基于对象的P&ID设计软件无向图模型

在开发P&ID辅助设计系统的过程中,需要表示实体间的逻辑拓扑信息.为避免引入附加抽象实体来表示逻辑拓扑信息带来的复杂性,提出以面向对象为基础将逻辑拓扑信息统一在实体本身数据结构中的方法,并介绍了从P&ID管网图抽象建立P&ID无向图模型的过程.此方法和模型在实践中取得了很好的效果.对P&ID无向图结构的特点做了深入分析,指出运用此模型建立P&ID系统的要点及运用中应注意的问题,并讨论了P&ID无向图模型的扩展.     

基于模板数据库的工程CAD拓扑建模方法

应用模板数据库的方法,进行工程CAD管网拓扑建模.通过将工程对象抽象为很多具有各自特征的拓扑结构模板,建立拓扑模板数据库.在模板数据库基础上设计了一种松耦合的3层体系结构的工程CAD管网建模系统.此体系结构包括:用户层、库管理层、数据层.库管理层能够对拓扑模板进行方便快捷的管理、扩展,从而可以高效地建立和维护管网模型的拓扑结构;数据层提供统一的数据接口,使得不同领域之间可以共享拓扑模板数据.系统的层次结构分明,系统模块之间的依赖关系低,并且易于实现.采用本系统能够大大提高管网模型的建模效率和兼容性.     

FC互连的可靠性建模

对于光纤通道 (FC)互连的可靠性计算问题,从FC的基本模型出发,提出了基于任务的系统可靠性分析方法,建立了FC互连系统的可靠性模型,并给出了系统可靠度矩阵的表达形式.针对FC互连3种基本拓扑结构:点到点、仲裁环和交换网络,根据可靠性模型直接给出了表达式;针对FC组合拓扑结构连通性的特点,在可靠性模型中引入桥端口的概念,给出了组合拓扑结构互连可靠性模型的表示方法;针对FC协议中的交换网络和仲裁环组合拓扑结构互连给出了建模实例,通过分析桥端口对任务路径的影响,得到了桥端口对于FC互连可靠性影响最大的结论.基于任务的可靠性建模和计算方法在航电系统设计阶段对于任务划分和拓扑选择都将起到指导作用.     

一种基于容腔节点的液压系统建模语言及实现

为实现直观面向系统原理图对液压系统建模,提出了一种基于容腔节点法的液压系统建模语言和一套新的建模语言描述规则,并阐述了利用该建模语言进行程序实现的方法.该建模语言将液压系统的拓扑结构抽象成具有容腔节点和元件节点的图形结构.液压元件模型独立封装,可模块化使用.在建模语言描述规则的基础上,生成容腔节点与元件节点的连接矩阵.所有节点和连接矩阵构成了系统的整体模型.通过典型智能液压泵系统建模过程,验证了该建模描述语言的正确性和有效性.结果表明:该基于容腔节点的液压系统建模语言可方便建立符合液压系统原理的拓扑图,并面向系统原理图自动生成系统模型.      

清理“三角债”的方法探讨

运用图论的理论和方法对“三角债”的表示方法进行了探讨,对“三角债”中的重复计算问题进行了讨论,建立起了在资金约束下的清理“三角债”的数学规划模型,并给出了模型的一种解法。     

基于工厂机制的Air-SeaSim CGF模型系统

针对仿真模型可重用性不足的问题,以海空对抗战术仿真为背景,设计了一种基于工厂机制的Air-SeaSim CGF(Computer Generated Forces)仿真模型开发系统.遵循"自底向上"的开发原则,构造了由模型层、对象层、服务层和应用层构成的Air-SeaSim CGF模型系统软件体系结构.基于工厂机制的实体模型设计,对CGF实体进行适当的分解,抽象出满足仿真需求的模型,以组件形式表示,通过定义组件接口实现实体模型的快速组装及其功能的扩展.系统应用效果表明,通过工厂机制开发技术设计的Air-SeaSim CGF实体模型,集成了不同粒度组件的仿真模型,实现了实体模型行为组件在不同兵力模型建立过程中的共享和组合,简化了用户的定义,有利于模型的统一开发.     

一个统一的几何造型系统

本文提出了一种统一的数学模型,将曲面造型系统与体素造型系统有机地融为一体,采各家之长,使系统的造型能力大大加强。系统内部的几何模型统一的采用了参数曲面的表示方法,这样便能够继承已有的曲面造型功能;表达物体的拓扑结构采用了改进的翼边结构方法,继承了体素造型系统的长处,因此,系统能够处理复杂曲面的拼合造型,集个体复杂性与组合复杂性于一身。系统还能够设计由三参数矢函数定义的实体,完整的表达空间实体的所有信息,使得曲面与实体的数学模型统一起来,为最终发展一个集成化的计算机辅助制造系统奠定了基础。本系统是正在开发的超集统一机械系统(SUMs)中的一个三维造型模块。     

计算机生成兵力模型的实时调度技术

针对计算机生成兵力系统在采用步长法推进逻辑时间时其实时性易受影响的问题,提出了将时间同步和模型调度进行解耦的实时推进方法,其中同步过程使用独立的线程读取本地时钟并通过运行支撑环境(RTI)驱动逻辑时间推进.同时提出了一种适合兵力模型的新的静态调度算法.该算法根据模型运行周期和系统步长划分调度表,并基于负载均衡的原则为模型分配仿真步长,具体包括3个处理过程:为仿真实体分配节点、产生初始调度表、运行时调整调度表.实验结果表明所提出的方法在保证良好的实时性基础上具有较小的开销和较高的处理器利用率.      

