DNA计算机理研究及展望

DNA计算是一种模拟生物分子DNA结构并借助生物技术进行计算的新方法,它开创了以化学反应作为计算工具的先例,为组合优化问题的解决提出了一种全新的途径.论述了DAN计算的原理及其发展动向,研究表明该方法有不可估量的潜力.指出了DNA计算目前研究的主要方向及应用领域.     

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检测数据的迅猛增长,计算手段的日渐丰富,不断推动着道路交通学科研究领域的扩展与深化. 本文针对日渐显现的“计算交通”研究领域,首先介绍了计算交通的内涵及目标：基于海量数据以计算的手段来认识交通问题;进而阐述了计算交通的特点及构成,并分析了计算交通发展的两个重要基础——交通检测技术的发展及分析计算工具的发展,详细分析了计算交通的研究领域与技术框架;最后对当前先进计算技术在交通中的部分发展进行了分析. 先进技术的不断发展将使计算交通成为未来道路交通学科研究的重要支撑和工具,希望本文的分析能够为未来计算交通领域的发展起到一定的启示作用.     

计算智能理论及其在RITS中的应用

从分析生物智能、人工智能和计算智能的发展过程及研究本质出发,给出了目前计算智 能的概念综述了主要研究方法和研究现状,特别指出了计算智能理论技术面临的挑战,并进行 了展望,最后分析了计算智能理论应用技术以及在铁路智能运输系统中的应用.     

转动惯量误差对汽车碰撞模型计算结果的影响

为了有效控制车辆转动惯量误差对汽车碰撞模型计算结果的影响,应用摄动理论分析了车辆转动惯量误差对模型计算结果的影响规律.应用碰撞前车速曲线平均斜率、车速方向角曲线平均斜率和角速度曲线平均斜率,研究了车辆转动惯量误差对模型计算结果的影响程度.根据影响程度能够确定满足模型计算结果精度要求的车辆转动惯量取值范围.研究结果表明:当限制车辆转动惯量误差在7.94%范围内时,模型计算结果相对误差5%.      

双轴对称不锈钢受弯构件变形性能的非线性分析

为了研究不锈钢材料的非线性对其受弯构件变形的影响,采用有限元方法对不锈钢受弯构件荷载-挠度关系进行分析,并对其影响因素进行了研究.以主要因素为参数,计算了180根梁的荷载-挠度曲线.以有限元计算结果为基础,基于弯矩-曲率关系,提出了一种计算荷载-挠度关系的方法,并用非线性拟合的方法给出了荷载-挠度公式.结果表明：计算不锈钢受弯构件的变形时需要考虑材料非线性的影响,建议的计算方法与有限元结果较为吻合.     

粒计算及其应用的研究

粒计算是一种新的计算模式,涉及到如何利用粒来求解问题的方法,其基本问题是两个相关问题的研究：粒的结构和粒的计算.本文介绍了有关粒计算中的研究问题和相关的主要研究工作;使用Rough集理论作为工具,在信息系统S上提出了粒计算的一种模式,给出了粒语言、粒语义和粒运算的形式定义;并探讨了该粒计算模式在数据挖掘中的应用.     

独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆实用计算方法研究

独柱墩曲线箱梁桥倾覆事故时有发生且其抗倾覆计算方法较为复杂.为探讨该类桥梁抗倾覆计算的简易方法,基于力学原理,提出了稳定效应的实用计算方法,并结合实例采用Midas Civil有限元计算结果进行验证.研究结果表明:2种方法的计算结果之比在0.953～0.991之间,验证了该方法具有较好的适用性.采用该实用计算式对实例进行了计算,其稳定系数之比在0.978～1.000之间,也验证了该方法的计算结果具有较高的精度.可为独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆稳定系数的计算提供借鉴.     

圆弧形挡土墙整体土压力计算

针对计算挡土墙土压力时,因挡土墙转角处与长直墙的土压力不同,其转角处需用圆弧形挡土墙的土压力进行单独计算的问题.本研究提出将圆弧形挡土墙作为整体进行土压力计算的方法,基于库仑土压力理论和极限平衡理论,计算了挡土墙墙后滑动土体的破裂角,并用微积分计算沿墙身对称线上土压力的合力.同时考虑了墙背与墙后填土之间的摩擦力.研究结...     

独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆实用计算方法研究

独柱墩曲线箱梁桥倾覆事故时有发生且其抗倾覆计算方法较为复杂.为探讨该类桥梁抗倾覆计算的简易方法,基于力学原理,提出了稳定效应的实用计算方法,并结合实例采用Midas Civil有限元计算结果进行验证.研究结果表明:2种方法的计算结果之比在0.953～0.991之间,验证了该方法具有较好的适用性.采用该实用计算式对实例进行了计算,其稳定系数之比在0.978～1.000之间,也验证了该方法的计算结果具有较高的精度.可为独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆稳定系数的计算提供借鉴.     

基于实测数据的列车坡道阻力修正模型研究

为了使列车运行仿真计算结果与实测的列车运行数据更接近,确保仿真系统能够切实有效地分析研究铁路运输生产实际,通过对比研究牵引计算方法计算结果与列车运行监控记录装置实测的数据之间的差异,识别出误差产生的主要原因,并分析了计算误差与坡道类型及列车编组之间的影响关系. 通过理论计算与实验测试,提出了基于测试结果对列车坡道阻力计算模型进行修正的方法与模型. 对修正计算模型和原始模型的计算结果与实测数据进行对比分析,结果表明,修正后的计算模型与实测数据更加吻合,平均计算误差从14％降低到5％. 目前,该模型已成功应用到内燃牵引货运列车节能优化操纵指导系统,取得了良好的实用效果.     

