机载预测与健康管理（PHM）系统的体系结构

故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management PHM)系统对于推动作战飞机从"事后维修"、"定时维修"向"视情维修"转变具有十分重要的意义。针对新一代作战飞机的技术特点以及在维修保障方面的需求,对机载PHM系统体系结构的3种备选方案进行了对比分析,提出了一种由模块/单元层PHM、子系统级PHM、区域级PHM和平台级PHM等4层集成的层次化体系结构,并着重从层次的划分、组成要素的功能描述、信息传输和外部逻辑等几个方面进行了论述。     

基于CNGrid的科研协同平台多学科网格应用

阐述了一种基于中国国家网格(CNGrid)的科研协同平台及其多学科网格应用.该科研协同平台包括核心服务、资源集成服务和网格应用开发框架.基于该平台提供的服务和应用开发框架,针对地学、高能物理、天文学和生物能源等学科领域在CNGrid上的科研协同工作方面的需求,研究解决了计算资源集成、数据高速传输、海量数据挖掘和科研流程控制等关键技术,研发了相关网格应用系统,为科研人员提供基于CNGrid的科研协同服务.     

虚拟环境中水文数据时空展布和三维等值线生成算法研究

为实现海量数据的信息快速挖掘和直观表达,提出了基于数字流域仿真平台的水文数据三维可视化方法.该方法利用顾及地形特征生成的流域离散点作为数字流域仿真平台与观测数据和分布式水文模拟结果集成的基础;研究了流域水文数据时空展布和三维等值线生成算法与分区透明度和颜色值相结合增加视觉敏感性来虚拟表达水文时空信息;并引入计算机动画技术实现水文数据时空演变过程.最后将以上算法与数字流域仿真平台集成应用于长江上游降雨过程的动态三维可视化系统的构建,取得了良好效果.     

海量数据管理技术在桥梁结构监测中的应用

介绍了桥梁结构监测中海量数据管理的现状,提出大型数据存储技术在桥梁结构监测中的应用,着重论述了海量数据存储与管理系统的总体方案,提出了数据管理平台的总体架构,构建了一套架构先进、性能高效的海量数据存储与管理平台。基于数据库集群技术,通过ORACLE数据库平台,有效地实现了大数据的管理使用,为大型桥梁的状态评估和日后的状态预测、溯源提供数据依据。     

基于微服务与机器学习的煤矿安全监测系统

煤矿安全监测监控系统种类繁多、架构不一、信息不共享、功能无互助、监测数据难以得到有效利用,煤矿安全生产缺少可靠的数据支撑。为此,设计了一种基于微服务架构的安全监测系统,将信息管理与自动监测各业务系统统一,构建成一个灵活、稳健、高效的系统平台,以适应大数据分析与挖掘应用。通过基于Hadoop构建的煤矿安全监测大数据平台,实现对海量环境监测数据的分布式存储、选择性抽取和高效计算。通过对生产环境监测数据的集成和深入挖掘,建立机器学习模型,自动识别安全隐患并推荐相应的处理措施,起到对煤矿环境安全综合研判和科学决策的辅助作用,推动实现煤矿安全管理的智能化。     

新一代CIMS应用集成平台系统体系结构

企业重组需要更灵活、更具柔性的新一代 Ｃ Ｉ Ｍ Ｓ应用集成平台的支持。为此提出了柔性软件系统的基本概念,给出了基于软件代理的软件支撑系统和基于软件组件的应用软件系统两部分组成的柔性软件系统体系结构模型以及柔性软件系统的 Ｂ Ｐ Ｒ Ｏ（基于经营过程重用对象）工程方法。在此基础上提出了 Ｃ Ｉ Ｍ Ｓ应用集成平台系统结构的新构想,给出了分布式的整体结构模型和层次化的单元结构模型,介绍了基于重用的软件工程经营过程方法。最后指出更灵活、更具柔性的新一代 Ｃ Ｉ Ｍ Ｓ应用集成平台能够适应我国企业重组带来的新变化,具有重要的实际应用价值。     

云计算环境下煤矿应急管理海量数据存储技术

随着物联网、无线传感器网络等技术在煤矿应急管理信息化建设中的广泛应用,煤矿大量监测、控制及自动化等实时系统产生的流式数据会形成相当规模的数据集,对煤矿企业现有信息系统构架的海量数据存储及处理性能提出了更大的挑战。为了研究应对此挑战的海量数据存储技术,通过分析煤矿应急管理海量数据的来源及其特点,设计了云计算环境下基于NoSQL的煤矿应急管理海量数据存储方式,并对煤矿应急云平台进行了Hadoop基准测试,同时利用陕西黄陵矿业集团一号矿井某段周期内的瓦斯数据,对煤矿应急云平台和DBMS系统的处理性能进行对比。实验结果表明,基于Hadoop构建的煤矿应急云平台在海量数据存储与处理时均有良好的性能表现。     

