Balancing a one‐way corridor capacity and safety‐oriented reliability: A stochastic optimization approach for metro train timetabling

In urban rail transit systems of large cities, the headway and following distance of successive trains have been compressed as much as possible to enhance the corridor capacity to satisfy extremely high passenger demand during peak hours. To prevent train collisions and ensure the safety of trains, a safe following distance of trains must be maintained. However, this requirement is subject to a series of complex factors, such as the uncertain train braking performance, train communication delay, and driver reaction time. In this paper, we propose a unified mathematical framework to analyze the safety‐oriented reliability of metro train timetables with different corridor capacities, that is, the train traffic density, and determine the most reliable train timetable for metro lines in an uncertain environment. By employing a space‐time network representation in the formulations, the reliability‐based train timetabling problem is formulated as a nonlinear stochastic programming model, in which we use 0‐1 variables to denote the time‐dependent velocity and position of all involved trains. Several reformulation techniques are developed to obtain an equivalent mixed integer programming model with quadratic constraints (MIQCP) that can be solved to optimality by some commercial solvers. To improve the computational efficiency of the MIQCP model, we develop a dual decomposition solution framework that decomposes the primal problem into several sets of subproblems by dualizing the coupling constraints across different samples. An exact dynamic programming combined with search space reduction strategies is also developed to solve the exact optimal solutions of these subproblems. Two sets of numerical experiments, which involve a relatively small‐scale case and a real‐world instance based on the operation data of the Beijing subway Changping Line are implemented to verify the effectiveness of the proposed approaches.     

两跳OFDM译码转发中继系统的功率分配研究

分析了系统总功率约束和各节点独立功率约束条件下的中继信道,提出了以最大化系统容量为准则的两跳中继系统联合子载波配对和功率优化分配算法。算法先进行子载波配对,然后选出一组信道增益最大的子载波进行平均功率分配,最后通过迭代得到功率分配结果。为了进一步降低系统复杂度,我们利用相邻子载波之间的相关性,用若干相邻子载波组成一个等效子信道。仿真结果表明,所提算法可以在大大降低反馈量的情况下达到和注水功率分配几乎相同的系统容量。     

综合保障理论之海军航空装备保障发展

现役的航空装备大部分以可靠性为中心来开展设计和维修保障工作，普遍存在装备可用性低、装备预防性维修周期不合理、装备保障成本高等问题，影响了装备保障效能的提升。针对该问题，论文梳理了综合保障理论产生和发展的意义，分析了当前海军航空装备综合保障的现状，针对性提出了几点发展建议和措施，对于开展综合保障工作有积极的推动意义，对现役装备的预防性维修周期规划、可靠性增长、可用性提高、降低保障成本有重要意义。     

基于理想解法的空中加油机驻地分配选择

一体化联合作战条件下,跨战区、跨军兵种实施空中加油将更加频繁,空中加油机驻地分配选择对空中加油任务的实施有重要影响。分析了影响空中加油机驻地分配选择的主要因素,以此确定决策指标,这是一个多指标综合评价问题。基于理想解法的原理和方法,构建了空中加油机驻地分配选择决策的数学模型。通过示例分析表明,该方法计算简单,较好地解决了空中加油机驻地分配选择问题,并可在此基础上做进一步研究,为实际应用中解决类似问题提供了一种新思路。     

装备结构演化规律及重要度分析

以装备设计模块化的现状为依据,运用重要度理论,分析了装备结构演化及其重要度排序的规律。从单一部件逐步演化到5部件结构,以及N部件串并联结构,在此基础上,对演化规律进行了梳理,并对典型结构进行了重要度分析,得到了关于装备结构演化与各部件重要度排序规律,填补了对装备重要度漂移规律的研究空白,为装备可靠性优化设计提供了技术支撑。     

小子样多失效模式系统可靠性竞争模型

为解决小子样多失效模式系统可靠性模型参数的估计问题,首先应用支持向量积建立小子样条件下各故障模式的规律模型,其次利用模型将各故障模式的故障数据由小子样扩充成大样本,再次采用常规的参数估算方法估算各故障模式的分布参数,最后建立多失效模式系统的可靠性竞争模型。利用所提方法,建立了小子样条件下具有两种失效模式的柴油机汽缸套可靠性竞争模型,计算结果与大样本条件下的故障预测数据吻合度较高,说明了方法的有效性。     

多操纵面战斗机动态控制分配策略研究(英文)

现代先进飞机配置多个操纵面且又冗余,这有利于实现非常规飞行,提高飞机敏捷性,使飞机在机动和故障时有更多的选择,但是同时也导致了飞机控制设计复杂度的增加.为了达到更好的效果,就必须利用控制分配器来充分利用多操纵面的不同带宽.从频率域角度出发,研究了动态控制分配方法,并将其应用于某型先进战斗机的控制分配器设计中,利用鸭翼的频率特性抵消府舱过载,经仿真验证,采用动态控制分配策略时,可以有效地减小座舱过载,同时还可以减小配平阻力,取得了良好的控制效果.     

软件系统的可靠性综合评估模型研究*

主要研究了软件系统可靠性的评估方法。基于软件系统的基本结构和体系,对软件系统层次可靠性进行分析,并对影响可靠性的因素进行了分析;根据各分系统失效对整体系统失效影响程度的大小,通过事件测试分析得到实际参数,在给出重要度系数的基础上,建立了串并联系统间权重系数模型,并通过Bayes分析建立了软件系统的可靠性综合评估模型,从而达到对软件系统可靠性综合评估的目的。算例表明该可靠性综合评估模型具有一定的工程应用价值。     

基于灰色理论的鱼雷装载可靠性分析

为解决在鱼雷装载可靠度试验数据较少的情况下进行装载可靠性分析困难的问题,利用灰色系统理论及 GM(1,2)建模的思想,研究了鱼雷装载可靠度和工作可靠度之间的灰色关系,基于灰色系统理论建立了两者之间关系的数学模型.计算实例表明,该方法简单实用,可在鱼雷装载可靠度数据样本量较少的情况下对鱼雷装戢可靠度进行有效预测,为鱼雷装载可靠度的评定提供了理论参考.     

装甲火控可靠性建模

装甲武器是陆军及其两栖机械化部队实施地面突击的主要兵器,也是海军陆战部队实施抢滩登陆、岛屿攻防的主要兵器。装甲火控是装甲武器的重要组成部分,其可靠性直接影响装甲武器的打击效能。两栖装甲武器肩负海上、陆上的作战使命,使用环境更加恶劣,可靠性问题更加突出。描述了装甲火控的一般组成、功能及工作方式,基于两栖装甲武器的使用特点,分析了装甲火控基本任务、工作方式和作战环境的关系,建立了不同任务剖面的可靠性模型,为装甲火控可靠性设计、分析提供了一种参考。