基于动态八叉树的复杂场景交互式实时漫游

利用对象间的空间位置关系．通过将八叉树、AABB树与面向对象概念相结合，构成一种能根据动态场景快速更新的面向对象的动态八叉树，其叶节点中包含的不是三角面，而是带有AABB层次树的物体对象．在此基础上进行摄影机裁剪和物体的碰撞检测及响应．实际应用表明，在克服传统八叉树算法不能保留对象几何信息、物理属性的局限性同时，又充分发挥其空间剖分的优点，使之快速准确地确定交互对象，达到加快场景渲染速度，减小物体间两两求交检测的次数的目的．     

城市轨道交通三维缓冲区构建方法

为解决现有地理信息系统无法完成城市轨道交通三维缓冲区构建的难题,采用八叉树作为构建三维缓冲区的基础数据结构,用线性八叉树编码储存轨道交通实体的空间结构信息,将交通三维缓冲区分析转化为八叉树节点的空间分析。研究了八叉树节点的空间关系,得出了一种线性八叉树邻域分析的新算法,即0-1互换算法。运用0-1互换算法找出轨道交通的边界节点,确定边界节点的边界方向,由边界节点构建交通三维缓冲区,形成了一套由线性八叉树构建城市轨道交通三维缓冲区的新方法。运用0-1互换算法对直线隧道、曲线隧道、直线高架桥、曲线高架桥等轨道交通实体模型进行边界节点提取,并与传统算法和经典肖氏算法进行了比较。选择连拱隧道、单拱隧道和高架桥3种结构,分别进行了三维缓冲区构建,统计了3种结构分割的八叉树节点数量,并与采用传统栅格结构进行三维缓冲区分析的栅格节点数量进行对比。分析结果表明:与传统算法和经典肖氏算法相比,0-1互换算法在对直线隧道、曲线隧道、直线高架桥、曲线高架桥4种轨道交通实体模型的边界节点提取中耗时最少,分别为5、7、10、18ms,将算法的时间复杂度由二次阶减少为一次阶;基于线性八叉树的交通三维缓冲区构建方法,对连拱隧道、单拱隧道与高架桥进行三维缓冲区构建时,其存储空间分别为栅格结构的7.26%、3.64%、3.72%。可见,基于线性八叉树结构的交通三维缓冲区构建方法能显著降低分析节点数量,提高交通三维缓冲区的构建效率。     

顾及自适应多细节层次的八叉树点云管理算法

为了解决大规模点云不易有效组织、动态可视化时冗余度大,且较难实现自适应显示的问题,提出顾及细节层次(levels of detail, LOD)的八叉树点云管理算法.该算法基于八叉树索引将扫描点限定在每个结点范围内,利用自上而下空间分割和自下而上参数计算相结合的预处理策略,减少实时阶段计算量,通过构建保守性模拟误差,使场景各处均可自动满足可视要求,并辅之以高效加速方法,实现了点云的有效组织和自适应流畅显示.实验研究表明,在优化的预处理和辅助加速策略支持下,与经典R树算法相比,该算法实时阶段计算量小,每帧自适应漫游平均时间在0.04 s以内.      

正则m叉树N(Tt,k)计数公式及应用

分析了正则m叉树T中m,分枝点个数i和叶数t与子正则m叉树中分枝点个数和叶数之间的关系,利用对正则m叉树T的完全分支进行讨论方法,导出了正则m叉树T的恰有k个分支N(Tt,k)的递归计数公式,在m=2的特殊情况,得到正则2叉树计数递归关系式,并给出应用.     

适于自适应网格加密的数据结构和算法

在简述四叉树网格自动生成方法的步骤和特点的基础上，提出了一种适合局部网格加密的数据结构和算法。基于这种数据结构和算法，可以很容易地利用四叉树网格法对局部网格进行修正，并能保证粗细单元之间的有效过渡。这个特点在自适应ｈ－方案中是十分重要的。本文最后给出了三个性能测试例子，验证了该数据结构和算法的有效性。     

一种基于方向关系的空间查询算法

利用锥形模型和四叉树索引,提出一种基于方向关系的空间查询算法,其主要步骤包括:首先,借助锥形模型和四叉树索引快速查找其最小投影矩形(MBR:minimum bounding rectangle)符合给定方向关系的空间对象,构成候选集;然后,从候选集中删除不符合给定方向关系的空间对象,得到结果集.使用C#语言对提出的算法进行了编程实现,并采用不同几何类型的空间数据对其进行了实验.实验结果表明该算法能够对空间数据进行高效地查询,较好地满足了实际应用的需求.     

基于多叉树的延误高速列车运行优化调整方法

高速列车高密度的运行模式,使列车运行对延误的敏感度非常高.因此,延误高速列车运行调整成为一个重要的研究问题.本文基于高速铁路列车运行特点,建立了高速铁路列车运行关系模型.在此基础上随机添加列车延误,设计区间加速、按图行车、减少停站时间、减少越行、增加越行、按最小间隔时间顺延及按延误时间运行等 7种列车运行调整方法.以各列车在各车站的总延误时间最小为优化目标,建立延误高速列车运行优化调整模型,并设计了基于分阶段多叉树的延误高速列车运行优化调整算法以实现延误后列车运行的调整,从而得到最优调整方案及列车在各车站的延误总时间.最后以京沪高速铁路实际运行图作为案例进行计算分析,证明该模型和算法的有效性和可行性.     

