多层DSS体系结构研究

在设计和部署DSS时,由于对DSS体系结构认识不清,常常不能做出正确的选择.而对DSS体系结构的正确选择正是成功实施DSS的关键.详细地分析了第一、二代DSS模型在具体实施和运行过程中存在的问题,提出了一种综合的多层DSS模型,并设计了软件体系结构.该模型综合了数据仓库和数据集市的优点,解决了第一、二代DSS模型存在的不足,对规划和部署DSS具有一定的指导意义.     

基于概率推断网的水雷战专家系统

针对反水雷作战决策的需要,运用贝叶斯推理、模糊逻辑以及可信度不确定推理方法,设计了一个基于概率推断网的水雷战专家系统.利用该系统可得出两种结论:一是利用计算概率的方法得出的结论,二是利用计算可信因子方法得出的结论,两种结论呈现定量和定性的互补关系.可较好地为反水雷作战指挥员提供辅助决策,以减少舰船遭毁伤的概率.     

栅格地理数据并行格式转换引擎

如今大规模地理数据正在社会各个部门和组织中迅速积累,但是由于部门利益和历史沿袭等原因,大规模地理数据共享仍然极具挑战,相应共享技术需求仍然极其旺盛。作为地理数据共享的基础方式之一,传统单机地理数据格式转换技术,一方面受限于磁盘读写及带宽瓶颈,另一方面面对日趋庞大的数据规模,已很难满足实际应用需求。因此提出一种针对栅格地理数据的并行格式转换引擎,采用高性能计算集群环境支持大规模栅格地理数据转换共享,大幅降低了大规模栅格地理数据转换过程的时间成本。栅格地理数据并行格式转换引擎采用基于公共接口的设计理念,框架灵活、具有良好的扩展性,支持地理数据格式的读写自定义以及新数据格式添加,能够实现接入数据格式间的任意两两转换。为验证引擎框架及其处理效率,在Lustre并行集群环境下以格网数据交换格式(国家地理空间数据交换格式)向常见栅格地理格式的转换为示例进行了测试实验。结果表明,栅格地理数据并行格式转换引擎能够在8个节点Lustre集群中达到7.54的良好并行加速比。     

海底小目标数据库功能和运用方法研究

利用海底小目标数据库中的数据信息辅助探猎雷作战,可以摆脱传统探猎雷作战行动中的盲目性,优化反水雷作战流程,有效提高反水雷作战效率。如何科学构建数据库功能,合理设计数据存储、查询和调用的方式方法,以充分发挥各类探测数据的潜在作用,对辅助反水雷战术指挥决策具有重要意义。本文根据海底小目标对探猎雷作战的影响,提出目标位置比对、声纳图像比对、探测态势比对和数据统计分析是海底小目标数据库所应具备的主要功能,结合探猎雷过程中的典型作战环节,阐述了各项功能的基本运用方法和实现手段,指出数据的“量”“质”以及采集规范和维护管理制度,均是数据库建设的重要前提,并对建设数据库所应具备的保障条件进行了 说明。     

大规模科学数据体绘制技术综述

体绘制是刻画大规模科学数据中复杂物理特征的有效途径,然而,数据量极大、特征难以捕捉等问题依然是目前体绘制研究的主要挑战。为此,研究者们从三个方面对体绘制算法进行了深入研究,以提高大规模数据体绘制的效率和效果。一方面,依托硬件通过多处理器核来分担计算,降低单处理器核所要完成的计算量,是提高体绘制效率的一个有效途径。另一方面,充分发掘数据场内在特性对三维数据场进行约简,大幅减少绘制处理数据量从而降低算法开销,也是提高体绘制效率的一个有效途径。同时,在体绘制算法中融入特征分析和特征增强方法,让复杂物理特征从数据场中突显出来,以实现对科学数据的高质量绘制。本文对国内外体绘制技术相关研究进展进行了调研、综述,并分析了不同的研究方法,最后展望了未来体绘制技术研究的可能发展方向,包括应用驱动的特征体绘制、基于特征的约简体绘制、适应硬件的体绘制多级加速以及原位智能化体绘制等。     

