基于GPU的一类地理多智能体系统并行仿真研究

针对当前地理多智能体建模存在着计算成本高、配置复杂、运算加速性能不高的问题,以杜能模型为例,提出基于GPU并行技术的一类地理多智能体仿真与优化方法。通过构建空间索引网格的方法,动态维持智能体与空间索引网格的关联关系,提高地理多智能体系统的仿真运行效率。研究结果表明:采用GPU并行技术,能够使多智能体系统的运行性能得到明显提升,对开展大规模数据下的空间系统多智能体仿真建模具有重要意义。     

仿真网格系统数据资源的集成和访问

为解决目前大规模仿真系统中对于分布、异构的数据资源进行统一访问和控制的问题,提出了一种仿真网格系统中数据集成和访问的框架,阐述了该框架下的OGSA-DAI的实现机制,并结合XML分析了数据集成和访问的原理。结合OGSA-DAI,给出了仿真数据资源集成和访问的具体实现方法。在仿真网格环境下,通过仿真网格数据库的构建实现对分布、异构的仿真数据、模型资源的动态分配和多用户的并发访问。     

高超声速飞行器并行仿真方法研究

高超声速飞行器的系统仿真是一个多物理场高度耦合的过程,仿真过程中,需要完成大规模数据的迭代计算.目前大多采用分布式仿真的方法,但这种方法对于计算效率的提高不明显.为了有效提高计算效率,基于高性能计算机集群系统,分别对网格并行方法和模型并行算法进行了研究,提出了气动流场高效并行仿真解算方法、分区边界数据交换方法以及并行负载均衡技术,并在高超飞行器的系统仿真中进行了验证,验证结果表明,计算精度满足要求,求解方程的速度较快,工程应用效果较好.     

基于网格的数据过滤机制及性能优化研究

在大规模分布式交互仿真中，大量仿真实体之间如何进行有效的数据通信是仿真领域研究的重点和难点。为了解决传统DIS数据过滤机制造成的广播风暴以及网络资源的极大耗费，HLA—RTI提供了基于组播通信的数据分发管理（DDM）服务。分析了不同DDM方法的过滤机理，通过对比指出了它们存在的优缺点，在此基础上，重点研究了基于网格数据过滤机制中网格尺寸大小对过滤性能的影响，提出了一种新的求取最优网格尺寸的方法，经过理论推导阐明了选取最优网格尺寸的制约因素，通过仿真实验说明了网格尺寸的选取不宜过小。     

基于网格计算的SAR回波分布式仿真

为了解决SAR分布目标回波仿真中的计算瓶颈,首次把网格计算思想引入其中.利用FTP、TCP/IP协议构建网络通信引擎服务,利用静态和动态调度算法构建网格资源调度模块,利用面向对象技术、多线程技术等构建了网格资源监测模块,网格资源管理模块、回波计算模块、仿真控制模块等,实现了SAR回波仿真网格,通过多个计算节点的协同工作来完成仿真任务.试验表明,该网格平台具有高计算效率、易搭建、易访问、价格低廉、突破地理限制等优点.     

非平稳时序分析在GPS伪距观测值建模中的应用

伪距观测值的仿真建模在GPS系统分析、误差消减等方面有很广泛的应用,原有的一些建模方法得到的仿真结果误差不能满足特定应用的需要.为此,提出了一种利用非平稳时间序列分析的方法,以达到减小仿真误差的目的.该方法通过对实际采集的GPS伪距数据的特征进行分析,采用自回归-求和-滑动平均(ARIMA)模型建模,并运用逆函数法对模型参数进行估计,最后通过Matlab编程进行了仿真,仿真结果表明利用该统计模型得到的仿真伪距与实际测量值的误差不超过3米,得到了较为满意的效果.     

