武器装备可靠性工程研究现状与最新进展

介绍国内外武器装备可靠性工程理论模型的发展现状与最新研究进展,主要包括提高系统可靠性经常应用到的冗余配置问题,系统失效分析采用的最短路径的旅行商问题,小样本数据条件下的动态故障树问题,复杂系统可靠性预测的随机约束与虚拟最短路径以及NASA对高技术项目进行评价和排序过程中采用的一种多学科群决策模型等。     

矿用高压变频电传动试验系统陪试方案优化

以逆变器驱动加载电机串轴耦合变速齿轮箱和陪试电机为基本结构,运用运筹学最短路径问题的Floyd算法,优化配置加载电机极数及其与变速齿轮箱变速比。利用双三相电机的双功率和过载能力,扩展试验能力,减少陪试电机数量。应用直接转矩主从控制技术,实现双三相异步电机转矩和转速控制,满足试验加载需求。     

基于改进A*算法的可行性路径搜索及优化

针对路径搜索和路径优化问题，提出了一种改进的A＊搜索算法。对估价函数予以加权处理，并引入“人工搜索标志”，避免重复搜索无效区域，能有效且快速地逃离障碍物陷阱，使得算法在未知环境中能有效准确地找到可行性路径，并对可行性路径进行了优化，得到最短路径。仿真实验证明了算法的有效性和适应性。     

基于躯体反射的焊接机械手位姿路径规划

针对汽车装配生产线焊接机械手避障等问题,结合人体躯体反射机制等特点,提出基于躯体反射焊接机械手路径规划研究机制。在设定的工作边界下,分析机械手作业所需匹配的自由度数;求解其避障时各关节与机械手末端关节的传动模型;通过非线性规划算法对其最短路径进行优化设计;计算其最短路径下各关节对应的旋转角度和移动距离,并对其稳定性进行分析。根据设定边界条件,机械手末端在障碍物前调整方向,且绕过障碍物运动至目标位置。研究表明:结合非线性规划算法,生物学中的躯体反射机制可有效地寻找机械手最短路径,计算出各关节对应的旋转角度及移动距离。     

基于遗传算法的军事物流运输计划

针对军事物流运输中车辆装载和车辆路径的组合问题进行研究,建立车辆装载和车辆路径组合问题的目标优化模型。通过改进遗传算法对模型求解,得到了较为满意的结果,可以在满足多车型多品种货物配送约束的条件下,实现运输车辆最少、车辆满载率高、车辆运输路径最短的目标。     

基于改进冲突搜索的多智能体路径规划算法

多智能体路径规划问题在航空航天领域的多机任务中应用广泛但求解困难。基于改进冲突搜索的算法被设计用来快速求解多智能体路径规划问题。全局路径规划方面，首先设计综合考虑路径代价总和以及最大完工时间的多目标代价函数，其次提出基于唯一最短路径的冲突分类及消解方案，降低多智能体路径规划的计算量。在线冲突消解方面，利用速度障碍法在线检测和消解智能体与动态障碍物间的突发冲突。仿真结果表明，本文算法在全局路径规划方面保留基于冲突搜索算法的最优性并且降低了算法计算量，同时本文算法能够有效实现在线冲突检测与消解。     

弹性体接触问题的线性规划解法

提供了一种工程设计中常见的弹性体间接触问题的线性规划解法。该解法将弹性接触问题转化为线性规划法的标准形式，用带有接触条件的规范化单纯形法直接求解出接触力、间距、刚体位移量等全部接触参数，避免了因几何非线性引起的迭代，为解决该类问题提供了一种简捷有效的分析方法。     

有向图最短路算法应用研究

基于有向图最短路算法,研究了最小费用-时间比值问题模型。首先,介绍求有向图G中各顶点之间的最短路的各种算法及算法复杂度,本文主要介绍Floyd算法。求有向图最短路问题基于有向图中无负有向圈之上,因此本文利用最短路算法对负有向圈问题作了相关探讨。最后用以负圈检查为基础的二分法研究货船旅行路径问题等最优化问题模型作为最短路算法的应用实例。     

EWIS线束敷设路径自动规划

在飞机线束EWIS设计阶段中,线束综合成为飞机线束设计中非常重要的一环。线束的综合程度越高、全机综合线束数量越少越有利于线束的敷设安装与生产制造,更有利于后期的维护与改造升级。文中提出一种利用常用的Excel VBA脚本语言,对CATIA进行二次开发,通过全机可用敷设线束通道以及设备之间的互联关系,运用常用的Floyd最短路径算法,完成线束的最优路径规划。线束综合设计人员可以以自动规划出的敷设路径作为参考,结合EWIS在设计时需要遵循的规则,规划出线束的最短敷设路径。该方法有助于飞机EWIS线束综合设计以及减轻全机线束敷设质量。     

航班的自动最佳匹配研究

由己知的航运时刻表，通过程序计算得出飞机在机场停留的最短时间，各起落航班间的最佳配对，完成一个航运时刻表最少可使用的飞机架数，某飞机完成一个飞行周期所需要的天数。程序采用非经典递归的算法，用解答树的剪枝、回溯解决航空班次最佳匹配的指派问题，并给出非递归解法的C语言源程序（即技术上被称作核心机密），以便共同研究、提高。     

路径搜索和匹配算法在交通信息服务中的应用

针对公共交通信息交流服务平台建立,设计并实现了交通路径图的生成、最短路径搜索算法、最优路径算法以及匹配算法;给出了相关的实验结果,为实现公共交通信息交流服务平台奠定了基础。     

