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系统论文

系统论文范文第1篇

11网络系统结构为保证系统兼容性,采用罗克韦尔PLC及配套模块,按照工业网络等级设置及罗克韦尔所支持的通信协议,本文设计了以太网Ethernet/IP和控制网络ControlNet2层,结构如图1所示.由图1可知,管理系统对控制层设备的监控,关键在于设置OPC服务器,并建立通用的通信手段,使得上层监控管理平台的开发摆脱对控制器配套软件的依赖.

12控制犗犘犆服务器中数据

1.2.1采集OPC项(OPCItem)中数据采集OPCItem中的数据,应该遵守OPC访问规范(OPCDA).客户端程序应该具有服务器(Server)对象、组(Group)对象和项(Item)对象.软件实现过程如下:打开MicrosoftVisualStudio2010,创建一个Windows窗体项目,在窗体中添加标签、按钮.程序设计首先添加OPC端口引用文件RsiOPCAuto.dll,该文件目录一般为C:\ProgramFiles\CommonFiles\Rockwell.

1.2.2数据写入OPCItem数据写入OPCItem与读取OPCItem中数据相似,客户端程序应该具有服务器(Server)对象、组(Group)对象和项(Item)对象,其流程与读取数据的流程相似,不同点是将读取数据改为写入数据.

13存储犗犘犆服务器中重要数据及存储数据的调用

对电梯的运行进行统计则需要大量的数据,这些数据来自平时电梯的运行,要得到这些数据,需要将OPC服务器中的重要数据导入到Access数据库中.为了便于观察,系统具有显示、查询数据功能.

1.3.1存储OPCServer中重要数据对派梯算法有影响的最直接的数据有呼梯信号所在电梯、轿箱外呼梯层、轿箱内呼梯层、呼梯时间.为了保证将所有的呼梯信号存储到Access数据库中,程序的扫描方式设置为实时扫描(不间断扫描);为了保证不重复的存储数据,程序设置为当有信号改变时,则将数据导入到Access数据库中.首先建立Access数据库,其中包含用户表(user)和电梯运行信息表(message);在原有的项目上添加窗体文件,编写C#程序,实现客户端程序与Access数据库的连接、OPC中数据存入Access数据库中.

1.3.2分析、筛选数据为了便于数据统计、管理,开发有统计、管理数据界面,能够显示数据库中存储的电梯按键的全部信息,还可以查询在第犖层停车的所有电梯的名称及时间.首先添加Form窗体,并改名为Management;在窗体中添加相应的Label,Button,TextBox,DataGridView控件,在DataGridView控件中选择要显示的数据源;编写C#程序,实现数据显示、查询等功能.

2电梯群控系统智能算法

派梯算法的优化原则有时间最短、能耗最低、时间与能耗相结合3种,核心是评价函数的设定.本文使用的时间与能耗相结合的最优原则,需计算以下几类信息,如楼层、呼叫、轿厢状态、曳引机状态等,从而完成评价函数或适合度的评估,计算量小于16犖+犖(犖-1)/2,其中犖为电梯数量.相较于典型的单一时间最短或能耗最低原则,此算法性能更灵活,同时还应该具有在呼梯高峰期派遣相应电梯到相应层待命的功能.

21系统总流程图电梯运行时,上位机管理系统定时扫描PLC中的数据,针对群梯系统的实时性特点及考虑输入、输出电气元件的特性,设定0.25s扫描1次,流程图如图2所示.

22子系统及其流程图1)判断电梯运行最高、最低层.运行最高层是电梯上行转为下行时的转折层,最底层即电梯下行转为上行时的转折层,其实现过程是,在主程序中添加函数犿犪狓_犿犻狀(),根据轿厢内有无按键将其分为2种情况:当无内部按键时,根据上下行呼梯信号及呼梯信号所在楼层判断电梯运行的最高最低层.当有内部按键时,比较上下行按键所在楼层、电梯所在当前层,得出电梯上下行最高最低层.2)判断上下行.电梯上下行是电梯运行规则的一个标志.电梯的运行规则是顺向呼梯时,电梯停车,反向呼梯,则需等电梯运行至最高层,反向后再响应反向呼梯信号.电梯的上下行判断,即当没有下行信号时,如果电梯上行最大层大于当前层,则电梯上行,即UP[犻]=true,否则UP[犻]=false;同理,可知判断DOWN[犻]的真假.3)计算电梯的适合度狊狌犻狋(犻).适合度由计算得出,与数值大小成反比.流程图如图3所示.4)选择适合度最高的电梯.比较各电梯的狊狌犻狋(犻),狊狌犻狋(犻)取最小值,如图4所示.5)将最适合的电梯所对应的电梯号反馈到OPC服务器中,同时PLC得到相应数据,执行派梯.

3系统调试及实验结果

在管理系统的主界面上点击“启动”按钮,则在主界面的文本框中显示电梯运行的状态信息,如停车次数、电梯上下行状态、等待时间、适合度、最高层最低层等,调试时根据这些数据,检查派梯算法、电梯运行过程是否正确.

31根据电梯的运行过程直观分析电梯分别停在1层时,在3层、4层分别有一个上行按钮,结果是电梯1响应3层呼梯信号,电梯2响应4层呼梯信号,与真实要求一致;继续调试,分别按下5层上行按钮、2层下行按钮,结果为电梯2响应5层呼梯信号,电梯1响应2层呼梯信号,与真实要求一致;再次按顺序按下5层下行按钮、7层上行按钮、3层上行按钮,结果是电梯2开门,电梯1响应7层呼梯信号,电梯3响应5层呼梯信号,调试结果与真实情况一致.

