基于BBN的航空公司风险评估技术研究

 在人、机、环境和管理(MMEM)系统理论的基础上,通过研究有关民航规则、标准中的相关内容建立航空公司风险评估指标体系;利用层次分析法(AHP)确定指标权重,运用模糊综合评价法(FCE)量化其中的定性指标;基于贝叶斯置信网络(BBN)软件GeNIe完成了整个系统贝叶斯网络拓扑结构的建立,将航空公司历史数据作为贝叶斯网络参数学习的训练数据,获取节点概率表(NPT),建立航空公司风险评估模型,并对其进行概率推理计算;通过环比分析确定影响风险的主要因素。     

基于桶消元的数控机床故障模糊贝叶斯网络推理方法

用模糊数描述节点的多种故障状态,用模糊子集描述根节点的故障概率,用贝叶斯网络的条件概率表描述节点间的不确定关系,构建数控机床故障的模糊贝叶斯网络;采用桶消元算法,对数控机床故障的模糊贝叶斯网络进行推理和计算,获得根节点的后验概率,为数控机床故障诊断与分析提供依据;最后,以数控机床刀架系统故障的贝叶斯网络推理过程为例,验证所提理论和方法的有效性。     

基于贝叶斯网络的多状态机载系统安全性评估方法

传统的安全性评估方法不适用于具有多状态属性的现代机载系统。根据系统与系统组成单元之间的状态关系,构建了基于贝叶斯网络的机载系统多状态安全性模型;运用通用生成函数给出了贝叶斯网络非根节点的条件概率表,基于变量消元法提出了系统失效状态发生概率计算方法,推导了系统组成单元重要度算法。结合某型飞机副翼控制系统给出了应用实例。结果表明,方法为解决多状态机载系统的安全性评估问题提供了一种简洁直观的方法,能够有效评估机载系统的安全性水平,确定各单元对系统安全性中的影响。     

半虚拟现实座舱中基于最大后验概率框架的手姿态估计

手姿态估计是半虚拟现实(SVR)座舱环境中进行人机交互(HCI)的基础工作,为此提出一种基于最大后验概率(MAP)框架的手姿态估计方法.针对手部自遮挡问题,建立多视点手势特征树,通过树节点搜索实现手姿态参数的快速估计,并利用时序信息提高估计精度.在树节点搜索过程中,采用改进的局部敏感哈希(LSH)索引算法提高搜索效率....     

Bayesian图模型的化简及在软件测试中的应用

介绍了一种基于贝叶斯图模型的软件测试新方法,该方法为具有不确定性的软件测试问题的逻辑结构提供了形式化机制。分析了该方法的优点和不足,并进行了改进。提出了简化模型,给出了测试过程,通过实例介绍了该模型。表明通过基于贝叶斯图模型的测试方法所构造的模型可以作为软件测试的动态表示,并用于驱动测试设计,为测试者提供决策支持。     

多不利因素综合作用下飞行风险评估方法研究

飞行事故的发生通常是多不利因素综合作用的结果。定量评估飞行安全,进而提出改进系统的建议和有针对性的事故预防措施,具有重要现实意义。针对传统概率风险评估方法的不足,将贝叶斯网络用于航空系统概率风险评估。以单发空中停车故障为案例进行风险评估。仿真结果表明,与传统方法相比,贝叶斯网络具有简化计算、能得到更多安全相关信息等优点,验证了所提方法的合理性。     

系统可靠性的贝叶斯网络评估方法

 针对现有组合法与状态法在可靠性评估方法中的局限性,对基于贝叶斯网络的系统可靠性评估新方法进行了研究。运用该方法进行可靠性评估,不但能计算出系统的可靠性指标,而且能方便地给出一个或几个部件对系统可靠性影响的大小,识别系统的薄弱环节。结合故障树方法建立系统可靠性评估的贝叶斯网络模型,并用实例阐述了贝叶斯网络方法进行系统可靠性评估的有效性。同时通过对贝叶斯网络的条件失效概率与系统可靠性评估中常用重要度指标的对比分析表明,贝叶斯网络的推理算法更便于查找系统的薄弱环节。     

一种基于QoS的自适应混合协同传输方法及性能分析

理想的混合协同传输系统中,所有的中继节点都参与译码,将带来计算复杂度的提高、节点资源消耗的增加以及信息传输时延的增大。针对多节点的协同无线传输网络,提出了一种基于服务质量(Quality of Service, QoS)的自适应混合协同传输方法,并进行了性能分析,给出了系统误码率(Symbol Error Rate, SER)及中断概率的闭合表达式。该方法根据目的节点的QoS需求以及中继节点的信噪比(SNR)门限,动态地调整中继节点的传输模式,能够减小系统能耗,延长节点使用寿命。数值及仿真结果表明,基于中继节点信噪比门限的混合协同传输能够以较低的实现复杂度获得与理想的混合协同传输相近的性能,理论的性能分析结果与实际仿真结果相一致。     

