战场军事物流系统仿真及评估环境研究

对信息化战争条件下的战役级军事物流系统进行了模型研究,将HLA/RTI仿真标准应用于战场军事物流系统仿真及评估环境的研究,给出了仿真系统的体系结构,开发了仿真系统中的对象类、交互类以及联邦成员,设计了联邦运行的整个流程.该研究对于分析军事物流系统,辅助保障方案决策有重要的理论和实践意义.     

ExtendSim模型与数据驱动的指控流程建模与分析

联合作战背景下的指控流程(command and control process, CCP)涉及同层级内不同指控单元之间的横向信息交互与不同层级间的纵向信息交互。针对这种复杂化与多元化指控流程,研究了如何利用ExtendSim仿真工具对指控流程进行模型构建、验证、评估与优化。首先,通过对指控流程特点进行分析,抽取通用的要素类型,包括实体和关系要素,并映射到ExtendSim关键模块;其次,构建“指控流程要素-ExtendSim模块”的转换规则,提出构建ExtendSim指控流程模型的方法步骤;然后,研究基于ExtendSim的指控流程可行性验证方法(行为一致性、可执行性、合理性验证),提出了基于ExtendSim的指控流程评估指标(任务平均耗时、任务平均等待时间与任务最大处理容量),并研究了基于ExtendSim的指控流程优化方法;最后,通过一个通用反导指控流程案例,验证了所提建模与分析方法的可行性与有效性,可以为指控流程的建模与分析提供支撑和参考。     

作战指挥机构的建模与仿真研究

分析了信息技术带给作战指挥的机遇与挑战：信息技术为大大提高指挥效能创造了客观前提，但是使这种有利条件变为现实还需要有创新的作战指挥理论来支持。在借鉴企业信息化过程中所走的弯路，以及通过建立工作流的模型辅助领域专家进行企业工作流程重组得到了成功经验的基础上，提出在当前大力进行指挥自动化建设的同时，势必要变革作战指挥机构组织方式、工作流程、信息流程，建模与仿真方法是这一过程中不可缺少的一个环节。说明了两种仿真系统（人在环仿真系统与无人在环仿真系统）的构造思路，并着重分析了无人在环仿真系统建模的关键要素：组织结构、工作流程、信息流程、指挥手段、指挥者行为等，说明了各个要素的建模重点以及建模方法等。     

云边端架构的装备精确维修平行仿真系统

针对装备精确维修需求,在前期装备平行仿真相关研究成果基础上,优化完善了装备剩余寿命预测平行仿真算法,提出并设计了“云–边–端”架构的装备精确维修平行仿真系统。该系统在装备现场采集装备状态数据,边缘设备进行预处理,进而在云端由与实装平行运行的仿真模型,动态预测装备剩余寿命,并将预测结果应用于装备维修方案的制定与推演,为装备精确维修提供支撑。     

辅助自动化立体仓库设计的可视化物流仿真

探讨了基于虚拟现实的自动化立体仓库可视化仿真辅助设计问题。建立了辅助自动化立体仓库设计的可视化仿真的模型，重点论述了辅助自动化立体仓库设计的可视化仿真的设计过程，具体包括辅助自动化立体仓库的设计流程，仿真模型中实体、属性、事件与策略等四要素的建立以厦仿真时钟推进机制的设计．最后以某公司自动化立体仓库设计方案为例，使用谊仿真辅助设计对方案进行优化调整，并从实际结果中得到了有效性的验证。     

面向复杂电磁环境的体系作战仿真平台设计

战争模拟可划分为战略、战役、战术和技术4个层级。国内外现有战役战术级体系作战仿真平台无法驱动技术层电磁设备专用模型，导致其战场复杂电磁环境仿真逼真度受限。借鉴柔性分析建模与训练平台(flexible analysis modeling and exercise system,FLAMES)系统模型体系架构，基于离散事件仿真系统(a discrete event system simulator,ADEVS)引擎模拟库，设计开发了一套融合战役、战术和技术3个层级，支持系统、实体和组件三级独立仿真步长设置且动态可调的柔性作战仿真平台柔性作战仿真平台(flexible operation simulation,FOSim)。通过驱动技术层专用模型，该平台可将更细粒度电磁设备模型纳入体系作战仿真回路，从而在大规模的战役战术级体系作战仿真中实现高逼真度的复杂电磁环境生成和电磁环境影响效应模拟。     