基于改进的MapReduce模型的Web挖掘

基于单一服务器的Web挖掘系统在处理海量数据集时计算能力不足,针对该问题,提出了一种基于云计算的挖掘方法。将大数据集和挖掘任务分解到多台计算机上并行处理。实现了一个基于Hadoop开源框架的并行Web挖掘平台,同时提出了一种改进的MapReduce模型——MapReduce-LP。并通过对电子商务系统中Web日志的挖掘工作验证了系统的有效性和新模型的高效性。实验表明,在集群中使用云计算技术处理大数据集,可以明显提高挖掘效率。     

面向海洋观测的Cyberinfrastructure原型

针对海底观测网建设过程中的多源异构数据集成、海量数据处理和科研协同工作等问题,构建了一个面向海洋观测的赛百平台(Cyberinfrastructure,CI)。通过整合底层分布式的计算、存储、数据、传感器等资源和设备,面向顶层特定的科研用户提供基于网络环境的高效计算服务、海量数据服务、科研应用服务等。通过集成科学工作流,开发数据分析模块,实现对海量观测数据的处理。运用虚拟组织技术,实现了基于网络的科研协同工作。实验结果表明:该系统可以显著提高海洋科研人员的工作效率。     

基于数据仓库的4G地学空间数据集成技术研究

针对多源、 海量、 异构分布的4G地学空间数据集成难题, 在分析联邦数据库、 中间件集成、 数据仓库等常用数据集成方法优劣的基础上, 提出基于数据仓库与中间件的地学数据集成管理模式; 以JB地区2005年度矿区及所属矿山的10种矿产作为数据源, 构建基于SQL(Structured Query Language) Server的面向服务的体系结构进行验证。结果表明, 该模式既能满足4G地学空间数据异构分布、 网络化传输的特点, 又能满足数据更新快、 实时一致性高的要求, 便于在云平台上实现。     

一种数据规约的近似挖掘方法的实现

讨论基于数据规约的近似挖掘技术,在数据预处理阶段对海量数据集进行数据规约.近似数据挖掘的工作流程包括任务定义、数据准备与预处理、数据挖掘建模、结果的解释与评估、模型发布与应用5个阶段.同时,提出使用属性选择和实例选择方法实现近似挖掘的方案,并对该方案进行挖掘效率和结果模型准确性的分析评估.该方案能满足对企业级大数据集进行高效挖掘的需要.     

矿业信息异构数据的共享

随着信息化技术的普及与发展,早期所使用的各种矿业信息由于其数据具有海量性、多源性、空间性、时间性、形式多样性(文件、文本、图形等)等特点,使得矿业信息共享成了一个难题。文中提出基于XML技术的异构信息系统数据集成框架,以XML统一的信息描述标准去定义各种数据源中的数据,使实现异构数据源的信息集成与信息平台的查询和检索等数据互访成为可能。     

基于多Agent的商务智能系统的研究

针对传统智能商务系统中存在的主动性差和集成困难的缺陷,提出了一种基于多Agent的智能商务系统结构,阐述了其设计思想、系统框架和工作流程．以贵州贵航汽车零部件销售管理为背景,对提出系统的具体实现进行了讨论,为企业管理者从大量数据中快速有效地挖掘信息,及时准确地制订决策提供一种新的途径．     

煤矿坑道钻机状态监测与故障诊断技术研究现状及展望

煤矿坑道钻机自动化和智能化程度的提高、作业范围和应用场景的扩展,使其系统复杂性和工作环境恶劣程度随之增加,对煤矿坑道钻机可靠性提出新的挑战。为有效降低因钻机故障带来的安全风险,提升钻机全寿命周期的任务品质,煤矿坑道钻机状态监测与故障诊断技术应运而生。首先从钻机状态参数采集、数据处理、诊断方法、系统应用等四个方面对煤矿坑道钻机关键系统状态监测和故障诊断技术研究现状进行总结分析,然后在故障预测与健康管理(prognostics and health management, PHM)技术基本概念的基础上根据集中式与分布式结合的方式提出了坑道钻机PHM技术框架,最后对煤矿坑道钻机PHM技术发展趋势进行展望,旨在为新一代煤矿坑道钻机及相关煤矿机械装备PHM技术的研究开展提供参考和借鉴。     

