High-resolution natural recording systems: intercomparisons of the response to interannual climatic variability [abstract]

The goal of this work is to examine the properties of recording mechanisms which are common to continuously recording high-resolution natural systems in which climatic signals are imprinted and preserved as proxy records. These systems produce seasonal structures as an indirect response to climatic variability over the annual cycle. We compare the proxy records from four different high-resolution systems: the Quelccaya ice cap of the Peruvian Andes; composite tree ring growth from southern California and the southwestern United States; and the marine varve sedimentation systems in the Santa Barbara basin (off California, United States) and in the Gulf of California, Mexico. An important focus of this work is to indicate how the interannual climatic signal is recorded in a variety of different natural systems with vastly different recording mechanisms and widely separated in space. These high-resolution records are the products of natural processes which should be comparable, to some degree, to human-engineered systems developed to transmit and record physical quantities. We therefore present a simple analogy of a data recording system as a heuristic model to provide some unifying concepts with which we may better understand the formation of the records. This analogy assumes special significance when we consider that natural proxy records are the principal means to extend our knowledge of climatic variability into the past, beyond the limits of instrumentally recorded data.

Accurate real-time feedback of surface EMG during fMRI.

Real-time acquisition of EMG during functional MRI (fMRI) provides a novel method of controlling motor experiments in the scanner using feedback of EMG. Because of the redundancy in the human muscle system, this is not possible from recordings of joint torque and kinematics alone, because these provide no information about individual muscle activation. This is particularly critical during brain imaging because brain activations are not only related to joint torques and kinematics but are also related to individual muscle activation. However, EMG collected during imaging is corrupted by large artifacts induced by the varying magnetic fields and radio frequency (RF) pulses in the scanner. Methods proposed in literature for artifact removal are complex, computationally expensive, and difficult to implement for real-time noise removal. We describe an acquisition system and algorithm that enables real-time acquisition for the first time. The algorithm removes particular frequencies from the EMG spectrum in which the noise is concentrated. Although this decreases the power content of the EMG, this method provides excellent estimates of EMG with good resolution. Comparisons show that the cleaned EMG obtained with the algorithm is, like actual EMG, very well correlated with joint torque and can thus be used for real-time visual feedback during functional studies.

Guide to the development of Myanmar's National Plan of Action for the conservation and management of sharks

The priorities for the revised National Plan of Action include: strengthening current regulations; improved data collection of landings; identifying breeding and nursery grounds; study of ecology and biology of sharks; improved data acquisition of shark products and trade; and active enforcement at sea, landing sites and markets.

CSR控制系统的大规模多级分布式数据交互系统

CSR控制系统是一个庞大的网络分布式控制系统,它是由许多子系统组成。大规模多级分布式数据交互系统是CSR控制系统中的核心。它是实现CSR束流多能量级连调的核心，它涉及整个CSR控制系统的数据传输以及数据结构定义。大规模多级分布式数据交互系统的开发是基于螺旋模型，采用螺旋模型进行开发能最优实现CSR控制系统的需求以及各开发阶段具有很大的设计灵活性。该大规模多级分布式数据交互系统完全实现了采集数据的上行和控制数据的下行，系统通过网页实现对控制数据的录入以及对采集数据的实时显示。CSR所有数据都存储于Oracle数据库系统，数据库系统是一个三级分布式数据库系统，这样能均衡各前端服务器的资源与性能。前端服务器COM组件通过TCP/IP与ARM控制器和多功能控制器进行数据上行下行的数据交互，以及通过PCI 接口实现与各FPGA板卡进行数据交互。 论文论述了对大规模多级分布式数据交互系统、网页系统、Oracle数据库系统、COM组件库、PCI驱动程序以及各软件系统的设计实现。对大规模多级分布式数据交互系统主要从系统的结构、各级硬件设计和各级软件系统的设计这几个方面进行论述；网页系统主要描述了该系统是基于MVC框架模型的开发设计并介绍了JavaBean与Oracle数据库系统的数据交互；Oracle数据库系统主要从二级Oracle数据库的自动实时更新，和各触发器系统这几方面进行论述；又从各COM接口的功能方法进行对COM组件库的全面论述；PCI驱动程序的设计开发是与各FPGA板卡的数据交互的必须条件。大规模多级分布式数据交互系统的软件开发都采用了螺旋模型对其进行开发。本文的工作是CSR控制系统中的核心部分，具有重要的意义，同时也给同行研究工作者提供了重要的参考。 本文核心及创新点：1、创造性地提出了大规模多级分布式数据交互系统软件工程。2、三级分布式数据库系统的自动实时更新。3、采用web+Oracle+COM+PCI+ARM+FPGA+DSP的多级数据传输。4、设计并实现虚拟加速器。 从现场调试运行和验收的情况来看，大规模多级分布式数据交互系统不论从结构设计，还是软硬件设计开发都达到了设计要求

