基于Z-buffer算法优化的大型变电站场景模型快速线消隐方法

针对现有三维模型消隐方法面向大规模三维场景模型应用中存在的计算复杂、耗时长等缺陷,本文提出了基于改进Z-buffer算法对大型变电站场景消隐的快速可视化方法。首先,为了简化计算,将场景模型数据整合并重构;其次,通过透视投影变换将变电场景模型像素化;进一步,基于Z-buffer算法高效的像素化计算特性提出了快速模型筛选方法,从而得到变电场景的子模型遮挡关系。最后,实验中将所得遮挡关系列表融合现有消隐算法,结果表明本文提出的方法能够大幅度提升消隐的运算性能。

微电网改进多时间尺度能量管理模型

为减小可再生能源随机性和波动性给微电网稳定经济运行带来的影响,考虑到可再生能源预测精度随时间尺度减小而提高的特点以及不同时间尺度能量管理之间的强耦合关系等因素,在常规多时间尺度能量管理框架的基础上,提出了微电网多时间尺度能量管理的改进模型及其协调控制策略,即通过在超短期调度与实时控制之间增加超超短期调度,在长期调度与短期调度之间增加缓冲边界约束,在超短期调度中加入与长期特性有关的储能荷电状态惩罚项等改进措施,实现对微电网能量管理的逐级细化、优化求解以及全局和局部的协调。实际系统验证表明,相比常规多时间尺度能量管理,所提改进模型及其协调控制策略具有精度高、求解速度快、充分协调各时间尺度优化等特点。

大规模电动汽车集群分层实时优化调度

为解决电动汽车的大规模实时优化调度问题,根据接入电动汽车不同的期望充电完成时间,将其划分为若干个不同优先级的电动汽车集群,在满足车主充电需求、配电网安全运行的同时,建立了考虑电动汽车充放电的大规模集群实时优化调度模型。该调度模型主要分为两个层次:首先,采用灰狼优化(GWO)算法对上层调度进行求解,从而获得各个电动汽车集群的充放电策略;然后,利用提出的能量缓冲一致性算法,制定出集群内的各辆电动汽车的底层充放电策略。仿真算例表明:所搭建的集群优化模型能明显降低电动汽车的大规模实时优化调度难度,同时,GWO算法和能量缓冲一致性算法在求解电动汽车的大规模优化调度问题上,更具有实用性和快速性。

低速CPU系统中高速采样与海量缓存的实现

高速数据采集在各工业领域有着广泛的应用,高速、高性能元器件价格昂贵,采购困难。在成本敏感、设计期限紧张的前提下,如何利用常见的元器件,既能满足采样速率的要求,又有较大的缓存空间,是设计人员经常遇到的问题。本文提出了一种高速采样与海量缓存的实现方法,该方法以低速器件的协调工作获得高速的采样率,并可以不受M CU速度与寻址空间的制约。根据本方法设计的电路总体工作频率不高,降低了对单个元器件性能的要求,电路的可靠性大为提高。

平板显示器中定标器的时序约束条件

在分析平板显示器中的定标器系统结构的基础上 ,提出了三个时序约束条件 :定标器输出的显示帧速率必须和输入的帧速率一致 ;异步FIFO不能上溢和下溢 ;LineBuffer不上溢和下溢 ,并推导了相应的公式 .当满足这三个约束条件时 ,定标器中的FIFO和行缓冲区不会上溢或下溢 ,显示帧与输入帧同步 ,解决了定标器的时序问题 .用硬件描述语言对定标器芯片进行了仿真 ,结果显示 ,每一行的数据输入结束时间早于数据读出结束时间 ,同时这两者的时差小于输入数据时间 ,输入行数与输出行数始终相差 5行左右 ,小于行缓冲区的行数 ,很好地验证了提出的理论 .

浑太河上游流域河岸缓冲区景观格局对水质的影响

以浑太河上游流域31个采样点上游水系为中心,生成5种尺度的河岸缓冲区,采用Fragstats软件计算类型水平和景观水平上的8个景观指数。分别从景观数量组成和景观空间格局2个方面,采用空间分析、相关分析和冗余分析等方法,识别不同宽度河岸缓冲区景观格局与水质的相关关系。结果表明:景观格局在不同宽度缓冲区内对河流水质具有不同的效应。300 m宽度河岸缓冲区景观格局具有最大的水质空间分异解释能力,可解释48.5%的水质变异。对于50和100 m宽度河岸缓冲区,景观数量组成指标较景观空间格局指标对水质空间分异的解释能力强,景观数量组成指标分别解释水质空间分异的16%和18%,景观空间格局指标分别解释水质空间分异的11%和6%。其中,旱地的解释能力最强,分别为13%和12%,因为≤100 m宽度河岸缓冲区内旱地是优势景观类型。对于300、500和1 000 m宽度河岸缓冲区,景观空间格局指标较景观数量组成指标对水质空间分异的解释能力强,景观空间格局指标可分别解释水质空间分异的25%、20%和23%,景观数量组成指标分别解释水质空间分异的10%、11.3%和14.3%。当缓冲区宽度≥300 m时,景观空间格局指标对水质的解释能力随缓冲区宽度的增加而逐渐增强,解释能力显著的景观空间格局指标包括景观尺度上的斑块密度、蔓延度指数、多样性指数和均匀性指数以及类型水平上的林地破碎度指数。

