基于拓扑位置关系的无人艇路径搜索方法

针对目前路径规划容易陷入局部最优和搜索时间较长的问题,提出基于拓扑位置关系的无人艇路径搜索方法。分析空间物体的拓扑位置关系,构建基于拓扑位置关系的地图表达。在地图要素表达、拓扑关系谓词和拓扑路径可达的基础上建立拓扑地图,避免大量网格化的路径搜索造成时间复杂度提升,同时避免搜索陷入局部最小值。采用Dijkstra算法对建立的拓扑地图进行最优路径选择。试验结果表明:在障碍物不变、搜索范围变大的情况下,该方法相比栅格化的A*算法能以较低的搜索时间实现更优路径的搜索。     

综合港区集疏运系统路网结构建模与分析*

基于复杂系统理论的网络分析方法,建立了港口集疏运道路系统的网络模型,依据路网结构的拓扑关系图,分析网络节点的度分布等结构参数,结合实际案例对综合港区的集疏运系统路网结构进行仿真试验研究.研究成果对于港口的规划设计具有参考价值.     

MapInfo电子海图技术在船舶导航系统中的应用

导航系统为船舶航行提供关键的位置信息服务和通讯服务,是船舶上不可缺少的组成部分。基于Map Info格式的电子海图具有图像处理性能高、成本低和兼容性强等优点,近年来逐渐引起研究人员的重视,并应用到船舶导航系统中。本文系统介绍Map Info电子海图的理论基础和结构组成,设计基于Map Info电子海图技术的船舶综合导航系统。     

基于GIS的舰艇损管信息显示系统

利用地理信息系统(GIS)的产品Map Info,及采用Map X控件与VC 6 .0集成开发方式,建立了舰艇损管信息显示系统。具体阐述了系统的原理、功能及实现方法,并对其功能的进一步完善进行了探讨。     

锚机机架结构优化设计

结合有限元法、拓扑优化理论以及尺寸优化理论,对某锚机机架进行了系统的创新设计。首先根据锚机设计参数确定该机架的基本尺寸和材料参数,以此建立机架有限元模型,并在此基础上建立拓扑优化模型,得出该机架的最佳传力路径;再根据优化结果建立了三种设计方案的壳单元数值模型和相应的包含离散变量的尺寸优化模型,进行机架的详细设计和比较分析,得出最优机架结构。     

多目标应急物流路径选择研究

为研究自然灾害发生后应急物流的路径选择问题,综合考虑了运输时间、运输距离以及路径复杂性等因素.考虑到随着灾难的扩展,路网上的运输速度会受到影响,将运输速度设定为随着时间而连续递减的函数.以最小化运输时间、运输距离和路径复杂性为目标,建立多目标非线性混合整数规划模型,并将多目标问题转化为单目标问题来求解,设置不同的实验参数进行比较,找到目标函数值最小时对应的路径.最后通过算例研究表明:利用提出的模型进行应急物流路径选择,能够有效地获得最优路径.     

深远海设施人员应急撤离路径优化模型

针对深远海设施人员应急撤离路线优化问题,基于深水半潜式支持平台船体实际环境信息,考虑各可撤离路径的通行能力,引入拥挤度和撤离时间来计算人员路阻函数,构建人员撤离路径优化模型.以一个小型多源多汇拓扑网络的人员撤离方案为例,分别求解人员撤离路径优化模型和传统最短撤离路径模型,并对计算结果进行对比分析,验证人员撤离路径优化模型的有效性.     

