空天地一体化网络系统架构设计与智能管理

为了克服空天地一体化网络系统(Space-Air-Ground Integrated Network,SAGIN)由于结构复杂和业务多样而导致的不同网络间的协同困难,提出了基于移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的SAGIN多维管理架构.通过将网络系统划分为数据层、控制层和管理层,网络状态...     

天地一体化网络认证机制性能定量分析方法

在天地一体化网络中,为保证节点身份的合法性,需要对节点进行接入认证及切换认证。但是,认证机制的实施将会影响网络性能,因此该文对各种认证组合方案的整体性能进行量化分析。建立天地一体化网络认证与节点通信模型,定义了6种认证协议,给出了4种典型的认证组合方案。定义了平均认证时延与平均认证开销两种性能评价指标。给出了单次认证时延、单次认证开销、认证与切换概率的计算方法。在不同接入持续时间及接入到达率条件下,对各种认证组合方案的性能进行了量化分析。     

面向空天地一体化信息网络的边缘计算资源融合管理方法

随着空天地一体化信息网络的建设与发展，无线网络的全球无缝覆盖与泛在的人工智能成为了可能.卫星与无人机作为天基边缘计算节点，辅助地面设备完成各项任务，成为6G网络中的重要应用场景.当前针对卫星、无人机边缘计算的研究处于起步阶段，这些研究在边缘计算服务模式及实际应用方面仍有待进一步深入.单个卫星或无人机的计算能力薄弱，通常难于独立提供较复杂的数据处理服务.现有资源管理算法通常需要多轮博弈才能收敛，难于满足空天地一体化场景中资源管理方法快速收敛的需求.针对以上挑战，本文在天算星座边缘计算服务场景基础上，对空天地一体化网络中天基资源的服务模式进行了分析，提出了组合及聚合两种计算服务融合方式.本文将天基边缘计算资源的管理建模为两阶段的斯坦科尔伯格博弈模型，提出了分布式混合动态迭代算法与分布式分组动态迭代算法，加快了博弈过程的收敛速度.本文基于分布式场景构建了仿真实验，并在典型参数设置下对算法性能进行了分析.仿真实验结果表明：在两种不同服务模式下，本文提出的方法能够使空中边缘计算节点与用户设备获得最大收益;相比近年相关研究，本文所提方法的收敛时间能够缩短60%以上.     

空天地一体化试验与测试体系发展构想

现代作战系统中,一体化作战网络成为军工武器研制的必然趋势;文章以空天地一体化试验与测试体系为主线,首先介绍了美国DoD在军工试验与测试领域的研究计划;其次,提出了我国空天地一体化试验与测试发展构想,为大武器系统(SoS)联合试验与测试等提供全面、有效的试验与评估技术、方法与手段,推动我国军工武器装备研制技术的快速发展。     

舰空导弹制导控制一体化仿真

为精确模拟舰空导弹拦截目标弹道，精确计算导弹制导精度，必需开展舰空导弹制导控制一体化仿真。在分析某垂直发射舰空导弹飞行控制过程的基础上，建立舰空导弹制导控制一体化仿真所必需模型，包括导弹受力模型、六自由度运动方程组、控制系统模型及制导规律模型，根据所建立模型，采用迭代计算方法，按照一定的仿真计算流程，仿真计算了舰空导弹在惯性初制导段和半主动雷达寻的末制导段的弹道。仿真结果表明，所建立的制导控制一体化模型能有效模拟舰空导弹的惯性制导弹道和半主动雷达寻的制导弹道。     

天地一体化网络中无人机通信链路选择策略研究

本文在研究无人机通信多种信道模型和特征的基础上,提出了一种基于天地一体化网络的无人机通信链路选择策略。该策略通过分析不同飞行环境下无人机通信链路影响因素选择最佳通信链路,解释了无人机系统中不同通信链路的适用场景,并根据所提出的策略,设计了一种多无人机在近地面观测站的编队飞行方式。仿真研究了基于该策略的多无人机编队飞行时通信链路的误码率性能,以及多普勒频移、传输时延和阴影衰落等影响因素。研究结果表明无人机在长时间多场景飞行过程中,根据所提出的策略切换不同的通信链路能够将误码率保持在满足通信需求的水平。     

天地一体化网络中基于预认证与群组管理的安全切换方案

针对天地一体化网络中卫星节点高速移动过程的卫星接入点频繁切换问题,利用卫星轨迹可预测的特点,提出了基于组的多移动节点安全切换方案。该方案针对网络中卫星节点和地面移动节点的移动特性,对多移动节点切换过程中的交互信息进行有效汇聚;利用卫星节点运动轨迹可预测的特性,提前通过安全上下文完成预认证与会话密钥协商。和已有方案相比,所提切换方案在保证切换所必备的安全性的同时,显著减小了切换延时以及认证和密钥协商过程中节点的通信、计算负担,适用于卫星节点能量受限的天地一体化网络环境。     

