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汽车CAN网络的实时调度方法研究

汽车CAN网络的实时调度方法研究

作者：刘啸然合肥工业大学

学位级别：硕士

随着汽车工业技术的发展，车身上的电子控制单元不断增多，网络化成为汽车电子发展的必然趋势。CAN（控制局域网）是一种支持分布式控制的串行通讯总线系统，它凭借高通信速率、低成本、强抗干扰能力等优势被广泛运用于汽车控制领域，... 详细信息

随着汽车工业技术的发展，车身上的电子控制单元不断增多，网络化成为汽车电子发展的必然趋势。CAN（控制局域网）是一种支持分布式控制的串行通讯总线系统，它凭借高通信速率、低成本、强抗干扰能力等优势被广泛运用于汽车控制领域，降低了汽车网络系统的复杂性，增加了汽车的安全性和舒适性。本课题以国家电子信息产业发展基金为依托，查阅和收集了大量的国内外文献和研究资料，对CAN网络通信机制进行了解析，详细分析了当前主要的CAN网络调度方法，研究如何改进现有的CAN网络调度方法，达到提高网络性能的目的。该研究对CAN总线技术的应用有着重要的实践意义。本文介绍了车用CAN网络的课题背景，分析了国内外的研究现状。针对CAN网络中实时性和公平性问题，提出了基于动态优先级分配的CAN混合调度方法（DPA-MS）。引入基本时间片概念，以传输触发消息帧和结束帧实现底层基于非固定周期的时间片轮转调度;引入总带宽服务器（TBS），以最早时限优先算法（EDF）实现上层周期性和非周期性消息的动态优先级混合调度。根据系统需求，设计CAN网络节点和调度模型，利用CANoe实验平台进行建模仿真，验证DPA-MS方法的有效性和可行性。本课题的研究提高了CAN网络通讯的实时性，减小了低优先级消息在传输过程中的最大时延，有效地增加了周期性消息和非周期性消息的传输公平性，较好地实现了两类消息的混合传输，更加有效地利用网络带宽。

关键词： CAN 最早时限优先总带宽服务器动态优先级分配混合调度

青藏高原那曲地区地表粗糙度及其在陆面模式中的应用

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青藏高原那曲地区地表粗糙度及其在陆面模式中的应用

作者：刘啸然成都信息工程大学

学位级别：硕士

本文利用MODIS卫星资料应用Massman模型计算了那曲地区空气动力学地表粗糙度,并使用站点（那曲站BJ、纳木错站NAMC、NPAM）资料验证卫星资料的反演结果。然后使用Noah-MP的区域模式HRLDAS,选择合适的参数化方案做为控制实验,分析该模式... 详细信息

本文利用MODIS卫星资料应用Massman模型计算了那曲地区空气动力学地表粗糙度,并使用站点（那曲站BJ、纳木错站NAMC、NPAM）资料验证卫星资料的反演结果。然后使用Noah-MP的区域模式HRLDAS,选择合适的参数化方案做为控制实验,分析该模式在青藏高原的适用性,将卫星反演得到的地表粗糙度带入模式中设置敏感性实验,模拟得到了更准确的地气通量,加深了对青藏高原地-气相互作用的理解。本文的主要研究结果如下:（1）根据卫星资料反演的地表粗糙度变化特征将下垫面分为四类,由大到小分别为城镇类、茂盛草地类、稀疏草地类和冰雪类。其中茂盛草地类占区域62.49%,地表粗糙度最大可达6cm,稀疏草地类占区域33.74%,地表粗糙度最大可达4cm左右,冰雪类占区域3.7%,地表粗糙度最大不超过1cm。（2）卫星资料反演的地表粗糙度和实测数据的计算的结果基本一致,均表明地表粗糙度整体呈现自2月至8月持续增大,8月达到峰值后开始减小,至次年2月达到最低值。比较两种计算方法的结果,均有明显正相关关系,且站点卫星反演结果与实测计算结果有较好的拟合性。其中卫星反演结果2月至5月的地表粗糙度增长缓慢,且其较实测计算结果偏小。可以使用该方法计算区域的地表粗糙度结果并为模式提供真值进行模拟。（3）通过选择合适参数化方案后的模拟结果显示:模拟的感热通量日间可以较好的反映当地的感热通量变化情况,模式结果略大于观测结果,夜间则高于实际感热通量达到50W/m左右。在模拟潜热通量时,模拟结果日间低于实际潜热通量,最大值不超过400W/m,夜间潜热通量于实际相吻合,都处于0W/m左右。（4）在那曲地区改进地表粗糙度后可以提高对地-气通量模拟的准确性。对模式地表粗糙度进行改进后,感热通量日间改进效果较好,约20W/m。夜间改进效果较差,约0.15W/m左右的改进。在那曲地区对地表粗糙度进行改进后,潜热通量的改进变化并不明显,日间约有15W/m以内的改进,夜间有0.25W/m的较差的变化。通过对地表粗糙度的研究,有利于获得区域上的地表特征参数值,为模式输入提供准确的地表参数,提高模式在青藏高原地区的模拟水平,加深对陆气相互作用过程的认识。

