关键词： 源网荷全景同步测量系统   主站   分布式架构   OpenPDC   HAProxy   负载均衡集群  

摘要： 源网荷全景同步测量系统(Full-view Synchronized Measurement System,SYMS)实现了对电力电子化电力系统的动态监测。然而,由于数据源多、数据类型不同以及装置数量的激增,现有的SYMS主站架构将难以处理多源海量的测量数据。论文提出了适用于SYMS主站的分布式架构,研究了基于开源相量数据集中器(Open Source Phasor Data Concentrator,OpenPDC)的多源异类数据实时处理方法,并基于HAProxy设计实现了前置负载均衡集群,最终搭建了分布式主站的前置系统。针对传统广域同步测量系统主站架构易出现单点故障、并发处理能力低、可扩展性低等问题,详细分析了主站系统的数据通信需求、应用需求、存储需求以及硬件资源需求,基于此提出了一种包含前置数据服务、实时应用服务、数据缓存服务、离线应用服务以及Web服务的SYMS主站分布式系统架构,不同数据服务部署在不同服务器中,通过消息传递协调通信,降低了各数据服务之间的耦合性,且单一数据服务可实现集群扩展,不仅增强了 SYMS主站的容错能力,同时保证了主站的并发处理能力以及扩展能力。针对SYMS系统源网荷多场景同步测量装置(Synchronized Measurement Device,SMD)布点多、数据类型不一造成的数据多源异类问题,分析了 SMD装置的数据通信方式,提出了基于开源相量数据通信框架GSF的实时数据通道建立方法,实现了不同装置依据IDCODE的数据实时传输;基于OpenPDC设计实现了适用于SYMS的多源异类数据适配器,实现了数据的实时归一化处理。测试结果表明,所提方法及适配器解决了 OpenPDC对SYMS数据的不兼容问题。针对装置数据大幅度增加导致的主站前置压力过大的问题,提出了一种基于HAProxy的前置负载均衡集群。其中,基于TCP四层负载均衡以及最小连接数算法实现了前置负载均衡调度器,基于OpenPDC构建了前置数据处理的前置应用服务器,实现了对SMD装置负载的自适应分配及处理。进一步,为保证集群的高可用性,基于Keepalived的虚拟IP故障切换方法实现了主备双节点的前置负载均衡集群。测试结果表明,与集中式前置相比,所提前置负载均衡集群具备较强的数据分发能力与容错能力。

关键词： 螺旋桨测量   激光点测量   测量系统   数据处理   误差分析  

摘要： 叶片型面是复杂的自由曲面,通用航空螺旋桨的测量主要是通过人工手动测量主要叶片参数,其效率低,大大影响维修进度,与现在维修和检测环节存在脱节,无法快速检测其型面。针对上述问题,研究螺旋桨叶片复杂曲面的检测过程,研发低成本、高效率、较高精度的叶片快速自动测量系统,对于提升叶片的维修检测水平和检测效率有重要的实践运用价值。本文主要针对非接触式测量为载体,在硬件方面采用自搭台面、自主设计硬件系统、控制软件的搭建、采集数据、处理数据。同时利用软硬件结合对系统编辑,采用软件对程序进行控制,实现复杂的曲面测量。硬件的搭建中,选材使用标准型铝搭建,并且利用了相关的链接装配件用于稳固,提高系统的稳固性,并且在硬件方面还选择了反馈机构——六自由度高精度传感器,无论在测量过程中还是在校准过程中都能很好地发挥其作用,提供负反馈以便校准整个仪器的运行。同时整个仪器考虑到性价比,在各个硬件选择性价比最高的零部件,以节约硬件成本。软件系统方面设置了测量方案,包含了局部等步长,以及通过拟合实现轮廓边缘较好的检测效果和高效测量轮廓截面,同时还利用了特征提取的方式对螺旋桨叶片型面的快速测量。在处理采集到的数据时,采集数据利用了生产者和消费者模式来降低数据采集的滞后性、大量数据多通道的采集,以及在采集数据之后,大量采集的数据利用手动转换带来的繁琐过程,后期利用程序辅助完成数据的转换,最后完成数据的预处理。在进行实验之前通过对整体设备的误差分析与补偿,最后通过测量标准量块验证系统误差。实验通过对仿螺旋桨叶的测量与理论螺旋桨参数作比较,同时采集到的相关数据在数据处理时,利用不同的方法对采集数据中包含的振动量以及噪声进行剔除,并且光滑处理方便后续的数据处理,针对不同平面与曲面,利用包含了五点三次法、局部加权线性回归、MAD方法等一系列降噪处理算法,在处理数据时同时拟合叶片轮廓曲线,通过得到的数据完成对比,最后利用拟合的方法完成叶片前缘的关键测量。

