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GPU-CA模型下的溃坝洪水演进实时模拟与分析
  • ISSN号:1671-8860
  • 期刊名称:《武汉大学学报:信息科学版》
  • 时间:0
  • 分类:P208[天文地球—地图制图学与地理信息工程;天文地球—测绘科学与技术]
  • 作者机构:[1]西南交通大学地球科学与环境工程学院,四川成都611756, [2]四川省应急测绘与防灾减灾工程技术研究中心,四川成都610041, [3]壳牌中国勘探与生产有限公司,北京100004, [4]中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101, [5]轨道交通安全协同创新中心,四川成都610031
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划资助项目(2015CB954101);国家自然科学基金资助项目(41271389,41001252);长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT13092);测绘地理信息公益性行业科研专项项目支持资助项目(201412010);西南交通大学研究生创新实验实践资助项目(YC201414233).
中文摘要:

基于元胞自动机(CA)的局部并行计算特性和统一计算设备架构(CUDA)并行计算架构,提出了GPU-CA的溃坝洪水演进计算模型,重点探讨了溃坝洪水演进元胞自动机模型、GPU模型映射、计算优化、CPU/GPU协同的溃坝洪水演进模拟与分析等关键问题,研发了原型系统,并选择了案例进行初步试验。试验结果表明,在保证溃坝洪水演进模拟结果有效性的情况下,与基于CPU—CA串行计算模式相比,基于GPU—CA的溃坝洪水演进模型计算可提高计算效率,加速比随着元胞格网分辨率的提升而增加,当元胞格网的大小为10m时,模型计算效率的加速比可以达到15.9倍,可支持实时溃坝洪水演进模拟分析与风险评估。

英文摘要:

Based on the natural similarity between the parallel computing features of cellular automata and the parallel computing architecture of the CUDA, a dam-break flood routing computing model based on GPU-CA is proposed. Key technologies including cellular automata (CA) model of dam- break flood routing, GPU model mapping method, calculation optimization method, and GPU/CPU collaborative implementation for dam-break flood routing simulation and analysis are discussed in de- tail. Finally, a prototype system was developed and a case study region selected for carrying out a pre- liminary experiment. As compared to the CPU-CA model computing, the experimental results showed that the dam-break flood routing computing based on GPU-CA model can greatly improve the comou-ting efficiency, and also ensured the validity of the simulation results. Speedup can be improved by in- creasing the cellular grid resolution. When the cellular grid size was lOm, the speedup of model calcu- lation reached 15.9 times, which can support real-time simulation analysis and risk assessment for dam-break flood routing.

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期刊论文 9 会议论文 6 获奖 2 专利 1
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期刊信息
  • 《武汉大学学报:信息科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:武汉大学
  • 主编:刘经南
  • 地址:湖北武汉珞珈山
  • 邮编:430072
  • 邮箱:whuxxb@vip.163
  • 电话:027-68778045
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8860
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1676/TN
  • 邮发代号:38-317
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,全国优秀高校自然科学学报一等奖,湖北省优秀期刊称号
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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