电力系统广域并行处理机

从统一、系统和全局的观点出发,提出电力系统广域并行处理机的概念,研究利用广域并行计算和分布处理技术解决电力系统监控中的问题．针对电力系统的特点,建立了电力系统广域并行处理机的一般模型,进而对其运行机制和关键技术作了描述,并给出了一个应用实例     

对称仿射二次锥互补问题的二级迭代算法

仿射二次锥互补问题是一类重要的均衡优化问题,包括线性互补问题、半定互补问题、非线性互补问题等。基于矩阵分裂,提出了求解对称仿射二次锥互补问题的一类迭代算法,给出了算法的全局收敛性。并在一定条件下分析了算法的收敛速度。     

温特斯模型参数并行求解方法与应用

针对能源生产中压缩空气日产量具有明显周期性和规律变化的特性,提出了一种基于霍尔特-温特斯模型的参数并行计算预测方法。从时间序列分析、指数平滑以及最优平滑系数的并行求解入手,建立了压缩空气日产量预测模型。实验结果表明该预测模型在提高运算速度的同时具有较高预测精度。     

基于实时LOD简化绘制的渲染优化方法

随着虚拟展示应用在移动网络中的不断发展,在面对大量移动智能终端的并发请求时,服务端的计算负载成为了实时渲染的主要瓶颈,针对如何优化服务端渲染计算提高渲染效率,提出一种基于场景实时LOD简化绘制的渲染优化方法.方法在服务端实时绘制过程中根据用户的交互状态,实时简化绘制三维模型的相应分辨率细节层次模型,控制渲染图像质量,避免不必要的图形绘制,降低渲染计算负载.三维模型简化由CUDA实现并行处理,通过空间八叉树进行划分并按照顶点重要程度进行模型并行简化,控制场景渲染过程中的几何复杂度.实验证明,方法能够有效降低渲染耗时,保证用户进行交互浏览时的实时性.在移动网络环境中,方法能够有效降低服务端负载压力,提高渲染效率.     

混沌线程池与GPU优化的批量图像加密算法

数据量大且冗余度高是数字图像显著的特征,这对大批量图像快速实时加密提出了挑战。为了解决此问题,基于Lorenz混沌加密技术,设计了一种采用线程池与图形处理器(graphics processing unit,GPU)组合优化的批量图像加密算法。该算法通过线程池改进图像的读写,并进行图像镜像变换;利用Lorenz混沌系统生成加密序列,结合图像分块混沌序列进行加密;然后对批量图像数据进行打包,通过GPU进行大批量的异步计算;最后重组图像矩阵得到批量加密图像。实验测试表明,该算法能够有效抵御常见的攻击手段,经过性能优化后的批量数字图像加密算法,可以保证图像安全性;同时,在批量图像读取速率和加解密处理效率方面有显著的提高。     

基于CUDA架构并行算法的带地形AMT二维反演实现与应用

并行计算是提高音频大地电磁（audio-frequency magnetotelluric method,AMT）数据反演效率的有效途径。本文在统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA) 下开展带地形的AMT数据二维反演并行算法研究,旨在利用GPU强大的计算能力及并行计算技术实现高精度、快速度的AMT数据二维反演。首先利用有限元和自适应正则化反演算法实现AMT数据二维反演的串行化计算;然后在PGI Visual Fortran+ CUDA5.5环境下编写基于CPU+GPU的CUDA并行代码,将正演中的频率循环、反演中的模型灵敏度矩阵计算和反演方程正则化求解部分进行并行化处理;通过不同复杂程度的理论模型正反演模拟验证了该并行算法的有效性和准确性。不同模型和不同模式下的数值模拟结果对比表明,基于CPU+GPU的CUDA并行算法相较于传统的CPU串行算法,在灵敏度矩阵计算和反演方程正则化方面耗时更少,加速比最高可达10倍以上。最后将该并行算法应用于某矿区实测AMT数据的二维反演中,取得了较好的应用效果。     

共享存储器多处理机并行计算编译及调度机制

引入并行程序段标记、程序段归并构造并行程序编译思想,设立并行计算调度状态字构造并行计算调度表,提出了一种有效的共享存储器多处理机程序、作业级并行计算编译调度思想及相应的算法。     

高灰度级高分辨率激光散斑血流实时成像研究

激光散斑对比成像是一种大测量范围、实时、高分辨率的光学成像方法.现有研究表明，低灰度级(8位)低分辨率(752像素×480像素)照相机可以有效监测血液等散射介质流动，但散粒噪声大、有效成像区域小等缺点难以通过软件弥补，严重影响成像质量.使用高灰度级(16位)高分辨率(2 048像素×2 048像素)照相机监测血液流动会减慢单帧成像速度，并行计算能使图像处理时间减少1/3.研究借助动物血液流动实验，以成像速度与成像质量为评价标准，对比分析高灰度级高分辨率空间激光散斑对比成像与空间近似激光散斑对比成像(sLSCIa)、时间激光散斑对比成像(tLSCI)的结果.结果表明，高灰度级高分辨率空间激光散斑对比成像并行计算兼顾成像质量与成像速度，可以达到临床实时监测血液流动要求.     

群队级兵棋实体智能行为决策方法研究

计算机兵棋能够对敌对双方或多方的军事行动进行模拟, 为军事智能决策的研究提供贴近真实战争的决策背景和试验环境。随着被控制棋子类型和数量增加, 这些作战实体的行为决策控制将面临巨大的挑战。本文提出了知识与数据互补的兵棋行为决策算法, 针对较多作战实体(50个左右)的群队级兵棋, 提出了按实体类型分组决策、作战目标指引、位置评估指标并行计算等方法, 设计了群队级兵棋人工智能(artificial intelligence, AI)技术框架, 并实现了一个群队级兵棋AI。该兵棋AI将知识、数据和学习融为一体, 具有设计简单、迁移能力强、决策灵活等优点。     

基于Atrous-HIS变换的多光谱遥感影像多核并行融合方法

为适应遥感影像高效融合的应用需求，提出了一种基于Atrous-HIS变换的多光谱与全色影像并行融合方法.首先设计了一种结合了Atrous和HIS变换的遥感影像串行融合算法，分析了它的详细处理步骤.随后在该算法中引入OpenMP并行技术，并且制定了并行策略，优化了处理流程，最终实现了一种高效的并行影像融合算法.实验结果表明，该方法可以实现多光谱与全色影像的快速融合，具有良好的加速比，可扩展性好，并行效率高.