分布式流处理系统的时间感知分组算法

随着对实时数据流处理需求的增加,分布式流处理系统的发展也越来越受到关注。大量的倾斜的数据流以及复杂分布式系统的异构性对当前的分布式流处理系统的分组策略提出了挑战。目前已有的分布式流处理分组策略通常关注并行实例之间元组数量的均衡性,而忽视了系统异构性对分组策略造成的影响。该文提出了一种时间感知分组算法,通过对分布式流处理系统存在的网络异构性和处理能力异构性的分析,综合考虑流处理系统中各下游算子实例的处理时间以及上游算子与下游算子之间的通信时间,并根据键值的频率不同制定不同的路由策略,在较小的开销下使系统达到负载均衡。在Apache Flink分布式流处理系统上进行的实验结果表明:时间感知分组算法比已有的分组算法在系统吞吐量上提高了10%,在平均处理延迟上降低了33%。     

基于水-粮食-能源级联关系的水服务流矩阵构建

全球人口的快速增长对自然资源施加了不可控制的压力,特别是增加了粮食、水、土地和能源的全球需求。为此,从水资源安全利用的角度出发,揭示连接用水服务流的供应方和受益方之间的相关关系,以受到水和能源双重压力的典型区域——安徽省宿州市为例,运用德尔菲法,构建基于水-粮食-能源级联关系的水服务流矩阵,分析了用水部门和生态系统供给服务之间的相关影响程度。研究结果表明：(1)梳理与粮食安全密切相关的生产用水、生活用水和生态用水的用水服务流,建构其与养分、材料和能源3个方面构成的生态系统供给服务之间的安全矩阵;(2)宿州市的生产用水与生态系统供给服务之间存在强协同和强协同关系,特别是与粮食生产直接相关的农业用水,饮用水与供给服务之间呈现较强权衡关系;(3)用水服务部门和能源供给之间呈现较强的竞争关系。矩阵的建立可为生态系统服务流定量化提供理论基础,有利于生态系统服务流定量化的开展。     

人工湿地净化尾水效果的研究

采用种有美人蕉(Canna indica)的水平流和垂直流人工湿地对污水处理厂尾水进行处理,通过检测COD、TN、NO_(3-)-N、NH_(4+)-N、TP等指标分析探讨温度、pH和进水指标等因素对湿地系统净化能力的影响。COD、NH_(4+)-N、NO_(3-)-N、和TN去除率可分别高达66%、98%、62%和79%,其中NH_(4+)-N经湿地系统处理后可达到《地表水环境质量标准》(GB 18918-2002) I类标准。TN、NH_(4+)-N、TP在垂直流湿地系统中的去除率均高于水平流湿地系统,COD在水平流湿地系统中的平均去除率(53. 5%)却高于垂直流湿地系统(47. 3%)。通过对水平流和垂直流湿地净化尾水效果的分析比较,表明垂直流湿地系统比水平流湿地系统在净化尾水方面更具优势。此外,Pearson相关性分析表明人工湿地系统中进水NH_(4+)-N浓度和气温对TN、NO_(3-)-N和NH_(4+)-N的去除有显著影响。上述研究结果能为高效运用人工湿地处理污水处理厂尾水提供科学依据和技术指导。     

基于最小费用流模型的不正常航班恢复问题研究

突发事件会导致航班计划无法按原计划执行,给航空公司及旅客带来巨大损失。而航班恢复问题的难点除了相关因素的复杂性,主要的体现在恢复方案的即时性。因此,为了提出快速有效的航班恢复方案,以降低损失,笔者通过时空网络技术对不正常航班的恢复问题进行描述,实现了对航班在空间和时间上的追踪。基于最小费用流模型,建立了以最小总延误时间为目标函数的整数规划模型,模型同时考虑了航班延误,飞机置换及航班取消的调度策略,并提出采用Floyd-Warshall算法对建立的模型进行求解。最后,通过算例对模型及算法进行验证。研究结果表明：针对突发状况,建立的模型及算法可提出合理的航班恢复方案,证明了模型及算法的可行性及有效性。建立的模型具有普适性,对不正常航班恢复问题的研究具有借鉴意义。     

超临界二氧化碳向心涡轮泄漏特性计算与分析

针对超临界二氧化碳(SCO_2)向心涡轮轮背空腔泄漏流,采用典型的迷宫密封,对设计参数进行参数化研究与流场分析,并计算轴向力.首先建立迷宫密封泄漏流动CFD模型,运用NUMECA软件对迷宫密封的可靠性进行验证,进而从气动参数和结构参数两方面对SCO_2向心涡轮轮背泄漏特性进行研究.结果表明,涡轮泄漏量和轴向力随密封出口压力的升高而减少,在一定间隙范围内线性增大,当密封齿高较小时,泄漏量和轴向力随齿高的增加而减小,当密封齿高超过6.3 mm时,泄漏量和轴向力不再随之变化;在密封轴向长度给定的情况下,齿数为6时能实现最佳的密封效果;通过改变密封齿的形状,得到一种密封性较好的等腰梯形齿.     

