载入航天中人的可靠性模型及其分析

在载人航天飞行中,航天员、飞船及空间环境共同组成一个典型的人-机-环境系统,本文分析了航天员对飞船系统的作用及其工作能力的影响因素,进而建立应激-强度可靠性模型.在此基础上,提出必须从人、机、环境三个方面进行综合考虑来提高航天员的工作可靠性.     

载人登月训练模拟器综述

为了给中国未来载人登月任务训练仿真技术预研和模拟器研制方案论证提供借鉴参考,梳理了美和前苏联载人登月任务航天员训练概况、训练模拟器型谱及其应用情况.主要分析NASA航天员训练分类、训练阶段、主要的训练模拟器及其典型的训练情况,简要介绍了前苏联载人登月模拟器的类型.总结了得到的启示,最重要一点是:登月训练应该研制各种类型的训练模拟器,以丰富航天员模拟训练的手段,提高模拟训练的覆盖性.还对未来中国航天训练仿真技术前景进行了展望,包括新型虚拟现实技术因登月飞行和月面驻留任务及环境的特点而得到工程化应用;新型虚拟现实训练仿真技术体系的关键技术主要有自然和谐人机交互技术、真实感力学环境感知仿真技术、人类多感知(视觉、听觉、触觉等)仿真技术等;新型人机交互技术在模拟训练中的应用将更为自然与和谐;新型运动感仿真技术将在模拟训练中得到工程化应用.     

航天飞行训练模拟器技术研究

航天飞行训练模拟器是航天员地面训练的重要设备.描述了具有航天特色的模拟器功能与实现架构,探讨了仿真系统,模拟座舱系统,仪表系统、教员系统、视景系统、音响系统及运动系统的实现方法与技术.对以后发展的技术做了展望.     

基于立体场景的人控交会对接仿真研究

传统的人控交会对接主要通过观察摄像机产生的十字靶标图像来完成,容易造成人的视觉误差,从而导致手动对接失败。结合图形学理论和虚拟现实技术构建的人控交会对接仿真系统为航天员实时提供逼真的虚拟立体场景,通过各种任务想定对航天员进行飞行任务训练。在实验过程中,航天员通过立体眼镜观察虚拟场景中飞行器的飞行状态,同时操作控制手柄改变飞行器的位置和姿态进行手动对接训练。通过不同的对接实验参数设置,航天员可以反复进行不同条件下的对接训练,而不需要执行空间飞行任务。实验结果表明基于立体场景的人控交会对接训练有较高的成功率。     

基于混合现实的新型轻量级飞行模拟器系统

编队训练和人-座舱的自然交互是研制飞行模拟器的关键技术问题.介绍了一套基于混合现实技术研制的具有虚实融合座舱视景的轻量级飞行模拟器系统.该系统的创新之一是使用基于多固定摄像机的虚实融合方法,采用2D四点纹理映射技术将多个摄像机摄取的座舱端交互区域的真实图像添加到虚拟座舱环境中.创新之二是可逼真地模拟真实的编队训练.系统初步试验结果表明,所研制的轻量级飞行模以器系统增强了学员对飞行座舱环境的真实理解,提高了人-座舱的自然交互能力,在编队多机科目训练方面具有突出的优势,是大型飞行模拟器的有效补充.     

并行飞行训练模拟器的准动态任务调度方法

本文针对并行飞行训练模拟器任务系统的结构特点,探讨一种有效的任务调度方法.首先建立了并行计算机系统的仿真环境,用以模拟任务在系统中的实际执行过程.然后在仿真环境中进行模拟的动态任务调度,得到能够反映任务运行情况的静态任务调度方案,我们称之为准动态的任务调度.这种方法既可以象动态任务调度那样,考虑系统因竞争、同步、处理机间的通信等动态情况的影响,得到高效率的任务调度方案,又不占用任务的运行时间,增加额外的开销,具有静态任务调度的优点.同时,在仿真环境中还可以对各种同步方式,任务的分解和调度策略,以及并行计算机结构进行比较和优化.文中以Q6飞行训练模拟器为例,说明了准动态任务调度方法的原理和使用过程.     

