油田安全作业虚拟仿真训练系统研究

利用虚拟现实技术构建油田安全作业虚拟仿真训练系统,提供交互式训练功能。提出了封闭式演示、指南式向导操作和开放式自由操作三种培训模式,给出了油田安全作业虚拟仿真训练系统的开发框架,定义了虚拟人基本动作及其参数化表示,解决了行为定义以及可重用性问题,并对虚拟人的操作手形进行了分类。最后从感知环境、行为控制、运动控制和碰撞检测四个方面分析了场景驱动执行引擎的功能,协调虚拟人和操作物体的交互活动,控制虚拟场景的变化。本系统的应用有效地解决了油田安全作业培训的成本、安全和效果问题。     

基于智能虚拟环境的地铁站台仿真系统

实现了一个用于列车驾驶培训的地铁站台仿真系统.系统由一个可被感知的站台虚拟环境和虚拟乘客系统组成.站台环境由静态场景、动态场景两部分组成,可在用户控制下发生变化.虚拟乘客通过感知站台环境的变化做出行为判断与动作.乘客仿真模型采用分层结构,分别实现环境感知、决策、行为选择、动作实现与实时绘制.目前,该系统已用于地铁列车仿真器,成为培训司机站台操作的工具.     

基于HLA的装备操作训练仿真系统设计研究

借鉴TENA的系统分类思想,提出了多岗位操作装备训练仿真系统基本要素,包括数据采集、数据处理、训练环境、信息显示和运行控制;提出了操作训练仿真系统的四项基本功能需求,包括教学演示、岗位训练、协同训练和考核评估;设计了仿真总体框架和流程,并给出了导调台和岗位操作盟员的实现方法。     

一种基于角色的协同仿真系统访问控制模型

针对当前协同仿真系统中的应用需求,提出并实现了一种基于角色的协同仿真系统访问控制模型.在这个模型中,通过建立用户.角色_权限三者之间的映射关系,并进行统一管理和维护,提高了协同操作中的灵活性和有序性.同时充分利用已有仿真系统的属性扩展特点,验证了该模型的可行性.     

基于Modelica的捣固车操作培训仿真系统研究

捣固车操作内容多、规范性强,要求相应的培训仿真系统具备很强的过程管理能力.针对该需求研究了一种基于Modelica的捣固车操作培训仿真系统.该系统利用Modelica建立系统多领域物理模型,根据捣固车操作规范建立状态模型.物理模型完成系统的仿真计算,状态模型实现操作过程的管理.状态模型根据操作内容实时驱动物理模型,实现捣固车操作的交互式仿真.给出了交互式仿真算法和系统实现.系统应用结果验证了模型和方法的有效性.     

变电站仿真中虚拟现实场景与实时监控的连接

变电站实时监控系统是变电站重要组成部分,它与虚拟现实场景相结合可以提供更加真实的仿真环境,达到更好的培训目的。研究了变电站仿真系统中实时后台监控程序和虚拟现实场景两者之间数据通信的方法。使虚拟现实场景与后台监控程序上的操作互相同步反应,以实现有效的交互式变电站仿真系统。并以实例详细阐述了采用模拟通信程序结合变电站仿真程序,按照IEC870-5-103规约进行数据传输,实现虚拟现实场景与后台监控程序连接的过程。     

一种基于本体的HLA SOM构建方法

HLA(High Level Architecture,高层体系结构)是大规模协同仿真领域最流行的标准和规范,而大规模协同仿真往往涉及多个相对独立的子系统(成员),其互理解问题始终是制约HLA应用的核心问题之一.提出了一种针对HLA SOM建模的类FCA(Formal Concept Analysis,形式概念.分析)方法.该方法采用基于抽象本体的建模机制,类FCA的建模过程和基于扩展UML顺序图的建模方法.抽象本体根据应用上下文能够形成针对不同应用场景的应用本体,进一步提高了知识的重用度;本体模版存储了通用的协同本体一般架构和公理知识,有效提高了协同建模的效率;而扩展的UML顺序图能够对HLA系统的协同概念进行有效组织和建模.经过实例验证,该方法能够以一种用户友好的、有效、一致的方法支持跨学科的协同.     

