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花儿与少年

作者：梁晓声

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基于群智能优化的目标跟踪节点调度技术研究

基于群智能优化的目标跟踪节点调度技术研究

作者：魏声云解放军信息工程大学

学位级别：硕士

无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统,网络的分布式信息处理、快速展开、抗毁性强等特点,使得WSN在军事侦察、环境监测、目标跟踪、空间探索和灾难抢险等特殊领域得到了广泛应用,其... 详细信息

无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统,网络的分布式信息处理、快速展开、抗毁性强等特点,使得WSN在军事侦察、环境监测、目标跟踪、空间探索和灾难抢险等特殊领域得到了广泛应用,其中目标跟踪成为了WSN最具代表性的应用之一。目标跟踪是实现区域监测的关键手段,能够为火力控制、敌情分析、威胁评估、态势估计等民用和军用指挥系统提供实时有效的决策支持,因此,研究相关的WSN目标跟踪算法具有重要意义。由于WSN的能量、带宽、存储等资源受限,WSN必须动态地对网络资源进行管理,在满足跟踪性能需求的同时尽可能地延长网络生命周期。本文以目标跟踪为背景,重点研究了WSN目标跟踪中的节点调度技术。基于WSN的目标跟踪节点调度技术,在每个感知时刻动态地选择合理的传感器组合对目标进行跟踪,实质是带约束的组合优化问题,目标跟踪的性能和网络开销与WSN的节点调度模型密切相关;群智能优化方法收敛速度快,是求解复杂最优化问题的重要工具,但容易陷入局部最优,因此,找到算法陷入局部最优的原因,并对算法进行改进是有必要的。本文从构建目标跟踪的节点调度模型和改进群智能优化算法两个方面展开。其研究对WSN的目标跟踪技术发展具有重要意义。本文基于群智能优化方法,面向WSN目标跟踪节点调度的研究需求,主要研究内容和创新点如下:1.针对目标优先级排序问题,揭示了目标属性与目标优先级间的非线性关系,提出了一种基于加权战术意义标绘(weighted tactical significance map,WTSM)的目标优先级排序算法。该算法结合了线性加权法和战术意义标绘的思想,将影响目标优先级的因素分为相对态势和目标本身属性两个部分,利用层次分析法计算两部分的权值。WTSM算法有效地解决了目标属性与优先级间的非线性映射问题,避免了单个属性控制整体优先级的情况,为建立多目标跟踪节点调度模型提供理论基础。2.从改进搜索算法的角度展开研究,针对能量非受限的WSN目标跟踪节点调度问题,以最大化跟踪精度为优化目标,提出了一种基于改进二进制粒子群优化(binary particle swarm optimization,BPSO)的节点调度模型及算法。该算法基于目标的预测位置及目标的优先级,以计算复杂度低的费舍尔信息矩阵的迹为精度度量,构建最大化跟踪精度的节点调度模型。在深入分析BPSO陷入局部最优原因的基础上,提出了BPSO的改进形式(MBPSO),并用于节点调度模型的求解。MBPSO采用矢量的二进制编码方式、约束满足的循环移位种群初始化方法以及带V型转换函数的位置更新规则,并设计了引导因子引导粒子群的进化。仿真结果表明,所提出的节点调度算法能够有效地应用于多目标跟踪问题,与典型的智能优化算法相比,MBPSO算法能够在全局寻优和局部探索间取得平衡,且能够有效地避免局部最优。该算法能够有效地应用于以跟踪精度为优化目标且能量非受限的节点调度问题。3.为了解决WSN目标跟踪应用中跟踪性能与网络生命周期的折衷问题,在动态分簇的调度结构下,面向能量受限的WSN,构建了包含跟踪精度、能量消耗和能量均衡三个指标的节点调度模型,提出了两种能量有效的自适应节点调度模型:(1)针对高节点密度的WSN网络,深入分析得出,影响网络生命周期的关键因素在于簇内通信、簇数量及节点的能量分布,因此,提出了一种基于几何容忍度的簇保留节点调度模型;(2)针对基于一步预测的节点调度可能只获得局部最优调度方案的问题,从多步预测的角度展开研究,分析了目标运动轨迹和预测位置间的关系,提出了一种基于多步预测的自适应节点调度模型。两种模型均采用具有全局优化能力的二进制蝙蝠群算法(binary bat algorithm,BBA)进行求解。仿真结果表明,在节点密集部署的网络中,基于簇保留策略的节点调度算法能够在满足跟踪性能的同时,减少能量消耗,均衡节点能量,延长网络生命周期。此外,该算法还有效地解决了频繁变更任务簇所带来的通信拥塞和信息冗余的问题,可有效应用于大规模的WSN;基于多步预测的节点调度算法能够有效地减少网络的能量消耗,均衡节点能量分布,不仅减少了任务簇的数量,而且减少了局部最优调度方案带来的网络开销,可有效应用于非强机动性的目标跟踪场景。4.针对WSN目标跟踪节点调度算法缺乏开放性验证平台的问题,基于C#和GMAP环境设计并实现了集跟踪、定位和节点调度为一体的、可扩展的仿真系统。该系统主要包括地图模块、节点布设模块、观测模块、状态预测与估计模块、节点调度模块和性能评估模块,通过将本文的节点调度算法嵌入系统并进行分析和实验,充分验证了本文模型和算法的有效性。该系统具有较强可扩展性,能够为今后的WSN目标跟踪研究提供一个通用的仿真验证平台。