数据密集型计算环境下离群点挖掘算法设计与实现

在数据密集型计算环境中,数据具有海量、高速变化、分布存储和异构等特征,对数据挖掘算法的设计与实现提出了新的挑战.基于MapReduce模型,提出了一种网格技术与基于LOF方法相结合的离群点挖掘算法MR_LOF.Map阶段采用网格进行数据约简,将代表点信息发送给主节点;Reduce阶段使用基于密度的离群点挖掘算法,借助网格期望值E筛选出稠密区域.该算法只需计算稀疏区域对象的LOF值,降低了算法的时间复杂度.实验结果表明,在数据密集型计算环境中,该方法能有效的对离群点进行挖掘.     

Spark集群下基于关联规则的产品加工质量分析

工业大数据的有效应用成为支撑企业转型升级的强力引擎。利用关联规则可以从海量产品加工过程质量数据中发掘加工工序质量参数之间的隐含相关性,如果能对具有相关性的上游质量指标进行及时有效的监控和调整,将有效地减少质量指标之间的误差传播、耦合与积累对各工序质量监控点配置决策的影响。针对传统的关联规则挖掘时空复杂度和I/O代价高,难以适应大数据处理的问题,以及传统Hadoop分布式平台的计算和数据管理方式导致的高数据频繁读写代价,提出了一种基于Spark计算平台的并行频繁项集挖掘HBPFP(High Balanced parallel Fp-Growth)算法,该算法利用新定义的节点计算量预估模型,实现了各计算节点间计算任务的均衡分组,从而有效地提高了集群资源利用率;并在详细分析产品工艺流程和质量管理特点的基础上,构建了基于关联规则的加工质量控制模型;最后以冷轧辊生产加工过程为应用案例,设计与实现了基于关联规则的冷轧辊加工质量分析原型系统,为制造企业在大数据时代实现全面质量控制和管理,提供了新的解决途径和决策支持手段。     

区域水资源监控三维可视化仿真平台研究

针对当前区域水资源监控中存在的基础数据共享性差、表现力不佳以及应用单一等问题,基于三维地理信息系统Worldwind组件设计了三维可视化仿真平台,为水资源监控提供决策支持服务。提出了3D-VSP四层体系结构,采用组件式开发、三维可视化场景建模、空间地理信息集成以及三维可视化仿真等技术对3D-VSP进行开发。以陕西省为研究区域开展实例应用,基于3DVSP开发了支撑区域水资源监控的信息服务、水资源监视模拟以及严格水资源管理考核等业务应用。本文设计的3D-VSP实现了海量数据的集成,为区域水资源监控提供三维可视化仿真环境和辅助决策业务应用,具有可扩展性、较好三维表现力和人机交互等优点。     

基于代理模型的飞机总体参数敏感性分析

针对目前先进飞机的预测与健康管理系统(PHM)投入使用后尚缺乏系统的外场验证和评价技术手段,提出了基于先验信息的PHM诊断能力外场评估和验证方法。首先利用飞机研制、试验期间PHM系统积累的各LRU(外场可更换单元)的诊断信息,确定LRU和系统的诊断能力指标先验估计值,再利用外场数据对先验分布进行修正,形成后验分布,最后利用后验分布得到系统/分系统的PHM诊断能力参数后验估计值。通过以典型测试性参数以故障检测率和故障隔离率进行实例分析,得到了不同置信度下故障检测率和故障隔离率的置信下限。估算结果表明该方法科学合理,实用性较强,能够满足小样本条件下外场评估的工程实际需要。     

运用SOA理念构建企业协同管理平台框架

协同管理平台的核心技术是平台构架和应用集成方法,本文针对上述问题进行研究。运用SOA理念构建平台模型,各应用系统与平台之间是松散偶合关系;采用基于Web服务的应用集成方式实现松散偶合连接及异构系统之间的数据集成;通过一个示例探讨协同管理平台与Oracle电子商务套件应用集成方法。     

新一代航空武器装备的故障预测与健康管理技术

故障预测和健康状态管理技术是新一代航空武器装备的先进测试、维修和管理技术,正在成为新一代航空武器装备设计和使用中的一个重要组成部分。论文首先综述了PHM技术的内涵与功能,然后对PHM系统的体系结构及其涉及到的关键技术进行了详细的介绍,最后分析了该技术的发展现状以及对我国国防工业的借鉴意义。