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基于微服务架构的气象数据处理与可视化平台研究

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基于微服务架构的气象数据处理与可视化平台研究

作者：全力南京信息工程大学

学位级别：硕士

随着数字经济的飞速发展,气象数据早已被运用至天气预报、农业生产、航空航天和应急减灾等诸多领域。与此同时,气象数据的种类、规模和更新频次也呈现出非常典型的大数据特征。然而,目前国内外的气象数据服务平台大都采用传统的单体应... 详细信息

随着数字经济的飞速发展,气象数据早已被运用至天气预报、农业生产、航空航天和应急减灾等诸多领域。与此同时,气象数据的种类、规模和更新频次也呈现出非常典型的大数据特征。然而,目前国内外的气象数据服务平台大都采用传统的单体应用架构或SOA架构,越来越难以满足用户对于大数据量、高并发和高可用的使用需求。另一方面,如何充分发挥平台中气象数据的存量优势,挖掘出海量气象数据中所蕴含的规律,也是一项巨大的挑战。针对以上问题,本文设计并实现了一种基于微服务架构的气象数据服务平台,主要完成工作如下:(1)将平台拆分为数据共享、数据可视化和数据预报等多个服务模块,使用Spring Cloud Alibaba的一系列核心组件完成了服务的治理工作。不同服务之间彻底解耦,并且可以通过对服务的动态扩容来适应业务功能的快速增长,真正实现敏捷开发。(2)分析了平台的总体设计目标与开发准则,并根据用户需求对平台的总体框架和具体功能模块进行了详细设计。为了减少单点故障的发生,缓存和数据库的架构分别采用了哨兵模式和主从模式。(3)利用Java语言、POI函数库等技术完成了多源气象数据的解析、存储、归档和共享工作。使用Python脚本、D3.js等技术对多源气象数据进行了可视化展示。(4)提出了一种基于改进双阶段注意力机制的气象数据预报模型DACNN-RNN(Dual-stage Attention and Convolutional Neural Network based Recurrent Neural Network)。该模型整体基于编码器-解码器架构,在编码器的输入阶段引入了目标注意力机制和卷积神经网络以对所有输入特征之间的相关性进行建模,在解码器的输入阶段引入了时间注意力机制以更好地把握长时间序列的依赖关系。该模型最终被集成于平台中,为气象数据预报服务提供了支撑。本文基于南京市真实的空气质量相关数据进行了对比实验,实验结果表明,DACNN-RNN模型在平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和决定系数(R-Square)指标上的表现均优于其他对比模型。最后对平台进行了功能测试和性能测试,测试结果表明,平台达到了预期的设计目标,目前已在中国科学院大气物理研究所内网部署并试运行。

关键词：气象数据服务平台微服务架构数据可视化注意力机制气象数据预报

电动拖拉机永磁电机模糊滑模无传感器控制研究

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农业机械学报 2023年第9期54卷 431-438页

作者：张凯全力晋世博江苏大学电气信息工程学院镇江212013 许昌学院电气与机械工程学院许昌461000

永磁电机闭环控制需要准确的转子位置信息,而传统的机械传感器在农业生产等恶劣工况下的可靠性难以保证。为了提高系统可靠性,对无传感器控制方法进行了研究。在传统基于滑模观测器的无传感器控制中,系统抖振和稳定性差的问题严重影响... 详细信息

永磁电机闭环控制需要准确的转子位置信息,而传统的机械传感器在农业生产等恶劣工况下的可靠性难以保证。为了提高系统可靠性,对无传感器控制方法进行了研究。在传统基于滑模观测器的无传感器控制中,系统抖振和稳定性差的问题严重影响了无传感器运行的控制效果。为此,本文提出了一种基于模糊滑模观测器和模糊锁相环的无传感器控制方法,有效地解决了这一问题。首先,利用模糊控制器对滑模观测器和锁相环的控制参数进行处理,并根据电机的实际工况实时调整这些参数,提高了系统鲁棒性。其次,采用递归最小二乘自适应线性谐波提取器对反电动势的高谐波分量进行有效滤波,避免了高频分量对观测结果的影响。实验结果表明,所提出的控制方法提高了对转速和转子位置的估计精度。

