用于空间领域感知应用的加速 AI 驱动大气预测 丹尼·费尔顿 诺斯罗普·格鲁曼公司 玛丽·艾伦·克拉多克、希瑟·凯利、兰德尔·J·阿利斯、埃里克·佩奇、杜安·阿普林 诺斯罗普·格鲁曼公司 摘要 太空激光和监视应用经常受到大气效应的影响。气溶胶、云和光学湍流引起的大气衰减和扭曲会产生有害影响,从而对任务结果产生负面影响。2019 年 AMOS 会议上简要介绍的一篇论文介绍了 2017 年在哈莱阿卡拉峰安装的地面仪器。这些仪器仍在积极收集数据,它们正在提供前所未有的空间环境实时表征,包括精确的大气传输损耗。虽然实时测量是理解和表征空间环境的第一步,但仅靠它们是不够的。为了优化任务规划,许多应用都需要对空间环境进行准确的短期大气预测。虽然大气预报并不是什么新鲜事,但最近随着 21 世纪人工智能 (AI) 技术的应用,大气预报的技能得到了极大提升。这些技术是高性能计算 (HPC) 和深度学习 (DL) 的结合。本演讲的主题是使用来自地面大气收集系统的 TB 级数据训练预测模型,并使用图形处理单元 (GPU) 加速其训练和推理的能力。本研究侧重于预测的三个时间尺度。这些时间尺度包括短期(0 到 60 分钟)、中期(1 小时到 3 小时)和长期(3 到 48 小时)。这些时间尺度代表激光和/或监视应用和任务的各种决策点。在短期预测情况下,多种 DL 技术应用于从光学地面站 (OGS) 收集的本地数据。这些 DL 技术包括使用 U-Net 卷积神经网络和多层感知器 (MLP) 和随机森林 (RF) 模型的集合。 MLP 用于从激光云高仪和红外云成像仪 (ICI) 等仪器收集的点数据。对于中间时间尺度,卷积长短期记忆 (LSTM) 网络和 U-Net 均使用来自 NOAA 地球静止卫星云图集合的图像进行训练。最后,组合 U-Net 和自动编码器神经网络用于训练由 HPC 数值天气预报 (NWP) 模型模拟的大气预测器以进行长期预测。NWP 会产生许多 TB 的数据,因此,使用这些神经网络是优化其预测能力的理想选择。本研究利用了多种 HPC 资源。其中包括由四个 NVIDIA Tesla V100 GPU 组成的内部 GPU 节点以及毛伊高性能计算中心 (MHPCC) 的资源。结果表明,在几乎所有情况下,这些预测技术都优于持久性,而且偏差很小。使用 HPC 和 DL 推理实时进行预测的能力是未来的重点,将在会议上报告。1. 简介大气衰减和失真降低了太空激光和监视应用的功效。特别是,云层可以部分或完全遮挡目标,并阻止或要求降低光通信系统的数据速率。但是,通过准确表征和预测大气影响,可以减轻许多负面影响。本研究的目的是开发和完善一种最先进的大气预测系统,该系统可生成高分辨率的大气衰减预测,以支持太空激光和监视应用的决策辅助。为了实现这一目标,HPC 和 AI 的进步与数 TB 的高分辨率地面和太空大气数据集合相结合。多种 HPC 资源用于处理本研究所需的地面和卫星数据,并使用四个 NVIDIA Tesla V100 GPU 加速 AI 预测技术的训练和推理。该技术用于进行多时间尺度大气预测:1 小时预测、2 小时以上预测和 48 小时预测。最长 1 小时;最长 2+ 小时;最长 48 小时。最长 1 小时;最长 2+ 小时;最长 48 小时。
VTOL.2600 飞行机组舱 (a) 飞行机组舱布置,包括飞行机组视野及其设备,必须允许飞行机组在飞机飞行包线内执行任务,而无需过度集中注意力、提高技能、保持警觉或疲劳。 (b) 申请人必须安装飞行、导航、监视和升力/推力系统安装控制装置和显示器,以便合格的飞行机组可以监视和执行与系统和设备预期功能相关的规定任务。系统和设备的设计必须考虑到飞行机组的错误,因为这些错误可能会导致额外的危险。 (c) 对于增强类,飞行机组界面设计必须允许在任何一个挡风玻璃板失去视线后继续安全飞行和着陆。
VTOL.2600 飞行机组舱 (a) 飞行机组舱布置(包括飞行机组视野)及其设备必须允许飞行机组在飞机飞行包线内执行任务,而无需过度集中注意力、提高技能、保持警觉或疲劳。 (b) 申请人必须安装飞行、导航、监视和升力/推力系统安装控制装置和显示器,以便合格的飞行机组可以监视和执行与系统和设备预期功能相关的规定任务。系统和设备设计必须考虑到飞行机组的错误,因为这些错误可能会导致额外的危险。 (c) 对于增强类,飞行机组界面设计必须允许在任何一个挡风玻璃板的视野丧失后继续安全飞行和着陆。
