海量GPR检测数据负载均衡并行处理技术北大核心

探地雷达单机处理软件性能较低,难以满足较长里程或周期性检测的海量数据处理场景需求。针对这一问题,本文在集群模式下基于Hadoop平台的MapReduce并行计算框架,采用HDFS和MySQL的混合存储方法,对数据流进行细粒度切片,建立主从节点架构的动态调度模式,实现海量检测数据的负载均衡并行处理。在Linux系统搭建了1主+8从的Hadoop集群环境并对其进行了测试试验。结果表明:动态调度可使迭代算法达到负载均衡,高复杂度算法适用于并行处理,性能可提升100倍左右,加速比接近物理核数。     

多媒体文件的检索与存储管理

作者对多媒体文件的检索及几种调度算法进行了讨论;同时,还对媒体的存储及存储层次管理进行了探讨,主要介绍了两种技术,即数据分解和数据交叉存储。     

基于发布订阅的铁道供电报警信息流计算集群技术

为解决从铁道配电网监控的海量动态信息中快速筛选和及时处理实时报警信息的问题,提出一种基于发布订阅的铁道供电报警信息的流计算集群处理技术。通过发布订阅方式接入铁道配电网监测数据,结合流计算模式的拓扑并行模型,综合运用多主题消息分类及分区消息缓存技巧,实现报警信息的低延迟和高吞吐量处理。以铁路10kV动车段配电网调度监控的实测数据为算例,对工程中采集的监测数据进行多机集群测试。结果表明:基于发布订阅的流集群方法可获得数百ms级报警数据平均处理延时,且分布式消息队列的主题分区数并非设置的越大越好,通过对拓扑组件中并行线程数的优化设置,可以有效提高铁道配电网报警信息的实时响应性能和吞吐率。     

铁路路基状态检测中探地雷达数据并行处理

为快速处理探地雷达检测铁路路基状态所产生的大量检测数据,缩短检测报告的生成周期,采用并行计算技术设计并构建适用于探地雷达数据解析的并行处理平台,利用计算机集群处理解析探地雷达数据;基于服务器计算能力的动态探地雷达数据任务负载均衡算法,对用户提交的探地雷达数据解析任务统一调度分发。采用实际的铁路路基状态检测雷达数据对构建的并行处理平台进行实验,分析雷达数据并行处理的准确性、时间消耗、并行化加速比和系统可扩展性等指标。结果表明:在8个节点的集群并行处理平台上进行探地雷达数据的处理效率比用单机版软件提高553%,处理时间比基于Hadoop的探地雷达数据并行处理方法缩短50%以上。     

铁路路基地质雷达检测数据智能里程校正方法

针对铁路路基地质雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)检测数据里程校正效率低的问题,提出了一种智能里程校正方法。以GPR原始检测数据为数据源,通过构建特征向量和支持向量机识别模型,实现桥梁的智能识别;再根据桥梁里程进行回归计算,得到GPR检测数据的实际里程。采用京九线路基检测数据进行测试,结果表明,本文提出的铁路路基GPR检测数据智能里程校正方法具有较高的精度,里程校正误差约2 m,满足铁路路基检测工程的实际需求。     

基于向量化的BESO方法灵敏度过滤快速算法

在使用双向渐进式拓扑优化算法(BESO)时,优化结果中常会出现棋盘格和网格依赖的现象。单元灵敏度过滤器是解决此类问题的有效方法,但随着结构规模扩大单元数量增多,计算单元权重因子耗时将十分可观,其原因是计算单元的权重因子数据需进行多次循环嵌套,逐一计算单元中心距,串行算法使得计算效率低下。通过结合深度学习训练模型中将数据集进行向量化预处理的思想,对灵敏度过滤计算所需数据进行向量化预处理,并推导了基于向量化的单元灵敏度过滤算法,将逐一的标量运算改进为可并行的矩阵运算。对向量化算法中可能出现的储存空间占用过大的问题,使用稀疏矩阵对储存空间进行优化,提出进一步改进的Sparse算法。通过ABAQUS二次开发实现了改进后的BESO拓扑优化流程,分别使用二维和三维悬臂梁算例进行计算时长验证,结果表明向量化的灵敏度过滤算法的加速比相对于双循环算法最高可达6,Sparse算法的加速比可达8,改进后的算法极大提升了单元权重因子和灵敏度过滤的计算速度。在计算权重因子时,Sparse算法的耗时略高于向量化算法,但在优化总耗时方面,Sparse算法优于向量化算法;当结构规模大单元数过多时,向量化算法可能限于硬...     

