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RaptorQ喷泉码编译码算法分析及优化

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1440-1447页

作者：马梦宇罗长洲梁春瑞王杰北京控制与电子技术研究所北京100038 中国航天科工集团二院研究生院北京100854

RaptorQ喷泉码是喷泉码的最新研究成果,理论分析和仿真验证表明,RaptorQ喷泉码是性能最好的喷泉码,同时也是编译码复杂度最高的喷泉码。针对RaptorQ喷泉码编译码复杂度高这一问题,以国际标准RFC6330所设计的RaptorQ码编译码流程为基础,... 详细信息

RaptorQ喷泉码是喷泉码的最新研究成果,理论分析和仿真验证表明,RaptorQ喷泉码是性能最好的喷泉码,同时也是编译码复杂度最高的喷泉码。针对RaptorQ喷泉码编译码复杂度高这一问题,以国际标准RFC6330所设计的RaptorQ码编译码流程为基础,提出一种RaptorQ编译码算法的优化版本。新的编译码流程通过固定生成矩阵的方式提前计算好生成矩阵并存储,方便随时调用;通过提前列变换的方式规避多次寻找标准行和高斯消去操作,以及通过去稀疏化的方式,减少编译码过程中的矩阵乘法和异或运算。仿真比较优化前后的编译码算法,结果表明,优化后的RaptorQ码编译码流程能够在保证传输性能不变的同时,减少RaptorQ喷泉码编译码基本运算次数、缩短RaptorQ喷泉码编译码的时间,降低了编译码的计算复杂度,并保持了传输性能。

关键词：喷泉码 RaptorQ RFC6330 编译码算法

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具有角度和时间约束的固定时间协同制导律

宇航学报 2024年第3期45卷 462-468页

作者：李鹤宇王建斌张锐宋峰姚雨晗楼朝飞北京电子工程总体研究所北京100854 中国航天科工集团第二研究院研究生院北京100854

针对多飞行器协同打击机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同中制导方法。建立二维场景下飞行器-目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和与视线垂直方向。首先,基于代数图论和分布式合作... 详细信息

针对多飞行器协同打击机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同中制导方法。建立二维场景下飞行器-目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和与视线垂直方向。首先,基于代数图论和分布式合作协议算法,对飞行器的沿视线方向加速度进行设计,以保证多个飞行器的剩余飞行时间在固定时间内收敛至一致。其次,基于滑模控制理论和固定时间到达算法,构建飞行器视线法线方向加速度计算方法,使得视线角在固定时间内收敛到期望值。此外,针对目标加速度未知的问题,采用固定时间观测器进行估计,并在制导指令中进行补偿。仿真结果表明所提出的协同制导方法能够在固定时间内实现剩余飞行时间和视线角度的收敛。

关键词：飞行器协同制导时间一致性滑模控制固定时间收敛

放电等离子体粒子云网格蒙特卡罗模拟的分层级验证方法

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强激光与粒子束 2024年第3期36卷 4-12页

作者：尚天博杨薇宋萌萌周前红北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院研究生部北京100088

当前,科学计算的验证主要针对基于确定性偏微分方程组的网格离散方法。放电等离子体的粒子云网格PIC方法作为一种粒子-网格耦合的仿真手段,其验证方法具有显著不同的特点:第一,PIC仿真除了在时间和空间上进行离散,还需要对粒子数权重进... 详细信息

当前,科学计算的验证主要针对基于确定性偏微分方程组的网格离散方法。放电等离子体的粒子云网格PIC方法作为一种粒子-网格耦合的仿真手段,其验证方法具有显著不同的特点:第一,PIC仿真除了在时间和空间上进行离散,还需要对粒子数权重进行离散;第二,离散粒子的相空间分布函数是否适合作为验证研究的观测量;第三,粒子-网格耦合过程中的电场插值和电荷分配会影响PIC仿真的全局收敛精度。另外,当PIC方法与蒙特卡罗(MC)方法耦合时,离散误差和随机误差通常叠加在一起,理查德森外推需要结合系综平均进行。提出了一种分层级验证的方法。首先对单粒子轨道、电磁场求解、二体粒子碰撞进行收敛精度阶测试;然后采用空间电荷限制流、气体的傅里叶流动等具有精确解的经典物理模型分别对集成PIC、MC模块进行离散误差评估;最后采用放电物理过程对程序功能进行基准校验。

关键词： PIC方法验证技术精度阶测试放电模拟

针对高速列车受电弓气动特性仿真的不同湍流模型适用性研究

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中国铁道科学 2024年第2期45卷 164-174页

作者：宋诗扬韩通新中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

为探究高速受电弓气动特性仿真时不同湍流模型在不同运行环境中的适用性,基于k-ε,SST k-ω和Spalart-Allmaras 3个湍流模型的理论基础和计算流体力学仿真方法,通过线路试验对仿真结果进行验证后,对比不同模型在开阔环境和隧道环境中的... 详细信息