关键词：电动拖拉机内置式永磁同步电机模糊控制滑模观测器锁相环无传感器控制

农户灌溉行为目标对灌溉用水效率的影响研究——以沙雅县为例

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干旱区地理 2024年第1期47卷 48-57页

作者：李适宜关全力新疆农业大学经济管理学院新疆乌鲁木齐830052

当前农业用水一直占据总用水量的绝大部分,是农业生产发展的基础投入要素。而复杂的气候环境却给农业用水带来了巨大挑战,农业水资源的供需矛盾显得更为突出。以微观层面为出发点,探讨灌溉行为目标偏好对灌溉用水效率的影响,以期优化和... 详细信息

当前农业用水一直占据总用水量的绝大部分,是农业生产发展的基础投入要素。而复杂的气候环境却给农业用水带来了巨大挑战,农业水资源的供需矛盾显得更为突出。以微观层面为出发点,探讨灌溉行为目标偏好对灌溉用水效率的影响,以期优化和选择提高农业用水效率的方式,实现资源环境约束下农业效益最大化。以新疆沙雅县传统农户为研究对象,构建随机前沿模型,测算农业生产技术效率,并推算出灌溉用水效率;然后利用Tobit模型探讨灌溉行为目标偏好及其他因素对灌溉用水效率的影响。结果表明:农户的农业生产技术效率的平均值为0.824,灌溉用水效率平均值为0.560,农业生产技术效率和灌溉用水效率均未达到技术完全高效的程度,仍有提高的余地。对影响因素的研究发现,年龄、受教育程度、农业收入占总收入比重、灌溉面积、对水资源是否紧缺的认知、是否为村干部、是否参与过培训、偏好利润最大化和偏好节约用水对灌溉用水效率有显著正向影响;耗水作物种植面积占总播种面积比重、偏好减少劳动力投入对灌溉用水效率有显著负向影响;农业劳动力、节水灌溉面积占总灌溉面积比重、用水成本、偏好及时灌溉和可持续发展对灌溉用水效率影响不显著,且用水成本对灌溉用水效率的提高起负向作用。为提高灌溉用水效率提出以下对策建议:增强农户节水意识、调整种植结构、完善灌溉水价机制。

关键词：灌溉行为目标偏好影响因素灌溉用水效率沙雅县

广西贺州市某铅铜钼矿多金属矿山地质灾害发育特征及防治措施

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世界有色金属 2020年第24期45卷 133-134页

作者：邢全力桂林理工大学地球科学学院广西桂林541006

贺州市某多金属矿,矿区内发育多种类型地质灾害,其中一些地质灾害类型对矿山的危害较大,本文针对性的提出一些关于这些类型地质灾害的防治措施,稳步推进矿山的安全、可持续发展,具有一定的参考价值。

关键词：广西贺州地质灾害防治措施

金属有机框架衍生钴基电催化材料的设计及性能研究

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金属有机框架衍生钴基电催化材料的设计及性能研究

作者：全力中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

由于化石燃料燃烧所导致的能源和环境问题,清洁和可再生能源备受关注。当前的可再生能源技术例如全解水、燃料电池和金属-空气电池因其零排放能源的潜力而在储存和能量转换过程中处于领先地位,但其核心反应（电化学氧还原、电催化析氢... 详细信息