角色自律分散系统概念及体系结构

从理论研究和应用研究等角度综述自律分散系统技术的国内外研究现状,归纳出系统潜在功能的自律表达应用模式。对自动化系统进行多层次抽象,明确了集中式、客户/服务器和自律分散结构的适应领域,明确了系统功能及其表达方式的时空关系。自动化系统的功能包括固定功能、人工进化功能、潜在功能和自我进化功能;系统功能表达方式的时空关系有时空不变、时间可变和时空可变3种。对系统潜在功能的自律(时空可变)表达模式进行提炼,定义角色自律分散系统的概念。提出角色域与数据域双重驱动的角色自律分散系统的体系结构,角色和数据通过角色域与数据域进行交互,角色自律控制器实现角色转换的协调,数据仲裁器确保分散环境中的数据一致性,角色/功能/对象调度器分别实现系统角色,功能和对象的调度与激活。将角色自律分散系统体系结构应用于铁路调度系统中,表明技术上是可行性的。     

建立铁路带状DTM的等高线数据的合理压缩

通过立体摄影测量或数字化现有等高线地形图建立数字地面模型（简称ＤＴＭ）时，往往会有过多的数据。为消除冗余，必须采用一定的算法将其合理压缩，以节省存储空间，提高效率。本文对常用的几种算法作了评价和比较，简要介绍了铁路带状ＤＴＭ的特点及构建要求，并针对这些特点和要求，提出了一种适合铁路建设的ＤＴＭ的等高线数据合理压缩方法。     

复线铁路并行段右线参数算法研究

根据铁路建设项目施工需要,在系统学习分析相关文献的基础上,对于复线铁路并行段右线参数算法进行研究,提出采用平行线法和几何法分别推算右线交点平面坐标和变坡点里程的思路,并利用实测数据进行检验,证明该算法的正确性和便捷性,对复线铁路工程施工和维护具有一定的应用价值。     

列车运行调整模型的研究

铁路分局调度辅助决策系统是一个基干网络运行的管理信息系统,由若干个子系统构成,其中最重要的是行车调度台子系统.该子系统可以分成三个部分,分别是数据管理、列车调整指挥和调度信息处理.而列车运行调整是行车调度台子系统最重要的功能,论文着重分析了已有调整算法的特点和现场实际需求,阐述了新的列车运行调整模型的工作原理及其特点.     

数据可视化技术研究及其在铁路中的应用

在大数据时代背景下,数据的复杂性越来越高,需要数据可视化技术将不可见现象转变为可见的图形符号,因此数据可视化的角色越来越重要。本文从数据可视化技术的概念和技术特点入手,对数据可视化技术进行研究,将其成功应用于中国铁路客票发售与预订系统（以下简称铁路客票系统）的数据分析与展现中,并对未来数据可视化技术在相关领域的应用进行了展望和探讨,进一步证实数据可视化应用技术是呈现和解释大规模数据的关键核心和发展方向。     

铁路雪深监测系统数据过滤算法研究

铁路沿线雪深监测系统对于保障严寒地区列车的安全运行具有重要作用。针对该系统异常数据导致雪深监测值失真甚至可能引起系统误报警这一问题,在分析铁路沿线监测点雪深传感器原始监测数据的基础上,归类异常数据,制定数据过滤规则,提出铁路雪深监测系统数据过滤算法,并进行实验仿真。仿真结果表明:该算法能够有效地过滤掉异常数据并消除数据抖动现象,在铁路雪深监测系统中具有较大的应用价值。     

