配电网信息物理系统恶性数据链检测与识别

由于恶性数据链干扰配电网的信息输出和转发控制能力,因此需检测配电网信息物理系统中的恶性数据链。根据恶性数据时间序列节点融合恶性数据链能量特征,并构建其高维映射结构,通过高维映射结构拟合恶性数据,获取恶性数据链。采用谱特征提取方法建立恶性数据链谱特征量模型,实现配电网信息物理系统恶性数据链的分类检测。仿真结果表明,采用该方法进行配电网信息物理系统恶性数据链检测的自适应性较好,分辨能力较强,在配电网信息物理系统恶性数据链检测识别中具有很好的应用价值。     

数字孪生与生产线仿真技术研究

随着新一代信息技术与制造技术的深度融合,仿真技术正向着信息系统与物理系统深度融合和高效协同的方向发展,应运而生的数字孪生技术成为近年来的新兴研究热点.为探索采用新一代信息技术促进离散制造行业数字化转型升级,从仿真技术的发展脉络和应用场景入手,引入基于数字孪生技术开展生产线仿真分析的研究,介绍了数字孪生技术的概念和内涵,...     

PTC:加速智能互联落地,抢占智能制造高地

2017年3月1日,工信部信软司指导中国电子技术标准化研究院,联合国内相关单位编撰发布《信息物理系统白皮书(2017)》.白皮书对信息物理系统(CPS)的技术内涵做了全面归纳与系统阐释.白皮书提出了一套支撑两化深度融合的综合技术体系,定义了智能制造最核心的CPS概念,并提出了CPS的目标,为国内工业化和信息化深度融合以及智能制造发展指出了方向.     

基于物联网技术下的数字化油气田设计与实现

数字化油气田建设是我国油气企业发展的方向,本文介绍了一种基于物联网数字化油气田系统,通过传感器、射频识别（RFID）、通信网络、云计算等新技术建立一套覆盖油气生产、处理等全过程的物联网系统,实现生产数据自动采集、关键流程连锁控制,工艺流程可视化展示、生产过程实时监测的综合信息平台,实现人与物理系统的“智能”整合,实现工业化与信息化的融合。     

石化行业智能工厂信息模型研究与设计

智能制造的核心是构建基于模型的企业。信息模型是对物理对象的数字化,可反映实际物理对象和数据的关系,能够解决信息空间与物理空间之间异构数据及异构网络互联互通、异构集成、互操作的问题,为实现各个环节的深度融合打通交互通道提供重要保障。石化行业智能工厂信息模型是石化智能工厂及其中各元素的描述信息与实时状态的数字化表述,是石化智能工厂建模、工厂设计应用的基础,也可以作为石化智能工厂更进一步数据交换标准的基础。此外,石化行业智能工厂信息模型支撑石化行业信息物理系统(CyberPhysical Systems,CPS)信息虚体的搭建。本文结合石化行业特点,建立了石化行业智能工厂信息模型,定义了石化行业智能工厂信息模型组成、属性,以及模型要素之间的关系,并介绍了工厂信息模型在石化行业中的实现及应用情况。     

基于信息物理系统的智慧医疗平台模式的研究

本文结合当前最新的信息技术发展方向——信息物理系统（Cyber-Physical Systems,CPS）和医疗卫生事业发展的需求,提出了基于CPS的智慧医疗机构模式。基于三层级的医疗管控体系,建立了智慧医疗单元,分析了基于CPS智慧医疗需要解决的关键问题,重点阐述了基于智能管理的设备接口及数据采集方式。本文成果的成功应用将大大提高医疗卫生机构提供医疗服务、运行管理的高效性和有效性。     

HCPS理论体系下新一代智能煤矿发展路径

在当前煤矿智能化高质量工业发展背景下,基于新一代智能制造“人-信息-物理系统”（HCPS）技术机理,提出了以人为核心的新一代智能煤矿理论体系和技术路径。通过介绍近代煤矿机械化-信息化-智能化的生产模式演进和人、信息系统、物理系统的技术发展,以及新一代智能煤矿发展过程中主要面临的关键场景技术,构建了新一代智能煤矿的HCPS技术体系,阐述了人、煤矿信息系统、煤机装备物理系统相互协同作用机制,并从人、煤矿信息系统、煤机装备物理系统及三者集成这4个维度给出了HCPS技术组成要素。根据以人为核心的发展理念,提出了新一代智能煤矿HCPS理论体系下人机协同技术路径,重点阐明了煤矿安全生产目标下人机自主协同交互模式、人在回路的煤矿安全生产态势感知、人机信任与交互模式下的煤矿系统控制共享、煤矿任务场景的人机信息交互可视化应用开发等核心技术。指出采矿、机械、信息、计算机、管理等多学科交叉人才培养与实践,煤矿管理创新、安全制度创新、生产模式创新、人员工种创新等,是新一代智能煤矿发展的2个关键点。     

