数字孪生技术的实例应用

数字孪生技术一直侧重于应用在制造、产品设计等重资产行业,随着物联网、云计算和AI等支持技术的发展,目前数字孪生也应用在其他新领域当中.本论述数字孪生发展历程,梳理数字孪生概念架构和技术流程,并基于数字孪生技术的特点,分析其在各个领域中的案例应用,为虚拟复杂场景中应用数字孪生技术提供理论依据.     

基于可扩展区块链的智慧城市框架

为解决智慧城市中的大数据相关隐私和安全问题,提出一种基于多链和分片技术的异构多链可扩展区块链结构,使高效的跨链事务具有高可伸缩性和可扩展性.并设计了基于可扩展区块链的智慧城市框架,该框架由物理层、通信层、平台层和应用层组成,其中通信层与可扩展区块链集成,通过内容分发协议和智能合约等区块链技术保证传输数据的安全性和隐私性.平台层中区块链分布式分类帐本数据库,安全存储交易记录.通过可扩展区块链智慧城市框架,更好地支持大规模业务应用,实现智慧城市的建设和发展.     

基于区块链的物联网安全数据共享系统

针对传统数据共享方法存在隐私泄露、易受到拒绝服务攻击和黑客入侵等问题,通过密文属性策略基加密、同步聚合签名、可验证随机函数等方法,设计基于区块链的物联网安全数据共享系统.首先,物联网设备利用密文属性策略基加密方案对数据进行加密,从而对数据使用者的属性进行限定,实现细粒度的数据共享访问控制,并且可以定义使用者的访问次数;其次,在数据共享系统中引入付费商业模型,让云服务器可以为提供的服务进行收费,并且通过可验证随机函数和同步聚合签名产生相应的资源使用证明;再次,物联网设备管理方利用区块链智能合约可以对云服务器产生的证明进行自动化验证;最后,通过外包计算方法将大量运算外包给云服务器进行计算,从而降低用户端的解密开销.系统的优势是抵抗针对云存储密文的分布式拒绝服务攻击,降低细粒度安全数据共享中用户的解密开销,以及利用区块链智能合约对云平台提供的服务进行审计.通过同步聚合签名可以将多个服务证明进行聚合,从而提高审计的效率.实验结果表明:该系统能够实现分布式的信任管理,对物联网数据的处理速度效率高,能够对加密数据进行细粒度的共享和管理.     

基于复杂适应系统理论的城市级区块链发展分析

在国家大力发展区块链产业的背景下,各地纷纷推进城市级的区块链基础服务设施建设。本文从复杂适应系统理论分析的角度出发,把城市级区块链发展生态作为一个复杂系统来研究,深度剖析发展区块链应当遵循的秩序和规律,为科学制定区块链发展措施提出建议。在理论分析的基础上,以北京区块链发展为例给出了具体的分析结果和相应的发展路径建议。     

基于区块链技术的数据共享系统

区块链技术具有去中心化、公开透明、全程可追溯等技术特点,为解决数据共享及智能应用提供了新的技术方向和手段,但受限于区块链的性能等因素,数据共享应用的便捷性和使用率受到影响,为此提出了一种基于区块链技术的数据共享系统应用方案。通过分析智能电网用电信息采集系统技术架构,采用云边端协同方式,保证业务应用速度及系统性能;结合工作量证明(proof of work, POW)及权益证明(proof of stake, POS)共识机制,灵活调整区块的难度系数提高区块写入速度,通过权益值、信用值及时间奖励,确定用户的记账权,激励主节点创建区块的积极性;通过可编程智能合约的设计,使用户在数据类型的调取更加便捷;通过仿真分析,验证了该系统能够满足智能电网信息系统的应用需求,并极大地保障了数据信息产生、传输、采集、存储、共享的各环节应用的全生命周期安全性。     

基于区块链、智能合约和物联网的供应链原型系统

 为利用区块链、智能合约和物联网等新技术的优势,提高供应链信息化水平,设计开发了基于区块链、智能合约和物联网的供应链原型系统。借助物联网中的二维码、RFID和NFC实现供应链各主体数据的自动化上传;利用区块链和智能合约,完整保存了整个供应链各主体的数据,保证了数据公开透明、可追溯且不可篡改,同时兼顾了隐私数据的加密保护;并针对不同用户提供了不同程度的数据查询功能。通过这些优化和改进,使供应链系统更加自动化、更加安全可信,便于监管溯源。     

区块链技术在海关智慧通关领域的应用研究

随着电子货币的兴起,作为底层架构的区块链技术迅速普及,其在相互弱信任场景下实现多方信任具有不可替代的作用.区块链在供应链、价值链这类相对松散组织模式下的治理能力优势,在跨境贸易场景中能有效解决海关、贸易商、物流方、金融机构及其他相关主体之间的信用能力和服务效率问题.通过分析区块链技术在海关智慧通关场景下从强中心化管理架...     

