基于动态数据驱动的地质灾害监测预警系统设计与实现

基于地质灾害诱发因素与形成机理,针对地质灾害传统数据管理、实时监测数据处理与分析、预警模型库建设等问题,结合动态数据驱动、多源数据可视化及监测数据实时传输等技术,建立基于动态数据驱动技术的地质灾害监测自动预警方法体系,并采用阈值判别预警、过程跟踪预警以及时空信息的综合分析预警方法,充分采用服务流引擎技术与数据库技术,研制基于网络环境的新型地质灾害动态监测系统,以实现灾害信息实时查询、处理与分析、动态监测曲线的绘制及灾害自动预警等功能。以甘肃省黑方台黄土滑坡监测示范区为例,验证构建的地质灾害实时监测数据与预警模型服务流,系统能够实时反映灾害体的变形情况,并成功预警了黑方台陈家6#滑坡。     

面向医疗大数据的云雾网络及其分布式计算方案

针对云计算应用于医疗大数据场景时存在业务处理时延较高的问题,提出了一种基于边缘计算的新型云/雾混合网络架构,该架构利用医院中的路由器或交换机等边缘设备,在云服务器与医疗检测设备之间构建一个雾计算层,通过将云服务器中的医学影像等医疗大数据分析结果主动缓存至雾计算设备,并与雾设备上来自医疗检测终端的数据进行对比计算,得出诊断结果,达到降低业务处理时延的目的。考虑到边缘设备的计算能力较弱,进一步提出了一种多设备分布式计算方案,利用带约束的粒子群优化负载均衡(CPSO-LB)算法,达到任务处理时延最小的目标。仿真结果表明:基于CPSO-LB算法的云/雾混合网络能有效地降低医疗数据处理时延;当采用10个雾计算设备,处理的医疗数据量在6~10Gb时,与云计算网络相比时延性能提升了50.95%~37.37%。     

降雨型滑坡安全预警模型研究进展

极端天气条件下,滑坡灾害发生频次更高、影响范围更广、社会影响更大。监测预警是减缓地质灾害风险有效措施之一。降雨是影响边坡稳定性的重要因素,降雨型滑坡安全预警系统的研究方面取得了不少成果。对适用于不同岩土类型的滑坡安全预警模型进行分类总结,对未来的研究工作具有一定的指导作用。对研究成果进行归纳分析发现:滑坡安全预警模型逐渐转向对特殊岩土类型边坡的研究;比例尺较大的县乡级的区域降雨滑坡预警更适合我国的国情;目前降雨型滑坡模拟物理试验及数值模拟试验研究仍显不足,降雨型滑坡安全预警模型在实际预警工作中还存在误差。为提高坡体滑坡监测和安全预警效果,未来应大力开展基于卫星遥控遥测技术的滑坡监测与预警预报系统研发利用,加强对各影响边坡稳定性因素的相互作用研究。     

多边缘服务器协作环境下基于时延感知的服务选择算法

移动边缘计算可为用户提供低时延的服务.然而，随着用户的需求变得日益复杂多样，单个边缘服务器难以满足其需求.因此，多边缘服务器协作环境下的服务选择问题成为服务计算领域的热点难题.本文首先将该问题建模成带约束的最优化问题，然后提出了一种启发式的服务选择算法-LLMES算法.该算法是在边缘服务器网络中根据迪杰斯特拉算法求解当前本地服务器的邻居节点作为候选服务器，并基于低时延多有效服务的贪心选择策略选择为用户提供有效服务最多且时延最小的服务器作为当前最优服务器.从而选择出一组相互协作的边缘服务器集合共同为用户提供服务，即选中一组满足用户需求的服务.最后，实验结果表明本文提出的LLMES算法性能明显优于其他3种具有代表性的算法.     

基于MEC-D2D的分布式协同缓存方案

针对移动边缘计算服务器存储能力有限的问题,利用终端通信技术数据共享优势提出了一种基于动态规划的移动边缘计算与终端通信(MEC-D2D)协同内容缓存放置策略.首先分析协同通信模型中的内容流行度、缓存空间有限性以及干扰限制等因素对用户内容获取平均时延的影响;然后通过建立内容分段获取模型,以降低用户内容获取平均时延为优化目标;最后将缓存问题视为完全背包问题,并采用动态规划算法设计最优缓存分配方案.仿真实验表明所提缓存策略可有效降低用户内容获取平均时延.     

基于LoRa的滑坡远程监测系统设计

滑坡状态的实时监测是灾害预防与治理的重要依据.针对目前滑坡监测系统中存在测点间距离远、多传感器接入繁琐、数据采集困难等问题,设计了一种基于L o Ra的滑坡远程监测系统.该系统包括节点单元、LoRa集中器、云服务器及滑坡信息监测网页.采用STM32单片机设计的节点单元,完成对滑坡现场各种传感器数据的采集和协议转换;待L...     

