基于CUDA的海洋监测数据并行压缩技术研究

为了提高海底观测网系统的运行效率,针对海洋仪器设备中海量监测数据的存储及传输问题,进行无损数据压缩算法的并行化技术研究。根据海洋监测数据的特点,进行压缩测试,选取出适合并行化的压缩算法,针对原有算法执行速度慢的问题,创新性地提出一种在CUDA架构上利用GPU并行加速平台,多线程分块并行实现数据压缩的方法。实验结果表明并行压缩算法的执行速度有大幅度的提升,压缩加速比最高可提高一个数量级,满足了海洋仪器设备中无损数据压缩的实时性需求。     

一种多通道并行同步数据采集方法

本文论述在进行多通道并行同步数据采集或外部事件计数时，可应用软件扫描和逻辑判读高电平并累计其个数的方法。该软件方法具有很多优点并有较好的实用价值。     

MPI环境下基于边界校正方法的海洋模型的并行化

基于区域分解技术,设计了一种针对海洋模型的边界校正方法,该方法不需要对原有海洋模型进行较大改动,只需要利用消息传递接口(message passing interface,MPI)编写子区域间的数据传输模块,即可实现原有海洋模型的并行化。相对于重新开发并行系统,该方法能够较快把原有模型的串行解决方案转化为并行解决方案,并且并行化后的海洋模型能够获得较高的加速比。     

双参数CFAR舰船检测算法两种实现方法之分析与比较

双参数CFAR舰船检测算法在编程实现时,有常规实现方法和基于积分图像的两种常见方法。对这两种实现方法的时间复杂度进行了详细的分析和比较,并通过数据实验验证了分析的正确性。分析表明,对于常用的检测窗口尺寸,常规实现方法的复杂度和执行时间均低于基于积分图像的实现方法。但若需要对同一幅图像,改变检测窗口尺寸进行多次检测时,后者则具有一定优势。在图像尺寸和参数已定的情况下,有助于研究人员在两种实现方法之间做出选择。此外还对两种实现方法进行了OpenMP并行实验,结果表明常规实现方法的并行效率略优于基于积分图像的实现方法,但两者均不理想。     

基于MPI+OpenMP的水声传播并行预报方法

基于SMP集群,利用MPI+OpenMP混合并行编程方法,设计和开发了水声传播产品多级混合并行预报算法,该算法结合SMP集群的体系架构特点,通过节点内共享内存,节点间消息传递的方式,充分发挥两种模式各自的优势,克服MPI模式进程间通信时间长、OpenMP模式扩展性差的缺点,并对程序进行了优化处理,实现了水声传播产品的快速高效预报。测试结果表明,该方法可充分发挥两种并行编程模式的优点,有效提高水声传播产品预报程序的并行效率和扩展性,大幅降低预报时间。     

基于Python的并行编程技术在海洋数值预报批量二维绘图中的应用

针对海洋数值预报产品批量二维绘图占用时间较长的瓶颈问题,在对当前流行的数值模式产品绘图软件进行对比研究的基础上,利用Python语言多种库函数对海洋数值预报产品批量二维绘图进行高效并行优化处理,并对多进程编程方法在不同规模下的并行效率进行了测试分析。实验结果表明:此批量二维绘图方案高效稳定,可为数值模式产品批量二维绘图业务化运行提供有效技术支撑。     

传感器网络高频数据采集算法

随着传感器网络技术的发展,传感器被广泛地应用到各个领域。由于传统的传感器数据采集采用串行采集算法,采集速率较低,严重影响了整个传感器网络的效率。针对此问题,本文提出了一种并行的高频数据采集算法,批量进行数据采集,并改进了设备响应等待时间机制。通过大量的实验数据进行对比分析及可视化处理,并进行验证分析,最终结果表明该算法在保证数据采集正确率的同时,大幅提高了数据采集的速率,并且数据采集的对象越多,提高的越明显。     