为探究高速受电弓气动特性仿真时不同湍流模型在不同运行环境中的适用性,基于k-ε,SST k-ω和Spalart-Allmaras 3个湍流模型的理论基础和计算流体力学仿真方法,通过线路试验对仿真结果进行验证后,对比不同模型在开阔环境和隧道环境中的精确度和计算效率。结果表明:在300 km·h^(-1)速度下,SST k-ω与k-ε模型在开阔环境中的闭口和开口方向气动抬升力计算结果差异分别为0.7%和1.5%,与Spalart-Allmaras模型计算结果差异分别为7.1%和5.5%;SST k-ω和k-ε模型在边界层预测均匀,Spalart-Allmaras模型在边界层分离区的预测准确性较低,但在隧道环境中它的精确度高于k-ε模型;在计算效率方面,Spalart-Allmaras模型的迭代次数和收敛速度优于SST k-ω模型;在适用性方面,开阔环境中k-ε模型的精确度和计算效率表现优异,更为适用,而在隧道环境中Spalart-Allmaras模型具有较高的精确度和计算效率,更为适用,但在对精确度要求高且可忽略计算效率因素的情况下SST k-ω模型具有较好适用性和高精确度,更为适用。

关键词：高速列车受电弓气动特性湍流模型适用性气动抬升力计算流体力学仿真

基于5M1E的铁路货运作业安全风险关联推理研究

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铁道学报 2024年第1期46卷 34-41页

作者：叶飞刘启钢石磊孙文桥杨瑜金晶中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司货运部北京100844

铁路货运安全是确保铁路行车安全、货物安全、旅客安全的重要基础,是确保铁路货运持续增量的重要支撑。针对当前铁路货运安全事故隐患分析耗时长、错误多的问题,按照5M1E质量管理思路,结合铁路货运作业主要安全风险环节,系统分析铁路货... 详细信息

铁路货运安全是确保铁路行车安全、货物安全、旅客安全的重要基础,是确保铁路货运持续增量的重要支撑。针对当前铁路货运安全事故隐患分析耗时长、错误多的问题,按照5M1E质量管理思路,结合铁路货运作业主要安全风险环节,系统分析铁路货运安全风险影响因素,基于博德和罗夫特斯构建的事故致因链模型,提出基于5M1E的铁路货运事故致因模型,运用Apriori算法对影响因素、动作状态、事故隐患进行关联分析,基于S铁路公司2017—2018年货运安全事故及险兆事件信息,得出铁路货运系统安全事故及影响因素关联规则,为铁路货运安全风险精准识别与管控提供参考。与当前按字段筛选、查找、统计的风险关联分析方法相比,大幅减少管理人员风险评估工作强度,极大提升铁路货运安全风险识别与防控能力。

关键词：铁路货运作业安全风险事故致因关联推理关联规则

基于单向测量超声背散射系数的晶粒尺寸评价高效方法

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物理学报 2024年第7期73卷 209-217页

作者：刘雨田强王新艳关雪飞三峡大学水利与环境学院宜昌443002 中国工程物理研究院研究生院北京100193 钢铁研究总院高温材料研究所北京100081

镍基高温合金GH4742具有优异的机械性能,而晶粒尺寸是影响其性能的关键因素.基于物理模型的超声背散射法可以实现晶粒尺寸高效和准确的评价,但受限于复杂模型或多角度声束测量.因此,本文提出了一种只需单向测量的背散射系数法,且无需考... 详细信息

镍基高温合金GH4742具有优异的机械性能,而晶粒尺寸是影响其性能的关键因素.基于物理模型的超声背散射法可以实现晶粒尺寸高效和准确的评价,但受限于复杂模型或多角度声束测量.因此,本文提出了一种只需单向测量的背散射系数法,且无需考虑测量系统等无关因素的影响.基于独立散射模型,推导了只与材料相关的背散射系数;利用空间相关函数描述了晶粒尺寸与背散射系数的关系;采用参考信号剔除干扰因素的影响,实现实验背散射系数的快速提取.制备三组不同晶粒尺寸的GH4742试块进行相控阵超声实验和平均晶粒尺寸评价,并与金相法结果进行对比.结果表明本文方法得到的晶粒度与金相法结果最大相对误差为–22.7%,最小相对误差为–3.7%.