采用Visual C++实现的函数波形显示控件

波形显示控件是工业控制类软件常用的一种控件,本文采用Visual C++设计并实现了基于CButton类自绘方式的函数波形显示控件,该控件以位图双缓冲方式显示波形,实现了大数据量波形的显示,且具有类似matlab中波形显示窗口一样任意尺度局部放大的功能,同时针对一般控件中大数据量显示控件界面反映迟缓的问题提出了改进方法,进一步加快界面的响应速度,实现了较好的效果。

视频缩放在FPGA中的应用和实现

针对某显示系统中监控视频控制器的实际需求,设计了一种可实现四路视频信号实时缩放的电路架构。通过权衡几种常用图像缩放算法的显示质量和硬件可行性,选择用双线性插值算法实现视频的缩放,并在FPGA平台上以双口RAM资源构建的线缓存作为算法硬件实现,该算法主要由视频数据缓冲模块、插值系数产生模块以及整体控制模块构成。本设计在满足视频缩放质量要求的基础上,避免了采用过于复杂算法而消耗过多的FPGA资源,有效地解决了视频缩放时原始图像信息量丢失导致图像失真的问题。结果表明,该设计能够实现任意比例的视频缩放,实时性高,应用灵活,缩放后显示效果良好,能够满足实际工程的要求。

大规模混合数据库缓冲区替换方法优化仿真

为提高数据库数据使用率,对大规模混合数据库的缓冲区进行替换优化。由于数据库存储数据量较大,使得需要多个缓冲区进行数据间的替换。传统的替换方法,主要在数据传输过程中对缓冲区直接进行替换,忽略了数据滞留等原因造成的缓冲区替换不全面的问题。提出生命值敏感的大规模混合数据库缓冲区替换优化方法。对数据库缓冲区进行划分,定义数据库缓冲区内各个数据页的访问频度、新颖度和读写代价权重的生命值,将频率因素引入传统替换算法中,依据用户实时访问请求和历史访问记录预测其将来可能要访问的数据,并形成用户访问数据页预测对象集,利用改进的传统替换算法将权值较弱且不属于预测对象集的数据页进行替换。实验结果表明,采用改进方法相比传统替换方法,可有效提高数据库使用率。

具有最小缓存复杂度的负载均衡交换方法

对两级自路由交换结构,提出了一种新的分割聚合流的负载均衡方法.该方法通过群组集线器对输入输出线进行分组以获得统计复用的优点并减少接入控制计算的复杂度,并对输入输出及中间端口进行缓存结构的优化设计以实现分组线速转发并降低缓存的复杂度.理论分析和仿真结果表明,对于任意允许的流量模式,可以达到100%的吞吐率.与其它负载均衡交换方法相比,本方法具有最低的缓存复杂度O(N),很小的固定排队延迟O(1).这些特性使之在下一代网络中更适合超大规模的分组交换结构.

基于双缓冲队列的海量地形数据并行处理方法

海量地形数据处理过程中,硬件的性能优势不能得到充分利用,已成为制约大规模地形绘制速度的瓶颈.针对这一问题,分析了影响硬件处理能力发挥的关键因素,采用双缓冲队列的设计思路,提出了一种支持海量地形数据的并行处理方法,即将大规模地形绘制分为数据处理和渲染绘制两个独立的过程,分别进行并行处理:设立两个缓冲队列,将数据的读、写操作区分开来;充分考虑了瓦片加载的优先级,并据此进行任务分配.实验表明,该方法有效地提升了大规模地形绘制的整体速度.