天地一体化智能网络流量实时分类

天地一体化智能网络规模大,环境复杂,网络中流量业务类型繁多且流量具有突发性.本文结合Spark大数据分布式平台,根据流量的特点设计了SFFS-FCBF-C4.5(简称SFC)决策树分类模型,实现了大规模网络下流量的实时分类,以保障网络中资源的合理分配和利用.SFC算法是在C4.5决策树算法的基础上结合了改进后的快速相关滤波算法(Fast Correlation-Based Filter Solution, FCBF)和连续型属性值离散化算法,可以在有效去除冗余特征和降低模型复杂度的同时,提高模型分类的速度和准确率.仿真结果表明,SFC决策树分类模型相比传统的流量分类模型具有较好的稳定性和较高的准确率,可以很好的适应复杂多变的网络环境.同时,Spark大数据分布式平台的应用大幅度提高了大规模网络下流量分类的速度,能够对海量流量进行实时分类.     

基于视点互信息的树叶实时简化方法

三维树木模型在虚拟地理环境,三维城市场景等领域中应用广泛,但由于树木中包含丰富的几何信息,难以对大规模的森林场景进行有效的渲染.为此我们设计了一种基于视点互信息(Viewpoint Mutual Information, VMI)的树木实时简化方法.在预处理中按照树枝间的拓扑关系将树木划分为具有父子关系的节点,然后根据VMI计算每片树叶在多个视点下的平均重要度并以此对树叶进行排序,重要程度较小的树叶在简化过程中将会被优先删除.实时简化过程中,我们提出了一种视点依赖的简化方法,大大降低了需要渲染的数据量.为了提高渲染森林场景时的性能,我们使用了多种渲染优化措施以避免不必要的细节层次(Level Of Detail, LOD)切换.     

基于SDN的天地一体化网络控制器部署方法综述

软件定义网络(Software Define Network,SDN)推动了传统网络的发展,将SDN引入天地一体化网络能够极大程度地调动各层级网络的资源,实现天地一体化网络的智能管控;首先,介绍了天地一体化网络和软件定义网络,论述了基于SDN的天地一体化网络架构的研究现状;随后,介绍了SDN控制器的性能指标并对比了当前的SDN多控制器部署方法,综述了基于SDN的天地一体化信息网络的控制器部署策略;最后,对未来基于SDN的天地一体化网络控制器部署方法进行了展望和归纳总结。     

柴油机的模糊PID调速控制策略研究

研究了一种基于模糊PID算法的柴油机调速控制策略。提出了一种模糊控制改进算法,对电子调速器PID参数按调速系统过渡过程进行在线实时模糊自整定。Matlab/Simulink仿真结果表明,该系统超调量控制效果明显得到改善,动、静态控制效果要好于常规PID控制,具有控制灵活、响应速度快和适应性强等优点。     

柴油机共轨压力模糊自适应PID控制研究

柴油机高压共轨燃油系统中,共轨压力决定了燃油喷射压力,共轨压力随不同工况的调节能力及其压力的稳定性从根本上影响着系统性能。针对共轨压力控制,设计了模糊PID控制器,增加了积分分离与轨压预控制技术,给出了共轨压力的控制策略和实现方法。通过对PID参数的在线自适应整定,实现了在不同柴油机工况下对不同共轨压力变化的最佳控制。台架实验结果表明,共轨压力随柴油机转速与单次喷油量的增加应相应提高;当柴油机转速较高时,PID控制器应采用较大的控制参数;轨压预控制可有效地减少轨压波动和缩短轨压稳定时间;提出的控制策略和实现方法可把轨压控制偏差稳定在1.7%以下。     

分拣扫描设备不规则物料分类自动控制方法研究

为了提高分拣扫描设备不规则物料的分类能力,提出基于粒子群进化寻优的分拣扫描设备不规则物料分类自动控制方法。构建不规则物料分类自动控制的图像扫描模型,采用网格分类方法对扫描的不规则物料图像大数据进行自适应分类,在邻域内采用超像素特征分解方法进行不规则物料分拣扫描图像区域融合滤波处理,进行不规则物料分拣扫描图像的颜色分量合并和模板匹配,挖掘不规则物料扫描图像的边缘轮廓特征量,根据不规则物料的边缘轮廓特征扫描结果进行大数据信息融合和分类,采用粒子群寻优算法,根据不规则物料的边缘轮廓特征量,更新粒子群中每个粒子的空间位置,进行不规则物料分拣过程中的外观匹配,实现对不规则物料分拣扫描分类的自动控制。仿真结果表明,采用该方法进行分拣扫描设备不规则物料分类自动控制的收敛性较好,分类结果准确可靠,提高了不规则物料分拣的效率。     