信号采集与数据处理电路的研究

随着原子核科学技术的发展，无论是对原子核内部特征和规律的研究，或者是对原子核科学技术的应用，都需要对核辐射和原子核所携带的信息进行测量和分析研究。在核电子学测量系统中，核辐射探测器输出信号在经过各种信号处理电路后，通常都要变换成数字信号，再经过数据收集和处理，给出实验的最终结果，因此实验工作的任何进展都要求有相应的数据获取和处理系统的支持。根据实验的实际需求，我们以采集、处理探测器输出的信号为题，开展了一些研究工作，我们先后开展的研究工作包括以下儿个方面：1．激光功率计的变换与显示电路的研制2．基于PCI总线、嵌入8051单片机的计数卡的研制3．数据处理分析软件的设计这三部分的设计工作我们将在论文的第二、第三、第四章分别进行阐述。激光功率计的变换与显示电路把由激光功率计输出的模拟电压量变为数字脉冲输出，并且把该输出脉冲的频率实时定性显示出来。本电路测量精度高，线性好，工作稳定。我们研制开发的计数卡是一种很实用的计数卡，它是一种基于PCI总线，嵌入单片机的高速计数器，最大计数范围为109-1，最高的计数频率为20MHz。该计数卡计数范围宽，计数频率高，具有定时计数、重复计数等功能，可以取代常规的定标器，具有广泛的应用前景。数据处理分析软件包括下位机软件、上位机软件及通讯协议三部分，实现数据的采集与记录，并将读取的数据以Excel电子表格的形式存储，以备查询。下位机的软件采用KeilC编写，上位机软件采用Delphi编写。目前激光功率计的变换与显示电路和计数卡及相应的数据处理软件都设计、调试完成，已经投入使用，获得满意结果，受到好评。

Capillary array electrophoresis with confocal fluorescence rotary scanner

A capillary array electrophoresis system with rotary corifocal fluorescence scanner was reported. High speed direct current rotary motor combined with a rotary encoder and the reflection mirror has been designed to direct exactly the excitation laser beam. to the array of capillaries, which are symmetrically distributed around the motor. The rotary encoder is introduced to accurately orient the position of each capillary and its output signal triggers the data acquiring system to record. the fluorescence signal corresponding to each capillary. Separations of several amino acids are demonstrated by eight-channel capillary array electrophoresis built by ourselves.

实时数据流系统降载方法研究

随着信息技术的发展，出现了大量的数据流应用，如传感器数据处理、网络监控、金融数据分析等。在这些应用中，数据是一种连续、时变、有序、无限的序列，查询大多数都是采用连续查询方式。这种数据和查询的连续性对管理系统的资源需求很大。当系统资源不能满足查询处理要求，即查询处理任务超过系统的最大处理能力，用户的查询将得不到及时、正确地处理。同时，如果查询处理时间超过了查询截止期需求，查询结果就没有意义，甚至会造成灾难性后果。目前，很多研究都集中于数据流系统的降载，对支持实时查询处理的实时数据流系统降载的研究比较少。 本论文主要研究支持实时查询处理的实时数据流管理系统中的降载方法，主要包括如下三个方面：随机降载方法、语义降载方法与共享滑动窗口连接操作的降载方法。最后，通过实时数据流管理系统测试平台验证了所提出算法在提高系统吞吐量与降低截止期错失率方面表现出良好的性能。 针对实时数据流应用需求，提出了一种适合实时查询的数据流处理框架结构RT-DSPA和相应的多层过载处理策略MLOHS，为降载方法的研究提供一个框架基础。RT-DSPA分为用户层、DSMS层以及数据源层多个功能模块，具有多层性、可扩展性、健壮性以及可配置性的特点。 在随机降载方面，提出了一种基于数据流流速的负载估计算法；在实时数据流处理框架与负载估计算法的基础上，提出了一种截止期敏感的随机降载算法RLS-EDA。由于系统负载经常波动较大，该算法利用截止期的特点，使用暂存所丢弃元组技术充分地利用CPU空闲资源，使降载执行后系统的吞吐量得到提高，进而尽可能地降低查询截止期错失率；最后，讨论了降载过程中的队列维护策略、含共享操作符查询网络中的降载位置以及降载操作符插入查询网络的算法。实验结果表明，在系统负载波动较大的情况下，RLS-EDA算法表现出良好的性能。 在充分了解数据流及查询特征的情况下，语义降载表现出更好的降载效果。为明确语义降载时使用到的语义，提出了元组价值、价值等级的概念，给出价值等级划分时发生冲突的解决方法。设计了适合实时数据流管理系统的价值等级–执行开销优先级表和截止期–价值密度优先级表，其在确定优先级时可考虑多维因素。基于这两种优先级表设计，提出了相对应的语义降载算法SLS-PT-VD&EC和SLS-PT-D&TVD。基于优先级表的语义降载算法能够灵活地满足用户的不同需求，同时提高系统降载时的性能。 最后，针对共享滑动窗口连接操作符的过载情况，利用查询截止期的特点，提出了一种基于暂存丢弃元组技术的共享滑动窗口连接的降载算法LS-SJRT；为减小LS-SJRT算法的降载开销，提出了一种改进的基于调节滑动窗口宽度的共享滑动窗口连接降载算法LS-SJRT-CW。实验结果显示这两种算法在共享连接操作符过载时都能够表现出较好的性能。