东山岛海岸带景观破碎化时空梯度分析

运用景观格局指数、缓冲带分析和移动窗口法相结合的方法,分析了福建东山岛18年来从沿海到内陆和海岸地带的景观破碎化梯度变化特征。结果显示:东山岛各缓冲带的景观破碎化程度总体随时间在不断增强,但不同区域有所差异;近海岸地带、西北部及南部的有林地带的破碎化程度持续降低,而中北部和南部城镇农田集中区人为干扰日益强烈,破碎化程度不断增加;采用半变异函数和移动窗口相结合的方法,确定东山岛景观破碎化分析的特征尺度为1000m;在此尺度下,发现景观破碎化指数的变化率随时间存在明显的空间差异,而运用设置样线并提取样点的景观破碎化指数的方法,则发现距离海岸线500m和1000m处的地带破碎化程度不断加剧,是东山岛沿海人为干扰的强烈地带;东山岛人工干扰随时间趋向分散,破碎化指数曲线波动趋向显著;城镇化、旅游和农业发展应该是东山岛景观破碎化的主导驱动因子;采用Pearson相关系数分析景观破碎化与景观格局其他方面特征的相关性,发现它们具有较强相关性,说明运用景观破碎化指数能够反映东山岛景观格局变化的基本特征。

基于生态效应的江南地区传统庭院设计分析与评价

传统庭院的生态设计大多遵循朴素的自然规律,并在长期实践经验总结的基础上来满足人们居住环境的舒适性需求。论文在定性研究的基础上,借助数字技术对庭院空间布局、比例尺度对风环境的影响,及生态缓冲空间对热环境的影响展开模拟分析,清晰还原与再现传统庭院的生态效应和作用机理,以期重新认识和评价江南传统庭院的生态价值,审视其热工状况与环境适应性,这对节约能源,改善建筑热工状况,提高环境舒适度无疑具有积极作用。

中国高放废物地质处置缓冲材料大型试验台架和热-水-力-化学耦合性能研究

缓冲材料作为高放废物深地质处置库中一道重要的人工屏障,与高放废物容器和处置库围岩直接接触,在高放废物衰变热、辐射作用和地下水等影响下产生复杂的热-水-力-化学耦合作用,为了验证缓冲材料是否能长期有效地发挥其屏障材料的作用,核工业北京地质研究院利用高庙子钠基膨润土组装并运行了模拟中国高放废物地质处置室1:2尺寸的大型缓冲材料膨润土试验台架(China-Mock-Up)。建立了缓冲材料试验台架的安装和试验方法,依据实测数据和理论分析,揭示了热-水-力-化学耦合作用条件下膨润土中的相对湿度是在加热器的热效应和外部供水的湿效应共同作用下发生变化的,压实膨润土中应力的变化主要是由于膨润土遇水膨胀和加热器的热效应引起的,试验验证了模拟高放废物地质处置室内加热器(废物罐)运行初期的位移过程,为缓冲材料和高放废物地质处置库的设计提供了重要的工程参数和理论依据。

景观格局对阳澄湖小流域水质变化影响的空间尺度效应

[目的]研究阳澄湖小流域不同空间尺度上景观组成与结构变量对水质的影响,为该区域湿地水环境质量提升和景观格局优化提供科学依据。[方法]以阳澄湖12个水质采样点为中心,利用GIS软件生成6种空间尺度的圆形缓冲区域,采用景观格局指数、冗余分析、Pearson相关分析等方法,识别景观格局对湿地水质影响最有效的缓冲区空间尺度,探讨其与水质的相互关系。[结果]①总体上,乔木林地和湖泊的面积占比在空间尺度上逐渐减小,城镇住宅用地、水田和养殖塘的面积占比逐渐增加。②景观格局对湿地水质影响的空间尺度效应体现在不同圆形缓冲区内,在半径为800 m的圆形缓冲区内总解释变异值最大为68.2%。③景观组成变量仅有在半径为1000 m的圆形缓冲区内PLAND FOR与水质参数具有相关性。④养殖塘在半径为200 m的圆形缓冲区内对水质影响较大;水田、乔木林地和湖泊在空间尺度较大的圆形缓冲区(半径大于500 m)是影响水质的主要景观类型。[结论]景观格局与水质最相关的空间尺度为800 m的圆形缓冲区,不同尺度缓冲区内景观结构变量对水质的解释能力均比景观组成变量明显,湿季水质参数与景观格局指数的相关性大于干季。

米级尺度缓冲材料砌块的制备方法研究

在高放废物地质处置库中,缓冲材料通常以预制砌块堆砌的形式包裹在废物罐周围。掌握工程尺度大型砌块的制备技术,是地下实验室现场试验和处置库安全运行亟待解决的难题之一。以高庙子膨润土为研究对象,开展了米级尺度缓冲材料砌块制备方法及性能检验的研究。采用3种加载速率和持荷时间制备高压实砌块,分析了加载速率和持荷时间对砌块压实完整性和均匀性的影响。通过对砌块不同部位切割取芯,发现其干密度和含水率等物性指标的离散性较小,表明砌块的均匀性良好。综合考虑砌块完整性、均匀性和制备效率等因素,提出了米级尺度大型砌块的制备方法,并据此制备出了适用于工程条件的缓冲材料大型砌块,研究结果可为地下实验室缓冲材料现场试验提供技术支持。