32根据数据分析电梯1,2,3,5,6在3层,电梯44层,这时在最短的时间内按下如下按键:梯1,内部按键2,6,7,梯2,3,5,6分别按下内部按键7,外部按键按下5层上呼按钮,其运行数据如图5所示,数据分析如下.电梯1:下行,响应2层内部按键,之后应该响应5层上行按键,再响应图内部按键6,7,即响应外呼信号前停车1次,响应外呼信号后停车2次,由于时间差,当按下外呼按钮后,梯1当前层已经显示2层,所以其适合度计算为同理狑犪犻狋狋犻犿犲犉[1]=(5-2)×2+1×5=11狑犪犻狋狋犻犿犲犔[1]=2×5=10,同理狊狌犻狋[1]=狑犪犻狋狋犻犿犲犉×0.7+狑犪犻狋狋犻犿犲犔×0.3=10.7,同理,可计算梯2,3,4,5,6的适合度,但由于梯4处于检修状态,其适合度为自设值(目的是区别于其他电梯).犉犻犵.5犕狅狀犻狋狅狉狑犻狀犱狅狑狊狅犳犲犾犲狏犪狋狅狉狅狆犲狉犪狋犻狅狀经联机调试,群梯管理系统通过OPCServer与现场设备之间通信,能够稳定读取现场设备运行时的数据,并将数据导入到Access数据库中;系统能够控制现场设备的运行,如电梯按键界面控制电梯的上下行,高频呼梯时间段设置界面控制电梯在某个时间段内有电梯在相应楼层等候.该系统的智能算法使电梯准确响应呼梯信号,满足候梯时间与能耗最低的综合优化原则.

4结论

系统论文范文第2篇

根据当前企业生产车间具体业务流程,结合上述系统结构模型,以实现企业内部各部门之间以及企业内部与外部之间的信息安全通信为目的,构建出车间管理系统物理模型。车间管理系统物理模型按照MES核心理论进行设计,突出MES的分布式结构以及其与其他企业信息系统(如ERP、SCM、SSM)集成的特点,能更好地适应车间生产实际,满足企业对快速响应,敏捷制造的信息化要求。其中单元监控及数据获取模块既可以作为监控设备实时状态的物理单元,也可以发挥现场生产数据采集作用。

2车间管理系统功能设计

车间管理系统不仅能改善离散型制造企业车间生产现场的管理模式,而且将千差万别的产品结构与复杂多变的工艺路线设计的影响生产效率因素简化,通过人机交互、网络协同手段,清楚地呈现给技术人员和操作人员,降低人员的劳动强度,提高生产效率。车间管理系统基于Web进行开发,客户层通过浏览器方式进行系统访问。用户通过浏览器即可获取车间生产数据,进行车间管理工作。

3车间管理系统实现

在进行了业务流程分析和数据流程分析后,使用JSP进行Web程序编写,设计出符合生产现场实际的车间管理系统,系统的角色权限以及功能模块间的关系如图2。

4结束语

系统论文范文第3篇

JamesF.Moore在《竞争的衰亡》一书中提到,GregoryBateson一生致力于复杂系统工作的研究,对其在商业生态系统方面的思考影响巨大。Biggiero和WysockiJr.等提出复杂巨系统的理论提供了另一个视角来思考组织的管理。如果组成系统的成分数量庞大且种类众多,这些成分之间的关系也错综复杂,还形成多种层次结构,那么我们称这类系统为复杂巨系统。自然生态系统是复杂巨系统,社会系统也是复杂巨系统。相对于自然生态系统,社会系统由于人的意识作用更复杂。商业生态系统是社会系统,因此,商业生态系统也是一个复杂巨系统。nGeneraInsight智库董事会主席、著名新经济学家TapscottDon在《Macrowikinomics:RebootingBusinessandtheWorld》一书中提到,企业在经营发展过程中,与消费者一起组成共同体,对公司的决策经营非常有好处。自组织理论是20世纪60年展起来的一种系统理论,主要包括耗散结构理论、协同论、突变论、超循环理论等,吴建材利用自组织理论研究商业生态系统进化机制,认为只要条件满足,商业生态系统也可以以超循环的方式实现自组织进化。Backers认为复杂系统理论的研究成果对分析企业与竞争者、供应商和消费者之间的复杂关系非常有效。

2商业生态系统的研究方向

综上所述,所谓的商业生态系统,其实就是一个基于自然生态系统思想精心创建起来的企业网络组织。和自然生态系统一样的是,商业生态系统也是复杂巨系统,在条件满足的时候,同样能实现自组织的进化。与自然生态系统不同的是,参与系统的成员是被精心选择发展的;与普通企业网络组织不同的是,它具备生态系统的特点,通过企业生态位的分离,创造协同进化的条件。同时,它又符合复杂巨系统的特征。根据对国内外学者研究的成果看,目前针对商业生态系统的研究可以分为两个方向,即自然生态系统的方向和复杂系统研究的方向。

2.1引用自然生态系统知识方向从这个方向开展研究的学者认为商业世界中的企业组织就像自然生态系统中的生物一样,企业与企业之间既存在着竞争,也有合作的关系,它们之间在竞合过程中形成了类似于自然界中食物网的价值网络。每个企业是这个价值网络中的一个成员(结点),承担了这个价值网络中的一个功能,比如苹果移动生态系统中的富士康科技公司,其主要功能就是为苹果公司生产iphone手机,一旦富士康科技公司的生产出现大面积的问题,将严重影响苹果公司iphone手机品牌的声誉。因此,商业生态系统关键企业(结点)的缺失将对商业生态系统的稳定和发展造成重大的破坏。从自然生态系统方向开展研究的学者,特别重视对生物学和生态学中关键知识的延伸理解和使用。比如在商业生态系统的创建形成方面,JamesF.Moore认为,如同自然生态系统的形成主要是“集合定律”的作用一样,商业生态系统的形成同样适用这个规律;EricSchmid相信“企业组织与自然界的生物体一样具有DNA”,这种组织DNA(即企业文化、企业行为和企业精神等方面)主要来自于组织最初的创立者或组织强有力的领导者;DanielZ.Sui研究发现,自然界中,生物间的竞争导致其生态位的分离,并最终形成自然界中生物的多样性现象,也才有了今天我们见到的如此缤纷绚丽的世界。商业世界也有相似的情况,同一条食街的酒家选择了“回避性定位”的策略,减少了彼此间的竞争,而且群集效应为他们带来了更多的消费者,实现了“协同进化”。

