Booth编码在补码乘法中的应用

在数字信号处理中,乘法器是运算单元的核心部件之一,通过Booth编码减少部分积的数量,能提高乘法运算的速度。该文分析了优化乘法器的两种思路,推导了2基Booth编码及4基Booth编码,指出在实现乘法器中优先考虑4基Booth编码的原因,阐述了在应用Booth编码时注意的问题,在实际应用中验证了该方案的有效性和稳定性。     

油藏开发生产优化近似扰动梯度升级算法

油藏开发生产优化属于高维系统最优控制问题,求解其真实梯度异常困难。给出一种近似扰动梯度的一般式,证明此近似梯度恒为上山方向,且两种常用的无梯度算法SPSA与En Opt产生的近似梯度分别是该梯度的两种特殊形式;通过引入并优化三角阵进行近似扰动梯度升级,实现其对真实梯度的最优逼近。数值试验结果表明:该升级算法相比标准的SPSA算法优化效率提高了近1倍;在历史拟合基础上使用该算法进行了某实际油藏生产优化,所得注采控制方案降水增油预测效果显著、水驱波及效率明显改善,验证了该算法现场应用的可行性。     

Argo盐度资料延时质量控制的改进方法

针对现有Argo盐度资料延时质量控制方法(OW方法)在时空尺度参数与最优压力层选取方面的不足,在气候态盐度剖面客观估计过程中引入梯度依赖空间尺度法,以及在最优压力层的选取中提出一个利用气候态盐度资料代替浮标原始盐度观测资料的优化方案,构建了一个改进的Argo盐度资料延时质量控制方法。采用理论和现场观测资料检验等手段,对梯度依赖空间尺度法在资料客观估计中的可行性,以及优化方案对选取最优压力层的合理性做了验证。结果表明,梯度依赖空间尺度法在温盐梯度较大海域,可以将15 MPa水深以上的盐度估计精度提高0.01以上,而利用气候态盐度客观估计结果选取最优压力层的优化方案,能够更合理地选取最优压力层。     

基于遗传算法的风景区电瓶摆渡车发车管理

本文对电瓶摆渡车的发车问题进行讨论,引进正态分布函数描述不同时间段游客数量变化情况同时提出根据游客数量变化调整发车方法,并且通过遗传算法对电瓶摆渡车在不同时间段的发车班次和司机排班以及电瓶摆渡车调度进行优化,最后说明初始样本的产生方法以及根据遗传算法对样本进行优化过程。     

基于灰色PSO-ANFIS模型的船舶横摇运动预报分析

为了准确高效的预测船舶在波浪中的航行状态以保证人员、货物和船舶的安全,提出了一种基于灰色模型粒子群优化算法的自适应神经模糊推理系统(Grey Particle Swarm Optimization-Adaptive Neural-fuzzy Inference System, GPSO -ANFIS)。GPSO-ANFIS预测模型使用模糊C均值聚类算法对输入样本进行聚类分析,得到模糊规则数量并建立神经模糊推理系统,再使用粒子群优化算法对建立的预测系统进行优化训练,从而得到最优的预测系统模型。其中灰色模型用于横摇数据的预处理,以便削弱横摇状态中的非线性影响因素。最后通过实船“育鲲”轮的横摇数据进行仿真实验,实验结果验证了GPSO-ANFIS模型的实用性和可行性,具有较高的预测精度。并为船舶航行智能化提供了一种有价值的理论依据。     

基于灰色模型粒子群优化算法的自适应神经模糊推理系统模型的船舶横摇运动预报分析

为了准确高效的预测船舶在波浪中的航行状态以保证人员、货物和船舶的安全,提出了一种基于灰色模型粒子群优化算法的自适应神经模糊推理系统(grey particle swarm optimization-adaptive neural-fuzzy inference system,GPSO-ANFIS)。GPSO-ANFIS预测模型使用模糊C均值聚类算法对输入样本进行聚类分析,得到模糊规则数量并建立神经模糊推理系统;再使用粒子群优化算法对建立的预测系统进行优化训练,从而得到最优的预测系统模型。其中灰色模型用于横摇数据的预处理,以便削弱横摇状态中的非线性影响因素。最后通过实船"育鲲"轮的横摇数据进行仿真实验。实验结果验证了GPSO-ANFIS模型的实用性和可行性,具有较高的预测精度。并为船舶航行智能化提供了一种有价值的理论依据。     