重访机制驱动的多无人机协同动目标搜索方法

为实现多无人机高效捕获灰色任务区域内的移动目标,考虑传感器探测概率与虚警概率,提出了重访机制驱动的协同搜索规划（RMD-CSP）方法,以降低目标遗漏与误判概率。考虑无人机飞行性能约束,以最大化任务执行效能为目标建立多无人机协同搜索模型。根据目标先验信息初始化环境搜索信息图（包括目标概率分布图、环境不确定度图与环境搜索状态图）,利用无人机实时探测信息,基于贝叶斯准则持续更新搜索信息图。定制基于环境不确定度更新的重访机制,通过增加长时间未被重访区域的环境不确定度,引导无人机搜索该区域,降低移动目标的遗漏概率;定制基于目标函数权重更新的重访机制,引导无人机快速重访发现新的疑似目标的区域,对疑似目标进行再次确认,减少由于传感器虚警概率造成的目标误判概率。采用滚动时域规划架构,将搜索规划问题分解为一系列短时域规划问题,提升了求解效率。在典型任务想定下,通过数值仿真试验验证了所提方法的有效性。仿真结果表明,RMD-CSP能够在秒级时间内生成每个时域的搜索航迹,相比于光栅式搜索方法与标准的概率启发式搜索方法,能够引导无人机捕获更多的移动目标,同时减少误判次数,有效提升了多无人机协同搜索的任务效能。     

基于贝叶斯优化的磁光阱多参数自主优化系统

磁光阱是一种冷却陷俘原子的装置,磁光阱实验参数的优化是冷原子实验中基础且重要的工作,人工手动优化参数需耗费大量时间,且很难确保最终参数是全局最优的。基于贝叶斯优化的机器学习方法是一种对目标表达式未知、非凸、多峰的量子物理系统进行参数优化的有效方案,该过程通常远快于人工手动调节,且有更大概率找到全局最优值。提出了一种基于贝叶斯优化方法的冷原子多参数自主实时优化实验方案,该方案通过成本函数构造、控制程序编写、贝叶斯算法优化等形成一个可自主优化的闭环系统。实验结果表明,经过约30 min的迭代优化,所提方案可有效完成磁光阱系统的多参数优化,并得到最优的实验结果;所提方案验证了贝叶斯优化方法在多参数物理系统中应用的可行性,通过改进成本函数,还可应用于其他的复杂多参数实验物理系统最优参数快速确定。     

一种火箭助飞鱼雷命中概率实时评估模型

火箭助飞鱼雷命中概率实时评估结果是指挥决策的重要依据。首先,根据每个节点相对目标距离舷角的不同,构建火箭助飞鱼雷的静态命中概率表;其次,对火箭助飞鱼雷的射击误差区域进行分区,计算每个射击误差子区域对应的入水点落入概率;再次,根据每个射击误差子区域端点相对目标的距离和舷角,调用静态命中概率表计算每个子区域对应的平均命中概率;最后,将每个射击误差子区域的落入概率与该子区域对应的平均命中概率的乘积进行求和,得到火箭助飞鱼雷的实时命中概率。     

基于贝叶斯因子和二阶概率方法的圣地亚热传导模型确认挑战问题

针对美国圣地亚国家实验室为促进模型确认方法的发展所提出的热传导挑战问题,根据现代模型确认思想总结了该挑战问题解答中应包含的核心内容。在确认度量环节采用贝叶斯因子考察了实验数据是否支持所给模型,在此基础上通过二阶概率方法得到了模型预测的分布,以此计算出模型预测结论的置信度。该过程中考虑了模型参数的随机不确定性和认知不确定性,最后通过灵敏度分析辨识了模型参数的不确定性对模型预测的影响。研究表明该挑战问题中的实验数据支持所给模型,模型预测受导热系数的不确定性影响最大,模型预测材料在调控条件下的失效概率不满足调控要求,该结论的置信度为99.97%。     

组合式快速JPDA算法

基于有序状态空间搜索方法,定义联合事件为问题节点,将多目标数据关联问题求解转化为状态空间问题求解。定义联合数据关联概率函数对数表达为节点的估价函数,减少扩展节点数,迅速产生和搜索Ｎ个最大联合概率事件。给出快速计算Ｎ个最大联合概率事件的ＪＰＤＡ公式,并提出一种确定新生节点是否是已生成节点的简便方法。算法的搜索次数不随回波数增加而增加,有效地解决了传统ＪＰＤＡ算法的实时性问题,兼有贝叶斯方法和非贝叶斯方法的各自优点。     

一种基于事故树的安全风险定量评估方法

针对目前安全风险评估方法的不足,提出了基于事故树的飞机部件安全风险定量评估方法.首先采用布尔代数理论对事故树进行逻辑表述,通过概率重要度表示部件故障的后果严重度,在此基础上对飞机部件的危险度进行计算,解决了当前安全风险定量评估的难题.实例证明,该方法能够较为准确地检验飞机部件对飞行安全的影响.     

