装备保障资源确定技术研究与需求分析系统开发

维修资源是实施装备维修工作的物质基础和重要保证,无论是平时训练还是战时抢修,维修资源都占据着十分重要的地位,不仅影响着装备的寿命周期费用(Life Cycle Costs,LCC),还直接影响着装备的战备完好率以及部队战斗力的保持和恢复。应用更加科学高效的方法确定保障资源,是维修决策面临的重要问题之一。据此,着眼于部队装备维修保障现状需求,将维修任务分配与保障资源需求紧密结合,提出了保障资源确定分析流程,并对分析过程中的关键技术进行了相应的研究,建立了典型的维修决策模型,优化了保障资源配置。最后开发了计算机辅助决策分析系统,为维修资源的优化配置起到了很好的辅助决策作用。     

系统可靠性分配的研究进展

系统可靠性分配是可靠性设计的重要任务之一,其主要作用是为可靠性设计提供辅助决策。给出了可靠性分配流程,研究了可靠性分配模型的发展状况,重点介绍了可靠性分配问题的求解算法,指出了各类算法在分配中的应用及其需进一步解决的问题,同时分析了国内外典型的分配软件,总结了各软件中可靠性分配的主要功能,最后对可靠性分配提出了进一步的研究展望。     

多无人机协同任务分配方法

任务分配是多UCAV协同控制的核心和有效保证,是一类复杂的多目标优化问题。针对一种扩展的混合整数线性规划(MILP)任务分配模型,通过对模型特点的分析,提出一种基于相似度的遗传退火算法解决该问题并进行仿真实验,仿真结果表明该算法具有较强的收敛性和较好的多样性,验证了改进算法解决该问题模型的有效性。     

遗传算法在目标跟踪中的传感器分配算法

传感器在进行目标跟踪时,常规算法主要通过线性规划建立传感器与目标之间的分配方法。但是在对多目标和多传感器的战场环境中,这些方法有一定局限性。研究了基于遗传算法的传感器分配方法,通过构造符合传感器分配这一特殊问题的染色体,从而形成初始种群,然后利用遗传算法模拟生物遗传迭代和自然选择的遗传机理,通过多次选择最终收敛于问题的一个满意解。仿真显示,在大数据运算的环境中,该算法有更高的可行性和有效性。     

基于非负张量表示的扩展LDA标注模型

由于“语义鸿沟”的存在,自动图像标注是一项极具挑战性的工作。考虑到图像低层视觉特征与高层语义概念的差异,分别从图像表示与语义建模两个方面来实现自动图像标注。在图像表示方面,提出了一种正则化约束下的非负张量表示方法,用以提取符合人眼视觉直观理解的图像高阶结构特征。在语义建模方面,提出了一种三层贝叶斯模型——扩展隐Dirichlet分配。该模型利用隐变量来实现图像与标注词的关联,并通过一种基于变分推理的期望最大值方法来估计其参数。实验结果表明,ELDA模型在大规模数据库NUS-WIDE上的标注结果相较于现有方法有了显著的提高。     

面向网络延迟均衡性的片上网络交叉开关分配策略

针对路由器中的交叉开关分配,提出面向网络延迟均衡性的分配策略,旨在通过更加公平的交叉开关分配策略提升网络延迟均衡性,从而进一步提升系统性能。通过在全系统模拟器上运行SPEC CPU2006实验表明,与传统的分离式分配策略和最新的TS-Router分配策略相比,延迟标准差分别平均降低了13. 8%和3. 9%,而最大延迟分别平均降低了45. 6%和15. 1%。在系统性能方面,相比于TS-Router,所提分配策略在IPC上平均提升了0. 8%。在分离式分配器的基础上完成了硬件实现,并给出了速度、面积和功耗方面的开销评估。     

A branch and bound algorithm for computing optimal replacement policies in consecutive k‐out‐of‐n‐systems

This paper presents a branch and bound algorithm for computing optimal replacement policies in a discrete‐time, infinite‐horizon, dynamic programming model of a binary coherent system with n statistically independent components, and then specializes the algorithm to consecutive k‐out‐of‐n systems. The objective is to minimize the long‐run expected average undiscounted cost per period. (Costs arise when the system fails and when failed components are replaced.) An earlier paper established the optimality of following a critical component policy (CCP), i.e., a policy specified by a critical component set and the rule: Replace a component if and only if it is failed and in the critical component set. Computing an optimal CCP is a optimization problem with n binary variables and a nonlinear objective function. Our branch and bound algorithm for solving this problem has memory storage requirement O(n) for consecutive k‐out‐of‐n systems. Extensive computational experiments on such systems involving over 350,000 test problems with n ranging from 10 to 150 find this algorithm to be effective when n ≤ 40 or k is near n. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 49: 288–302, 2002; Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). DOI 10.1002/nav.10017     

“协同制导通道”基本概念及其应用分析

舰艇编队协同反导作战,是海上网络中心作战的典型样式.针对舰艇编队网络化协同反导作战装备体系特殊性,提出了“协同制导通道”基本概念和数学表示方法,并对基于协同制导通道分配方法运用于网络化反导作战条件下武器资源分配进行了研究.分析了单舰反导作战“武器目标分配”的局限性,网络化反导作战“弹-目匹配”新需求和“协同制导通道”的选择方法,为确定“协同制导通道”选择的最优化指标,提出选择“协同制导通道”优化算法奠定了基础.     

耐久性及其在装备研制中的应用

机械产品在武器装备中占有较大的比例,机械产品的故障,有很多是由于疲劳、磨损、腐蚀、老化等渐变性的耗损过程造成的,寿命是机械产品可靠性中的重要问题。耐久性的提出为解决机械产品与寿命有关的问题提供了方法和工具。通过探讨耐久性的定义、极限状态、耐久性参数、耐久性分配与预计等有关耐久性的基本问题,给出了耐久性分配与预计的工程实例。     

A specially structured nonlinear integer resource allocation problem

We present an algorithm for solving a specially structured nonlinear integer resource allocation problem. This problem was motivated by a capacity planning study done at a large Health Maintenance Organization in Texas. Specifically, we focus on a class of nonlinear resource allocation problems that involve the minimization of a convex function over one general convex constraint, a set of block diagonal convex constraints, and bounds on the integer variables. The continuous variable problem is also considered. The continuous problem is solved by taking advantage of the structure of the Karush‐Kuhn‐Tucker (KKT) conditions. This method for solving the continuous problem is then incorporated in a branch and bound algorithm to solve the integer problem. Various reoptimization results, multiplier bounding results, and heuristics are used to improve the efficiency of the algorithms. We show how the algorithms can be extended to obtain a globally optimal solution to the nonconvex version of the problem. We further show that the methods can be applied to problems in production planning and financial optimization. Extensive computational testing of the algorithms is reported for a variety of applications on continuous problems with up to 1,000,000 variables and integer problems with up to 1000 variables. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 50: 770–792, 2003.