智能水滴算法及其在通信中的应用

近年来随着仿生学和智能算法的不断发展,科研人员越来越深刻地领会到大自然是设计智能算法最重要的灵感源泉。2007年出现的智能水滴算法IWD（Intelligent Water Drops）,模拟自然界中河水与河床相互作用的过程,成功地解决了诸多数据通信的问题。文章首先描述智能水滴算法的实现原理,其次说明智能水滴算法在旅行商问题、车辆路线问题以及机器人路径规划问题中的应用,最后对智能水滴算法进行总结。     

基于改进智能水滴算法的多用户OFDMA系统资源分配

在正交频分多址(OFDMA)系统中,合理的资源分配对于提升系统的性能具有重要的意义.针对多用户OFDMA系统,对最大化系统容量为目标的资源分配算法进行研究,提出了一种基于智能水滴算法的无向全连通图资源分配模型,以无向全连通图的顶点集和边集来描述用户与子载波之间的匹配关系.在此基础上,进一步对智能水滴算法进行改进.仿真结果表明,在满足用户比例公平性的条件下,与蚁群算法相比,基于改进智能水滴算法的全连通图分配方案能够提高2.17%~4.91%的系统速率,同时具有更快的收敛速度,提高了系统性能.     

基于改进智能水滴算法求解流水车间干扰管理

流水车间问题(Flow-Shop Problem)是一类典型的生产调度简化模型,加入干扰因素的FSP问题具有较高的实际应用价值.智能水滴算法(IWD)是一种较新颖的群智能算法,针对算法存在的早熟问题,文中结合变邻域搜索算法,从而有利于在寻优时跳出局部最优,很大程度上提高了搜索效率和性能.构建了干扰为新工件突然到达的调度模型,选取CAR8作为数据进行测试分析和仿真,证明了该算法的可行性.     

无人机管线巡检中的测试桩识别

在无人机GPS信号丢失的情况下,测试桩的视觉辅助识别精度是影响油气管线自动巡检工作的关键因素。针对测试桩自动识别的精度问题,在分析测试桩及其周围地物背景目标特性的基础上,先用深度学习算法判断出测试桩被周围地物背景遮挡的情况。对于被遮挡的测试桩,采用不显著目标相对定位算法检测出测试桩的具体位置。最后通过现场采集的数据实验验证了文中算法的有效性。     

低对比度胸片中管线检测方法

一般在重症监护病房中常用便携式胸片机来辅助医生监控患者的病情进展,了解各种医用管线在病人体内的具体位置。但便携式X光机得到的胸片有着低对比度、噪声多的缺陷,且胸片中的管线并不清晰,使得医生不便于观测管线的位置。文中提出一种在ICU病房中胸片的管线检测方法,在得到病人的胸片后,使用对比度限制的自适应直方图均衡化处理方法来调整对比度,再对其进行双边滤波来去除噪声,同时增强管线的细节信息,然后再做管线检测。将文中方法应用在100余张便携式胸片中,结果显示所提方法可有效检测医用管线,且有效准确率接近90%。     

WSNs中基于智能水滴的信宿路径规划算法

为了有效避免无线传感网络(WSNs)中的热点问题,常利用移动信宿收集数据。信宿依据预定路线遍历预定的驻留点(RPs)。而其他传感节点就将数据传输至离自己最近的驻留点。因此,构建最优的RPs非常重要。为此,提出基于智能水滴的信宿路径规划(IWD-SPP)算法。提出IWD-SPP算法的目的在于延长网络寿命,并最小化转发数据包的能量消耗。利用智能水滴算法构建最优的RPs,规划信宿的移动路径。仿真结果表明,提出的IWD-SPP算法在能量消耗和网络寿命方面的性能优于同类算法。     

市政工程给排水管线施工工艺分析

在本文中,笔者根据自身的实践经验并结合对市政工程给排水管线施工工艺的调研,对市政工程给排水管线施工工艺以及施工质量的管理进行了深入的研究与探讨。     

基于GIS技术的地下管线爆管分析优化算法

本文针对影响比较严重的城市地下管线爆管问题,以城市供水管网的爆管问题为例,根据城市供水管网的数据特点,利用GIS技术建立了城市供水管线逻辑算法模型,并与广序优先遍历算法相结合,建立了考虑管线流向性的城市供水管线爆管分析优化算法.这一算法可以快速、有效地确认最佳关阀位置,减少了城市供水管线爆管事故处理时间和影响程度.     

快速反演算法在汽轮机蒸汽湿度测量中的应用

为了解决汽轮机通流部分蒸汽湿度的在线测量问题,提出了一种基于散射相函数的半经验公式快速反演散射光强分布的计算方法。该算法采用MATLAB自带的cftool进行相函数的双高斯拟合,拟合误差低,且拟合函数可以快速得到Mie散射理论的近似解析解,即从散射光强分布到水滴质量中间半径的快速反演。结果表明,在约束水滴粒径范围内,得到了颗粒大小与散射比之间的半经验模型,对比实验测得散射比,吻合良好,且由半经验模型反演得到水滴质量中间半径为1.1μm。在一定条件下,可以有效解决蒸汽湿度的在线测量问题。     

等体积不同纵横比水滴粒子的光学特性计算

不同重力场环境中水滴粒子的形状会偏离球形,为了研究水滴粒子非球形化程度对其光学特性的影响,本文计算了不同方向取向下,等体积不同纵横比水滴粒子在3.0~5.0 μm波段的光学特性。研究发现虽然不同纵横比水滴粒子的光学特性在3.0~5.0 μm波段的变化趋势相似,但具体数值仍然明显依赖于水滴粒子的空间取向和偏离球形程度。总体而言,水滴粒子的吸收截面只在方位角θ较小和波长较短时随其纵横比显著变化;而散射截面、不对称因子和散射相函数则在任意方位角和波长下都对水滴粒子的纵横比有较明显的依赖。因此,由于光学特性对水滴粒子的纵横比有较强的依赖性,由水滴粒子所组成的水雾的辐射传输特性会强烈依赖于水滴粒子的形状。     

