基于效能仿真的舰艇综合防御鱼雷作战决策优化

采用深弹拦截与机动规避综合防御声自导鱼雷,是舰艇水下防御的一种新型作战样式。为了给装备指控自动化和训战法决策提供参考,采用蒙特卡罗方法对该作战过程进行了数字仿真,得到了规避概率、拦截概率和生存概率等3个作战效能指标的估计值。通过效能分析提出舰艇如何机动以获取有利深弹发射态势这一问题,分析影响因素及约束条件并建立了决策优化模型;采用遗传算法并以示例形式求解优化模型,由散点拟合得到了舰艇机动路线。针对不同鱼雷报警位置条件下的防御态势,分析比较了舰艇机动对舰艇生存概率的优化效果。     

基于负荷率差别定价的分时输配电价优化模型

输配电价是电力市场改革的关键,是推进售电市场放开的重要基础.随着输配电价改革不断深入,不同类型的输配电价定价方法亟待研究.本文以大工业用户输配电价为研究对象,首先,引入汉森门槛模型,内生性划分大工业用户的负荷率区间;其次,建立输配电网长期增量成本分摊模型,提出基于负荷率差别的输配电价定价方法,并借鉴分时电价思想,构建基于负荷率差别定价的分时输配电价协调优化模型,设计分电压等级、计及负荷率差别的分时输配电价;最后,以我国中部H省大工业用户为例,验证所提模型可行性.研究结果表明,所提分时输配电价定价方法吸收了负荷率电价和分时电价优点,能够兼顾效率与公平,同时有效调节电力用户需求,实现削峰填谷,一定程度缓解输配电网阻塞问题.     

基于Kriging模型与重要性抽样的可靠性灵敏度分析

针对因无法获得功能函数的梯度信息而不能使用解析方法的情形,提出了进行可靠性灵敏度分析的高效的仿真方法,首先基于Kriging模型和重要性抽样去计算失效概率,然后通过记分函数(score function)方法求出失效概率对各个参数的偏导数。在计算失效概率时采用反问题(inversion problems)中的不确定性逐步减少(stepwise uncertainty reduction)准则来更新功能函数的Kriging模型,继而在重要性抽样的框架下将失效概率表示成一个"增大"的失效概率与修正项的乘积;而记分函数方法只是对前面抽样方法的一个简单后处理,不需要计算额外的功能函数值.对所提方法使用算例验证表明:当功能函数为昂贵的计算模型或对系统(非单个构件)进行灵敏度分析时,该方法具有较高的计算效率和精度。     

随机效应Wiener过程退化可靠性分析方法

针对工程中很多产品的初始退化量具有不确定性的情况,提出一种性能退化随机效应Wiener过程可靠性分析方法,同时考虑初始退化量和漂移系数的随机性.然后,根据首达时的定义,推导出了失效时间概率分布函数和概率密度函数的解析表达式.其次,结合产品性能退化测试情况,给出退化模型未知参数的极大似然估计.最后,通过对磁盘性能退化可靠性实例分析,验证了本文方法的适用性和有效性,与随机效应退化轨迹模型相比,本文方法建模过程更为合理,且评估精度高.     

基于Poisson-Normal过程性能退化模型的可靠性分析

对于高可靠长寿命产品,基于性能退化数据分析产品可靠性是一种行之有效的技术途径。由于有时无法用确定的物理/化学过程定量描述性能退化过程,借助随机过程方法建立退化模型是有效的技术途径。提出了基于Poisson-Normal过程的性能退化模型,给出了参数估计算法和可靠性估计的计算公式,结合实例说明了方法的有效性。     

基于Logistic模型的间隙零门可靠性窗口分析

零门间隙是爆炸间隙零门功能实现的关键,间隙太长或者太短都会导致零门功能失效,因此研究使得零门功能成功实现的间隙区间亦称为可靠性窗口,具有重要的实际意义.本文在固定装药密度和通道横截面积的条件下,基于爆炸间隙零门工作机理,将可靠性窗口的两个端点设为二维随机变量,建立了端点阈值的联合分布概率模型.为了分析二维随机变量之间的相关性,本文基于二维联合Logistic分布模型,结合得分统计量,研究了可靠性窗口两端点的相关性检验方法,并给出了间隙零门可靠性窗口的估计方法.文章最后结合间隙零门试验数据,验证了可靠性窗口端点阈值之间的相关系数与0无显著性差异,并基于验证结果给出了试验数据下间隙零门的可靠性窗口估计结果.     

