拖拉机驾驶机器人设计及人机协作方法研究

针对农用拖拉机智能化程度低,以及现有的人工智能水平尚无法完全实现自主驾驶控制拖拉机等问题,本文设计一种基于人机协作的拖拉机驾驶机器人.拖拉机驾驶机器人可以对拖拉机进行快速、无损、智能化升级,其结构由转向控制机械手、换挡机械手、旋耕机升降控制机械手和踏板控制机械腿等组成.通过研究人机协作的控制方法,提出了人机协作介入准则和基于转向电机电流反馈扭矩检测的人机协作模式切换方法,研制了原理样机验证拖拉机驾驶机器人的可行性和人机协作控制策略的有效性,对促进精准农业,提高现代农业智能化装备水平具有重要的现实意义.     

省级区域站数据直传监控系统设计与实现

全国省级区域站数据传输业务流程逐步由市级转发省级调整为直传省级,省级区域站中心站成为数据传输的枢纽。区域站数据传输业务的调整给省、市、县3级区域站运维保障工作带来了一定的挑战。为了应对统一管理难、监视难、故障诊断难的挑战,本文设计并实现了一种省级区域站数据直传监控系统。该系统依托CIMISS系统和省级区域站中心站,基于Django框架实现了CIMISS CTS环节、省级区域站中心站环节、区域站报文来源环节、区域站电池环节的监视和展示,以及区域站报文历史传输情况的展示和故障诊断。该系统已经投入业务应用,进一步提高了全省区域站数据传输业务的运维保障能力。     

1996~2017年枯水期地下水排泄对洞庭湖水量均衡的贡献及其时间变异性

地下水排泄在湖泊水量及营养盐均衡中发挥着重要作用,其中地下水向湖泊排泄的量化是关键,但目前对其时间变异性的研究却十分薄弱.针对这一科学问题,以长江中游重要调蓄湖泊-洞庭湖为例,通过收集1996~2017年洞庭湖流域的水文和气象数据,基于质量平衡模型,查明地下水排泄对洞庭湖水量均衡的贡献以及地下水向洞庭湖排泄强度随时间的变化.结果显示:（1）枯水期时地下水排泄量为（0.17~1.51）亿m3/d,地下水排泄强度为38.74~207.26 mm/d,地下水排泄对湖泊水量均衡的贡献为8.70%~30.37%;（2）地下水排泄量、地下水排泄强度、地下水排泄对湖泊水量均衡的贡献在1996~2017年间均呈现出明显的先降低再升高的变化趋势,三峡水库蓄水后至三峡工程全面竣工初期的地下水排泄相较于三峡水库蓄水前和三峡工程全面运行后显著降低;（3）三峡工程运行对长江水位及地下水位的改变可能是引起湖底地下水排泄时间变异性的重要原因.为洞庭湖区域的水量均衡提供了新的认识,也为今后洞庭湖区域水资源开发利用和区域生态安全管理提供了理论支撑.      

河南某大型裂隙岩溶水源地地下水位动态分析

青多水源地岩溶地下水是济源市的主要供水水源,研究其地下水位动态变化特征及影响因素对地下水资源合理开发及生态环境保护意义重大,探明蟒河口水库是否补给水源地对城市安全供水具有重要意义。依托河南某大型裂隙岩溶水源地多年逐月（1994年6月—2019年12月）地下水位动态监测资料,对不同阶段、不同时段的地下水位动态进行分析,采用逐步回归分析方法定量确定水源地地下水位动态的影响因素,建立水位动态预测的逐步回归方程。结果表明:①第一阶段（蟒河口水库蓄水前）,水源地地下水位主要受降水和开采影响。其中,第1时段（1994年6月—2005年12月）,水源地开采量约2×104 m3/d,地下水位主要受降水量影响,开采量影响较小;第2时段（2006年1月—2014年8月）,水源地开采量由2.2×104 m3/d逐渐增大到约6.5×104 m3/d,地下水位受开采和降水双重因素影响,总体呈现下降趋势。②第二阶段（蟒河口水库蓄水后）,水源地开采量由2014年8月的6.5×104 m3/d增大到2019年6月的8.8×104 m3/d,岩溶地下水位不降反升,其水位主要受蟒河口水库蓄水和降水影响,开采量影响甚微。在不考虑蟒河口水库蓄水影响的情况下,应用建立的逐步回归方程对水源地地下水位进行预测,蟒河口水库蓄水后实测的水源地地下水位高于预测水位,并从水源地水文地质条件、蟒河口水库蓄水水位、水质特征等方面论证了蟒河口水库的补给效果。本研究可为水源地地下水资源评价、水资源可持续利用和管理提供科学依据,也可为类似地区地下水动态研究提供参考。     

