Modeling and analysis of vessel casualties resulting from tanker traffic through narrow waterways

In this paper, we present a physics-based stochastic model to investigate vessel casualties resulting from tanker traffic through a narrow waterway. A state-space model is developed to represent the waterway and the location of vessels at a given time. We first determine the distribution of surface current at a given location of the waterway depending on channel geometry, bottom topography, boundary conditions, and the distribution of wind. Then we determine the distribution of the angular drift for a given vessel travelling at a given location of a waterway. Finally, we incorporate the drift probabilities and random arrival of vessels into a Markov chain model. By analyzing the time-dependent and the steady-state probabilities of the Markov chain, we obtain risk measures such as the probability of casualty at a given location and also the expected number of casualties for a given number of vessels arriving per unit time. Analysis of the Markovian model also yields an analytical result that shows that the expected number of casualties is proportional to square of the tanker arrival rate. We present our methodology on an experimental model of a hypothetical narrow waterway. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. Naval Reseach Logistics 46: 871–892, 1999     

随机性理论在情报监视侦察建模中的应用

情报、监视、侦察(ISR)建模是战役级作战仿真建模的重点和难点,在仿真中不仅要求ISR模型能够准确地反映战场空间实体之间的感知交互,同时还要有较高的运行速度。为了解决此问题,以随机性理论为基础进行情报监视侦察的建模仿真,以区域侦察飞行器图像情报的建模全流程为例,阐述其主要环节的建模方法,并通过仿真实验验证了该套建模方法的适用性和有效性。与传统的确定性ISR建模方法相比,该方法在保证仿真精度的同时提高了运行效率,为战役级作战仿真中C4ISR建模与仿真提供了参考方法。     

对防空部队自动化控制系统的电子压制(二)效能指标

电子压制是赢得现代战争的关键技术。首先分析电子压制的应用背景,建立地面防空系统的分析模型并给出攻击机突破地面防空系统过程中,电子压制对方自动化控制系统的效能评估指标。给出的模型和效能评估指标可对作战决策提供理论依据。     

地面机动目标通视环境的可视化建模

研究了地面武器系统机动的可视化建模,通过人-机交互方式,使用4个基本动作的组合能够方便而又较逼真地生成地面机动目标的任意航迹。主要分析了以下地形参数(包括坡度、距离、通信性等)对武器系统机动作战的影响。     

基于Matlab/Simulink的舰空导弹系统仿真建模

为便于某新型舰空导弹武器系统的作战研究和训练,对其进行了仿真建模研究.根据动态仿真软件Simulink的特点,提出了复杂系统的建模策略.利用面向对象方法,将整个舰空导弹武器系统按功能分成多个模块,将其封装,并充分利用Matlab中的各种现成模块实现复杂的时序及逻辑控制关系,同时在主要的数据计算部分用C语言来开发有关算法.采用某型防空导弹有关数据进行的仿真试验,对所建立的仿真模型进行了校核、验证和确认.结果表明了本文的建模策略和方法以及得到的仿真模型正确合理,仿真结果可信.     

多人多任务动态决策建模的环境

就人的组队如何解决多任务环境中具有不定性情况下分布式资源管理等问题 ,在微机上采用具有音响—图形功能的 Turbo pascal程序语言 ,建立了一个可以控制的实验环境 ,经分析得出 :在此环境中 ,可以模拟、产生 C3分布系统方面基本的决策制作问题 ,且能充分适应于复杂性的逐步引入 ,可用作建立多人多任务动态决策模型的载体 ,开发组队决策的规范—描述理论。     

Optimal motion planning in rapid‐fire combat situations with attacker uncertainty

This article provides a modeling framework for quantifying cost and optimizing motion plans in combat situations with rapid weapon fire, multiple agents, and attacker uncertainty characterized by uncertain parameters. Recent developments in numerical optimal control enable the efficient computation of numerical solutions for optimization problems with multiple agents, nonlinear dynamics, and a broad class of objectives. This facilitates the application of more realistic, equipment‐based combat models, which track both more realistic models, which track both agent motion and dynamic equipment capabilities. We present such a framework, along with a described algorithm for finding numerical solutions, and a numerical example.     

固连双相机多视图重建测量方法设计

大范围场景光学非接触式测量在工程中具有广泛的应用需求,常规基于单相机的多视图重建测量方法需要在场景中加入尺度基准,图像采集过程复杂、对图像重合度要求高。为此提出一种利用固连双目相机进行多视图重建的方法,既继承多视图重建中测量范围大的优势,同时又无须尺度基准,图像采集过程更简单易实现,数据优化过程中还额外增加了双相机固连约束条件。具体实现过程中,首先标定获取安装在固定杆上的两相机的内参数及固连关系,然后使用双相机对待测量区域采集图像并双目交会获取每一时刻的空间点云。计算相邻时刻点云所在坐标系的转换关系,通过传递将所有时刻图像对应相机位姿以及交会点云统一在指定坐标系下,由光束法平差优化相机位姿及点云坐标,由重建点云坐标即可计算待测尺寸参数及形变信息。经实验验证,在5 m范围内,其测量误差最大3 mm,均值1 mm。该方法可以满足大尺寸物体、大范围场景的测量需求且稳定可靠。     

基于过程建模的复杂装备虚拟维修训练仿真

针对复杂装备维修训练的特点,结合Petri网技术研究了维修作业过程的描述方法,建立了维修作业过程描述模型,可以清晰表达各维修作业间的逻辑关系、约束条件和维修保障资源的配置,引入时间概念也便于某些维修性分析工作的开展;基于此过程描述模型设计并开发了某型装备的虚拟维修训练系统,通过仿真实例,说明该系统可以有效地解决装备维修训练中存在的问题,具有一定的实用价值。     

考虑多类资源的多任务并行维修过程Petri网建模

针对基本Petri网在建立多种任务共享多类资源情况下的复杂并行维修过程时存在的结构复杂化问题,应用网抽象原理,由简入繁,将库所变迁网模型逐步转化为常量弧有色网和有色网模型,由单类任务/单类资源、单类任务/多类资源模型逐步建立了考虑多类资源的多任务并行维修过程模型。采用Petri网仿真分析工具ExSpect对有色网模型进行了实例研究。结果表明：模型具有通用性,便于仿真实现。