基于STPA的潜艇鱼雷发射控制系统安全性分析

针对潜艇鱼雷发射控制系统,提出一套基于系统理论过程分析(system theoretic process analysis,STPA)的安全性分析方法.借助XSTAMPP安全工程平台,以鱼雷发射阶段解脱武器制动动作为案例,利用所提方法进行了安全性分析.同时改进传统STPA致因场景分析模型,生成精细化的系统安全要求,并利用线性时序逻辑(linear temporal logic,LTL)对生成的安全要求进行规范化描述,克服了传统STPA分析结果使用自然语言描述的局限性,为进一步的模型安全性验证提供理论支撑,同时为系统操作员提供辅助决策.     

基于传热增广模型的轨迹优化与防热结构分析

在考虑飞行器结构温度约束的轨迹设计问题中,采用一般约束热流密度的轨迹优化模型存在反复迭代、不能考虑轨迹、传热之间耦合关系等缺点.针对这些问题,提出一种传热增广的轨迹优化模型.利用空间差分将传热方程转化为一阶微分方程组,与运动方程组成传热增广的系统状态方程,从而能在轨迹优化中对结构温度直接进行约束.算例仿真说明了基于增广...     

基于马尔可夫链模型的EWMA控制图性能分析与优化

建立了基于马尔可夫链的EWMA控制图性能分析模型,并编制了基于Matlab平台的EWMA控制图性能分析程序。在此基础上,分析了EWMA控制图的两个主要参数(控制限参数L和平滑系数r)对EWMA控制性能的影响。分析发现,对于不同的L,存在均值偏移量δ*和δ**,当偏移量0<δ<δ*时,控制图性能随r的增加而提升;而当δ*<δ<δ**时,控制图的性能随r的减小而提升。而当δ>δ**时,参数对EWMA控制图的性能影响很小。据此对不同应用环境下的EWMA控制图参数选择给出了相应的建议。     

基于多元退化数据的可靠性分析方法

针对具有多个退化特征量的产品,提出了基于多元退化数据的一般可靠性分析方法和处理步骤.首先通过相关分析对退化特征量进行筛选,利用退化特征量分布与寿命分布的关系估计产品在各检测时刻的可靠度,最后通过产品寿命分布拟合进行可靠性评估.由于不依赖退化轨迹的假设,该方法具有较好的适用性,而对退化特征量的相关性分析使计算更加容易,并为产品检测指标的简化提供参考.最后给出仿真例子验证了该方法的可行性和有效性.     

基于HGERT网络模型的退化型失效可靠性评估

针对退化型失效的复杂装备系统,提出基于隐图解评审技术(hidden graphic evaluation and review technique,HGERT)网络模型来进行系统可靠性预计和评估的方法。图解评审法(graphic evaluation and review technique,GERT)网络中的节点代表装备失效过程中正常状态到失效状态的转移,通过传感器将反映系统隐性状态的性能特征参数进行量化输入,从而将GERT网络中的各个劣化状态节点进行展开。应用Viterbi算法对模型参数进行解码和学习,确定退化型失效系统状态转移概率。将装备运行中所处的工作应力、环境载荷等影响性能衰退的因素作为输入,将关键性能指标退化量作为输出,建立装备性能退化的一般控制模型并将其作为GERT网络活动传递的随机变量。借助于信号流图理论对参数进行解析,监测系统处于不同状态时的性能退化水平,为故障预测和装备健康管理提供支持。案例通过对铣床性能退化量的分析,证明所构模型的可行性和合理性。     

飞行冲突解脱的几何优化模型

针对空中交通管制中的冲突探测与解脱问题,提出了一种几何最优的冲突探测与解脱方法。首先定义了该问题的冲突解脱点,在该点处预判飞机之间可能存在的飞行冲突。其次,采取同向同角度的方式解决飞行冲突,即在原航迹上两机同时向同一侧改变相同角度,得到新的航迹交叉点,即航迹恢复点,使得两机之间始终保持最小安全距离。通过几何分析,理论推导了两机航迹距离之和与各自改变航向角度之间的关系,该模型能够有效地解决飞行和冲突,并且具体给出冲突解脱和航迹恢复的位置,以及所涉及到的参数求解过程。最后通过仿真分析,结果显示该方法简单高效。     

基于层次变权的云服务可靠性评估模型

针对当前可靠性评估模型解决动态、复杂、多变的云服务环境下支持可靠云服务协同应用中存在的不足, 提出基于层次变权的云服务可靠性评估模型. 根据云服务IaaS层、PaaS层和SaaS层应用的特点, 借鉴AHP层次变权的思想, 分析了层次云服务的失效关联关系, 给出了利用三角模糊数关原理量化可靠性权重值的方法, 基于互补判断矩阵给出了权重值的排序求解公式; 结合云服务系统中各层次云服务的实时在线监测可靠性数据, 给出了层次云服务可靠性评估计算公式. 该模型计算量小, 简单易行, 操作性强, 能对云服务可靠性进行合理、动态评估, 具有较好的应用推广价值.     