航天员交会对接模拟训练仿真关键技术研究

交会对接飞行任务中,需要建立手控专项训练器对航天员进行训练.针对任务背景需要,研究建立了对接训练仿真中关键的轨道动力学模型、控制机构模型、测量机构模型以及GNC模型;进行了模型误差、解算误差和响应延迟等引起的天她—致性仿真偏差分析探讨,提出了解决方法.应用文中模型和误差解决方法建立的训练系统,分别进行了自主和人控模式下试验,结果表明满足训练设计指标要求,可作为工程实现重要参考.     

航天员舱外活动计算机动态仿真

详细阐述了应用计算多刚体系统动力学仿真航天员舱外活动EVA（Extra Vehicular Activity)的步骤，介绍了多刚体统系动力学的中Kane方法的基本原理，分析了Kane方法应用在EVA仿真中的可行性，介绍了反向运动学和反向动力学的基本概念，选取STS-63飞行中的一次任务，在对其进行适当简化的基础上，建立了航天员7节段6自由度的人体模型，利用Kane方法和反向运动学和反向动力学对模型进行了求解，对结果进行了分析，并得出结论。     

系统仿真在载人航天中的应用

探讨了系统仿真的各个发展阶段在载人航天中的应用,介绍了在航天员能力评估、研究空间运动病、训练及研究用模拟器等方面的应用情况,并提出重视方案论证阶段仿真,强调仿真的集成化和智能化以及拓展仿真应用的几点思考。     

一种研究型民机飞行模拟器设计与实现

飞行模拟器是一个复杂的人-机实时仿真系统,已被广泛用于飞行训练和飞机研制.首先论述了民机飞行模拟器的发展特点,然后介绍了本实验室研制和开发的研究型民机飞行模拟器.采用可扩展结构框架、模块化设计方法.重点研究了飞行管理计算机系统的飞行计划控制、导航计算和信息显示功能,完善了自动飞行控制系统、发动机系统的建模,设计并实现了综合电子显示系统的显示方案.最后,进行了总结.     

面向软件定义航空集群机载网络的更新策略

软件定义网络（software-defined networking，SDN）的出现为突破机载网络在航空集群作战应用背景下存在的性能瓶颈提供了全新的思路。针对航空集群机载网络的更新问题，提出适用于软件定义架构下航空集群机载网络的更新策略——可靠性增强的两阶段提交更新策略（reliability-enhenced two-phase commit，RE-TPC）。首先设计最高可靠性算法以及多路径算法搜索下发指令消息的高可靠路径。然后引入基于ACK（acknowledge）消息的确认机制和ACK消息高效融合传输机制，进一步提升网络更新过程的可靠性和实时性。仿真结果表明，与已有经典网络更新策略相比，所提更新策略能够有效提高更新的可靠性，同时更新持续时间更低、开销更小。     

分布交互仿真中的可靠组播

分布交互仿真的特殊性要求网络通讯能提供具有实时性的可靠组播服务。本文在讨论了国内外关于可靠组播的主要研究成果基础上,提出了一种基于IP的实时可靠组播算法。该算法在保证组播通讯数据的可靠性基础上,重点考虑了实时性。     

高可用性冗余实时集群系统的设计与构建

根据实时集群系统的高可用性和实时性要求,考虑集群系统的网络拓扑结构和网络传输性能对系统实时性能的影响,设计和构建了一个高可用性冗余实时集群系统,对系统的网络拓扑结构设计进行了阐述,估算了网络的数据传输性能,并讨论了系统并行计算的实现和冗余机组调度策略。经实际测试证明,系统具有较高的可用性和实时性,可作为周期性高强度多源浮点信息处理平台。     

用FPGA实现互联的多DSP并行系统结构

为满足实时图像处理要求,在分析了常见DSP并行系统结构基础上,提出了一种基于FPGA互联的DSP并行系统结构。该并行结构通过在FPGA内实现互联网络和特定的数据通信协议,实现三片DSP(TMS320C6713)的有效互联,系统结构可重构、可扩展。对采用该并行结构的原型系统的测试表明,DSP间数据通信既获得了较大的持续带宽又降低了传输延迟,可以满足并行实时处理要求。     