基于MATLAB矩阵运算的大整数乘法设计与实现

大整数运算在信息安全、数学验证、基因工程等领域有着广泛的应用,设计有效的方案提高运算效率成为学者关注的热点。大整数乘法是大整数运算中的核心运算,对如何提高大整数乘法运算效率进行了分析总结,并利用MATLAB矩阵运算结合格子乘法等算法进行了设计与实现。实验表明通过MATLAB矩阵运算进行大整数乘法运算能有效的提高运算效率。     

析取置信规则库系统参数优化的深度神经网络模型

基于深度学习的置信规则库系统在参数优化方面存在可移植性差、应用效率低等问题,为此,将深度神经网络与析取置信规则库结合,有效减少模型的规则和参数的数量;引入梯度下降算法优化模型参数,提高模型构建和优化的效率. 通过非线性函数拟合、北京市空气质量污染预测和多个UCI公共分类数据集的实验,对提出的方法进行验证,并将实验结果与现有的置信规则库系统和传统的机器学习方法进行对比. 结果表明,所提出的方法比传统的方法具有更高的推理精度和更快的训练速度.     

城际道路客运班车发车时刻表优化模型与算法

为科学优化城际道路客运班车发车时刻表,以客流时变规律为依据,以此确定合理的班车发车计划。首先对客运班车发车时刻表优化的影响因素进行分析;然后在综合测算旅客出行费用和班车运营成本的基础上,建立了以旅客出行费用和企业运营成本的加权和最小化为目标的时刻表优化模型;最后设计了基于二进制编码的遗传求解算法,并给出了详细求解流程。以万州区至开州区的道路客运班车案例数据为例,验证模型的合理性。结果表明：与滚动发车方案相比,通过增加少量班次,该优化方案可有效减少旅客的平均候车时间,并且求解算法的收敛速度较快,能够为城际道路客运企业的班车组织提供参考。     

区域公交车辆调度问题的可靠性

为避免交通拥挤等突发事件干扰车辆正常、按时地完成某班次,从而造成公交车辆调度方案失效,需编制一个具较高可靠性的方案以适应环境变化.文中将区域公交车辆调度问题视为”部分班次被某车辆完成”的集合划分问题,假设不确定因素引起车辆延时完成某班次的时间服从正态分布,首次引入公交车辆调度方案的可靠度概念,考虑站场容量等约束因素,研究一类以车辆使用费用最少为第一目标和公交车辆调度方案可靠度最大为第二目标的多目标规划问题;再用约束法将第二目标变为约束条件,使该问题转化为单目标规划问题,设计求解问题的改进遗传算法,根据问题特征定义染色体编码、适应度函数、产生初始种群的启发式算法、交叉和变异操作等;最后,通过一个算例验证了模型和算法的正确性及有效性.     

基于连续下降运行的终端区环形进场航线设计

为了提高多机场终端区运行效率,增加其空域容量, 本文构建了基于连续下降运行模式的终端区环形进场航线结构和运行规则,并使用实际扇区结构和数据进行仿真验证。首先构建环形进场航线,由多条椭圆矩形等待航线和圆形准备航线组成;其次设计相应的进场运行规则;然后建立航空器进场顺序优化模型,使用模拟退火算法对其进行求解;并应用蒙特卡洛仿真方法计算终端区极限进场容量;最后使用实际终端区(ZSSSAP)结构数据进行实例验证。实验结果表明,环形进场航线在繁忙状态时可有效减少终端区内进场航空器瞬时峰值数量(降幅21.90%)和平均进场时间(降幅3.14%),平均进场时间可在顺序优化后进一步降低(降幅6.59%);并提高终端区进场航空器容量(增幅4.82%);在空域运行态势方面,环形进场航线模式可大幅度降低空域复杂度峰值(降幅61.29%)。     

