PC CLUSTER地震资料处理系统集成与应用

联网微机、并行中间件、实时监视和自动部署是构成PC Cluster的四个基本要素,本文探讨了如何根据地震资料处理的技术特点集成PC Cluster地震资料处理系统,提出了利用开放源带码项目进行软件集成的概念.通过应用实例对比分析了PC Cluster地震资料并行处理效率,得出网络I/O与扰动是影响PCCluster性能的关键因素并提出了解决办法.     

基于FPGA的柴油机电控单元HIL系统IO研究与实现

为了明确高压共轨柴油机电控单元(electronic control unit, ECU)硬件在环(hardware-in-the-loop, HIL)系统I/O数据流特性以及减少系统开发时间和成本,提出了基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)技术与自制负载板相结合的高压共轨柴油机ECU硬件在环系统方案,并利用LabVIEW FPGA模块开发了HIL系统可重配置I/O,通过分析FPGA底层传感器信号输出和执行器信号输入的I/O特征,设计了底层各I/O模块程序;结合基于AVL/CRUISE M搭建的D30柴油机实时仿真模型,在上位机中利用LabVIEW模拟传感器信号I/O模块和模型信号I/O模块.实验结果表明,HIL系统I/O设计合理,可重配置I/O设备的输出I/O能参数化模拟发动机的传感器信号,输入I/O能成功识别执行器反馈信号,并通过模型信号I/O输入至模型中,从而实现柴油机仿真模型和ECU的闭环控制并证实了系统方案的可行性.     

并行I/O技术在海洋数值模式中的应用研究

在海洋数值模拟过程中,随着计算区域的扩大以及计算精度的提升,大量数据输出使得I/O效率成为系统整体性能提升的一个瓶颈。针对这一问题,使用并行I/O技术对系统的输出模块进行优化,并与传统的几种串行I/O方式在不同节点,以及不同计算规模下进行性能比较。通过实验研究数据,对不同I/O方式的不同特点和不同适用场景进行分析,证明在海洋数值模式中使用并行I/O技术切实可行,并且I/O速率得到大幅度提升。     

基于云计算平台的并行DBSCAN算法

DBSCAN算法是一种典型的基于密度的聚类算法,具有速度快、可以发现噪声的优点,但在处理大规模数据时出现聚类效率低、内存和I/O消耗大、聚类精度降低的问题,集群式计算机技术特别是云计算技术的发展提供了解决DBSCAN算法缺陷的方案.文中提出了数据预分区的并行PMDBSCAN算法,该算法在聚类之前对数据分区预处理,利用并行编程模型MapReduce实现DBSCAN算法并行化,结合重叠分区思想,减少I/O消耗.实验结果表明,在大规模数据集上,PMDBSCAN算法聚类有效提高了聚类的速度、减少了I/O消耗、改善了聚类的质量.     

一种通过计算机编程快速读取地震数据的方法

地震数据是地质勘探与开发研究工作中一类重要的数据,其格式复杂、数据体庞大,所以地震数据的访问成为地球物理软件开发中的技术难点之一.通过分析常用地震数据的格式,可以明确地震数据访问要解决的关键技术问题是地震道在文件中的随机定位.提出了一种在微机上快速读取地震数据文件的方法,可以实现对大体积地震数据的直接读取与随机数据道访...     

基于混合算法和PMU数据的发电机励磁参数辨识方法研究

励磁参数辨识是电力系统稳定计算校核的基础.研究利用WAMS数据在线辨识励磁系统参数的方法.首先,将励磁系统的在线参数辨识归结为一个输入输出系统的最优化问题.即输入PMU数据是发电机的PMU出口电压,输出PMU数据是发电机的励磁电压和励磁电流.目标函数是在同一输入下,模型的输出和实际测量输出的差异最小.在实现上,采用数据...     

输入非线性方程误差自回归系统的多新息辨识方法

典型块结构非线性系统包括基本的输入非线性系统、输出非线性系统、输入输出非线性系统、反馈非线性系统等.输入非线性系统包括输入非线性方程误差类系统和输入非线性输出误差类系统.以输入非线性方程误差自回归系统,即输入非线性受控自回归自回归(IN-CARAR)系统为例,分别基于过参数化模型,基于关键项分离原理,基于数据滤波技术以及基于辨识模型分解技术,研究和提出了IN-CARAR系统的随机梯度辨识方法、多新息随机梯度辨识方法、递推最小二乘辨识方法、多新息最小二乘辨识方法.这些方法可以推广到其他输入非线性方程误差系统、输入非线性输出误差类系统、输出非线性方程误差类系统、输出非线性输出类系统、反馈非线性系统等.同时,给出了几个典型辨识算法的计算步骤、流程图和计算量.     

