一种基于自动分区的海量科学数据计算框架

在科学研究领域, 存储容量、处理效率和分析精度并不能适应科学数据的指数级增长速度。通过对科学数据结构与标准的研究, 提出了一个海量科学数据计算框架BSDF。提出了一种基于模型驱动的统一数据接口, 实现对异构科学数据的无差别访问；提出了一种基于元数据的自动分区算法, 通过参数预取与超平面维度计算确定任务颗粒度。实验结果表明:与H5Spark科学数据计算框架的基于9项基准测试的性能相比, BSDF计算框架提升了39%~68%；在特定领域PKTM的算法优化上, BSDF达到了41.62倍的加速比。      

海量数据三角网格生成算法

对海量数据散乱密集难以自动得到邻近点间正确拓扑连接关系的问题,给出了一种用于海量数据的基于增量网格扩展的三角剖分方法.该方法以k阶最近邻域算法快速搜寻边界点的最近邻域,以增量算法的边界环为基础向外生成三角形,实现点云数据点之间合理的三角剖分网格建立.对最佳点的选择提出了3种需遵循的新准则,并根据最佳点的位置不同,详细给出了3种网格拓扑操作来构建新三角网格,可以准确的进行三角剖分.车身曲面测量点云的应用实例表明,该算法可以高效,稳定地直接构建出车身曲面三角网格.      

基于两层元数据与本体的异构数据共享技术

针对多源、多类、异构数据难以同时共享的问题,提出了一种两层元数据结合本体的信息共享技术.首先,分析了两层元数据的结构,介绍了如何通过两层元数据统一描述多类异构数据.其次,针对元数据缺乏语义信息不能描述数据类别之间的隐含关系的问题,在元数据之上建立本体层,对元数据进行语义描述和本体推理.最后,在数据检索方面,利用Lucene全文检索引擎与SPARQL(Simple Protocol and RDF Query Language)本体查询语言相结合,在关键词查询过程增加了SPARQL检索操作,提高了查全率,并优化了检索时间.实验选取了2014-2015赛季欧洲足球冠军联赛数据作为测试数据,证明了本文方法在异构数据共享上的有效性和元数据查询性能的改进.      

科技资源信息检索关键技术

科技资源具有地理分布广、异构、复杂、海量的特点,为了高效查找和使用科技资源,提出了实现科技资源组织、表示、传输和访问的有效方法.设计了数据层、数据连接层和表示层3层体系架构,使检索系统具有开放性和扩展性.利用元数据技术实现科技资源的统一组织和表示,并基于轻量级目录访问协议LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)的目录服务机制实现了科技资源元数据的存储和访问.提出了科技资源信息检索的多级缓冲机制和结果排序模型,对数据查询的性能进行了分析和优化,提高了查询速度,并可优先返回价值高的查询结果.      

飞行器自主保障系统海量数据存储设计与研究

随着飞行器数据规模扩大,数据存储成为核心技术。针对某飞行器地面自主保障信息系统海量数据存储需求,通过软件定义虚拟化存储,设计了一种采用完全对称架构和改进哈希算法的数据存储系统,系统无单点故障,具有很高的数据存储安全性,存储架构对称,容量可无限扩展,算法改进后,读写速度和负载均衡性能明显提高。     

空间非合作目标的多视角点云配准算法研究

为了提高相邻视角间稀疏扫描点云数据配准的速度和精度,实现多视角点云精确配准,提出一种基于KD Tree点云均匀采样简化算法,并且对传统四点算法（4 PointsCongruentSetsAlgorithm,4PCS）中的阈值参数进行了统一,确定了各误差阈值参数和点云密度之间的关系,通过基于姿态校正的方法有效解决了对称视角点云引起的误配准问题。仿真结果表明,该方法能够快速、有效地实现卫星稀疏点云的配准。     