基于网格的离散事件仿真服务设计

传统的离散事件仿真系统，一般基于DEVS（Discrete Event System Specification）理论构建，不涉及网络资源的管理问题，因而不能适应现代大规模仿真应用对计算和资源管理的需求。而网格计算具有整合分布式异构资源的能力，可以为这类仿真提供强大的计算和资源管理支持。因此，提出利用网格技术来设计离散事件仿真服务的思想，仿真服务透明地向用户提供仿真运行支持。首先结合典型的DEVS仿真应用开发过程，提出一种基于网格的仿真体系结构。然后，探讨了仿真任务管理、网格仿真代理、运行控制和实验代理等几类核心的仿真服务。     

基于三维剖分的机载雷达实时探测仿真方法

无人机的出现及迅猛发展,使得作战仿真中无人机机载雷达的目标探测问题具备较大的研究价值。国内外已有的作战仿真平台中,雷达与目标间探测关系的计算是两两交互式的,计算开销随实体数量呈线性或超线性增长,难以应对大规模实时作战仿真场景。基于三维剖分网格的理念,提出一种机载雷达目标探测仿真方法,通过在仿真前制作探测模板,仿真中查询模板及简要计算,可迅速判断探测成败。该方法有效降低了探测的计算量,为大规模实时作战仿真提供了有力支撑。     

利用IGS数据产品进行高精度GPS观测数据仿真

针对常规的GPS观测数据仿真方法的缺陷,提出了一种利用IGS数据产品进行高精度GPS观测数据仿真的方法.基于GPS定轨定位原理及数学模型,编制了相应的仿真程序.实例仿真结果表明文中的仿真方法能达到2米级的精度,具有较高的应用价值.     

某型导弹发射筒的弹射工况建模仿真研究

基于网格理论和有限元理论,建立了某型导弹复合材料发射筒的结构模型,计算了水压加载下的应变情况。与发射筒水压试验检测数据比较,仿真数据表明,网格理论误差较大,无法对发射筒效能有效性进行评估,有限元模型与检测数据模拟较为精确,且能有效地确定应变最大部位。通过对发射筒进行弹射动态加载,完成对发射筒弹射工况下整体应变的计算,仿真模型计算表明,利用有限元方法可有效分析发射筒弹射工况下的应变模拟仿真。     

大型引水工程施工三维可视化仿真系统研究

为了直观、逼真地描述大型引水工程各环节之间复杂的动态时空逻辑关系，提出了大型引水工程三维可视化图形仿真系统。首先，对引水工程三维可视化图形仿真系统进行系统分析，确定系统的开发模式，然后采集数据并进行了仿真计算，再将所得数据以数据库的形式保存并对数据库进行加工处理，将空间数据（矢量数据、形体数据等）和各种属性信息集成在一起，在这些数据库的基础上建立引水工程三维可视化仿真模型及模型库，以方便对模型进行高效的管理，开发了一个能科学、直观、逼真的表现大型引水工程施工的三维可视化图形仿真系统，为工程施工管理决策提供依据。     

基于MapReduce的分布式改进随机森林学生就业数据分类模型研究

教育数据挖掘(educational data mining)是当代教育信息化发展的前沿研究领域,正在吸引越来越多教育学家和数据科学家的关注."大数据"时代背景下,随着数据处理规模的不断激增,现有的数据挖掘模型在单一处理节点的计算能力遭遇瓶颈,各类面向大数据处理的分布式计算框架应运而生.借助这些框架,面向解决高校就业数据挖掘问题的机器学习模型便可以满足未来大规模数据处理的需求,在未来数据集体量庞大的信息集成系统中为数据挖掘和决策支持提供帮助.以此为背景,本研究对比现有数据模型对研究目标对象的分类性能,提出了以引入输入特征加权系数来计算特征的信息增益作为特征最优分裂评判指标的改进随机森林模型来提升数据分类性能,通过仿真测试改进模型对于现有模型分类性能的提升情况,与此同时为解决大数据时代背景下面向海量数据分类任务的单节点性能瓶颈问题,提出了基于分布式改进随机森林算法的大规模学生就业数据分类预测模型.通过使用MapReduce分布式计算框架实现已训练模型在本地磁盘与分布式文件系统之间的序列化写入与反序列化加载过程,进而实现了基于改进随机森林模型的大规模数据分类模型的分布式扩展.     

