面向Cyber空间的任务建模方法

针对目前Cyber空间中任务与实体资源之间的关系难以刻画、任务执行过程中包含的逻辑关系难以描述的问题,提出一种面向Cyber空间的任务建模方法。首先,采用分层方法和图理论建立Cyber空间模型,描述Cyber空间结构和不同层次的实体资源及其交互关系。然后,定义Cyber空间任务及其作业组成,分析Cyber任务受到的实体约束、关系约束和完整性约束。最后,给出组成任务的作业之间存在的逻辑关系,用形式化的方法对Cyber任务执行关系进行描述。通过建立面向Cyber空间的典型军事任务模型,表明该方法能够完整描述任务执行过程中的逻辑关系,从而验证了该建模方法对Cyber任务描述的有效性。     

基于主元子空间故障重构技术的故障诊断研究

针对基于主元分析(PCA)的统计性能监控法,由于不用过程机理模型的信息,因此,对故障诊断问题有难以在理论上作系统分析的缺陷,于是提出了一种基于主元子空间故障重构技术的故障诊断方法。利用故障子空间的概念,在故障重构技术的基础上,研究基于T~2统计量的故障诊断问题,提出故障识别指标和诊断算法。通过对双效蒸发过程的仿真监测,验证该诊断方法的有效性。     

一种基于二分图故障检测模型的软件故障定位方法研究

软件故障诊断过程中代价最昂贵和最耗时的活动之一就是软件故障定位.为了辅助测试人员进行软件故障的定位,在设计分层思想的指导下,在分析软件及其各个模块以及模块中代码之间复杂关系的基础上,通过分析历史数据中软件故障与现象之间的对应关系,建立了基于拓扑图的软件故障传播模型,使得软件故障诊断人员能够利用该拓扑图模型描述具体的软件故障现象.通过该拓扑图模型,软件故障传播模型可转换成更容易进行问题求解的基于二分图的故障检测模型.然后针对该模型设计了基于贪心策略的算法,该算法解决了基于二分图故障检测模型的最小覆盖求解问题,这一问题的求解结果描述了软件故障原因假设集合,通过故障原因与软件模块关系分析可找出与该故障原因对应的相应模块,从而实现故障定位.实验表明,本研究方案能够有效处理软件故障定位问题.     

考虑传播过程的应急网络控制系统故障恢复

紧急情况下, 应急网络控制系统为人员提供远程控制能力, 但系统仍存在一定故障率, 且故障影响会利用系统灵活传输机制快速扩散, 因此研究如何在故障快速扩散的情况下对系统实施故障控制, 对保证系统安全运行具有重要意义. 本文提出考虑传播过程的应急网络控制系统故障恢复策略. 首先, 基于复杂网络模型建立故障传播模型, 定义传播路径上的故障强度, 将分析故障信息关键传播过程转化为查找系统最大可能传播路径的问题, 进而在连接边的故障传播属性乘积大于终止条件时, 找到最大概率故障传播路径, 有针对地布置故障检测点; 再根据检测到的故障形式及检测点位置生成故障恢复策略库, 结合系统可调度性和故障恢复效果, 确定最优故障恢复策略. 最后, 以舰船应急火炮控制系统构建案例, 验证方法可行性, 并设置多节点故障, 验证算法鲁棒性, 仿真结果表明, 在不同故障情形下均能制定最优故障恢复策略.     

基于故障重构的故障识别

针对基于主元分析(Principal Component Analysis,PCA)的统计过程性能监测法,尽管不依赖于精确的数学模型,然而却限制了其在故障诊断方面的能力问题,在故障重构技术的基础上,研究了基于统计量的故障诊断问题,获得了主元子空间中故障可重构性的理论条件,提出了故障识别指标和诊断算法.通过对双效蒸发过程...     

某型惯性测量组合故障传播机理与建模分析

惯性测量组合(IMU)是航空机电控制系统中的关键部件,其易发生故障,且故障会在各功能单元之间进行传播.IMU中存在着故障传播路径复杂多样性和故障传播不确定性的问题,这两个问题使IMU中的故障传播过程难以描述.针对该问题,在对某型IMU故障传播机理进行分析的基础上,提出了一种将多信号流图与故障扩散强度函数相结合的模型构建...     