2.2复杂系统研究方向从复杂系统方向开展研究的学者认为,基于线性思维的理论并不适用于现实的商业世界,现实的商业世界运行错综复杂,不可预测。李志坚等认为商业生态系统是一个典型的复杂适应系统,具有适应性、协同进化、自组织、涌现、反馈和有意识选择的复杂适应性特征;刘健辉认为商业生态系统通过自我组织、突发性和协同进化而得到发展,并以此获得适应性。吴建材运用基于耗散结构理论、协同学理论和超循环理论分析了商业生态系统的演化发展及其动力问题,指出商业生态系统的演化发展的方式是协同进化,具体来说,是通过内部各子系统的竞争实现协同,形成系统发展的序参量,并支配着商业生态系统的进化发展。Biggiero和Lucio强调自组织过程在创建商业生态系统的重要性。

2.3存在的问题商业生态系统是一种崭新的研究领域,在体系上还没有完善,需要更多的学者和专家来补充和发展,任何一个有益的方向都是值得探索的。总的来说,自然生态系统方向的研究更注重商业生态系统在实践上的运用,尤其是达尔文的自然选择学说等生态学理论早已深入人心,故这个方向的研究更容易让人理解。不过,该方向的研究未能很深入到商业生态系统的基础问题。复杂系统研究方向则不同,它从系统演化发展的角度,引入包括序参量、熵等概念,深入理解商业生态系统的自组织进化的条件、动力和方式,有助于整体把握商业生态系统的本质和内在机制。随着信息通信技术(尤其是互联网技术)的发展,企业组织将摆脱空间和时间的限制,迎来企业组织结构的大变革时代,管理和任务可以通过网络通信技术进行集成,自组织管理模式将会是未来组织管理的一个研究方向。

3商业生态系统的主要研究领域

对国内外学者的研究进行归纳总结,我们发现,目前商业生态系统的研究领域主要集中在以下几方面。

3.1基于商业生态系统视角研究企业的竞争战略像美国苹果公司一样,组建以自己为中心的商业生态系统是所有渴望成功的企业梦寐以求的追求。因此,研究商业生态的开拓、领导和创新就成了学术界和企业界研究的热点。JamesF.Moore在《竞争的衰亡》一书中写道,商业生态系统的演化发展经历四个阶段,依次是生态系统的开拓、生态系统的扩展、对生态系统的领导和自我更新或死亡。关键企业必须做到能开发比现有系统更有效的、新的首尾相接的价值创造系统、吸引更多的参与者并保持系统成员的多样性、处理各种内外部冲突、持续地为系统注入新的思想和创造新的机会等。

3.2商业生态系统的演化机制和评价体系吴建材提出商业生态系统的本质是协同进化,其演化机制是系统内成员通过功能耦合实现自组织进化,竞争和协同在进化过程中扮演着动力的关键作用。杜国柱、王娜、李爱玉等构建了自然生态系统的健康模型,并提出了商业生态系统的健壮性评价体系,认为所谓商业生态系统健康是指能高效将原材料转变为有生命的有机体,面对环境的干扰与冲击,能持久地生存下去,并随着时间的推移能创造出新的有价值的功能。

3.3基于商业生态系统理论视角研究地区经济和产业集群黄昕和潘军从商业生态系统物种多样性和关键物种等角度,提出我国汽车工业缺少成熟和有力的关键企业的观点,而且汽车工作处于长期封闭和孤立的状态,导致了汽车企业竞争力不强、配套不完善、产业链断裂等一系列问题;吴建材基于商业生态系统理论视角研究广州服装专业批发市场,提出专业批发市场已进入协同进化的时代,应从商业生态系统角度构建专业市场的核心竞争力。HaraldMahrer和RomanBrandtweiner运用商业生态系统理论分析奥地利国家电子商务产业现状,认为奥地利电子商务发展正处于商业生态系统的第二阶段。

3.4商业生态系统理论在多领域中的应用胡岗岚等从商业生态系统理论的视角研究我国电子商务产业的集群化现象,并给出了电子商务生态系统的定义,同时认为我国电子商务生态系统的演化发展过程包括开拓、扩展、协调、进化等四个阶段。张蓓运用商业生态系统理论研究我国零售业,提出建立健康零售业商业生态系统的思路,建议走协同进化的道路,建立共赢的商业社会。郭哲从商业生态系统理论的角度,提出构建无线城市的商业生态系统模型,并给出了三种发展战略,即网络核心型战略、支配主宰性战略和缝隙型战略。

4结语

系统论文范文第4篇

RFIDIT资产管理系统平台使用的C/B/S的架构方式,来分别满足手持终端、电脑终端、多服务器协同的要求。

1.1系统设计原则根据IT资产RFID标签操作管理流程,RFID系统设计遵循以下原则:(1)通过RFID手持终端设备更新设备现场信息,实现数据信息在ITSM系统、SCCM工具平台及RFID系统等不同系统间的共享与交互,完善设备资产信息,建立高可信度的IT设备台账,提高IT资产数据的准确性和真实性。(2)IT资产变更流转历史数据可追溯。完成设备入库-设备申领-设备调拨出库-设备退库报废一系列IT设备资产全生命周期运转在系统流程内有效实现,建立行而有效的IT设备资产全生命周期管理体系。(3)通过RFID电子化标签进行IT设备日常运维、巡检及资产盘点等常态化工作。(4)实现IT设备资产运行状态监控,预防设备发生严重故障,提高对IT设备资产管理时效性。

