陆军分布式作战仿真对抗系统战场观察器开发

战场观察器是作战仿真对抗系统中不可或缺的一部分,它可以提供给仿真演练指挥人员有关演练的概况信息,协助完成战术地形、天候情况、兵力配置等战场条件的设置,提供一个集中研讨环境等等。论述了国家863课题“多兵种武器平台及分布虚拟战术综合演练场”的子课题“陆军分布式作战仿真对抗系统”中战场观察器的设计和实现,并对图标形变修正、多视口、鼠标拾取、爆炸效果仿真等关键技术进行了阐述。     

虚拟战场环境中典型碰撞问题研究

碰撞、碰撞检测及碰撞响应是虚拟战场环境中非常关键的技术，直接关系到最终仿真的效果。文中根据虚拟战场的特点，对碰撞响应技术进行了研究，深入分析了虚拟战场中常见的几类碰撞问题，重点对虚拟战场环境中导弹对目标或大地的碰撞检测及响应、运动目标与地形的碰撞检测及响应（地形匹配）以及视线的碰撞检测及应用等三个方面的问题进行讨论，并建立了一套科学实用的仿真模型，为解决军事仿真中的碰撞问题提供理论依据。     

基于粒子系统的战场环境特效仿真

基于粒子系统的特效仿真是虚拟战场环境可视化仿真中的一个重要环节。文章首先阐述了粒子系统的原理,然后根据粒子系统原理为虚拟战场环境中爆炸、火焰、云彩、烟雾、尾迹、雨雪等不规则景物建立了粒子系统模型,最后文章还分析了基于粒子系统的特效仿真中的动态链表、三角函数链表、实时性等关键技术。战场环境特效仿真为分布式虚拟战场环境提高了逼真度。     

虚拟海洋环境中潜艇六自由度运动的视景仿真

利用虚拟现实技术对潜艇的六自由度模型进行视景仿真,可以实时的对潜艇运动模型的运动效果进行修正,对于潜艇航行训练模拟器的研究及虚拟海战场的实现具有重大的意义。对潜艇的运动模型进行了合理的简化,确立了设计模型,然后利用多边形建模软件Creator及视景驱动软件Vega建立虚拟海洋地理环境及潜艇的几何模型,并在API应用程序中对潜艇的六自由度运动进行实时控制。设计结果表明本仿真系统很好的模拟了潜艇的运动情况,在开展实艇的虚拟训练、应急操纵等方面有广阔的应用前景。     

虚拟战场环境中对抗仿真的可信度分析

针对目前虚拟战场环境中作战仿真系统的可信度问题进行了理论探讨。在介绍虚拟战场环境中对抗仿真系统的体系结构基础上,突出解决了如何保证作战仿真系统在开发过程中的质量管理以及如何对现有的作战仿真系统进行评估两个前沿问题。着重剖析了概念模型、总体设计、详细设计中所应该进行的校验和验证工作,最后给出了一般作战仿真系统可信度评估的体系结构。     

基于真实地形数据的虚拟直升机低空飞行仿真

直升机的作战环境和运用特点要求直升机主要在低空或超低空飞行,因此在直升机飞行仿真中必须考虑地形因素的影响。本文研究虚拟战场环境中计算机生成直升机的自治运动仿真,实现了用于虚拟直升机低空飞行仿真的地形数据处理、路径规划、路径跟踪、实时避障以及与动力学模型的集成。     

人体运动的形象化建模与仿真

人体运动的仿真在分布虚拟战场环境仿真，灾难救援训练，交互式防暴演习等领域有重要的应用。人体是由200多个关节组成的复杂形体，本文采用层次化，关节化的建模方式对人体进行建模，从实用角度，通过运动学方法得到各关节旋转角，根据研究对象的特点，采用基于多摄象机跟踪固定在人体上的标记点的光学测量方法，在此基础上实现人体空间测量数据到关节运动角度的转换，驱动三维高逼真度人体仿真模型，并应用于战场环境士兵仿真以及救援操作作业人员的仿真应用，取得良好的仿真效果。     