一种基于时空 - 属性的 CPS 信息融合方法

信息物理系统CPS（Cyber-PhysicSystem）是融合了传感器网络、通信系统、计算机网络等多种网络和技术的新型复杂系统。其结构复杂性决定了网络中会产生大量数据,如何减小网络负载,提高能量利用率是CPS面临的一项重要挑战。数据融合通过将信息综合化,减少在网络内传输的数据量,能够有效地降低网络负载,从而达到节省能量开支的效果。同时通过将各类原始数据融合成具有意义的概括数据,大大提高了网络的数据分析和决策能力。本文将数据融合技术应用于信息物理系统,基于数据的时空和属性特点,提出了同时包含时间融合、空间融合、属性融合的STAC（Spatial-Temporal-AttributeCorrelation）算法。该算法基于时空相关性对原始数据进行首次融合,进而在加权贝叶斯理论的基础上,根据不同类型数据的属性相关性对数据进行二次融合,形成有综合意义的概括数据。基于NS2平台的仿真结果证明,该算法能够有效减少数据包传输量,并且能够准确预测CPS网络事件类型,实现CPS的智能闭环控制。     

基于XGBoost融合模型的交通流量预测技术研究

为了提高城市交通信息管理能力、交互能力和处理能力,提出了基于XGBoost融合模型的交通流量预测系统。构建了梯度方向直方图(HOG)特征信息模型,采用支持向量机(SVM)分类器对城市交通信息进行识别,增强了道路信息识别能力。同时,构建了基于XGBoost融合模型的交通流量预测系统。XGBoost融合模型将分类回归树(CART)作为基分类器,应用Label Encoding和one-hot Encoding方式实现原始数据集的编码,集成多个决策树模型,共同决定样本的预测结果。通过调整模型参数,可防止出现过拟合。通过对不同数据信息进行分类,提高了数据监控能力。试验结果表明,该研究对车辆图像的识别率较高,对交通流量的预测数据的误差百分比始终低于0.1。该研究能够加强城市交通系统监控,提高交通数据信息分析和应用能力。     

信息物理系统和工业4.0

信息物理系统催生工业4.0
　　互联网技术发展分成几个阶段，每个阶段大概五年时间。首先是1995～2000年。1993年万维网诞生之后，我们通过万维网能够将文本信息进行相互连接。2000年后，我们开始将图片、音频和影像信息直接记录入文件中，并引入互联网世界。2005年，我们进入社交媒体时代，人与人通过互联网密切联系。2010年，社交媒体之间开始相互连接，企业开始利用互联网开展业务工作。2015年，我们开始进入信息物理系统（CPS，对“信息物理系统”的译法存在一定争议）时代，人与人相联，企业相联，最终物理系统之间也要相联。     

基于扩展卡尔曼滤波的气动参数在线修正方法

提出了在风洞试验获取的气动参数的基础上对由各种误差和扰动引起的气动偏差进行修正的方法。采用扩展卡尔曼滤波算法,利用雷达获取在线飞行弹丸的一段飞行数据(位置和速度),使用已知的气动参数对飞行数据进行过滤得到气动参数的修正系数,对已知气动参数中的阻力系数和升力系数进行修正,为后段弹道计算提供更加精确的气动参数。通过仿真计算,验证了上述方法的有效性,并利用弹道外推计算,通过对比落点误差证明了上述方法的精确性,为气动参数辨识和弹道修正提出了新的途径。     

基于数值计算的高速列车气动阻力风洞试验缩比模型选取方法

为给高速列车气动阻力风洞试验模型选取提供更多的参考依据,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,研究不同比例的高速列车缩比模型对气动阻力风洞试验结果的影响.首先,计算得到开口式风洞测试段的静压系数分布曲线,为高速列车气动阻力测量试验模型的长度选择以及摆放位置提供依据;其次,通过数值计算得到全尺寸模型列车在明线运行时,以及不同比例的模型列车在风洞中运行工况下的气动阻力信息,并从阻塞效应和雷诺数的变化,以及风洞试验段内静压分布的影响这3个方面对列车模型的气动阻力结果进行分析,得到在所研究风洞中较合理的列车缩比模型比例选取范围.这种以CFD为基础进行数值仿真,选取风洞试验中列车模型比例及试验测试位置的方法,为在地面交通工具风洞中进行高速列车模型气动阻力试验的缩比模型选取提供一定依据.     

静止和旋转孤立车轮局部流场的评价

为研究车轮周围流场特征,分别对某孤立车轮静止和旋转工况下周围流场进行数值研究,并给予试验验证.计算采用定常雷诺时均纳维斯托克斯方程.在1∶15的模型风洞中进行试验.数值模拟结果与试验数据吻合.针对数值模拟结果,详细分析静止和旋转孤立车轮周围流场的流动情况、表面压力因数、气动阻力因数和气动升力因数等,得到孤立车轮旋转对车轮附近局部流场的影响以及形成机理.车轮的转动使总体压差减小,降低气动阻力和升力,改善气动性能。     

基于风洞试验的组合翼伞气动特性研究

以组合翼伞气动特性为研究对象,通过开展8m×6m直流开口式风洞试验对组合翼伞气动特性开展试验研究.对组合翼伞进行风洞试验气动特性研究,通过光测系统获取稳定状态下组合翼伞实际迎角,六分量天平测试系统获取气动力(矩),得到不同迎角下组合翼伞的气动力(矩)数据.通过本次试验探索柔性翼伞风洞试验方法,积累组合翼伞真实试验气动数...     