1.2系统整体架构RFIDIT资产管理系统从ITSM系统中自动获取设备台帐和设备使用人信息等,利用RFID手持终端到现场进行任务办理,任务完成后,相关功能模块数据结果同步到RFIDIT资产管理平台,经过资产管理人员审核批准后,同步到ITSM系统中。

1.3总体技术路线RFIDIT资产管理系统的功能是通过整合其他两个系统中的数据和服务,共同提供服务。为了更好的实现数据的及时性,避免数据冗余带来的数据不准确,该系统设计使用数据库集群、应用分离的架构设计,如图(2)、图(3):

1.4系统安全设计

1.4.1系统运行平台采用Tomcate平台作为应用系统的平台,Tomcat是一个轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试JSP程序的首选。

1.4.2访问权限管理系统分开为三大子系统,即网络服务器、中间件、手持设备,采用统一的用户权限管理,用户需要通过用户名、密码才可以访问系统。为了确保各个组件之间的数据交互的安全,我们在WebService上也进行了用户名和密码的设置,确保数据安全稳定。

1.4.3审计日志在WEB服务器、中间件上,配合每个环节的历史日志,记录了用户的登录、同步、任务获取提交分配等全部行为。

2系统功能包含功能模块

2.1IT资产新增管理模块IT资产新增是从IT资产采购入库到IT设备调配工作环节中采用RFID技术进行实现的功能模块,此功能包含以下模块:(1)IT资产入库初始化:RFIDIT资产管理系统获取ITSM系统中入库设备,作为入库任务,通过RFID手持终端收集设备信息(it设备网卡MAC地址、SN码和RIFD),经系统批准后同步到ITSM系统中。(2)IT设备新增:RFIDIT资产管理系统从ITSM系统数据库获取设备申请单,作为任务到RFID手持终端,由RFID手持终端收集设备信息(it设备网卡MAC地址、SN码和RIFD),设备信息收集完善后可同步到ITSM数据库。

2.2IT资产RFID初始化、盘点、巡检管理模块(1)IT设备RFID初始化:系统同步ITSM系统中的IT资产列表,作为IT设备RFID初始化任务分发到RFID手持终端,通过RFID手持终端绑定设备四项(it资产设备编号、网卡MAC地址、SN码和RIFD)关键信息,经系统绑定后同步到ITSM系统中数据库。(2)IT设备盘点:系统自动获取ITSM系统的IT资产列表,作为盘点任务分发到RFID手持终端,通过RFID手持终端按部门方式对所有IT设备进行逐个盘点,回馈盘点结果到系统中,并同步ITSM系统中。(3)IT设备巡检:系统自动同步ITSM系统的中IT资产列表,作为巡检任务分发到RFID手持终端,通过RFID手持终端按部门方式快速读取设备RFID标签(有效距离内每分钟完成200个IT设备的巡检),并把巡检结果同步到系统中,同时经IT资产管理人员批准后,同步到ITSM系统中。(4)IT设备退库:系统自动同步ITSM系统中的退库申请单,作为退库任务分发到RFID手持终端,按任务要求查询退库设备,退库任务完成后,同步退库结果到ITSM系统中。

2.3IT资产配置监控及报告管理模块IT资产运行状态监控,是通过RFIDIT资产管理系统自动分析和判断IT设备运行状态,包括设备配置变更自动提醒和告警,方便IT资产管理及时定位处理,具体功能如下:(1)IT设备监控:结合RFIDIT资产管理系统完成的数据库信息,通过系统状态监控列表,实时对珠海供电局所有IT设备进行实时的状态监控,监控内容涵盖设备的运行配置信息、配置变更信息、配置变更历史查询和变更处理,同时经过IT资产管理人员确认批准后,可把IT设备配置变更数据同步到ITSM系统中。(2)IT资产报表:系统可按要求自动生成个性化的IT资产报表,管理人员通过IT资产报表窗口,对报表条件进行筛选,系统自动生成相应的IT资产报表,并加以图形界面展示,同时可对自动生成的报表进行导出。

2.4区域内重点资产安全监控管理平台系统对重点数据保护区域和重大IT资产的实时监控,通过图形化的监控画面,资产管理人员可随时获取IT设备所处位置状态,防止设备“非法”移出监控区域,并及时以短信通知相关资产管理人员进行处理。

2.5系统维护管理包括对登录系统和RFID手持终端的用户进行登录名、密码和系统使用权限分配的管理和维护。

系统论文范文第5篇

1.1关于模型模拟法,中国学者借鉴国外经验改进了CEVSA,CASA,GLO-PEM,BEPS等多个陆地生态系统碳循环模型,同时根据中国的情况研发了AVIM2,Agro-C,FORCCHN,DCTEM等陆地生态系统模型,研究了陆地生态系统的净初级生产力和碳储量、气候变化和土地利用变化对中国陆地生态系统碳循环的影响等问题。这些模型现在已经被广泛地应用于草地、农田、森林等生态系统生物量和生产力的模拟,并且对不同的生态系统类型分别建立了不同的参数和计算系统。模型一般以天或月为运行的时间步长,模型参数涉及气温、降雨量、光照等气候因子,植物本身的生物学特性、土壤特性等指标来计算生态系统的生物量和生产力。