城轨列控系统仿真平台中联锁站的设计和实现

分析了联锁站仿真系统在城市轨道交通列车运行控制系统仿真平台中的作用。以面向对象的软件工程为基础,运用UML语言阐述联锁站仿真系统的功能需求、总体设计、详细设计、编程和实现的过程并利用CASE工具建立系统设计不同阶段的可视化模型。通过编程实现,验证了模型的正确性和分析方法的有效性。采用这种方法对仿真系统进行设计,优化了开发过程,提高了软件设计的质量和效率。     

一种求解资源约束条件下运输优化问题的启发式方法

介绍了一种求解资源约束条件下的大规模组合优化运输问题的启发式方法。由于现实生活中的运输系统的复杂性，与总运输时间相关的目标函数无法用解析方法给出，在这种条件下它需要通过仿真运行得到，同时运输资源(主要指道路和中转站等)的限制又增加了优化的难度，传统的求解这种瓶颈运输问题的网络流方法无法处理。本文介绍的启发式方法充分利用了仿真模型对于系统的直观描述特性，将资源约束的求解反馈到优化过程中，取得了较好的效果。     

GHS:一种新型水电仿真系统平台的研究与应用

如何有效利用物理上分布的计算机网络资源实现大规模分布式仿真一直是系统仿真领域的一个重要问题。介绍了基于网格计算应用的新型水电仿真系统平台GHS，并描述了该系统平台的仿真范围和实现功能，以及GHS仿真平台的功能组成、体系结构和仿真环境。该GHS仿真平台在丰满水电培训学校现场进行多节点测试联调，与1．0版本相比具有培训人数多，易用性好，地域性好等优点，测试结果表明该系统可以满足规模仿真运算和规模培训的需要。     

复杂系统管理中的仿真方法研究：挑战与机遇

近年来,随着工业技术和社会生产力的发展,很多系统呈现出复杂性和不确定性两个显著的特征,其中复杂性可以进一步刻画为大规模、网络化和动态性等。计算机仿真是这类复杂系统建模的重要工具,可以用来解决复杂系统管理中的很多问题。系统的复杂性和不确定性也给现今的仿真工具带来了很多挑战,在建模、预测和优化领域都有很多问题亟待解决。包括高性能计算、大数据和人工智能技术在内的很多新兴技术则为解决这些挑战带来了机遇,这些技术与仿真工具的深度融合将是下一代仿真工具研发的关键。     

干线运输优化的两阶段局部搜索启发式算法

干线运输的车货匹配及车辆运输路径优化对于降低大规模、多分布网点的物流企业的运输成本有重要意义.建立了干线运输的发车费用模型及总费用模型,提出应用一种基于直达网络搜索和车辆行驶路径搜索的两阶段局部搜索启发式算法进行求解.通过对企业实际数据的计算,表明该算法优化了干线运输的运输路径,减少了运输车辆数,降低了运输总费用,具有较好的应用前景.     

Cooperative localization against GPS signal loss in multiple UAVs flight

Based on multiple unmanned aerial vehicles(UAVs) flight at a constant altitude,a fault-tolerant cooperative localization algorithm against global positioning system(GPS) signal loss due to GPS receiver malfunction is proposed.Contrast to the traditional means with single UAV,the proposed method is based on the use of inter-UAV relative range measurements against GPS signal loss and more suitable for the small-size and low-cost UAV applications.Firstly,for re-localizing an UAV with a malfunction in its GPS receiver,an algorithm which makes use of any other three healthy UAVs in the cooperative flight as the reference points for re-localization is proposed.Secondly,by using the relative ranges from the faulty UAV to the other three UAVs,its horizontal location can be determined after the GPS signal is lost.In order to improve an accuracy of the localization,a Kalman filter is further exploited to provide the estimated location of the UAV with the GPS signal loss.The Kalman filter calculates the variance of observations in terms of horizontal dilution of positioning(HDOP) automatically.Then,during each discrete computing time step,the best reference points are selected adaptively by minimizing the HDOP.Finally,two simulation examples in Matlab/Simulink environment with five UAVs in cooperative flight are shown to evaluate the effectiveness of the proposed method.     

分布式网络环境下DDM系统层次仿真框架

在基于HLA的大规模交互仿真中，如何灵活、高效地实现分布式网络仿真成为迫切需要解决的问题。HLA中的数据分发管理机制为实现大规模交互仿真提供了可能。分析了数据分发实现过程及过滤原理，结合分布式网络的特点，构建了一种层次化数据分发管理系统仿真结构，提出了层次化DDM系统仿真策略，并对层次化DDM仿真系统的性能进行了分析对比，说明了层次化仿真框架的可行性及优越性。