基于逻辑网络的客户服务管理

分析了客户服务管理(CSM)的概念和功能,提出了一种抽象网络的层次性表示方法:逻辑网络,并对其结构、属性、计算以及CSM管理模型进行了研究.给出了CSM系统的原型实现:底层采用公共对象请求代理体系结构(CORBA)作为支撑环境,利用分布对象技术实现客户服务管理管理信息库CSM-MIB的表示、管理、更新和访问;上层通过定义、创建和维护等方法,使客户可对物理网络进行重组,实现具有分层结构的"逻辑网络",从而实现客户服务的约定、指派、性能监视和报告等管理功能.      

多航天器分布式事件触发分组姿态协同控制

在分布式事件触发机制的基础上对多航天器分组姿态协同控制问题进行了研究。系统内包含若干个分组,并且航天器间的信息交互被抽象为无向拓扑。以修正罗德里格斯参数（MRP）描述航天器的姿态,构造了包含姿态和角速度的辅助变量,并设计了分布式的控制输入。在分布式事件触发机制下,对每个航天器设计了触发函数,并结合代数图论和Lyapunov稳定性理论证明了多航天器能够渐近达到分组姿态协同,同时证明了系统内不会发生Zeno现象。仿真结果验证了在分布式事件触发机制下提出的控制输入的有效性。      

多机械臂的分布式自适应迭代学习控制

针对拓扑结构为无向连通的多机械臂系统,提出了一种自适应与迭代学习相结合的分布式控制协议来实现整个系统对给定期望参考轨迹的一致性跟踪.通过引入一个适当的自适应迭代学习参数,所提自适应迭代学习控制协议能够克服机械臂系统中的干扰和模型不确定性,并且每个机械臂的自适应迭代学习控制(AILC)律仅需要利用其与邻居机械臂的相对交互信息.进一步,在只有一部分机械臂具有期望参考轨迹信息的前提下,该控制协议可以实现整个系统对期望参考轨迹的跟踪,同时能够保证轨迹跟踪误差与控制输入的有界性.此外,利用李亚普诺夫分析方法证实了所得结论的正确性,并且通过一个实例验证了所提自适应迭代学习控制协议的有效性.      

基于谓词逻辑的飞机线束工装图版设计

针对飞机线束工装图版设计效率低、出错率高的问题,研究了各设计阶段的核心内容和谓词逻辑,提出了具备无向图和多叉树双重特征的干枝树(TBT)模型,取代了传统的无向无环图建模方法。基于模拟布线的统计结果,利用大体积优先(LVF)策略实现了1阶主干的辅助决策。基于谓词逻辑,设计了高阶主干推理、基本构型推理和最优空间推理方法,实现了高阶主干的自动决策、线束构型的自动设计和布局空间的自动优化。搭建了线束智能工艺辅助设计系统,并开展了12组实物实验,对于边数大于200的超大型图纸,能够在30 s内完成自动设计过程,设计总时长不超过30 min,未出现1阶主干选择不合理和边长度错误的问题。实验结果表明,所提方法大幅度提高了设计效率和可靠性。      

基于深度学习和图匹配的接线图检测与校核

传统的厂站一次接线图的绘制和管理主要依靠电网运行人员,费时费力且缺乏科学可校核的参考标准。提出了一种基于深度神经网络和数字图像处理相结合的厂站一次接线图的自动检测、识别和校核算法。首先,使用目标检测Faster R-CNN模型检测厂站接线图中的电器元件,并达到92%的检测准确率,同时使用端到端的文字检测识别模型识别厂站接线图中的文字信息,并达到94.2%的文字检测准确率和92%的文字识别准确率;然后,使用数字图像处理技术进行厂站接线图连接线、拓扑关系识别;最后,使用改进的VF2算法进行厂站一次接线图和人工维护的厂站一次接线图拓扑关系匹配校核,将拓扑数据抽象为无向图,通过轮廓序号得到元件的相对位置信息,根据改进的VF2算法得到2张图的匹配率,并通过匹配率与设定好的阈值来帮助核验,相比于节点遍历的匹配方法,核验准确率提高了37.5%。基于某供电公司提供的部分变电站的厂站一次接线图标注了接线图电器元件,贡献了一个小型接线图数据集。      