一种面向分布式仿真的网络通信构件

通过对仿真数据划分为控制信息和状态信息，提出了运用RTP/RTCP协议进行仿真数据进行传输。为了提高仿真数据传输与处理的性能，分析和讨论了数据缓冲队列、数据包的组装与校验和网络异常检测等关键问题。结合面向对象的框架技术，运用多线程技术，分别设计和实现出了客户端和服务器端的网络通信构件。通过在某分布式空中交通管制系统仿真平台的实际应用表明，该网络通信构件能够满足分布式仿真的应用需求，并且还具备了可重用性、可扩展性和易用性等特点。     

水下跳频通信系统的建模与仿真

水声信道是较为复杂的数据通信信道,为了满足水下安全可靠通信和组网的要求,提出了一种基于跳频技术的水下通信系统方案,建立了系统仿真模型和多径Rayleigh衰落水声信道模型。方案中采用了FH/MFSK调制技术,自适应跳频序列控制,信道纠错编码分别采用RS,卷积码,接收机采用空间分集,跳频序列控制的可控滤波器组以及基于周期图谱分析解码,并通过仿真研究比较了这些技术在水下多径信道中对系统性能的影响。结果表明采用该模型的通信系统水下跳频系统的具有很强稳健性,可以在低信噪比下具有良好的误码率性能。     

Algorithmof communication network reliability combining links,nodes and capacity

1 .INTRODUCTIONWhen communication networkis studied macroscopi-cally,exchange nodes ,links and transmission capaci-ty are the most i mportant parameters .If all these pa-rameters are consideredtogether ,the performancein-dex of communication network can be objectivelyshown.In Refs .[1 ,2] the reliabilityindex of a com-munication network whichintegrates the capacity andthe connection reliability of the links is defined.InRef .[1] ,the reliabilityindexis defined as the trans-mission probab…     

Network robustness depth and topology management of networked dynamic systems

Networked control systems are subject to adversary conditions that affect their network topologies. To ensure reliable system operations, network topologies need to be characterized and managed for their impact on the overall system performance. This paper introduces the concept of network robustness depth for this pursuit. Discrete event systems are used as a foundation to model dynamic behavior of network topologies, support their analysis, and carry out their management. Stochastic analysis relates the link reliability probabilities to a probabilistic characterization of network robustness depth. Several topology management strategies are discussed, including passive methods, random strategies, and optimization methodologies. Their respective benefits and limitations are quantified. By using platoon control as a platform of hybrid (continuous and discrete event) systems and packet erasure channels as a communication protocol, the results are demonstrated with case studies.     

节点攻击策略下的军事通信网络结构优化算法

合理的军事通信网络结构能够充分利用信息优势达到制胜的目的, 因此优化军事通信网络结构至关重要。首先, 基于复杂网络理论并结合军事通信网络的拓扑结构特征建立了相应的网络结构模型, 将侦查探测、火力打击和指挥控制实体抽象为节点, 实体间复杂的连接关系抽象为边。在此基础上, 以提升网络鲁棒性为目标, 提出了一种基于进化思想的优化算法并对节点攻击策略下的军事通信网络结构进行优化研究, 对比分析了不同优化算法下网络结构模型对鲁棒性的影响规律。仿真结果验证了网络模型和进化优化算法的有效性, 对于深入研究军事通信网络建模和结构优化问题具有一定的借鉴意义。     

基于广义连续时间贝叶斯网络的指挥控制网络系统可靠性分析

指挥控制网络作为典型的复杂网络系统，其可靠性通常可以利用动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)来分析。由于DBN并不能很好地解决包含时间和非时间事件的指挥控制网络系统可靠性问题，因此提出一种具有二态条件概率表的广义连续时间贝叶斯网络(generalized continuous time Bayesian network, GCTBN)的建模方法。在此模型的基础上，得到了不同逻辑门的可靠度算法求解，进而针对指挥控制网络系统提出了无线电传播、通信设备以及网络的可靠性分析方法，从而综合地考虑到指挥控制网络执行不同任务的可靠性问题。通过对指挥控制网络可靠性问题的实际案例分析，验证了所提方法的有效性。