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室内轮式机器人路径规划问题研究

室内轮式机器人路径规划问题研究

作者：吴书强长安大学

学位级别：硕士

本文重点对鲸鱼优化算法和路径规划问题进行了分析与研究。路径规划问题作为导航技术的基础,路径指的就是在有障碍或者无障碍环境下,起始点到目标点之间的一条安全、快捷的轨迹,作为重点研究领域,一直是研究的热点。本文以室内环境为背... 详细信息

本文重点对鲸鱼优化算法和路径规划问题进行了分析与研究。路径规划问题作为导航技术的基础,路径指的就是在有障碍或者无障碍环境下,起始点到目标点之间的一条安全、快捷的轨迹,作为重点研究领域,一直是研究的热点。本文以室内环境为背景,轮式小车为平台,首先阐述了轮式小车运动学方面的理论知识,明确了轮式小车的相关基础知识,同时对研究问题中涉及到的相关传感器进行简要分析,最后分析了路径规划中常用的环境建模方法,确定了本文建模方式,通过硬件知识、运动学知识、建模知识的分析,为后续算法的应用和改进提供了基础。然后,针对全局路径规划问题,应用鲸鱼优化算法进行求解。分析研究了传统鲸鱼优化算法的不足,提出了改进的鲸鱼优化算法。并对改进的鲸鱼优化算法进行了仿真验证,证明了改进算法的可行性。随后,针对局部路径规划问题,应用动态窗口法进行求解。针对动态窗口法在局部路径规划过程中存在的缺陷和不足,进行了相关改进。并通过仿真测试,与传统动态窗口法相比较,改进动态窗口法性能有所提高。最后,为了进一步达到实际环境使用功能,将两种改进算法进行融合,并在物理仿真环境下验证。之后,将算法与实际轮式小车相结合,在真实环境下验证。通过相关验证,证明了融合算法对路径规划问题的实际有效性。通过分析、仿真、实验验证,本文提出的融合算法能够在室内环境下,完成有效路径的规划。此方案不仅拓展了鲸鱼优化算法的应用领域,而且为路径规划问题提供了新的求解思路。

关键词：路径规划鲸鱼优化算法动态窗口法融合算法

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重要数据完整性分布式检测系统

探测与控制学报 2018年第2期40卷 93-98页

作者：邵必林吴书强刘江胡家发西安建筑科技大学陕西西安710055 中国兵器工业第203研究所陕西西安710065

针对现有支持隐私保护的批量检测方案均未考虑重要数据安全性的问题,提出了一种重要数据完整性分布式检测系统,该系统通过AES-128加密算法对数据进行加密,保证了数据的安全性。在重要数据完整性检测过程中利用双线性映射性质,采用将多... 详细信息

针对现有支持隐私保护的批量检测方案均未考虑重要数据安全性的问题,提出了一种重要数据完整性分布式检测系统,该系统通过AES-128加密算法对数据进行加密,保证了数据的安全性。在重要数据完整性检测过程中利用双线性映射性质,采用将多个重要数据证据和标签证据加密后聚合,保护用户隐私。基于多个分布式检测代理节点,采用加权最小连接数调度算法动态调整分布式检测代理节点的检测任务,使得分布式检测代理节点的性能与待检测任务数量高度匹配,避免检测堵塞的情况,减少检测任务整体响应时间,增强检测系统的高可用性。理论分析和实验结果表明,该系统在保证安全的前提下具有明显的性能优势,检测效率是现有方法的8.24倍。

关键词： AES 128加密算法完整性检测数据安全聚合检测隐私保护

基于多态模糊贝叶斯网络的高校宿舍火灾风险评价研究

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灾害学 2023年第2期38卷 31-36页

作者：吴书强邵必林边根庆张志霞西安建筑科技大学管理学院陕西西安710055 陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055

高校宿舍火灾具有影响面广、复杂性强等特点,而传统研究方法在多态性、动态分析宿舍火灾风险等方面存在局限。该文基于国内外86起高校宿舍火灾案例提出了一种基于多态模糊贝叶斯网络的高校宿舍火灾风险评价方法,确定了包含23个三级指标... 详细信息