基于四叉树孤立分割和屏幕误差的地形LOD算法

为解决静态和动态细节层次模型存在的数据冗余度大、精度判断标准单一和层次切换跳跃感强的问题,提出了基于四叉树孤立分割和屏幕误差的地形LOD(level of detail)算法.采用该算法,针对于规则格网,通过地形瓦片分割和数据预处理减少实时阶段计算量,利用四叉树孤立分割消除结点间依赖关系,并构建保守性屏幕误差评价标准以弱化视觉跳跃感,最后采用添加拆分点和高程平均值法消除相邻瓦片和结点间裂隙.实验结果表明:该算法能较好解决常规方法中存在的问题;可满足大规模地形实时三维显示的要求;实时显示计算量小,帧速可保持在0.03 s以内.      

八叉树PagedLOD大规模三维模型可视化研究

针对虚拟仿真中渲染显示大规模三维模型的计算机资源消耗大、刷新率低的难题,提出基于八叉树的PagedLOD大规模三维模型可视化方法,实现了以零件为单元进行大规模模型数据的动态调度.通过以动车组检修大型模型实例作为验证,结果表明了相比于传统的直接渲染方式,此方法在大规模模型场景中能够在保留原装配树结构的前提下,实现模型数据的动态调度,有效地控制内存的占用,提高场景刷新率.     

八叉树PagedLOD大规模三维模型可视化研究

针对虚拟仿真中渲染显示大规模三维模型的计算机资源消耗大、刷新率低的难题,提出基于八叉树的PagedLOD大规模三维模型可视化方法,实现了以零件为单元进行大规模模型数据的动态调度.通过以动车组检修大型模型实例作为验证,结果表明了相比于传统的直接渲染方式,此方法在大规模模型场景中能够在保留原装配树结构的前提下,实现模型数据的动态调度,有效地控制内存的占用,提高场景刷新率.     

企业高层管理者胜任特征的物元分析

采用物元分析方法，建立了基于管理技能、个人特质和人际关系3个维度的企业高层管理者胜任特征物元模型，提出了以关联度为衡量依据的评价方法，并列举一个案例来阐述其应用．此模型将定量分析与定性分析相结合，初步形成了研究胜任特征的数学模型和评价方法．     

基于刚度等效模型的减重孔板结构快速分析方法

为了能够更有效率地对减重孔板结构进行计算分析, 提出一种快速分析方法; 研究了减重孔板结构模型与平面板结构模型间的一般刚度等效关系, 建立了减重孔板孔径、孔距与相应平面板等效杨氏模量、等效板厚间的关系表达式, 以等效平面板结构模型代替原孔板结构模型进行变形分析; 将局部节点位移施加到相应目标孔位模型上, 计算了目标孔位区域的应力分布; 结合试验与仿真验证了方法的准确性; 通过对某实际减重孔板结构施加不同载荷, 对刚度等效关系的稳定性进行了验证; 通过某车体底架带孔板结构实例, 对方法应用于实际工程中的有效性进行了验证。分析结果表明: 与试验结果相比, 快速分析方法仿真变形最大误差约为3%, 应变的最大误差约为5%;不同载荷下的等效杨氏模量偏差约为2.5%, 等效板厚的偏差约为1.3%;快速分析方法对变形与局部应力的平均计算误差小于6.7%, 计算时间缩短了约50%。可见, 快速分析方法可以替代传统方法对减重孔板结构进行性能分析。      

基于HAM的汽车乘员约束系统多参数优化

针对汽车乘员约束系统高度非线性且难于求解最优值的特点,提出全局敏感性分析结合混合元模型的优化方法,通过蒙特卡罗模拟在整个设计空间内采样,以元模型代替仿真模型来完成设计参数的敏感性分析,并将分析获得的信息用于混合元模型优化（hybrid and adaptive metamodeling method,HAM）,将二阶多项式响应面、Kriging模型、径向基函数三种元模型有机结合,自适应选择最佳的元模型进行寻优.搜索过程中元模型不断更新与重建,逐渐提高关键区域的精度,从而快速寻找到全局最优解.对某工程实例的优化结果表明该方法是有效的.     

An improved model updating method of reduced-models for finite element model

Most of exiting model updating methods based on the substructure matrices did not consider the effect of model reduction process on model updating which led to the updating results could not become more and more accurate with the improvement of the model reduction precision and the convergence rate was greatly reduced. In order to solve this problem, this paper analyses the basic reason about this problem, and proposes an improved model updating method of reduced-models, named as improved reduced cross-model cross-mode (IRCMCM) method. The proposed method eliminates the disadvantageous effect by adding a correction term to the model updating formula and employing an iterative process. The results obtained by the referenced method and IRCMCM method are compared by numerical examples of satellite’s plates, which indicate the model updating results are more accurate by using the proposed method, and the model updating precision becomes better with the precision of the model reduction upgraded and the convergence rate is improved to a large extent at the same time.     