基于CSSO算法的抛弃式探头结构优化设计

在海洋水文探测系统中,抛弃式探头是整个探测系统的核心,也是探测工作的执行者。为了得到准确有效的探测数据,就需要对抛弃式探头做进一步的优化设计。采用多学科设计优化方法(multi-disciplinary design optimization,MDO)中的并行子空间优化方法 (concurrent subspace optimization,CSSO)对抛弃式探头进行设计。首先对系统进行分析,得到系统分析的近似模型,其次对并行的子学科进行优化,再次更新系统分析模型,最后验证优化模型的收敛性。结合抛弃式探头的结构,选取了头部进行了优化设计,给出了圆环型、半圆型、圆锥型3种设计方法。利用CAD软件画出三维仿真模型,然后用CFD软件进行流体工作环境仿真,最终确定半圆型头部探头为最优化设计探头。     

非差非组合与组合模型定位性能对比及并行设计

分别采用非差无电离层组合模型与非差非组合模型进行批量静态定位解算,对比两者的定位精度以及ZPD估计精度。设计并实现两种模型的并行解算方法,提高非差模型的计算效率。大网数据实验结果表明,两种模型定位精度基本一致,非差非组合ENU的3个方向平均偏差为(4.2,2.8,6.6)mm,组合模型的平均偏差为(4.0,2.8,6.3)mm,但非差非组合模型的解算更加耗时,约是组合模型计算时间的1.4倍。多核环境下,两种模型的并行解算效率均比传统串行模型得到了提高。结果表明,双核并行和四核并行的计算效率比单核串行计算均分别提高了40%和60%以上。     

多种群并行进化神经网络的研究及应用

提出一种新的多种群并行遗传算法 (NMPGA) ,并将其作为多层前馈神经网络(MFNNs)的学习算法 ,从而形成一类新的 MFNN模型——多种群并行进化神经网络(MPENNs)。首先 ,对一给定的网络结构 ,随机产生一初始权重的集合 ,这个集合实际上对应着一组具有相同结构但不同权重的神经网络。然后 ,采用 NMPGA对 MFNNs的权重进行进化。最后 ,性能最好的网络被选作目标问题的解。在 NMPGA算法中 ,作者采用浮点数编码来克服传统二进制编码的精度不足问题 ,并设计了专门的杂交算子和变异算子来增强算法性能。实验结果表明 ,MPENNs能成功解决异或问题、三元奇偶问题及成品烟的感官质量评价问题。     

Relevance of systems approaches for implementing Integrated Coastal Zone Management principles in Europe

Integrated Coastal Zone Management (ICZM) development is described here in the broader context of European coastal management initiatives. The European approach to coastal governance revolves around the principles of ICZM, as enshrined in EC Recommendation 2002/413/EC. This study investigates the extent to which the FP6 funded project SPICOSA (Science Policy Integration for Coastal Systems Assessment) was able to implement these principles. The SPICOSA project aimed to test whether it was possible to develop and implement a systems approach framework via delivery of a structured engagement process between scientists and policymakers. A survey of representatives from 14 European study sites involved in the project revealed that the approach had been effective at implementing some ICZM principles, particularly the “holistic approach”. However, not all principles were fully implemented at all sites and the most challenging to implement was that of “a long term approach”. The paper concludes with a critical consideration of the role of a systems approach framework in progressing the current state of intellectual assent towards practical implementation of ICZM principles. The findings provide evidence of contributions and limitations of systems approaches to sustainability science and good governance.     