面向AUV水下移动对接的实时路径规划方法

自主水下机器人(AUV)与移动对接平台之间的实时路径规划,是AUV与移动对接平台进行自主对接的使能技术之一。针对复杂动态环境下AUV与水下移动平台对接的实时性和终端姿态需求,研究了一种基于混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)的AUV与水下移动平台对接的实时路径规划方法。利用对障碍物约束、AUV本体约束进行相应的分析和线性化,根据多个对接阶段的需求设计了距离收敛、时间最优和姿态最优等不同的目标优化函数,建立了移动对接目标函数,形成相应的多约束线性规划模型,实现对AUV加速度优化,得到满足所有约束且目标函数最优的实时优化路径。最后,在充分考虑AUV实际的动力学模型下的仿真实验分析,验证了此方法的有效性。     

深远海设施人员应急撤离路径优化模型

针对深远海设施人员应急撤离路线优化问题,基于深水半潜式支持平台船体实际环境信息,考虑各可撤离路径的通行能力,引入拥挤度和撤离时间来计算人员路阻函数,构建人员撤离路径优化模型。以一个小型多源多汇拓扑网络的人员撤离方案为例,分别求解人员撤离路径优化模型和传统最短撤离路径模型,并对计算结果进行对比分析,验证人员撤离路径优化模型的有效性。     

舰船计算机网络入侵最优路径推演模型构建

传统的网络入侵最优路径推演模型存在检测率低的问题,为了解决这个问题,提出舰船计算机网络入侵最优路径推演模型构建。将数据包存入规则库中进行特征匹配,在通过马氏距离判断法,对每一个网络分段内部的动态攻击图进行近似处理,并采用Beta分布的定位法,获取舰船计算机网络入侵最优路径,在完成上述操作后,将时间因素引入到模型中,实现舰船计算机网络入侵最优路径推演模型的构建。实验中以一个标准的实验网络为平台,为确保实验结果的可行性,采用脆弱性扫描工具对2种模型进行检测率对比实验,由对比实验结果可知,所提模型的检测率更高。     

基于Q-Learning的无人驾驶船舶路径规划

为实现无人驾驶船舶在未知环境中自适应航行,建立一种基于Q-Learning的无人驾驶船舶路径规划模型。应用基于马尔科夫过程的Q学习算法,分别就环境模型、动作空间、激励函数及动作选择策略4大要素建立模型,设计激励函数,规划最优策略,使得无人驾驶船舶路径规划过程中所获奖赏最大;利用python和pygame平台建立仿真环境,仿真结果表明,该方法可有效地在未知环境中规划出较优路径及成功避让多个障碍物。     

基于SIMP拓扑优化理论的结构概念设计研究

为了探讨机床结构概念设计问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的机床结构设计方法,文中将拓扑优化方法与有限元结合应用于结构概念设计进行了研究。以UG作为CAD造型平台,以ANSYS作为CAE有限元建模和分析平台,采用SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)拓扑优化理论建立数学模型,并应用改进的启发式拓扑优化准则算法进行数学模型的求解,得到经过拓扑优化的结构概念设计的方案模型。文中将拓扑优化方法与CAD/CAE系统进行集成应用于解决船舶舵叶连接法兰面加工专机的升降台的拓扑结构优化。优化结果为结构详细设计阶段的形状优化和截面优化提供设计优化区域和原型。从结构概念设计的结果看出,其优化设计过程较稳定、有效,能够满足工程上概念设计的需要。     

电子商务环境下舰船供应链物流配送最优路径规划方法

传统舰船供应链物流配送最优路径规划方法,普遍采用一种最优计算算法来完成最优量的计算。当计算出的最优量同实际路径发生冲突时,算法无法快速给出当下最优路径解决方案,严重影响物流配送时效。因此,提出电子商务环境下舰船供应链物流配送最优路径规划方法。根据舰船配送货物特征,通过迪杰斯特拉算法对货物配送路径进行多路径规划模型建立,使其模型中的路径能够符合全局配送过程的需要;通过实时优化蚁群算法对模型中的规划路径进行实时最优计算,保证舰船任意状态下的航行路径均为最优路径。对传统路径规划方法所规划的路径与提出方法所规划的路径进行最优路径的二次规划测试,通过二次最优规划所用时间,证明提出方法在路径实时最优规划上优于传统路径规划方法。     