网络安全态势感知中态势评估关键技术研究

提出了一种安全态势评估模型。利用反正切函数和修正函数来设计证据理论中的经验函数,将证据理论引入到安全态势评估中,对部署在网络中的多种传感器设备提供的安全数据进行关联、融合,绘制安全态势曲线,给出当前网络的安全态势。对所提出的安全态势评估模型和算法进行了测试、验证。结果表明证据理论的应用很好地解决了网络安全态势评估问题。介绍了如何将这种评估模型应用到大规模网络安全态势评估中去。     

双参考点切换的多移动机器人队形运动控制方法

为描述机器人队列的运动过程,从相对位姿的角度定义了多移动机器人的队形模型.在传统leader-following队形控制的基础上,引入切换控制思想,每对领路机器人与跟随机器人之间设计3个控制器,对应跟随机器人中轴线上两参考点分别设计两个运动子控制器,控制领路机器人与跟随机器人之间的相对位姿;切换控制器根据系统处于平衡状态时,跟随机器人线速度的符号切换运动控制器,从而保证队列收敛到目标队形.仿真实验结果表明,机器人队列表现出良好的整体一致性,队列运动更加平稳.     

面向异构网的呼叫控制体系研究

促进多网融合是下一代网络工作的主要研究方向,如何把握切换时机,在异构网络中进行准确切换是保证用户获取最佳的通信质量的核心.提出了基于无线局域网即有资源以及用户所出位置决定切换策略的机制,对用户的移动进行预测,能够掌握较为准确的切换时机,在两个不同模式的网络之间进行切换.在此机制下,可以根据用户个性化的数据,计算获得根据新呼叫失败概率以及呼叫切换失败概率数据,从而为切换提供理论数据.通过仿真实验表明了新切换机制的有效性.     

结肠癌基因表达谱的分类检测问题研究

随着大规模基因表达谱技术的发展,基于基因表达谱的癌症诊断方法正在成为临床医学上一种快速有效的诊断方法,但是由于基因表达数据维数过高、样本量小、噪声大,使得正确提取有关癌症的特征基因成为关键。以结肠癌肿瘤的基因表达谱数据为例,提出了结合Fisher权函数、离散傅里叶变换和主成分分析的混合特征基因提取方法,以多元Logistic回归分析和贝叶斯决策作为分类器进行肿瘤分类检测。实验结果表明,该方法对于结肠癌数据集CV识别准确率高达96.80%。     

COBIT控制目标体系研究及在电子政务中的应用

COBIT代表信息及相关技术的控制目标,是国际上公认的安全与信息技术管理和控制的开放性标准,为实施信息系统的管理和控制提供依据,保证信息系统的安全性、可靠性和有效性。深入分析了COBIT控制目标体系,论述了COBIT控制目标体系在信息系统建设中的有效应用,结合国内电子政务建设的具体情况,提出了电子政务系统的控制目标体系。     

态势图形处理在灭火救援系统中的应用与实践

复杂多样的现代火灾救援对消防信息化建设提出了更高的要求,逐渐暴露现有系统的弊端和不足:顶层设计缺乏,资源共享困难,系统间互连互通不畅。在一体化消防业务信息系统建设中,重点研究了态势图形处理如何贯穿在整个灭火救援指挥业务链中,在数字化预案制作、灭火救援指挥调度以及灾后战评总结中实现一张态势图跨系统间的综合运用。支持多源、多尺度背景的消防力量部署图交互式标绘技术,基于时间轴的态势演播技术的运用丰富了跨区域灭火救援指挥调度手段,针对高楼灭火的特点,提出了高层灭火态势的立体展现技术,能够从不同角度直观反应救援现场的各种态势,为指挥员的决策分析提供辅助支持。     

高速列车多目标约束横向半主动控制算法研究

传统的高速列车横向半主动控制研究,主要以提高车体横向运行平稳性为目的;但车体与各部件之间通过二系悬挂与一系悬挂连接传递相互耦合振动作用,因此半主动控制在改善车体横向平稳性的同时,将导致构架横向振动和轮轨横向作用加剧,从而使得列车脱轨系数增大,列车运行安全性能变差;针对这一问题,提出在虚拟惯性阻尼半主动控制和脱轨安全半主动控制的基础上,设计两个控制回路的多目标约束下的混合半主动控制算法,在实现列车横向半主动控制提高平稳性的同时,控制脱轨系数的恶化,从而同时提高列车平稳性和脱轨安全性能;并利用Simpack建立了某型高速列车多刚体动力学模型,联合Matlab/Simulink建立了联合仿真分析系统对车体横向半主动控制进行研究;结果表明:采用多目标约束半主动控制算法后,车体横向振动加速度峰值和均方根值分别降低了36%和34%,平稳性改善了15%,脱轨系数减小了17%;可见采用多目标约束半主动控制算法不仅能够有效抑制车体横向振动,改善列车运行平稳性,而且还能减小列车脱轨系数,提高列车运行安全性。