分布式用户痕迹采集存储系统

在复杂网络的分布式环境中，精准全面地采集海量用户在浏览网站过程中的行为数据和网站过程数据并高效存储是用户行为分析的前提和基础。为了解决数据类型的多样性和存储的差异性问题，提高数据的检索效率，为企业的个性化需求做用户行为的分析提供支持，设计了白盒模式的用户痕迹采集存储系统。用户访问Web服务器过程中会产生交互/交易数据以及用户操作，浏览网站过程中会产生图片、视频、商品描述等多种类型的文件，这些界面和数据称为用户浏览痕迹，操作序列则作为用户行为的实际动作顺序记录。对用户数据和操作序列分析，能精确反映用户特征。采集模型通过界面窗口树来建模，提供统一数据存取接口，根据数据类型的不同，分别存储于不同的位置，完整采集用户痕迹，应用程序传递参数指定存储位置创建数据库文件，通过存取接口可以分类型、按要求存取用户数据，解决了面向互联网的用户交互痕迹捕获、存储和检索的问题，具有良好的精确性和完整性。      

欧空局研制星上固态海量存储器

简　介　　几十年来，磁带机一直用来存储卫星上的大量数据。一台磁带机可提供数兆比特数据的存储（不易失），以中等速率存取。但是，对于先进的数据系统来说，这种电磁式装置操作灵活性不够。８０年代初期，磁泡存储器作为磁带机的替代品出现了，但是没有被广泛接受。近年来，半导体存储器装置的容量迅速增长，每三年增长４倍。现在，已经可以研制固态海量存储器，并在价格和性能上与磁带机竞争。虽然固态存储器中的数据是易失的，但它没有运动部件，操作灵活，可适应许多应用。１９８７年，欧洲空间局开始研究空间应用的半导体海量存储器…     

基于小波分析的地形多分辨率建模方法

以提高运算效率和存储效率为目的研究了基于小波的数字高程模型（DEM,Digital Elevation Model）数据的多分辨率建模,根据DEM的数据特点在Mallat多分辨率分析算法的基础上,提出了基于小波分析的DEM数据多分辨率建模算法,对算法实现过程中的小波函数以及边界延拓方式的选取进行了阐述,提出了评价建模精度的相关指标,并通过仿真实验确定了恰当的小波参数.仿真结果表明,小波分析法是实现DEM多分辨率建模的有效方法,同时保证了良好的运算效率和存储效率.该方法可应用于地形的快速可视化、飞行器的动态和静态航路规划等工程应用中.     

兼顾控制流量的软件定义卫星网络路由策略

软件定义卫星网络（SDSN）通过解耦数据与控制平面,实现网络态势与控制的逻辑集中,为管理卫星网络提供了一种新的思路。在SDSN中,控制报文和数据报文同时在网络中传输,海量、动态、高优先级的控制流量将对数据报文传输产生极大的干扰。因此,提出了一种数据流退让路由（DFRR）策略。在计算数据报文路由时,DFRR将链路上控制流量大小作为影响链路代价的一个因素,以减少选择控制流量较大的链路;在网络操作控制中心（NOCC）连接的过顶卫星切换导致控制流量分布发生较大变化之前,DFRR预测可能发生拥塞的链路,并选出链路上部分数据流进行重路由,从而避免拥塞。在开发的SDSN研究平台OpenSatNet上对DFRR的性能进行了评估。实验结果表明,DFRR能够有效减少网络中的链路拥塞,以及控制报文和数据报文的分组丢失。      

一种保持数据完整性的数据集成机制的探讨

目前,企业数据往往分散于各个独立的业务系统中,因此不能很好的实现数据的统一管理和集成,基于对分布异构数据资源特点的分析,提出了一种保持数据完整性的数据集成机制.该机制通过三级模式(本地模式、局部模式和全局模式)的映射建立了层次化的数据模型,屏蔽了数据的异构性,并提出了一个数据完整性检查算法,即在数据集成中保证了基于全局模式的数据完整性,从而达到了既能实现数据资源的共享,又能将分布异构的数据资源形成有机整体的目的,最后以地震行业前兆数据集成平台的某一应用场景为例,说明了该数据集成机制具有保持数据完整性的能力.      

