基于蒙特卡洛和multi-Agents的舰艇编队维修保障能力优化求解

针对舰艇编队的维修保障能力评估,采用蒙特卡洛方法和智能计算技术进行了建模,并在分布交互仿真环境下进行了求解.通过将舰艇编队维修系统按维修单位的功能划分成多个子系统,每个子系统抽象为能进行局部优化的Agent,实现了基于Agent的建模.在此基础上,重点讨论了基于HLA的仿真环境,通过应用RTI的服务确保了求解过程的时空一致性.仿真试验结果表明:通过采用蒙特卡洛方法、智能技术及分布交互仿真技术相结合的方法,能有效地对舰艇编队的维修保障能力进行评估.     

Monte Carlo estimation of the maximal flow distribution with discrete stochastic arc capacity levels

This article describes a highly efficient Monte Carolo sampling plan for estimating ordinates of the complementary distribution function of the maximal s-t flow in a directed network with source node s, terminal node t and whose arcs assume random capacities. Communication, electric power, transportation, and water distribution systems fit this representation. The article derives point estimates and interval estimates that hold for finite sample sizes, and shows the extent to which the proposed technique saves time, as compared to crude Monte Carlo sampling, in achieving a specified accuracy.     

基于Bayes小子样二项分布单元可靠性评定的仿真方法

对于小子样二项分布单元可靠度下限评定,经典方法有很大局限性,文中介绍了Bayes方法。并在其基础上提出基于Bayes方法的Monte Carlo仿真方法,示例证明,该方法有很好的应用前途。     

舰船辐射噪声对声纳作用距离影响的不确定性研究

为了研究目标舰船辐射噪声对声纳作用距离产生的影响,用蒙特卡洛方法对目标航速进行模拟。通过经验公式得出舰船的辐射噪声级并进行统计分析,得出舰船辐射噪声的概率分布直方图,由此可以导出被动声纳作用距离的概率分布直方图。相对于传统的声纳作用距离预报结果,该方法给出的作用距离预报结果是一个满足某一分布的随机变量,而非一个确定的值,为作用距离的预报提供了概率的依据,为艇指挥员的决策提供了定量信息。同时,通过计算得出舰船航速的均方差与声纳作用距离的均方差基本成线性递增关系。     

电子战仿真系统中防空武器作战效能研究

介绍了电子战仿真系统总体结构,研究了空中拦截、地对空导弹及高炮等模块的作战效能模型,并用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 试验方法分析了系统的电子对抗作战效能     

A new importance sampling Monte Carlo method for a flow network reliability problem

The exact evaluation of the probability that the maximum st‐flow is greater than or equal to a fixed demand in a stochastic flow network is an NP‐hard problem. This limitation leads one to consider Monte Carlo alternatives. In this paper, we propose a new importance sampling Monte Carlo method. It is based on a recursive use of the state space decomposition methodology of Doulliez and Jamoulle during the simulation process. We show theoretically that the resulting estimator belongs to the variance‐reduction family and we give an upper bound on its variance. As shown by experimental tests, the new sampling principle offers, in many cases, substantial speedups with respect to a previous importance sampling based on the same decomposition procedure and its best performances are obtained when highly reliable networks are analyzed. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 49: 204–228, 2002; DOI 10.1002/nav.10004     

直升机吊放声纳搜索方法效能研究

利用直升机吊放声纳对潜艇目标进行搜索,是航空反潜作战的重要环节.引入蒙特卡罗法对吊放声纳搜潜方法进行效能评估,以概率和统计理论方法得出其搜索概率作为评定吊放声纳搜潜方法效能的指标.对三种吊放声纳搜潜方法进行了效能仿真.通过计算机模拟对三种方法对潜艇目标的搜索概率进行比较,结果表明采用蒙特卡罗法对吊放声纳搜潜方法进行效能评估是可行有效的.     

基于QIPF的弱目标检测前跟踪算法

针对低信噪比条件下弱目标检测跟踪问题,提出一种拟蒙特卡罗智能粒子滤波检测前跟踪算法(Quasi-Monte Carlo Intelligent Particle Filter Track Before Detect,QIPF-TBD)。首先,该算法采用拟蒙特卡罗技术改善探测空间中粒子分布的均匀性;其次,通过对更新阶段的粒子进行交叉变异等操作,提高粒子重采样之后的多样性。与同类算法的仿真分析表明,所提方法能有效改善低信噪比目标的检测概率和跟踪精度。     

气体化学反应速率的 DSMC 方法

为预报化学反应过程,应用ＤＳＭＣ方法研究了双原子分子的离解反应,讨论了高温情况下（Ｔ～Ｅａ／ｋ）采用由实验测定得到的反应速率与气体温度间Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ经验关系式的可靠性问题,分析了振动热非平衡效应对于离解反应速率的影响,给出了由ＤＳＭＣ方法得到的离解反应速率与气体温度的关系曲线。     