逻辑回归中的批量梯度下降算法并行化研究

逻辑回归中的批量梯度下降算法需要访问全部数据样本,在单节点环境下计算耗时较长。针对大批量数据集的训练问题,提出了一种基于MapReduce框架的并行化算法。首先利用HDFS文件系统存储训练数据集,MapReduce框架会对输入数据集进行分片处理,每一个分片交由一个Map节点进行处理;Map过程的输出结果会传给Combiner节点,进行各个分片内部的数据归并;所有分片的归并结果会通过Shuffle过程,进行各个分片间的数据合并,汇总成一个输出文件;输出文件会传给Reduce节点进行运算,最后将计算结果用于参数更新。实验结果表明,集群环境下的参数训练结果正确,随着数据集的扩大,并行化计算的优势逐渐显现。     

可视化技术在结构地震动力分析中的应用

将VISC（科学计算可视化）技术引入结构地震动力分析，论述了其可视化系统的组成、实现原理，并编制了多层框架结构抗震体系与隔震体系的时程分析计算程序，设计了可视化的输入与输出界面及时程动画，使抽象的数据形象化.     

小波分析在地震道油气检测中的应用

到地震道的分形特征,介绍了小波变换理论在处理地震资料中的应用,提出了使用具有紧支集的样条波波对地震道进行了小波变换,从而提高地震道资料分辨率和进行油气检测的方法。     

基于卷积自编码器的地震数据处理

引入以深度学习为代表的数据驱动方法,加速地震数据的处理流程,获得更精确的地下介质信息. 卷积自编码器方法在地震数据压缩降维的同时,利用数据的空间局部相关性自动提取信号特征,避免数学物理模型的假设依赖. 通过设计不同地质模型的地下速度结构,利用波动方程正演模拟构建大量不同特征的地震数据训练集和测试集. 与模型驱动的地震随机噪声压制和地震道插值方法不同,数据驱动下的卷积自编码器方法能够从含随机噪声地震数据和地震道缺失数据中,直接识别和提取出其中的有效地震信号,从而压制随机噪声以及重建原始地震数据,实验结果验证了该方法的有效性. 卷积自编码器方法不需要人工阈值控制,具有更高的处理效率.     

可视化技术在结构地震动力分析中的应用

将VISC(科学计算可视化)技术引入结构地震动力分析,论述了其可视化系统的组成、实现原理,并编制了多层框架结构抗震体系与隔震体系的时程分析计算程序,设计了可视化的输入与输出界面及时程动画,使抽象的数据形象化。     

薄互层疏松砂岩储层时移地震AVO研究

针对薄互层疏松砂岩油藏特征,提出了基于各向异性介质理论的时移地震AVO响应分析方法.利用测井数据和实验室岩石物理测量数据,确定了适合目标油田储层的高孔低胶结岩石物理模型,利用移动平均法计算薄互层油藏Backus参数,从而计算岩石弹性参数变化和分析Thomsen参数变化,计算各向异性介质界面反射和透射系数,利用测井资料合成角道集,分析了油藏含油饱和度和压力变化时的时移地震AVO效应.模拟数据分析表明,疏松砂岩对油藏有效压力变化十分敏感,含油饱和度与压力变化时,P-P波和P-SV转换波的时移地震AVO响应是不同的.研究表明,地震模拟是进行时移地震可行性分析和有效区分油藏压力与含油饱和度变化的重要工具,对于充分挖掘我国油田潜力具有重要意义.     