基于铁路出行数据的旅客常住地智能识别算法研究

常住地是判断旅客消费能力与收入水平的重要因素，利于根据旅客常住地进行个性化产品推荐。针对铁路客票发售与预订系统的海量出行数据，依据逻辑判断与概率计算设计了铁路旅客常住地智能识别算法；最后利用Scala语言在铁路客运大数据平台上实现算法，并针对最近两年铁路旅客出行数据进行案例验证，结论表明:该算法有效，旅客常住地信息的识别率为67.7%。     

铁路大风灾害预警系统设计与实现

为应对大风天气对铁路运输的影响,设计并实现了铁路大风灾害预警系统。系统基于B/S架构,针对铁路沿线风速监测点的数据状况,利用数据预测模块的移动平均法、单指数平滑法和三次指数平滑法对未来时段的风速进行预测,并进行综合评价预警,辅助调度人员进行调控决策,使列车能够根据限速建议及时做出运行调整。     

中兴DXT2000铁路专用调度通信系统建设数字化铁路通信网

模拟调度设备和集中设备是用于铁路行车调度指挥和铁路站内通信的重要通信设备,而只有数字化的调度设备才能从根本上提高铁路运输的安全性、可靠性和工作效率。 系统特点 中兴通讯专用调度通信系统DXT2000是针对铁路专用通信网的应用需求而开发的。利用DXT2000系统构成的数字化铁路调度通信系统,集中了调度机,集中机,区转机功能,实现了铁路调度通信的数字化,该系统提供了对原有模拟系统的无缝连接。具有2M数字中继、2/4线音频、共线调度、自动电话、ZB D、磁石、选号及数据接口,充分满足了专网通信调度系统调度电话、区间电话、站场通信、音频及数据专线的要求;DXT2000设备采用链形,星型及混合组网方式,提高了专网传输通     

基于距离的线路数据处理算法

在基于设计散列长链算法基础上,针对铁路信号产品列控中心、无线闭塞中心、临时限速服务器软件对于铁路线路数据处理存在的差异进行分析,提出一种基于距离的线路数据处理算法,通过提供给数据配置用户自行定义配置规则的接口使得线路数据配置灵活、统一,通过提供线路上任意点的相对距离、绝对距离的计算接口使研发用户不再考虑线路数据配置规则而获取到与线路数据相关的大小比较、范围判断、距离计算,解决当前各产品由于线路数据配置规则不同而导致的线路数据处理逻辑无法通用的问题。后续也将对此算法在线路数据处理的应用,提出进一步的展望和规划。     

一种多路径环境下的智能选路算法设计与实现

为解决目前一些多路径软件的选路算法需手动设置所带来的盲目性问题，提出并设计了一种智能选择选路算法的策略，进而实现了一种智能选路算法。该算法主要通过系统独立的线程自动监控主机与存储系统中各条物理路径的I/O情况，动态地选择一种较为恰当的选路算法进行最优路径的选择。该算法在多路径环境下利用微软MPIO框架实现，实验表明，该算法具有较好的I/O传输性能。     

铁路行车调度系统数据结构分析与设计

分析铁路行车调度系统基本结构和功能。利用面向对象分析技术和数据结构理论,对铁路行车调度系统中的信息进行抽象,提出一种以列车为中心的十字链表数据存储结构,提出调整计划的数据帧结构形成算法Ajustment()和在屏幕上画运行线的算法DrawCurve()。并对算法的复杂性进行分析,所有算法的复杂度与问题的规模呈线性关系。系统具有较高的执行效率。     

通辽铁路枢纽调度通信系统方案研究

根据通辽铁路枢纽扩能改造工程需要及行车运输组织要求,结合设备现状和运用情况,对关系行车安全的调度系统,进行详细业务需求分析,通过综合技术方案比选,提出通辽设置调度通信主系统的方案,优化枢纽内调度系统组网结构,从而提高调度系统的可靠性和可扩展性,有效地保障了铁路通信畅通,使编组站内作业流程便捷有序,也为后续的项目设计提供参考。     

铁路货运调度指挥辅助决策系统的优化设计

针对当前铁路货运调度指挥的现状,提出在运输能力一定的条件下铁路货运调度指挥辅助决策系统,为货运调度指挥提供决策依据.对该系统的优化设计、数学模型、优化算法等进行了分析和论述.