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流媒体视频监控系统报警模块的设计与实现

流媒体视频监控系统报警模块的设计与实现

作者：王梓博北京邮电大学

学位级别：硕士

随着电子和通信技术的发展,计算机网络作为信息社会的基础设施已经深入到各行各业,如生产管理和安全监控等方面。随着通信网络技术的不断进步,视频监控系统以其直观、方便、信息内容详实被广泛应用于生产管理、保安等领域。目前正在蓬... 详细信息

随着电子和通信技术的发展,计算机网络作为信息社会的基础设施已经深入到各行各业,如生产管理和安全监控等方面。随着通信网络技术的不断进步,视频监控系统以其直观、方便、信息内容详实被广泛应用于生产管理、保安等领域。目前正在蓬勃发展的网络化流媒体视频监视系统,克服了传统监控系统无法通过网络获取视频信息的缺点,用户可通过网络中的电脑、手机观看和管理实时的视频信息,因此,流媒体视频监视系统对于保障工业生产、人民生活与社会安全具有重要意义。流媒体视频监控系统多采用模块化的设计理念,由监控、报警两个大系统有机结合而成,既紧密联系,又各自独立。报警模块作为流媒体视频监控系统的一个重要组成部分,从而实现被监控地点的实时监控与发生异常情况及时报警以便维护人员及时处理现场情况,以避免或减小损失。大大提高了维护人员的工作效率,降低了维护人员的工作强度。本文设计了流媒体视频监控系统中可及时处理报警信息的报警模块,论述了主要的模块界面及子模块的设计与实现过程,以及系统的测试与评价,并指出了本系统的不足和对它的展望。首先进行报警模块的需求分析,主要从2个方面入手：(1)用户特征分析：确保报警模块功能随着不同用户身份的需求而不断扩展;(2)功能需求：定义了开发人员必须实现的软件功能,从而满足用户需求。根据报警模块的需求分析和概要设计,以及该模块数据结构的设计模型,依托J2EE平台,采用浏览器／服务器(B／S)体系结构并使用J2EE技术。针对各功能模块进行详细设计,包括各模块的功能及性能描述、页面间的调用关系、程序设计的主要算法、流程图、各模块所用到的主要数据结构说明,对各个子模块的编码设计与测试,与系统其他模块对接。本论文是在流媒体视频监控系统的基础上进行开发,针对报警模块,论文提出了选题的背景及其意义,介绍了系统的数据库设计,并针对报警模块,重点分析了该模块的需求、讨论了各个子模块的设计与实现以及模块的测试。详细设计了前台和后台功能模块。系统以SQL Server作为后台数据库,用Java语言进行开发。对各个子模块的编码设计与测试。与系统其他模块对接,并取得良好的运行效果。最终实现了流媒体视频监控系统中报警模块的开发,并取得良好的运行效果。当发生异常情况时,维护人员可以的通过短信收到通知,并可以通过计算机网络或手机网络观看现场实时的情况,及时处理现场情况,以避免或减小损失。

关键词： J2EE 流媒体视频监控报警

1992-2021年中国年际夜间灯光遥感数据集研制

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1992-2021年中国年际夜间灯光遥感数据集研制

作者：王梓博吉林大学

学位级别：硕士

夜间灯光遥感数据记录了地球表面的夜间人造光源,和经济状况密切相关。相比于传统数据,夜光数据不受人为因素影响,能够更加客观的反应地表真实情况,可作为衡量人类社会经济活动的一项重要参考,已被越来越多的应用于人类活动、城市发展... 详细信息

