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复杂水文微弱多目标激光探测仿真与实验

中国光学（中英文） 2024年第3期17卷 560-571页

作者：宗思光杨劭鹏张鑫彭丹段子科陈报海军工程大学电子工程学院湖北武汉430034 海军航空大学青岛校区山东青岛266041

为了探究在近岸复杂水体中激光探测对微弱目标的探测能力,研究水质、目标特征、目标距离对水下激光探测的影响具有重要理论和应用价值。论文建立了水下微弱目标激光探测模型,采用蒙特卡洛仿真验证了不同浊度微弱多目标激光探测性能,模... 详细信息

为了探究在近岸复杂水体中激光探测对微弱目标的探测能力,研究水质、目标特征、目标距离对水下激光探测的影响具有重要理论和应用价值。论文建立了水下微弱目标激光探测模型,采用蒙特卡洛仿真验证了不同浊度微弱多目标激光探测性能,模拟了不同距离下微弱目标的激光后向散射回波信号,对多个不同反射系数的目标后向散射回波特性进行了分析。同时设计并研制了灵巧便携式水下微弱目标激光探测系统,进行了实验室及外场湖泊环境下的多目标探测、测距测试验证。在浊度为12.87 NTU的近岸湖泊水域,该系统可在10 m范围内对3~4个直径为80~400μm的不同低反射系数的混合小目标进行有效探测,平均测量误差为±0.11 m,与理论仿真结果一致。本文研究结果可为蓝绿激光水下多微弱目标探测链路计算、系统设计及参数优化提供参考,可以支撑近海浑浊水体下水下障碍物激光探测工程实践。

关键词：激光探测与测距微弱多目标复杂水文蒙特卡洛

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远程联合打击下防空火力单元机动路线预测研究

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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2413-2423页

作者：吴浩南狄凌松司守奎万兵苏析超海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 海军航空大学岸防兵学院山东烟台264001 海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

红蓝双方演习进攻作战中,为全面夺取战场制空权,通常将蓝方防空火力单元作为首波重点打击目标,因此如何准确预测蓝方防空火力单元活动规律,科学设计联合侦察打击行动具有重要意义。首先,系统分析防空火力单元所采用的机动保障模式,结合... 详细信息

红蓝双方演习进攻作战中,为全面夺取战场制空权,通常将蓝方防空火力单元作为首波重点打击目标,因此如何准确预测蓝方防空火力单元活动规律,科学设计联合侦察打击行动具有重要意义。首先,系统分析防空火力单元所采用的机动保障模式,结合防御能力定义给出防御能力计算公式并引入栅格网络模型完成定量计算,基于保障范围约束、阵地资源约束以及机动流程约束,面向实际保障需求,以最短机动路线和最高防御能力为优化目标,建立了适用于地面防空火力单元机动路线的预测模型。其次,针对所构建的非线性模型求解难题,提出了模型线性化转换和求解方法。然后,在最优转移路线的基础上,设计了一种构建机动路线库的算法,从而生成蓝方机动路线的概率预测方案,解析蓝方防空火力单元的机动规律。最后,基于案例仿真,验证了所设计模型和方法的可行性和全局高效性,可实现对蓝方防空火力单元机动路线的有效预测。

关键词：多目标规划最短路线线性化处理防空火力机动路线预测

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基于HA算法的舰载机出动作业调度方法

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1691-1702页

作者：刘子玄万兵苏析超郭放刘玉杰海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 海军航空大学岸防兵学院山东烟台264001 海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

出动离场是舰载机作战效能发挥的基础环节,本文研究其出动作业优化调度,将作业过程抽象为柔性车间调度问题,考虑优先序、资源及空间约束建立了混合整数规划模型,提出了一种基于种群进化搜索与邻域改进能力的混合遗传模拟退火算法,并给... 详细信息

出动离场是舰载机作战效能发挥的基础环节,本文研究其出动作业优化调度,将作业过程抽象为柔性车间调度问题,考虑优先序、资源及空间约束建立了混合整数规划模型,提出了一种基于种群进化搜索与邻域改进能力的混合遗传模拟退火算法,并给出了作业扰动时的重调度策略,通过引入任务表的生成构建了实际作业调度仿真架构。该架构融合了问题输入、动态扰动与算法,实用推广性强。仿真结果表明,所提算法收敛性快、解的准确性好、效率高,可有效解决任务表驱动下的出动调度问题;灵敏度分析发现,保障点军械加工对全局调度影响最为显著。