基于无线传感器网络的滑坡地质灾害预警监测系统研究

自动实时的边坡危岩变形失稳监测是预测滑坡等地质灾害发生的有效手段,有助于掌握其规律,及时分析并作出安全量性评价,使边坡灾害的概率及损失减到最小,甚至避免发生.为此,采用ZigBee无线传感器网络技术对边坡危岩的倾角和水位信息变化进行实时采样监测,通过无线通信和网络传输进行远程信息交互,实现滑坡等地质灾害的监测和预警.对该监测系统结构体系、无线传感器网络拓扑结构、无线传感节点的结构和软硬件设计、系统的性能和应用情况等方面进行了设计与测试.相比传统的岩土工程灾害监测系统,优点有实时监测及维护简便、系统成本低、节点简单及易布设、监控区域展扩方便等.     

基于多重指标的MEC服务器选择方案

针对移动边缘计算（mobile edge computing,MEC）服务器超密集部署的网络环境中任务卸载目标MEC服务器的选择问题,设计了一种基于多重指标的MEC服务器选择方案（multiple indicators-based MEC server selection scheme,MIMS）。综合考虑时延、能耗、任务卸载费用、能量效率等因素对MEC服务器选择的影响,基于各参数的线性加权对候选MEC服务器进行排序,选择最优的移动边缘计算服务器为用户提供服务。仿真结果表明,MIMS能够在保障用户任务卸载费用预算和能耗约束的条件下,降低任务处理的总时延,满足多重性能指标。     

多源数据融合在岩质滑坡监测预警中的应用

在基于滑坡变形的专业监测预警工作中,滑坡后缘裂缝附近会设置多个变形监测点进行位移监测,以覆盖关键变形区域,从而确保监测数据的完整性和可靠性,并基于可靠的预警方法对滑坡变形进行预警。但现有监测预警信息的发布仅根据单点变形数据进行预警,未进行多源数据融合的监测数据综合研判,无法反映出滑坡整体发展趋势,且很可能因为单点监测数据的异常造成误报。本文采用一种多源数据融合方法,通过综合多个滑坡监测点位所采集的变形数据,从整体监测数据的位移切线角度判断滑坡是否已经进入临滑阶段,并赋予各监测点位和预警等级对应的重要性权重系数,计算出滑坡进入临滑阶段的概率,当此概率大于或等于50%时,即可认为滑坡进入临滑阶段,并以此作为预警信息发布的依据。以贵州兴义龙井村岩质滑坡预警实例进行检验发现,该融合方法可实现对误差信息的剔除和有效信息的融合,提高预警信息发布的准确性,具有较好的工程应用价值。     

汽车SCR运行状态实时监测系统设计

为了实现对汽车选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统运行状况的实时监测,文章提出了一种基于网络云服务器的监测系统设计方案。通过MC9S12XDP512单片机的ATD模块与MSCAN模块等实现对各传感器电信号的采集,根据采集到的传感器信号,按照预先制定的实时监测判断策略对SCR系统运行状态进行分析,利用ESP8266 WIFI模块将分析后的数据传至互联网云端服务器;手机APP和电脑终端平台从服务器获取数据,并将系统运行情况及时展示给车主、SCR系统制造商和政府部门三大目标群体,即利用互联网云端服务器实现三者对SCR系统的实时监测。结果表明,该监测系统对SCR系统各传感器信息的采集具有高精确度和实时性,取得了较满意的监测效果。     

滑坡监测预警云平台系统的设计及应用

设计一套滑坡监测预警的云平台系统,采用模块化设计方式建立云平台系统网络,开发独立的监测管理软件系统;在云平台中建立灰色Verhulst模型,对实测数据进行处理,通过灰色Verhulst模型对边坡的变形趋势进行预测,预测边坡可能产生滑坡的时间,实现对滑坡的提前预警.系统经过调试后部署于广西百色市田林县公路两旁的边坡进行实测,结果表明:滑坡云平台系统能够有效地监测边坡的变形,通过灰色Verhulst模型可实现对山体滑坡的预警.     

突发滑坡应急监测预警技术体系研究

突发滑坡应急监测处于应急处理的前期处置阶段,及时为突发滑坡临灾避险和应急抢险工作进行信息反馈,并根据应急监测相关信息及时对突发滑坡进行稳定性评价以及预警工作。本文明确突发滑坡灾情、险情应急监测和预警信息的工作程序、级别、内容和技术方法等,分析应急监测响应及启动-应急监测内容-应急监测方法-监测资料整理分析-预警系统等一系列工作程序的特殊性,总结归纳各应急监测手段的数据分析方法、预警系统和判别标准。在实践工作中应当依据突发滑坡的规模、危害、变形、险情等特性,确定突发滑坡监测方法与范围、应急监测手段上应以地面监测为主、多方法并存为原则,内容上以便捷免维护的地面位移监测为主,在时间和安全有保障的条件下兼顾深部和环境印证监测,根据突发滑坡地质环境条件制定相应的应急监测预警体系,依托预警系统,确定相应的预警指标与阈值,对突发滑坡进行实时预警。     

