超算环境科学工作流应用的容错

超算环境中科学工作流技术广泛应用于科学研究和工程仿真领域。复杂多物理过程数值模拟、多阶段数据处理等应用往往需要使用多种应用软件相互协作,构建业务流程自动执行来提升工作效率。然而在超算环境中执行科学工作流应用面临着资源失效、任务配置错误等异常情况,造成工作流执行中断,严重影响完成效率,故容错功能对超算工作流应用的稳定持续运行有重要意义。介绍了科学工作流的容错设计分类,并对典型工作流系统的容错设计进行分析评述;提出了基于决策树的事件-条件-动作容错模型,设计了非侵入式可扩展的容错架构,并针对自主研发的部署在超算环境下的科学工作流应用平台HSWAP,实现了运行时可配置的容错策略。在实际的工程仿真任务中,基于所提出模型和架构实现的容错机制为提高工作流执行效率发挥了重要作用。     

干扰抑制类生成式对抗网络

为进一步改善超低频频段的通信质量,在传统改进广义旁瓣抵消算法的基础上,提出新的超低频干扰抑制算法——生成式旁瓣抵消算法。该算法将人工智能研究热点之一的生成式对抗网络模型引入广义旁瓣抵消算法中,通过优化设计生成模型的网络结构及相关超参数,有效地解决了原算法存在的期望信号残留问题,为旁瓣抵消通道中的后级滤波算法提供了与主通道相关性更强的干扰参考信息,从而提高了算法对主通道干扰估计的准确性。为了验证优化后生成模型的有效性以及所提算法对不同类别干扰的抑制能力,在实验室环境下搭建实验平台,设计了多组对照实验。实验结果表明:优化后的生成模型具有较好的生成能力、较好的鲁棒性以及相对较低的运算复杂度;相比于传统改进的广义旁瓣抵消算法,所提算法进一步提高了信号带宽内的信干噪比。     

顾及地磁影响的GNSS电离层层析不等像素间距算法

突破传统全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)层析反演研究忽略地球磁场对电离层变化活动的影响,同时顾及不同电离层高度电子密度变化较大的影响,提出在地磁坐标系下建立电离层高度方向上不等像素间距的GNSS层析反演方法。在此基础上,通过建立新的电离层层析迭代松弛因子,提高GNSS电离层电子密度层析反演结果精度。利用IRI—2007电离层模型、GNSS实测数据与电离层测高仪数据,从模拟验证和实测数据对比两方面,反演统计了不同层析算法估算的峰值电离层电子密度误差、电子密度剖面结果平均绝对百分比误差及均方根误差,验证了顾及地磁影响的GNSS电离层层析不等像素间距算法的有效性。     

基于ANP对装备网络体系中作战环节点效能评估

针对装备作战体系的网络结构特点,将作战体系网络分解成作战能力环。分析了作战环要素组成及要素间关系特点,提出将作战环转化成对应网络层次结构;将作战环中中心作战目标和作战环节元素分别设为对应顶层及二级指标层,作战环节装备对应具体战绩指标设为三级战技指标层;集成ANP(网络分析法)与能力需求度评判对作战环节点及作战边进行评估,为装备体系网络拓扑结构研究提供支持。最后,通过实例证明评估方法合理可行。     

基于Monte Carlo仿真的武器装备贡献度评估法

为了更加科学、准确地对武器装备贡献度进行评估,从装备体系的角度出发,立足于作战任务实际,充分体现信息化条件下空战过程的随机性,提出了一种基于Monte Carlo仿真的武器装备贡献度评估法。对典型空中作战场景进行了任务阶段划分。提出了能够准确描述作战能力的指标项,建立了能够反映能力指标项的随机矩阵。并以拦截空中目标为作战背景,运用Monte Carlo仿真进行了验证,得出了与实际结果一致的结论。为武器装备的装备贡献度评估提供了理论支撑和方法模型。     

基于物元分析法的航空事故应急预案评估方法

在深入研究并提出航空事故应急预案指标体系的基础上,结合物元分析法建立了航空事故应急预案的评估模型,将其应用于飞机冲出跑道的典型航空事故应急预案的评估中,根据评估结果提出了改进建议。研究成果可为航空机务部门制定预案并为实施评估提供一定参考,对进一步完善航空部队应急救援体系以及加强航空业的安全建设具有较高的研究价值。     

一种全高清视频采集编码传输系统设计

为了克服视频网络传输占用带宽资源多的问题,满足高分辨率视频的实时编码传输需求,利用海思新一代视频处理芯片Hi3516A,设计了一种全高清视频采集编码传输系统。该系统采用IT6801+Hi3516A+RTL8201F的硬件电路架构,并在海思媒体处理软件平台上完成了应用程序软件开发,实现了全高清HDMI视频输入及H.264标准视频码流的实时网络传输。系统设计已成功运用在某型直升机指控系统中,具有重要的实际应用价值。     

一种用于战术通信网络仿真的通信业务量模型

针对战术通信网络仿真的实际需求,在分析现有通信业务量建模方法基础上,基于吸引系数法和泊松流模型,提出了一种用于战术通信网络仿真的通信业务量建模方法。该方法依据泊松流模型构建了指挥机构生成通信业务总量模型,根据指挥机构两两之间通信业务量大小关系建立了吸引系数矩阵,依据吸引系数占比将指挥机构生成通信业务总量分配至接收用户,最后引入了不同作战阶段通信业务量强度繁忙系数。仿真结果表明,该方法能够快速有效生成指挥机构通信业务量,较好满足战术通信网络仿真需求。     

基于分层目标任务网络的作战任务规划方法

为提高复杂非结构化作战环境下作战系统规划能力,提出一种新的分层任务网络智能规划方法 HGTN(Hierarchical Goal-Task Network),给出了HGTN的形式化定义,研究了HGTN规划算法,以及启发式搜索算法和目标推理规划算法。HGTN在HTN(Hierarchical Task Network)规划方法基础上,增加了目标任务和相关处理方法,具备基于目标的逆向推理机制。通过作战任务规划实例分析,HGTN规划方法相对HTN,能够提高规划的适用性和求解效率,符合作战决策推理的思维模式。     

分布式传感器网络自适应一致性融合估计算法

针对分布式传感器网络的目标一致性状态估计问题,提出自适应一致性融合估计算法。考虑到网络中节点为测距和测方位的传感器,基于观测噪声与目标状态相关的假设,构建量测模型;引用无迹卡尔曼滤波与CI算法得到各节点的局部估计,通过误差矩阵加权更新节点状态以改进一致性算法,实现各节点对目标状态的一致性估计。仿真实验结果表明,该算法能够在快速收敛的过程中实现无中心节点的分布式传感器网络中各节点对目标位置的精确估计,同时又保证各节点之间的一致性。