基于改进灰色关联投影法的无人机避让优先运行策略

针对未来混合空域中多种航空器共同执行任务而可能出现飞行避让安全问题,提出了一种基于组合赋权改进灰色关联投影法的无人机避让优先运行策略。首先,从空域管理、航空法规、风险评估等角度分析影响避让过程的因素,构建无人机避让评价指标体系;其次,利用层次分析法和粗糙熵法进行主客观赋权,由合作博弈方法构建离差和最小目标优化函数将主客观权重融合确定最终权重,克服主观赋权随意性和客观赋权过分依赖数据的弊端;随后,利用优劣解距离法(TOPSIS)与灰色关联投影法的融合算法对无人机避让对象进行综合评价,从而获取无人机优先避让运行策略;最后,将融合算法与TOPSIS算法进行对比。结果表明,较于TOPSIS法,所提融合算法获取策略与空域运行实践相符且灵敏度提高了17.08%。因此,新算法避免了单一算法的数据丢失现象,提高了获取策略的准确性,可为混合空域的无人机运行策略获取提供新思路。     

基于多目标融合及改进遗传算法的终端区进场协同排序

未来我国终端区将逐年递增,根据数据显示终端区内空域资源与飞行流量的增长不成正比,终端区内流量趋于饱和。为了有效提升终端区运行的效率,确保航空器在其空域的安全飞行,降低管制员的负荷以及公司的运行成本,本文从航空器延误,管制员负荷以及各机场资源平衡三个方向建立多机场终端区航空器进场协同排序模型。首先,通过对终端区范围界定,运行主要问题的研究以及空域结构的分析了解终端区系统的相互关联因素;其次,通过对终端区进场航空器的线路、交叉点的单独分析,找到相应的共同点和影响较高的运行系统相关性因素,相关的约束以及主要的解决目标;最后利用结合模拟退火的NSGA-II算法对该模型进行求解。结果表明基于改进遗传算法对该模型求解后对比先到先服务模式以及未改进的遗传算法在效率上分别提高26.3%和53.2%。由此可见,所提出的模型能有效的提高航空器排序的效率。     

机载雷达天线空域稳定测试系统的设计

为确保空域稳定回路稳定工作,使机载雷达天线锁定的空域不随飞机空中姿态变化而变化,需要设计一个地面测试系统,检测回路是否处于稳定工作状态。在分析了空域稳定回
路功能和性能测试基本要求基础上,设计了天线空域稳定测试系统,给出了测试系统硬件、软件实现方案。采用计算机控制及自动测试技术,实现了测试自动化,并能对故障精准定位。实际应用结果表明,测试系统技术先进、操作简单、易于维护、运行稳定,取得了显著的军事和经济效益。     

基于速度分配的航空器绿色滑行优化

针对航班量过快增长以及机场容量限制导致的机场滑行道拥堵问题,在航空器滑行路径优化的基础上,提出一种基于遗传算法和Yen算法的速度优化方法。首先规定速度变化剖面,以滑行时间和尾气排放为目标,以最大滑行速度和加速度为决策变量,考虑机场滑行规则和滑行限制设定约束条件,建立滑行路径和速度的优化模型;然后利用Yen算法对浦东机场16架航空器的滑行路径进行预筛选,为每个航空器分配3条路径;最后利用遗传算法进行仿真求解,依据最小滑行成本得到最优的滑行路径和速度分配方案。结果表明,优化后的滑行时间降低21.82%,尾气排放降低27.17%,滑行成本降低25.77%,且未产生冲突。可见本文建立的优化模型和方法对提高场面运行效率和减少航空污染具有一定的可行性。     