基于图对比注意力网络的知识图谱补全

知识图谱(KG)补全旨在通过知识库中已知三元组来预测缺失的链接。由于大多数方法都是独立地处理三元组，而忽略了知识图谱所具有的异质结构和相邻节点中固有的丰富的信息，导致不能充分挖掘三元组的特征。考虑基于端到端的知识图谱补全任务，提出了一种图对比注意力网络(GCAT)，通过注意力机制同时捕获局部邻域内实体和关系的特征，并封装实体邻域上下文信息。为了有效封装三元组特征，引入一个子图级别的对比训练对象用于增强生成的实体嵌入的质量。为了验证GCAT的有效性，在链接预测任务上评估了所提方法，实验结果表明，在数据集FB15k-237中，MRR比InteractE提高0.005，比A2N模型提高0.042;在数据集WN18RR中，MRR比InteractE提高0.019，比A2N模型提高0.032。实验证明提出的GCAT模型能够有效预测知识图谱中缺失的链接。      

Optimal network topology of relative navigation and communication for navigation sharing in fractionated spacecraft cluster

Navigation sharing as a key technology provides orbit and attitude information broadcasting for the whole fractionated spacecraft cluster (FSC). The navigation sharing concept has already been proposed for some years. However, the problem of achieving the optimal navigation sharing by designing the proper network topology is still unsolved, especially in the case that some members of the cluster have absolute navigation devices, some just have relative navigation devices and some only have communication devices. In this paper, a comprehensive model of describing the navigation sharing problem in FSC is proposed. The model of network topology constructing by relative navigation links and communication links is established. By using the graph theory and genetic algorithm as the tool, the conditions for navigation sharing in FSC with different sharing degrees are obtained. Finally, some examples are presented to test the methods, and it has been found that, the absolute positions and attitudes of all the members can still be determined even some members in FSC have no absolute navigation devices.     

基于渐非凸渐凹化过程的子图匹配算法

如何实现外点存在情况下的鲁棒高效匹配是图匹配领域的关键问题之一.针对此问题,提出将渐非凸渐凹化过程(GNCCP)用于子图匹配,即将外点存在情况下的图匹配问题建模为一个基于相似矩阵的二次组合优化问题,然后通过扩展GNCCP来近似优化,是一种新的采用二阶约束图匹配算法.相较于现有算法,提出的算法优势在于可以泛化目标函数定义方式,有效处理外点存在的情况的图匹配问题,且能同时实现有向图匹配和无向图匹配.人工数据与真实数据上的实验证实了算法的有效性.      

PLS概念模型及其应用

工作流技术重点关注如何将已经抽象的企业业务模型描述成计算机可理解和自动处理的流程及其自动处理所需要的各种资源或条件,而并不关心如何对业务进行抽象才能最恰当地反映企业的实际需要.针对此问题,提出了一套通用的点线面一体化业务分析概念模型,即PLS模型(Point-Line-Surface Conceptual Model),定义了用PLS模型分析系统所涉及的各种元素,并分析了PLS模型元素和EPC(Event-driven Process Chains)元素间的映射关系,从而通过PLS构建的系统可以用EPC描述.为验证模型的实用性,以南水北调中线干线工程建设管理信息系统为例,详细阐述了如何利用PLS模型分析企业业务并用EPC描述.      

基于时空关联图模型的视频监控目标跟踪

多摄像机监控环境下的无重叠视域目标跟踪问题十分具有挑战性,其原因在于跟踪目标在网络中的转移与运动规律往往具有不确定性.目标跟踪的关键问题在于摄像机之间的目标关联以及如何依据网络拓扑结构来找到目标之间的对应关系.提出了一种图模型来对摄像机网络中的时空关联关系进行表达.图模型中的节点表示目标在摄像机视域中的出现区域和消失区域,边由时间与空间关系进行约束.提出了一种将目标外观模型与图模型相融合的跟踪方法,其中外观模型通过协方差描述子进行特征融合,同时,结合二部图匹配策略来解决多摄像头目标跟踪中的识别与匹配问题.在真实监控视频上的实验验证了该方法的有效性.      

Optimization of communication network topology for navigation sharing among distributed satellites

Navigation sharing among distributed satellites is quite important for coordinated motion and collision avoidance. This paper proposes optimization methods of the communication network topology to achieve navigation sharing. The whole communication network constructing by inter-satellite links are considered as a topology graph. The aim of this paper is to find the communication network topology with minimum communication connections’ number (MCCN) in different conditions. It has found that the communication capacity and the number of channels are two key parameters affecting the results. The model of MCCN topology for navigation sharing is established and corresponding method is designed. Two main scenarios, viz., homogeneous case and heterogeneous case, are considered. For the homogeneous case where each member has the same communication capacity, it designs a construction method (Algorithm 1) to find the MCCN topology. For the heterogeneous case, it introduces a modified genetic algorithm (Algorithm 2) to find the MCCN topology. When considering the fact that the number of channels is limited, the Algorithm 2 is further modified by adding a penalized term in the fitness function. The effectiveness of these algorithms is all proved in theoretical. Three examples are further tested to illustrate the methods developed in this paper.