关键词：那曲地区空气动力学地表粗糙度下垫面 Noah-MP模式

藏北高原那曲地区不同下垫面地表粗糙度的变化特征研究

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高原气象 2019年第2期38卷 428-438页

作者：刘啸然李茂善胡文斌成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室/气候与环境变化联合实验室中国人民解放军96751部队

利用2008年、2010年和2012年藏北高原那曲地区MODIS卫星数据和站点大气湍流观测数据,分别应用Massman反演模型和一种确定地表粗糙度的独立方法,计算并分析地表粗糙度的时空变化特征并对反演模型进行验证,分析Z0m存在着明显的季节性变化... 详细信息

利用2008年、2010年和2012年藏北高原那曲地区MODIS卫星数据和站点大气湍流观测数据,分别应用Massman反演模型和一种确定地表粗糙度的独立方法,计算并分析地表粗糙度的时空变化特征并对反演模型进行验证,分析Z0m存在着明显的季节性变化特征。2—8月伴随冰雪消融与植被生长,Z0m逐渐增大,站点Z0m最大可达4～5 cm。9月至次年2月由于高原季风的衰退期等原因,Z0m逐渐减小,站点Z0m减小至1～2 cm。异常年份的降雪是Z0m明显低于常年的主要原因。依据Z0m的由小到大可以将下垫面分为冰雪类、稀疏草地类、茂盛草地类、城镇类4类,其中茂盛草地类和稀疏草地类分别占区域62. 49%和33. 74%,为主要类别,其Z0m年变化分别在2～6 cm和1～4 cm之间。两种计算方法得出的结论相关性较好,由于平均滑动作用,反演资料较实测计算结果偏小。整体而言,利用卫星数据反演算法计算的Z0m是可行的,并可应用于改进陆面模式参数,提高模式模拟的准确性,能更好的揭示区域的热通量交换。

关键词：藏北高原地表粗糙度归一化植被指数 MODIS

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阿拉善右旗一次雾霾天气成因分析

甘肃科技 2019年第8期35卷 8-10,115页

作者：陈艳萍刘啸然阿拉善盟右旗气象局内蒙古阿拉善右旗737300

利用天气形势和地面气象要素、相关回归分析方法及雾霾期间浓度值,对2018年10月19日至21日发生在阿拉善右旗的一次雾霾天气进行了分析。得出结论:霾期间天气形势,右旗处于偏西或西南气流影响,且有暖平流输送,空气相对干燥,地面处于高压... 详细信息

利用天气形势和地面气象要素、相关回归分析方法及雾霾期间浓度值,对2018年10月19日至21日发生在阿拉善右旗的一次雾霾天气进行了分析。得出结论:霾期间天气形势,右旗处于偏西或西南气流影响,且有暖平流输送,空气相对干燥,地面处于高压区底部,非常有利于霾的形成。雾期间地面条件能见度低,19日夜间的降水可以提供充足水汽,因而相对湿度大,霾就会转化成雾,大雾期间温度和露点温度接近于一点,气温较低,雾霾期间风速呈静风状态,地面条件利于雾霾的形成。能见度和相对湿度作相关回归分析来看,呈现明显负相关。雾霾期间PM_(10)、SO_2、NO_2浓度值超标,属于重度污染。

关键词：雾霾雾霾天气大气污染污染物 PM10 SO2 NO2

近10年青藏高原及其周边湍流通量变化的数值模拟

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高原气象 2019年第6期38卷 1140-1148页

作者：李茂善阴蜀城刘啸然吕钊宋兴宇马耀明孙方林成都信息工程大学大气科学学院四川成都610225 中国科学院青藏高原研究所北京100101 中国科学院寒旱区陆面过程和气候变化重点实验室甘肃兰州730000