基于MAS的多UAV协同任务分配设计与仿真

对多无人机UAV（Uninhabited Aerial Vehicle）协同任务问题,提出了基于多智能体系统MAS（Multi-Agent System）的系统框架;对多UAV协同目标分配问题建立了数学模型,提出基于Agent的分布协同拍卖的动态任务分配算法,通过多Agent拍卖实现目标分配;建立了多UAV仿真系统,基于HLA/RTI和知识共享与操作语言KQML（Knowledge Queryand Manipulate Language）实现多UAV系统中各Agent的交互;仿真系统能方便有效的仿真多机协同问题,对目标分配问题的仿真结果表明,目标分配算法具有良好的优化效果和时间特性,能够满足一般战场的实时性需求。     

海洋环境的动态仿真系统研究

采用Open Inventor作为三维建模和视景仿真的工具,构建了一套海洋环境动态仿真系统.本系统利用声纳等水下数据采集设备实时获取的海洋数据信息(如海底深度、海洋底质类型及其声学参数、舰艇潜艇位置信息等)构建三维海洋环境.本系统不仅可以满足多个用户对当前海洋环境实时仿真的需求,还允许用户能够根据各自的需求进行不同场景的定点、定时回放,并实现播放、暂停、快退、停止等功能.本系统在南海浅信区进行了海试试验.试验结果表明,此仿真系统可以取得非常逼真的仿真效果.     

油田注水生产过程仿真分布式协同建模系统设计

针对油田注水生产过程仿真分布式协同建模系统设计,分析了油田注水生产仿真技术和协同工作理论的发展与应用,讨论了客户/服务模式的特点和服务器端应用程序开发技术,以及协同系统的体系结构,提出了分布式协同建模系统的体系结构并给出了该系统的模型结构,最后给出设计实例,进而指出了未来协同工作的应用新领域。     

智能虚拟维修环境多Agent 协作机制

针对智能虚拟维修环境中多Agent协同作业求解问题,提出一种基于任务驱动方法的协同虚拟维修训练体系框架,并构建基于该框架下的协作感知-规划-行为（Sense-Plan-Action,SPA）关系模型,在该模型中使用参数化表达方法来量化多Agent 协同作业过程,并将任务求解过程转化为时序信息、属性状态演变、目标决策等多通道框架驱动协同作业的实现,解决了多Agent 协同作业的逻辑关系问题。最后,将该方法应用于轮式工程机械协同虚拟维修仿真过程中,实现了协同虚拟维修可视化,验证了任务驱动方法在协同虚拟训练中的可行性。     

多平台分布式协同作战下基于MPC-MAS的指挥控制模型设计

在瞬息万变的网络化体系作战环境中,如何准确、及时地提取有用信息并作出决策,有效应对实际作战中作战效益低、资源损耗大、作战时间长等问题一直是研究的热点之一。本文以多平台协同完成对来袭目标的拦截任务为背景,提出了一种多平台分布式协同作战下基于模型预测控制(model prediction control, MPC)和多智能体系统(multi-agent system, MAS)的指挥控制系统模型。通过引入分布式多平台协同的模型概念,使各平台之间实现完全信息共享,并且采用全局分布-局部集中的决策结构,设计了分布式指挥控制的协同模型框架,选定蒙特卡罗方法进行仿真实验对比。实验结果证明了该模型具有收敛性好、误差低、损失值低等优点,可以高效地解决分布式环境下协同作战的指挥控制模型构建问题。     

面向实体的企业建模及仿真系统框架设计

面向实体的企业模型具有智能化、柔性化、协作化特点，能增强企业灵捷运作能力。文中说明了模型的基本结构及组成。应用主体模型和对象模型设计企业主体和企业客体，定义了消息对象，设计了基于自治机制与协作机制的模型运行机制。为支持模型在企业诊断与经营模式设计方案评价方面的应用，作者使用Swarm开发了内置实体模型的仿真系统框架，并展示了一个应用实例。     

新零售背景下药品协同配送优化研究

随着药品网上零售的发展以及将线上线下融合为核心理念的新零售模式的涌现,药品的全渠道运作特别是协同配送优化问题引起学术界和产业界的广泛关注.新零售背景下药品的前置仓储,配伍使用和客户需求时效性等运营特点给新零售背景下药品配送策略的制定带来了新的难题.本文采用时空网络建模思想,在精准刻画系统决策过程的同时简化模型结构.根据优化问题的两阶段复杂决策特性,本文设计基于拉格朗日松弛方法的综合优化算法求解该模型.最后通过算例分析验证了方法的有效性和高效性,并通过参数敏感性分析提出相应的管理启示,给新零售背景下的药品协同配送运营决策提供参考和建议.     