关键词：超声检测背散射系数法 GH4742 晶粒尺寸

3万t重载列车制动工况纵向力关键影响因素分析

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铁道学报 2024年第1期46卷 53-59页

作者：何闻常崇义王俊彪郭刚中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081

为保证3万t重载列车的常态化安全运行,建立长大重载列车纵向动力学仿真模型,使用瓦日线重载列车试验数据对其进行验证,利用该模型分析3万t重载列车的ECP制动系统、同步操控性、变坡点坡度差和车辆轴重等关键因素对制动工况下列车纵向力... 详细信息

为保证3万t重载列车的常态化安全运行,建立长大重载列车纵向动力学仿真模型,使用瓦日线重载列车试验数据对其进行验证,利用该模型分析3万t重载列车的ECP制动系统、同步操控性、变坡点坡度差和车辆轴重等关键因素对制动工况下列车纵向力的影响。结果表明:25 t轴重的3万t重载列车在紧急制动下使用ECP制动系统比使用LOCOTROL无线同步操控技术的组合列车编组各车位最大压钩力下降25%~55%;若组合列车发生无线通信故障,在8‰坡度差的“V”形坡道上所允许使用的最大减压量不超过50 kPa;组合列车在“A”形变坡区段上的安全坡度差不超过13‰,“V”形变坡区段不超过10‰。30 t轴重的3万t组合列车在常用全制动和紧急制动下比25 t轴重可降低车钩力约40%。

关键词：重载列车纵向动力学无线通信故障坡度差车辆轴重

“震慑”还是“依靠”:地理距离对企业环境信息披露质量的影响

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中国人口·资源与环境 2024年第4期34卷 91-102页

作者：王钰王建新中国财政科学研究院研究生院北京100142

“双碳”背景下,企业环境信息强制披露拉开序幕。根据地理经济学理论,企业与生态环境监管部门之间地理距离越近,可能对企业形成“震慑”(监督成本的“距离衰减效应”),也可能让企业有所“依靠”(寻租成本的“距离衰减效应”)。基于2015... 详细信息

“双碳”背景下,企业环境信息强制披露拉开序幕。根据地理经济学理论,企业与生态环境监管部门之间地理距离越近,可能对企业形成“震慑”(监督成本的“距离衰减效应”),也可能让企业有所“依靠”(寻租成本的“距离衰减效应”)。基于2015—2020年重点排污上市公司数据,该研究采用固定效应模型和中介效应模型实证检验了企业与生态环境监管部门之间的地理距离对企业环境信息披露质量的影响方向及影响路径。研究表明:①企业与生态环境监管部门之间的地理距离越近,企业的环境信息披露质量越高,支持了监督成本的“距离衰减效应”假说。②地理距离对企业环境信息披露质量的影响是通过省级层面监察监测力度和地市级层面执法力度实现的。③地方人民政府环境治理力度的增强、地区数字化水平的提升和媒体关注的提高均可以抑制监督成本的“距离衰减效应”。为了企业环境信息披露质量的全区域均衡发展,应增强地方人民政府环境治理力度、提升地区数字化水平和提高媒体关注。该研究从地理经济学的视角,拓展了企业环境信息披露质量的影响因素,丰富了地理经济学“距离衰减效应”的理论实践,为促进企业环境信息披露质量的均衡发展提供了解决方案和理论依据。

关键词：环境信息披露地理距离环境治理数字化水平媒体关注

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基于PSO-GA的ZPW-2000A型轨道电路调谐区性能感知方法

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铁道学报 2024年第8期46卷 89-95页

作者：罗泽霖孟景辉罗依梦刘金朝孙善超许庆阳中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

针对现有ZPW-2000A型轨道电路故障诊断方法不能动态感知调谐区工作性能变化的问题,结合粒子群算法(PSO)与遗传算法(GA),提出一种基于综合检测列车动态检测数据的调谐区性能感知方法。首先根据传输线理论,对调谐区邻区段干扰信号进行建模... 详细信息

针对现有ZPW-2000A型轨道电路故障诊断方法不能动态感知调谐区工作性能变化的问题,结合粒子群算法(PSO)与遗传算法(GA),提出一种基于综合检测列车动态检测数据的调谐区性能感知方法。首先根据传输线理论,对调谐区邻区段干扰信号进行建模;然后结合动态检测数据,构造多目标优化模型,并以PSO-GA作为寻优策略,对优化模型进行求解;最后通过所得参数结果计算设备阻抗,以此判断调谐区性能下降原因与隐患点位。结果表明,本文方法能有效进行调谐区性能的动态感知,并且针对感知到的隐患原因,能准确找出调谐区异态设备位置,为ZPW-2000A型轨道电路预防修和状态修提供新方法。

关键词：轨道电路动态检测调谐区性能感知粒子群算法遗传算法