Model for evaluating the ecological health of municipal solid waste treatment system

Ecological municipal solid waste （MSW） treatment systems are complex systems engineering concerning with multiple objectives and hierarchical levels. By combining an extension method with fuzzy logic theory, this paper investigated key technologies required by the comprehensive evaluation of ecological health. The method includes the construction of an evaluation system, quantification of evaluation indices, development of a matter-element model, development of an extension evaluation method, and assignment of a blended weight that combines subjectively and objectively estimated weights. This approach was used to develop a compre- hensive model for evaluating the ecological health of an ecological treatment system for MSW. The model was then applied to a case study, and the results demonstrated that the model is a reasonable and effective.     

船舶救助艇释放运动建模与仿真

采用Kane方法建立了救助艇释放运动模型，考虑了救助艇、柔性吊臂、吊索及船舶之间耦合运动；采用集中质量法建立了吊臂模型，根据弹性应变能函数及耗散函数计算了吊臂的内力；将救助艇和船舶之间的碰撞分为压缩和恢复2个阶段，分别根据赫兹接触理论和永久凹坑的接触力模型计算碰撞力；将吊臂模型与基于伯努利-欧拉梁理论的模型对比，稳定状态的吊臂形状基本一致；将救助艇释放运动模型与现有方法对比，进行了横浪条件下救助艇释放仿真试验与救助艇轨迹在水平和竖直方向的误差分析。分析结果表明:在波高为3 m，波长为245 m时，本文方法的平均绝对误差分别为0.11和0.12 m，现有方法的平均绝对误差分别为0.54和0.34 m；在波高为2 m，波长为60 m时，本文方法的平均绝对误差分别为0.09和0.14 m，现有方法的平均绝对误差分别为1.72和0.31 m；本文方法平均绝对误差均低于现有方法，可见本文方法提高了横浪条件下救助艇释放运动的计算精度；与碰撞试验对比，水平和竖直方向加速度峰值的相对误差分别约为0.5%和60.0%，水平方向加速度的峰值具有较高精确度，可见救助艇释放运动模型可用于辅助分析碰撞试验；根据救助艇释放运动模型，横浪条件下，为避免发生碰撞，4级海况时，救助艇与船舷初始距离最小为2.0倍艇宽，5级海况时，救助艇与船舷初始距离最小为2.5倍艇宽。      

基于模糊线性回归模型的公路货运量预测方法

确定了公路货运量的影响因素分别为GDP、人口数量、社会消费零售总额和农副产品产值,构建了基于模糊线性回归模型的公路货运量预测方法。以延安市公路货运枢纽规划为实例,1995～2004年的货运统计量作为因变量,确定了模型的模糊系数。以2005～2010年的货运统计量作为验证值,分析了模型的拟合精度,并将模糊线性回归模型的预测结果与指数平滑法、灰色模型、弹性系数法3种常见预测方法的预测结果进行比较。研究结果表明:在模糊线性回归模型中,t检验的平均值为0.673 07,说明预测值与实际值差异不显著,模型预测效果较好;4种方法的平均相对误差分别为0.073 1、0.100 3、0.167 8、0.232 9,可见,本文方法误差最小。     

单产品战略装车点布局问题改进模型及算法

基于两级供应链中多源-能力受限-设施布局问题理论,在考虑装车点办理能力、整列始发直达等约束条件下,以包括运输费用和固定建设费在内的总费用之和最小为目标,建立符合我国单产品铁路战略装车点特征的混合整数线性规划模型。在模型分析的基础上,借鉴优先权编码思想,提出基于优先权编码的遗传算法求解策略,设计了基于优先权的两点映射交叉方法,采用两点互换变异及无回放余数随机选择策略拓展解空间对模型进行求解。最后通过实际算例验证了这一算法的可行性和有效性。     

随机结构参数车辆在随机激励下的振动响应

为分析随机结构参数对车辆系统随机振动响应的影响,通过1/4车辆模型,研究了具有随机结构参数的非线性车辆系统在随机过程激励下的振动响应.将簧上质量、簧下质量、悬挂阻尼、悬挂刚度以及轮胎刚度均视为随机变量,考虑轮胎与车身之间弹簧的非线性,将路面不平整引起的对车辆的激励作为平稳白噪声过程建立系统的动力性方程,采用能量差法对非线性车辆系统进行等效线性化处理;通过求解李雅普诺夫方程,获得平稳随机振动响应协方差矩阵,并通过多次迭代求得稳定的等效线性车辆系统参数.算例计算结果表明:能量差法计算位移的相对误差为6.841 5%,而方程差法的相对误差为8.150 5%;用此方法计算随机响应的方差值仅用了0.8 s,而用Monte Carlo法模拟1 000次耗时70 min.