一种基于会话聚类算法的Web使用挖掘方法

Web使用挖掘作为数据挖掘的一个重要任务,有助于了解用户群体的特征,从而为其提供个性化服务.提出了一种基于用户会话聚类的Wei使用挖掘算法.首先,对Web日志预处理采用基于时间窗的用户会话识别方法,提出了一种基于三元组的用户会话表示方法,并在此基础上给出了基于网页语义相似性的会话处理方法,该方法能够在保持用户兴趣不变的情况下有效降低会话维度;其次,提出了一种基于时间及频次的用户会话相似性度量方法;最后,设计了一种两阶段PS-KM会话聚类算法,先用PSO方法进行全局搜索再转入基于K-means方法的局部聚类过程.仿真表明了算法的有效性.     

水下机器人动态系统协同建模方法研究

以水下机器人动态系统建模问题为背景,提出了基于MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真机制与动态神经网络的水下机器人动态系统协同建模方法.该方法利用在对水下机器人动态行为进行协同仿真过程中在线训练神经网络的方式完成水下机器人流体动力学建模,并以最终训练完成的神经网络及载体6自由度运动方程仿真模块一起构成水下机器人动态系统模型,具有较强工程应用前景.通过与传统建模方法比较,详细论述了协同建模方法的基本原理及其优点,并重点研究了MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真系统的设计方案和实现方法,最后,从水下机器人6自由度运动方程建模、流体动力学建模以及闭环控制系统建模三个方面研究了实现协同建模的具体方法.     

广义椭圆曲线数字签名动态用户认证机制

基于口令的身份认证机制是分布式系统安全体系的重要组成部分。利用一个无需求逆的广义椭圆曲线签名算法构造了一个动态远程用户认证方案:GECSA方案。该方案基于“质询响应”机制,无需时戳,其安全性基于单向Hash函数和椭圆曲线离散对数计算的困难性,包括注册阶段、登录阶段、认证阶段和更改口令阶段,允许用户自主选择并更改口令,实现了双向认证;具备完备性和不可转让性,是一个低开销的、安全的远程用户认证机制。     

面向协同过滤的真实偏好高斯混合模型

针对协同过滤问题,提出了一种基于高斯混合的概率模型,称为真实偏好高斯混合模型.用户对项目的评分由三个因素决定:用户对项目主题和内容的真实偏好,用户的评分习惯,以及项目的公众评价.引入了两个隐含变量,分别用于描述用户类和项目类,用户和项目依概率可以同时属于多个类.模型包括离线建模过程和在线预测过程,在线预测可以在常数时间内完成.实验表明新模型的预测结果明显优于其他几种协同过滤算法.     

网格环境下基于WEB的仿真训练系统研究

分析和研究基于web分布仿真应用系统的特点,针对此类系统难于控制海量异构仿真资源、用户体验不连续等瓶颈,结合网格技术和web标准工具,提出了-种网格环境下基于web的仿真训练系统(GWSTS).设计整个系统在网格环境下的运行调用机制,给出了详细的实现方案.为了提供更好的用户交互体验和解决网页全局刷新问题,引入了Ajax异步通信机制.分析了训练过程中数据在网页中的实时显示和浏览器与本地仿真组件之间的交互问题,给出基于ActiveX的解决方案.     

视频点播系统用户行为仿真平台

大型VOD（Video On Demand)系统需要设计用户许可控制、流调度等一系列算法,然而为研究此类算法而建立大型系统并不现实。本文提出VOD系统用户行为仿真平台,模拟大型VOD系统的用户行为并为各类算法提供仿真运行的平台。该平台描述了VOD系统用户行为的一般数学模型,刻划了典型用户进入系统行为分布、节目选择分布和VCR操作分布,设计了用户行为仿真平台结构,并完成了该平台,此平台提出的变强度用户流的概念,使对实际用户行为的仿真更加真实。实验表明,VOD系统用户行为仿真平台客观的反映了VOD系统的用户行为,同时还为其他算法研究和算法验证提供方便易用的基础。