交通场景数字孪生构建与虚实融合应用研究

数字孪生连接物理世界和信息世界,为复杂交通问题的分析与解决提供了新的思路.在梳理数字孪生基础概念、发展历程和关键技术的基础上,对交通场景数字孪生的研究与应用现状进行综述;结合交通运行的要素特征,从"人—车—路—环境"4个方面对交通场景数字孪生构建亟待突破的关键技术进行分析;对数字孪生在运载工具研制、重要基础设施智能运维...     

从建模仿真看数字孪生

简要回顾建模仿真技术的发展与演变历程,及其在科技进步中所发挥的重要作用.通过数字孪生产生的背景及内涵,揭示其与建模仿真一脉相承的关系.探讨如何借鉴建模仿真理论方法进行数字孪生的构建和评估,从而保证数字孪生的可信.     

风电机组运行动态数字孪生建模及半物理仿真

面向数字孪生技术所提出的精准映射与实时仿真需求,针对大型风电机组复杂非线性运行特性,提出了一种多输入-多输出(multi-input multi-output, MIMO)有限差分域-混合半机理(finite difference domain-hybrid semi-mechanical, FDD-HSM)数字孪生建模方法,建立了含物理控制器的风电机组数字孪生半物理仿真系统。推导机组集成动态MIMO-FDD-HSM模型结构;定义可表征机组运行工况的有限差分回归向量,完成全工况下有限差分空间紧致凸划分、参数模型辨识以及非参数模型训练;联合物理控制器搭建风电机组数字孪生仿真系统,开展硬件在环实时仿真。结果表明：该仿真系统具有高精度、实时逼近能力。     

自动化集装箱码头数字孪生数据建模及评价方法研究

为充分利用自动化集装箱码头海量作业数据，实现数字孪生驱动的码头数字化、智能化转型，提出一种自动化集装箱码头数字孪生数据建模及效果验证评价的方法。研究了基于数字孪生的自动化集装箱码头的应用框架及其运行机制；结合数字孪生框架的数据处理逻辑，提出了基于数字孪生的码头作业过程演化及动态数据建模方法；为验证数字孪生数据能否满足码头数字孪生的有效运行，给出了码头数字孪生数据验证评价的量化计算方法。为实现基于数字孪生的自动化集装箱码头的智能作业管控和作业数据管理提供方法支撑。     

数字孪生体可信度评估过程及指标研究

随着数字孪生技术应用领域的扩展,为满足数字孪生体可信度要求和推动数字孪生体可信度评估工作,对数字孪生体可信度评估过程和指标进行了研究。分析了数字孪生体的开发过程,给出了基于IDEF0(integrated computer aided manufacturing-definition method)的柔性多层级数字孪生体可信度评估过程模型构建方法。提出了过程—阶段—活动层(P-S-A)和活动—元素—特性层(A-E-F)两类指标体系,分别辅助解决缺陷回溯问题和复杂对象评估问题,并给出了指标体系范例。     

武器系统一体化综合仿真环境及仿真系统

介绍了一种新型的、通用型的武器系统一体化综合仿真环境（WISE）的特点、组成和全数字仿真产品,重点描述了利用WISE仿真软件工具开发的舰炮综合控全数字仿真系统的原理、功能、组成、配置和仿真建模过程,最后分析了WISE先进仿真软件工具的应用前景。     

面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法

信息物理系统(cyber-physical system, CPS)是支撑信息化和工业化深度融合的综合技术体系,传统的建模与仿真方法难以满足其应用需求。因此,提出面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法,通过随机有限集对CPS中的物理实体和传感器进行数据驱动建模,并使用基于贝叶斯推理的预测与校正过程支持数据驱动的仿真模型运行。该方法能够很好地实现数字孪生机制下虚实结合的仿真运行,并实现数据驱动的CPS仿真模型解算,通过以实利虚的方式有效提高了仿真结果的准确性和可信性。最后,通过水面舰艇作战应用案例,验证了该方法的可行性和有效性。     

面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法

信息物理系统(cyber-physical system, CPS)是支撑信息化和工业化深度融合的综合技术体系,传统的建模与仿真方法难以满足其应用需求。因此,提出面向数字孪生的动态数据驱动建模与仿真方法,通过随机有限集对CPS中的物理实体和传感器进行数据驱动建模,并使用基于贝叶斯推理的预测与校正过程支持数据驱动的仿真模型运行。该方法能够很好地实现数字孪生机制下虚实结合的仿真运行,并实现数据驱动的CPS仿真模型解算,通过以实利虚的方式有效提高了仿真结果的准确性和可信性。最后,通过水面舰艇作战应用案例,验证了该方法的可行性和有效性。     

数字孪生的技术特点及在飞行试验中的应用展望

针对数字孪生在飞行试验中的应用问题,对数字孪生的内涵和特点进行研究分析,利用试飞对象行为和性能的映射,完成飞行试验需求开发与总体规划、试飞任务设计、一体化测试改装、试飞组织实施、快速维修保障、试飞工程师培训6个试飞数字孪生典型应用场景设计,实现了试飞过程中数字模型和物理实体间的同步更新、并行验证和螺旋演进,构建了"预测...     

