突发地震灾害中无人驾驶救援车伺服控制系统研究

针对当前采用PID控制器控制无人驾驶救援车伺服系统时存在的轨迹跟踪精度不高,误差控制性能较差,灵活性、平稳性和安全性能不佳等问题,提出并设计基于BP神经网络整定PID控制器的无人驾驶救援车伺服控制系统,建立突发地震灾害中无人驾驶救援车伺服控制系统驱动模型,并以此模型作为被控对象;根据系统期望输出值与实际输出值构成的控制偏差获得PID控制规律,并通过调节PID控制器控制参数实现系统控制,在此基础上,采用BP神经网络通过对无人驾驶救援车伺服控制系统性能的学习,构建基于BP神经网络整定的PID控制器,并采用梯度下降法修正控制器加权系数,通过在线调整BP神经网络加权系数即可实现控制器的自适应调整,控制突发地震灾害中无人驾驶救援车实施救援。实验结果表明,设计的基于BP神经网络整定PID控制器的无人驾驶救援车伺服系统可有效提高轨迹跟踪精度,具有较好的灵活性,且能够保证驾驶员的安全和车辆平稳行驶。     

Regeneration and utilization of nutrients during collapse of a <Emphasis Type="Italic">Mesodinium rubrum</Emphasis> red tide and its influence on phytoplankton species composition

High-biomass red tides occur frequently in some semi-enclosed bays of Hong Kong where ambient nutrients are not high enough to support such a high phytoplankton biomass. These high-biomass red tides release massive inorganic nutrients into local waters during their collapse. We hypothesized that the massive inorganic nutrients released from the collapse of red tides would fuel growth of other phytoplankton species. This could influence phytoplankton species composition. We tested the hypothesis using a red tide event caused by Mesodinium rubrum (M. rubrum) in a semi-enclosed bay, Port Shelter. The red tide patch had a cell density as high as 5.0×10⁵ cells L^?1, and high chlorophyll a (63.71 μg L^?1). Ambient inorganic nutrients (nitrate: \(\rm{NO}_3^-\), ammonium: \(\rm{NH}_4^+\), phosphate: \(\rm{PO}_4^{3-}\), silicate: \(\rm{SiO}_4^{3-}\)) were low both in the red tide patch and the non-red-tide patch (clear waters outside the red tide patch). Nutrient addition experiments were conducted by adding all the inorganic nutrients to water samples from the two patches followed by incubation for 9 days. The results showed that the addition of inorganic nutrients did not sustain high M. rubrum cell density, which collapsed after day 1, and did not drive M. rubrum in the non-red-tide patch sample to the same high-cell density in the red tide patch sample. This confirmed that nutrients were not the driving factor for the formation of this red tide event, or for its collapse. The death of M. rubrum after day 1 released high concentrations of \(\rm{NO}_3^-\), \(\rm{PO}_4^{3-}\), \(\rm{SiO}_4^{3-}\), \(\rm{NH}_4^+\), and urea. Bacterial abundance and heterotrophic activity increased, reaching the highest on day 3 or 4, and decreased as cell density of M. rubrum declined. The released nutrients stimulated growth of diatoms, such as Chaetoceros affinis var. circinalis, Thalassiothrix frauenfeldii, and Nitzschia sp., particularly with additions of \(\rm{SiO}_4^{3-}\) treatments, and other species. These results demonstrated that initiation of M. rubrum red tides in the bay was not directly driven by nutrients. However, the massive inorganic nutrients released from the collapse of the red tide could induce a second bloom in low-ambient nutrient water, influencing phytoplankton species composition.     