基于航空排放的机场停机位分配优化

随着航空业的快速发展,航空排放对大气环境的影响日益严重。机场停机位分配优化研究,对航空绿色发展具有重要意义。基于场面运行规则,航空器排放、近机位利用率等多目标,建立一种使航空器排放量最小,近机位利用率最大的机场停机位分配优化模型,并通过南京禄口国际机场某日航班数据实例验证。结果表明:由于近机位利用率的提升,航空器的HC、NOx、CO、SOx和颗粒物(particulate matter,PM)排放量分别减少12. 33%、7. 81%、12. 66%、11. 06%和11. 17%;地面保障设备(ground support equipment,GSE)的HC、NOx、CO、PM排放量分别减少9. 59%、4. 63%、14. 34%、13. 64%;远机位旅客平均花费时间减少42. 31%。可见提出的优化模型增加了近机位利用率,减少了机场航空排放,减少了远机位旅客平均花费时间,验证了模型有效性。     

航空液压系统流量智能预测方法研究

液压系统是飞机重要机载系统之一,它为飞机输出能源驱动,其性能、稳定性和可靠性直接影响飞机的安全性。流量是衡量液压系统稳定性的重要判据,实时监测液压系统管路流量可对系统特性分析、故障诊断提供有力的支持。但由于流量传感器造成的流阻对系统特性有显著影响,因此在航空液压系统中未广泛使用。针对传感器带来的流阻问题,深入分析了与流量相关的参数,提出基于梯度提升回归树的航空液压系统流量预测模型,通过关键参数预测液压系统的流量。最后试验结果表明, GBRT模型相比最小二乘线性回归模型、决策树回归模型、极端梯度提升树XGBoost模型,在预测准确度、训练时间、测试时间等指标中取得了较好的表现,验证提出方法的有效性。     

北京终端区扇区容量评估及优化

构建了一种基于管制员工作负荷终端区扇区优化模型。首先通过测量各时段终端区域内飞机平均数、陆空通话以及进程单填写等情况,对终端区管制员的工作负荷进行了量化,进行了基于管制员工作负荷的扇区容量评估。然后根据空域中航路点的分布,建立了Voronoi图,以蚁群算法应用到单元搜索,对空域中的Voronoi多边形进行了优化组合,并使其满足空域划分的基本原则,从而得到优化后的扇区图。最后通过北京终端区空域容量评估和扇区优化的计算结果,对该扇区优化方法进行了验证。     

从国际法角度探讨我国南海防空识别区的设立——从马航MH370失联客机谈起

根据1944年《国际民航公约》和1982年《联合国海洋法公约》的规定，一国对其领空享有绝对的主权，非经一国同意．别国的航空器不得擅入本国领空。据此，经过长期的国际实践，美国等国家纷纷建立自己的防空识别区，使得在一国领空之外设立防空识别区成为国际习惯。根据以上国际条约和国际习惯，我国设立南海防空识别区合法合理，既有助于保卫我国领空的安全．又有助于解决我国与邻国的领土争端。     

基于交叉点复杂度的空域通行能力优化方法

为解决空域拥挤导致通行能力下降的问题,提出了一种考虑交叉点复杂度的通行能力优化方法。首先,分析了实际民航运行中存在的痛点和难点,以及以往有关通行能力的研究缺少交叉点建模、管制员负荷测量困难和求解时间复杂度高的缺陷;第二,从高度层、交叉点和航班运行三个方面提出了空域的数学抽象方法,并根据节点的交叉数对空域的数学模型进行简化,剔除了没有交叉的导航台点,降低了空中交通网络抽象后节点矩阵稀疏的问题;第三,分析了交叉点对于通行能力的影响主要在于流量和交叉数两个方面,以这两个方面建立了交叉点的费用函数;第四,以延误最小为目标,以流量平衡、扇区和航路容量、流控容量和非负整数作为约束,建立了通行能力优化模型;第五,分析并指出存在负容差的空中交通网络更容易发生延误,并根据网络延误的特性提出了一种考虑延误反向传播的迭代算法。最后,以华北地区空域为例,从不同流控等级下的延误时间、受影响的航班数和算法计算时间三方面进行仿真。结果表明,模型和算法平均能降低33.58%的延误,且通过合理地分配改航、调时和调减最大程度减少延误。