1.2现场实测法现场调查法一般是指设立典型的样地,通过收获植被生物量、枯落物和土壤等碳库的碳储量,在连续测定的基础上可以分析生态系统各部分碳库之间的流通量,输入系统的NPP和离开系统的枯落物与土壤的碳排放速率。然而对于大面积的森林植被采用收获法测定碳汇量比较困难,一般伐倒少许树木,确定生物量与胸径或树高的回归关系,然后利用回归关系和所有树木的实测胸径或树高推算样地的生物量,而区域性的森林资源清查数据主要是木材材积量,还需要借助生物量换算因子(BEF)等方法才能将其转换为森林植被生物量,再根据生物量与碳量的转换系数求林地的固碳量。对于园林植被,一般根据不同植物个体的叶面与胸径、冠高或冠幅的相关关系,通过实测建立不同植株个体绿量的回归模型,应用回归模型计算绿地或地区绿量的总和,从而在实测单株植物固定CO2碳量基础上,根据绿量即可计算出植被的固碳量。

1.3遥感估算法遥感估算法是指通过遥感手段从遥感数据中获取归一化植被指数(NDVI),在GIS技术的支持下,建立NDVI与叶面积指数及植被覆盖度等的关系,结合地面调查,推断出植被指数与生物量之间的关系进而求得生物量,然后计算碳汇储量。随着遥感技术的发展,遥感估测植被碳汇成为较为便捷的方法,适用于大尺度范围内的植被碳库的变化研究。近年来的研究逐渐将遥感与模型相结合,通过遥感反演获取地面物理参数,如地面反照率、叶面积指数、土壤湿度等,可直接作为陆地生态系统碳循环模型的驱动变量或参量,以充分发挥模型的过程机理定量化和遥感信息的宏观、动态的长处。

1.4通量观测法通量观测法是指建立在气象学基础上,通过测量近地面层的湍流状况和被测气体的浓度变化来计算被测气体的通量的方法,是最为直接的可连续测定CO2和水热通量的方法,也是目前测算碳汇最为准确的方法。目前,基于涡度相关技术的通量观测已经成为研究陆地生态系统碳循环与全球变化科学的重要手段,其特点在于采用较为精密的仪器包括三维声速风速仪、闭路红外线CO2/H2O分析仪等,直接对植被与大气之间的通量进行计算,直接长期对陆地生态系统进行CO2通量测定,同时又能为其他模型的建立和校准提供基础数据。这一方法在区域和国家通量观测研究网络(AmeriFLUX,CarboEurope,OzFlux,Fluxnet-Canada,AsiaFlux,KoFlux等)中得到广泛使用。

2植被碳汇计算方法应用可行性分析

2.1路域生态系统的特征分析公路具有其独特的大尺度线性特征,绝大部分的公路都横跨多个生态系统,所以一条公路的路域生态系统通常包括多个生态系统的综合特性,是多种生态系统的复合体。公路工程的建设造成公路周边的土壤条件、光照状况、水分等环境因子发生改变,形成路域小环境。同时持续的人为干扰,引发路域植物群落内部对养分水分空间的竞争以及和外来人工绿化种的竞争,导致路域植被群落稳定性差,易退化。与稳定的自然生态系统相比,路域生态系统内部分化出许多由一种或若干种植物所构成的小群落,物种组成和群落结构具有自身特点。正是由于公路线性以及路域生态系统的复杂性,植被碳汇的估算较为复杂,现有的计算方法在交通行业的应用也受到很多的限制。因此,在方法的选择上,也应当根据不同的目的、不同的研究范围进行适当的选择与调整。

2.2模型模拟法众多的模型一般应用于区域或全球尺度的自然生态系统植被碳汇估算。模型参数获取需要长期的定位观测等方式获得,而对于具有小环境特点且呈带状分布的路域生态系统而言,模型参数的获取受到了很多限制,如若参考自然生态系统的参数值,可能会带来更大误差。此外,模型的构建是基于对现实过程的简化,在此过程中众多的假设和主观判断给模型带来了很多隐藏的误差。而且,模型参数和输入数据的不确定性同样影响着模型模拟结果的精度。因此,就目前交通行业的现状来看,模型模拟法不宜作为路域植被碳汇估算方法。但是,在交通行业逐步建立起完善的交通环境监测网络基础上,可获取路域生态系统小气候的参数时,再对部分模型参数进行校正,对模型进行改良,将模型模拟法用于验证与校核其他计算方法,提高碳汇计算精度。

2.3现场实测法目前,通过现场实测法对陆地生态系统植被固碳量的计算相对成熟,很多学者认为,以实测的方法来计算植被碳汇是误差最小的测算方法。但是该方法耗时耗力,如若采用该方法对现有路网路域生态系统中的植被进行碳汇估算,由于公路里程的原因工作量将异常巨大,在短时间内很难完成。对此,在路域生态系统植被碳汇的估算中,可选择典型的路段或区域采用该方法进行计算,并与遥感估算等方法相对比和结合,进行数据的校正,提高计算精度。

2.4遥感估算法利用遥感估算植被NPP就是基于地面上不同植被类型对不同波长太阳光的反射率来区分地表的植被覆盖。公路是线性工程,长数十至数百公里,同时植被类型多样,因而遥感技术的应用大大节约了路域植被现场调查的人力和时间成本。但同时路域范围宽约为几十米,在利用遥感技术时,对遥感图像的分辨率要求较高,而高分辨率遥感影像价格也非常可观,这样就增加了遥感影像的购买成本。因而在实际应用过程中,也需要考虑与现场实测法的结合,在满足计算要求的前提下,节约成本。

2.5通量观测法通量观测法是基于微气象学原理实现对监测样地的连续、长期观测,可应用于不同的生态系统碳通量的监测中,形成监测体系。但该法仪器设备价格较高,配套设施建设要求高,同时测量难度大,需要专业技术人员操作和定期维护。这些都限制了该方法在路域生态系统中的应用。因此,在现有条件下即使在路域小范围内开展监测也具有一定的难度。然而,为保证路域生态系统植被碳汇估测的准确性,在今后的科学研究中可以借鉴现有通量观测研究网络的建设经验,逐步选择典型的路域环境建立观测站点进行长期观测实验,积累相关基础数据,实现路域生态系统长期碳通量观测。