仿真输出分析中置信区间的Bootstrap估计方法

介绍了一种非参数统计分析方法，并将此方法应用于仿真输出分析，从而解决了传统方法的局限性。建立了感兴趣的性能测度的Ｂｏｏｔｓｔｒａｐ置信区间估计的步骤，并通过仿真实验进行了验证。Ｍ／Ｍ／１排队系统的仿真实验结果表明，这种方法能给出合理的点估计和有效的置信区间，而且仿真精度较传统方法有明显提高。     

基于Agent的经济社会系统建模与仿真研究

讨论基于Agent的人工社会建模方法学流程,然后采用基于Agent的建模与仿真方法对产业集群这种具体的经济社会系统进行建模,并给出产业集群中企业生产营销行为的仿真描述,最终建立的计算机仿真模型可以帮助分析影响产业集群发展的多个因素.建立这个仿真模型的过程是探索将ABMS方法应用于具体经济社会系统建模的新尝试.     

面向对象系统仿真方法及其应用

面向对象仿真方法是将面向对象技术应用于仿真领域而形成的一种不同于传统仿真技术的方法，是当前仿真技术发展的一个重要方面，在各个领域得到了广泛的应用。本丈将介绍一种基于OODB的面向对象建模仿真方法在实验室分布式控制系统(DCS)中的应用，即用一台计算机与实验室DCS系统相连，共同完成各种工业控制系统的实时仿真任务。其中，计算机作为被控对象仿真平台，DCS系统作为控制平台，二者通过信号转换卡相连。     

混沌系统基于T-S模糊模型的控制方法

将模糊控制技术应用于混沌控制中，可以克服反馈线性化等传统方法对参数完全精确已知的限制；用T-S模糊系统来逼近非线性系统，它的IF-THEN规则后件由线性状态空间子系统构成，进而可以应用模糊系统的控制理论求得模糊控制器，用此非线性控制器来控制非线性系统，以求良好的控制效果；模糊规则后件部分以局部线性方程形式给出的T-S模糊模型可以通过调整相关参数很好地逼近混沌系统，基于该模型采用平行分散补偿技术设计出具有相同规则数目的模糊控制器，控制器所有参数可以通过求解一组线性矩阵不等式一次性得到。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于模糊层次分析的MIMO/SA多天线系统算法性能评估方法

多输入多输出（multiple input and multiple output, MIMO）和智能天线（smart antenna, SA）是第四代移动通信系统的关键技术,其结合的MIMO/SA多天线系统所采用算法的不同,直接影响系统性能,准确评估MIMO/SA多天线系统的算法性能,对于实际应用十分重要。结合波达方向估计算法、空时编译码算法、波束成形算法的算法性能指标,应用模糊层次分析法建立了层次结构模型,确定了各算法性能指标的权重和隶属度,得到了MIMO/SA多天线不同实现方案中不同算法的模糊综合评估方法,进行了仿真验证。仿真结果表明,评价方法能在不同的MIMO/SA多天线实现方案中选择出优化方案,对MIMO/SA多天线系统的方案设计与算法实现有较好的参考价值。     

多段式自动泊车最优路径规划与仿真分析

针对狭小平行泊车位的路径规划和泊车轨迹曲率不连续等问题,同时考虑避撞约束,提出了一种最优化多段式泊车路径规划方法.建立了车辆方向盘转速恒定时的车辆后轴中心运动轨迹方程;其次为保证车辆安全停车,建立了避障约束函数;设置泊车路径后轴中心为控制点,以泊车空间最小、最终泊车姿态角最小等泊车指标求取路径最优解.通过Simulin...     

有数据包丢失的网络控制系统H∞状态反馈控制

研究了有数据包丢失的网络控制系统H∞状态反馈控制问题。考虑网络控制系统中存在数据包丢失的情况,丢包过程建模为有限状态的马尔可夫过程。在此模型的基础上,利用马尔可夫跳变线性系统的理论和线性矩阵不等式方法,给出了保持系统均方稳定且满足H∞性能的控制器存在的充分条件,并给出了相应的控制器设计方法。最后数例仿真结果表明了控制器设计方法的有效性。     

Markov控制过程基于性能势仿真的并行优化

Markov控制过程是研究随机离散事件动态系统性能优化问题的一个重要模型，并在许多实际工程问题中有着广泛的应用。在Markov性能势理论的基础上，我们讨论了一类连续时间Markov控制过程在紧致行动集上的性能优化仿真问题。由于实际系统的状态空间往往非常巨大，通常的串行仿真算法，可能耗时过长，也可能由于硬件限制而无法实现，故我们提出了一种基于性能势的并行仿真优化算法，来寻找系统的最优平稳策略。一个仿真实例表明该算法有较好的运行效率。该算法可应用于大规模实际系统的性能优化。     