关键词：无线传感器网络目标跟踪节点调度群智能优化动态分簇簇保留多步预测

旅游产业与区域经济的耦合协调度研究——以江苏省为例

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旅游产业与区域经济的耦合协调度研究——以江苏省为例

作者：赖声伟曲阜师范大学

学位级别：硕士

近些年来,旅游产业的迅速发展,对区域经济的影响越来越大。科学地评价旅游产业对区域经济的作用,明确旅游产业在区域经济发展中的地位、作用,能够为旅游资源的开发、旅游政策的制定提供科学依据,并且有利于促进旅游产业和区域经济的协... 详细信息

近些年来,旅游产业的迅速发展,对区域经济的影响越来越大。科学地评价旅游产业对区域经济的作用,明确旅游产业在区域经济发展中的地位、作用,能够为旅游资源的开发、旅游政策的制定提供科学依据,并且有利于促进旅游产业和区域经济的协调发展。另一方面,我们不能忽视一个事实,那就是区域经济的发展对旅游产业同样具有促进作用,是旅游产业发展的重要基础。实际上,旅游产业与区域经济发展互为背景,相互协调,共同发展。在这样的宏观背景下,本文以江苏省为研究对象,定量研究了江苏旅游产业与区域经济的耦合协调度,以期对江苏旅游业的快速健康发展有所帮助。首先,对本文涉及的相关理论进行了概述,主要包括旅游产业理论、区域经济理论以及耦合协调度理论,并分别对江苏省旅游产业和区域经济的发展现状进行了分析。其次,分别从增加经济收入、增加外汇收入、增加就业和带动相关产业的发展四个方面分析了江苏省旅游产业发展对区域经济的作用;另一方面,从经济发展产生旅游需求、为发展旅游产业提供了良好基础设施条件、为旅游产业发展提供先进科学技术和有助于形成旅游产业竞争优势四个方面分析了江苏省区域经济的发展对旅游产业的作用。最后,借鉴物理学中的耦合协调度函数,设计了易操作的江苏省旅游产业和区域经济耦合协调发展的指标体系,建立了旅游产业与区域经济耦合协调发展评价模型,进而对江苏省旅游产业和区域经济的耦合协调度进行评价,并提出了江苏省旅游产业和区域经济耦合协调发展的对策建议。

关键词：旅游产业区域经济耦合协调度江苏省

面向产品创新设计的知识网络若干关键技术研究

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面向产品创新设计的知识网络若干关键技术研究

作者：周声灵南昌航空大学

学位级别：硕士

随着科学技术飞速的发展,客户需求的多样化,迫使企业不断对产品进行创新设计,加剧了企业间的竞争。但由于产品设计知识不断的积累,设计人员面对海量的产品设计知识,很难快速的找寻到需要的设计知识,导致产品创新设计的难度增加。因此,... 详细信息