3讨论与建议

系统论文范文第6篇

目前,关于广域保护系统结构国内外学者提出不同的见解,一般可分为分布式、区域集中式、变电站集中式以及分层集中式。其中,在分布式广域保护系统中,广域保护算法内置于每个装设在变电站内部的保护IED中,分布式广域保护系统的广域保护决策过程完全在单个保护IED中实现,这使得分布式广域保护系统更适合于实现广域继电保护的功能。区域集中式广域保护系统其功能包括实现传统继电保护功能、通过通信网络与广域保护决策中心设备交换信息等。变电站集中式广域保护系统主要是利用收集到的信息实现广域保护算法,并向站内相应保护IED发送控制命令。分层集中式广域保护系统继承了区域集中式和变电站集中式广域保护系统的优势,而且它既能够与上层区域广域保护决策中心设备通信又能够与下层的保护IED通信,同时也能够弥补变电站集中式存在的一些缺点。

2电力系统信息综合传输调度算法研究

电力系统不同于其他系统的运行,尤其是顺利实现其信息的综合传输不可避免的需要解决诸多潜在的问题,尤其是信息业务综合传输过程中存在的流量冲突问题,特别需要注意的是不仅要保证实时信息业务的服务质量,同时也不可忽视各类非实时信息服务质量,这些非实时信息也是传输过程中重要的组成部分。实现基于IP技术和区分服务体系结构模型的网络通信模式的关键技术包括队列调度法,本文主要对队列调度算法进行深入讨论,使其在对电力系统信息综合传输的服务质量问题进行解决时能够发挥出关键的作用。WFQ算法的分组服务顺序与GPS模型有很大差异,它是一种模拟通用处理器共享模型的队列调度算法,本文在WFQ算法基础上提出了WF2Q+算法,并通过将“虚拟延迟时间”引入WF2Q+算法解决了该算法在推迟传输高优先级信息业务分组的问题,进而提出了提出以基于IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型实现电力系统信息综合传输。

2.1WF2Q+算法介绍及分析WF2Q+算法是一种基于GPS模型的分组公平队列调度算法。在实际的信息业务传输过程中,分组到达各列队头部的时间会存在一定的微小差别,致使根据GPS模型得到的各队列头部分组服务顺序也出现微小差别,从而也会影响到WF2Q+调度器先为高优先级队列内分组提供服务,还是为低优先级队列提供服务。观察图1我们可以发现,优先级较高的信息业务在电力系统分组传输过程中不能保证其实时性,关键在于优先级较高的信息业务分组到达时间较晚,从而使得优先级较低的信息业务“捷足先登”,到达时间稍快,影响了电力系统高优先级信息业务分组传输的实时性。

2.2改进的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述问题,为了保证电力系统信息综合传输中高优先级信息业务分组的实时性,本文采用了PQ调度算法,并用PQ算法原理对WF2Q+算法进行改进,按照这种方式获得的算法非常有可能将高优先级分组推迟传输问题轻而易举地解决,同时也能保持良好的公平性。具体操作如下:将优先级最高队列中传输个分组所需时间的倍定义为队列的“虚拟延迟时间。IWF2Q+算法与WF2Q+算法都采用SEFF分组选择策略,此时,不得大于系统虚拟时间,并且越小的队列中的分组越优先获得调度器的服务,通过这种方式高优先级队列中所转发分组的延时得到了降低。

3仿真分析

本文首先仿真对比电网发生故障时WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下IEEE14母线系统各变电站与控制中心站之间变换信息时4类信息业务分组的平均延时,结果如图2所示。观察图2可知,WF2Q+算法与WFQ算法在保证信息业务实时性方面的性能不相上下,而WF2Q+算法推迟传输高优先级信息业务分组的问题可通过IWF2Q+算法解决,并且能够减小高优先级信息业务分组延时,同时也会导致低优先级信息业务分组延时变大。其次仿真对比电网发生故障时PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下得到的系统中各变电站与控制中心站之间传输四类信息业务的平均服务速率,如图3所示。该结果说明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型能够较好地协调不同优先级信息业务获得的服务效率,达到了各类信息业务传输的公平性,且性能相当。

4课题研究结论及展望

系统论文范文第7篇

一些传统的调制技术对于超高速移动产生的多普勒频移有较大的容忍度。然而、未来空-空通信网中宽带传输(包括高清图像和高清视频)是必然的需求和发展趋势。从宽带传输的需求看,OFDM在超高速通信系统中仍然是具有较强竞争力的调制技术,尽管它对频偏比较敏感。因此对于超高速移动宽带通信系统,本文仍然以OFDM调制为研究对象。OFDM传输系统的结构如图1所示。为了消除码间串扰和载波间干扰,OFDM系统根据DFT的循环移位性质,采用循环前缀序列替代空白的保护间隔,如图2所示,即将每个待发送的时域符号的最后Ng个数据复制到符号的起始位置(发送的数据的长度从N变为Ng+N)。(4)式中第1项为FFT变换后的有用信号,可以看到其幅度和相位都包含了相对频偏和信道信息。由于频偏的存在和信道的影响,接收序列存在子载波间干扰(式中第2项)。

2基于循环前缀的短时频偏估计

由上述分析可知,频偏的存在和信道的影响会使得接收序列Y(k)不等于发送序列X(k),同时会产生子载波间的干扰。因此必须在FFT处理前进行频偏和信道的估计与补偿。本文利用循环前缀进行短时频偏估计,即在一个FFT数据帧内进行估计。该方法比利用导频的频偏估计具有更好的实时性,更适合于高速和超高速移动场景。在频偏估计中还需考虑多径传输问题。多径信道的时延会导致上一个数据符号“污染”下一个数据符号的循环前缀。假定等效基带信号的最大多径时延为L,即循环前缀的前L个数据中有多径干扰。为了降低频偏估计误差,实际计算时(11)式修正为。