线缆故障检测方法现状

为了满足设备线缆维修快速性和准确性的需求,减少设备资源和人力的浪费,分析了线缆的故障模式,总结了目前常用的线缆故障检测方法,主要分为传统的故障检测方法和基于反射法的故障检测方法,其中传统的故障检测方法包括电桥法、音频感应法和行波法,基于反射法的故障检测基本方法包括时域反射法和频域反射法,详细描述了传统的故障检测方法、基于反射法的故障检测方法的原理和这些方法在线缆检测过程中存在的问题,并总结了目前基于时域反射法和频域反射法与其他的信号处理方法结合的线缆故障检测,方便了设备线缆维修时的方法的选择。最后根据线缆故障检测方法的发展现状,总结了目前线缆故障检测技术存在的问题,为今后的研究提供了新的方向。     

利用置信规则库构建WSN节点故障检测模型

在无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)节点故障检测领域的研究过程中,故障检测准确率会受节点数据的不确定性和专家知识模糊性的影响。针对这一问题,本文提出了一种基于置信规则库(belief rule base, BRB)的WSN节点故障检测方法。首先,根据WSN工作原理及节点工作特性描述WSN节点故障检测过程;然后,从空间和时间2个维度对节点数据提取特征,建立基于空间和时间相关性的WSN节点故障检测模型;最后,利用Intel Lab Data无线传感器数据集进行案例研究以验证模型的有效性。结果证明,本文方法能够统筹利用专家知识和节点数据实现WSN节点故障检测。     

空间故障网络及其与空间故障树的转换

空间故障树是一种研究系统可靠性与影响因素关系的理论体系,用树型结构描述元件与系统之间的可靠性关系。但实际故障发生过程是复杂的,难以表示成树型结构,而更为广泛的是网状结构。因此,尝试将空间故障树中的树型结构转换为网络结构,进而形成空间故障网络。给出空间故障网络的定义、性质及其与空间故障树的转换方法。目的是将空间故障网络转换为空间故障树,以利用空间故障树已有研究结果。给出一般结构和多向环结构的空间故障网络,及其转换为空间故障树的方法。为使用空间故障树理论研究一般网络结构故障发生过程提供方法。     

主元空间中故障重构的故障识别（英文）

基于主元分析(Principal Component Analysis,PCA)统计过程监控方法,由于其不需要数学模型,因此目前在过程监控领域获得了广泛应用,但这也限制了其在故障诊断方面的能力。针对此问题,本文从故障子空间与PCA监控模型的角度,利用故障重构技术,对基于PCA的T~2统计量进行重构,获得了主元子空间中T~2统计量的故障可重构性理论条件,提出了具体的故障识别指标和诊断算法,解决了基于主元子空间故障重构技术的故障诊断问题,弥补了Dunia等人的方法只在残差子空间中讨论故障重构与识别问题。通过对双效蒸发过程的仿真监控,表明了所获得的理论条件、故障识别指标和诊断算法能对传感器故障和过程故障进行有效地识别,证实了所获理论、识别指标和诊断算法的有效性。     

Part family formation based on a new similarity coefficient which considers alternative routes during machine failure

A number of research papers have used different types of similarity and dissimilarity coefficients for determining part families. In cellular manufacturing systems, most machines are capable of performing more than one operation, which makes parts rerouting feasible. When a part is rerouted, it affects the cell performance. Most of the suggested approaches in the literature develop a new similarity coefficient based on mathematical analysis, however, these methods tend to disregard alternative routes during machine failure. The main objective of this paper is to identify part families based on a new similarity coefficient which considers the number of alternative routes available during machine failure. Based on the new similarity coefficient, the part families were identified by using a p-median model.     

一种基于托管机制的网格计算资源管理模型

网格计算的关键技术是资源管理,如何有效地对网格资源进行管理调度成为一个网格系统是否可用的关键问题。简要介绍了网格计算环境下资源管理的研究状况,并提出了一种基于托管机制的资源管理模型,可以有效降低网格计算环境下资源请求失效率。最后,通过实验检验和分析了该模型的效果。     

资源约束下产品开发过程仿真模型

提出考虑资源约束的产品开发过程仿真模型。该模型考虑产品开发过程中的返工迭代以及资源约束,根据任务信息控制能力确定任务资源分配的优先级,相对于Cooper提出的资源分配方式具有更高的效率。仿真模型可以估算产品开发过程的具体信息,包括项目的总开发时间,完成各任务所花费的时间以及资源约束对项目完工时间的影响等。该模型可用于辅助项目管理人员预测和控制项目开发过程。     

基于回归分析的备件故障率预测模型

根据备件的故障率可以有效地指导备件的存储策略，该文在介绍了几种典型故障率曲线的基础上，给出了一般预测模型的步骤及其流程图，此后建立了一个基于回归分析的备件故障率预测模型，并利用此模型对某一备件的故障率进行了预测，最后，利用相关系数对二者的相关性进行了分析，说明了二者有较好的线性关系。     

赛博空间安全框架设计及风险评估方法

从赛博空间的安全需求出发,通过安全引擎和移动安全中间件技术,解决移动终端的异构性与安全性的难题,提出一个赛博空间抽象层面的安全体系结构并进行了技术描述。该体系结合风险管理技术,集成多种不同的安全技术和安全层次,实现了赛博空间环境下的有效防护。同时,基于隐马尔科夫理论,提出了基于隐马尔科夫模型的信息安全风险评估方法,计算机仿真实验结果表明,该方法实现了对赛博空间安全风险的定量评估,有一定的可行性。     