多方向不规则波传播变形数值模拟

在推广的缓坡方程数学模型基础上建立了多方向不规则波数学模型,综合考虑了波浪折射、绕射、反射、底摩擦和风能输入等因素。基于线性波浪理论,将波浪方向谱在频率和方向上按等能量分割法离散后,分别计算各组成波的传播变形,再计算合成波要素。缓坡方程数学模型采用改进的ADI法求解,计算效率高,稳定性好。采用椭圆形浅滩不规则波模型试验结果和单突堤不规则波绕射理论解对数学模型进行了验证,数值模拟结果和试验值及理论解符合良好。利用该模型进行了某港港内波浪折射、绕射和反射的联合数值模拟,给出了合理的港内波高分布。     

珠江河口及近海水体中铜的水平和形态分布

对夏季(2002-07)和冬季(2003-01)航次中珠江河口及近海水域样品中金属铜的总含量以及总溶解态、颗粒态、游离态铜含量进行对比分析。结果发现,夏季铜的总浓度水平分布并非完全体现陆源性规律,而是随河口向外海递增。而在冬季,总铜浓度的空间变化呈现和夏季完全相反的趋势,即随河口向外海逐渐降低。说明研究水域中金属铜可能具有其他来源,同时在很大程度上受到夏季沿岸上升流的影响。但是,游离态铜的分布在冬季和夏季却呈现相同的趋势,即自河口向外海逐渐降低。说明铜的形态分布在更大程度上取决于水体的理化性质。     

利用SeaWiFS反演海水透明度的模式研究

海水透明度是描述海水光学特性的一个基本参数.根据水下光辐射传输理论及对比度传输理论,建立了海水透明度的半分析定量遥感模式.利用大量实测透明度资料对模式进行了验证,结果表明遥感反演透明度与实测透明度的相关系数为0.84,绝对平均误差为4.17m,相对平均误差为22.6%.最后利用建立的模式和Sea WiFS卫星资料制作了我国海域1999年的月平均透明度遥感产品.     

数字地球中影像数据的Zipf-like访问分布及应用分析

在数字地球GlobeSIGht系统中,统计分析不同采集时间尺度的4个系统日志,得出了影像数据瓦片请求均符合幂律分布中的Zipf-like分布的结论。该结论有助于数字地球系统在诸如影像数据存储分布和缓存等方面的性能优化设计和分析。     

S盒的互相关测试算法设计

S盒是构成分组密码算法重要的非线性部件,其密码学性质直接影响整个密码算法的安全性,因此对S盒的安全性检测十分重要。以往对S盒的安全性评估大多数集中在检测分量函数的安全性上,本文考虑了分量函数之间的关系,并利用Shannon在对称密码系统设计中所提出的混淆和扩散的思想,提出了S盒的互相关测试指标,设计了测试算法,更好地评价了S盒的安全性能。对DES和AES的S盒分别进行了实验,给出了测试结果。     

荆江河道GPS与全站仪边长及方向改化

在区域范围较大的工程测量中,需对方向和边长观测值作归化改正和投影改正,但这一点常被许多测绘工作者忽略,因而造成不能对工程测量的结果加以正确的处理,甚至怀疑观测精度不够,还需加以复测,这给工程的进度造成了不良影响。以在荆江河段河道演变监测控制测量中对方向和边长观测值作归化改正和投影改正为例,阐述了边长及方向归化改正的具体方法及改化过程,通过改化计算,同时也说明全站仪导线边长测量成果经改化后能满足后续工程勘测精度的要求。     

基于Oracle拓扑模型的地块建模与变更

拓扑建模是实现地籍地块变更的基础。通过以Oracle10g拓扑数据模型结点创建界址点,弧段创建界址线,多边形创建地块的方法实现了地籍地块的拓扑建模,减化了拓扑规则的设置及拓扑错误的检查,提出了地籍地块的变更方法,给出了其具体的实现过程和关键技术。     

滑坡危险性预测模型的设计与实现

滑坡灾害的发生严重影响人类社会的生产生活,因此对滑坡灾害的预警预测工作一直是地质灾害监测和防治的重点,国内外众多学者都对此进行了相应研究。本文在前人的研究基础上把信息量模型和降雨诱发指数应用在滑坡预测研究中,充分考虑两者的耦合影响,建立了滑坡危险性预测模型,并完成了模型的开发工作。该模型实现了滑坡灾害危险性预测的快速化、自动化,并且已集成到江西省地质灾害预警预报分析决策系统中,得到了成功应用。