基于哈希的二维工程CAD图拓扑关系认证技术

针对二维工程CAD图拓扑关系完整性认证问题,提出一种基于哈希的拓扑完整性认证算法。该算法首先提取图纸的拓扑关系生成拓扑图;其次对图中的组件进行编码,并提出一种局部拓扑量化模式(LTQP),实现各组件拓扑特征的量化;然后将组件按照其编码分成5类,基于各组件的LTQP值,利用离散余弦变换生成每类组件的哈希序列;最后将每类组件的哈希序列进行合并,得到完整的图纸哈希序列。实验结果表明,该算法对旋转、缩放和平移等非恶意操作具有鲁棒性,同时对恶意拓扑攻击具有脆弱性,采用将组件分类来生成哈希序列的方式,能够对受到拓扑攻击的组件的种类进行定位。     

基于GIS的煤矿井下电力监控管理系统

按照矿山物联网统一时空模型的要求,开发了基于GIS的煤矿井下电力监控管理系统。该系统建立了各配电点和供电子系统设备的内部结构模型及其相互联系的地理拓扑模型,将井下电力系统CAD图转换为GIS拓扑图,将图形软件和数据库相结合来描述和管理各种电力设备的参数属性及几何拓扑关系;采用多世界空间关联表达,实现了井下配电网络及其资产"一张图"管理。     

AS关系标注的因特网拓扑图的dK序列分析技术

拓扑特征分析和拓扑图生成是因特网拓扑研究的一个重要研究方向.dK特征序列被证明是一种有效的系统化拓扑特征分析方法,2K图已经能够在各种重要的拓扑度量方面与实际因特网拓扑图保持一致.在使用dK特征序列分析因特网拓扑时是用无向图来对因特网拓扑进行抽象的,然而对于自治系统(AS)级拓扑,由于AS之间存在复杂的商业关系,使用AS关系标注的拓扑图才能更精确地描述AS级拓扑特征.对dK特征序列进行了改进,提出了能够分析AS关系标注的拓扑图的dK'特征序列,并给出了生成满足指定2K'特征的拓扑图的算法.分析实验结果发现,2K'特征已经能够描述AS关系标注的拓扑图的各种重要特征.     

路由级Internet宏拓扑结构的谱密度分析

针对路由级Internet宏拓扑结构进行了谱密度分布分析与无符号拉普拉斯谱(SLS)分布分析.首先通过对拓扑结构各异的5种采样拓扑图,分别进行谱密度-特征值分布分析,发现5组分析结果表现出高度的一致性,证明了Internet拓扑结构的自相似性,也证明了采样拓扑可以再现局部Internet拓扑结构特征.然后通过采样拓扑图的谱密度-特征值分布函数与ER图、BA无尺度网络拓扑图进行比较,发现三者具有明显区别,得出谱密度-特征值分布函数可作为分辨图谱拓扑结构有效方法的结论.最后通过4组3000点采样拓扑进行SLS分布分析,发现尽管4组3000点采样路由与连接互不相同,但SLS谱分布却非常相似,4组采样拓扑在特征值λ=1处重数均较高,重数次高的特征值都群聚在λ=2处.在特征值从2～103变化过程中表现出较明显的幂律分布特性,其幂指数值保持在3.2813至3.8013之间,特征指数接近.该结论为Internet宏观拓扑结构建模研究提供了量化判据,是Internet拓扑建模研究的重要内容.     

基于拓扑逼近的CAD模型局部结构检索

为了从大量CAD模型中检索出具有指定局部结构的模型,提出一种基于拓扑逼近的检索方法.根据建立的CAD模型上边界面的几何与拓扑信息表达模型,提出一种统一度量方法来计算检索对象与检索条件中不同类型边界面之间的相似度;利用基于广度优先搜索的图生成树算法得到检索对象与检索条件之间的初始边界匹配方案;提出拓扑逼近算法,并将初始边界匹配方案作为其输入条件搜索最佳边界匹配方案;在最佳边界匹配方案基础上计算检索对象与检索条件之间满足绝对误差限的相似度,实现CAD模型的局部结构检索.根据文中方法在UG平台上开发了CAD模型局部结构检索系统.实验结果表明,该方法能够有效地实现CAD模型局部结构检索,具有较好的精度和较高的效率.     