多参数传感器阵列技术研究

针对飞行器风洞试验过程中测试数据复杂且无法进行试际飞行试验的现状,尤其是薄翼模型,其有自身薄、且表面测试点密集、测试参数多等特点,使得测试更加困难,结合大量的实际工程实践,对传感器的结构与性能、智能传感器系统的理论进行了研究,设计了一种新型的带式传感器,并对其进行加工、校准,最后将其应用在实际的气动参数测试系统中.     

基于NS方程的飞行器气动系数有限元计算仿真

在飞行器布局设计过程中,其气动系数的计算至关重要,它直接关系着飞行器飞行稳定性。针对数值模拟方法、风洞试验方法以及单一NS方程方法存在的计算性能不足的问题,设计一种基于NS方程的飞行器气动系数有限元计算方法。方法分为两个阶段:建立方程与求解方程。在建立飞行器气动问题NS方程阶段,主要工作内容包括飞行器机翼结构建模、构建控制方程、确定边界条件;在求解飞行器气动问题NS方程阶段,主要工作内容包括方程离散化、划分网格、计算气动系数。结果表明:利用所提方法对飞行器气动系数进行计算时,综合性能指数达到9.5以上,远远高于其余三种传统方法,由此说明所提方法的计算能力更强,为飞行器合理布局与设计提供了重要的参考。     

运动模型式飞行器气动力参数测试系统研究

为了对飞行器进行气动布局、飞行性能评估,提出了一种运动模型式气动力参数测量方法,并研制了一套运动模型式测试系统,通过运动模型来模拟飞行器在空气中的运动,其构造主要包含载具、测试支架、六分量天平、风速测量模块、数据采集模块、控制模块、便携计算机等部分;该类测试系统在某些特定工况下能准确模拟飞行器的飞行状态,对流场参数和模型所受载荷进行实时测量,预测各运动状态下飞行器的气动特性;通过数值模拟分析和风洞实验对车载试验数据进行了对比验证,结果表明,该测试系统能够准确获得模型的气动力特性数据;该系统具有一定的拓展性和通用性,可使用火箭橇等其他载具开展高速运动模型式气动力参数测量试验。     

基于分布式架构及PAC技术的风洞测试及控制系统设计

为准确分析飞行器气动载荷的实际变化规律,降低舱门、舱体类结构部件所受到的冲击载荷作用,设计基于分布式架构及PAC技术的风洞测试及控制系统。在Hadoop集群安装环境中,设置HBase加载模块,借助压电传感器结构与压力控制子回路,实现对加热器供气管路的指向性连接,完成风洞测试控制系统分布式架构集群的建立,解决飞行器舱门及舱体结构的气动载荷获取问题。以驱动性程序作为软件控制基础,将所有待处理的传感器信息及测试数据显示至相同控制界面中,实现对风洞测试控制信号的准确分析,完成基于PAC技术的风洞测试自适应控制研究。仿真实验表明,不断增大压电传感器所承受的气动载荷总量,在风洞测试控制系统的支持下,舱门、舱体所受的实际冲击载荷作用均下降至4000GB左右,能够满足缓解飞行器气动载荷压力的测试初衷。     

12 m跨超声速风洞运行监测系统研究

为改善风洞试验条件和提高试验效率,针对1.2m跨超声速风洞进行了运行监测系统研究.针对风洞环境复杂、监测对象分散的特点,引入无线传感器网络构建了基于多传感器的分布式风洞运行监测平台.重点研究了基于BP神经网络的无线传感器网络数据融合和基于D-S证据理论的多传感器信息融合在风洞运行监测中应用.在实际应用中取得了良好的效果.     

风洞旋转轴天平信号处理系统设计

螺旋桨滑流带来的复杂气动力影响目前只能在风洞试验中获得,为了准确测量气动力从而获得螺旋桨滑流的影响量,使用旋转轴天平直接与螺旋桨相连并高速同步旋转进行风洞试验;对旋转轴天平的试验原理、数据处理方法进行了深入研究,设计开发了风洞旋转轴天平信号处理系统;综合考虑了信号衰减、电磁环境等干扰问题,通过时钟背板触发启动采集,保证了信号采集的同步性,系统整体处理精度等指标都满足试验技术要求;还创新性地开发出了风洞动态数据连续测量技术,大幅提高了试验效率;经过多次风洞试验测试,实现了对旋转轴天平信号的调理、采集和处理功能,为高效率、低噪声的先进螺旋桨设计和涡桨飞机气动噪声设计提供了技术支持。