Bayesian testing strategies for software with an operational profile

We consider a software reliability model where the failure rate of each fault depends on the specific operation performed. The software is tested in a given sequence of test cases for fixed durations of time to collect data on failure times. We present a Bayesian analysis of software failure data by treating the initial number of faults as a random variable. Our analysis relies on the Markov Chain Monte Carlo methods and is used for developing optimal testing strategies in an adaptive manner. Two different models involving individual and common faults are analyzed. We illustrate an implementation of our approach by using some simulated failure data. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 48:747–763, 2001     

基于蒙特卡洛法的无人机飞行冲突解脱安全评估

冲突解脱技术是无人机与有人机共域飞行的前提保障。针对目前缺少对冲突解脱技术安全评估的方法,提出运用蒙特卡洛法对飞行冲突进行仿真模拟,得出冲突解脱算法的安全效率。提出基于改进蚁群算法的冲突解脱技术,实现无人机的飞行冲突解脱;利用蒙特卡洛法,对飞行冲突过程进行大规模仿真,计算冲突解脱效率,与基本蚁群算法进行对比,并从安全角度对结果进行分析。提出的思路可为未来无人机空域运行安全评估体系的构建提供一种理论参考。     

基于SMC的红外序列图像目标检测算法

提出一种海天背景下红外序列图像自动目标检测算法。该算法针对输入图像严重的非高斯分布噪声干扰和目标在序列图像中的非线性运动特性,基于SMC(Sequence Monte Carlo)方法通过目标的特征统计值影响蒙特卡罗采样的粒子权值,再利用该权值控制粒子状态变化,最终在目标特征图像中检测和跟踪目标,使用差分图像作为特征图像。试验结果证明,该算法可准确有效地检测目标,适合快速处理的实时性。     

用蒙特卡罗方法计算快中子屏蔽体的厚度

文中使用蒙特卡罗方法,模拟了３００ｋｅＶ氘束流Ｔ（ｄ,ｎ）４Ｈｅ中子源发出的中子在球壳屏蔽体介质铁中的输运规律;对计算结果进行解释和分析,得出将中子能量从１４ＭｅＶ慢化到１ＭｅＶ以下所需的最佳屏蔽厚度。所得结果与国际上同类屏蔽体所取参数相一致,具有一定的应用参考价值。     

屏蔽数据在新型截尾样本下系统的可靠性分析

当系统含有屏蔽数据时,在具有随机移走逐步增加型截尾模型下,讨论了部件寿命服从双参数指数分布的串联系统可靠性估计问题。设随机移走系统数服从二项分布,利用极大似然方法,Bayes理论及方法,推导出双参数指数部件参数、系统可靠性函数、失效率函数及移走概率的极大似然估计和Bayes估计。并利用Monte Carlo方法对两种估计结果进行了比较,表明Bayes估计较极大似然估计效果更优。     

空间拦截末制导段能量需求分析

为了研究空间拦截末制导段的能量需求,对导航与测轨误差模式和空间拦截交会条件进行了分析,并建立末制导段仿真模型。使用Monte-Carlo法仿真,获得不同交会角下和不同拦截概率下拦截器所需的能量,并讨论了交会角和相对速度对拦截器能量需求的影响。     

面向两类典型分析仿真的多样本任务调度工具的设计

当在多台计算机上调度很多样本并行运行时,采用手工操作效率低且极易出错。设计一个自动化的任务分发与调度工具可以有效地提高仿真运行效率。蒙特卡罗仿真和粒子群优化算法仿真是两类典型的分析仿真,介绍了面向这两类仿真的多样本任务调度工具的实现原理和关键技术,这些方法具有很好的通用性和可扩展性,可以广泛应用于解决各类仿真任务的自动分发与调度问题。     

非线性随机动态响应的高效模拟方法

提出了一种分析多自由度非线性系统在随机激励下响应的高效模拟方法。该方法以蒙特卡罗方法为基础,针对动态问题,建立了有效的重要性判别准则,采用俄罗斯轮盘赌与分裂方法来处理响应样本,增加了样本在低失效概率区域出现的几率,提高了模拟效率。通过两个算例表明,该方法操作简单,可以大大地减少计算量,能够适用于实际的工程问题。     

超视距目标指示位置对舰舰导弹目标捕捉概率的影响

超视距目标指示是中远程舰舰导弹作战运用的基础。在分析目标指示数据误差形式的基础上,根据超视距目标指示的原理和舰舰导弹解命中原理和寻的雷达捕捉目标的原理,建立了基于指示站位置的超视距舰舰导弹目标捕捉模型,采用Monte Carlo法对模型进行仿真,结果表明指示站位置对舰舰导弹捕捉概率有明显的影响,得到了求取指示站合理位置的方法,该方法对提高中远程舰舰导弹的作战运用效率有指导意义。     

Estimating the probability of a diffusing target encountering a stationary sensor

The problem addressed is that of estimating the probability of a moving particle (called the target) avoiding detection by a stationary sensor to time t. The target follows a diffusion path and is constrained to remain within a square region R. The detecting sensor is fixed at the center of A. Two expressions for this probability are given. The first results from an approximation to the exact solution of the diffusion equation and the second from experimentation with a Monte Carlo simulation of the diffusion process.