随着科学技术飞速的发展,客户需求的多样化,迫使企业不断对产品进行创新设计,加剧了企业间的竞争。但由于产品设计知识不断的积累,设计人员面对海量的产品设计知识,很难快速的找寻到需要的设计知识,导致产品创新设计的难度增加。因此,在产品创新设计中,如何快速、全面的获取设计需要的设计知识,使知识协同共享,以及面对设计主体流失时,设计知识网络鲁棒性分析,减少设计人员搜索知识的时间,提高设计知识的效率,加快新的产品推出,加强企业的竞争力,实现产品创新设计,对产品创新设计的知识网络研究是实现上述目标的关键。本文对面向产品创新设计的知识网络关键技术进行了研究,以产品设计知识为节点,知识节点与知识节点之间的映射关系组成知识网络,分别对知识网络中知识驱动、协同共享、鲁棒性等研究,以实现产品创新设计。主要研究内容如下:1)阐述了产品创新设计的各个阶段的任务,描述知识网络定义和知识网络的研究发展的层次特点,同时给出各学科对于知识的不同研究形式,并在此基础上,提出了面向产品创新设计的知识网络框架,并分析了框架中各层的主要内容。2)基于本体的产品创新设计知识驱动研究。通过对产品设计中的概念设计进行分析,将用户意图设计概念引入到功能、行为、结构中,根据知识多对多映射关系,构建知识网络结构,提出了基于本体的产品创新设计知识驱动建模方法,并对知识网络节点的度、集聚系数和效率等的分析,挖掘网络拓扑结构特点,评价知识节点重要度,构建设计知识驱动模型,给出知识驱动建模流程。3)研究了面向产品创新设计的知识协同共享方法。通过对现代产品设计模式分析,运用知识流的方法表示产品设计过程知识的流动,对知识协同共享博弈进行分析,归纳了产品设计分类,用本体语言对产品设计知识进行表示,构建协同共享模型,以实现产品创新设计中的知识协同共享。4)基于加权超网络的知识网络鲁棒性研究。通过对产品设计知识网络结构分析,构建三种知识子网络,各知识网络之间相互联系构成知识超网络。用单个知识节点移除方法,对产品设计中知识主体主动流失与随机流失进行鲁棒性分析,构建知识网络鲁棒性模型,通过网络效率和网络介数判断知识网络的稳定性。

关键词：产品创新设计知识网络功能-行为-结构协同共享网络鲁棒性

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危害公共安全妨害社会管理秩序犯罪案例

作者：王运声王明

复合地层TBM双滚刀破岩过程数值流形模拟研究

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作者：刘浩声

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煤炭学报 2015年第6期40卷 1225-1234页

作者：刘学伟魏莱雷广峰刘泉声中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072

大型交通、矿山和水利工程TBM施工中不可避免会遇到复合地层,复合地层中TBM双滚刀破岩特征与均质岩层有较大差异。基于数值流形方法处理非连续问题的能力,引入弱不连续物理覆盖来对复合地层层理面进行表征,提出了模拟裂隙网络扩展过程... 详细信息

大型交通、矿山和水利工程TBM施工中不可避免会遇到复合地层,复合地层中TBM双滚刀破岩特征与均质岩层有较大差异。基于数值流形方法处理非连续问题的能力,引入弱不连续物理覆盖来对复合地层层理面进行表征,提出了模拟裂隙网络扩展过程的数值流形算法,进一步建立了模拟复合地层滚刀破岩过程的数值流形模型。同时,对软硬不均复合地层中不同刀间距的双滚刀破岩过程进行了模拟分析,研究发现:在相同贯入度下,不同滚刀间距的应力分布均具有明显的不对称性,硬岩中滚刀推力远高于软岩,从而易造成滚刀偏磨;当滚刀间距为100 mm时,两滚刀间岩片厚度达到最大值23.7 mm,刀间距增大或减小时,岩片厚度均出现降低趋势;不同刀间距条件下,软岩的破碎率均高于硬岩,其中软岩破碎率随刀间距的增加而增大,硬岩破碎率则在刀间距为100 mm时达到最大值10.5%。上述结果表明,在复合地层中,岩性对于TBM岩机安全及破岩效果的影响要大于滚刀间距,研究成果可以反映复合地层滚刀破岩规律。

关键词： TBM 复合地层滚刀数值流形方法

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政协委员

作者：梁晓声

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梁晓声读书与做人

作者：梁晓声