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面向复杂产品研制的MBSE体系架构及其发展趋势研究

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控制与决策 2022年第12期37卷 3073-3082页

作者：王文跃侯俊杰毛寅轩靳捷卢志昂中国航天系统科学与工程研究院系统工程研究所北京100037

基于模型的系统工程(model based systems engineering,MBSE)是一种将系统工程理论与数字化技术相结合的复杂产品研制技术,能够以系统工程思维有效驱动复杂产品研制流程,并以系统模型方式形式化地表达系统复杂交互作用.对此,首先以复杂... 详细信息

基于模型的系统工程(model based systems engineering,MBSE)是一种将系统工程理论与数字化技术相结合的复杂产品研制技术,能够以系统工程思维有效驱动复杂产品研制流程,并以系统模型方式形式化地表达系统复杂交互作用.对此,首先以复杂产品研制背景、MBSE国内外发展状况为理论基础,总结并介绍目前MBSE在复杂产品研制过程中存在的问题;其次,以MBSE模型域、技术域、功能域、跨域支撑要素和应用域为研究层面,结合人工智能、数字孪生、数字主线等数字化技术综合考虑MBSE工程实践所需的关键要素,提出一种面向复杂产品研制的MBSE体系架构并进行详细论述;最后,基于该体系架构研判目前MBSE发展形势,并以数据模型为核心生产要素的角度进一步探讨未来MBSE的发展趋势.

关键词：基于模型的系统工程(MBSE) 数字化技术复杂产品研制体系架构系统模型

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基于 MBSE 的导弹武器系统效能评估

火力与指挥控制 2022年第8期47卷 116-123,131页

作者：王国梁赵滟卢志昂毛寅轩中国航天系统科学与工程研究院北京100037

为实现系统设计与效能评估的集成联动,加快效能评估-系统设计回路的迭代速度,提升系统研制效率,提出基于MBSE的导弹武器系统效能评估,以形式化的建模语言自顶向下对系统的目标需求、作战流程和结构进行分析,进而推导出效能评估指标体系... 详细信息

为实现系统设计与效能评估的集成联动,加快效能评估-系统设计回路的迭代速度,提升系统研制效率,提出基于MBSE的导弹武器系统效能评估,以形式化的建模语言自顶向下对系统的目标需求、作战流程和结构进行分析,进而推导出效能评估指标体系。将建模软件与Matlab、Python集成,应用ADC模型进行算例分析,结果表明所提方法具有可行性。

关键词： MBSE 导弹武器效能评估 ADC法指标体系

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基于组件化技术的系统模型体系构建

火力与指挥控制 2022年第10期47卷 6-11页

作者：张龙喜毛寅轩靳捷卢志昂蒲洪波中国航天系统科学与工程研究院北京100048

针对我国复杂武器装备领域在基于模型的系统工程活动中系统模型建模缺乏整体设计、模型重用效率低的问题,以导弹为研究对象,通过分析模型体系构建需求,梳理导弹系统模型体系组成要素,以顶层设计为抓手,采用基于组件化技术建模方法,构建... 详细信息

针对我国复杂武器装备领域在基于模型的系统工程活动中系统模型建模缺乏整体设计、模型重用效率低的问题,以导弹为研究对象,通过分析模型体系构建需求,梳理导弹系统模型体系组成要素,以顶层设计为抓手,采用基于组件化技术建模方法,构建系统模型组件库,搭建导弹系统模型体系框架,明确系统模型体系层次结构及模型间的相互关系,提高系统模型组件的重用性,规范建模,提高模型重用性,为提升武器装备型号论证和设计效率提供参考。

关键词：系统模型组件化技术模型体系重用性

基于动态视觉算法的人员疏散预动作时间预测模型

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安全与环境学报 2024年第4期24卷 1550-1559页

作者：房志明高寅轩黄中意何其泽上海理工大学管理学院上海200093 上海理工大学智慧应急管理学院上海200093 应急管理部上海消防研究所上海200032

在元胞自动机的基础上,提出一种考虑视觉遮挡的动态视觉算法,结合视觉算法建立了预动作时间模型。从跟随效应的角度出发,在作用机理的层面上解释预动作时间在不同布局场景内产生分布差异的原因。通过试验验证了模型的合理性并探究了场... 详细信息