应用改进地表粗糙度的中尺度模式WRF模拟青藏高原及其周边地区2004-2013年地表湍流通量的变化特征,结果发现,自2004-2013年以来,青藏高原中部和东南部地区感热通量增加,分别增加了9. 952 W·m^-2·(10a)-1和14. 595 W·m^-2·(10a)^-1;... 详细信息

应用改进地表粗糙度的中尺度模式WRF模拟青藏高原及其周边地区2004-2013年地表湍流通量的变化特征,结果发现,自2004-2013年以来,青藏高原中部和东南部地区感热通量增加,分别增加了9. 952 W·m^-2·(10a)-1和14. 595 W·m^-2·(10a)^-1;青藏高原其他区域感热减小,减少了-4. 473 W·m^-2·(10a)^-1;青藏高原周边东南部横断山脉增加了9. 928 W·m^-2·(10a)^-1,云贵高原地区增加了9. 868 W·m^-2·(10a)^-1和江南丘陵地区增加了15. 177 W·m^-2·(10a)^-1;其他周边地区感热减小,减少的量级为-10. 26 W·m^-2·(10a)^-1。青藏高原东部地区潜热有较弱的增加[1. 175 W·m^-2·(10a)^-1],青藏高原其他区域都减小[-3. 762 W·m^-2·(10a)^-1];青藏高原东侧四川盆地、南侧孟加拉湾附近以及周边北部地区减弱,分别为-0. 27,-2. 416和-2. 287 W·m^-2·(10a)^-1;周边其他地区潜热通量都有不同程度的增加,我国东南部江浙地区有较强的增加[11. 385 W·m^-2·(10a)^-1],印度半岛增加的幅度不大[2. 988 W·m^-2·(10a)^-1],云贵高原以东缅甸增加[9. 287 W·m^-2·(10a)^-1]和黄土高原增加[1. 160 W·m^-2·(10a)^-1],但云贵高原是减少的[-2. 705 W·m^-2·(10a)^-1]。

关键词：青藏高原及其周边地区湍流通量年变化数值模拟

青藏高原东缘峨眉山地区冬季地表能量交换特征研究

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高原气象 2020年第3期39卷 445-458页

作者：吕钊李茂善刘啸然阴蜀城宋兴宇伏薇王灵芝舒磊成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室/气候与环境变化联合实验室四川成都610225 内蒙古自治区气候中心内蒙古呼和浩特010000

利用青藏高原东缘峨眉山站2018年11月至2019年2月的观测数据,分析了峨眉山地区近地层气象要素的变化特征,并运用涡动相关法、土壤温度预报校正法(TDEC)和最小二乘法等,讨论了地表能量交换特征,并与藏东南丹卡站和排龙站进行对比分析。... 详细信息

利用青藏高原东缘峨眉山站2018年11月至2019年2月的观测数据,分析了峨眉山地区近地层气象要素的变化特征,并运用涡动相关法、土壤温度预报校正法(TDEC)和最小二乘法等,讨论了地表能量交换特征,并与藏东南丹卡站和排龙站进行对比分析。结果表明:在峨眉山地区冬季感热通量占主导。地表辐射各分量日变化均呈单峰结构,短波辐射的峰值在峨眉山地区于13:00(北京时,下同)左右出现,而长波辐射到达峰值的时间段要晚于短波辐射,在14:00左右出现。地表反照率月变化明显,日变化呈“U”型,即日出后和日落前较大,日间较小的趋势,但在日出后和日落前的值并不相等。峨眉山站冬季地表反照率均值为0.29。峨眉山区域地表能量不闭合现象十分显著,日间和夜间的能量闭合程度差异很大。在考虑地表0~5 cm处的热量储存的条件下,白天闭合程度最好为67.22%,夜间闭合程度最差为65.09%。与藏东南丹卡站和排龙站对比分析表明:丹卡、排龙站地表辐射各分量达日峰值时间晚于峨眉山站。峨眉山站冬季的地表反照率高于丹卡、排龙站,月变化更加显著。峨眉山属于青藏高原东缘地区,其地表能量闭合程度大于青藏高原上部分站点。

关键词：峨眉山地区涡动相关法 TDEC 地表能量交换能量平衡

2014年8月7日那曲地区对流云降水及其云微物理过程的数值模拟

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高原气象 2020年第1期39卷 48-57页

作者：阴蜀城李茂善刘啸然宋兴宇吕钊舒磊王灵芝伏薇成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室/气候与环境变化联合实验室