大型ISP网络拓扑多点测量及其特征分析实例

深入了解Internet拓扑的结构性质有利于更好地设计和发展Internet.由于Internet规模巨大,以及获得完整的路由器级Internet拓扑方面的困难,目前无法研究整个路由器级Internet拓扑.因此,分别研究每个国家级或跨国因特网服务供应商(Internet service provider,简称ISP)网络拓扑结构成为了解Internet拓扑特征的一种可选方法.以中国教育科研网为例,简要描述了多点测量其路由器级拓扑结构的测量结果.分析了该实例拓扑图的节点度分布特征、较大特征值的有关性质以及谱密度分布特征.分析了该实例拓扑图的无符号拉普拉斯谱(SLS)、规格化拉普拉斯谱(NLS)以及群集系数等度量特征.分析结果表明,大型ISP拓扑确实具有某些幂律特征;不同于自治系统级拓扑的情形,对ISP拓扑的节点度补累积分布来说,幂律分布未必拟合得最好;ISP拓扑是一种无标度图,但不符合Barabasi-Albert(BA)生长模型;SLS和NLS具有区分不同的路由器级拓扑结构的能力;Internet路由器级拓扑的发展可能遵循一种不同于BA模型的生长过程.     

一种新的因特网拓扑的序列分析方法:dM序列分析方法

网络拓扑研究的一项重要内容是分析网络拓扑的特征并生成满足这些特征的拓扑图。拓扑图特征的dK序列分析技术是一种系统化的拓扑分析技术,它能够以不同的精度描述拓扑图的特征,随着d的增加,其生成的拓扑图能够在各种重要的拓扑度量方面越来越接近原始拓扑图,因而对因特网拓扑研究具有重要意义。dK序列分析技术的问题在于状态数较多,生成算法复杂,当d>2时没有直接的生成算法。本文提出了一种新的基于邻接图分布的拓扑图特征的序列分析技术:dM序列分析技术。与dK序列分析技术相比,dM序列分析技术具有状态数少、生成算法简单的优势,因此更适合于大规模拓扑图如因特网AS拓扑的研究。     

多智能体系统通信拓扑最优设计

运用控制理论,矩阵论及最小二乘等理论,研究了多智能体系统的分组一致性与系统通信拓扑图的拉普拉斯矩阵属于特征值0的特征向量之间的关系.给出了在线性协议控制下,系统达到一致性和分组一致性,其通信拓扑的设计方法.提出了一阶多智能体系统的总能量概念,并得到了系统在能量最省时通信拓扑的最优设计.仿真实例佐证本文主要结论的正确性.     

基于哈希的二维工程 CAD 图纸检索技术

针对企业在设计创新过程中大量采用已有计算机辅助设计(CAD)图纸进行设计重 用的情况,提出了一种基于哈希的二维工程 CAD 图纸检索方法。首先基于环形分割算法提取 工程 CAD 图纸中每个组件对象几何特征;基于传统 LBP 算子提出了一种局部拓扑矢量量化模 式(T-LVQP),实现对各个组件拓扑特征的提取;然后基于协方差描述符融合几何特征和拓扑特 征,通过 LBG 算法将所有组件按照几何特征分组后得到工程 CAD 图纸的特征向量表达;最后 通过迭代量化哈希算法生成图纸的哈希序列。实验结果表明,该算法检索速度快、准确度高, 对于二维工程 CAD 图纸具有较好的检索效果。     

散列节点网络成图方法分析研究

网络管理就是维护一个网络系统的正常运行,其中给人最直观的呈现就是网络拓扑图。网络拓扑图的绘制方法有很多种,目前广泛采用的方法有基于ICMP、ARP和SNMP协议的拓扑算法,其中以基于SNMP协议的拓扑算法最为主流。对于任意网络中的散列节点如何不依赖于特定协议而自发的进行拓扑图绘制,这在各种小型网络建设中是非常重要的。本文将根据一个实例,对散列节点网络成图方法进行研究与分析。除了研究得到拓扑图的方法外还将对最终成图结果如何与实际相符合做出讨论。     

