Approximation of multiclass queueing networks with highly variable arrivals under deterministic routing

In this paper, we present the heavy‐traffic bottleneck phenomenon under multiclass deterministic routing and discuss how it can be addressed by decomposition approximation. Examples show that Bitran and Tirupati's method and Whitt's enhancements for deterministic routing may not properly account for this phenomenon. We propose refinements to these methods based on Whitt's variability functions. Results of numerical experiments on simple networks and semiconductor manufacturing process show significant improvement in the approximation of expected waiting time at bottleneck stations. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005.     

基于应变测量法的几种典型悬臂梁的挠度测量

挠度变形是工程梁设计中的一项重要指标,为了更加准确地测量梁的挠度变形,提出了采用应变式传感器进行挠度测量的方法对几种典型的悬臂梁的挠度进行测量,该方法是利用挠度与外载荷(外力偶)、弯矩与应力、应力应变之间的关系,导出梁的挠度与应变之间的关系,从而由测得的应变得出悬臂梁在外载荷作用下的挠度。测量结果表明该测量方法测得的结果大大地提高了挠度测量精度。     

基于栅格分层的逐栅格汇流算法并行化研究

分布式水文模型中的逐栅格汇流算法计算量大,需要借助并行计算以满足大流域长历时模拟的要求。针对目前鲜有对基于隐式有限差分的逐栅格汇流算法进行并行计算研究的情况,基于栅格分层的思想提出一种适用于共享内存并行计算环境的逐栅格汇流并行算法。该算法首先根据流向进行栅格分层,使同一层中栅格的计算相互独立,然后将同一层中栅格的计算任务分配到多个计算单元并行计算。采用C++编程语言与OpenMP并行编程库实现了该算法,并选择河北省清水河流域为实验区,在不同数据规模(30m、90m、270m分辨率)、不同核数(2～20个)以及不同栅格分层方法的情况下对算法性能进行了测试。实验结果表明本文提出的并行算法具有较好的加速比和并行效率,且并行效率随数据规模的增大而增大。栅格分层方法对算法并行性能有明显影响,从上到下的分层方法比从下到上的方法具有更高的并行效率。     

抗毁网络多拓扑路由子层的免疫优化选择算法

针对现有多拓扑路由在多故障条件下无法有效进行故障恢复的现象,根据免疫理论中抗原与抗体相匹配的原理,提出一种多拓扑路由子层选择算法.该算法以最大限度保护通信业务为目标,将多故障情形与子层相匹配的过程看作抗体与抗原相结合的过程,使子层与故障在一定范围内最大程度地相似,并利用人工免疫算法进行寻优,提高了网络抗毁性.实验结果表明,该算法可使网络在多故障条件下的恢复能力得到提高.     

Branch‐and‐price‐and‐cut for the manpower routing problem with synchronization constraints

In this article, we propose a branch‐and‐price‐and‐cut (BPC) algorithm to exactly solve the manpower routing problem with synchronization constraints (MRPSC). Compared with the classical vehicle routing problems (VRPs), the defining characteristic of the MRPSC is that multiple workers are required to work together and start at the same time to carry out a job, that is, the routes of the scheduling subjects are dependent. The incorporation of the synchronization constraints increases the difficulty of the MRPSC significantly and makes the existing VRP exact algorithm inapplicable. Although there are many types of valid inequalities for the VRP or its variants, so far we can only adapt the infeasible path elimination inequality and the weak clique inequality to handle the synchronization constraints in our BPC algorithm. The experimental results at the root node of the branch‐and‐bound tree show that the employed inequalities can effectively improve the lower bound of the problem. Compared with ILOG CPLEX, our BPC algorithm managed to find optimal solutions for more test instances within 1 hour. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 63: 138–171, 2016     

基于多QoS约束的启发式路由选择算法设计与实现

针对时延、路由跳数以及网络资源利率3种约束，结合软件路由器项目，对路由选择算法的网络模型进行了描述和定义，并提出了基于多QoS约束的启发式路由选择算法（H_MCP）。通过在软件路由器上实现和测试，表明该算法具有可行性和启发性。     

SpaceWire网络混合路由机制设计

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量;动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

圆柱壳受不对称径向冲击时的塑性动力屈曲分析

本文发展了Lindberg、Duffey等人的思想,考虑不对称冲击下圆柱壳的塑性动力屈曲问题,旨在研究内凹变形与屈曲的关系。用能量法导出了不对称基本变形的微分方程,近似地将之与对称情形下屈曲扰动控制方程联合,构成一个初值问题,然后进行数值求解。考虑了壳厚变化,放弃了屈曲过程中速度保持不变的假定(对称情形中采用)。本文的研究结果很好地解释了高速冲击时倒塌模式上无屈曲波形,屈曲波形遍布加载范围内且并不明显减弱,局部冲击临界速度高于对称情况形下临界速度等许多实验与已有的分析结果,从而明确了屈曲在塑性动响应中的地位。     

海上横向补给系统高架索参数影响分析

在不考虑动载荷影响前提下,基于力学基本原理建立了海上横向补给系统高架索静挠度与张力的表达式,在此基础上,研究了张力、集中载荷、高架索两端高度差、高架索跨距等系统参数对高架索最大静挠度的影响.结果表明,在可控因素中,张力对高架索静挠度影响最大.最后,借助符号运算软件MatIlematica得到了货物沿整个高架索输送过程的运行轨迹,同时利用抛物线极值理论得到了货物输送危险点表达式.     

低地球轨道卫星网络节能方法

通常卫星的唯一能源来源是太阳能,因此星上网络设备的能源供应问题比地面网络的更加严峻。通过修改和扩展链路容量受限的最小代价多商品流模型来适应卫星网络这一特殊的体系结构,并基于低轨道卫星网络的多重覆盖机制和流量分布模型,改进现有的启发式算法来关闭冗余的卫星节点、星地链路和星间链路。在满足链路利用率和路由跳数增加比例约束的条件下,仿真实验中关闭上述三种参数的比例分别可达59%、61%和72%,卫星网络的总体节能比例可达65%。