利用中尺度模式WRF模拟2014年8月7-8日青藏高原那曲地区一次对流云降水过程。结果表明,WRF模式可以较好的模拟出那曲地区对流云降水过程的降水地区、降水中心和降水量级。各相态粒子分布在不同的高度层,分布位置随时间无明显的变化,其... 详细信息

利用中尺度模式WRF模拟2014年8月7-8日青藏高原那曲地区一次对流云降水过程。结果表明,WRF模式可以较好的模拟出那曲地区对流云降水过程的降水地区、降水中心和降水量级。各相态粒子分布在不同的高度层,分布位置随时间无明显的变化,其质量密度随时间变化能基本反映地面降水变化的特征。模拟的雨水、雪和霰的源项表明云水对降水贡献最大,凝华和碰并过程是雪和霰增长的主要过程,霰的融化和云水的结合加速了云水向雨水的转化,导致地面产生降水。从云微物理过程随时间的演变特征可以看出,冰相粒子过程在高原降水过程中具有十分重要的作用,整个过程霰对降水的形成有重要作用,云水和雨水在形成霰的过程中也占有重要的作用。

关键词：青藏高原对流云降水云微物理数值模拟

北京春季PM2.5浓度变化特征及与中国背景地区对比分析研究

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北京春季PM2.5浓度变化特征及与中国背景地区对比分析研究

藏北高原那曲地区不同下垫面地表粗糙度的变化特征研究

第35届中国气象学会年会

作者：王茜茜刘啸然胡文斌河北师范大学资源与环境科学学院成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室/气候与环境变化联合实验室中国人民解放军96751部队

大气污染作为全球十大环境问题之一,已经严重危害到人类的生存和发展。近年来研究者们针对城市污染物的变化规律等做了细致的研究。北京作为特大城市,是我国政治经济文化中心,其空气质量受到了人们的高度关注。所以本文利用2015、2016年... 详细信息

大气污染作为全球十大环境问题之一,已经严重危害到人类的生存和发展。近年来研究者们针对城市污染物的变化规律等做了细致的研究。北京作为特大城市,是我国政治经济文化中心,其空气质量受到了人们的高度关注。所以本文利用2015、2016年3-5月北京地区12个环境监测站以及中国背景地区兴隆的ρ(PM)和对应时段的NCEP-NCAR再分析资料,研究北京春季ρ(PM)的变化特征及其在超标污染期间的变化特征与可能原因。结果表明:2015、2016年北京地区春季ρ(PM)均值分别为69μg·m和70μg·m,其值每年逐月波动减小并降低,且均低于国家空气质量二级标准(75μg·m)。受城市供暖影响,2015、2016年PM浓度最高值均出现在3月上旬,最大值分别为2015年为3月7日东四的268μg·m和2016年为3月4日顺义新城的259μg·m。北京各监测站平均ρ(PM)高于兴隆1倍,但污染发生期间,其浓度高于兴隆数倍,表明不利气象条件对北京PM的聚集作用更为显著。在有利大气扩散条件下,北京ρ(PM)值可降至自然条件下同等浓度水平。通过对2015年3月6-8日和2016年3月1-4日两次过程中ρ(PM)的变化特征进行分析,可以看出在偏西气流和西北气流控制下,高压后部地面形势为北京春季PM高污染的主要天气形势,在此条件下北京各监测站PM浓度增长幅度较为接近,但在高浓度维持期间却表现出较大差异。冷空气入侵导致大气扩散以及降水过程可以迅速清除PM,但从持续时间上来看,降水较冷空气更长。通过分析2016年4月29-5月2日的天气过程可以看出,少量降水会导致污染物浓度短暂回升,但增长并不明显,这或许与降水分布和雨量存在关系。有利的气象条件有利于污染物的聚集,但对比兴隆和北京各监测站浓度看来,有利的气象条件对北京污染物的排放作用更加显著。结合2016年3月15-18日我国华北中南部、黄淮中部等地发生不同程度雾霾天气情况,高浓度多处于高空平直西风气流和西北气流的控制下,PM受西北气流控制下的地面高压静稳天气和地面偏南风共同影响,其污染特征表现为持续增长,且站点间存在较大差异,同时大气背景地区也受到了污染。

关键词：北京地区兴隆 PM2.5 变化特征

来源： cnki会议评论

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藏北高原那曲地区不同下垫面地表粗糙度的变化特征研究