基于ECA规则的企业过程数据集成系统设计与实现

流程企业中的信息主要包括管理数据和过程数据，随着企业信息化进程的推进，实现管理数据和过程数据的集成对提高流程企业生产管理与决策的质量、效益和水平起到越来越重要的作用，为实现流程企业的管控一体化创造了条件。本文在对流程企业的数据集成需求和现有的过程数据集成方法全面分析的基础上，针对现有的过程数据集成方法无法保证数据集成过程的主动性以及数据的时效性问题，提出了基于ECA规则的过程数据集成方法，该方法将具有主动机制的ECA规则引入到数据集成中，通过事件触发规则来完成数据集成任务，保证了数据的时效性和可靠性，具有一定的应用价值。论文主要工作如下： 1．分析了流程企业生产数据的特点和过程数据集成的重要性，总结了现有的解决过程数据集成问题方法的不足，针对已有方法无法保证过程数据集成的主动性和数据的时效性问题，提出了基于ECA规则的过程数据集成方法。 2.分析了流程企业数据集成的具体需求特点，给出了过程数据集成系统中的ECA规则的设计描述。基于实时数据库提供的发布/订阅机制，阐述了系统对规则中主要事件类型产生的捕获处理过程。 3.设计了基于ECA规则的过程数据集成框架，研究了框架中主要模块设计所用到的关键技术，包括复合事件检测机制、规则语法解析和规则调度策略，分析了该框架的特点，说明了系统运行流程。 4．基于上述研究，开发了基于ECA规则的企业过程数据集成系统。该系统已经投入石化和钢铁企业的实际应用中,取得了较好的效果。

基于模型驱动的实时数据发布系统研究与应用

流程企业生产过程反映了企业的工艺路线、资源配置及其制造能力，生产过程的稳定运行影响着产品生命周期的各个阶段，因此进行生产过程的实时监控非常必要。生产过程中的大量装置所包含的静态数据和实时的动态数据构成了生产过程监控的数据基础，因此实现生产过程的实时监控依赖于基于装置对象的生产过程的快速配置。 本文以国家高技术研究发展计划（863计划）课题“面向全流程多尺度的综合自动化集成应用平台”为背景，针对流程企业生产过程监控的具体需求，研究并开发了基于模型驱动的实时数据发布系统，实现了基于装置对象的生产过程的快速配置。论文主要工作如下： 1.给出了基于数据驱动机制的装置对象描述模型，建立了面向流程企业生产过程的装置资源库。在此基础上给出了一种基于装置对象描述模型的生产过程快速配置方法。 2.针对流程企业生产过程监控的具体需求，引入XML-QL与复合事件的时序逻辑模型，提出了一个基于XML和复合事件的发布/订阅模型，给出了基于订阅树的复合事件匹配算法。最后在生产过程模型的基础上设计了一个实时数据发布框架。 3.基于.NET平台，设计开发了基于装置对象模型驱动的实时数据发布系统，并基于某石化企业的核心数据进行了应用验证，取得了良好的效果。 关键词：生产过程监控；模型驱动；发布/订阅；复合事件