夜间灯光遥感数据记录了地球表面的夜间人造光源,和经济状况密切相关。相比于传统数据,夜光数据不受人为因素影响,能够更加客观的反应地表真实情况,可作为衡量人类社会经济活动的一项重要参考,已被越来越多的应用于人类活动、城市发展等变化监测及分析中。在目前的夜光数据中,DMSP-OLS和NPP-VIIRS数据被使用最为广泛,但在时间序列上都有各自缺陷。DMSP-OLS数据停留在1992-2013年,NPP-VIIRS数据则于2012年4月才开始提供。同时,获取两种夜光数据的卫星传感器在空间和辐射分辨率上的差异增加了数据使用的难度。DMSP-OLS数据没有经过星上定标校正,影像之间没有连续性,NPP-VIIRS数据没有过滤杂散光等原因造成的异常值等问题,都有待进一步改进。鉴于夜间灯光数据的广泛应用以及现存数据的部分问题,基于1992-2013年DMSP-OLS与2013-2021年NPP-VIIRS夜间灯光数据,优化了数据校正及一致性构建中的处理流程,研制了1992-2021年长时间序列年际夜间灯光影像数据集,并通过经济参量数据验证了新数据集的可靠性。在数据处理方面,基于DMSP-OLS数据间的校正方法,选定参考影像和伪不变区域,对1992-2013年多颗卫星获取的34幅影像进行内部校准等处理,保证数据的唯一性和连续性。同时,针对现有研究中对于NPP-VIIRS异常值的处理方法进行了合理优化,选取基于空间位置关系及辐射亮度值(Digital Number,DN)属性的离群值检测方法,综合不同大小的滑动窗口识别异常值,并利用Google Earth影像进行详细分析,提高了异常值识别的准确性,也增强了数据处理的可靠性。考虑到DMSP-OLS与NPP-VIIRS尺度不一以及DN值上对应关系不明晰的问题,计算2013年DMSP-OLS与NPP-VIIRS影像各个像元的变异系数,提取共同稳定像元作为建模数据,随后求取DMSP-OLS影像64组稳定像元DN值位置对应NPP-VIIRS像元的均值。通过建立影像DN值间的映射关系,解决了数据匹配中非线性关系对影像拟合造成的干扰。选取Bi Dose Resp模型进行数据拟合求取系数,得到的拟合优度R达到0.98,满足夜间灯光数据集(Nighttime Light,NTL)的转换需要,并应用此模型对2013-2021年NPP-VIIRS影像进行转换,构建了长时间序列夜间灯光数据集。对于生成的NTL数据集进行统计,提取各年夜间灯光总量、平均夜间灯光亮强度以及综合灯光指数三种灯光指标。同时利用国内生产总值(Gross Domestic Product,GDP)、电力消耗总量(Electric Power Consumption,EPC)等经济参量数据进行验证分析,得到了较好的拟合优度,验证了构建的NTL数据集的准确性。研制的夜光遥感数据集对人类活动和城市变化监测分析有一定的参考意义。

关键词：夜间灯光数据 DMSP-OLS NPP-VIIRS 离群值检测一致性构建夜光数据分析评价

狗枣猕猴桃果实发育过程中糖积累及相关酶活性的研究

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狗枣猕猴桃果实发育过程中糖积累及相关酶活性的研究

作者：王梓博延边大学

学位级别：硕士

果实中糖的种类、含量及其动态变化是果实品质形成的重要基础,也是研究的热点之一。狗枣猕猴桃深受人们喜爱,市场潜力很大,但目前基本处于野生状态,很少有规模化栽培,更谈不上对果实发育过程中糖积累方面的研究报道。为了探讨狗枣猕猴... 详细信息