关键词：舰载机出动作业柔性车间调度混合整数规划混合算法

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基于声压信号的某型涡轴发动机喘振识别

航空动力学报 2024年第4期39卷 127-134页

作者：闫思齐张赟李本威刘晨光海军航空大学航空基础学院山东烟台264001

为了识别某型涡轴发动机喘振时的特征,通过进气畸变方式开展了某型发动机台架试车逼喘试验,利用声压传感器测量采集了轴流压气机和离心压气机两侧的声压信号。对声压信号进行测试环境与背景噪声修正,再采用时频分析方法实现了对由于进... 详细信息

为了识别某型涡轴发动机喘振时的特征,通过进气畸变方式开展了某型发动机台架试车逼喘试验,利用声压传感器测量采集了轴流压气机和离心压气机两侧的声压信号。对声压信号进行测试环境与背景噪声修正,再采用时频分析方法实现了对由于进气减少引起的压气机叶片失速团特征和低频喘振特征的检测,并采用小波低频重构声压信号方法实现了某型涡轴发动机喘振信号的提取与识别。结果表明:随着进气的增加,轴流压气机和离心压气机转子频率处声压信号幅值会降低,同时会产生失速团,轴流压气机右侧能最先监测到喘振,喘振频率约为60 Hz。

关键词：涡轴发动机压气机喘振试验声压信号小波变换

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毕达哥拉斯犹豫模糊集多属性决策研究

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 982-991页

作者：关欣刘赢海军航空大学山东烟台264000

针对属性间相互关联,评价信息为毕达哥拉斯犹豫模糊信息的多属性决策问题,首先通过研究犹豫度对决策结果的影响,提出一种新的毕达哥拉斯犹豫模糊集得分函数,解决了现有得分函数中存在的不足。其次,提出一种最小公倍数规范化原则,解决了... 详细信息

针对属性间相互关联,评价信息为毕达哥拉斯犹豫模糊信息的多属性决策问题,首先通过研究犹豫度对决策结果的影响,提出一种新的毕达哥拉斯犹豫模糊集得分函数,解决了现有得分函数中存在的不足。其次,提出一种最小公倍数规范化原则,解决了现有方法容易引入误差的缺陷。最后,针对属性关联的多属性决策问题,基于λ-模糊测度与Choquet积分,提出了一种拓展交互式多准则决策(interative multi-criteria decision-making,TODIM)方法,既解决了属性关联的问题,又通过前景理论反映了决策者的心理行为特征。实例分析与敏感性分析验证了所提算法的正确性与有效性。

关键词：毕达哥拉斯犹豫模糊集得分函数最小公倍数规范化原则属性关联交互式多准则决策方法

基于FCM-ARIMAX模型的氧气浓缩器性能退化建模

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：张依李娟戴洪德焦晓璇屈慧妍鲁东大学数学与统计科学学院海军航空大学航空基础学院空军工程大学航空工程学院

氧气浓缩器是构成飞机生命保障系统的重要机载部分，其性能退化数据具有多变量，强噪音等特点。针对氧气浓缩器寿命预测中存在单变量信息少，预测精度低的问题，考虑多维退化变量间的相关性筛选合适变量，通过在氧分压变量中引入影响因... 详细信息

氧气浓缩器是构成飞机生命保障系统的重要机载部分，其性能退化数据具有多变量，强噪音等特点。针对氧气浓缩器寿命预测中存在单变量信息少，预测精度低的问题，考虑多维退化变量间的相关性筛选合适变量，通过在氧分压变量中引入影响因素氧浓度，结合HP(Hodrick Prescott)滤波提取序列中的长期趋势，利用模糊C均值(Fuzzy C-Means，FCM)方法对氧分压进行分段处理，建立多阶段动态回归模型。对氧气浓缩器进行退化建模。结果表明：与单变量的自回归滑动平均模型、单阶段多变量自回归滑动平均模型、多阶段动态回归模型相比，结合HP滤波的多变量自回归滑动平均模型预测精度分别平均提升了98.36%、82.89%和78.21%。

关键词：退化建模氧气浓缩器健康因子模糊C均值

基于多模态图像输入端像素级融合的伪装目标检测（英文）

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2024年第9期25卷 1226-1240页

作者：彭锐晖赖杰杨雪婷孙殿星谭顺成宋颖娟郭伟哈尔滨工程大学青岛创新发展基地哈尔滨工程大学信息与通信工程学院海军航空大学信息融合研究所

伪装目标是一种前景和背景高度融合、目标特征信息极少的非显著目标，给目标识别带来极大困难。大多数伪装目标检测算法仅使用目标的单波段信息，导致检测精度低、漏检率高。本文提出一种多模态图像融合伪装目标检测技术（MIF-YOLOv5）... 详细信息

