基于预报误差分布拟合的卫星历史机动检测方法

轨道机动会引起在轨卫星的轨道异常,是空间态势感知的重点关注对象之一。为此,提出一种从卫星的两行轨道要素编目数据中检测历史机动的方法。通过分析预报误差检测轨道参数的异常编目值,进而获得相应的历史机动信息。对卫星的两行轨道要素编目数据两两预报求差得到预报误差的样本数据后,利用期望最大化算法可以拟合得到以高斯混合模型表达的预报误差的概率分布模型;以此为基础,可以确定利用预报误差检测轨道参数异常编目值的门限;利用轨道机动与异常编目值之间的对应关系,最终实现机动检测。对典型活动卫星的机动检测结果表明,所提方法能够在准确检出历史机动事件的同时保持较低的误检率。     

基于内外子区域划分的高阶精度CFD程序异构并行算法

对计算流体力学(CFD)程序CNS提出一种Offload模式下基于内外子区域划分的异构并行算法,结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格库塔方法的特点,引入ghost网格点区域,设计了一种ghost区域收缩计算策略,显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销,负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠,提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数,分析了负载均衡的条件。在“CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores ×2)＋加速器(Xeon Phi 7120A ×2)”的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升5.9倍,较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能,该算法使用单加速器时加速1.27倍,使用双加速器加速1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

On competitive analysis for polling systems

Polling systems have been widely studied, however most of these studies focus on polling systems with renewal processes for arrivals and random variables for service times. There is a need driven by practical applications to study polling systems with arbitrary arrivals (not restricted to time-varying or in batches) and revealed service time upon a job's arrival. To address that need, our work considers a polling system with generic setting and for the first time provides the worst-case analysis for online scheduling policies in this system. We provide conditions for the existence of constant competitive ratios, and competitive lower bounds for general scheduling policies in polling systems. Our work also bridges the queueing and scheduling communities by proving the competitive ratios for several well-studied policies in the queueing literature, such as cyclic policies with exhaustive, gated or l-limited service disciplines for polling systems.     

嵌入遗传算法的顺轨干涉SAR海表流场反演新方法

顺轨干涉SAR海表流场探测技术研究对于实现流场探测的全球化、精细化具有重要作用。为了提高海表流场迭代收敛速度和参数反演精度,依据校正系数的参数特点构建适应度函数的约束关系,将校正系数设计问题转化为仿真干涉相位与实测干涉相位差和雷达、平台参数约束条件下的比例因子选择问题,进而设计遗传算法计算校正系数的技术方法,并嵌入海表流场迭代反演算法,从而构建一种反演新方法。星载SAR数据仿真实验结果表明:海表流向反演的均方根误差优于10.0°,海表流速的均方根误差优于0.1 m/s,这符合海表流场反演精度要求。改进的海表流场反演算法可减少2~3次迭代,有效提高了反演效率。研究对于提高顺轨干涉SAR海表流场探测的实效性和准确性具有重要意义。     

变分自编码器结合聚类算法在空战态势评估问题上的应用

针对传统态势评估方法确定权值的主观性强、处理大数据能力弱、特征提取能力不足等问题,提出基于改进变分自编码器和聚类算法的无监督空战态势评估方法。根据态势变化连续性特点,提出基于时间段的空战态势分类方法,将敌我双方态势划分为四类。在变分自编码器的基础上,提出了VAE-WRBM-MDN特征提取模型,即使用混合密度网络优化变分自编码器的特征提取能力和生成数据的相似度,使用权值不确定限制玻尔兹曼机优化网络的初始权值。将提取的特征分别输入到两种典型的聚类算法中进行聚类,并结合态势函数和实际战场情况修正聚类结果,形成正确的态势分类标准。在实验部分,分别进行了最优参数调整、关键特征提取、聚类以及修正实验。实验结果表明,模型态势分类正确率和运行时间均满足应用需求,实例评估结果与客观态势一致性强,所提方法具有实际应用价值。     

Mathematical formulation and heuristic algorithm for the block relocation and loading problem

This study considers the block relocation and loading problem in container terminals. The optimal loading sequence and relocation location are simultaneously decided on the basis of the desired ship‐bay and initial yard space configuration. An integer linear programming model is developed to minimize the number of relocations in the yard space on the basis of no shifts in the ship bay. The accuracy of the model is tested on small‐scale scenarios by using CPLEX. Considering the problem size in the real world, we present a rule‐based heuristic method that is combined with a mathematical model for the removal, loading, and relocation operations. The influence of rules on algorithm performance is also analyzed, and the heuristic algorithm is compared with different types of algorithms in the literature. The extensive numerical experiments show the efficiency of the proposed heuristic algorithm.     

改进遗传算法在传声器阵列优化中的应用

规则平面阵列因其结构周期性,在进行波束综合时存在主瓣宽、旁瓣电平高等问题。对此,提出一种基于改进遗传算法的阵列优化方法。设计平面栅格传声器阵列,以满足阵元间距的要求,并构造以主瓣宽度为约束条件、以全局旁瓣电平为适应度的目标函数,对常规遗传算法进行改进,采取个体间自由交叉、随机的阵元数量强制变异的策略来增大种群的搜索范围。通过仿真,得到多个优化阵列,与几种规则平面阵列相比,在不同的信噪比输入下,经过改进遗传算法优化得到的随机阵列均有更好的表现。而相比于几种常规的优化算法,改进的遗传算法具有更强的搜索能力,得到数量更多、性能更优的随机阵列,由此证明了所提方法的可行性。     

遥感数据用户需求融合处理技术

遥感数据是国家的基础性和战略性资源,在经济建设、国防建设、抢险救灾、生态环境保护等方面得到了广泛的应用,发挥着越来越重要的作用,各行各业对遥感数据的需求也越来越多。因此,如何提高对地观测资源的利用率,提高服务响应速度成为迫切需要解决的问题。采用自然语言处理技术,提出了一种用户需求融合处理方法,该方法可以有效地融合归并相同或者相似的用户需求,实现一图多用,引入需求预测和需求融合技术以提高需求融合效率,从而提高对地观测资源的利用率,达到事半功倍的效果。     

修正的响应面方法优化螺栓法兰连接结构几何参数

采用响应面法对螺栓法兰连接进行优化设计时,考虑到经典响应面模型的局限性,在获得结构优化参数与响应指标内在联系的基础上,提出了修正响应面模型;设计了数值试验并对比了数值试验值与前述两种响应面模型预测值,结果表明修正响应面模型的预测值不仅误差相对比较均匀,且最大误差绝对值要明显小于经典响应面模型的相应值。采用遗传算法对修正响应面模型进行了以法兰质量最轻为优化目标的参数优化,取得了比较理想的优化结果。     

JPEG2000遥感图像实时压缩系统中基于并行机制的“零时间”数据搬移策略

为了满足JPEG2000遥感图像实时压缩设备的实时性要求,提出了一种基于并行机制的“零时间”数据搬移策略。通过对EBC算法结构进行拆分,并采用EDMA方式进行数据搬移,使得算法运算与数据搬移过程完全并行,搬移时间等效为零。实验结果表明,采用新的数据搬移策略后,编码效率可以提升到100％,EBC算法实现的总时间可缩短46％以上。该搬移机制已成功应用于JPEG2000星载遥感图像实时压缩系统中,系统的实时性达到了设计要求。