果实中糖的种类、含量及其动态变化是果实品质形成的重要基础,也是研究的热点之一。狗枣猕猴桃深受人们喜爱,市场潜力很大,但目前基本处于野生状态,很少有规模化栽培,更谈不上对果实发育过程中糖积累方面的研究报道。为了探讨狗枣猕猴桃果实发育过程中糖积累机制,以长白山野生狗枣猕猴桃果实为试验材料,测定果实发育过程中糖含量变化、糖代谢相关酶活性变化及糖含量和相关酶活性的相互性进行了研究,试验结果如下:（1）成熟的狗枣猕猴桃果实以蔗糖积累为主,葡萄糖积累为辅,而果糖的积累较少。可见,狗枣猕猴桃果实属于蔗糖优势型果实。（2）蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶在狗枣猕猴桃果实生长发育过程中,两者的活性变化明显,但变化的趋势有所不同。果实发育前期,蔗糖磷酸合成酶的活性较低,并且在7月31日下降达最低点,然后又迅速增加,在果实软化阶段增幅最明显。而蔗糖合成酶在果实发育初期活性较高且增加迅速,在7月17日达到峰值,然后迅速下降,在7月31日达活性最低点,然后又缓慢增加,在果实软化期活性增幅较大。酸性转化酶和中性转化酶在果实整个生长发育过程中活性较低且变化不大。随果实的生长发育,酸性转化酶的活性逐渐降低。在果实整个生长过程中,中性转化酶的活性一直较低,且变化幅度较小。（3）狗枣猕猴桃果实发育过程中,蔗糖磷酸合成酶与蔗糖之间表现为显著的正相关关系,并且蔗糖磷酸合成酶的增加点与蔗糖一致,且早于蔗糖。由此可知,果实蔗糖的积累与蔗糖磷酸合成酶的关系密切。在蔗糖累积过程中分解酶类物质,酸性转化酶和中性转化酶在果实整个生长发育过程中活性较低且变化不大,与蔗糖磷酸合成酶相比,其分解的作用较微弱,蔗糖的合成大于分解。通过本文的研究结果,不仅可以进一步了解狗枣猕猴桃果实中糖的积累机制,还可以调控、改善果实糖的积累过程,为提高果实品质和培育新品种提供科学依据。

关键词：狗枣猕猴桃果实糖组分蔗糖相关酶活性相关性

基于组合搜索方法的地下水DNAPLs污染溯源辨识研究

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基于组合搜索方法的地下水DNAPLs污染溯源辨识研究

作者：王梓博吉林大学

学位级别：硕士

石油类产品在生产和运输的过程中,由于意外事故或操作不当,常常发生泄漏,导致石油类有机污染物进入地下含水层中,对地下水造成污染。相比于轻非水相流体（Light non-aqueous phase liquids,LNAPLs）污染,重非水相流体（Dense non-aqueou... 详细信息

