Schedule design for liner services under vessel speed reduction incentive programs

Gas and particulate emissions from ship transportation have been increasing in recent years. In order to mitigate ship emissions near coastal areas, voluntary vessel speed reduction incentive programs (VSRIPs) were put in place by a number of ports. This paper studies a schedule design problem faced by liner shipping companies under VSRIPs. It proposes a mixed-integer nonlinear mathematical model for the minimization of the total cost, consisting of fuel cost, as well as operating cost, minus dockage refunds. The model balances three determinants, that is, the compliance of VSRIPs, the speed limit (the maximum physical speed of ships and the upper speed limit imposed by VSRIPs), and the limited number of ships. An enumerative algorithm and a piecewise-linear approximation algorithm are developed, based on some properties of the nonlinear model. The efficiency of the proposed algorithms is validated through extensive computational experiments.     

高超声速滑翔飞行器滑翔段初始状态的唯一性和最优性分析

临近空间高超声速滑翔飞行器的弹道特性主要受滑翔段初始状态和飞行器控制律影响。在飞行器控制律确定的情况下,研究了滑翔段初始状态对高超声速滑翔飞行器弹道特性的影响规律。按照滑翔弹道的不同形式,在纵向平衡滑翔条件下,通过理论推导得出飞行器状态变量的解析式,结合平衡滑翔条件分析平衡滑翔弹道滑翔段初始状态的唯一性;在纵向跳跃滑翔条件下,构建弹道性能评价指标,利用群智能算法,寻找弹道性能最优时的滑翔段初始状态。利用单因素敏感性分析方法,分别对两种滑翔弹道的滑翔段初始状态进行敏感性分析,初始状态中初始速度对弹道特性的影响最大。对高超声速滑翔飞行器初始状态唯一性与最优性的分析,可为高超声速滑翔飞行器的弹道设计、弹道跟踪、轨迹预测和轨迹优化提供借鉴。     

基于经济绩效的国防工业市场最优集中度研究

以满足企业利润最大化和社会福利最大化双重效率标准的思想为基础,通过拟合我国国防支出需求函数和国防工业企业的成本函数,对我国国防工业市场最优集中度进行了理论研究,得出最优企业数量的一般表达式,并以我国航空工业上市公司为例,对其市场集中度展开了系统性估算。研究结果表明,我国国防工业产业的最优企业数量可以根据相关数据与拟合出的参数得到一个明确的数值,并且我国国防工业产业的最优市场集中度表现为适度集中,而在特殊情况下表现为完全集中。我国航空工业上市公司的最优企业数量为14家时,能够满足企业利润最大化与市场出清的双重标准,市场集中度达到最优。     

运动视觉平台点目标定位误差分析和平台最优运动轨迹设计

对运动视觉平台点目标定位问题进行了研究,介绍了基于视觉共线方程的目标定位方法,分析了共线方程关于视线约束的实质。在观测视线相关坐标系推导了视线方向角矢量对目标定位误差的影响规律,分析了多观测对定位误差的影响,并基于最小化目标定位误差推导了视觉平台的最优运动轨迹,利用简单明了的分析方法得到了与已有文献优化Fisher信息矩阵方法一致的结论。利用仿真和试验对定位误差和最优轨迹进行了验证,证实了定位误差理论分析和最优运动轨迹设计的正确性。     

水面舰艇规避鱼雷最优策略

规避机动是水面舰艇对鱼雷防御的基础和前提,通过对水面舰艇规避鱼雷过程的分析,建立了水面舰艇规避鱼雷的战术基础模型,并采用变分法进行解算,从所有可能的规避轨线中选取最优的规避轨线.水面舰艇规避鱼雷的战术基础模型,为水面舰艇防御鱼雷作战方案的仿真论证、防御鱼雷最优规避轨线的方案生成提供依据.对研究水面舰艇规避鱼雷战术具有一定的参考价值.     

对第四代战斗机综合航电系统的构想

通过对战斗机综合航电系统的回顾,分析了第四代战斗机及其航电系统的主要特征和关键技术,并对我国新一代综合航电系统的能力、功能等进行了展望.为提高我国航空电子技术的水平,要充分研究国外先进技术,对第四代战斗机综合航电系统进行分析和预先研究.     

基于逐步后退法的车辆半侧液压主动悬挂最优控制设计与仿真

建立了充分考虑液压装置动力学特性的车辆半侧非线性主动悬挂模型,并提出了线性二次型最优控制与非线性逐步后退法相结合的内外环控制方案。首先根据目标需求在外环设计二次型指标下的最优控制器;然后在内环利用逐步后退法处理因液压装置引入的非线性项。仿真结果表明,使用该设计方案的主动悬挂可以获得比被动悬挂优越的车辆性能。     

基于变量节点串行消息传递的LDPC码译码研究

针对标准LDPC码译码中洪水消息传递机制的不足,提出以串行机制进行消息传递,按照变量节点的顺序进行消息处理和传递,对每个变量节点同时接收校验消息和发送变量消息。该方法使更新的消息能够很快进入当前迭代计算,改善了LDPC迭代译码的收敛性能。通过对几种常用译码算法的仿真比较,验证了在复杂度不增加的情况下,该方法性能优于其它几种最大后验概率准则的译码方法,且算法收敛快,是一种能较好兼顾性能与实现复杂度的译码方法。     

解析法计算机载布撒器对单条跑道的最佳封锁策略

机载布撒器是一种先进的面覆盖式武器系统,其带状毁伤区域能有效地破坏和封锁敌方机场跑道.根据采用下抛方案的机载布撒器攻击机场跑道的工作原理,以3a为必然事件的原则,用解析的方法计算布撒器对单条机场跑道的最佳封锁策略,包括布撒器对跑道的攻击角度、所需投放的布撒器数目以及各瞄准点坐标的确定,给出了具体的算例.这种方法计算速度快,精度高,对布撒器的总体设计、作战效能分析和作战指挥都具有重要的参考价值.     

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