多机场网络系统流量分配策略

为有效减少机场交通拥挤、降低航班延误,从系统角度研究战略层面的机场交通供需平衡问题.通过考虑单机场进场和离场间的相关性以及多机场联程航班间的关联性,提出了开放式多机场有向网络交通流系统;基于多元容量受限约束和联程航班约束,以最小化网络系统内所有航班的总延误为目标,建立了开放式多机场网络配流模型.结合国内三大机场的实际航班数据,对模型进行了仿真验证.仿真结果表明:所建模型可以对多机场网络系统流量与容量进行协调优化匹配,充分利用系统容量最小化系统航班延误;可为空管部门提供流量调配优化策略、为民航部门制定航班计划提供辅助决策依据.     

基于优化资源流约束的模具多项目反应调度算法

针对模具多项目执行过程中由于任务拖期而导致的调度计划变更,提出了一种基于优化的资源流约束的反应调度算法. 首先利用基于优先规则的微粒群算法构建一个项目加权工期之和最小的初始调度计划,采用启发式算法建立并优化初始调度计划的资源流网络,并将关键链技术与资源流网络相结合,对初始调度计划进行合理的时间缓冲设置. 然后建立了以调度计划扰动费用最小为优化目标的反应调度模型,并用基于优先规则的微粒群算法进行求解. 最后,通过仿真计算分析了算法的可行性与可靠性,结果表明该反应调度算法在模具多项目动态调度中具有一定的应用价值.     

西澳大陆架深水重力流砂体富集规律及主控因素

澳大利亚西北大陆架是目前全球深水油气勘探的热点区域。针对西澳大陆架Vulcan 次盆南部Vulcan 组砂体 成因类型、沉积体系展布、富砂区控因不明确等问题,通过岩芯观察、钻测井资料和地震属性的分析,刻画了以海相三 角洲前缘滑塌体为主导的贫砂富泥型深水沉积体展布,重点研究了深水沉积砂体的分布规律和富集主控因素。认为 研究区东南部的缓坡带发育海相三角洲,在Swan 地堑边界断层下降盘发育滑塌体和浊积体,北西部的陡坡带发育水 下扇沉积。深水砂体的富集在4 个层次上受5 种因素的控制,表现为“四级五元”的控制特征,即：构造决定了沉积体 系类型,海平面的升降约束了砂体在层序中的分布层位,沉积底形控制了深水沉积体系的外观形态,断层调节带改变 了沉积体系的分布格局,深水底流对砂体进行了二次分配。该认识对研究区寻找规模储层和油气勘探都有重要作用。     

青岛市入境旅游流及其季节变化研究

青岛市作为山东半岛蓝色经济区的龙头城市,其入境旅游流一直呈平稳增长态势.本文基于2005-2010年青岛市入境旅游流的统计数据,利用GM(1,1)灰色模型和季节强度指数,分析了青岛市入境旅游流流量和季节分布.研究发现,GM(1,1)模型对数据的预测主要反映一种趋势,不排除突发事件对数据精确度的干扰;从季节强度指数可知,青岛市的入境旅游流淡季为Ⅰ季度,旺季为Ⅱ季度、Ⅲ季度和Ⅳ季度,其中,季节强度指数最高为第Ⅱ季度,其值为105.37％,高出年平均值5.37％,季节强度指数最低为第Ⅰ季度,其值为89.55％,低于年平均值10.45％.但是,总体上,青岛市入境旅游流的淡旺季分布不太明显,受气候影响较小,全年的入境旅游流人数较为平稳.所以,两项指标对入境旅游流的发展具有一定的参考作用.     

基于颗粒流的粒状岩土材料高应力破碎分析

提出了基于颗粒流方法的黏结键断裂百分比作为数值模拟中颗粒破碎的新的度量方法.通过颗粒流方法中的接触黏结模型与CLUMP模型对高应力下岩土类材料的破碎过程进行了数值模拟分析,模拟了高应力下粒状材料的双轴剪切试验,数值试样由540个簇颗粒单元组成.数值试验结果显示:在颗粒破碎情况下,数值试样的峰值强度小于不破碎情况下的峰值强度;围压与黏结键断裂百分比表示的破碎率呈幂指数关系;随着围压的增加,颗粒破碎率增加,颗粒材料的摩擦角减小.