基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型

针对传统森林火灾蔓延模型的计算复杂度高、仿真精度低等缺点,提出一种基于群体智能的森林火灾蔓延仿真模型。在模型中通过建立可燃物因素影响因子矩阵和地貌因素影响因子矩阵,并结合实时检测的气象信息,降低计算复杂度;将森林火灾的蔓延行为抽象为每一个模块火点的集群行为,考虑模块之间的关联性,提高森林火灾蔓延仿真模型精度。将模型与王正非模型和二维元胞自动机模型进行对比实验,结果表明模型具有较高精度,能够更加准确地仿真出森林火灾蔓延趋势。     

森林火灾中使用细水雾进行灭火仿真方法研究

森林火灾作为一种极具危害性的自然灾害,其发生和蔓延过程通常受到气候、地形、植被、可燃物等多种复杂因素的影响,导致很难准确地对森林火灾的蔓延与灭火过程进行仿真。对森林火灾的蔓延和细水雾灭火过程进行物理建模,蔓延模型采用树形模块结构来模拟树木燃烧的热解反应,并考虑了温度、风场、质量损失率等因素对树木燃烧蔓延的影响。在使用细水雾进行灭火仿真实验时,重点关注细水雾穿透火焰区域形成水膜以及水分蒸发导致的灭火作用,从而阻止森林火灾的蔓延,成功实现了交互灭火的仿真平台,可以让用户沉浸式地体验森林火灾的蔓延过程,并通过水枪、消防车和无人机进行细水雾灭火仿真实验。该研究成果对消防仿真领域方面的应用具有重要意义。     

基于能量随机分布的特大森林火灾SOC模型

在分析森林火灾事件的特征、事件演变规律的基础上,提出了一种基于能量随机分布的特大森林火灾SOC(Self-Organized Criticality,简称SOC)模型,较好地模拟了特大森林火灾的演化过程,与实际的特大森林火灾爆发过程也比较吻合,并基于此构建了情景推演和小规模能量释放模型,最后运用多智能体仿真技术,以2009年澳大利亚森林火灾为原型进行模拟,结果很好地再现了特大森林火灾的演化过程,以及显示了灭火效率、小规模能量释放的方式对火灾的控制作用。     

一种基于推荐证据理论的仿真网格信任模型

在仿真网格环境中,信任机制是解决网格服务安全问题的一种有效方法.参考社会学的人际关系信任模型,建立了仿真网格节点信任推荐机制,并利用推荐证据推理理论,提出了将推荐证据组合为间接信任的一种线形时间递归算法.将直接信任和间接信任组合为综合信任,从而构建了一个计算仿真网格节点信任度的信任模型,并分析了模型中的几个关键问题.仿真试验和结果分析表明,提出的信任模型具有合理性、有效性及工程可行性.     

基于OSG引擎的森林火势蔓延仿真系统关键技术研究

针对森林火势蔓延趋势的仿真推演需求,以及森林消防队伍的行动路线选择和实时路径生成的需要,提出了一种融合数字高程信息(digital elevation model,DEM)的扩展晶格模型,将地形的植被、受灾属性与地理高程信息进行结合,通过实时运算得到结果数据并转换为可渲染的资源形式,利用OSG三维渲染引擎将其呈现到最终用户层面。借助这一数据结构以及对应的关键算法技术的研究实现,完成了一套较为完整的森林火势蔓延趋势仿真和灭火演练系统。该系统具有灵活性高,仿真效率和效果较好,支持各种并行计算方法的特点,可以在相关行业和系统中广泛推广和使用。     

基于元胞自动机的地下矿火灾蔓延仿真方法

提出了基于元胞自动机模型的地下矿火灾发生时火灾在巷道网络系统中蔓延的可视化仿真方法。在该方法中,用元胞自动机模型描述地下矿巷道网络系统,用元胞来描述火焰蔓延能量单元,该单元用火焰温度、蔓延速度、烟雾浓度和有毒气体浓度等状态参数来描述。在仿真过程中,可以获得大量关于火灾蔓延、灾害动态、灾害严重程度及其可行的调控方法。该方法将时间、空间和系统行为有机地结合起来,在形象、直观、真实的条件下完成火灾在巷道系统中蔓延的仿真。     

基于免疫危险理论的非常规突发事件风险识别双信号方法

非常规突发事件的风险识别是应急管理亟待解决的难题.综合运用免疫危险理论与计算实验技术,构建了突发事件风险识别的抗体浓度和亲合度的双危险信号模型以及基于相似性交叉与多样性变异的免疫遗传识别算法模型,将非常规突发事件风险识别转化为多峰函数优化问题,运用所提出的算法,发掘非常规突发事件的演化规律,发现最佳应对时机.通过森林火灾算例分析,演示了基于免疫危险理论的非常规突发事件风险识别方法在应急管理中的应用,验证了模型的科学性和可行性.     

