支持潜艇态势感知的连通性网络设计及应用

以保证潜艇隐蔽性为前提,如何增强潜艇的战场态势感知能力是提升潜艇作战效能的关键。因此,以分析潜艇战场态势感知能力现状为基础,构建一种以无人平台作为战场单元,支持潜艇战场态势感知的连通性网络模型,并对其组成、功能及工作过程进行了详细设计;对战场单元的任务载荷和任务规划进行了详细阐述;最后从作战角度出发,展开连通性网络的作战应用研究。     

模拟训练系统中CGF的号手操作技能建模

针对模拟训练系统对CGF真实性的要求,从号手的操作技能入手,建立可以反映真实训练水平的号手操作技能模型。在分析操作技能相关原理和规律的基础上,采用时间序列分析的方法对其进行预测。采用了指数平滑预测模型,详细分析了其原理,并针对其在实际应用中的缺陷进行了改进。最后,通过两个实际案例验证了模型的可用性和可信性。所建模型反映了号手的操作技能,为模拟训练系统中CGF的真实性研究提供新的思路和方法。     

多平台侦察水雷优化模型

针对侦察水雷作战特点,运用最优化理论解决多平台侦察水雷问题。建立多平台侦察水雷优化模型,并通过基于效能指标的单类平台侦察水雷作战模型和基于二分法的最大侦察搜索区域宽度解算模型,得到各类平台的数量需求及其最佳侦察线路配置等关键参数的最优解,较好地满足了侦察水雷作战需求。     

高空长航时无人机编队协同侦察任务规划

针对高空长航时无人机侦察任务规划特点,分析了高空长航时无人机执行侦察任务过程中的飞行航线约束和通信条件约束,以最小化无人机总飞行航程和最终编队飞行时间为优化目标,建立无人机编队协同侦察任务规划问题模型。同以往的通用侦察任务模型相比,该模型突出考虑了高空长航时无人机执行侦察任务过程的特点。以基本粒子群算法为基础,通过粒子群离散化和结合遗传算法进行改进,使其适用于求解复杂组合优化问题。仿真结果验证了算法求解复杂任务规划问题的有效性。     

红外目标分割方法研究

红外目标分割算法对红外目标检测、跟踪具有非常重要的价值。本文利用背景和目标灰度特征,提出一种实现红外目标有效分割的方法,克服红外目标内部温度不稳定造成的误分割问题。本文方法首先采用基于灰度-显著度最大相关准则的二维直方图分割算法进行图像分割;然后,在分割后二值图上进行基于随机种子点选取的区域增长,提取背景;最后,采用形态学方法优化分割结果。相对传统的红外目标检测算法,这种算法具有更好的抗干扰能力,更强的鲁棒性。不仅可以应用于红外图像的目标分割,而且可以应用于其他类似的目标分割问题。     

UUV编队协同搜索静止目标的准最优方法

考虑到操作的简单性且实际执行搜索任务时搜索力不是无限可分,将连续空间的搜索问题转换为离散空间的最优搜索问题。通过划分网格,将连续的目标位置分布离散化。根据最优搜索理论,提出了单个无人水下航行器的准最优随机搜索方法,较好地逼近理论最优值。并以此为基础,分析了无人水下航行器编队的3种协同搜索方法:集中最优搜索、分散最大概率搜索和准最优搜索。最后通过实例仿真,得出了编队准最优搜索策略的有效性、优越性和可操作性。此方法将对无人水下航行器编队的战法研究具有参考借鉴意义。     

基于ExtendSim的高炮群作战效能仿真分析

构建了高炮部队抗空袭作战仿真流程,并在特定作战条件下基于ExtendSim建立了高炮群雷达诸元法抗击敌空袭目标的作战仿真模型,对火控雷达组网工作模式下的扇形和线性配置的高炮群作战效能进行了仿真分析,结果表明在火控雷达组网模式下,高炮群整体探测范围增大,作战反应时间延长,提高了部队作战效能。     

无人机飞行训练资源配置效率的AHP-Arena综合评价方法

为降低传统层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)赋权过程主观片面性影响,提出了一种综合AHP与Arena仿真建模技术的无人机训练资源配置效率评价方法。基于飞行训练流程分析,确定了训练资源配置效率影响因素和效率评价指标,建立了层次型综合评价体系,概括了AHP-Arena综合评价步骤。利用Arena建模软件构建训练流程动态仿真系统并验证有效性,采用单变量数值仿真法、均方差决策法完成了影响因素客观赋权,通过线性加权综合法得出综合评价系数,实现资源配置效率评价与方案优选。实例应用说明了该方法的有效性,同时,该方法可推广至其他类似的训练过程中,亦可为其他多因素、多指标评价决策过程提供借鉴。     

密集环境中无人机协同机动飞行运动规划方法综述

从单无人机机动飞行向多机协同扩展的通用规划框架出发,介绍了其中各模块相关研究的基本原理、代表性方法和前沿研究,主要包括用于环境障碍感知的实时导航地图构建、离散空间的路径规划、连续空间的轨迹规划、基于离散连续混合空间的规划、多航迹或轨迹的协同规划。综合无人机通用规划框架的关键技术,提出了无人机协同机动规划下一步需要重点研究的方向。     

高速互连网络中基于网卡的归约计算硬件卸载机制

聚合通信广泛应用于高性能计算的研究和工程领域。在大规模的科学和工程计算中,聚合通信开销占据很大比例,有时甚至可达到全部消息传递开销的80%,是高性能计算系统的性能瓶颈。因此提出了一种基于网卡的归约计算硬件卸载机制,通过在网卡上嵌入归约操作逻辑部件,实现了数据在传输过程中的计算,减轻了CPU的负担,降低了通信延迟。通过FPGA平台实现了16节点的归约操作实验,并基于xNetSimPlus模拟器模拟了不同节点规模的归约操作。实验证明,卸载机制能有效减少聚合通信中归约操作的时间,所提支持归约计算的网卡卸载机制最高可以加速归约操作2.71倍。