在元胞自动机的基础上,提出一种考虑视觉遮挡的动态视觉算法,结合视觉算法建立了预动作时间模型。从跟随效应的角度出发,在作用机理的层面上解释预动作时间在不同布局场景内产生分布差异的原因。通过试验验证了模型的合理性并探究了场景中不同因素对人群预动作时间的影响,试验结果表明:(1)本模型能够体现不同类型疏散场景下人群预动作时间变化的趋势,且各场景的仿真试验结果与真实试验结果数值相近,本模型具备一定合理性;(2)在相同场景内,提高室内空间的视野通透性可以将人群的预动作时间均值缩短7.05%;(3)疏散过程中当引导员在人群中的占比从0达到20%时,人群的预动作时间均值缩短23.17 s;(4)在单房间场景中,人群密度从0.1人/m^(2)提升至0.9人/m^(2),人群预动作时间均值缩短9.66 s。提出的模型为疏散预动作时间的生成提供了一种新理论,为建筑疏散优化提供了一种新方法。

关键词：公共安全行人疏散预动作时间动态视觉算法元胞自动机疏散仿真

基于黄缨菊转录组数据的单拷贝核基因引物开发

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分子植物育种 2024年

作者：杨萍苏旭刘玉萍胡夏宇毛轩睿郑长远陈金元青海师范大学高原科学与可持续发展研究院青海师范大学青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室青海师范大学生命科学学院

黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)是青藏高原地区一种特有的高寒草甸药用植物，本研究基于黄缨菊三代全长转录组数据开发单拷贝核基因引物，旨在为黄缨菊群体遗传学研究提供有效、可靠的分子标记。本研究共获得28 826 664条子序列(Subre... 详细信息

黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)是青藏高原地区一种特有的高寒草甸药用植物，本研究基于黄缨菊三代全长转录组数据开发单拷贝核基因引物，旨在为黄缨菊群体遗传学研究提供有效、可靠的分子标记。本研究共获得28 826 664条子序列(Subreads)，平均长度为2 479 bp，N50为2 878 bp，其中环形一致性序列(circular consensus sequences， CCS)有638 103个，包含全长非嵌合体序列(full-length non-chimeric reads， FLNC) 575 533个；FLNC序列校正和去冗余后得到46 100个unigenes，平均长度2 620 bp，N50长度为2 976 bp；采用OrthoFinder v2.0软件进行同源基因家族分析，获得407条单拷贝核基因；从中挑选60条同源性高的基因经引物设计和验证，获得8对扩增性好、测序成功率高的核基因引物；多态性分析结果表明，基因扩增产物介于671～980 bp之间，多态性位点在1～6，单倍型多样性(Hd)处于0.498～0.780之间，核苷酸多样性(π)在0.000 66～0.002 31之间；核基因D*、F*及Tajima’s D值大多为正值，居群间遗传变异(83.04%)大于居群内遗传变异(16.96%)，居群间遗传分化较高(FST: 0.830 35， P<0.01)；此外，单拷贝核基因系统发育树显示，黄缨菊与刺苞菜蓟(Cynara cardunculus)的亲缘关系较近。总之，本研究开发的8对黄缨菊单拷贝核基因引物可为将来进行黄缨菊遗传多样性、群体遗传结构、物种形成机制及适应性进化研究提供丰富的标记引物。

关键词：黄缨菊转录组测序单拷贝核基因遗传多样性

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冲击式水轮机水斗设计方法及性能优化

清华大学学报（自然科学版） 2024年第5期64卷 852-859页

作者：孙启轩谭磊清华大学能源与动力工程系水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

雅鲁藏布江下游蕴藏着丰富的水电资源,具有高水头、大容量等特点,冲击式水轮机是优选机型。转轮是冲击式水轮机的核心过流部件和做功部件,水斗形状对转轮性能至关重要。该文将水斗三维几何形状的构造线划分为轮廓线、过流剖面线和引导线... 详细信息

雅鲁藏布江下游蕴藏着丰富的水电资源,具有高水头、大容量等特点,冲击式水轮机是优选机型。转轮是冲击式水轮机的核心过流部件和做功部件,水斗形状对转轮性能至关重要。该文将水斗三维几何形状的构造线划分为轮廓线、过流剖面线和引导线3类,给定若干特征参数,提出了一种可控参数的冲击式水轮机水斗三维设计方法。选择水斗深度、宽度增量、出水边角度、分水刃角度和缺口圆直径等参数对冲击式水轮机水斗开展正交优化。由极差分析可知,宽度增量对转轮效率的影响最大,对出水边角度、缺口圆直径和水斗深度的影响较小,对分水刃角度的影响最小。优化后,冲击式水轮机的水力效率增加了6.71%。相比于原型水斗,优化水斗的总扭矩更大,在扭矩减少至0的过程中平缓过渡,有利于提高机组的水力效率和运行稳定性。

