基于对等网络的自适应安全协作框架研究

提出一种新型的基于对等网络架构的无集中的安全协作框架.灵活有效地支持多种安全服务,如安全管理、安全数据的存储和共享、安全信息发布等;给出了一种适应大规模动态网络环境的支持管理结构自动构造和安全组件自配置的层次和对等方式混合的安全管理方法;基于P2P(Peer-to-Peer)网络的动态特性实现了安全协作框架对于节点变化和安全协作需求的自适应;无集中的结构消除了集中管理的性能和带宽瓶颈,在网络攻击状态下有较强生存能力.      

混合式惯导系统姿态四元数连续自标定模型

混合式惯导系统作为一种新型惯导系统,具有三轴全姿态物理平台、捷联姿态算法和系统装机自标定等特点。针对以上特点,为提高其导航定位精度,在混合式惯导系统框架角约束方程的基础上,利用姿态四元数代替欧拉角描述混合式惯导系统中三轴物理平台的转动,建立了一种混合式惯导系统姿态四元数连续自标定模型对其进行误差系数标定。针对该模型的特点,对传统的无迹卡尔曼滤波（UKF）算法进行改进,提出了一种基于奇异值分解的四元数无迹卡尔曼滤波（SVD-QUKF）算法进行模型误差系数辨识。仿真和试验结果表明,基于SVD-QUKF算法,四元数连续自标定模型能够以低于1%的相对误差标定出混合式惯导系统所有的误差系数,在标定精度和计算速度上相比基于传统UKF算法的框架角自标定模型都具有一定优势。      

美国即插即用卫星的发展

即插即用是美国“作战响应空间”（ORS）计划下提出的航天器设计研制概念,主要针对降低航天器研制成本、缩短研制周期越来越旺盛的需求。经过数年的研究,美国军方已经取得了显著进展,找到了实现航天器即插即用的解决方案,建立相关标准,并完成了演示验证卫星的研制。这一系列进展向全球展示了即插即用航天器的广阔前景与发展潜力,将对全球航天技术的发展产生变革性影响。
　　1即插即用卫星的意义
　　长期以来,美国的空间体系的建设重点都是大型空间系统。这些系统具备先进技术能力,但往往动辄数十亿美元、耗时数年才能完成,成为困扰美国军方空间项目采办的突出问题。与此同时,全球部署的美军作战部队对空间系统能力支持需求快速增长,特别是面向特定用户、特定应用的战术需求快速增长,不但需要“量身定制”的空间能力、还对项目采办周期、成本等方面提出新的要求。为此,美国提出“作战响应空间”计划,重点发展具备快速响应、降低成本、面向战术特点的小卫星,成为大型空间系统的有效补充和增强。     

异构同步协作系统的集成框架

为了解决异构同步协作系统之间的通信问题,基于集合论提出了一种新的同步协作系统数学模型,并定义了集成过程中使用的关键运算,对异构同步协作系统的集成进行分析,提出实现该框架的2个关键机制.代理机制屏蔽异构系统之间的资源差异和所在网络的差异,并且协调各个系统之间的交互.多点传输机制用于在一次会晤中连接多个异构协作系统.在此基础上定义了一个能够集成各种异构同步协作系统的集成框架.根据该框架,运用Web Services技术开发了集成系统.此系统实现了3种用户群较多的、典型的协作系统的集成,分别是基于H.323标准集的协作系统,基于SIP(Session Initiation Protocol)协议的协作系统和基于IP组播的协作系统.这些异构系统的用户相互之间能够实现通信和同步协同工作.     

结合空间注意力机制的实时鲁棒视觉跟踪

为提高全卷积孪生网络(SiamFC)跟踪器在复杂场景下的跟踪能力,缓解跟踪器在跟踪过程中出现的目标漂移问题,提出一种结合空间注意力机制的实时目标跟踪算法。在SiamFC框架基础上,将改进的视觉几何组(VGG)网络作为主干网络,增强跟踪器对于目标深度特征的建模能力。对自注意力机制进行优化,提出一种即插即用的轻量级单卷积注意力模块(SCAM),将空间注意力分解为2个并行的一维特征编码过程,减少空间注意力的计算复杂度。保留跟踪过程中的初始目标模板作为第1模板,通过分析连通域在跟踪结果响应图的变化动态选择第2模板,融合2个模板后对目标进行定位。实验结果表明：在OTB100、LaSOT和UAV123数据集上,所提算法相比于SiamFC跟踪成功率分别提高了0.082、0.045和0.045,跟踪精度分别提高了0.118、0.051和0.062;在VOT2018数据集上,所提算法相比于SiamFC在跟踪准确率、鲁棒性和期望平均重叠率上分别提高了0.029、0.276和0.134;跟踪速度达到了70帧/s,能够满足实时跟踪的需求。     