最优分布变换与微弱点状动目标检测技术

研究了微弱点状动目标序列图像观测模型、目标检测模型和最优分布以及最优分布变换。提出了一种基于准优分布变换的微弱点状动目标检测技术。经过变换 ,未知统计分布变为准高斯分布 ,提高了信噪比 ,改造了分布形状 ,获得了有利分布。并将时空三维搜索简化为沿时间轴投影与二维空域搜索 ,实现了一种快速算法。PC仿真结果与国内外相应文献比较 ,在信噪比、检测概率与虚警概率方面具有更好的性能 ,且算法的实时性好。给出了该算法性能的理论分析和实验仿真结果     

数据分发管理中变尺度动态网格法的应用研究

为了解决基于HLA的分布交互仿真中数据分发管理的现存算法数据过滤率低、仿真时间长而影响仿真结果和应用的问题.在对过去各种数据分发管理算法的深入分析基础上,提出了数据分发管理的变尺度动态网格算法.分析了网格单元尺寸与更新时间、数据过滤率、接收时间及排队时间的关系,并对该算法进行了理论证明和公式推导.通过将采用该算法的数据分发管理仿真系统与采用静态网格法的数据分发管理仿真系统及采用线性规划法三种方法对一简化的化工系统进行产品优化及能力均衡的对比研究,证明该算法有效的提高了数据过滤率、缩短了仿真时间、改善了仿真效果,验证了其有效性和实用性.     

网格任务调度的有向超图划分算法

网格计算是当前一个活跃的研究领域,其中任务调度是一个重要部分.根据网格环境下任务调度及传统DAG图的特点,吸取有向超图的优点,将有向超图理论融合任务调度特征,建立了基于划分的网格任务调度有向超图模型,并在此基础上通过对网格有向超图的划分实现任务对网格资源的映射与调度,提出了一种基于有向超图划分的网格任务调度算法HPGTS.模拟仿真实验结果证明了该模型及其算法的有效性和优越性.     

森林灭火水源选址的建模与仿真

森林火灾发生时,有效的水源地对消防员灭火有着良好的辅助作用。以攸县黄丰桥国有林场为例,提出一种基于元胞自动机动态生成加权Voronoi图的重心模型和交替定位分配算法局部优化的森林灭火水源选址规划方案。为减小水源覆盖高火险区域比例不达标的影响,建立加权Voronoi图的重心模型。为保证各Voronoi区域有充足的可用水资源,确保选址密度的合理性,采用交替定位分配算法对上述模型进行局部优化。仿真结果表明,所提方法能显著提高森林灭火工作效率。     

城市地铁火灾专用消防车空间配置优化研究

城市地铁发生火灾极易造成重大的人员财产损失,配置地铁专用消防车具有迫切需求.为此,面向城市地铁发生火灾时调度消防车救援的过程,基于排队论、条件概率定理及随机过程构造了求解消防车工作强度的简化方程组及其求解算法,从而将以往的未知数个数从2~N个(N为消防车辆总数)简化为N个.在此基础上,以地铁消防车的响应时间最小化为目标,提出了城市地铁消防车空间配置优化模型及基于遗传算法的模型求解算法.利用某市地铁网络进行了上述模型及其求解算法的案例验证.结果表明,地铁消防车工作强度简化求解方法不仅克服了以往消防车数量较多时(大于15辆)计算机内存储器溢出而无法求解的困难,极大地缩短了求解时间,而且其求解误差随着消防车辆总数增加而缩小;在不增加消防车配置总数的情况下,城市地铁消防车空间配置优化模型能降低消防车的跨区消防出警率,显著降低地铁消防车的响应时间.     