关键词： 全基因组测序   生物信息学   DNA污染检测   DNA数据清洗   突变验证  

摘要： 细菌培养中经常发生污染,这严重影响了全基因组重测序（whole genome sequencing,WGS）结果的可重复性和可靠性。利用改进的生物信息学工具分析测序结果中潜在的污染并从受到污染的WGS数据集中提取目标有用数据至关重要。基于此研究背景,本论文开发了Clean Seq管道,用于从WGS测序结果中自动地检测和去除污染读数（reads）,通过局部重新比对（realignment）分析潜在基因组变异并进行适当的验证。本论文设计分析了计算机模拟的、公开可用的数据集和实验进化研究的真实实验数据集,结果均证明Clean Seq具有较高的应用性和可重复性。本文的研究内容和成果主要有以下几点:·针对WGS数据污染问题,本文实现了Clean Seq工具的污染检测和清洗模块,用于判断原始测序数据是否存在污染,并在发现污染后对数据进行清洗。方法如下:将原始数据比对（alignment）到细菌基因组比对数据库上,给测序reads分配物种标签,根据物种标签,判断是否存在物种污染。接着利用BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）工具将原始数据分别比对到目标物种的参考基因组和污染物种的参考基因组上进行标记。根据标记结果获取独属于目标物种的reads,从而完成数据清洗。·针对变异分析,本文实现了Clean Seq工具的突变调用与验证模块,用于对基因数据进行常规变异调用并对结果进行可靠性验证。方法如下,首先使用常规变异调用流程对测序数据进行突变调用,获取原始突变调用集VCF（Variant Call Format）。根据VCF中的突变信息生成突变序列,利用BLAST将突变序列比对到原始数据上。根据比对结果提取与突变序列相似度极高的reads并将其可视化,根据可视化结果验证突变是否存在。·本文使用多种数据集对Clean Seq进行了全面的性能验证。通过设置多种模拟测试集,实验室进化数据集,公共污染数据集分别对污染检测与清洗模块,突变调用与验证模块以及Clean Seq整体进行验证,结果均表明Clean Seq可以有效处理被污染的测序数据并得到可靠的变异调用结果。