一种通过计算机编程读取地震数据的方法

地震数据是勘探与开发研究工作中一类重要的数据,其格式复杂、数据体庞大,所以地震数据的访问成为地球物理软件开发中的技术难点之一。通过分析常用地震数据的格式,可以明确地震数据访问要解决的关键技术问题是地震道的在文件中的随机定位。提出了一种在微机上读取地震数据文件的方法,可以实现对大体积地震数据的直接读取与随机数据道访问。将该方法应用于中国石油天然气集团公司科技项目《多学科专家协同勘探虚拟现实工作平台研制》中的地震数据管理软件,可以更为快速准确地读取并转换大体积的地震数据,为实现3D虚拟显示勘探数据的任务目标提供可靠保障。     

地震数据广义合成的频率空间域逆时偏移

为了降低偏移成像方法的计算成本,利用地震数据的广义合成技术,将共炮道集数据及其震源转化为合成道集与合成震源.结果表明,通过将频率空间域的地震数据广义合成技术与频率空间域的逆时偏移成像方法相结合,可以使频率空间域逆时偏移的计算效率提高1.5~3倍,而且可以得到与常规共炮道集频率空间域逆时偏移基本相同的成像结果.相比于随机合成数据逆时偏移,平面波数据逆时偏移不含随机交叉噪音,可以得到更好的成像结果.     

FPGA的汉明码数据传输系统的设计

为提高数据传输系统的通信准确度,提出了一种基于FPGA的并行、串行数据相互转换的汉明码数据传输系统.系统的数据发送部分对并行的原始数据进行汉明编码,PDU格式生成,以及数据并串转换的处理.通过一对I/O端口发送和接受串行数据.数据接收部分将接收到的串行数据转换成并行数据;确认得到一组完整的PDU格式数据后,如果有必要,对其进行汉明解码纠错,得到正确的原始数据.利用了Simulink分别对未采用汉明码和采用汉明码的系统进行通信仿真.仿真结果表明:采用汉明码可以降低系统9%的错误比例.     

PXI总线在车用仪表性能检测中的应用

以PXI总线为基础,介绍了符合PXI总线标准的多功能专用板卡。PXI多功能专用板卡主要完成多种信号的输入、输出与控制功能,包括A/D转换、D/A转换和I/O开关量等功能模块电路,能有效对各功能模块进行闭环控制,完全能够满足系统中对多种信号输入输出和各种处理的要求。将此板卡应用于车用仪表性能检测系统中,与CCD图像采集和DSP处理系统结合,具有检测实时性好、精度高、通用性强、功能全面、性价比高、操作简便等优点。     

宽方位地震资料OVT处理技术在煤田地震勘探中的研究与应用

随着宽方位高密度地震采集技术的普及,宽方位地震资料处理技术也日趋完善。目前,OVT域作为全新的数据处理域,因具有延伸全工区的单次覆盖、偏移后保留方位角信息、良好的一致性等优良特性而取代传统的分方位处理,成为宽方位地震资料处理的主流技术。此次基于淮北煤田某区的宽方位高密度地震数据,从OVT原理入手对OVT技术进行了比较全面深入的分析,并应用OVT分组、OVT域数据规则化、OVT域叠前时间偏移及OVG集方位各向异性校正等技术方法,得到了保留方位角信息的叠前道集。与传统的共炮检距域道集相比,基于OVT域处理技术的数据解决了方位各向异性及覆盖次数不均匀造成的种种处理问题,改善了处理效果,提高了处理精度,为解决煤田资料方位各向异性问题、实现真正的宽方位地震处理奠定了基础。     

地震数据广义合成的频率空间域逆时偏移

为了降低偏移成像方法的计算成本,利用地震数据的广义合成技术,将共炮道集数据及其震源转化为合成道集与合成震源.结果表明,通过将频率空间域的地震数据广义合成技术与频率空间域的逆时偏移成像方法相结合,可以使使频率空间域逆时偏移的计算效率提高1.5~3倍,而且可以得到与常规共炮道集频率空间域逆时偏移基本相同的成像结果.相比于由随机时间延迟合成函数得到的随机合成数据逆时偏移,利用平面波合成函数得到的平面波数据逆时偏移不含随机交叉噪音,可以得到更好的成像结果.     

辅助模型辨识方法(3):输入非线性输出误差自回归系统

输入非线性系统包括输入非线性方程误差类系统和输入非线性输出误差类系统.针对输入非线性输出误差自回归系统,分别基于过参数化模型,基于关键项分离原理,基于数据滤波技术,研究了相应的基于过参数化模型的辅助模型递推辨识方法、基于关键项分离的辅助模型递推辨识方法、基于数据滤波的辅助模型递推辨识方法.这些方法可以推广到其他输入非线性输出误差系统、输出非线性输出误差系统、反馈非线性系统等.并给出了几个典型辨识算法的计算步骤、流程图和计算量.