关键词：冲击式水轮机水斗设计方法正交优化数值模拟

考虑用户比价行为的综合需求响应低碳优化策略

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电网技术 2024年第3期48卷 1043-1052页

作者：许刚郭子轩华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

在我国“双碳”背景下,建立综合能源系统(integrated energy system,IES)已经成为实现“碳达峰”、“碳中和”目标,加快能源结构转型的重要举措,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)是综合能源系统减少碳排放、缓解供需双... 详细信息

在我国“双碳”背景下,建立综合能源系统(integrated energy system,IES)已经成为实现“碳达峰”、“碳中和”目标,加快能源结构转型的重要举措,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)是综合能源系统减少碳排放、缓解供需双侧不平衡的有效途径。然而,现有关于IDR的研究大多仅考虑其经济效益,未考虑其环境效益,忽略了需求侧用户对不同时段激励价格的比价行为以及不同用户的差异化响应特性。该文提出了基于碳排放因子的IDR碳排放折算模型,并将碳排放成本加入综合能源系统服务商(integrated energy system provider,IESP)的目标函数中;通过建立激励交叉弹性耦合矩阵对用户的比价行为进行了有效建模以提升模型的精确性;同时计及用户的差异化响应特性,通过制定差异化的激励策略以充分挖掘用户的响应潜力。所提模型被建立为一个IESP-用户双层优化模型,并将该模型转化为了一个单层的凸优化模型以实现高效地求解。最后通过仿真算例验证了模型的有效性,不仅减少了碳排放量,同时降低了IESP的响应成本并提升了用户的舒适度,实现了多方共赢。

关键词：碳排放综合能源系统综合需求响应交叉弹性耦合特性

考虑“响应-碳排放”责任耦合交易的IDR策略研究

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1322-1338,I0007页

作者：许刚郭子轩华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

综合需求响应(integrated demand response,IDR)作为区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)维持供需平衡、实现分布式能源就地消纳的重要途径,已成为当下的研究热点。但现有IDR研究存在3个方面不足:综合能源服务商(... 详细信息

综合需求响应(integrated demand response,IDR)作为区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)维持供需平衡、实现分布式能源就地消纳的重要途径,已成为当下的研究热点。但现有IDR研究存在3个方面不足:综合能源服务商(integrated energy service provider,IESP)制定激励策略时,未考虑区域内用户的响应疲劳特性;在实施IDR的复杂场景下,未考虑区域IESP间的响应责任交易;忽略响应责任与碳排放责任的耦合关系。为此,首先分析用户响应意愿随响应次数的演化特性,通过引入响应疲劳函数实现对用户响应疲劳特性的有效建模;在此基础上,根据IESP的响应任务类型,设置多个IESP参与IDR的复杂场景。进一步,为实现各IESP参与IDR的经济性与低碳性,在考虑复杂场景下IESP间响应责任交易时的能源转移与碳排放责任转移基础上,建立响应责任-碳排放责任耦合交易机制。最终,采用基于自适应迭代步长的议价方法以确定最优交易价格。通过仿真算例验证所提模型的有效性:考虑用户响应疲劳特性的改进模型使用户的总收益提升27%;所提交易机制不仅使各场景下IESP的总成本分别降低15.8%、9.8%、94.1%,还使典型场景下IESP的碳排放量降低17.8%,提高IESP参与IDR的经济性与低碳性,实现IESP与用户的共赢。

关键词：综合需求响应响应责任碳排放责任交易机制复杂场景

城市更新与社会空间重构——基于天津的量化实证(2000-2020年)

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城市规划 2024年第5期48卷 57-70页

作者：李晋轩天津大学建筑学院

城市更新的社会价值及社会空间效应常在实践中被忽视。近年来,“城市更新引发多元社群空间再分布”已逐渐成为国内学界的普遍共识,但其中的具体影响机制尚不清晰、相对缺乏定量化的实证解析。以天津市内六区61个街道单元为研究对象,基... 详细信息

城市更新的社会价值及社会空间效应常在实践中被忽视。近年来,“城市更新引发多元社群空间再分布”已逐渐成为国内学界的普遍共识,但其中的具体影响机制尚不清晰、相对缺乏定量化的实证解析。以天津市内六区61个街道单元为研究对象,基于“城市更新时空演变图斑”和“街道尺度人口普查资料”两大类基础数据,借助多元线性回归、地理加权回归、空间回归系列模型,分别从特异性关联、空间非均影响、空间溢出效应3方面考察城市更新行动引发社会空间分异重构的基本逻辑和深层规律。结合天津实证并对比国际经验,总结提炼城市更新的社会空间影响路径及其本土特征,以期为存量转型期中国城市的高质量发展提供有益理论支撑。

关键词：城市更新社会空间量化实证研究天津