石油类产品在生产和运输的过程中,由于意外事故或操作不当,常常发生泄漏,导致石油类有机污染物进入地下含水层中,对地下水造成污染。相比于轻非水相流体（Light non-aqueous phase liquids,LNAPLs）污染,重非水相流体（Dense non-aqueous phase liquids,DNAPLs）污染常常更难修复,需要较长的修复时间和昂贵的修复费用,而且很难获得令人满意的修复效果。因此,制定合理高效的修复方案就显得尤为重要,而合理高效修复方案的设计则以了解和掌握地下水DNAPLs污染源的相关信息为前提。可见,地下水污染溯源辨识研究具有重要的实际意义。地下水污染溯源辨识,即为运用地下水水位和污染物浓度的现场实际监测数据,以及现场调查和专业经验等辅助信息,对地下水污染数学模拟模型进行反演求解,辨识确定出地下水污染源的相关信息,包括污染源的个数、位置和释放历史,其中释放历史即为污染物的释放强度随时间的变化过程。本次研究采取假想例子与实际例子相结合的方式开展研究。通过深度学习、集合卡尔曼滤波方法及优化方法等多种理论与方法的综合应用,对地下水DNAPLs污染溯源辨识研究前沿中尚待解决的科学问题开展创新性研究。先对假想例子开展研究,以验证本文所研究的理论和方法的有效性;然后再以吉林市某石油化工污染场地作为研究实例,开展实例研究,以考察本文所研究的理论和方法,应对和处理实际问题的能力。最终辨识确定出实际污染场地的地下水DNAPLs污染源信息和模拟模型中参数的取值。首先,根据污染场地的实际条件,对地质和水文地质条件进行概化处理,建立水文地质概念模型。在此基础上,建立实际污染场地的地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型。并对多相流数值模拟模型中的参数进行灵敏度分析,从中甄选出对模拟模型输出结果影响较为显著的参数,也就是灵敏度较高的模拟模型参数,连同污染源信息一起作为本次地下水DNAPLs污染溯源辨识研究的待识别变量。然后,分别采用两种浅层学习方法（克里格方法和核极限学习机方法）及两种深度学习方法（深度信念神经网络方法和深度残差神经网络方法）,建立多相流数值模拟模型的替代模型,并对四种替代模型的精度进行对比,以此分析出两种深度学习替代模型（深度信念神经网络替代模型和深度残差神经网络替代模型）的优势和适用性。然而,针对同一具体问题,不同替代模型的适用性和拟合能力常常有所不同。因此,为了取长补短,充分发挥不同单一深度学习替代模型各自的优势,本次研究探索应用集合卡尔曼滤波方法,将上述两种深度学习替代模型（深度信念神经网络替代模型和深度残差神经网络替代模型）进行加权组合,建立深度学习组合替代模型,并与各单一深度学习替代模型的精度进行对比,分析其优势和适用性。之后,分别单独采用集合卡尔曼滤波方法和优化方法,进行地下水DNAPLs污染溯源辨识。通过一个假想例子分析这两种方法各自的适用性及优缺点。其中,对于优化方法来说,本次研究探索对优化模型的求解算法加以改进,研究构建改进蝴蝶优化算法,以进一步提高优化模型的求解精度。在建立了地下水DNAPLs污染溯源辨识优化模型的基础上,为进一步提高优化模型的求解精度,本次研究对原有的蝴蝶优化算法加以改进,通过引入动态切换概率机制,构建改进蝴蝶优化算法,用于求解地下水DNAPLs污染溯源辨识的优化模型。通过一个假想例子分析改进蝴蝶优化算法的有效性。最后,根据集合卡尔曼滤波方法和优化方法各自的长处与不足,本次研究探索将二者相结合,取长补短,构建一种鲁棒性和实用性更强的组合搜索方法,进行地下水DNAPLs污染溯源辨识,以进一步提高辨识精度和成效。先采用集合卡尔曼滤波方法在各待识别变量的取值区间内进行快速地粗略搜索,以粗选出一组初步的待识别变量辨识结果,作为后续搜索过程的起步条件,为优化方法快速地提供一个更好的初始点。在此基础上,再采用优化方法进行精细化搜索,以优选出最终的待识别变量辨识结果。通过假想例子,将组合搜索方法与两种单一方法的辨识结果进行对比,分析其有效性。在验证了组合搜索方法的优势和成效的前提下,再将其应用于吉林市某石油化工污染场地,开展地下水DNAPLs污染溯源辨识的实例研究。最终辨识确定出实际污染场地的地下水DNAPLs污染源信息和模拟模型中参数的取值。基于以上研究,主要得出以下3点结论:（1）本次研究探索出了一种性能更好的组合替代模型建模方法——集合卡尔曼滤波方法。与两种浅层学习替代模型相比,两种深度学习替代模型对多相流数值模拟模型的逼近精度更高。而本次研究采用集合卡尔曼滤波方法对上述两种深度学习替代模型（深度信念神经网络替代模型和深度残差神经网络替代模型）进行组合,建立的深度学习组合替代模型,各项评价指标均优于单一的深度学习替代模型,整体上进一步提高了对复杂模拟模型的逼近精度和适用性。

关键词： DNAPLs污染溯源辨识深度学习替代模型集合卡尔曼滤波改进蝴蝶优化算法组合搜索方法

面向PyPI生态系统的漏洞影响范围细粒度评估方法

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软件学报 2024年第10期35卷 4493-4509页

作者：王梓博贾相堃应凌云苏璞睿中国科学院软件研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 奇安信技术研究院北京100044