面向战斗机云作战的构造型仿真平台架构

随着大数据、云计算、物联网、移动互联网等信息技术的迅猛发展与广泛应用,新的作战模式不断涌现,以任务分布式指控流程为核心的云作战成为一种全新的跨域全维作战样式。在分析作战云与云作战特征的基础上,结合传统作战仿真流程提出了云作战体系仿真流程,并提出了云作战构造型仿真平台框架的总体方案设计与系统功能设计。通过云作战构造型仿真示例,对比了传统作战样式与云作战样式的观察-调整-决策-行动（OODA）循环,结果表明,云作战样式能够有效缩短OODA循环时间。      

NGG中异构数据的集成与协同工作

在国家地质调查应用网格环境中,数据集成除了实现异构数据源中数据检索,还应满足异构数据管理系统之间数据约束关系维护与协同工作的需求.针对这一需求,提出一种基于面向服务的体系结构(SOA,Service Oriented Architecture)的数据集成机制.将虚拟化的局部数据信息与全局统一的抽象数据视图相结合,形成层次化数据信息组织模型;通过该模型,维护异构数据之间的约束依赖关系,利用数据管理系统触发器与网络服务,满足数据管理系统的协同工作需求.基于研究成果的数据集成中间件NGG-DBMs(National Geology Grid-Data Base Management system)系统平稳运行于国家地质调查应用网格环境中.      

一种不等差错保护的多用户随机接入方法

针对在随机接入中由于碰撞导致吞吐率低、信道拥塞时不能满足高优先级数据有效传输的问题,提出一种具有不等差错保护性能的多用户随机接入方法。该方法将数据包复制多份,根据选定的度分布在不同时隙中传输,将随机接入过程映射到二分图上;接收端利用连续干扰消除(SIC)技术,将碰撞的数据包恢复出来。在高链路负载下,从每帧中选取若干时隙,只允许高优先级用户接入,以提高对高优先级数据包的译码概率。使用"与或树"理论对提出的方法进行了理论分析,并进行了实验仿真验证。仿真结果表明:提出的多用户随机接入方法与传统ALOHA协议相比,在低链路负载下有效避免由于碰撞引起的吞吐率下降;与IRSA协议相比,高链路负载下有效提高高优先级用户的吞吐率。     

基于Web技术的产品数据管理研究

将Web技术引入产品数据管理系统(PDM)的研究和设计,分析了PDM系统中原有构架的特点与存在的不足,利用Web技术所提供独到的网络、数据库和分布式处理技术,结合开发实例提出了在Internet/Intranet解决方案下开发和研究产品数据管理系统的基本构想,并给出产品数据管理应用的组织和底层数据模式,研究了其对产品数据管理技术应用前景的影响.研究表明,Web技术的引入,将有力地推进产品数据管理技术的发展和应用.      

异构存储系统中基于能量模型的文件迁移策略

异构存储系统的文件迁移策略要求迁移代价小、执行快,有较强的系统适应能力.研究异构存储系统文件迁移策略的特点,提出了一种基于能量的文件迁移策略.通过建立能量模型体现存储单元上文件访问的频繁程度,通过设计基于概率的迁移触发函数减少访问文件倾向性对异构存储单元间负载平衡性能的负面影响,通过文件迁移与用户访问操作的复合减少了系统调整开销.实验证明,基于能量模型的文件迁移策略比传统的磁盘冷却算法在请求平均处理时间、系统吞吐率方面有15%~20% 的提高.      

基于可编程控制网关的一体化网络体系结构

当前IP网络和非IP网络长期共存,协议体系和通信体制互不相同,异构网络的互联互通困难.针对这个问题, 首先从异构网络间连接的关键节点——网关出发,通过将网关底层的数据转发和控制功能分离,并将网关上层的管控功能和应用服务功能抽取出来,提出了一种基于可编程控制网关的一体化网络体系结构.该系统结构将网络分为一体化网络协同管控单元、子网间可编程控制网关节点和异构子网3层,设计了基于典型异构网络的互联协议栈,以集成不同的网络协议.进一步在一体化网络构架的基础上,给出并分析了异构网络的抽象与描述、基于可编程网关的异构子网智能适配技术、一体化网络的资源管理与协同优化理论等关键技术.最后基于民用航空通信给出了一个异构互联示例,表明一体化网络体系结构的可行性.