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基于机器学习的磁浮列车故障综合评估技术研究

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基于机器学习的磁浮列车故障综合评估技术研究

作者：蔡楹国防科学技术大学

学位级别：硕士

故障的综合评估是磁浮列车运营安全的重要环节。然而,传统的评估方法普遍存在对复杂系统建模困难、模型对实际问题的适应度不高等诸多问题。随着我国自主研制的磁浮列车商业运营的日益临近,研究一种新型高效的故障综合评估技术迫在眉睫... 详细信息

故障的综合评估是磁浮列车运营安全的重要环节。然而,传统的评估方法普遍存在对复杂系统建模困难、模型对实际问题的适应度不高等诸多问题。随着我国自主研制的磁浮列车商业运营的日益临近,研究一种新型高效的故障综合评估技术迫在眉睫。近年来,机器学习的蓬勃发展引人关注,尤其是它在知识的自动获取能力和对系统的适应能力方面的优势更是符合磁浮列车对故障评估的要求。本文以提高故障评估的效能为目标,对基于机器学习的故障综合评估方法展开深入研究,主要工作包括: 1、提出了一种基于故障树最小割集的故障归类方法,并根据该方法对磁浮列车底层故障进行划分,将需要研究的对象大大简化,从而降低了评估问题的复杂度;2、研究了将机器学习应用于磁浮列车故障综合评估的关键技术问题,建立了基于机器学习的故障综合评估模型,并且对具有代表性的机器学习算法进行分析和性能测试。实验结果表明,基于机器学习的故障综合评估方法相对于传统方法能够自动地快速获得故障之间的影响关系,具有较高的正确率;3、提出了基于集成学习的故障综合评估方法,通过多分类器的集成和互补来提高故障评估的性能。实验结果表明,该方法能够取得比一般机器学习方法更高的评估精度和更稳定的评估效果;4、设计开发了磁浮列车地面监控和远程无线监控系统,为磁浮列车的状态监测和故障综合评估建立了软件平台。

关键词：磁浮列车故障综合评估故障树最小割集机器学习集成学习远程监控

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面向分析评估的高性能仿真系统关键技术研究

系统仿真学报 2012年第12期24卷 2463-2467,2495页

作者：杨妹赵鑫业蔡楹黄柯棣国防科技大学机电工程与自动化学院长沙410073

针对面向作战分析领域的军事分析仿真评估应用需求,分析了基于高性能RTI建立作战分析仿真系统的系统框架及其关键技术。着重分析了基于多核集群的RTI仿真引擎结构,面向属性层次的仿真克隆技术,以及基于BOM的模型驱动的建模框架。研究基... 详细信息

针对面向作战分析领域的军事分析仿真评估应用需求,分析了基于高性能RTI建立作战分析仿真系统的系统框架及其关键技术。着重分析了基于多核集群的RTI仿真引擎结构,面向属性层次的仿真克隆技术,以及基于BOM的模型驱动的建模框架。研究基于RTI建立高性能仿真系统为军事分析仿真评估服务的方法,主要目的是在降低仿真成本的同时,满足作战分析仿真关于高速运算、互操作性、可交互性和可测试性的需求。

关键词：分析仿真评估高性能RTI 仿真克隆建模框架

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分析仿真支持技术研究

系统仿真学报 2012年第12期24卷 2448-2454,2462页

作者：蔡楹杨妹赵鑫业黄柯棣国防科大机电工程与自动化学院长沙410073

仿真支持环境是仿真的基础环境,是沟通仿真和领域外技术发展成果的桥梁。面对网络化对仿真领域的冲击,对仿真支持环境的核心技术:资源管理、重用和部署的发展现状进行概述和分析,并提出一种基于混合云的仿真资源共享和服务架构,旨在总... 详细信息

仿真支持环境是仿真的基础环境,是沟通仿真和领域外技术发展成果的桥梁。面对网络化对仿真领域的冲击,对仿真支持环境的核心技术:资源管理、重用和部署的发展现状进行概述和分析,并提出一种基于混合云的仿真资源共享和服务架构,旨在总结该领域发展成果并为未来仿真支持环境的开发提供指导。

关键词：仿真资源管理重用部署仿真支持技术

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军事仿真分析评估系统互操作性标准化

系统仿真学报 2012年第12期24卷 2455-2462页

作者：赵鑫业蔡楹杨妹黄柯棣国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

下一代的军事仿真分析评估系统将仿真系统与实际指挥控制系统有机结合,为军事复杂系统提供更准确的分析、预测与控制方法,从而有效提高决策的灵活性和前瞻性,降低决策风险。如何在军事仿真分析评估系统顶层分析与设计阶段关注和体现系... 详细信息

下一代的军事仿真分析评估系统将仿真系统与实际指挥控制系统有机结合,为军事复杂系统提供更准确的分析、预测与控制方法,从而有效提高决策的灵活性和前瞻性,降低决策风险。如何在军事仿真分析评估系统顶层分析与设计阶段关注和体现系统的互操作性,这是决策者、系统设计和开发人员,以及最终使用人员必须高度重视的问题。采用主流的国际标准和通用标准,将极大提高系统应用的开发能力和开发质量。研究了当前作战模拟领域主流的几种互操作性国际标准和通用标准的体系结构的发展进程,并对其互操作性和标准之间的相互关系进行了具体的分析与阐述。

