铁路GPR检测数据智能管理分析系统的研究与设计

为提高铁路基础设施检测探地雷达数据处理效率,提出了一种铁路探地雷达(GPR)检测数据智能管理分析系统方案。结合铁路基础设施检测工程需求与探地雷达数据特点,开展系统需求分析和设计。优化数据管理、工作流处理、交互解释和统计分析等步骤,克服目前软件的不足;利用Hadoop大数据技术进行多通道探地雷达数据的快速处理,实现海量探地雷达文件的并行计算;利用深度神经网络技术对探地雷达图像进行智能识别。对高铁隧道衬砌检测车采集的数据进行系统应用测试,测试效果显示,该系统可以提高探地雷达检测数据的管理和处理效率,推动铁路基础设施探地雷达检测向信息化、智能化和标准化发展。     

探地雷达铁路检测大数据多线程并行处理方法北大核心

为了提升探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)数据信号处理算法的性能,建立了一种适用于单机模式的多线程并行处理方法。分析了GPR信号处理算法的并行性特征,对文件头和数据道分离存储以支撑任意道集的细粒度数据划分,采用简便的静态调度实现并行任务调度。对5种常用算法进行了串并行对比试验。结果表明:复杂度较高的算法更适宜进行并行化改造,加速比约为硬件环境物理核数,线程数可根据物理核数和CPU线程数进行优选。当数据量变化时,算法的并行加速比保持稳定,表现出良好的适应性。     

变化海底地形上浮驳的水弹性响应

在岛礁附近的海底地形通常是不平整的,这种复杂的海底地形也是海洋环境中非常重要的因素。文章利用考虑浅水变深的三维水弹性分析方法计算了一艘浮驳在非均匀海底地形情况下的波激响应及其载荷。通过与均匀水深的对比,复杂海底地形的影响显而易见。通过模态叠加的方法,三维水弹性可以预报规则波下诸如弯矩和应力等波激振动响应,从而得到设计波下对应的载荷。通过在岛礁附近服役的浮式结构物波浪载荷预报可以看出非均匀海底产生了很大的影响,原因是不同的水深和变化的海底地形。而一旦考虑地形,在整个流固耦合分析中,大量的水动力网格就需要借助并行计算来减少计算耗时。     

基于GPU加速的雷达信号处理并行技术

软件雷达实现的瓶颈问题之一是信号的实时处理。为提高软件雷达信号处理的实时性,利用图形处理器(GPU)的并行运算能力进行雷达信号处理的硬件加速。设计雷达信号处理在CPU-GPU系统中的执行策略。针对GPU并行计算特点对雷达信号处理算法进行优化。实验结果表明,通过与同期中央处理器(CPU)运算平台比较,GPU运算可实现20倍以上的加速比,并且可以实时完成雷达信号处理的整个流程,体现出良好的工程价值与应用前景。     

不同船艏类型破冰模式差异的数值预报分析

船艏形状是决定破冰船破冰性能的关键要素之一.为了探究不同船艏型线特征对破冰船破冰性能的影响,本文采用常规型近场动力学方法建立了平整冰层的无网格数值模型,提出了一种基于几何数学概念用于解决冰粒子与船体碰撞问题的接触检测算法,最后应用消息传递接口(MPI)并行技术搭建了破冰船破冰过程的数值预报方法,并在FORTRAN语言环境下编写了相关计算程序.基于该仿真程序,分别预报了传统型破冰船艏形状和非传统型破冰船艏形状连续冲破平整冰层的过程,并对传统型破冰船艏的计算结果与试验结果进行了比较,验证了本文所搭建的模型的准确性.对比了两种不同船艏破冰船的破冰模式和破冰载荷特征,分析了两种破冰船艏形状各自的优缺点.本文进行的研究对于破冰船的设计具有一定的工程参考价值.     

多传感器数据融合并行处理方法研究

首先介绍了多传感器数据融合并行技术发展现状,分析了影响多传感器数据融合处理并行化的主要难点,在此基础上提出了一种基于数据空间独立划分的并行数据融合理论框架,并基于该框架给出了一种数据空间的近邻聚类非规则区域＂软＂划分方法,将融合计算自适应地分解成多个独立子任务,均衡地分发到各计算节点自治计算。该方法能较好克服并行数据融合中数据耦合、共享同步等技术问题,提升数据和计算空间并行度,具有良好的并行扩展性。试验结果表明了所提出方法的有效性。     

统一计算设备架构技术的应用研究进展

统一计算设备架构（ComputeUnifiedDeviceArchitecture,CUDA）是NVIDIA公司近年来推出的针对图像处理单元（GraphicsProcessingUnit,GPU）的全新并行计算框架。借助其C语言兼容特性以及GPU的强大并行计算能力,CUDA技术在图像处理、科学计算等领域取得了良好的加速效果。文章在对CUDA技术的应用情况进行回顾和总结的基础上,重点介绍了不同应用中采用CUDA技术进行计算加速的原理,并探讨了CUDA技术今后的发展方向。     

桥梁群桩基础沉降的数值分析

在桥梁工程中,较大的基础沉降不仅改变桥面线形,严重的还将改变结构受力状况,降低结构的安全度。针对桥梁桩基础问题的不确定性和复杂性,采用空间有限元软件建立了桩土耦合作用的分析模型,并使用并行计算策略提高计算效率,通过实际工程分析了上部荷载、填土高度、桩长、桩径对桩基础沉降的影响,建议对处于软弱土层中的大型桥梁桩基础沉降问题有必要进行三维有限元数值分析,以确保结构的安全。     

长河段二维水沙数学模型研究及应用*

为了适应长江长河段系统治理技术的需要,对TK-2DC软件水沙计算核心部分进行了并行程序开发,将并行计算技术应用到长河段水沙数学模型中,大大提高了长河段水沙模拟计算效率及模型计算的时效性。建立了长江中游沙市—监利、戴家洲—牯牛沙及长江下游安庆—南京长河段平面二维水沙数学模型,对航道整治工程效果进行了模拟预测。     

基于高性能计算的水下爆炸数值仿真

集群技术为水下爆炸数值仿真提供了强大的高性能计算平台.基于高性能计算集群系统和ABAQUS水下爆炸并行计算技术,对遭受水下爆炸的舰船缩比模型进行了性能测试和算例验证,给出了针对特定计算规模的并行计算优化方案.该文研究结果为舰船水下爆炸的高精度数值仿真提供参考.