数据基故障诊断算法更新问题研究

机内测试被广泛应用于故障诊断、装备健康管理与预测等领域。针对机内测试设备在设计和升级时遇到的分类器更新、样本数量不平衡、硬件条件限制问题,提出初步解决方案。利用基于密度的聚类和人工免疫方法处理原始数据;提出基于代表样本点的混合学习方法;利用支持向量机和仿真案例验证所提方法。结果表明所提方法能够解决上述问题,有助于基于数据的机内测试设备设计与升级。     

A guarantee rate optimization model for wastewater treatment system design under uncertainty

We consider a design problem for wastewater treatment systems that considers uncertainty in pollutant concentration levels at water sources. The goal is to optimize the selection of treatment technologies and pipeline connections, so that treated wastewater can achieve specified effluents discharge limits as well as possible. We propose a new two-stage model to optimize a set of guarantee levels, that is, the maximum concentration level of source pollutants for which treated wastewater can be compliant with discharge limits. In the first stage, treatment technologies and pipeline connections are selected. In the second stage, when pollutant concentration levels are revealed, wastewater distribution and mixing are determined. A key attractiveness of the proposed guarantee rate optimization model is that it can be simplified into a single-stage mixed-integer linear program. In our numerical experiments based on real-world pollutants data, the guarantee rate model demonstrates its advantages in terms of computational efficiency, scalability and solution quality, compared with the standard probability maximization model. Finally, the methodology proposed in this paper can also be applied to other two-stage problems under uncertainty with similar uncertainty characteristics.     

GSVM:一种支持Gather/Scatter的向量存储器

宽单指令多数据流(Single Instruction Multiple Data, SIMD)架构数字信号处理器一般都能高效支持地址连续或等距跨步等规则应用的向量访存,但对于科学与工程计算中广泛存在的不规则应用的数据访存则带宽利用率往往较低,从而大幅降低了其整体运算能效。为了提高不规则应用的向量访存性能,基于某SIMD数字信号处理器的体系结构,设计了一种支持Gather/Scatter访存的向量存储器GSVM。通过设计与SIMD宽度相匹配的向量地址计算单元和合适深度的冲突缓冲器阵列,实现了Gather/Scatter指令向量地址计算、仲裁与缓存的全流水访存操作。实验结果表明,相比以前不支持Gather/Scatter访存的存储器,GSVM在增加22%的硬件代价基础上,基于稀疏矩阵向量乘的测试程序集获得了2～8的性能加速比。     

130 nm加固SOI工艺的抗辐射控制芯片设计

针对航天电子系统控制模块对集成电路的抗辐射需求,在130 nm部分耗尽绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator,SOI)工艺平台上设计了一款基于比例、积分、微分控制算法的控制芯片,并分别从晶圆材料、制备工艺、版图设计的角度对芯片进行了总剂量辐射加固。流片测试结果表明,芯片的调节精度达到了5×10~(-12),与进口抗辐射现场可编程门阵列水平相当;在长时间频率稳定度方面,芯片优于国外抗辐射现场可编程门阵列。对芯片进行的模拟辐照试验表明,芯片在300 krad(Si)的总剂量辐照条件下依然可以正常工作。     

基于灰色模型的电磁轨道发射装置温度研究

在电磁发射过程中导轨温度受众多因素影响,而其中部分因素很难进行精确分析,为此运用灰色系统的分析方法对电磁轨道发射装置温度进行研究。为获取模型所需实验数据,搭建电磁轨道发射装置测试系统,并借此测量发射过程中的电流、导轨温度、出口速度等数据。由于测量仪器限制,借助ANSYS有限元仿真对测得的导轨温度数据进行修正,以获得导轨内表面温度。基于经典GM(1,N)模型与Simpson公式,提出一种改进型灰色模型,并以此方法对导轨温度展开研究,进一步选取同能级试验,对不同位置处各因素温升贡献度进行讨论。结论为进一步深入研究导轨温度提供参考和依据。