基于SWEEP方法的改进车辆路径协作策略研究

针对需求随机的车辆路径优化问题,提出了一种基于SWEEP方法的改进车辆路径协作策略,构造了基于该策略的车辆任务量分配模型、设计了求解该模型的启发式算法。该策略采用SWEEP规则对基本车未完成任务的客户重新进行路径优化,然后利用SWEEP车服务这些客户,以缩短客户的服务时间、减少运输成本。应用此方法对24个不同规模的车辆路径优化问题进行了计算机仿真,结果表明,该任务分配模型和算法具有较强的适用性,改进的SWEEP协作策略能够有效地解决解随机车辆路径问题。     

基于正交特性的短码直扩信号伪码序列盲估计

在短码直扩信号伪码序列的估计中,当使用特征值分解(eigenvalue decomposition,EVD)算法、奇异值分解(singular value decomposition,SVD)算法和压缩投影逼近子空间跟踪(projection approximation subspace tracking with deflation,PASTd)算法来估计伪码序列时,存在着当最大特征值和次大特征值相近时最大特征向量会受到干扰,进而影响伪码序列估计的问题。针对此问题,提出了一种基于正交特性的伪码序列估计算法。在已知码片速率和伪码周期的前提下,该算法首先把接收信号划分成长度为两倍码元宽度、数据重叠50%的数据段,然后用SVD估计出最大特征向量和次大特征向量,由于最大特征向量和次大特征向量是相互正交的,可以利用两者的正交特性来估计扩频序列。该算法不但能在信号失步时间未知的情况下估计伪码序列,而且仿真结果表明该算法具有稳定性高,需要的数据量少和能在低信噪比下有较好的估计性能等优点。     

室内火灾过程的计算机模拟

针对典型的建筑单室结构及火灾荷载,通过对火灾过程多变量的分析,建立了可燃性固体水平表面火焰蔓延的三维动态数学模型。通过实验和计算数据的对比分析,对数学模型进行了验证。实现了对室内火灾发展过程的三维场模拟研究。     

基于拍卖算法的多机协同火力分配

为解决超视距协同空战中的多机协同火力分配问题,首先建立了空战威胁估计和空战优势估计模型,构建了多机协同火力分配的数学模型。其次基于多智能体拍卖算法,提出了一种分布式的多机协同火力分配方法,该方法同时考虑了火力分配的效益和代价,能在较短的时间内给出较为合理的协同火力分配方案,具有计算量小、通信量低、动态性以及实时性好等特点,可应用于解决多机协同火力分配中的资源分配、冲突消解等协作问题。最后,通过仿真实验证明了该方法的合理性和有效性。     

基于循环映射算法的并行组合扩频通信

并行组合扩频通信比普通的直扩通信和软扩频通信具有更高的信息传输效率。在接收过程中,如果选出的r个最大扩频序列中有一个序列出错,就会造成大量误码。现有的数据序列映射算法都没有判断和纠错序列出错的能力。提出了基于循环映射的新数据序列映射算法,通过对选取扩频序列增加强约束关系,使新数据序列映射算法具有判断和纠正一个序列出错的能力,大大降低系统误码率。理论分析和仿真结果表明,在同等信噪比下,循环映射数据序列映射算法能使误码率降低2个量级等级,大大提高并行组合扩频通信的可靠性。     

基于HLA的森林灭火仿真系统的研究

针对虚拟森林灭火仿真需要支持多种不同要素可同时参与灭火仿真的功能需求，提出了一种基于HLA的可扩展的分布式森林灭火仿真体系结构，基于这种结构，仿真用户可以通过目标系统重组的方式构建具体的联邦应用系统，并就系统设计、开发过程中的关奠技术，如FOM／SOM设计、联邦成员框架结构设计，仿真运行机制，时间策略设王等分别作了深入研究，在此基础上完成了森林灭火仿真原型系统的设计与开发。     

Research on a novel restoration algorithm of turbulence-degraded images with alternant iterations

1.INTRODUCTIONI maging through the at mospheric turbulence hasprogressed significantlyinthelast decades,in bothvisible andIRspectral ranges,but the at mosphericturbulence li mits the quality of i maging.In parti-cular,the resolution of i magesin optical systemsisusually determined by at mospheric turbulence.Since it is in practice difficult to determine the dis-tortion caused by the at mospheric turbulence,it isa problemof blind deconvolution,i.e.,the exactnature of pointspread function i…