支持任务自主接入的星务软件重构方法

目前卫星设计领域软件在轨重构方式安全性低，灵活性差，大大制约了星务软件在轨功能的持续更新与扩展需求。针对以上背景，提出了一种支持任务级重构的星务软件架构，介绍了基于容错SRAM的典型硬件环境和基于软总线的软件分层设计方法；开展对任务自主接入及硬件重启后自主恢复机制的研究，提出支持任务自主接入的星务软件重构流程及补丁协议，最终针对新型软件架构和任务接入方法进行仿真，验证了该方法的安全有效性，解决了目前星务软件重构灵活性差的问题，为提升卫星软件好用易用性提供了解决方案。     

环绕智能系统架构设计及身份感知Agent实现

介绍了环绕智能(AmI, Ambient Intelligence)的概念,分析了AmI系统中上下文感知数据流,提出了基于多Agent系统(MAS, Multi-Agent System)的AmI系统架构.详细介绍了在此架构基础上设计实现的具有上下文感知的AmI实验系统-AmI-Space,并对其中的用户感知Agent进行了描述.实验证明,基于MAS的AmI系统架构满足了AmI系统中计算单元的模块化、分散化、可变性和复杂性要求;同时AmI-Space中的用户感知Agent结合了蓝牙Ad hoc网和以太网的优点,实现了一种无需用户配合的身份感知机制,是一种自然的、主动的交互方式.      

基于SDN架构的NFV技术在低轨卫星网络中的应用

针对当前卫星网络通信业务需求复杂、星上设备对多业务兼容性差的问题,提出了一种面向低轨卫星网络的软件定义网络(SDN)架构.该架构设计了以星间链路为基础的虚拟化数据平面和多控制器的分布式控制平面,具有高度灵活和可编程的特性.通过网络功能虚拟化(NFV)技术实现了数据平面虚拟化和集群化控制器的功能分割,给出了架构实现的关键...     

无人机自主引导跟踪与避障的近端策略优化

针对无人机地面动态目标跟踪问题，建立了远距离自主引导与近距离伴飞避障2个阶段的马尔可夫决策过程模型。在此基础上，提出了一种改进的近端策略优化（PPO）算法。考虑到无人机接收到的数据具有时序性且环境状态存在上下文关联，所提算法采用长短期记忆（LSTM）网络，通过无人机与目标的实时位置关系等状态信息来计算奖励值，更新网络参数，并进行自适应优化迭代。通过基于ROS系统的仿真测试平台进行试验，结果表明：所提算法安全有效地实现了侦察任务全过程的自主机动，与传统的PPO算法相比，LSTM的引入缩短了模型训练时间，跟踪与避障的效率明显提高，进一步加强了算法的鲁棒性、准确性和实时性。     

PROFIBUS-DP主站网关设计及其关键技术

针对标准PROFIBUS-DP从站产品难以集成到现有集散式控制系统的问题,提出了网关解决方案.在对现有网关实现方案进行比较后,选用软核方案,设计了具有热插拔功能且兼容两种实现方案的硬件平台.采用模块化设计思想进行软件架构,应用状态机法实现了"PROFIBUS-DP通信"子功能.从防错设计、纠错设计、故障恢复设计等方面对设计方案中软、硬件可靠性进行了详细分析.针对硬件特性,从调度策略的角度阐述了影响系统实时性的关键问题,并对自主设计主站的难点问题-组态设计进行了说明.该方案支持系统运行过程中动态地增加和删除从站,修改从站配置参数.分析并实验测试了网关的性能参数,网关最高支持3 Mbit/s的通信波特率.实验结果表明,系统性能优越,运行稳定.      

基于Web服务的网络软件运行平台研究与实现

Web服务运行平台是一组软件的集合,它们通过标准协议或规范进行交互,形成一个面向Web服务及其应用部署、运行、监控和管理的系统环境.平台设计依据分层处理原则,采用核心运行环境、动态服务部署和插件式资源管理的系统结构进行实现.平台通过信息门户、工作流处理、系统服务、运行管理和安全控制机制为基于Web服务的互联网软件提供了一类应用支撑框架.      