超视距目标信息仿真测试技术研究

超视距导弹武器系统是集远程目标指示，通讯与指挥，武器控制于一体的作战系统，如何构造仿真测试系统对超视距导弹武器系统的功能、性能指标进行测试，对其作战效能进行分析评估是必须研究和解决的问题。本文描述了超视距导弹武器系统仿真测试系统的体系结构和主要功能，以及建立仿真测试系统的关键技术—超视距目标信息仿真。     

数字人体在载人航天器方案设计模型仿真中的应用研究

将基于人体测量参数的数字人体模型应用于载人航天器设计方案的仿真评价对发现设计缺陷,提高整个系统的安全可靠性具有重要意义。本文在追踪相关文献的基础上,首先针对人体建模方法及其应用方向进行分析,详细论述国内外在此领域的发展概况和须着力解决的关键技术问题。最后,提出几点看法以供讨论。     

武器装备效能评估研究进展

效能是评估武器装备的重要指标,武器装备效能评估可以为武器装备规划论证、设计研制、作战运用等提供决策支持。随着数字线程、数字孪生在武器装备全寿命周期的应用,效能评估面临复杂作战场景评估、多源异构数据评估、昂贵仿真的评估优化、泛在评估、敏捷评估等一系列挑战。综述了效能评估相关概念、发展历程,分析了武器装备效能评估面临的问题;进而给出了武器装备效能评估解决方案,总结了数字时代武器装备效能评估研究方向。     

网络协同数字化预装配系统中的协同技术研究

针对网络协同数字化预装配特点,提出可重组的多Agent协同装配动态组织结构,基于Petri网建立装配动态组织模型和协同装配过程模型,对产品的装配协作过程进行了研究。提出商用CAD软件与数字化预装配系统的模型数据集成方法,研究了多Agent之间的通信和协同实时性的实现技术,并开发了原型系统。实例表明,该系统能使异地协作人员通过网络协同地对产品的装配设计进行分析与优化。     

武器装备能力需求论证的仿真实验分析方法

首先探讨了武器装备能力需求论证问题的基本类型,基本模型等。然后重点研究了基于计算机仿真实验关键技术,以及如何实现武器装备的能力需求论证的问题。这些关键的仿真实验技术包括了:实验设计技术、元模型技术、筛选技术、Bootstrap技术、支撑向量机技术等关键技术。最后,列出了一些需要深入研究的理论问题。     

山东大学考古数字博物馆设计与实现

给出了基于虚拟现实以及相关技术实现的山东大学考古数字博物馆的设计与实现，首先介绍了该系统的设计背景，然后就该系统中数字化内容与技术方法进行说明，随后介绍了系统软件的组成以及各部分的设计要点，其中重点是以虚拟现实技术为核心的文物展示与虚拟场景漫游子系统。最后对数字博物馆尤其是考古类数字博物馆建设的一些关键技术进行了讨论。     

图形数据数字水印技术

图形数据作为多媒体信息的一种重要表现形式，相应的数字水印技术近年来逐渐得到了关注，本文对图形数据的数字水印方法系统模型，特征集合选取等问题进行了讨论，并提出开展二维图形数据的数字水印技术研究工作。     

数字化转型下航空发动机仿真技术发展机遇及应用展望

新时代我国社会经济的发展和国防能力的提升，对航空发动机的发展提出了更高的要求，亟需推进航空发动机数字化转型，以实现航空发动机协同、敏捷、高效研制。结合我国航空发动机研发现状，阐明了新兴前沿技术发展赋予航空发动机仿真技术“快速高效、精准映射、全面覆盖、动态预测”的新内涵，以及具备的“时空泛在、数据驱动、动态演进、规范可控、智能高效”等新技术特征，分析提出了“应用全域覆盖、数据高效传递、模型全面贯通”的航空发动机仿真技术框架，论述了数字化转型给航空发动机仿真技术带来的权威数据源构建、全系统模型贯通、数值快速计算、仿真可信度评估和仿真全过程动态演进等发展机遇，并对其在航空发动机的需求论证、协同研制、运行维护等研制阶段深度应用进行了展望。     

基于HLA的兵器靶场协同仿真框架设计

由于武器系统越来越复杂,武器研制过程中的试验费用日益高昂.兵器靶场迫切需要用仿真手段进行靶场试验以提高试验效益.通过对兵器靶场仿真技术发展现状和技术需求进行分析,指出武器系统的仿真试验涉及多个子系统和多个学科领域,提出把协同仿真技术应用于靶场试验.在对协同仿真技术进行分析比较后,设计出了基于HLA的兵器靶场协同仿真平台的框架,并对各组成部分的功能进行了详细阐述,最后总结出了实现协同仿真工具集成的若干方法.