基于模糊综合评价的帆船行驶最优路径规划方法

路径规划是帆船比赛取胜的重要环节。综合栅格法和模糊概念,提出了基于模糊综合评价的帆船行驶最优路径规划方法。该方法采用栅格法建立帆船航行的二维平面信息,以模糊逻辑为基础,结合帆船的运动信息建立帆船在运动平面上的二维隶属函数模型,并采用模糊综合评价思想,综合考虑行驶速度和接近目标2个因素建立综合评价函数,进行行驶方向决策。利用宽度优先搜索算法实现全局最优路径搜索。仿真结果证明,该路径规划方法能够取得较好的规划结果,对指导帆船运动员进行科学训练有很好的应用价值。     

Hadoop平台下Mahout随机森林算法的分析与实现

为了验证Mahout随机森林算法的评估效果,文章基于Hadoop平台以UCI数据库中的Banknote Authentication数据集为应用背景,对该算法进行了验证分析。首先阐述了Hadoop云计算平台的重要组成部分——HDFS分布式文件系统和Map Reduce计算框架,同时搭建了完全分布式的Hadoop物理集群实验环境。然后,对随机森林算法在Mahout算法库中的实现过程及其原理进行分析。最后,用UCI数据集在Hadoop平台上进行验证。实验结果表明,随机森林模型对BanknoteAuthentication数据集的分类准确率稳定在96%以上,当决策树的数目为5的时候,效果最优,准确率达98.5401%。此外,实例还通过选择不同的决策树数目,验证了随机森林算法具有较高的稳定性和鲁棒性。     

GPS车载导航系统的地图匹配算法研究

分析了影响车载导航系统定位精度的各种GPS数据误差,提出将改进的地图匹配投影算法和基于路网拓扑关系的匹配算法进行整合,以此来实时提高车载导航系统的定位准确度,同时给出了误差模型和算法描述以及算法的实现方法。最后通过仿真实验来验证算法的准确性和可靠性,并在此基础上提出了几点改进策略。     

船舶基座阻尼材料敷设优化及实验研究

[目的]船舶基座结构是船舶减振的重要设备,为提高基座结构的减振效果,在结构表面敷设阻尼材料是常用手段。[方法]以基座结构的加速度振级落差为评价指标,应用各向正交惩罚材料密度法(SIMP),建立自由阻尼材料的拓扑优化数学模型。在优化模型中,其约束条件是确保在阻尼材料总使用量一定的情况下实现阻尼材料在基座结构表面的最优分布。最后,以某型船的主机基座为例,在建立的有限元模型的基础上,开展基座结构阻尼材料拓扑优化的数值计算,并利用基座模型实验的方法对拓扑优化数值计算结果进行实验验证。[结果]经验证,获得了阻尼材料的最优敷设方案。[结论]所得成果对船舶基座结构设计和复合材料的应用具有一定的参考价值。     

基于Geodatabase的海岛空间数据库设计

实现空间数据和属性数据一体化的存储与管理是GIS应用软件的关键。文章用SQLServer为数据库平台,以Geodatabase为空间数据模型,实现了对海岛空间数据的集成和管理,为建立相应的GIS图形化平台提供了数据管理支持。     

基于复合材料的水下耐压结构拓扑优化探究

探究基于复合材料的拓扑优化设计方法在水下耐压结构设计中的应用.本文方法是在等值线方法、SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)模型、灵敏度过滤技术的基础上,推导复合材料的等效刚度矩阵.通过经典桥形结构优化算例、静水压作用下的结构拓扑优化设计以及空心水下耐压结构优化设计,分析了在拓扑相关载荷作用下,复合材料对于水下耐压结构的最优拓扑形式的影响.发现复合材料与各向同性材料结构的优化结果比较相似,而复合材料的铺层方式及角度的变化可能对优化结果产生较大的影响,本文对空心耐压结构的优化结果与MIT团队提出的耐压壳概念相类似,说明复合材料的拓扑优化研究对于未来水下耐压结构的设计具有重要的参考价值及指导意义.     

集装箱码头自动导引车路径选择模型研究

本文针对自动导引车在集装箱码头应用中的路径选择问题,建立了以Dijkstra算法为基础的最优路径选择模型,并提出了相应的路径选择的算法。