农业技术

并行大尺度流域水文模拟软件

水文模型是深入研究水循环问题的重要手段,随着研究的深入以及模型应用的推广,在参数率定、不确定性模拟以及大区域模拟分析中受到了计算能力约束限制。各种水文模型如SWAT模型,由于模型设计之初就没有将并行计算纳入考虑范围,且由于其并行化的难度和复杂度之高,使得并行化的水文模拟至今依然是一个难以解决的问题。 在算法研究与并行方面,该工作通过对SWAT水文模型的研究,从水循环模拟和参数率定这两方面进行了并行性的可行性分析,针对任务分配、负载平衡、并行框架、优化算法等研究方面进行了细致入微的剖析,提出了相应的解决方案。特别是在参数率定方面,我们通过多级优化算法相结合的手段,有效降低寻优过程迭代次数,使软件计算性能获得本质性的提高。针对水文模拟的长时率定问题,本工作探索了使用以克里金插值为基础的基于随机过程的率定方法的可行性,并通过最佳线性无偏估计拟合得到当前的模型曲面,根据期望寻优的方法,对可能的极值进行尝试,并最终给出了对于水文模型的长时率定问题的一种的可行的近似解决方案。根据研究人员所设计的混合优化算法,通过研究对等模式和主从模式两种并行模式,针对粒子群算法、遗传算法在这两种模式中的性能优化开展深入研究,通过加入多级并行子空间的方法,使水文模拟参数率定的计算性能得到了进一步的提升,并通过相应的数值实验验证了两种框架在水文模拟参数率定中的性能表现。 计算平台方面,实现了计算平台原型框架的设计与搭建,通过体系结构的设计、功能模块的开发、作业提交流程的处理以及不断的测试分析,完成了稳定的水文模拟处理计算平台的开发。此计算平台提供了完善的结构以帮助用户完成作业提交任务。具体功能通过多个业务模块来实现。它由三个层次组成,自下而上分别为基础层、Service层、业务层。这三个层次之间互相协作,共同协助用户完成PSWAT作业的提交与管理等工作。作业流水线工具模块是本平台一大特色该模块是用来完成包括PSWAT水文应用在内的流水线作业的处理,该模块根据流水线作业的要求,逐个自动完成指定的作业,自动智能的判断当一个作业结束后是否进行下一个作业,这能很有效的解决用户的实际需求,也节省用户的操作时间。

电子信息技术

望京科技园智能园区示范工程

项目概况: 建设形成一个望京科技园智能园区,打造成为一个物联网示范基地。完成园区内众多信息化基础设施(如服务器、个人电脑、仪器设备、门禁等)的互联互通,实现信息化基础设施信息可视化、统计分析和监控预警,为设备盗窃等突发事件应急、评估区域内的经济总量增长和产业聚集情况、把握区域总体经济发展态势提供决策支持。 技术创新性: 1. 基于多种无线物联网技术的信息集成机制; 2. 基于portal门户技术的插件开发机制; 3. 基于协同工作环境套件的信息采集、处理、分析和可视化机制。 技术研发及产业化发展方向: 1. 通过示范工程的建设,将进一步深化智能园区概念,并对智能园区进行进一步抽象和升华,实现智能园区系统在北京市乃至全国的高新技术园区推广; 2. 通过示范工程的建设,将形成首家面向高新技术园区的物联网示范基地,促进技术强强联合的局面,实现“感知北京”项目实用化和推广。 社会经济效益: 1. 在经济效益方面: 通过本示范工程的建设,将首次提出面向望京科技园的智能社区概念,可对经济总量增长和产业聚集情况,为把握区域税收、总体经济布局、发展态势提供决策支持;同时第一次面向科技园区,提供了物联网示范项目。 2. 在环境效益方面: 通过建设望京科技园智能园区,促进了无纸化办公,减少了能源消耗,有利于节能减排。同时通过网络化设施监测,能更有效地利用现有网络基础设施,提高人员和设备使用率。 3. 在社会效益方面: 通过智能园区的建设,方便园区内的高新技术企业了解信息化基础设施运行状况,感知其经济发展状况,从而实现楼宇经济管理的精细化。同时也方便高新技术企业能够透明了解整个园区的信息化建设水平,吸引更多优秀的创业团体加入到园区中。 合作方式: 技术开发