地质灾害监测中无线数据传输系统的设计

介绍了地质灾害监测预警系统的设计方案及无线数据传输系统的网络结构,讨论了无线数字数据网的数据传输协议、传输效率和相关技术要点。结合地质灾害监测预警系统中对数据传输的具体要求,在方案设计时采用了多点对中心的数据传送网络结构,重点阐述了数据终端单元和用户数据业务中心的接入方式,给出了地质灾害监测预警系统中基于GPRS网络平台的无线数字数据网的设计方案。     

基于BIM的三维滑坡地质灾害监测方法及应用

提出了一种基于BIM的三维滑坡地质灾害监测方法。应用CATIA软件建立三维滑坡地质模型,将反映该三维模型形态的空间点集和拓扑关系存储在数据库中;基于云平台架构,将现场监测数据的变化和模型有限元计算的结果反馈到模型数据库中。通过对模型数据库的实时数据迭代、增量处理和模型重构,建立BIM地质灾害模型动态反馈机制,实现滑坡三维模型的动态变化和协同。     

基于LoRa技术的便携式健康监测系统设计

针对传统老年监控护理系统功耗大、实时性差、数据传输效率低等问题,提出了一种基于低功耗广域网的智能无线传感器网络系统;系统中,通过依靠STM32处理器和传感器对环境与体征数据信息进行采集,然后利用LoRa技术将采集的数据通过SX1278模块发送至网关,再通过网关上传数据到云服务器;将处理后的数据通过云服务器显示给用户,实...     

基于云平台的生物电阻抗分析检测系统的设计

提出了一种基于云平台的生物电阻抗分析检测系统,对人体体成分的检测、监护和干预提供了积极有效的解决途径。系统以"智能采集终端+数据处理中继+综合性健康云服务平台+多模态应用终端"为架构,基于云计算和智能硬件技术,设计了包括生物电阻抗采集前端、MSP430数据处理收发中心、数据处理交互单元、云平台数据处理存储阵列和应用客户端5个部分。通过检测身高、体重和阻抗参数,运用云计算技术由服务器集群在云端动态修正和更新算法,完成数据结果的分析计算,在应用客户端请求数据时实现数据分发推送,并通过显示模块展现给使用者。与当前主流生物电阻抗分析检测系统的对比结果表明,该系统检测参数多,可实现数据的远程传输、处理和展示,有助于建立人体体成分检测监控新模式。     

基于WSN和ANN的综合远程智能地质灾害监测预警系统研究

在分析现状的基础上,指出构建综合远程智能地质灾害监测预警系统的两个关键,即低成本易实施的稳定数据传输网络和基于合理数学模型的智能决策分析系统;阐述了WSN,ANN,GIS、多媒体等技术在构建综合远程智能地质灾害监测预警系统中所起到的重要作用;提出了一个可行的综合远程智能地质灾害监测预警系统架构,并作了简要阐述。     

Development of Crisis Management Models Combined with Cloud Computing

Three monitor models of enterprise crisis were introduced,i.e.,the monitoring model of enterprise crisis based on intelligent Meta search,the enterprise crisis management model based on artificial neural network and the combined early-warning model.Combined with the advantages of cloud computing,the prominent crisis management models are improved and more efficient,comprehensive and accurate in enterprise crisis management.Through the empirical study of the models,cloud computing makes the early warning structures of enterprise crisis tend to be more simple and efficient,cloud computing can effectively enhance the recognition ability and learning ability of the crisis management,and cloud computing can keep data information updating and realize the dynamic management of enterprise joint early-warning.At the same time,according to the comparative analysis and the experimental result,the crisis management models based on cloud computing also need some improvements.     

基于OpenFlow的蜜罐主动取证技术

提出了一种方法,将攻击流量自动从真实的云计算服务器中隔离到蜜罐服务器中.通过创建一个蜜罐网络服务器的虚拟机,使蜜罐服务器配备与真实云计算服务器相同的内存和存储设备,并通过OpenFlow控制和监控网络流量,从而将蜜罐系统与真实云服务器隔离开来.当访客正常访问服务器时,交换机会将访客的访问请求路由到真实的服务器.当某个访客被IDS标记为可疑攻击者时,交换机会重新计算路由路径,将攻击者的请求路由到制定的蜜罐中.      

基于时间序列与时间卷积网络的滑坡位移预测

滑坡位移预测作为滑坡监测预警的重要组成部分,对滑坡灾害的防治具有重要意义。目前,滑坡位移预测大多集中在循环架构的神经网络模型上,其存在梯度爆炸、消失问题等问题。为此,提出了一种基于时间序列与时间卷积网络(time convolution network, TCN)的滑坡位移预测模型。首先,该模型通过移动平均法将滑坡位移分解为趋势项位移和周期项位移。其次,采用Holt线性趋势模型预测趋势项位移,并建立时间卷积网络预测周期项位移。最后,将趋势项位移和周期项位移叠加,实现滑坡位移的预测。将该模型用于八字门滑坡的观测研究,结果表明：该模型相较于循环架构的神经网络模型能更有效地提取时序特征,预测精度更高。将基于TCN的滑坡位移预测模型应用于滑坡位移预测具有广阔的应用前景。