关键词： 矿区沉陷监测   机载激光雷达   点云滤波   点云内插   数据处理  

摘要： 煤矿地表沉陷监测是衡量采煤破坏程度的重要指标，不仅可为煤矿开采提供科学指导信息，也为作业人员的生命财产安全提供保障。传统变形监测方法效率低、覆盖范围小且劳动强度高，InSAR技术、无人机摄影测量等手段由于测区地形、地貌等限制条件同样存在一定的缺陷。机载激光雷达测量技术能够快速获取测区高精度、高覆盖率的时空三维信息，尤其适合地理环境复杂的区域，可快速便捷地获取被测地物信息，未来也必将成为变形监测领域的发展趋势。本文对激光雷达点云数据处理、地面高程模型的构建及将其应用于地表沉陷分析方面进行深入研究，最终实现快速提取矿区地表沉陷信息。主要研究工作如下:　　(1)对点云数据的预处理方法进行研究，分两阶段对原始数据中的噪声点进行滤除，首先利用基于连通分析的算法进行初步去噪处理，然后对传统DBSCAN算法进行改进，提高其聚类效率，之后利用改进的算法对数据进行二次去噪处理，并对去噪结果进行了分析评定;(2)针对数学形态学和渐进加密三角网单一滤波算法效果的不足，提出一种组合滤波的点云分类算法，首先运用数学形态学算法进行初滤波，滤除原始数据中的大型构筑物，然后利用渐进三角网加密算法二次滤波。通过滤波对比实验，组合滤波算法相较于形态学和渐进加密三角网算法误差值均有明显降低，总误差最大降幅分别为2.48％和2.37％。验证了本文方法的可行性;(3)利用本文方法得到的点云滤波数据结果进行插值实验，对比分析了三种点云内插算法的模型构建结果，为不同点云密度分布特征与地形条件下点云内插方法的适应性研究提供思路，最后分析了点云数据抽稀比例对DEM模型构建精度的影响，结果表示40％的临界值内DEM可以保持一定的原始精度。为实际工程应用中原始数据抽稀处理提供了借鉴思路;(4)通过煤矿工作面地表数据采集处理及模型构建分析论证了本文研究成果的适用性，构建矿区沉陷模型并对其误差来源与特性进行系统分析，在此基础上采用基于小波阈值的去噪方法对沉陷信息进行精细提取，倾向与走向剖面标准差分别降低了15％和33％，验证了方法的可行性。

关键词： 中子寿命测井   时间谱   中子扩散效应   宏观俘获截面   蒙特卡罗数值模拟   多尺度量子谐振子算法   改进的Levenberg-Marquardt算法  

摘要： 随着国内油田逐渐进入高含水发展后期,中子寿命测井作为重要的套管井核测井技术,在开发测井领域发挥重要作用,已成为判断油藏残余油气饱和度分布变化规律、掌握注水和产液剖面、调整注采方法、增加采收率等的主要测量手段之一,其数据处理方法仍有较大提升空间,本文建立了一种中子寿命测井数据处理新方法。本文采用数值模拟方法研究了中子寿命测井模式下粒子场的时间特性;引入多尺度量子谐振子算法与改进的Levenberg-Marquardt算法分别建立两种宏观俘获截面反演方法;采用四参数双指数衰减模型进行中子寿命测井井眼校正;基于玻尔兹曼中子输运理论,从理论上推导中子扩散效应对中子寿命测井影响规律,借助蒙特卡罗数值模拟技术提出一种新的中子寿命测井扩散效应校正方法;应用本文提出的中子寿命测井数据处理新方法对实际PNST脉冲中子全谱测井数据进行处理验证应用效果。研究结果表明,粒子的时间特性显示,脉冲停止后一段时间内热中子计数与俘获伽马计数仍会上升,开窗时间不宜过早,为后续数据处理确定起始时窗提供依据;基于改进的Levenberg-Marquardt优化算法通过多次迭代确定地层宏观俘获截面,反演方法精度高,稳定性好,总体上优于多尺度量子谐振子反演方法;针对研究的中子寿命测井影响因素,利用四参数双指数衰减模型可有效分离宏观俘获截面的井眼分量与地层分量;结合理论推导与数值模拟结果确定中子寿命测井临界源距,建立扩散效应校正公式,得到井眼和扩散校正后的宏观俘获截面。实际应用效果表明,本文提出的中子寿命测井数据处理方法应用效果良好,数据处理结果满足现场实际应用要求。本文一定程度上丰富了中子寿命测井扩散效应理论,为实际应用奠定基础,为数据处理方法设计提供依据,对中子寿命测井数据处理方法的发展有一定意义。