考虑个体警觉行为的双层网络流行病传播模型

流行病传播过程中常伴随个体意识信息的扩散,然而目前关于流行病与意识信息关系的研究大部分未考虑意识信息在传播过程中对个体接触行为的影响。提出一种基于个体警觉状态的双层网络流行病传播模型。建立下层物理接触网络描述流行病的传播,构建上层信息扩散网络描述流行病传播中信息扩散,根据个体的行为偏好和警觉性设计警觉个体避免与非警觉个体接触、警觉个体避免与警觉个体接触两种接触行为策略,并在BA-BA、BA-WS和WS-WS 3种双层网络中模拟两种行为策略对流行病传播的影响。仿真结果表明,该模型中两种个体警觉行为策略通过调节警觉性参数均能有效降低流行病感染规模并提高流行病爆发阈值,从而抑制流行病在人群中传播。     

Failure diagnosis and recovery based on DES framework

As many industrial systems become more complex, it becomes extremely difficult to diagnose the cause of failures. This paper presents a new failure diagnosis approach based on discrete-event systems (DES) framework. In particular, the approach is a hybrid of event-based and state-based ones leading to a simpler failure diagnoser with supervisory control capability. In our approach, we include the failure recovery events for failures in the system model in order to derive a diagnoser we refer to as a recoverable diagnoser. Further, in order to reduce the state size of the recoverable diagnoser, a procedure to construct a high-level diagnoser is presented. The design procedure for diagnoser is presented along with a pump-valve system as a illustrative example.     

Anisotropic diffusion equation with a new diffusion coefficient for image denoising

This paper presents a new anisotropic diffusion model which is based on a new diffusion coefficient for image denoising. In the proposed model, a new diffusion coefficient and a method of automatically set gradient threshold parameter are introduced into an anisotropic diffusion model, which weakens the staircasing effect and preserves fine edges in a processed image. Comparative experiments show that the new model achieves the more satisfied denoising results than the other existing models.     

Lagrangian simulation of oil droplets transport due to regular waves

Dispersed oils (i.e., oil droplets) at sea are transported by convection due to waves and buoyancy and by turbulent diffusion. This work follows the common approach in the oil community of using a Lagrangian approach instead of the Eulerian approach. Our focus was on small scale simulation of oil plumes subjected to regular waves. Stokes' theory was used to obtain analytical expressions for wave kinematics. The velocity above the Mean Water Level was obtained using a second order Taylor's expansion of the velocity at the MWL. Five hundred droplets were used to simulate the plume for a duration of 60 wave periods. A Monte Carlo framework (300 simulations) was used to compute theoretical mean and variance of plumes. In addition, we introduced a novel dimensionless formulation, whose main advantage was to allow one to report distances in terms of the wave length and times in terms of the wave period. We found that the Stokes' drift was the major mechanism for horizontal transport. We also found that lighter oils propagate faster but spread less than heavier oils. Increasing turbulent diffusion caused the plume to disperse deeper in the water column and to propagate less forward. The spreading in both vertical and horizontal directions increased with an increase in turbulent diffusion. The increase in wave slope (or wave steepness) caused, in general, an increase in the downward and horizontal transport. In the context of mixing in the water column, the dimensionless formulation showed that small steepness waves with a large turbulent diffusion coefficient could result in essentially the same spreading as large steepness waves with a small turbulent diffusion coefficient.     

Molecular dynamics simulations of diffusion of submonolayer polar liquid lubricant films on solid surfaces

A fundamental understanding of the diffusion phenomena of submonolayer polar liquid films is important for achieving reliable lubrication between moving mechanical parts separated by a nanometer-sized gap. To acquire this understanding, we conducted molecular dynamics (MD) simulations of diffusion phenomena of submonolayer polar perfluoropolyether (PFPE) Zdol films on solid surfaces. To improve the accuracy of these simulations, we developed an all-atom model that includes hydrogen-bond potential and refined atomic charges for Zdol molecules and tested it through MD simulations of spreading of step-shaped submonolayer PFPE films. Our MD simulations reproduced the experimentally observed effects of polar end groups on the diffusion speed and molecular conformation of Zdol. We then conducted MD simulations of self-diffusion of submonolayer Zdol films; these simulations demonstrated that as the thickness of the submonolayer Zdol films decreases, molecular conformation becomes flatter and the self-diffusion coefficient decreases. These changes in molecular conformation partially explain our experimental finding that the spreading of step-shaped submonolayer polar PFPE films slows down with decreasing initial thickness.