Python语言的开放性和易用性使其成为最常用的编程语言之一.其形成的PyPI生态系统在为开发者提供便利的同时,也成为攻击者进行漏洞攻击的重要目标.在发现Python漏洞之后,如何准确、全面地评估漏洞影响范围是应对Python漏洞的关键.然而... 详细信息

Python语言的开放性和易用性使其成为最常用的编程语言之一.其形成的PyPI生态系统在为开发者提供便利的同时,也成为攻击者进行漏洞攻击的重要目标.在发现Python漏洞之后,如何准确、全面地评估漏洞影响范围是应对Python漏洞的关键.然而当前的Python漏洞影响范围评估方法主要依靠包粒度的依赖关系分析,会产生大量误报;现有的函数粒度的Python程序分析方法由于上下文不敏感等导致存在准确性问题,应用于实际的漏洞影响范围评估也会产生误报.提出一种基于静态分析的面向PyPI生态系统的漏洞影响范围评估方法PyVul++.首先构建PyPI生态系统的索引,然后通过漏洞函数识别发现受漏洞影响的候选包,进一步通过漏洞触发条件验证漏洞包,实现函数粒度的漏洞影响范围评估.PyVul++改进了Python代码函数粒度的调用分析能力,在基于PyCG的测试集上的分析结果优于其他工具(精确率86.71%,召回率83.20%).通过PyVul++对10个Python CVE漏洞进行PyPI生态系统(385855个包)影响范围评估,相比于pip-audit等工具发现了更多漏洞包且降低了误报.此外,在10个Python CVE漏洞影响范围评估实验中,PyVul++新发现了目前PyPI生态系统中仍有11个包存在引用未修复的漏洞函数的安全问题.

关键词： PyPI生态系统漏洞影响范围函数粒度评估静态分析

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地下水污染模拟模型的不确定性分析

中国环境科学 2022年第7期42卷 3224-3233页

作者：罗成明卢文喜王梓博常振波吉林大学地下水与资源环境教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学新能源与环境学院吉林长春130012

为同时分析源汇项和水文地质参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以抚顺市某煤矸石堆放场为研究实例展开研究.首先以硫酸根离子作为模拟因子,建立该场地地下水污染数值模拟模型.然后,分别采用局部灵敏度分析和全局灵... 详细信息

为同时分析源汇项和水文地质参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以抚顺市某煤矸石堆放场为研究实例展开研究.首先以硫酸根离子作为模拟因子,建立该场地地下水污染数值模拟模型.然后,分别采用局部灵敏度分析和全局灵敏度分析两种方法对模拟模型参数进行灵敏度分析并对比二者的结果,最终筛选出对模型输出结果影响较大的两个参数作为模型的随机参数.为减少反复调用模拟模型产生的计算负荷,分别对3口观测井应用克里格、核极限学习机、支持向量机和BP神经网络4种方法建立模拟模型的替代模型,根据这4种替代模型在不同井的拟合效果,为每口井优选出一个表现最好的替代模型,并利用优选出的替代模型完成蒙特卡洛随机模拟.最后,对随机模拟的结果进行统计分析与风险评估.结果表明,在置信度为80%时,1,2,3号三口井浓度的置信区间分别为:211.48~845.04mg/L,0~406.98mg/L,231.42~958.37mg/L.此外,依据《地下水质量标准》和各井的污染物浓度分布函数曲线得出:1号井和3号井的水质达标Ⅴ类水的概率分别为90.1%和93.1%,2号井达标Ⅲ类水的概率为80.7%,藉此为地下水资源管理和污染防治提供合理依据.