ISBN: (纸本)9787522604855

关键词： 数据处理权   用益物权   新型权利   数据处理者   非排他性  

摘要： 21世纪,随着大数据技术的发展,数据的使用规模呈几何倍增长,诸多利益失衡的问题开始泛滥,如过度数据爬取、个人隐私泄露等。如何找到失衡点并将其弥合,成为一项亟待研究的课题。法律作为社会的调整器,应当发挥作用。 论文第一章,从现象切入,描述了数种发生频率较高的数据领域乱象,即过度的数据爬取、因大数据的预测功能导致的歧视、新的跟踪技术兴起导致的数据主体人格利益受损、云服务技术造成的个人隐私泄露。之后,在归纳数据的无体性、集合性、庞杂性、独立性及非排他性的基础上,分析了现有的物权、知识产权、商业秘密等制度为何无法适用,并提出了数据处理者的权利需要构建的观点。 论文的第二章基于上述分析,提出了解决措施——以用益物权为蓝本,构建数据处理权。用益物权的功能为以下两点,其一,赋权非所有权人得使用、收益标的物,所有权人则可收取对价,物的价值得以发挥;其二,若无用益物权制度,物的所有权人与使用人之间仅系债权关系,无法对抗第三人,效力较弱,用益物权则可以为因其形成民事关系提供对世性,民事主体不必再“仰人鼻息”。而激励民事主体在合理范围内主动进行数据流通交易,并保证数据流通后数据处理者对数据的控制,是设计新制度的核心要点,构建与用益物权制度有相通之处的数据处理权制度,恰能实现以上目标。数据处理权系非数据主体对他人之数据,在一定范围内进行储存、处理、收益的权利,数据处理权的概念、属性、在民事权利体系中的定位、权能等,本章也将全面阐述。 论文的第三章对数据处理权存在的正当性与可行性做出论证。首先,是利益的正当性,构建数据处理权,直接保障的是数据处理者的财产权利益,间接保护着数据市场的健康流通秩序及数据主体的人格尊严、人身自由等人格权利益,体现着公平、效率、秩序等在人类的发展史上经过时间的洗涤,符合人类社会的通行法则的价值。其次,是权利的可推定性,数据处理权可在司法与立法的层面被推定得出。再次,是法律体系的可容纳性,梳理民事权利的基本构成要件,与一般的民事权利作对比,可得出数据处理权能够容纳于民事权利体系的结论。最后,是实现的可能性,通过“告知-同意”的原则取得权利,不存在困难。在义务的履行上,义务人不存在强度较大的履行义务责任,仅需履行消极的容忍、尊重、不干涉的义务,即可保障权利的实现。由上,得出数据处理权的构建具有正当性的结论。

关键词： 矿井   数据处理   曲线   图像识别  

摘要： 随着“智慧矿山”的大力发展,煤炭企业在开采、运输、供电等生产环节中提高了装备自动化水平和环境监测能力。在此基础上,企业通过矿井钻孔设备获取了大量的矿井数据文件,而在智慧矿山的实践实例中,需要对以文本文件和视频文件为主的矿井数据文件进行更进一步地分析,以便充分利用矿井数据,提高分析矿井数据的能力。对于企业来说,文本文件中能够反映岩层信息的数据主要以曲线形式进行展示和处理,视频文件则以其图像展示岩层特点。因此,针对如何获取并处理文本文件和视频文件中包含的岩层数据等问题,设计并实现矿井数据处理软件是有必要的。本文在查阅分析有关矿井数据处理软件文献的基础上,对矿井钻孔分析仪数据处理软件进行需求分析,针对矿井数据文件中出现的岩层曲线分析和岩层图像分析等问题,基于Spring Boot等开发框架设计实现了矿区区域管理、矿区用户管理、矿井钻孔分析仪产出文件管理、矿井钻孔分析仪文件数据分析等四个模块。其中,矿井钻孔分析仪文件数据分析模块在其他模块提供的基本信息管理的支撑下,针对如何有效地分析矿井文件中包含的岩层数据等问题,主要设计实现了岩层曲线分析和岩层图像分析等相关功能。针对如何消除现有岩层数据中的测量误差等问题,设计实现了多种岩层数据曲线处理方式,操作人员可以根据不同需求进行选择,结合其专业知识,消除测量带来的误差。针对如何利用矿井测量视频获取岩层特征等问题,首先采用了自动裁剪以及直方图均衡化的方法对视频图像进行了预处理操作,接着设计实现了基于VGG19深度卷积网络的图像识别功能,提高了企业从视频图像中获取岩层特性信息的能力。本文最后针对矿井钻孔分析仪数据处理软件进行了功能测试和非功能测试,测试结果表明软件功能和性能均满足业务需求。