用于海底热液pH探测电极自校正的控制技术研究

在海底热液pH值的探测过程中,探测电极的特性会随时间的推移而发生变化。为了实现长期的原位探测,需要一套流体控制系统对探测电极进行自校正与自维护。针对所设计的流体控制系统,遵循低功耗的设计原则,研制了其主控系统,包括硬件设计和软件开发。为了使控制系统能应用于海底热液环境,对其进行了耐压封装设计,并进行了高压水实验,实验结果表明系统在40 MPa的高压下能正常工作。各种测试指标亦表明系统能自动实现pH探测电极自校正与自维护的功能。     

Generalised synchronisation of spatiotemporal chaos using feedback control method and phase compression

Coupled map lattices are taken as examples to study the synchronisation of spatiotemporal chaotic systems. First, a generalised synchronisation of two coupled map lattices is realised through selecting an appropriate feedback function and appropriate range of feedback parameter. Based on this method we use the phase compression method to extend the range of the parameter. So, we integrate the feedback control method with the phase compression method to implement the generalised synchronisation and obtain an exact range of feedback parameter. This technique is simple to implement in practice. Numerical simulations show the effectiveness and the feasibility of the proposed program.     

GPS接收机与PC机间串口通信的实现

简要介绍了当前流行的几种串口通信程序开发模式以及GPS接收机广泛采用的NMEA0183通信协议，设计了串口通信类CSerialPortGPS，该类能够实现GPS接收机与Pc机问的串口通信，并且能够对遵循NMEA0183协议的GPS数据进行数据校验和数据提取，并成功地将该类应用到了车载定位导航系统的开发中。     

基于DSP的水下图像传输系统研究

本文研究了基于高性能的DSP芯片TMS320C549的水下图像传输系统，并采用Goertzel算法进行信源编码和MFSK调制方式、运用Turbo码进行信道的编、解码，来实现水下视频图像高速数据传输的目的。     

Underwater Acoustic Image Transmission System Based on DSP

The underwater acoustic image transmission system based on the high-speed DSP device TMS320C549 has been studied.We use Goertzel algorithm for source decoding and MFSK for modulation.Turbo code is used for channel coding and decoding.The purpose is to implement underwater video image data transmission.     

A collective approach to Pacific islands fisheries management: Moving beyond regional agreements

The sustainable management and profitable development of the Pacific island tuna fisheries is the key ocean governance challenge for the Pacific islands region in the short and medium term. Resolving these challenges is fundamental to the long term future of the region and its ability to implement oceans governance across all resource and conservation concerns.     

网络地理信息系统的关键技术及开发应用

网络地理信息系统（WebGIS)是GIS技术和互联网（Interner/Intraner)技术相结合的产物。本文论述了实现网络地理信息系统的关键技术，分析了CGI技术、Plug-in技术及ObjectWeb技术的发展，并给出了一个长江口历年海图查询的具体实例。可以按照年份、地域查询海图，并可以在客户机上实现一般的GIS所需的人机交互功能，如放大缩小移动剖面等。对本实例稍加扩充，可以实现发布任一点的水位变化、与陆图的无缝合成查询以及海域导航等多种实用功能，可以在各种开发项目中得到应用。     

双通道实时数据采集处理系统的设计与实现

本文提出了一种基于 TMS32 0 C31串行接口的双通道实时数据采集处理系统的设计与实现方案 ,该设计以 TMS32 0 C31和 TL C32 0 AD5 0 C为核心器件 ,具有两个独立的 A/D,D/A通道 ,能够实现 32位浮点计算和 16位数据采集与回放。应用该系统进行归一化最小均方误差 (Normal-ized L east Mean Square,NLMS)算法实时自适应噪声抵消实验 ,实验结果表明 ,该系统能够实现实时的自适应噪声抵消 ,可广泛应用于实时语音信号处理等领域。     

光学浮标控制系统硬件设计

以光学浮标为控制对象, 以工作稳定、低功耗为目的, 设计海上工作控制硬件。采用嵌入式PC/104 CPU主板和以单片机为核心多功能板组合, 由PC/104 CPU主板完成采集数据、保存数据、通讯等工作, 多功能板实现计数、I/O控制、A/D转换、定时等功能。单片机结合日历时钟和电源总开关组成二级“看门狗”, 实现了海洋光学浮标控制系统无人值守、全天候、全过程独立工作。