关键词：分析评估系统互操作性标准化 C2IEDM JC3IEDM 战场管理语言军事想定定义语言

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基于混合模式的仿真资源共享

系统仿真学报 2011年第B07期23卷 89-93页

作者：蔡楹杨妹黄柯棣国防科大机电工程与自动化学院长沙410073

目前仿真资源共享技术滞后于共享需求的现状制约了仿真的发展,资源共享迫切需要新的架构。近年来发展迅猛的网络和云计算技术为仿真资源共享提供了新的思想和技术。通过详细分析网格计算与云计算技术应用于仿真资源共享的优缺点,并根据... 详细信息

目前仿真资源共享技术滞后于共享需求的现状制约了仿真的发展,资源共享迫切需要新的架构。近年来发展迅猛的网络和云计算技术为仿真资源共享提供了新的思想和技术。通过详细分析网格计算与云计算技术应用于仿真资源共享的优缺点,并根据优势互补的原则研究了两种技术的混合模式,提出云内共享和云间共享两类混合模式的仿真资源共享架构,并对两种架构的技术实现进行了分析和比较,重点研究了基于VO(Virtual organization,虚拟组织)的云间共享仿真支撑环境的设计和可行性。研究表明,两种混合架构均能促进仿真资源的共享和重用,同时对构建其他领域的资源共享环境具有借鉴意义。

关键词：分布式仿真资源共享网格计算云计算混合模式云内共享云间共享基于VO的云间共享

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想定驱动的仿真资源发现方法

国防科技大学学报 2012年第3期34卷 53-57页

作者：蔡楹赵鑫业张鹏黄柯棣国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

为解决在云间共享架构的仿真环境下资源的自动发现问题,研究了仿真资源请求的描述方法及相应的资源发现算法,提出了想定驱动的仿真资源发现方法。方法通过扩展的军事想定描述语言表示仿真资源请求,使用双映射三过滤算法实现仿真资源的... 详细信息

为解决在云间共享架构的仿真环境下资源的自动发现问题,研究了仿真资源请求的描述方法及相应的资源发现算法,提出了想定驱动的仿真资源发现方法。方法通过扩展的军事想定描述语言表示仿真资源请求,使用双映射三过滤算法实现仿真资源的自动发现。分析表明,仿真想定驱动的资源发现方法可以实现在云间共享架构下仿真运行所需的大量资源的自动发现,并对发现结果具有语用校验功能,对于仿真环境的快速部署具有积极意义。

关键词：云间共享资源发现想定驱动军事想定描述语言双映射三过滤算法语用层

多核环境下面向仿真组件的HLA成员并行框架

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软件学报 2012年第8期23卷 2188-2206页

作者：彭勇蔡楹钟荣华黄柯棣国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

提出了一种面向仿真组件的并行联邦成员框架,以解决基于HLA(high level architecture)复杂仿真系统联邦成员开发的问题,并提升多核处理器环境下联邦成员的运行性能.并行联邦成员框架通过仿真组件的组合、装配来构建联邦成员.通过仿真引... 详细信息

提出了一种面向仿真组件的并行联邦成员框架,以解决基于HLA(high level architecture)复杂仿真系统联邦成员开发的问题,并提升多核处理器环境下联邦成员的运行性能.并行联邦成员框架通过仿真组件的组合、装配来构建联邦成员.通过仿真引擎管理、数据分发管理、对象管理、组件管理服务和负载平衡功能,并行联邦成员框架为仿真模型构建了一个多核的并行执行环境,并确保并行成员能与RTI正确交互.通过实验来研究并行成员框架引入的额外开销,并比较并行成员和普通成员的性能.实验结果表明,并行框架能够充分利用多核处理器的计算能力来减少仿真系统运行时间,提高系统性能.

关键词：建模仿真高层体系结构并行成员仿真组件多核

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军事分析仿真评估系统关键技术综述

系统仿真学报 2012年第12期24卷 2439-2447页

作者：黄柯棣赵鑫业杨山亮杨妹胡丰华蔡楹国防科学技术大学长沙410073

动态性和不确定性是军事复杂系统的典型特征,准确分析和预测复杂系统的行为非常困难。军事分析仿真评估系统将仿真系统与实际指挥控制系统有机结合,为复杂系统提供更准确的分析、预测与控制方法,从而得到更可靠的结果,有效提高决策的灵... 详细信息

动态性和不确定性是军事复杂系统的典型特征,准确分析和预测复杂系统的行为非常困难。军事分析仿真评估系统将仿真系统与实际指挥控制系统有机结合,为复杂系统提供更准确的分析、预测与控制方法,从而得到更可靠的结果,有效提高决策的灵活性和前瞻性,降低决策风险。设计构想重点从军事分析仿真评估系统,互操作性到在线决策系统方案设计三个方面详细研究了军事指挥控制实时决策支持领域中涉及的关键技术和核心概念,并对系统核心构件进行了原型设计。军事分析仿真评估系统的应用将在军事指挥控制实时决策支持领域发挥重要作用,并对社会政策和经济政策分析、公共突发事件的实时响应产生重大影响。

关键词：军事分析仿真评估系统作战辅助决策互操作性战场管理语言军事想定定义语言 DDDAS “深绿”计划

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坚持新理念增强新动能 003