基于攻防对抗仿真的虚拟战场技术研究

介绍了虚拟战场攻防对抗仿真概念的内涵和体系，以及国内外发展现状；主要提出了在虚拟战场下以复杂环境中多传感器多源数据仿真采集平台、基于移动Agent海量数据融合与协同决策智能仿真平台、面向三维实空间仿真的大型虚拟战场攻防对抗分布式显示平台为主的研究内容，同时讨论了关键技术和技术难题；最后概述了虚拟战场攻防对抗的仿真技术的发展趋势。     

虚拟作战系统中场景生成与显示关键技术研究与实现

三维场景生成与显示是虚拟作战系统中的重要组成部分。在一个演示虚拟战场同时观众参与战斗的系统中，设计开发了基于微机的分布式虚拟作战系统，建立一个具有宽视场和大范围动态变化的虚拟战场环境，可逼真地实现人机交互的作战过程。系统研究开发过程中解决了若干技术问题：如画面拼接技术，画面同步技术，视点规划技术，负载平衡，仿真实体时空一致性等。     

地球云场景的模拟仿真

为了研究全球的大气运动情况,需要不断观察地球云层的分布状态和运动趋势。运用计算机技术建立了基于八面体剖分法构造的球面网格模型;以全球高程数据为基础进行了三维地球的模拟;利用改进的分形几何算法生成了逼真的静态与动态云图;通过球面纹理映射实现了云场景在球面上的融合;最终给出了逼真的全球云场景的模拟。仿真模拟算法在虚拟战场环境模拟和全球气象环境再现等软件中进行了应用,模拟仿真效果满足了系统的需要。     

取水监测数据的奇异值识别与修正策略

提高水资源监测数据的真实性与完备性是国家水资源监控能力建设的重要内容.本文基于当前国家水资源监控数据的实际统计状况,提出采用小波变换模极大值的方法实现对取用水监测数据的降噪和奇异值的挖掘,并将辨识出的奇异值进行剔除处理后的监测数据序列作为粒子群-最小二乘支持向量机模型的训练样本,进而根据拟合函数对奇异值进行修正的策略.通过对重点取用水户的取用水监测数据进行实证研究结果发现,利用小波变换模极大值可较大限度地保留取用水监测数据的原始信息,并实现对其中变动幅度偏大数据的分离,可有效降噪并观测取用水监测数据的内在变化规律;同时借助相对误差可进一步挖掘监测数据中存在的奇异值,且辨识效果要好于传统统计方法;而粒子群-最小二乘支持向量机模型对取用水监测数据的样本拟合要比普通最小二乘支持向量机、曲线拟合等方法更为有效,运用该方法修正的取用水监测数据奇异值更加符合实际取用水需求的特点.     

城市水资源有效供给的鲁棒控制

鉴于城市水需求管理的重要性，针对城市水需求具有增长性和周期性及难以准确预测的特点，建立城市水有效供给的连续时间控制系统模型。在预测城市水需求的基础上，通过合理控制城市水供给的投资，使城市水供给能满足城市水需求。从保持高效率供应的角度出发，城市的剩余供水能力也应有周期性。由于城市水管理系统参数估计值可能具有不确定性和时变性，为使此情形下仍能有效满足城市水需求，对系统实施了鲁棒控制，使在城市水有效供给的基础上，城市的剩余供水能力逐渐准确逼近给定目标值。     

基于预测控制的电厂取水口物模实验的仿真研究

针对广东沙角发电总厂A厂取水口泥沙淤积积情况比较严重，曾发生了两次取水口塞堵事件，造成了电厂不能正常运行的严重后果，利用大型实验水槽系统对A厂的取水口泥沙淤积和冷取水进行了物理模拟实验的仿真研究。为了模拟水流的涨落潮变化过程，本实验将模型规划为双向进向水的形式，在上下游同时进行流量控制和水位控制，本文利用一种新的潮控方法，并对潮流的控制采用双变量广义预测隐式自校正控制算法，在长达6天6夜的连续运行情况下，表明该方法使用可靠，精度高，而且重复性极佳。     

基于发展模式驱动的水安全调控模型研究

近年来人类活动引发的水危机受到社会各界的关注,如何找到解决水安全问题的有效手段成为新的研究热点.运用系统动力学理论建立了社会水循环系统动力学模型,模拟水资源在区域社会系统和水系统之间的转化和消耗过程;从提高水安全保障能力角度,设计了节水农业型、环保工业型和服务业驱动型三种发展模式,并研制了基于发展模式驱动的水安全调控模型;在对区域水安全状态关键指标模拟的基础上,评价在不同发展模式情景下的水安全度,对比给出推荐的调控方案.通过在郑州市的应用发现,设计的七种调控方案均能不同程度地提高水安全度,但采用复合模式方案的水安全度明显高于采用单一模式方案,综合考虑三种模式的方案7是最理想的推荐方案.     