电子信息技术

北京市乳与乳制品从原料乳采集、生产到产品销售的智能监控系统

项目概况: 构建北京市乳与乳制品从原材料乳采集、生产到产品销售的全程监控系统。该系统贯穿于乳源采集、挤奶现场、奶罐运输、乳制品加工、乳制品物流到销售点各环节,实现乳与乳制品的信息的采集融合、综合查询、分析处理、集成展现和及时预警,形成一个完整的乳与乳制品供应链安全监控体系,确保供应链的高质量数据交流,为销售的乳制品提供完整的追踪信息、为乳与乳制品加工和供应链的透明化管理提供辅助决策;最终系统在北京三元集团公司的相关乳源采集点、加工流程和销售点进行示范部署。 技术创新性: 1. 针对乳与乳制品在运输过程中的要求,把温度信息集成到RFID,使得有别于传统的RFID技术,形成了技术的应用领先性和独特性; 2. 在移动数据采集技术方面,为了便于产品的推广应用,研制了根据应用需求可轻松快捷的定制技术,具有创新性; 3. 在海量数据管理、分析和处理的技术上,依托现有强大的硬件环境之上,根据实际的应用需求,利用新技术和新算法形成了可用的中间件,实现海量数据分布式管理、可视化录入、更新、发布、统计和安全控制,海量数据处理任务的自适应调度,在应用技术上具有领先性; 4. 在项目的实施过程中,在以上自主知识产权基础之上,采用国内外先进且成熟技术来进行构建和部署 技术研发及产业化发展方向: 近年来,形形色色的乳品安全事件时有发生,安徽阜阳劣质乳粉及2008年暴发的“三聚氰胺”事件,使“乳品质量安全”提升到前所未有的关注度,也成为目前乳品行业发展的核心问题。物联网示范工程项目从整个乳业链出发,建立三元乳品质量控制体系,实现三元乳品信息化、透明化管理,并解决牧场和加工厂之间也存在数据不能共享、沟通不够畅通的情况,进一步完善企业管理体制和机制,在其他乳品及食品企业有很好的示范效应。同时,由于原料乳生产地分布广泛,乳制品生产经营主体多元化和产品品种层次多样化,物联网示范工程项目为新型乳制品经营主体和产品生产管理提供示范,也为政府和企业开展投资计划决策提供参考。 社会经济效益: 1. 课题从整个乳业产业链出发,建立覆盖整个乳业链的监控体系,为乳制品的安全提供强有力的保障,增强消费者对产品质量安全的信心,减少消费者对食品安全问题的盲目恐慌,维护我国社会安定,具有良好的社会效益。 2. 通过控制原料乳和乳制品安全质量,避免因食品安全问题对企业和消费者以及政府造成的经济损失,由此对整个产业链和社会消费人群以及政府监管产生相应的经济效益。 3. 通过建立原料乳、乳制品质量安全控制体系,实现乳品信息化与数字化管理,减少人力、物力投入,降低企业管理、物流成本,带来直接的经济效益每年约800万。 4. 通过保证产品质量,促进乳制品消费,间接提供企业经济效益每年约2000万。 5. 通过建立原料乳、乳制品质量安全控制体系,促进了无纸化办公,减少了能源消耗,有利于节能减排。同时通过两化(工业化和信息化)融合,能更有效地利用现有基础设施,提高人员和设备使用率。 合作方式: 技术开发

电子信息技术

物联网名址标识基础资源服务公共支撑平台

项目概况: 本项目拟构建物联网名址标识基础资源服务公共支撑平台,支持海量异构物联网名字和地址等标识基础资源的高效及可信的注册、管理、解析、寻址、发现、检索以及监管,实现各种异构物联网应用之间的跨域互联互通,为构建广域范围内的物联网应用示范提供支撑。 技术创新性: 1. 物联网名址标识基础资源注册管理系统 实现高效、可信及可管的物联网物品名字及地址标识分配和管理系统。为海量联入物联网的物品制定、分配和管理名字和地址提供合理最优的方案,保障物品在物联网中高效和安全的定位,为物品标识的可信可管提供基础。 2. 高性能物联网名址标识解析服务系统 实现支持任意物品标识体系的高性能物品标识解析服务系统。针对海量物品标识导致的物品标识解析服务负载压力问题,研发适用于物联网的高效负载均衡技术,提升物品标识解析服务的响应能力,应对海量物品标识的实时查询需求。 3. 物联网感知信息发现及检索系统 实现支持海量物品感知信息高效检索的物品感知信息发现服务。研发适用于物联网感知信息高效搜索的引擎,实现物联网中任意特定物品的完整相关感知信息视图的高效整合,为物联网业务应用层对物品感知信息的分析提供支撑。 4. 物联网名址标识基础资源监管系统 研发支持安全和隐私保护的物品标识解析服务,解决物品标识解析服务对加密标识、细粒度安全和隐私保护的应用问题。研发物联网物品标识和地址安全监控系统,以物品标识和地址为索引,建立对物品状态、服务能力、访问行为的综合监控平台,为物联网管理提供有效技术手段和抓手。 技术研发及产业化发展方向: 本项目所建设平台的四个系统均能够带来新的项目机会或投资。物联网名址标识注册基础资源管理系统可以形成物联网地址注册管理产业以及物联网名称注册管理产业、高性能物联网名址标识基础资源解析服务系统可以形成物联网名址标识解析服务产业、物联网感知信息发现及检索系统可以带来物联网感知信息发现、信息处理相关项目研究、以及物联网名址标识基础资源监管系统可以带来物联网名址标识基础资源监管相关项目研究。 社会经济效益: 项目建设后能够为物联网应用提供互联互通平台,通过此公共支撑平台,可以实现各种物联网应用真正意义上的跨域互通和信息共享,将现有的相对孤立的各传感专网带入真正的物联网时代。 此公共支撑平台构建后,还有助于催生出类似于当前互联网中IP地址注册管理服务、域名注册解析服务、搜索服务等业务,并将可能进一步衍生出远超当前互联网的相关产业链条,从而带来相当可观的经济效益。另外,本公共支撑平台提供的监管系统,有助于我国构建可信可管的物联网,有利于社会的和谐与稳定。 合作方式: 技术开发