用遗传算法求解时间表问题

通过对时间表问题的认识,设计了求解该问题的遗传算法,给出了矩阵编码,和针对矩阵行,列操作的遗传算子,并给出了一个实例。     

模拟滤波器群时延的优化设计

为解决滤波器幅频特性算术对称性和相位平直度之间的矛盾,提出了一种基于极点放置技术和电路改进技术的滤波器优化设计方法,即在网络综合法设计的滤波器电路基础上,利用极点放置技术和电路改进技术对电路结构进行改进,然后用最小二乘法使群时延特性逼近一条直线,同时利用无约束优化算法对整个电路进行优化使幅频特性线性对称。仿真结果表明,该方法能够使滤波器幅频特性算术对称,通带内能得到较好的群时延特性,而且电路结构简单,阶数少,插入损耗低。     

锅炉连续排污测控系统

本文分两部分介绍了锅炉连续排污测控系统。首先介绍了流量测量模块，接着着重介绍了排污控翻模块及实现算法。该系统采用了单片机技术，实现了锅炉排污流量的在线监测和控制，达到了节能降耗的目的。     

Fast Cryptography in Genus 2

In this paper, we highlight the benefits of using genus 2 curves in public-key cryptography. Compared to the standardized genus 1 curves, or elliptic curves, arithmetic on genus 2 curves is typically more involved but allows us to work with moduli of half the size. We give a taxonomy of the best known techniques to realize genus 2-based cryptography, which includes fast formulas on the Kummer surface and efficient four-dimensional GLV decompositions. By studying different modular arithmetic approaches on these curves, we present a range of genus 2 implementations. On a single core of an Intel Core i7-3520M (Ivy Bridge), our implementation on the Kummer surface breaks the 125 thousand cycle barrier which sets a new software speed record at the 128-bit security level for constant-time scalar multiplications compared to all previous genus 1 and genus 2 implementations.     

A Method for Reduced Finite Precision Effects in Parallel Filtering Echo Cancellation

The two-path algorithm is an adaptive filter algorithm based on a parallel filter structure, which has been found to be useful for line echo cancellation as well as for acoustic echo cancellation. It is well known that in finite precision arithmetic, the adaptation process of adaptive algorithms can be reduced or even halted due to finite precision effects. This paper proposes a variant of the two-path scheme where the effects of quantization are reduced, without any significant increase in complexity. The improvement is shown by simulations using bandlimited flat spectrum noise as well as real speech signals.     

A Noise-Insensitive Compromise Gradient Method for the Adjustment of Adaptive Echo Cancellers

The time-optimum gradient method for the coefficient adjustment of adaptive echo cancellers allows a fast adjustment and a high echo return loss enhancement (ERLE) in the noise-free case. If noise occurs on the echo path, a compromise is necessary between the relatively large step size needed for rapid convergence and the relatively small step size needed for noise insensitivity. In this paper a noise-insensitive compromise method is proposed, which guarantees an acceptable ERLE in the noise-free case, as well as under line noise conditions. The method has, furthermore, the advantage of being easily instrumented. The efficiency of the proposed algorithm is determined by computer simulations under realistic conditions with two algorithms frequently used in previous publications: with the time-optimum gradient method and with a method with constant step-size factor. The simulations were carried out with floating-point arithmetic and with fixed-point arithmetic with 16 and 12 bit resolution to determine the maximum performance and necessary implementation expense of the different adjustment methods.     

基于模糊PID算法的电阻炉温度控制系统设计

以单片机为主体,设计一个能处理较复杂数据和控制功能的电加热炉温度控制系统。该系统具有自动检测、数据实时采集、处理及控制结果显示、打印等功能。软件采用模糊控制算法,自适应在线修改PID参数,构成模糊自整定,结合了模糊控制快速性,保持较小超调量的优点和PID控制方法成熟,可消除稳态误差。     

基于方向能量的灰度图像边缘检测

传统的边缘检测算法都是基于亮度梯度的,没有考虑到相位信息对边缘检测的作用。本文针对传统算法的不足,利用边缘方向能量模型,提出了基于方向能量的边缘检测算法,并给出了边缘检测的评价函数。对实验结果从主客观方面进行的分析、对比表明,本文边缘检测算法的结果比较理想。     

Highly efficient coding schemes for contour lines based on chaincode representations

The encoding schemes utilize the first- and second-order Markov models to describe the source structure. Two coding techniques, Huffman encoding and arithmetic encoding, are used to achieve a high coding efficiency. Universal code tables which match the statistics of contour line drawings obtained from 64 contour maps are presented and can be applied to encode all contour line drawings with chain code representations. Experiments have shown about a 50% improvement on the code amount over the conventional chain encoding scheme with arithmetic coding schemes, and also have shown a compression rate comparable to that obtained by T. Kaneko and M. Okudaira (1985) with Huffman coding schemes, while this implementation is substantially simpler     

智能车黑线识别算法及控制策略研究

首先简单介绍了摄像头的工作原理以及采集到的图像数据信息特点,在此基础上提出并研究了识别赛道黑线的边缘检测算法,接着通过实验确定了区分黑白色的阈值参数。最后根据提取到的黑线信息确定了能预判前方赛道的非线性PD控制算法,使赛车获得了较快的行驶速度和可靠的转向性能。