油气管道建设对干旱荒漠区景观格局影响的比较研究

以新疆绿洲一荒漠过渡带为研究对象，利用ArcGIS和fragstats软件，选用快鸟遥感影像解译土地利用类型，以50～100m为宽度划分缓冲区，分别计算缓冲区及整体景观的几类代表性的景观指数，比较油气管道建设3个阶段景观格局的动态变化，分析其对区域景观格局的影响。结果表明：建设后草地面积逐渐减少，灌木林地和建设用地面积逐渐增加；在斑块类型水平上，原本占据优势的草地景观斑块数量增加，结构复杂程度增加，在景观中优势程度下降，以小斑块为主的灌木林地和建设用地复杂程度和优势程度提高；管道上方各景观类型的景观格局指数变化幅度较其他区域更加剧烈；在景观水平上，选取的6项景观格局指数反映出景观整体破碎化程度加剧，异质性增加，内部连通性下降，各景观类型比重更加均匀。总之，管道建设对所经过区域的景观格局和功能产生了明显的影响，原有结构发生变化，功能削弱。主要的影响区域为管道上方作业区，对于其他区域，影响强度随着距管道距离的增加而迅速降低，范围能够达到管道作业带两侧300m。研究结果可为西部地区管道建设的生态环境保护和更深入的研究工作提供参考依据和理论基础。

缓冲结构对静电驱动微桥动力学特性的影响

可动部件是微机电系统(MEMS)工作的关键,微桥作为主要的可动部件,其动力学特性引起了研究人员的广泛关注.即使是设计精准的微桥结构,也会因为残余应力而不可避免地改变初始形态,设计缓冲结构是减少残余应力影响的重要方法.基于欧拉-伯努利梁理论建立的微桥动力学模型,采用多尺度方法进行摄动分析,探讨初始形态、基板与极板间隙、直流偏置电压和交流激励电压幅值对系统共振频率和幅频响应的影响规律.结果表明:初始挠形、直流偏置电压和交流激励电压都具有软化效应,使共振频率漂移到较小的数值范围,且随着拱高增加或基板与极板间隙减小,软化效应增强,随着微拱曲率增大,软化效应减弱;缓冲结构可以削弱软化效应,缓冲结构的褶皱数量在2个以上时削弱效果变化不大,双侧翘曲缓冲结构削弱软化效应的能力强于单侧翘曲缓冲结构.

带有缓冲库的综合制造系统(CIMS)分析及其可靠性的研究

本文对带有中间缓冲库的可修CIMS可靠性进行了深入系统的研究。中间库是将刚性联结生产线进行柔性化的手段,是提高系统可靠性和生产率的有效措施。另一方面,工作站的维修也能起到同等重要的作用。但这样组成的大系统存在生产线的畅通、生产率的协调等问题,给系统可靠性与优化设计造成了很大的困难,长期以来没有得到很好的解决。本文从马尔可夫过程的排队论出发,运用系统可靠性理论,对缓冲库、工作站及系统进行分步分析,综合求解,从而得出一条工件流平衡定理,解决了各站之间生产率丢失的问题,并给出了系统可靠性的有关指标。

一种规模化混杂生产线缓冲区容量优化分配技术

针对传统技术难以解决规模化混杂生产线缓冲区容量分配问题(Buffer allocation problem, BAP),提出了一种规模化生产线递阶分解建模并行寻优技术(Hierarchical decomposition modeling parallel optimizing technique of large-scale production lines, HDMPOT).该技术结合混杂生产线系统综合方法与分解方法的技术思想,兼顾生产线平衡性与系统规模,将原系统递阶分解为包含虚拟生产线在内的n+1个子生产线系统,通过求解子系统的最优解构造原系统的渐近最优解,并在系统递阶建模阶段,提出了一种设备模糊聚类的辅助方式;同时,基于混杂生产线系统综合方法,提出了一种系统渐次综合的初解改进确定方法;并提出了一种通过构造动态步长来设计领域结构的改进型禁忌搜索算法(Simple tabu search, STS),对子系统进行并行寻优.最后,对技术算法的收敛性进行了证明.提出的生产线递阶分解建模并行寻优技术具有一般性,对受设备随机故障等随机事件影响的生产线,尤其是规模化生产线系统其他优化、控制问题也具有借鉴和参考价值.