最优变分伴随方法及在近岸水位资料同化中的应用

利用二维正压Princeton（POM）海洋模式模拟美国东海岸由表面风场产生的低频非潮汐水位变化特征。模式采用曲线正交网格，表面风场使用每3小时时间间隔、空间分辩率为48公里的EDAS（ETA Data Assimilation System）分析风场。沿岸潮汐观测资料（美国国家水位观测网）用来检验模式模拟结果以评估模拟结果的精度，这些观测资料也被用于动力同化模式中。在美国东海岸，表面风场是产生和引起低频水位及其变化的最重要的动力机制。观测资料的分析结果表明，非潮汐水位的最大振幅可达1以上，其对表面风场的响应大约滞后6～12小时左右。与观测资料相比，模式计算值的均方误差大约为8～12厘米，与观测资料之间的相关系统为0.54～0.91。为了获得更精确的模拟水位，提高实时水位预报系统的精度，本论文用伴随最优方法将尚岸水位观测资料同化到海洋动力模式中。建立一套实时水位预报同化系统。在该同化系统中，二维线性POM模式用作海洋基本模式（向前积分模式）。其伴随模式是通过拉格朗日（Lagrange）方法由离散的基本模式方程获得。观测水位与模拟水位之间的差被定义为价格函数。由于表面风场对美国东海岸低频水位的产生及其变化起着最重要的作用，表面风场的误差及风应力系统的误差都将引起模拟水位的误差。因此，在最优同化系统中，将表面风应力系统定义为控制变量。通过调整风应力系数改变风应力场，使模式计算的水位最好地接近观测值。有限记忆的准牛顿方法用于求解所形成的最优化问题。一致性“孪生”试验（假设的“观测数据”由模式本身产生，因此，控制变量的真实解是已知的）用来检验同化系统的正确性、有效性及收敛性。“孪生”试验结果表明该同化系统所求得的控制变量的解精确地收敛于真实解。在实测水位资料的同化试验中，设计了三种不同情况的试验，其对应的控制变量的个数分别为1，8，16。同化后模式结果表明，即使仅用一个控制变量，模式计算的水位比没有用同化技术的模式结果好，用16个控制变量的同化模式获得最好的结果，对这种情况，观测水位与同化模式的计算结果之间的相关系数在所有观测站均大于0.93，其计算结果的均方误差均小于5.3厘米。因此说同化模式的结果得到了很大的改进。实时水位预报结果表明，对于没有应用同化技术的预报系统，其预报水位均方误差在8.8～12厘米。同化技术对低频非潮汐水位预报结果的改进主要发生在前6小时。使预报的非潮汐水位的预报均方误差减少3厘米。

基于SPC的电源故障预测系统研究

本文结合飞行器电源系统故障维护特点,利用统计过程控制理论,从数理统计的角度对电源系统测试数据进行分析,设计了电源故障预测系统。文中阐述了系统的工作原理和利用LabView软件的实现过程。实验结果表明此预测系统可以发现故障征兆及时维护,提高系统安全性。最后阐述了进一步研究可能会遇到的问题。

基于元数据的数据集成系统的设计与实现

数据集成是当今信息社会的必然需求，人们迫切需要从海量的数据获取宝贵的信息资源，以供科学管理及决策分析，而数据集成是其中最关键的步骤。数据集成主要用来解决数据的一致性，集成化问题，使我们能够从不同的业务系统和应用环境中获取数据，并进行高效的转换，清洗，成为数据分析系统期望数据，因而数据集成技术的研究具有重要意义。 本文对数据集成技术进行了相关的探索，提出来一种基于元数据的设计和实现方法。本文首先研究了数据集成本身存在的关键问题和难点，然后对当前国内外数据集成技术的研究状况进行了分析，进而提出了基于元数据技术，工作流技术以及插件机制三者结合的数据集成技术实现方案。该方案把整个数据集成过程需要的各个处理规则节点进行插件式封装，由它们组成灵活的的工作流，并把整个任务进行元数据描述，然后通过集成引擎解释元数据描述文件，执行相应处理规则，从而达到数据集成的目的。本文的核心内容是元数据机制、工作流机制和插件机制在数据集成工具中的应用设计与实现，这也是本文的创新之处，具体包括有系统元模型的设计、数据流控制模型的设计、系统体系结构设计以及系统的详细设计与实现等。其中，还构建了支持拖拽的流程建模工具，提高系统的易用性和可操作性。 本文的重点在弥补现有工具的一些不足，提高数据集成工具的扩展性、高效性、灵活性以及易操作性，并在保证工具具有良好的数据集成功能的同时，能提供良好的柔性支持，且有效降低成本。本文研究和设计的数据集成工具已经具备了的数据集成的基本功能，具有实际的应用价值，只要进行简单的扩展，便可应用到不同的领域。

微型遥控潜水器视频监控系统

介绍了一种微型遥控潜水器视频监控系统,包括硬件装置及基于软件技术的视频数据处理技术。硬件装置完成视频信号的采集、传输、显示。视频数据处理技术解决了视频信号的捕获、存储、画面质量调节等。该系统已经在微型遥控潜水器中应用,效果良好。