3仿真结果与分析

为了验证本文频偏信道联合估计的算法性能,采用Matlab软件构建超高速移动OFDM系统通信平台,结合典型城市信道的实际传输条件设计了如下仿真无线信道仿真参数:高速OFDM系统共有256个子载波,系统采用16QAM调制,采用块状导频结构,循环前缀CP=64。信道多径数为5,各径时延在0~12μs均匀分布,各径功率(τi)按e-τi/τmax衰减,其中τi为第i路径时延。本文中均方根时延τrms取为4μs。

3.1频偏估计误差影响实验为了验证多普勒频偏估计误差对于传统信道估计算法的性能影响,设计验证实验,设置系统信噪比SNR-dB=20dB,系统频偏为800Hz,多普勒频偏估计误差从0Hz每次增加20Hz一直到200Hz,观察各个多普勒频偏对信道估计性能的影响。实验结果如图3所示。图3所示使用传统的LS算法和LMMSE算法进行信道估计,在多普勒频偏误差为0Hz时,信道估计误码率较小,估计性能好。随着多普勒频偏估计误差增加,信道估计性能急剧恶化,在多普勒频偏为200Hz时,2种信道估计算法误码率都在0.07左右,此时信道估计的误码率已经不能满足信道估计的误码率要求。通过实验可以验证多普勒频偏对信道估计性能影响较大,在多普勒频偏较大时,传统的信道估计的误码率较大,估计性能不能满足实际传输需求。通过该实验可知较小的多普勒频偏估计误差对OFDM系统产生较大的性能恶化,本文设计的实时频偏可以实际估计频偏变化,大大提高频偏估计的实时性和准确性。

3.2频偏估计算法性能验证为了验证基于循环前缀的频偏估计性能,进行了Moose算法、SC算法和本文的频偏估计的对比实验,设置系统的归一化频偏为0.1时3种算法的频偏估计均方误差(LMMSE)的对比实验,实验结果如图4所示。由图4可知,Moose算法的频偏估计性能最好,本文算法和性能较好的SC算法性能差异不明显。本文算法是盲估计算法,利用循环前缀的冗余信息,相比于SC算法、Moose算法,不需要训练序列,降低了系统的数据利用率,且能够和传统信道估计的算法相结合,不需要改变信道估计的导频序列,综上本文的算法性能较好。但本文算法是基于循环前缀的,故对循环前缀的数量有要求,本文循环前缀长度是数据符号长度的1/4。上述实验过程验证了多普勒频偏对于信道估计的影响,通过分析实验结果,本文设计的频偏估计算法具有较好的估计性能。

4结束语

系统论文范文第8篇

本文主要介绍如何利用机器视觉方法从CCD图像中提取用于导星的星像及计算星像中心实际位置。第一节介绍自动导星定心系统及通用的自动导星定心算法,第二节介绍自动导星系统星像提取算法及相关参数估计方法。第三节首先介绍利用LM算法非线性最小二乘拟合对星像二维高斯拟合,计算实际星像中心位置,然后使用丽江2.4米望远镜的观测数据对系统进行测试,最后将高斯拟合结果与IRAF软件二维高斯拟合结果相比较。第四节说明了星像偏移量的六常数模型计算方法。

自动导星定心系统及定心算法介绍

自动导星定心系统工作流程如图1左图所示,其软件界面如图1右图所示,系统以Linux(Debian)(1)为平台,利用开源代码库WXWIDGETS(2,3)开发GUI界面、CFITSIO库读写FITS文件(或SBIG相机读写驱动)、使用计算机视觉库OPENCV/LAPACK(4)(5)开发星像识别算法、MATHGL(6)库生成各种图像以及LEVMAR(7)库作最小二乘拟合,算法底层为LAPACK矩阵计算,可以快速完成OPENCV和LEVMAR程序中所需矩阵运算,LAPACK有很强拓展能力,可以实现多线程或者多台计算机的并行计算,大幅提高运算效率。系统现可以从FITS(Pence(8))文件读入数据、系统自动统计完成阈值设定、星像中心计算等。同时提供界面可以监视CCD图像、调试参数及相关结果统计显示。一般的定心算法(10-14)主要有阈值一阶矩质心、平方加权质心、高斯拟合中心(15,16),及(17)PSF相关运算质心算法。若定义图像中坐标(x,y)的修正灰度值为G(x,y),则:一阶矩质心为:如果一阶矩质心与平方加权质心之间各个方向误差随机分布,说明CCD中天光背景均匀,反之需要天光背景补偿。高斯拟合公式:高斯拟合算法的Stone(13,18)简化公式:及高斯公式用于拟合的对数形式:其中B为背景天光值,P为星像最大灰度值,H对应实际星像峰值,R为拟合的高斯分布标准差,测试表明,完整模型比Stone简化模型拟合有更好拟合精度。此外,系统中所用椭圆拟合算法,使用OPENCV库函数效率极高,但返回结果为整型数据,有舍入误差,只能用于确定星像区域,中心位置不可靠。

机器视觉星像搜索算法与参数估计

OPENCV提供了一系列机器视觉处理算法,这些算法基于LAPACK矩阵计算库可以快速高效完成星像轮廓识别。针对CCD图像中星像集中的特点,首先对8位图像中值滤波去除异常噪声,接着对图像域值滤波并二值化,通过设定高于天光背景的域值可以区分星像与背景,然后可用Canny边缘检测得到星像轮廓,最后再用最小二乘法拟合椭圆轮廓,估计星像区域。为简化运算及数据存贮量,使用8位对数化整数数据完成星像识别,再使用32位原数据计算星像中心位置。