高校宿舍火灾具有影响面广、复杂性强等特点,而传统研究方法在多态性、动态分析宿舍火灾风险等方面存在局限。该文基于国内外86起高校宿舍火灾案例提出了一种基于多态模糊贝叶斯网络的高校宿舍火灾风险评价方法,确定了包含23个三级指标的风险评价体系,构建了高校宿舍火灾故障树,通过故障树转化方法构造对应的贝叶斯模型;将专家评价语义通过三角模糊子集转化为确定的根节点先验概率,用[0,1]模糊数描述节点故障状态,克服了传统贝叶斯网络过度依赖精确概率以及不能考虑节点中间故障状态的问题;基于贝叶斯的双向推理和根节点重要度分析,计算出高校宿舍火灾风险发生概率,辨识出关键致灾因子,进行事故致因诊断。实例验证结果表明,多态模糊贝叶斯网络能够准确评价高校宿舍火灾风险,并确定关键致险因子,可为高校宿舍火灾风险管理提供决策参考。

关键词：高校宿舍火灾多态模糊贝叶斯网络风险评价应急管理

基于复杂网络的高校火灾灾害链分析及应急管理决策研究

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灾害学 2022年第2期37卷 156-161,166页

结合高校火灾灾害演化特征,基于国内外102起高校火灾案例总结出12个灾害次生衍生事件,基于复杂网络理论和灾害链演化机理对高校火灾次生衍生事件进行系统全面分析,建立高校火灾灾害链网络拓扑结构和风险评价模型,并计算出高校火灾灾害... 详细信息

结合高校火灾灾害演化特征,基于国内外102起高校火灾案例总结出12个灾害次生衍生事件,基于复杂网络理论和灾害链演化机理对高校火灾次生衍生事件进行系统全面分析,建立高校火灾灾害链网络拓扑结构和风险评价模型,并计算出高校火灾灾害链风险度。综合灾害事件的致灾率、灾害损失度、灾害链脆弱度3个指标,以南京航空航天大学实验室爆燃事件为实例进行验证。研究结果表明,该模型与实际情况具有较高的吻合度,有利于提高高校火灾灾害急处置能力和决策水平,能够为高校防灾减灾策略的制定提供参考。研究发现,火灾发生前采取有效措施对灾害链重要节点进行积极管控,可降低火灾发生的风险;火灾发生后对关键边进行及时断链,可迅速阻断火灾的进一步发展和蔓延。

关键词：高校火灾复杂网络灾害链应急管理

一种求解柔性作业车间调度问题的鲸鱼群优化算法

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机械科学与技术 2020年第2期39卷 241-246页

作者：栾飞吴书强李富康杨嘉蔡宗琰长安大学工程机械学院西安710064 陕西科技大学机电工程学院西安710021

针对最小化最大完工时间的柔性作业车间调度问题(Flexible job shop scheduling problem,FJSP),提出了一种新型元启发式算法,鲸鱼群算法(Whale swarm optimization algorithm,WSA),该算法以"较优且最近"的鲸鱼引导和利用超声波强度来控... 详细信息

针对最小化最大完工时间的柔性作业车间调度问题(Flexible job shop scheduling problem,FJSP),提出了一种新型元启发式算法,鲸鱼群算法(Whale swarm optimization algorithm,WSA),该算法以"较优且最近"的鲸鱼引导和利用超声波强度来控制鲸鱼个体移动范围的迭代方式,在求解各类标准函数时显示出了其在全局搜索能力和维持种群多样性方面的优越性。采用两段式编码方法将FJSP描述为机器选择和工序排序两个子问题;引入转换机制实现FJSP的离散调度解与连续的鲸鱼个体位置向量之间的相互转换,然后利用WSA完成种群的迭代更新和寻优。最后,通过实验数据验证了WSA在求解FJSP方面的有效性。

关键词：柔性作业车间调度问题鲸鱼群算法个体位置向量调度解