基于配载约束的配送优化问题及其求解算法

车辆配载与配送是两个相互联系与相互影响的子问题,考虑了货物的易损性、装载的稳定性、物品不可倒置、车辆平衡性、先下后装等配载约束,构建了车辆配载与配送联合优化的混合整数规划模型,基于问题自身的特点开发了由配载启发式算法和基于节约值的蚁群算法有机结合的交互式混合算法,采用基准实验问题(benchmarkproblems)进行了一系列对比试验,结果显示了所提出的模型及算法的有效性与实用性.     

基于数列变换优化的灰色系统模型

提出了一种可对含负项数列建立灰色系统模型的变换方法,并利用Matlab对变换参数进行优化。针对变换函数的特点提出了一种简化变换参数优化的方法,使二维优化问题简化为一维优化,可显著减小优化计算量,同时可获得较高的模型精度,这样就可在处理含负项数列的同时获得较高的模型精度,拓展了GM模型的应用范围。具体算例验证了所提建模方法的有效性。     

基于随机规划的港口投资优化决策模型

以港口投资成本、运营效率为主要优化目标,在分析港口损益、生态承载力、供给需求等约束下,借助随机规划建立单个港口投资优化决策理论模型,解决现有的港口投资优化决策理论忽视港口运营效率、生态承载力等可持续发展能力的弊端,从而防止港口资源的巨大浪费和对生态环境的破坏,具有实际应用现实意义.     

Solving algorithm for TA optimization model based on ACO-SA

An ant colony optimization (ACO)-simulated annealing (SA)-based algorithm is developed for the target assignment problem (TAP) in the air defense (AD) command and control (C2) system of surface to air missile (SAM) tactical unit.The accomplishment process of target assignment (TA) task is analyzed.A firing advantage degree (FAD) concept of fire unit (FU) intercepting targets is put forward and its evaluation model is established by using a linear weighted synthetic method.A TA optimization model is presented and its solving algorithms are designed respectively based on ACO and SA.A hybrid optimization strategy is presented and developed synthesizing the merits of ACO and SA.The simulation examples show that the model and algorithms can meet the solving requirement of TAP in AD combat.     

基于智能优化算法的T-S模糊模型辨识

将智能算法应用在T-S模糊模型的辨识方面,是模糊系统辨识的一种新途径。文中对几种智能优化算法,如遗传算法(genetic algorithm, GA)、粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法、菌群优化(bacterial foraging optimization, BFO)算法等的优化原理和在模糊辨识方面的应用现状进行了综述和分析,并给出了它们在T-S模糊模型辨识中对参数进行优化的过程。最后将这些优化方法用于一非线性动态系统的建模,并对仿真结果进行了对比和详细的分析,为进一步了解这几种优化方法在模糊模型辨识参数优化方面的作用提供了仿真实验依据。     

基于稳定分布的多目标全部贷款组合优化模型

贷款业务是商业银行最主要的资产业务,其利息收入是商业银行最重要的利润来源,而贷款利息收入水平取决于商业银行贷款配置的合理性.本文针对贷款收益率具有的偏态、过度峰态及厚尾特性,建立了基于稳定分布的多目标全部贷款组合优化模型.本文的创新与特色一是在稳定分布情况下考虑收益和尺度参数的基础上,通过追求贷款组合的偏斜指数最大使分布向大于收益率均值方向偏斜来提高贷款组合的超额收益,弥补了现有研究忽略偏度的弊端.二是同时考虑了包括"存量"与"增量"在内的全部贷款组合的风险,改变了流行的现有研究对于巨额"存量"贷款风险缺少控制可能引发重大损失的弊端.三是将现有研究在主观给定贷款组合收益下单纯地控制贷款组合风险完善为同时控制贷款组合风险和收益的"均值-尺度参数-偏斜指数"多目标全部贷款组合优化模型,满足了银行对风险和收益的不同偏好,达到了既控制风险、又追求效益的风险与收益兼顾的目的.     

基于信息流的反导体系结构超网络均衡模型研究

从反导体系结构信息链路出发,对由感知、指控和火力实体节点构成的反导交战程序链的信息流价值需求均衡进行研究.首先,给出了反导体系结构交战程序链信息关系建模的相关假设,基于信息价值需求,分别对反导体系结构交战程序链的各级优化条件进行分析,建立了反导体系结构超网络信息价值需求均衡优化模型;其次,运用变分不等式理论,对该均衡优化模型进行分析与转化,利用模糊事件的可信性测度理论,推导了指控节点,火力节点的模糊信息量需求期望,冗余期望和缺额期望,建立了具有模糊需求的反导体系超网络均衡状态满足的变分不等式模型,设计了求解均衡解的修正投影算法;通过算例讨论了模糊需求对反导体系超网络均衡解的影响,最后验证了方法的可行性.