船舶压载水系统仿真建模与控制的研究与实现

以某油轮为母型船，建立了整个船舶压载水系统的仿真数学模型，并利用MINIS通用仿真平台与Intouch工控组态软件，开发了船舶压载水系统动态仿真与监控程序，基于全PC平台实现了船舶进、出港和货油装、卸过程中压载水系统的动态仿真与监控调节。     

基于SD模型的水生态承载力模拟优化与例证

提出了系统动力学和投影寻踪法的水生态承载力模拟和优选方法,以常州市为例进行实证研究. 采用情景分析法,从节水和污染控制方面,设计了零方案,节水方案,污染控制低方案,污染控制中方案和污染控制高方案等5个情景方案. 通过Vensim DSS软件建立SD （system dynamics）模型和模拟仿真平台,模拟了2020年常州市水生态承载力,得到5种情景方案的模拟结果. 采用遗传投影寻踪法,对5种情景方案进行优选,推荐方案为污染控制高方案,在该方案下,2020年常州市可承载的人口数量为481万人,GDP总量可达到6094亿元,相应的水资源开发利用率为48.8%,最大水环境容量利用率为100%,要达到以上水生态承载力目标,必须提高水资源利用效率,降低重点污染行业增长速度,增加污水治理投资金额,提高污水处理率等. 研究结果为评估水生态承载力提供了理论依据,为研究区水生态环境保护和经济社会发展提供了决策参考.     

Water Resources Operation and Management Model and Its Simulation Process Research

1　 Status Quantity of Water Resources in Xi′an RegionIn Xi′an,the average annual rainfall is774 .2 mm and the annual total precipitation is7.72 9× 1 0 9m3.Those are 4 2 7.9mm and 4 .2 72× 1 0 9m3in 1 995,which is one of the mostarid years with 4 4 % less than the average annual precipitation.The total annual surfacerunoff is2 .2 81 2× 1 0 9m3/ yr,which includes2 .0 93 8× 1 0 9m3from the Wei River and6.1×1 0 6m3from the South Luo Rivers in the Yellow River Catchment,65.1 8× 1 0 6…     

岔巴沟流域分布式产流产沙的计算机模拟

建立了基于场次洪水的分布式流域产流产沙模型,该模型能够模拟出流域在不同土地利用类型下的径流和产输沙的时空过程,模型能反映下垫面因子空间分布不均和人类活动对流域产流产沙的影响,进而为流域内水土保持措施配置提供技术支撑和科学依据.经岔巴沟流域实测资料验证,计算值与实测值符合良好,基本反映了流域产汇流及侵蚀产输沙的物理过程.     

基于制度变量的流域排污权交易系统模型

根据交易比率系统(TRS)模型,引入污水处理厂和基于排污总量控制的区域负荷标准2个制度变量,建立了新的成本有效流域排污权交易系统模型,并进行了仿真.结果表明,新模型使排污交易系统总削污成本明显小于TRS模型总削污成本,而且,随着区域负荷标准的下降,每个排污源的削污量逐渐增加,委托污水处理厂的处理量逐渐上升,排污权的交易量逐渐减少,流域总的排污量逐渐下降.     

基于log2logistic 概率分布的近海水质组合预测方法研究

通过多种预测方法的综合运用,提出一种依据环境监测数据的近海水质组合预测方法,力求在降低计算难度的同时,提高预测精度.首先,依据入海水体的情况,采用BP神经网络法对近海水质进行因果型预测,预测平均误差为26.46%;其次,采用傅立叶8次级数对近海水质历史数据进行拟合,并将其延伸对近海水质进行类比型预测,平均误差为38.33%;最后,确定近海水质数据符合log-logistic的概率密度函数,提出将上述两种预测结果的概率密度作为其组合权重的近海水质组合预测方法,平均误差降低为21.20%.应用表明,该组合预测方法避免了机理性研究对众多基础数据的要求,原理简单、实用性强,能够为环境管理提供决策支持.