由于化石燃料燃烧所导致的能源和环境问题,清洁和可再生能源备受关注。当前的可再生能源技术例如全解水、燃料电池和金属-空气电池因其零排放能源的潜力而在储存和能量转换过程中处于领先地位,但其核心反应（电化学氧还原、电催化析氢和析氧反应）依旧需要贵金属来催化,为了克服贵金属的成本问题,非贵金属被广泛研究。MOFs基材料为非贵金属催化剂的研究提供了平台,金属有机骨架（MOFs）的低成本和晶体内的高传质效率使得它们在能源领域内具有广阔的应用前景。然而,MOFs结构和化学的稳定性以及离散的催化位点都是制约MOFs电催化活性的主要因素。本文制备了一系列金属有机框架衍生钴基材料,研究了其电化学性能,将其应用于电催化氧还原以及全解水实验中,开展了如下工作:（1）以ZIF-67和碳纳米管为前驱体,通过简单的热解工艺,在碳纳米管表面接枝氮碳壳包裹钴纳米粒子,制备了Co@NC@CNTs纳米复合材料。Co@NC@CNTs这种独特的结构有利于增加氮碳壳与钴的接触面积,抑制Co@NC核壳纳米粒子的聚集,保护钴不被溶解,从而提高电催化氧还原性能和稳定性。（2）以泡沫镍为基底,电沉积得到Mo-Ni Co（OH）,随后在Mo-Ni Co（OH）界面沉积PBA得到Mo-Ni Co Fe PBA,直接磷化得到钼掺杂的多金属磷化物Mo-Ni Co Fe P。Mo-Ni Co Fe P中各物种的协同作用提供了丰富的活性位点,同时,掺钼可以有效调节电子结构并增加电活性中心,Mo-Ni Co Fe P/NF表现出极具竞争力的电催化析氧性能、出色的电催化析氢性能和优良的稳定性。（3）以生长在泡沫镍上的氢氧化钴为前驱体磷化得到Co O-Co P,通过与Co O的刻蚀反应形成普鲁士蓝类似物（PBAs）纳米立方体,从而合理地构建了Co Fe PBA@Co P cube-on-sheet的分级结构。得益于活性物种的快速电荷转移和各组分之间的协同效应,获得可调的电子结构和丰富的电催化活性中心,合成的Co Fe PBA@Co P在1.0 M KOH中表现出优异的电催化全解水性能和良好的稳定性。

关键词：金属有机骨架（MOFs）复合材料电催化氧还原电催化全解水

广西来宾无线电监测中心快速排查水上应急通信频率干扰

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中国无线电 2023年第1期 78-79页

作者：全力不详

近日,广西壮族自治区来宾市无线电监测中心收到来宾海事局无线电干扰投诉,称武宣海事处使用的应急通信对讲机受到不明信号干扰,在接收信号时对讲机不断发出杂音,且武宣县内的河道区域都存在类似干扰,严重影响水上通信。接到干扰投诉后,... 详细信息

近日,广西壮族自治区来宾市无线电监测中心收到来宾海事局无线电干扰投诉,称武宣海事处使用的应急通信对讲机受到不明信号干扰,在接收信号时对讲机不断发出杂音,且武宣县内的河道区域都存在类似干扰,严重影响水上通信。接到干扰投诉后,来宾市无线电监测中心立即启动无线电干扰排查程序,组织技术人员赴受干扰区域进行排查。

关键词：无线电监测无线电干扰频率干扰对讲机应急通信干扰排查干扰区域来宾市

无延时决策的可移动拾取式CSPS系统的优化控制研究

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无延时决策的可移动拾取式CSPS系统的优化控制研究

作者：全力合肥工业大学

学位级别：硕士

传送带给料加工站(Conveyor-Serviced Production Station,CSPS)作为一类重要的柔性生产系统,被广泛应用在现实生产制造当中,例如机器人装配线、单元化生产系统等。因此,研究CSPS系统的最优控制问题,通过合理地选择系统的控制策略,实现... 详细信息

传送带给料加工站(Conveyor-Serviced Production Station,CSPS)作为一类重要的柔性生产系统,被广泛应用在现实生产制造当中,例如机器人装配线、单元化生产系统等。因此,研究CSPS系统的最优控制问题,通过合理地选择系统的控制策略,实现长远情况下系统运行代价最低,对提高系统的生产率和柔性有重要的现实意义。CSPS系统的物理模型通常为固定点捡取,机器人需要等待工件到达固定捡取点才可以进行卸载操作。随着生产线的智能化发展,机器人可以对捡取区间内的工件进行移动卸载,有效降低了卸载过程的时间,进而提高了系统的生产率。但在现有的可移动拾取式CSPS系统中,为了满足系统的无后效性,机器人在每次决策后都有可能会产生无效的延时等待时间。这种工作模式所带来的决策延时等待时间会造成生产周期的延长,从而降低了系统的生产效率。因此,本文提出了一种不考虑延时等待的工作模式,通过将延时等待时间转化为前视点的前移,解决了系统的无后效性问题。并以缓冲库剩余量和机械臂位置作为系统的联合状态,以前视距离作为系统的控制变量,建模为半马尔科夫决策过程(Semi-Markov Decision Processes,SMDP)。在建模后,使用策略迭代算法求解最优策略并根据该策略计算系统相关的性能值。另外,由于系统的复杂性,尤其是动态随机性,为建模的过程带来了很大的难度。在SMDP模型的基础上,本文使用了Q学习算法来寻找最优解或次优解。通过仿真,将实验结果与考虑延时等待的工作模式相比较。无论是理论算法还是Q学习得到的结果,均在系统性能方面优于考虑延时等待的工作模式,验证了本文所提出的的工作模式的有效性。