降维法计算扩展网络的最短路径

以在军事等领域具有重要应用的扩展网络为研究对象,研究并提出了基于最短路树的网络降维方法。当子网络之间有边互连的节点数远小于原网络节点数时,利用降维网络计算扩展网络的最短路径具有很好的效果。     

Hierarchical path computation approach for large graphs

Time is a critical factor in several path planning problems such as flood emergency rescue operations, escape planning from fires and chemical warfare agents dispersed in large buildings, evacuation from urban areas during natural disasters such as earthquakes, and military personnel movement. We propose a hierarchical path planning algorithm (HIPLA) for real time path planning problems where the computational time is of critical significance. The main idea of HIPLA is to significantly reduce the search space for path computation by searching in a high-level abstraction graph, whose nodes are associated with precomputed risk estimates. The cumulative risk associated with all nodes along a path determines the quality of a path. We present a detailed experimental analysis of HIPLA by comparing it with two well-known approaches viz., shortest path algorithm (SPAH) [1] and Dijkstra's algorithm with pruning [2] for large node-weighted graphs.     

基于ArcGIS的最短路径算法在城市交通中的应用

最短路径算法在城市交通中应用广泛。分析对比了Dijkstra算法和A*算法,并结合城市交通中的实际情况,在A*算法中加入了交通信号灯的时间因素和路面宽度因素,以达到改进算法的目的。通过在Esri公司的ArcGIS平台上使用Python进行测试后得到的结果表明:Dijkstra算法所计算的路径最短,但未考虑城市交通的实际情况;经过改进的A*算法所得路径避开了城市中心拥堵区域,通过的路口最少,更适合应用于实际交通当中。     

A data transmission scheduling algorithm for rapid-response earth-observing operations

With the development of rapid-response Earth-observing techniques, the demand for reducing a requirements-tasking-effects cycle from 1 day to hours grows rapidly. For instance, a satellite user always wants to receive requested data in near real-time to support their urgent mis- sions, such as dealing with wildfires, volcanoes, flooding events, etc. In this paper, we try to reduce data transmission time for achieving this goal. The new feature of a responsive satellite is that users can receive signals from it directly. Therefore, the traditional satellite control and operational tech- niques need to be improved to accommodate these changes in user needs and technical upgrading. With that in mind, a data transmission topological model is constructed. Based on this model, we can deal with the satellite data transmission problem as a multi-constraint and multi-objective path- scheduling problem. However, there are many optional data transmission paths for each target based on this model, and the shortest path is preferred. In addition, satellites represent scarce resources that must be carefully scheduled in order to satisfy as many consumer requests as possible. To efficiently balance response time and resource utilization, a K-shortest path genetic algorithm is proposed for solving the data transmission problem. Simulations and analysis show the feasibility and the adaptability of the proposed approach.     

基于改进蚁群算法的无人机航路规划

为了提高无人机(UAV)的作战效率和生存概率,在执行任务之前必须设计出高效的无人机飞行航路.针对这一问题,采用了蚁群算法进行航路规划,并对蚁群算法进行了改进.提出了保留最优解、自适应状态转换规则和自适应信息激素更新规则,有效的提高了算法算收敛速度和解的性能.最后用改进的蚁群算法对无人机任务航路进行了仿真,仿真结果表明,该算法是一种有效的航路优化算法.     

具有确定弧数最长路的算法

给出了寻求强连通赋权有向图中从一顶点到任意顶点间具有确定弧数的最长路 (最短路 )和最长初等路 (最短初等路 )的算法 ,并对算法的有效性进行了讨论。该算法对扩展 Karp和Cohen的结果——强连通赋权图中最小平均权的算法和线性离散事件系统的闭环系统矩阵在极大代数意义下的特征值的算法 ,具有实际意义     

基于计划到达时刻的四维航迹规划

为了加速空管自动化与智能化技术的应用与实施,提出了水平航迹与高度/速度剖面分阶段设计的四维航迹规划方法。基于动态时间规整与层次聚类方法实现历史雷达航迹聚类分析,完成水平航迹设计。建立速度剖面规划模型,通过航迹生成器与速度调整器交互协作,精细化控制进场时间,以满足计划到达时间要求。以上海浦东国际机场PINOT进场航班为例实施验证,结果表明,四维航迹规划方法可有效实现航班的计划到达时间,从而减少航班延误,提高终端空域运行效率。     

恶劣天气条件下航路网络修复优化

针对恶劣天气条件下可用空域资源不足导致的航班大面积延误问题,基于复杂网络修复理论和交通流分配理论,借鉴交通网络设计思想提出了一种航路网络修复优化策略。首先,建立了航路网络修复场景,基于气象信息生成了恶劣天气飞行受限区。然后,建立了上层模型以修复成本最低为目标函数、下层模型为多约束交通流分配模型的双层规划修复模型,应用改进粒子群算法对模型整体进行求解,结合K最短路径算法对下层模型进行求解。最后,提出局部和全局两类指标对航路网络修复效果进行评估。基于典型航路网络,以两类基础修复策略为对比方法,同时对比了实际运行结果,研究了不同修复策略的修复效果和适用性。仿真结果表明：航路网络修复优化策略既能弥补原有拓扑结构修复策略的结构受限不足,又能解决拓扑结构调整修复策略带来的巨额协调费用问题,能够保证在对正常运行航班干扰最小的同时,以最小的修复成本使所有受影响的航班都恢复正常运行,对于减缓航路拥堵和航班延误有极大的意义。