关键词：地下水污染随机模拟灵敏度分析替代模型不确定性分析风险评估

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某钼矿尾矿库地下水污染的随机模拟

中国环境科学 2020年第5期40卷 2124-2131页

作者：王梓博卢文喜王涵李久辉范越吉林大学地下水与资源环境教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学新能源与环境学院吉林长春130012

为分析参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以某钼矿尾矿库地下水污染问题作为研究实例,选取钼离子作为模拟因子,建立该钼矿尾矿库地下水污染数值模拟模型,对输出结果进行不确定性分析.为降低替代模型的维数,运用灵敏... 详细信息

为分析参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以某钼矿尾矿库地下水污染问题作为研究实例,选取钼离子作为模拟因子,建立该钼矿尾矿库地下水污染数值模拟模型,对输出结果进行不确定性分析.为降低替代模型的维数,运用灵敏度分析法筛选出对模拟模型输出结果影响较大的2个参数作为模型中的随机参数.为减少反复调用数值模拟模型产生的计算负荷,分别运用克里格方法和支持向量机法建立模拟模型的替代模型,并比较二者的精度,选择精度较高的替代模型完成蒙特卡罗随机模拟.最后,对随机模拟的输出结果进行统计分析与区间估计,对地下水污染超标的风险进行评价.结果表明:置信度为80%时,井1,2,3浓度值的置信区间分别为0.71~2.29,0.28~1.02,1.55~3.25mg/L.此外,结合《地下水质量标准》以及污染物浓度分布函数曲线,井1,2,3中水质达到地下水质量标准Ⅴ类的概率分别为99.7%,97.1%,99.6%.本研究可为地下水污染防治提供更科学?全面的参考依据.

关键词：钼矿尾矿库地下水污染随机模拟替代模型不确定性分析风险评估

考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网CPS风险评估

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电力系统自动化 2016年第17期40卷 51-58页

作者：王梓博穆云飞王宇飞贾宏杰余晓丹智能电网教育部重点实验室天津大学天津市300072 全球能源互联网研究院北京市102209

提出一种考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网信息物理系统(CPS)风险评估方法。该方法将整个供电恢复过程分解为多个包含输入和输出的子任务,当通信系统失效时,依赖于失效通信链路的子任务将输出无效值,进而影响供电恢复的效果。通... 详细信息

提出一种考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网信息物理系统(CPS)风险评估方法。该方法将整个供电恢复过程分解为多个包含输入和输出的子任务,当通信系统失效时,依赖于失效通信链路的子任务将输出无效值,进而影响供电恢复的效果。通过计算不同供电恢复系统失效状态下的负荷缺额、恢复容量以及各个状态的概率,可以得到供电恢复后的电力不足期望值,并据此构建配电网CPS风险评价指标。通过计算并比较风险指标对各条通信链路丢包率的灵敏度大小,可以确定关键通信链路,并指出在通信系统的设计中应差异化提升这些通信链路的可靠性。最后,通过典型算例验证了所述方法的有效性。

关键词：配电系统供电恢复通信失效风险评估

能源转型视角下城市能源系统的形态演化及运行调控

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电力系统自动化 2021年第16期45卷 49-62页

作者：贾宏杰穆云飞侯恺徐宪东王梓博余晓丹智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 天津市智慧能源与信息技术重点实验室(天津大学) 天津市300072

随着能源转型进程的加速,城市能源系统(UES)的源-网-荷-储角色定位将发生重大转变,系统形态将向着信息物理高度融合、多能源分区互联的方向逐步演化。这一方面为UES的运行提供了更为丰富的灵活性资源,但同时也给运行调控引入了大量复杂... 详细信息

随着能源转型进程的加速,城市能源系统(UES)的源-网-荷-储角色定位将发生重大转变,系统形态将向着信息物理高度融合、多能源分区互联的方向逐步演化。这一方面为UES的运行提供了更为丰富的灵活性资源,但同时也给运行调控引入了大量复杂的不确定性因素,极大制约了UES安全、经济与可持续发展。从UES能源转型过程中的形态演化分析入手,重点阐述了UES未来分区互联化的形态特征,剖析了新形态下UES运行调控面临的挑战,进而从互补潜力分析、运行态势感知、柔性互联控制、可靠性评估与韧性提升4个方面对UES运行调控关键技术展开讨论,并对相关技术问题的研究方向进行了展望。

关键词：城市能源系统(UES) 分区互联运行调控能源转型