基于回转面归并的CAD模型局部检索算法

针对不同CAD系统对包含回转面的同一零件的B-rep模型表示存在拓扑和几何上的差异,导致基于图匹配的三维CAD模型局部检索不能有效检索局部结构这一问题,提出一种基于回转面归并的局部检索算法。首先从用户输入的局部结构和待匹配的CAD模型中识别出由两个半面组成的回转面,利用欧拉操作将两个半面归并成一个整面。然后分别建立局部结构和待匹配的CAD模型的属性邻接图,则局部检索问题被转换成子图同构问题。最后利用CAD模型的面特征将图顶点有效地细分,并根据已匹配顶点之间的邻接关系动态裁剪搜索空间,实现了快速的同构匹配。实验结果表明,该算法能消除不同CAD系统生成模型的拓扑异构,实现局部结构的准确匹配,并且检索的效率满足实际要求。     

基于对象图例及其拓扑关系识别的二维工程CAD图纸矢量化方法

为实现二维工程CAD图纸矢量化,提出一种基于对象图例及其拓扑关系识别的矢量化方法。该方法首先针对对象图例的几何属性,提出基于HOG(Histogram of Gradient)和SVM(Support Vector Machine)的多类对象图例分类方法,然后通过提取对象的环形分割特征识别子类对象图例,接着利用基于连通域标记方法实现对象图例拓扑关系的识别。结果表明,本文算法能够有效识别图纸中的对象及其拓扑关系,对于图纸中常见的图例线条断裂、模糊等问题具有鲁棒性。基于本文算法提取的对象几何和拓扑信息可以为后续的图纸矢量化奠定基础,相关关键技术的探索性研究对后续工程图纸矢量化研究具有一定启发性。     

基于过渡特征识别及过滤的三维CAD模型检索

为解决过渡特征对基于图匹配的三维CAD模型检索算法的效果和效率影响问题,提出一种三维CAD模型检索中过渡特征的识别及过滤算法.首先利用基于规则判断的方法识别出B-Rep模型中存在的过渡特征;然后根据识别结果对CAD模型的属性邻接图进行重构,以消除因过渡特征的存在对模型几何及拓扑信息造成的影响;最后利用重构的属性邻接图、通过子图同构方法实现基于过渡特征过滤的三维CAD模型检索.实验结果表明,该算法能够有效地实现对多种过渡特征类型的过滤,检索结果更符合实际工程需求.     

异构图形数据的近似语义匹配技术研究

以流程工厂协同设计应用为背景,提出基于允许误差的最大语义图匹配（MSMGE）算法的异构图形数据近似语义匹配模型。利用类无向图来描述2D和3D异构图形数据的工程属性和拓扑关系,消除了图形信息的异构性,并建立各种类实体的属性标签词典来消除2D和3D属性信息的异构性,用语义表达式来表示类无向图顶点和边的语义关系,将异构图形匹配转化为近似语义图匹配。通过基于工程语义对类无向图进行语义分割和基于最大公共序列算法的语义表达式比较、语义规整和语义裁剪等方法,降低了匹配搜索空间,提高了近似语义图匹配效率,实现了近似语义图匹配判断。该研究已经在流程工厂设计软件中得到较好地应用。     

面向非线性特征的三维CAD模型聚类

拓扑结构是三维CAD模型的关键属性,其对应的描述符为图、树等非线性结构.针对现有聚类算法无法有效对这些非线性描述符聚类的问题,提出一种面向非线性特征的三维CAD模型聚类算法.首先将各类非线性特征统一表征为属性图,定义属性图序列的距离矩阵;然后以距离矩阵为输入,利用非线性凝聚层次聚类算法实现属性图的聚类;最后以聚类结果为学习样本,引入增量模型的动态归类方法归类新增模式,实现三维CAD模型可重用区域的有效聚类.理论分析及实验结果表明了该算法的有效性.     