1Canny边缘检测、图像滤波与椭圆拟合

Canny边缘检测(19)的算法是集低通滤波与边界检测于一体的算法,其内容如下:第一步:利用高斯算子对图像平滑卷积滤波去除噪声,再计算图像各点的灰度变化梯度,实际OPENCV的Canny算法源程序中直接采用同时有高斯平滑和边缘检测效果的Sobel算子与原图像卷积计算,分别计算X与Y方向一阶图像差分。计算中采用3x3的模板计算。其数值如下:第二步:计算绝对值范数或L2范数作为梯度强度和计算梯度方向。梯度方向arctan(Dy/Dx),其中Dy与Dx是由Sobel算法算得的Y与X方向一阶差分值。

第三步:梯度图像非极大值抑制,将非局部最大梯度值点设为零。第四步:双阈值检测和连接边缘,沿梯度方向将图像中梯度强度大于高阈值的都存为边界点,低于高阈值且高于低阈值的梯度强度保留,再利用连通性筛选保留的梯度坐标,将与大于高阈值边界点连通的梯度强度保留,其余无效区域设为零。对图像的滤波包括中值滤波去除异常数据点,但滤波仅对提取轮廓的8位数据进行,对用于拟合及定心计算的32位数据不进行滤波。图像Canny提取轮廓图像前利用天光背景估计值作为阈值将图像二值化,可以大幅降低Canny算法对梯度强度阈值的敏感性,程序中使用(50,125)的阈值对可以获得比较好的效果。Fig.2Theoutlineofstarsimagesextractedwiththreshold154,160andtheellipseimagesfittedwiththreshold155然后利用轮廓提取函数可以获得相互隔离又独立连通的轮廓,最后使用最小二乘法拟合椭圆轮廓,获得星像区域。图2中测试文件为丽江2.4米望远镜观测数据,视场10′x10′,曝光时间30秒,JR滤波片,范绪亮同学提供。

2图像灰度值直方统计与CCD图像天光背景估计

天光背景值在高斯拟合中具有很大影响,CCD图像像素直方图统计与实验表明,直方图中峰值对应灰度值为众数,可以作为天光背景值。通常可以将8位对数化灰度直方统计峰值对应灰度值加2以上值判为有效星光灰度值。

程序中考虑到众数附近的灰度值分布比较稠密,因此,在图像的不同区域叠加后只有分布在众数附近的灰度值才有可能在同子位置的值非常相近。程序首先将原数据做3x3小邻域的均值滤波,获得每个点邻域内的均值作为该点的新灰度,并将滤波结果图像边缘近1/10CCD尺寸的区域屏蔽,接着将有效区域分为11x11不重叠的子区域,然后对相邻子区域的灰度值对应相减取绝对值,再与其他相邻子区域计算结果重叠相加,接着求取最小值所在位置作为天光背景的众数所在位置,最后将各个子区域此对应位置的灰度值相加取平均,作为天光背景值的众数估计,同时也是天光背景值估计。同理地利用均值滤波对3x3邻域标准差计算得到标准差,再求得区域叠加的最小位置,求得天光背景标准差σ(众数)估计,当然算法对星像过度稠密及天光背景不均匀的图像可能会有估计不准的问题,算法目前还未对各星像分别计算天光背景值。为了在椭圆轮廓内限制有效区域,选择灰度值接近1/5峰值处为边界,对应于IRAF中测光孔径值,可以减小天光背景的影响,获得较好的拟合结果。

高斯函数拟合算法

正常星像受大气影响,图像灰度分布近似于二维高斯分布,且在各个方向应当有相同的标准差。系统采用非线性函数最小二乘拟合的方法,将参数估计问题转化为最小化目标函数问题,得到独立噪声干扰下中心位置和标准差的最大似然估计。利用Levenberg–Marquardt优化算法(9,20)拟合星像,该算法以均方误差为目标函数,兼有梯度下降和牛顿-高斯方法的下降的速度,不直接求取复杂Hessian矩阵,用Jacobi行列式估计拟Hessian矩阵,程序中采用LEVMAR开源代码作高斯最小二乘拟合。

为避免复杂的梯度函数,采用对数化数据拟合,全高斯公式Jacobi行列式为:其中计算时P的初始值为星像峰值减天光背景值(+3σ),(x,y)为图像中星像峰值坐标,为防止局部陷入给一定的初始偏差,测试表明算法有很好的收敛性。图4是高斯拟合结果与原数据比较,底部为残差密度图。下图是对丽江2.4米望远镜YFOSC观测数据高斯拟合星像位置与IRAF软件高斯拟合结果比较,其最大误差不超过0.08Pixel。拟合得到高斯分布标准差为2.5,与当时记录的视宁度为1.7角秒相符。

星像偏移量计算

自动导星算法对同一天区、相邻曝光时间的两幅图像分别计算星像中心位置,并对相对应的星像计算位置偏移量,作为自动导星的误差信号。一般认为由于相邻CCD图像间可能存在平移、旋转和缩放影响,可以用Stone(12,21,22)的算法,以六常数线性变换方程表示星像位置变换关系,如下,实际中i标识的数据量远多于变换系数个数6。以下是对同一目标的观测结果分析,其中:编号97图像:拍摄时间:2011-10-08T15:02:42.859,曝光时间30s。编号102图像:拍摄时间:2011-10-08T15:07:20.998,曝光时间50s。编号105图像:拍摄时间:2011-10-08T15:10:34.361,曝光时间50s。解六常数模型得:图6为六常数模型拟合的残差,其标准化残差都小于0.06pixel,对其残差进行Kolmogorov-Smirnov正态性检验,得到残差数据都服从0.05显著性水平的正态分布。可以认为六常数拟合已得到比较优化的结果。

总结