多层次多策略的分布式网络信息过滤系统模型

在分析现有网络信息过滤技术的基础上,描述了一种多层次、多策略、可扩展的分布式网络信息过滤系统模型框架.该模型框架包括网络信息数据分析、过滤及转发等功能,采用细粒度的内容过滤策略,在保证信息数据安全性的基础上,提高了数据转发的速度,缩短了数据传送的延时,并可以插件的形式灵活地挂载过滤程序,具有很好的开放性和可扩展性.该系统模型可以根据具体的需求,以模块的形式灵活地重组和配置各项功能,可在分布式环境下协同工作,提高了系统的性能.本系统的各种数据处理过程对用户是完全透明的,减少了对用户的影响.      

基于目标操作化的多引擎协作体系结构研究

基于目标操作化的域原子操作模型,研究分析了面向应用目标的系统设计与实现的基本问题,通过引入解释引擎,提出了面向目标的形式模型与应用软件设计实现的一体化机制;在系统级应用中间件之上,引入组件服务,提出了一个通过处理操作作业流实现目标的、多个操作服务引擎协作的体系结构,通过构造组件适配器,以满足操作服务引擎对异构组件服务的一致性访问.     

基于PC/DSP的开放系统结构智能切削模块

研究了采用PC微机和数字信号处理器(DSP)板构成实时开放系统结构智能切削模块(OSA-IMM)的体系结构和功能要求,以及实现开放系统结构设计的关键问题.采用信号处理网络、可重入的插入式模块、描述命令文件以及面向切削过程智能化控制的标准函数库等,实现了系统的开放性和智能化.以OSA-IMM构成了车削过程自适应控制系统和基于人工神经网络的车刀后刀面磨损值在线估计系统.实验表明,OSA-IMM具有良好的开放系统结构和强大的实时处理能力,并有智能计算能力,在该平台上,可以方便地配置成适用于切削加工过程不同要求的控制/监测系统.     

卫星星座的系统仿真研究

研究了对人造卫星星座进行系统仿真的方法.从轨道动力学的观点出发,提出了卫星星座系统仿真的概念和要求;建立了星座系统仿真的数学模型;讨论了星座系统仿真的软件实现方法;最后介绍了开发的一个星座系统仿真软件.      

网络分布式并行计算的负载平衡

利用分布式系统动态负载平衡的原理,设计了一种适应网络分布式并行计算环境的负载平衡实现机制,采用集中式负载信息收集策略,集中和分布式相结合的传输控制策略.定义了一种新的复合型负载指标来衡量各处理机的负载程度.讨论了相应的理论和实现中的关键问题,给出了主要的实现策略和算法.仿真比较研究表明这种体系结构和相应策略能对网络环境下分布式并行计算提供有力支持.      

面向领域的仿真设计建模工具SIMDEMO

讨论了面向领域的仿真设计建模工具SIMDEMO的设计和实现.基于透明性、正交性、层次性的视图分解原理,对处于不同阶段、面向不同用户、涉及不同方面的系统模型采用多视图进行分解,建立了以多视图为核心理念的系统协同建模方法,给出了该建模方法下建模所需遵循的过程指导.针对领域模型描述、表示以及操作等多个方面对工具重构的需求,研究得到了基于元对象反射模型的工具架构;架构具有良好适应性,使得工具重构更灵活、简捷.对SIMDEMO的功能结构进行了简介,给出了系统实现方案.最后,将SIMDEMO与典型同类工具作了比较.     

CPU仿真器MCS中存贮结构仿真的实现

仿真器是进行硬件设计评估,系统软件设计开发和计算机体系结构研究的有力工具,而对内存的仿真是系统级仿真器的重要组成部分,其仿真效率直接影响整个仿真器的性能.以一款基于VLIW(超长指令字)结构的CPU仿真器——MCS为例,研究了高效内存仿真的实现方法.MCS为目标应用程序提供了一个仿真运行平台,从而达到评估CPU设计,分析指令效率,支持编译系统调试的目的.      

基于Web的带宽自适应组件化多媒体监控系统

当前的分布式多媒体监控系统存在通用性、易用性和扩展性不足等缺点,且不能自适应多种网络状况.为解决其通用性、易用性问题,参考流媒体系统结构,给出了基于Browser/Server模式的监控系统结构.为增强其可扩展性,在DirectShow技术基础上,设计了基于COM的监控系统软件结构.采用带宽自适应的策略和方法,实现了系统对多种网络状况的动态自适应.