无线网络拓扑控制中支撑图构造算法

支撑图(spanner)在无线(自主、传感器)网络拓扑控制中起着重要作用,不但能保证最终的拓扑图链路减少,保持连通性,而且保证任意一对通信节点之间所需费用是最少可能费用的常数因子倍.针对无线网络拓扑控制问题,大量支撑图构造算法被提出,以尽可能高效地满足网络设计需要的各种拓扑特性,如局部性、稀疏性、小权值、有界度及容错性等.对支撑图的研究成果进行了详细讨论,依据支撑图的定义和不同的分类原则给出了支撑图分类,分析了各种支撑图的典型集中式和局部算法、满足某一或多个拓扑特性的算法,并提出了需要进一步研究的问题.与无线网络中新出现、更实用的模型结合,寻找更简单、性能更好的算法将是未来支撑图构造算法的主要研究方向.     

有向图的埃尔米特拉普拉斯矩阵研究

拉普拉斯矩阵对于无向图的研究具有重要意义，其特征值反映了图的部分结构与性质，据此可以设计有效的算法以解决图上一些相关的任务，如划分、聚类等。将拉普拉斯矩阵推广至有向图，一大难点是失去了对称性，特征值可能为复数。为了规避该问题，最近的研究引入了k次单位根作为边权，定义了复数域上的拉普拉斯矩阵，该矩阵是埃尔米特矩阵。文中提出了有向边的旋转角的概念，对该矩阵进行了推广，证明了其具有与无向图拉普拉斯矩阵类似的代数性质；给出了有向图的约束方程组和有向环路的定义，证明了拉普拉斯矩阵最小特征值为0、约束方程组有解以及图中任意有向环路旋转角为2lπ(l∈?)这三者间的等价性。最后给出了一些相关推论及应用。     

基于粗糙图的图卷积神经网络算法

图卷积神经网络在解决节点分类问题时,使用拓扑图刻画节点间关系,并根据该拓扑图进行节点特征更新.然而,传统的拓扑图只能刻画节点之间的确定关系(即连接边权重为固定值),忽略真实世界中广泛存在的不确定性.这些不确定性不仅影响节点之间的关系,同时影响模型最终的分类性能.为了克服该缺陷,文中提出基于粗糙图的图卷积神经网络算法.首先,使用上下近似理论和传统拓扑图的边理论构造粗糙边,在粗糙边中使用成对出现的最大-最小关系值刻画节点之间的不确定关系,从而构建粗糙图.然后,设计基于粗糙图的可端到端训练的神经网络架构,将使用粗糙权重系数训练后的粗糙图输入图卷积神经网络,使用这些不确定信息更新节点特征.最后,根据这些学习的节点特征进行节点分类.在真实数据上的实验表明,文中算法可提高节点分类的准确率.     

Ad Hoc网络中基于方向性天线的分布式拓扑控制算法

提出了一种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法,可以同时通过调整网络中各节点的发射功率和改变节点天线的方向来对网络的拓扑进行控制,每个节点逐渐增大它的发射功率直到该节点在其方向性天线的每个扇区内找到足够数量的邻节点为止.在这种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法的基础上又使用了两种不同的拓扑平面化优化算法,进一步删除了拓扑图中多余的交织边,使得网络最终的结构为一幅平坦图.由于每个节点使用了较低的发射功率以及算法形成的网络拓扑图中的平均节点度数较小,从而提高了整个网络的使用寿命,减少了节点间的干扰.仿真结果充分说明了算法的有效性.     

生成Internet As级拓扑图的Core-Tree算法研究

Internet拓扑图为大范围开发、利用Internet提供了一个有力的工具。InternetAs级拓扑图在自治系统的层次上刻画Internet特征,它在当前很多领域有着广泛的应用。论文提出了一种生成InternetAs级拓扑图的Core-Tree(C-T)算法,它生成具有核心网络和树形拓扑两层结构的As级拓扑图,生成图在结点度分布、树大小分布以及树深度分布等方面比较符合Internet特征。