面向任务T-Petri网的舰载机出动流程仿真

为明确舰载机的出动过程,以更好地指导舰载机操作,对舰载机出动流程仿真问题进行研究。在分析舰载机出动流程共性以及Petri网优点的基础上设计了一种面向任务的综合T-Petri（Task-Petri）网模型。该模型通过对基本网进行简单扩充便可以动态仿真不同的出动任务,不仅简化了出动流程,而且可以满足舰载机出动任务的多样性建模要求,避免了重复建模的复杂性。利用T-Petri网模型对库兹涅佐夫号航母舰载机出动流程进行仿真试验,并给出了甘特图,比较直观地给出了舰载机出动流程。分析给出了舰载机出动时间计算公式,将其所得的出动时间与通过T-Petri网仿真得出的出动时间进行比较,结果表明所提出的T-Petri网模型用于仿真舰载机出动流程是可行的,且结果比较精确。     

基于多种群协作混沌智能算法的舰载机出动调度

为了提高舰载机的出动效率,有必要对舰载机出动调度问题进行研究,为此提出了利用多种群协作混沌智能算法求解舰载机出动调度问题.首先对舰载机出动调度问题进行数学建模,将其转换为带有约束条件的多目标函数求最优解的问题;其次建立舰载机出动调度所需基础模型,以库兹涅佐夫号航母某一典型的出动任务为例,分别利用以融合多种群和混沌局部搜索后所改进的粒子群算法(HPSO)及普通粒子群算法(PSO)为核心的方法对该调度问题进行求解;最后进行了仿真实验,结果表明,HPSO算法在收敛性、平稳性及所求解结果质量等方面都优于PSO,其求解时间和所求解结果也基本满足实际使用的需要.因此,可以利用HPSO算法对舰载机出动调度问题进行求解.     

基于排队论的除冰飞机延误分析

针对除冰飞机到达率动态变化条件下除冰飞机延误问题,研究飞机地面除冰排队延误形成机理,提出除冰飞机到达率的Markov描述及平均除冰服务率的多项式描述。建立基于QBD过程的除冰排队模型,分析多除冰坪不同天气下除冰飞机延误参数。利用首都机场离港航班动态及历史除冰运行数据,对除冰飞机延误参数进行了仿真验证。结果表明:离港高峰时段航班平均延误架次及延误时间与实际数据接近,误差在5.2%以内;且各随机环境下的航班延误架次随着除冰飞机到达率动态变化,反映了各除冰坪不同时段的延误状况,进而更加客观真实地反映除冰运行状况。     

舰载机飞行仿真可视化研究

航空母舰的研究主要分布在舰载机的起降方式及飞行甲板的布置上,仅仅通过理论分析这些过程是很难发现问题的,提出了飞行可视化研究;基于高层体系结构(HLA)仿真平台搭建整个舰载机的飞行仿真系统,并利用MultiGen Creator/ Vega和VC 的虚拟现实仿真平台实现了舰载机飞行仿真全过程的可视化,论述了多自由度(DOF)三维模型的建立、视景仿真系统的软件设计、坐标转换、数据平滑等关键技术,给出了三维仿真结果.应用结果表明,该仿真系统结构合理可靠,可逼真地演示舰载机的整个飞行过程,成为验证舰载机的调度、导引、控制等算法的正确性和有效性的有效手段.     

混合差分进化算法在舰载机出动调度中的应用

研究舰载机舰面航空保障问题,通过合理规划舰载机在舰面多阶段工位上的保障顺序和时序以提升舰载机的出动效率,并将问题抽象为考虑阶段转移时间的混合流水车间调度模型.针对传统智能算法求解混流车间问题时存在的搜索效率低和易陷入局部极值点的不足,提出了一种混合差分进化算法.为提升算法的求解效率,设计了基于先入先出和最先空闲机器原则的解码策略.其次,引入了交叉、变异参数的自适应控制策略以提升算法的全局搜索能力,并在算法框架中嵌入一种基于模拟退火的多邻域局部搜索策略.最后通过仿真验证了算法对求解舰载机出动调度问题具有较好的收敛性和鲁棒性.     

一类可修非周期Fork-Join排队网络分析

研究一类排队空间有限且服务台可修的非周期Fork-Join排队网络,给出求解稳态 概率的直接法和等效法,并计算一些排队指标和可修指标(如稳态队长、服务台的可用度和服 务台的失效概率),最后通过仿真验证其正确性.     

基于多智能体的高速公路收费站交通仿真

研究高速公路收费站通行率问题.由于目前高速公路收费站收费时间长,易造成收费站拥堵.传统的人工半自动收费方式(MTC)受停车服务时间限制,难以提高高速公路收费站通行率,易造成收费延误.为提高高速公路收费站通行率,提出一种采用混合式高速公路收费站的动态调节策略.首先应用多智能体(Multi-Agent)技术建立了混合式高速公路收费站微观仿真模型,然后在多智能体的仿真平台上进行了交通仿真,仿真结果表明,在不同的交通状况下,根据交通流量的大小采用相应的动态调节策略,可缩短收费站平均排队长度和提高车辆通行率,极大地优化了收费站的服务时间,改善收费站的服务质量.     

T形交叉口信号配时的周期线性微分自动机建模与分析

本文将周期线性微分自动机（CLDA）理论应用于T形交叉口的信号配时问题.建立了T形交叉口排队的一类特殊形式的CLDA模型–切换服务系统.在假定车辆到达率和驶离率满足某种条件的情况下,基于该模型证明了在定相序情况下按照车辆排空后切换信号的配时策略能使车辆排队长度全局周期稳定,并给出了信号配时周期的计算公式.以北京市怀柔区富乐大街处的T形交叉口为例,针对全天候的车辆到达率和驶离率变化情况,应用本文结果进行了分时段信号配时.并使用CheckMate 3.6混杂系统工具箱进行了仿真,仿真结果进一步验证了本文结论的正确性.     

基于无杆牵引车的舰载机路径跟踪控制

针对航母机库空间狭小、障碍物多等因素导致舰载机转运难度大的问题,以无杆牵引车和舰载机组成的铰接系统为研究对象,研究了舰载机在机库甲板调运作业的路径自动跟踪问题,建立了基于无杆牵引车的舰载机转运模型,将舰载机期望路径近似为直线和圆弧的组合,基于反馈线性化和时间-状态形式设计各路段的跟踪控制律,仿真结果表明,所设计的控制律和各控制律间的切换策略可实现舰载机沿组合路径的跟踪;基于自动跟踪的调运,可放宽对牵引车司机牵引技术的要求,确保调运作业时间准确、可控;该研究为后续自动跟踪的实现打下基础。     

舰载机起降视景仿真中几个关键问题的研究

为了在视景仿真中逼真再现舰载机在母舰平台上的各种调度与起降过程,以外军舰载机着舰为例,基于场景图形理论和矩阵变换技术解决舰载机与母舰间的随动仿真与独立运动、甲板匹配与定位、脱离与吸附等难点问题。对舰载机起降仿真、甲板作业及攻防对抗演练三维视景仿真系统的设计具有较强的参考价值。