国产船舶水动力数值软件在工业云平台的实现

研制适应于高性能数值软件部署和用户使用便捷的云平台,对于软件的研发和应用具有重要的工程意义。基于Web工业云平台的高性能计算资源,对国产船舶水动力学数值软件进行大规模高性能测试工作。通过选取典型的带球鼻艏的集装箱船KCS(kriso container ship)计算模型,采用该软件并行求解器模拟实际船型的航行兴波问题,达到与实际船体附近波形基本一致。国产船舶水动力学数值软件在工业云平台上的典型应用场景的成功测试,为研究船舶航行兴波问题提供了有力的自主可控国产工程仿真工具。     

基于BSO-ELM的涡轴发动机加速过程性能参数预测

建立精度和实时性均满足要求的航空发动机性能参数预测模型是实现发动机性能优化和实时监控的基础。极限学习机(extreme learning machine, ELM)对复杂的非线性航空发动机系统具有良好的适应性, 本文提出了利用头脑风暴优化算法(brain storm optimization, BSO)优化ELM的网络参数以提高其性能。并提出以发动机的台架试车加速过程数据为训练和验证样本, 利用BSO-ELM算法回归辨识得到涡轴发动机加速过程性能参数预测模型。结果表明预测参数燃气发生器转速n_g、燃气发生器出口温度T₄和增压比π_c的两项精度指标均优于BSO算法优化的反向传播神经网络和粒子群优化算法优化的ELM方法得到的预测模型, 表明了BSO-ELM预测模型的可行性与优越性; 在相同仿真环境下, BSO-ELM算法可大幅提高计算效率使预测模型的实时性更优。     

DSFT的建立及故障概率空间分布的确定

为利用工矿企业生产过程中已有的长期监测得到的元件故障数据,提出适合于处理这些数据的离散型空间故障树(DSFT).在DSFT基础上提出了确定元件故障概率空间分布的方法,即因素投影拟合法和基于神经网络(ANN)的方法.给出了这两种方法的具体实现过程,考虑了工作时间t和工作温度c对于元件故障的影响,研究了范围c:0~40℃,t:0~50天内的元件故障概率空间分布.并将这两种方法和CSFT得到的元件故障概率空间分布进行了对比分析.比较分析证明:使用DSFT的ANN预测法所得结果要比使用DSFT的因素投影拟合法更为接近CSFT的相对真实结果.在只有监测数据而不清楚系统结构的情况下这两种方法均适用,但ANN法更精确.     

基于区间直觉模糊数ANP的体系贡献率计算方法

体系贡献率主要用于体系建设中度量装备对体系的贡献程度。为解决目前体系贡献率计算存在的一些问题,提出一种“任务–能力–指标–装备”的多层次装备指标体系结构。考虑了装备指标体系结构、网络分析法和区间直觉模糊数的特点,提出了一种基于区间直觉模糊数的网络分析法以得到更准确的体系贡献率。实验表明,该方法不仅能够解决体系贡献率计算公式现存的问题,而且与AHP(analytic hierarchy process)和ANP(analytic network process)相比,可以得到更准确的体系贡献率,为体系建设提供更有效的支持。     

基于模拟植物生长算法的异速并行机调度 ——以汽车4S店维修车间瓶颈环节调度为例

汽车4S店维修车间的钣喷设备是整个维修服务系统的瓶颈, 通过对瓶颈的合理调度可以有效地提升系统效率. 首先, 用三元组α/β/γ方法, 将该问题描述为受准备时间和机器适用约束限制的, 以最小化加权滞后时间和为目标的异速并行机调度问题, 建立了对应的数学模型. 接着, 采用模拟植物生长算法求解此类调度问题, 提出了与问题相适应的生长点表示方法和迭代方法. 最后, 通过实例仿真简要分析了模型及算法的可行性和有效性.     

复杂工程系统设计方案评价方法综述

工程背景为航天器舱的布局优化设计问題,为此我们研究了多种具有实用性的布局优化算法,并依据这些算法得出了多种不同的布局设计方案。航天器舱是一个复杂的工程系统,在概念设计阶段,能否对这些布局设计方案做出客观评价将最终决定整个系统设计质量的优劣乃至其成敗,因此系统方案评价工作十分重要。基于此,对国內外目前常用的系统方案评价方法的理论及其特点进行了研究,归纳为如下几类:层次分析法、模糊评价法、灰色理论法、物元分析法、聚类分析法、价值工程法、神经网络法以及综合评价法等,并简要介绍了各种评价法在工程领域中的应用情况,并就目前尚有待深入研究的问题进行了探讨。