的难题,提出了一种基于单位力操作视觉变换器的非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring based on unit force operated vision transformer,UFONILM)模型的非侵入式负荷监测的深度学习框架。UFONILM模型的单位力操作(unit force operated,UFO)模块通过层归一化和一系列卷积层有效地提取和利用了多尺度的时间序列数据,特征。在标准的UK-DALE数据集上进行的实验显示,UFONILM模型在准确性和F1得分上均优于现有方法,特别是在细粒度的负荷监测场景中。研制了基于UFONILM模型的嵌入式系统,实现了边缘计算的非侵入式负荷监测,可实时监测和响应电网中的异常用电行为,如违规充电事件。实验检测证明,UFONILM模型嵌入式非侵入式负荷监测方法在监测效率方面具有显著的提升,具有高效、便捷安装、可扩展等特点。展开更多
边缘侧大模型应用正成为推动智能健康、智慧城市等领域智能化与数字化进程的关键驱动力。然而,大模型海量智能任务异构性和高动态网络的不可预测性,使得边缘设备有限的算力资源难以满足复杂推理任务对高效且可靠服务质量(Quality of Ser...边缘侧大模型应用正成为推动智能健康、智慧城市等领域智能化与数字化进程的关键驱动力。然而,大模型海量智能任务异构性和高动态网络的不可预测性,使得边缘设备有限的算力资源难以满足复杂推理任务对高效且可靠服务质量(Quality of Service,QoS)的需求。因此本文提出了一种基于生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)增强的多智能体深度强化学习(Multi-Agent Deep Reinforcement Learning,MADRL)的边缘推理与异构资源协同优化方法,以实现数字孪生(Digital Twin,DT)驱动的边缘侧大模型赋能系统中异构资源的动态负载均衡,确保推理任务高效性与可靠性。首先,本文构建并分析了DT驱动的边缘侧大模型系统中的物理网络层和孪生网络层,并采用GAN实现对物理实体的孪生映射,从而对海量异构边缘数据进行分布式处理、生成与优化。接着,利用MADRL算法来对系统中的异构资源进行综合量化与协同优化,并将边缘推理数据反馈至MADRL算法中以减少集中式训练过程中的数据通信开销。同时,借助于联邦学习,该架构能够实现多方知识共享,从而有效提升模型训练速度与性能。最后,仿真结果表明,该算法能够在动态复杂大模型赋能边缘系统环境中有效降低推理任务的时延和能耗,充分利用有限的系统资源,确保推理任务的高效性,并提升智能服务的质量。展开更多
文摘非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring,NILM)技术对于实现智慧用电与管理具有重要意义。针对现有的非侵入式负荷监测方法在高噪声环境下对特征相似电器以及微小负荷变化监测精度不足的难题,提出了一种基于单位力操作视觉变换器的非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring based on unit force operated vision transformer,UFONILM)模型的非侵入式负荷监测的深度学习框架。UFONILM模型的单位力操作(unit force operated,UFO)模块通过层归一化和一系列卷积层有效地提取和利用了多尺度的时间序列数据,特征。在标准的UK-DALE数据集上进行的实验显示,UFONILM模型在准确性和F1得分上均优于现有方法,特别是在细粒度的负荷监测场景中。研制了基于UFONILM模型的嵌入式系统,实现了边缘计算的非侵入式负荷监测,可实时监测和响应电网中的异常用电行为,如违规充电事件。实验检测证明,UFONILM模型嵌入式非侵入式负荷监测方法在监测效率方面具有显著的提升,具有高效、便捷安装、可扩展等特点。
文摘边缘侧大模型应用正成为推动智能健康、智慧城市等领域智能化与数字化进程的关键驱动力。然而,大模型海量智能任务异构性和高动态网络的不可预测性,使得边缘设备有限的算力资源难以满足复杂推理任务对高效且可靠服务质量(Quality of Service,QoS)的需求。因此本文提出了一种基于生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)增强的多智能体深度强化学习(Multi-Agent Deep Reinforcement Learning,MADRL)的边缘推理与异构资源协同优化方法,以实现数字孪生(Digital Twin,DT)驱动的边缘侧大模型赋能系统中异构资源的动态负载均衡,确保推理任务高效性与可靠性。首先,本文构建并分析了DT驱动的边缘侧大模型系统中的物理网络层和孪生网络层,并采用GAN实现对物理实体的孪生映射,从而对海量异构边缘数据进行分布式处理、生成与优化。接着,利用MADRL算法来对系统中的异构资源进行综合量化与协同优化,并将边缘推理数据反馈至MADRL算法中以减少集中式训练过程中的数据通信开销。同时,借助于联邦学习,该架构能够实现多方知识共享,从而有效提升模型训练速度与性能。最后,仿真结果表明,该算法能够在动态复杂大模型赋能边缘系统环境中有效降低推理任务的时延和能耗,充分利用有限的系统资源,确保推理任务的高效性,并提升智能服务的质量。