半滑舌鳎3个形态性状与体质量的相关及通径分析

为了深入认识半滑舌鳎形态性状与体质量之间的关系,本研究使用831尾12月龄左右半滑舌鳎个体的体质量[BM(g)]和形态性状,包括全长[TL(cm)]、体高[BH(cm)]、体厚[BW(cm)],通过模型拟合筛选获得能够反映雌、雄性个体各个形态性状与体质量关系的最佳模型。建立了以形态性状为自变量、体质量作为因变量的回归方程,并计算了直接、间接通径系数和决定系数。模型拟合结果显示,雌、雄个体全长、体高和体厚与体质量的最优拟合模型都为幂函数曲线模型,雌性个体3个形态性状与体质量的最优模型分别为:y⌒=0.004x3.090、y⌒=0.382x2.983、y⌒=61.912x2.461;雄性个体的3个最优模型公式依次为:y⌒=0.005x3.003、y⌒=0.300x3.147、y⌒=57.681x2.156。通径分析结果显示,雌性个体中体高对体质量的直接影响最大,通径系数为0.535,而雄性个体全长对体质量的直接作用最大,通径系数为0.407。雌、雄个体的3个形态性状对体质量都有极显著的直接作用,其最优多元回归方程:雌性为BM=-88.530+1.297 TL+15.862 BH+39.021 BW;雄性为BM=-71.579+2.587TL+7.351 BH+35.595 BW。     

一种面向选址的低功耗远程电源控制和视频监控系统设计与实现

天文选址是天文研究的重要组成部分。在野外无人环境下,如何最大程度地确保望远镜正常工作是当前天文选址的迫切需求。实现了一套可以应用于野外天文定点选址情况下通过网络进行远程电源开关控制的电源控制系统,并可以根据需要实现视频图像的采集与现场状态监控。系统采用低功耗、低成本、高性能的S3C2440处理器为核心的ARM9开发,内嵌Linux操作系统,采用RS485总线与电源开关电路控制模块通信;通过OV9655的COMS摄像头采集视频。系统基于B/S构架,直接使用浏览器进行远程控制与监控,实现远程设备供电、断电复位、紧急情况强切,远端现场状态监控。此外,系统在自主望远镜维护上也有较好的应用价值。     

CSRH-I观测数据接收子系统的设计与实现

中国新一代厘米-分米波射电日像仪(Chinese Spectral Radio Heliograph,CSRH)项目已经完成了硬件建设.为了实现从数字接收机中读取观测数据,并将最新的可用数据状态通知其他子系统如监控系统和实时展现系统等,迫切需要一个稳定可靠的数据接收子系统.针对CSRH-I的特点及要求,在分析数字接收机原始数据格式的基础上,设计并实现了CSRH-I观测数据接收子系统.系统基于Linux环境,采用Boost软件包作为底层开发库,实现了基于TCP协议的网络套接服务器,能够异步接收、过滤数字接收机发送来的数据,经过相应的分析处理后最终以文件方式存储数据,进而采用UDP报文方式通知其它子系统观测数据的更新状态.本系统充分考虑了通信过程中可能的异常情况并采取了相应的对策.测试表明,CSRH-I观测数据接收子系统工作稳定可靠,容错能力强,可以满足CSRH-I的应用需求.     

Environmental dependence of stellar mass and stellar velocity dispersion of CMASS galaxies

In this study, I attempt to apply for a new statistical method and investigate the environmental dependence of stellar mass and stellar velocity dispersion in the CMASS sample of the Sloan Digital Sky Survey Data Release 9 (SDSS DR9). I divide the CMASS sample with redshifts 0.44 ≤ z ≤ 0.59 into many subsamples with a redshift binning size of Δz = 0.01, and analyze the environmental dependence of stellar mass and stellar velocity dispersion of subsamples in each redshift bin. It is found that stellar mass and stellar velocity dispersions of CMASS galaxies are very weakly correlated with the local environment. (© 2015 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

湖南“3+5”城市群城市综合承载力区域差异研究

基于城市综合承载力的概念,从水土资源、生态环境、社会经济、基础设施与公共服务等4个方面选择23个指标构建城市综合承载力评价指标体系。并尝试运用因子分析模型对湖南"3+5"城市群城市综合承载力区域差异进行客观评价。结果表明:影响和制约湖南"3+5"城市群城市综合承载力的核心因子为水土资源与公共服务、社会消费、污染治理及人口密度;湖南"3+5"城市群城市综合承载力区域差异明显,可分为3个等级。针对上述分析结果,提出提高湖南"3+5"城市群城市综合承载力的政策建议。     

Effect of wave-induced Stokes drift on the dynamics of ocean mixed layer

The wave-forcing ’Coriolis-Stokes forcing’ and ’Stokes-vortex force’ induced by Stokes drift affect the upper ocean jointly.To study the effect of the wave-induced Stokes drift on the dynamics of the ocean mixed layer,a new three-dimensional(3D) numerical model is derived using the primitive basic equations and Eulerian wave averaging.The Princeton Ocean Model(POM),a 3D primitive equation ocean model is used with the upper wave-averaged basic equations.The global ocean circulation is simulated using the POM model,and the Stokes drift is evaluated based on the wave data generated by WAVEWATCH III.We compared simulations with and without the Stokes drift.The results show that the magnitude of the Stokes drift is comparable with the Eulerian mean current.Including the Stokes drift in the ocean model affects both the Eulerian current and the Lagranian drift and causes the vertical mixing coefficients to increase.