基于区块链的物联网应用研究综述

物联网设备数量的快速增长证明了该领域具有巨大的应用及研究价值,但其设备异构性、隐私泄露、安全漏洞及可扩展性等自身问题使得物联网系统安全面临着严峻挑战。通过结合区块链技术解决上述问题,已成为物联网领域的一大主要研究热点。分析了物联网目前所面临的风险挑战及结合区块链后的可解决方案,对近几年国内外区块链技术在物联网各领域的应用最新研究成果及与5G网络的可集成性进行了总结,分析了未来在这些领域的研究发展方向,讨论了区块链与物联网集成后面临的资源受限、计算开销大及隐私性等问题。     

基于数字孪生的航班保障预警系统

为了提高航班和保障车辆的安全性,本文提出了一种基于数字孪生的新型航班保障预警系统架构。数字孪生系统中包括实际机场、赛博空间的仿真模型以及实时数据。系统可以根据当前作业状况,预测保障活动未来会出现的风险情况。文章中详细介绍了航班保障的规则,仿真模型的设计开发,如何实现保障车辆和航班数据的实时采集,以及潜在碰撞风险的预测。为了验证预警逻辑和算法的有效性,在Anylogic平台进行系统开发和仿真实验,实验结果表明本文提出的架构可以对车辆和航班进行提前预警,保障运营安全。     

基于智能客户端的高校招生管理系统的研究

在分析当前高校招生管理工作面临的新形势及当前常用系统架构模式的基础上,结合高校招生管理工作中的实际需求,提出一种基于智能客户端模式的高校招生管理系统的设计方案,并详细阐述该系统的设计目标、整体架构设计、功能模块、数据库设计及实现技术.     

基于数字地球的装备保障系统研究与设计

利用"金字塔模型"、"椭球四叉树索引"等技术,并结合军械装备保障相关业务需求构建了基于数字地球的后方军械仓库基本信息系统。系统除了具有定位、测距、平移、缩放、地标管理、飞行等数字地球的基本功能外,还可接收并处理多种业务数据,同时,系统还利用可视化仿真技术构建了部队营区的三维模型和全景视图。     

基于智能客户端的高校招生管理系统的研究

在分析当前高校招生管理工作面临的新形势及当前常用系统架构模式的基础上,结合高校招生管理工作中的实际需求,提出一种基于智能客户端模式的高校招生管理系统的设计方案,并详细阐述该系统的设计目标、整体架构设计、功能模块、数据库设计及实现技术.     

基于虚拟现实的数字校园漫游系统的设计与实现

虚拟现实技术是当今计算机科学研究的一个热点，将虚拟现实技术引入“数字校园”的研究中，为校园的规划和设计提供了一种全新的手段，以哈尔滨工程大学校园环境为虚拟空间，研究了基于多边形的虚拟漫游相关算法及其人机交互技术的设计与实现，并结合实际开发经验，就三维建模、视景漫游、人机交瓦控制、碰撞检测等技术进行了探讨。     

基于数字孪生理念的复杂建筑消防安全疏散动态分析

为提高复杂建筑火灾的精确模拟,进行疏散方案的实时优化,用数字孪生技术构建高层复杂建筑三维数字镜像模型,利用仿真软件,通过耦合火源点、排烟、喷淋等因素,分析复杂建筑的安全性和消防安全疏散问题。在构建的模型基础上,阐述数字孪生框架下物理实体和虚拟空间的安全疏散动态思路。采用数字孪生技术搭建丰富的实验环境,运用火灾仿真软件Pyrosim,结合火灾发展态势与火场人员位置进行基于数字孪生的消防安全动态疏散研究,研究新方案可以配合消防部门进行快速响应,为被困人员提出基于现场火势的撤离指引,改善目前建筑物疏散路线无法按照火势演变状况动态的进行、且无法兼顾人员位置的缺陷。     

基于数字标尺技术的高速公路防撞系统研究

简要介绍了国内外几种常见的高速公路汽车防撞系统，并着重阐述了基于数字标尺技术的高速公路汽车防撞系统的原理和系统架构。     

基于SOA的数字城市管理业务系统的研究与设计

针对数字城市各应用子系统之间易形成信息孤岛的问题,研究了面向服务架构(SOA)、Web服务及SOA多层体系架构的设计方法;探讨了在数字城市业务集成的应用中用Web服务来实现SOA的方法;并利用这些方法开发了基于SOA的户外广告管理系统.系统只需要提供Web服务接口,将相关功能封装在接口中,并通过注册中心注册,这些功能便可以被其他用户查找和调用,实现自身业务的集成,充分体现了SOA架构在数字城市管理业务集成中的巨大优势.     

基于智能手机的汽车远程故障诊断系统

针对传统手持式汽车故障诊断设备的不足,设计了基于智能手机的汽车远程故障诊断系统.该系统由诊断通信装置、智能手机客户端、远程故障诊断服务中心等部分组成,通过OBD、蓝牙和Socket实现诊断数据传输.利用网络技术优势,提供基于案例推理的远程智能诊断共享服务.试验结果表明:该系统平均诊断时间约30min,使用网络流量仅200KB,满足对汽车诊断技术的实时性和移动性的需求.     

一种高效的基于智能卡的离线电子现金系统

提出了一个基于智能卡的高效的离线电子现金系统,该系统大大减少了智能卡端的计算量与存储量,从而解决了取款和支付协议中由于智能卡的计算能力和存储空间极为有限而在智能卡端存在的处理瓶颈问题．在本系统中,可信第三方只在必要时才参与协议,对电子现金或取款人进行跟踪。