基于不确定性的雄安新区城市水系统安全保障技术研究

为提升雄安新区应对气候变化和急性冲击灾害的适应能力,建设高韧性高弹性的城市水系统,实现新区水系统的安全运行与可持续发展,构建了基于不确定性的雄安新区城市水系统安全保障技术.该技术包括水系统的风险源识别、风险综合评价和风险管理策略3部分.在应对气候变化方面,提出了"气候变化模拟预估—气候变化增量分析—水系统影响风险分析"的技术框架、不同精度的气候变化增量分析方法,以及分层级的城市水系统气候变化影响与风险分析方法.在应对急性冲击方面,提出了有效识别城市水系统面临的急性冲击风险源识别方法,以及急性冲击灾害多情景多灾种风险分析方法.在安全保障机制方面,提出了建立雄安新区水系统应急预案体系的要求,以及区域协同、综合应对、专业负责和网格化管理的"城市-组团-社区"三级风险管控机制.     

基于降雨资料的雨量预警指标阈值求解模型

为保证雨量预警指标阈值在有效周期范围内发挥预警作用,通过分析现有雨量预警指标阈值的确定方法,提出了基于区域临界雨量法-降雨灾害同频率法-R/S分析法的雨量预警指标阈值求解模型。将该模型应用于江苏省泰兴市降雨时间序列的分析,对最大日降水量时间序列进行阈值确定、趋势分析,并用指标阈值进行预警验证。结果表明,该模型的雨量预警指标阈值确定结果相较单一模型更为准确,且具有一定的时效性,可为农村基层防汛预报预警提供参考。     

基于IFMOP的玉环市区域水资源配置

引入无概率分布的区间数表示不确定性影响范围,选取经济效益、供需水效率和COD排放量分别构建经济目标、社会目标和环境目标优化函数,构建了玉环市不确定性模糊多目标规划(IFMOP)水资源配置模型,并计算了不确定性解集。结果表明:IFMOP配置计算成果可实现玉环市区域水量水质协调高效利用和社会-经济-生态系统均衡发展;在75%来水保证率下各行业配置总水量不确定性范围为14 375万~15 154万m³。IFMOP水资源配置模型在信息不充分的条件下能够全面使用各类数据信息进行水资源配置,更好地满足水资源在各行业配置过程中的动态管理需求。     

聚丙烯玄武岩混杂纤维混凝土氯盐侵蚀耐久性试验研究

玄武岩纤维和聚丙烯纤维可在混凝土中产生互补和协同作用,大幅提升混凝土性能.文章通过试验研究的方法,探讨了玄武岩聚丙烯纤维混凝土的抗氯盐侵蚀性能.从试验结果来看,纤维混掺有助于提高混凝土的抗氯盐侵蚀性能,而玄武岩纤维掺量0.15％、聚丙烯纤维掺量0.5％的混杂纤维混凝土抗氯盐侵蚀性能最佳,建议在工程设计和施工中采用.     

一种面向数据可用性和存储可靠性动态要求的自适应纠删码存储策略设计

为了满足指数级增长的大数据存储需求,现代的分布式存储系统需要提供大容量的存储空间以及快速的存储服务.因此在主流的分布式存储系统中,均应用了纠删码技术以节约数据中心的磁盘成本,保证数据的可靠性,并且满足应用程序和客户端的快速存储需求.在实际应用中数据往往重要程度并不相同,对数据可用性要求不一,且不同磁盘的故障率和可靠性动态不一的特点,对于传统RAID存储方式包括基于纠删码的存储系统提出了新的挑战.本文提出了一种面向数据可用性和磁盘可靠性动态要求的灵活自适应纠删码存储设计On-demand ARECS(On-demand Availability and Reliability Oriented Adaptive Erasure Coded Storage System),根据存储后端数据可用性和磁盘可靠性的多个维度进行设计,综合确定纠删码编码策略和存储节点选择,从而减少存储冗余度和存储延迟,同时提高数据可用性和存储可靠性.我们在Tahoe-LAFS开源分布式文件系统中进行了实验,实验结果验证了我们的理论分析,在保证具有多样性要求的数据可用性和磁盘可靠性的前提下,明显减少了数据冗余度和存储延迟.     

基于SaaS的矿震远程预警系统关键技术初探

现有的矿震预警系统都是以独立形式运行于各矿区,相互之间没有关联,重复投资严重,且矿震数据海量繁杂,仅依靠现场分析无法满足实时预警需求。文章基于感知矿山物联网示范工程(夹河矿),对采用云计算SaaS模式构建的矿震远程预警系统关键技术进行了相关研究:首先给出了系统整体框架,然后重点探讨了该系统所涉及的三个关键技术,包括基于SaaS的矿震预警专家分析软件架构、多源SaaS数据库构建技术以及基于MapReduce的并发数据过滤接收技术。现场应用表明,所构建的系统已基本具备全国统一远程矿震预警系统的架构,能满足多矿区远程矿震预警的基本要求。     

多时滞线性连续系统的最优H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的最优H∞容错控制问题.首先,给出了系统没有干扰输入时存在无记忆状态反馈容错控制器的一个充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;最后,给出了最优无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的设计方法.仿真实例证明了所得最优H∞容错控制嚣设计方法的正确性和有效性.     

面向S3C2440的U-Boot分析与改进

针对目前U - Boot引导程序无法从大页Nandflash启动,以及不能同时支持从Nandflash和Norflash启动的问题,在不改变代码通用性的前提下对U- Boot进行了改进.首先分析U - Boot阶段l的启动原理和U- Boot通用性的实现方法;然后依据S3C2440处理器提供的Nandflash存储启动机制以及大页Nandflash数据操作原理,修改阶段l实现代码,添加从大页Nandflash启动;最后利用大页Nandflash和Norflash存储器读写数据的差异性以及两种存储启动方式实现的不同机理,添加S3C2440处理器自动判断从何种存储器启动的代码,实现U-Boot兼容Nandflash和Norflash启动的改进.通过在基于S3C2440处理器的目标板上运行,结果证明对U - Boot所做的改进具有有效性,扩展了U-Boot的适用范围,增强了代码兼容性.     

一种基于三维小波变换的盲视频水印算法

为了寻求有效的数字媒体保护方法,本文提出了一种基于三维小波变换的盲视频水印算法。算法将灰度水印图像进行了多分辨率分解和位平面分解为,然后将这些不同分辨率的二值图像嵌入到视频场景中的各帧Y分量的中频小波系数帧相应的子带中,使水印嵌入具有自适应性,嵌入时通过对系数分组并修改每组第一个系数的相对大小来完成,可以实现盲检测。实验结果表明,该文所提出的视频水印算法对MPEG编码、帧平均、帧丢失和帧交换具有良好的鲁棒性。     

基于CUDA编程模型的稀疏对角矩阵向量乘优化

稀疏矩阵向量乘是很多科学计算问题中的核心问题。本文针对稀疏对角矩阵,在DIA存储格式的基础上,设计了一种新型压缩存储格式CDIA,结合CUDA编程模型的特点,在计算线程上进行了细粒度的任务分配,同时为满足CUDA对存储器的合并访问要求,将压缩矩阵做了相应的转置处理,设计了细粒度算法与程序,并根据稀疏矩阵向量乘特点,做了相应的程序优化。实验数据显示,这种存储格式能够很好地发挥CUDA在数据处理方面的优势,在测试数据中,最高获得了单精度39.6Gflop/s和双精度19.6Gflop/s的浮点计算性能,性能在Nathan Bell和Michael Garland的基础上分别提高了7.6%和17.4%。