伪装目标是一种前景和背景高度融合、目标特征信息极少的非显著目标，给目标识别带来极大困难。大多数伪装目标检测算法仅使用目标的单波段信息，导致检测精度低、漏检率高。本文提出一种多模态图像融合伪装目标检测技术（MIF-YOLOv5）。首先，通过多模态图像输入端实现伪装目标的光学和红外图像的像素级融合，增强伪装目标的有效特征信息。其次，创建损失函数，并利用K-Means++聚类算法优化数据集中的目标锚框，提高伪装人员的检测精度和算法鲁棒性。最后，提出伪装目标的综合检测指标，以比较各种方法的综合检测效果。更重要的是，创建了一个多光谱伪装目标数据集来测试所提技术。实验结果表明，所提方法综合检测性能最佳，其检测精度为96.5%，识别概率为92.5%，模型参数增加1×10～4，理论计算量增加0.03 GFLOPs，伪装目标综合检测指数为0.85。与其他目标算法相比，该方法在检测精度上的优势显而易见。

关键词：伪装目标检测像素级融合锚框优化损失函数多光谱数据集

基于多层编码遗传算法的舰载机群兵力行动规划方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：吴浩南韩维潘子双郭放苏析超海军航空大学航空基础学院海军航空大学航空作战勤务学院

多机种舰载机协同作战是发挥航母编队作战能力的关键问题，因此科学设计舰载机群兵力行动规划和相关资源的分配对于提高航母作战效能具有重要意义。首先，基于舰载机对陆突击作战任务特点和兵力组成、弹药挂载等约束条件，围绕兵力行动... 详细信息

多机种舰载机协同作战是发挥航母编队作战能力的关键问题，因此科学设计舰载机群兵力行动规划和相关资源的分配对于提高航母作战效能具有重要意义。首先，基于舰载机对陆突击作战任务特点和兵力组成、弹药挂载等约束条件，围绕兵力行动规划一体化作战调度问题展开研究。然后，针对舰载机群出动离场、航迹规划、空中加油、协同作战、着舰回收等关键阶段进行一体化作战调度建模，并引入启发式-多层编码的遗传算法，对各关键阶段之间的耦合关系进行解耦处理。其次，通过使用改进凸优化算法对案例中舰载机航行路径进行航迹规划算出航行时间，作为兵力行动规划调度输入数据使用。最后，基于案例仿真进行了14机、18机、20机、24机的舰载机群兵力行动规划调度的时序规划和相关资源的科学分配，验证了所设计模型和算法的可行性和鲁棒性。

关键词：启发式-多层编码遗传算法凸优化一体化作战调度

基于CBAM-Swin-Transformer迁移学习的海上微动目标分类方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：何肖阳陈小龙杜晓林苏宁远袁旺关键烟台大学计算机与控制工程学院海军航空大学

雷达作为海上目标监测和识别的重要手段，海上目标运动特征精细化描述与分类是关键技术。基于深度学习的卷积网络分类方法不依赖于模型，但仍难以适应复杂多变的海洋环境、多样性海上目标，泛化能力有限。该文将卷积注意力机制模块(Conv... 详细信息

雷达作为海上目标监测和识别的重要手段，海上目标运动特征精细化描述与分类是关键技术。基于深度学习的卷积网络分类方法不依赖于模型，但仍难以适应复杂多变的海洋环境、多样性海上目标，泛化能力有限。该文将卷积注意力机制模块(Convolutional Block Attention Module， CBAM)融入Swin-Transformer网络，并基于迁移学习(Transfer Learning， TL)策略，提出了一种兼顾舰船目标和低空旋翼飞行目标的海上微动目标分类方法（TL-CBAM-Swin-Transformer），提升多种观测条件下的模型分类适应能力。首先，建立了海上微动目标模型，并基于三种雷达实测数据（IPIX雷达、CSIR雷达、Ku波段调频连续波雷达），构建了海面非匀速平动、三轴转动、直升机、固定翼无人机的微动时频数据集；然后，设计了TL-CBAM-Swin-Transformer网络，CBAM从通道维和空间维提取特征，提高其小尺度中多头注意力信息的提取能力。实测数据验证表明，相比Swin-Transformer分类准确度提升3.43%。采用迁移学习方法，所提网络在ImageNet数据上进行预训练，将IPIX雷达微动目标作为源域进行预训练迁移至CSIR微动目标，分类概率达97.9%，将直升机旋翼作为源域预训练迁移至固定翼无人机，分类概率达98.8%，验证了算法具有较强的泛化能力。

关键词：雷达目标分类海上微动目标迁移学习 Swin-Transformer网络注意力机制时频分析