选择安装能力的困难是由于无法准确了解负载和接收能量的消耗模式而引起的。在可再生能源系统中,在任何给定时刻发出的能量水平都取决于天气,以至于大致确定。与负载消耗特征一起,基于天气预报,过去类似时间间隔等因素,实时获得的能量特征是通过一定程度的准确性确定的。当我们模拟系统时,还考虑了这种偏差级别。在常规计算方法[1-10]中,作者经常根据功耗的估计和生成设备的接收功率(可更新金额,转换器,UPS等)选择设备的安装能力。这还不足以说服我们计算必要设备的最佳投资成本,并建议我们为此问题找到一些更有效的方法。为了说明所提出的方法,我们假设能量消耗的对象仅消耗活跃功率。负载的特征具有最大的白天价值,并且在一周的不同季节之间和在一年中的不同季节之间有所不同。负载的容量由两个部分组成,固定组件由临界负载组成,并且组件可更改。也就是说,可以改变使用时间。为了解决此问题,我们将问题与数千个变量数量一起解决线性编程问题。系统的工作模型将在一年中模拟,而离散点之间的间隔
辅助生殖技术(ART)正在迅速发展,使更多的人能够克服其不育。多年来,全世界各种生育治疗的可及性和可用性显着提高。在美国,据信,不孕症就会影响大约10%的生殖年龄人群。因此,艺术的使用正在增长(不仅在美国),而且在全球范围内,由于这项技术有助于提高妊娠率,因此更多的夫妻寻求并依靠医疗支持作为处理不育的一种手段。随着如此日益严重的关注,毫不奇怪的是,过去几年的体外受精(IVF)行业在其市场上已经巨大的增长。1。什么包括IVF市场2。IVF产品3。IVF技术4。IVF END-USER 5。 IVF地理6。 ESCO医疗和IVF制造商包括IVF市场,IVF行业似乎是一个小的利基市场。 但是,审查将使人们意识到这是一个重要的市场。 它分为以下段:1。 产品:(仪器,配件,消耗品/一次性物品以及试剂和媒体)2。 div> 技术(新鲜胚胎IVF,冷冻胚胎IVF和供体卵IVF)3。 最终用户(生育诊所,医院和其他最终用户)4。 地理(北美,欧洲,亚太地区,中东和非洲以及南美),预计IVF设备和消耗品行业的增长将由各种因素确定。 1。IVF END-USER 5。IVF地理6。ESCO医疗和IVF制造商包括IVF市场,IVF行业似乎是一个小的利基市场。 但是,审查将使人们意识到这是一个重要的市场。 它分为以下段:1。 产品:(仪器,配件,消耗品/一次性物品以及试剂和媒体)2。 div> 技术(新鲜胚胎IVF,冷冻胚胎IVF和供体卵IVF)3。 最终用户(生育诊所,医院和其他最终用户)4。 地理(北美,欧洲,亚太地区,中东和非洲以及南美),预计IVF设备和消耗品行业的增长将由各种因素确定。 1。ESCO医疗和IVF制造商包括IVF市场,IVF行业似乎是一个小的利基市场。但是,审查将使人们意识到这是一个重要的市场。它分为以下段:1。产品:(仪器,配件,消耗品/一次性物品以及试剂和媒体)2。 div>技术(新鲜胚胎IVF,冷冻胚胎IVF和供体卵IVF)3。最终用户(生育诊所,医院和其他最终用户)4。地理(北美,欧洲,亚太地区,中东和非洲以及南美),预计IVF设备和消耗品行业的增长将由各种因素确定。1。这种影响包括以下内容:妇女怀孕的延迟,全球不育率的上升,IVF技术的进步以及成功率的增加,生殖细胞捐赠的增加,甚至可支配收入的增加。此外,生育旅游业的蓬勃发展,尤其是在不断发展的市场,生育诊所和实验室的增长中,甚至同性婚姻的增长也有望为IVF行业带来盈利的增长机会。IVF产品根据产品,IVF市场进一步分为仪器,配件和一次性物品以及试剂与媒体。仪器段:这包括精子分离
他继续说道:“机组资源管理培训强调飞行员、机组人员和管制员之间的沟通对于避免人为失误和后续事故至关重要。由于口头交流,航空通信总是容易受到性能限制的影响;因此,清晰的音频系统质量对航空安全至关重要。操作员必须能够在飞行的所有阶段进行有效沟通。DVCS 6100 数字音频对讲系统满足音频系统质量和可靠性的最高要求,从而提高安全性。”