贝叶斯网络在科研试飞安全风险评估中的应用

为提升直升机科研试飞安全水平,实现对试飞风险进行准确有效的评估,采用因果贝叶斯网络建立试飞安全风险评估系统。首先,根据直升机试飞的整体流程识别可能出现的风险事件并分类,通过风险因素间的内在关联构建贝叶斯网络拓扑结构;其次,结合专家调研数据,采用贝叶斯吐真剂算法确定各节点条件概率,利用因果贡献度和AgenaRisk软件进行灵敏度分析;最后,得到影响直升机科研试飞安全的关键风险事件。结果表明:利用因果贝叶斯网络建立的直升机科研试飞风险控制模型可以得到关键风险事件,依据分析得到的结果进行风险控制,可以满足试飞安全风险管理的需求。     

一种基于图形化建模的遥测参数配置工具

设计了一种基于图形化建模的适用于多星遥测参数配置的软件工具,将实际存在的物理对象作为独立的模块、使用相关图元和界面建立其逻辑模型,并可将遥测参数配置信息和图形模型绑定其中。同时根据遥测参数配置模型的特点,制定适用于遥测参数配置信息的描述规范,根据此规范对逻辑模型进行描述,最终模型以XML（可扩展标记语言）文件形式存储。该工具可在不同卫星之间复用。实践应用表明,该工具可以将配置过程非专业化和可视化,减少重复工作,降低了配置过程中的出错概率,提高配置工作的效率和质量,实现多星遥测参数配置图形化显示和配置工作的批量化。     

三种系统可靠性评估方法的比较与分析

故障树、故障Petri网和贝叶斯网络是评估系统可靠性、安全性的三种重要模型。其中,故障树在工程中应用最广,而后两种模型其各自具有不可替代的优点,可以弥补故障树在实际应用中的不足。在介绍三种模型的基础上,通过对故障树向故障Petri网转化方法、故障树向贝叶斯网络转化方法的研究,给出描述三种模型的典型逻辑关系等价结构图的表格,揭示三种模型的内在联系。结合该表,提出故障Petri网向贝叶斯网络的转化方法。同时,利用上述三种模型对导弹发动机故障进行对比分析,结果表明故障Petri网使故障传播过程一目了然,而通过故障Petri网络或故障树转化而来的等价贝叶斯网络可计算出更多定量结果。     

基于最优样条节点的导弹主动段弹道估计方法

拟合导弹主动段弹道并估计其弹道参数是天基红外系统(SBIRS)的重要任务之一。首先采用三次样条函数对导弹主动段弹道进行描述,并建立主动段弹道的运动模型和测量模型;其次采用最大似然估计方法将导弹弹道估计问题转化为非线性最小二乘准则下的样条系数和样条节点分布最优估计问题;最后利用投影定理将样条系数估计和样条节点分布估计分离开来,并通过迭代逼近给出了最优样条节点数的确定方法。仿真实验结果表明,所提方法不仅对主动段弹道的拟合精度高,而且还减少了待估参数的数目,简化了求解过程,可在无先验信息条件下较好地解决导弹主动段弹道的估计问题。     

流体网络法在发动机空气冷却系统设计中的应用

将一维稳态流体网络方法应用到发动机空气冷却系统沿程压力、温度和流量预测中.该方法将空气系统简化为节点和元件组成的网络,节点和元件处建立守恒方程,在压力修正、流热耦合方法基础上引入系数迭代修正求解.程序应用到有经验关联式的模型中验证,计算结果与经验关系式吻合得较好.验证后的程序被应用到某发动机空气系统初步设计方案的校核和改进中,在模拟结果指导下的参数调整很好地满足了设计要求.      

基于动态贝叶斯网络的弹头目标融合识别方法

通过分析导弹目标识别问题的特殊性,设计了适用于导弹目标识别的动态贝叶斯网络。根据导弹目标的特点,选取了几种具有较好普适性的目标特征,并给出了每种目标特征的条件概率。通过分析导弹目标识别流程,提出了合理的贝叶斯网络模型。最后经过仿真试验,证明该模型相比单特征识别模型识别概率有明显提高,并且具备较好的稳健性。