基于MC-CNN网络的磁性舰船目标运动参数估计

传统磁性目标运动估计效果依赖于目标的初始状态信息,为克服这一缺陷,建立了磁性运动目标三分量投影模型,并据此生成了磁性舰船运动目标在运动速度、航向、信噪比等参数变化情况下的10类目标的训练数据集、验证数据集以及测试数据集。进一步,设计了多通道卷积神经网络（MC-CNN）对目标的正横距离和运动速度进行了估计,并比较和分析了不同的学习方式和激活函数对网络性能的影响,结果表明Adam+tanh的组合方式的估计性能要优于其它的组合方式,而且对磁性目标运动参数的估计效果比较精确,此方法相较于卡尔曼滤波、粒子滤波等估计算法的优越性在于运算复杂度低以及参数估计不需要目标初始状态信息。     

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。     

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。     

船舶静态电场跟踪的渐进更新扩展卡尔曼滤波器

为了实现利用船舶静态电场对船舶进行跟踪的目的,针对传统卡尔曼滤波算法中存在的问题,设计一种新的非线性滤波器。建立船舶的状态空间模型,分析传统卡尔曼滤波算法在船舶跟踪中存在的问题;依据渐进贝叶斯思想,利用连续白噪声与离散白噪声序列噪声协方差之间的关系,设计一种新的渐进更新扩展卡尔曼滤波器。仿真结果表明,该滤波器能有效地抑制由于初始误差较大而造成的滤波性能下降和滤波发散,能够有效地跟踪船舶,具有较高的实用价值。     

柔软物体力触觉形变模型验证系统

为了验证柔性物体力-形变模型的合理性,构建了基于CC2531芯片的无线数据收发平台、力传感器测量平台和FALCON手控器位移测量平台的力-形变模型验证系统。以新鲜猪肝脏为实验对象,研究了弹性形变实验和穿刺实验的作用力与位移之间的关系;以力-形变测量数据为基础,进行了参数验证校调。仿真实验结果表明:模型中力-形变特性与实际测量值保持一致。该系统能广泛应用于柔性物体力-形变模型验证,对于促进力触觉虚拟医学仿真系统的发展具有重要意义。     

An attacker‐defender model for analyzing the vulnerability of initial attack in wildfire suppression

Wildfire managers use initial attack (IA) to control wildfires before they grow large and become difficult to suppress. Although the majority of wildfire incidents are contained by IA, the small percentage of fires that escape IA causes most of the damage. Therefore, planning a successful IA is very important. In this article, we study the vulnerability of IA in wildfire suppression using an attacker‐defender Stackelberg model. The attacker's objective is to coordinate the simultaneous ignition of fires at various points in a landscape to maximize the number of fires that cannot be contained by IA. The defender's objective is to optimally dispatch suppression resources from multiple fire stations located across the landscape to minimize the number of wildfires not contained by IA. We use a decomposition algorithm to solve the model and apply the model on a test case landscape. We also investigate the impact of delay in the response, the fire growth rate, the amount of suppression resources, and the locations of fire stations on the success of IA.     

基于相关参数的自修正飞行数据估计方法

提出了自修正的数据估计方法.用待拟合参数及相关参数组成多阶数据矩阵,利用递归神经网络对数据矩阵中缺失数据进行初次多阶拟合;利用滑动窗口,在历史数据矩阵中进行相似模式搜索,以相似度作为权重系数,对初次拟合结果进行加权修正.分析证明,该算法的最差、最好复杂度分别达到了理论最好结果.从仿真结果可以看出,自修正算法数据拟合结果误差较之单纯神经网络拟合更小,估计精度更高.     

鱼雷武器系统作战效能的多指标综合评估模型

从现代海战的特点和要求出发,基于系统性和时效性原则,构建了以固有作战能力、可靠性与维修性、保障性和作战适应能力为主要指标的鱼雷武器系统作战效能评估指标体系,提出了鱼雷作战时效性、控制目标能力、抗拦截能力等新的基本指标,建立了鱼雷武器系统作战效能的多指标综合评价模型.相对于ADC等模型,该模型可以对鱼雷武器系统作战效能进行更为科学、全面的评估.     

基于位置信息的无线传感网络路由改进

基于位置信息的无线传感器网络如果完全采用无状态的方式路由,在某些拓扑结构中存在数据不可到达的缺陷,即死亡点的问题.针对这一问题,将无线传感器网络抽象为一数学模型,在此模型的基础上,给出了问题的数学描述.经分析,提出了一种基于逃离算法的详细解决方案.对算法的性能从理论上分析得出算法没有环路,是正确可行的,而仿真结果也验证了这一点,算法的时间复杂度为O(n).     

应用马尔科夫链的空中战役过程数学概念模型

空中战役过程的数学概念模型是对实际作战过程的抽象,是仿真建模的基础.在对空中战役过程物理特性分析基础上,根据典型化、模块化等手段对空中战役的典型作战过程进行处理,使其符合马尔科夫链的判别条件,将整个作战过程看作多个作战阶段组成的状态转移体系,建立用马尔科夫链描述的空中战役典型作战过程数学概念模型,探讨了作战阶段持续时间、状态转移概率的确定和其他影响因素,并对适合作战阶段数学模型的建模方法进行介绍.所得研究结果可以为仿真建模人员的仿真建模工作提供有益的指导.