关键词： Azimuth   Bandwidth   Doppler effect   Synthetic aperture radar   Beam steering   Image reconstruction   Image resolution   Multichannel synthetic aperture radar (SAR)   range frequency-dependent deramping in azimuth   sliding spotlight  

摘要： Azimuth multichannel synthetic aperture radar (SAR) working in the sliding spotlight mode can effectively achieve ultrahigh resolution and wide swath imaging. However, multichannel sliding spotlight SAR echoes with large pulse bandwidth and azimuth steering angle are difficult to reconstruct and process due to the large range frequency-dependent Doppler centroid varying frequency support. To resolve this problem, two azimuth preprocessing approaches both based on the range frequency-dependent deramping strategy are proposed in this article. In both approaches, echoes are handled by a range frequency-dependent azimuth deramping function at first, which assign the signal measurements to unambiguous Doppler frequencies. Afterward, in the first preprocessing approach, azimuth multichannel raw data can be reconstructed and combined before azimuth upsampling in the conventional two-step preprocessing technique. The other way to handle the deramped multichannel raw data is the modified full aperture azimuth multichannel sliding spotlight reconstruction approach, which embeds azimuth multichannel reconstruction into azimuth convolution between the deramped raw data and the selected range frequency-dependent azimuth deramping function. Furthermore, the azimuth data in the second approach should be resampled to obtain a uniform azimuth sampling interval. Computational complexity and effects on the following imaging algorithm of both approaches are analyzed and compared. Simulation results validate the proposed two azimuth multichannel preprocessing approaches.

关键词： 短基线干涉测量系统   相位干涉测量   干涉时延   相位模糊  

摘要： 源于射电天文的干涉测量技术具有测角精度高、被动式测量等特征,逐步在非合作测量领域推广应用。不同于合作测量能够事先设计跟踪弧段,非合作测量具有尝试性、探索性,工作量大、数据处理任务重的特点。因此通过联动控制思想构建一个集控制、采集、存储、处理等多模块的干涉测量系统,可以极大提高数据处理与研究的效率。本研究基于短基线干涉测量系统,进行了干涉测量系统与数据处理联动研究。在北京某地完成短基线干涉测量系统建设与测试;给出了短基线干涉相位差分处理流程,分析系统误差,建立了干涉相位解模糊模型;干涉跟踪接收了 GEO等卫星信号,将信号接收与数据解算联动处理,实现了系统精度评估与验证。主要工作和成果如下:1、将短基线干涉测量系统硬件模块与软件相联系,实现硬件系统与上位机软件的联动控制,极大提高数据处理与研究的效率。设计上位机软件,利用软件系统控制各硬件模块,基于软硬模块联动协同工作实现短基线干涉测量系统稳定、高效运行;2、针对短基线干涉测量系统特征,给出了短基线干涉相位差分处理流程;建立了干涉相位解模糊对待测目标先验角位置及精度、干涉基线长度、干涉基线方向等约束需求,完成基线长度、基线方向、卫星经度位置间关系仿真验证,为干涉相位差分实验奠定了理论基础;3、建立基于“精密星历卫星—待测卫星—精密星历卫星”差分干涉的系统精度评估方法。针对GEO卫星进行干涉跟踪实验,差分相位干涉测量精度约为0.1-0.2rad(S频段)。应用该方法,标定“标校塔—待测卫星—标校塔”差分干涉方法,为标校塔站址误差核准提供了依据。综上所述,本论文实现了短基线干涉测量系统软件与硬件联动处理,开展了短基线干涉测量相位差分处理研究及实验验证。结果显示,短基线干涉测量系统联动处理提高了系统运行效率,并为干涉相位解模糊提供了先验输入;S频段双GEO星干涉相位差分测量实测精度可达到0.1-0.2rad。该工作对短基线干涉测量的系统运行和差分观测奠定了扎实的基础。