关键词：传送带给料加工站可移动拾取无延时半马尔科夫决策过程

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复合钙基固硫添加剂对煤固硫与燃烧的影响

环境工程学报 2014年第12期8卷 5413-5418页

作者：朱全力韩山师范学院化学系潮州521041

利用程序升温燃烧反应技术,考察了高岭土复合的Ca O、Fe2O3-Ca O、Co O-Ca O添加剂对无烟煤的燃烧以及固硫的影响。实验发现,这些添加物质对煤的裂解产物的燃烧都具有促进作用,除了Fe2O3-Ca O-高岭土复合添加剂对煤焦的燃烧有一定阻碍... 详细信息

利用程序升温燃烧反应技术,考察了高岭土复合的Ca O、Fe2O3-Ca O、Co O-Ca O添加剂对无烟煤的燃烧以及固硫的影响。实验发现,这些添加物质对煤的裂解产物的燃烧都具有促进作用,除了Fe2O3-Ca O-高岭土复合添加剂对煤焦的燃烧有一定阻碍作用之外,其余都具有对煤焦燃烧的促进作用,尤以Co O-Ca O-高岭土复合添加剂的效果最为显著。高岭土复合的硫酸钙本应具有较高的热稳定性,但受到高温下煤焦与CO的还原而分解,所以添加对煤焦具有明显催化燃烧作用的氧化钴,因减少了还原性气氛,稳定了硫酸钙产物而促进了固硫。

关键词：程序升温燃烧固硫催化燃烧

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一种云计算中的任务调度优化策略

一种云计算中的任务调度优化策略

作者：全力长沙理工大学

学位级别：硕士

任务调度作为云计算的核心技术,在云计算处理任务的过程中,任务调度是不可避免的重要环节之一,因此,优化任务调度机制是强化云计算综合性能的重要方法。为了更有效地改善云计算的服务性能,不少学者针对云计算中的任务调度机制所遇到的... 详细信息

任务调度作为云计算的核心技术,在云计算处理任务的过程中,任务调度是不可避免的重要环节之一,因此,优化任务调度机制是强化云计算综合性能的重要方法。为了更有效地改善云计算的服务性能,不少学者针对云计算中的任务调度机制所遇到的问题展开了研究。蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)作为一种全局优化算法,具有分布性、随机性、反馈性等特点,在云环境中利用蚁群算法的特点能够有效的处理任务调度机制所遇到的问题。在应用蚁群算法解决任务调度问题的过程中,首先计算任务与虚拟机的配对概率,由蚂蚁根据配对概率对任务进行分配,在算法完成收敛时得到目标解。由于随机选择的方法与反馈机制的原因,会导致收敛速度变慢与早熟现象。针对蚁群算法应用于任务调度时存在的问题,本文以任务的完成时间与负载均衡为优化目标对蚁群算法进行改进,主要工作内容为:(1)对云计算中任务调度的特点进行分析与研究,对现有的任务调度算法的原理进行分析,总结与分析现有算法计算效率不高的原因,对遇到的问题找到研究思路。(2)针对如何提高计算效率与改善最优解质量的问题,结合任务调度机制对蚁群算法进行改进,通过赋予权重的方法对该算法的信息素更新规则进行优化,并利用动态更新挥发系数的方法优化算法的综合性能,在局部信息素的更新过程中,引入虚拟机负载权重系数,使任务得到合理分配。(3)通过云计算仿真器CloudSim对改进算法进行仿真测试,并在相同环境下对其它算法进行仿真实验,实验结果表明:基于改进算法的任务调度策略在保证任务得到合理分配的同时,算法的收敛速度与总执行时间得到了优化,最后,根据测试结果进行分析与总结。

关键词：云计算蚁群算法虚拟机信息素收敛速度