Design and implementation of a data-driven dynamical reconfigurable cell array

The nature of dataflow computation demands the heavy flow of tokens amongst computation nodes. Traditional reduced instruction-set computer (RISC) processors are not suitable for such style computation. Devices that use long wire buses are not suitable for dataflow either. Reconfigurable computing devices (RCDs) consist of data transfer wires and computing resources. With minor modifications, reconfigurable cells can be adopted to perform dataflow computation. A reconfigurable cell array (RCA) is presented in this paper and it is suitable for dataflow computation. This cell array has a dynamic reconfigurable storage model. The distinctive features of the architecture include dataflow reconfigurable cells and reconfigurable storage. Dataflow applications can be mapped easily and effectively onto the cells. Reconfigurable storage is mainly used to manage data access and transmission. Furthermore, computation and data management are separated. Meanwhile, dynamical reconfiguration is accomplished, when some clusters of cells work in configuration mode and other clusters work in computation mode. The dataflow graphs of some algorithms are mapped onto our architecture, and the performance results are compared with those of CPU and GPU.     

一种分布式环境中海量XML数据的有效查询机制

针对海量XML数据的查询问题,提出了一种有效的分布式查询处理机制,该机制通过划分和分配XML数据到多个计算节点的方式来进行查询。为平衡CPU负载,每个划分的XML数据被分配到各计算节点。在分布式环境中的每个计算节点处,考虑与查询进程开销密切相关的查询工作量,如果各计算节点负荷不均衡,划分的XML数据应重新分配以实现CPU负载均衡。从实验结果中可以看到,该算法对于海量XML数据的分布式查询性能有明显提升。     

基于博弈论的公平安全两方计算协议

针对传统安全两方计算无法实现完全公平性的问题,结合博弈论方法,将参与者看作是理性的,提出了理性安全两方计算协议。首先,在扩展式博弈框架下,给出安全两方计算的博弈模型;其次,根据博弈模型描述,给出理性安全两方计算理想函数FRPCP以及理性安全两方计算协议RPCP;最后对协议的安全性、公平性及纳什均衡进行了分析。分析结果表明,在混合模型下,协议RPCP能安全地实现理想函数FRPCP,并且在BDH困难假设下,协议RPCP中各理性参与者的最佳策略是选择合作,当博弈达到纳什均衡时,参与者双方能公平地获得计算结果。      

基于VOR导航的平行航路侧向碰撞率计算模型

为了有效确定平行航路安全间隔与评估碰撞风险,分析了侧向碰撞影响因素,利用Reich模型和概率论理论,建立了非洋区VOR导航下平行航路的侧向碰撞率计算模型。对Reich模型进行了改进,以圆柱体碰撞模板代替传统的长方体碰撞模板,推导出平行航路侧向碰撞率的计算公式,利用事件的概率运算法则,给出VOR导航下航路飞行时两机侧向重叠概率的计算模型。计算结果表明:给定航路侧向碰撞率小于规定值,所设定的平行航路间隔在给定的飞行环境下是安全的,符合客观实际,因此计算模型可行。     

后张法预应力钢绞线张拉伸长值的计算

桥梁预应力施工时,采用张拉应力和伸长值双控,实际伸长值与理论伸长值误差不得超过6%,所以伸长值的计算就相当重要,结合实际施工过程,通过对后张法现浇预应力箱梁预应力钢绞线张拉伸长值的计算,总结出一套较适用于现场施工的伸长值的计算法。     

基于CRUISE天然气客车动力传动系统优化模拟研究

为了不进行大的发动机设计变动,使改用天然气的客车动力性能得到有效提高,从天然气客车动力传动系统合理匹配这一途径着手,利用先进的整车模拟软件CRUISE,建立了天然气客车整车模型;对天然气发动机与3种传动系统作了匹配分析计算,并进行了动力性能的模拟计算。通过匹配计算,可快速从众多方案中寻求出最佳匹配组合,为天然气客车的设计开发提供指导。     

基于车载连续序列图像的道路曲率计算方法

提出一种基于车载连续序列图像的道路曲率计算方法.算法首先利用车载视 觉系统进行内外参数标定实现对路面车道线的三维重建,利用三维重建误差模型对重建 的数据点进行误差估计,并对数据点进行选弃.对序列图像中路面车道线重建出来的曲线 采用ICP 算法进行曲线匹配,并将匹配后的曲线映射到统一的参考坐标系中.最后利用匹 配曲线上的数据点进行圆周拟合,计算道路曲率.实验中利用真实的车载连续序列图像对 算法进行验证.针对曲率半径分别为96 m和430 m两段不同程度的弯道,利用本文算法计 算对应道路的曲率半径.结果表明,本文算法能够精确地计算出不同弯道的道路曲率,特 别是针对平缓弯道的曲率计算,比基于单幅图像的曲率计算方法更加准确与稳定.     

用快速归一化互相关进行缺陷检测

提出用于缺陷检测的快速归一化互相关计算,用和表计算图像均值、图像方差和图像间的相关,使计算对模板窗口的尺寸保持不变,计算复杂度明显降低.     

无粘结预应力筋的极限应力分析

无粘结筋的变形不符合平截面变形假定,因此由外荷载引起的应力计算比较复杂。从分析当前无粘结预应力技术现状入手对当前应用较多的无粘结预应力筋极限应力的多种求解方法进行了论述,并指出当前研究的现状和不足。     

集装箱码头作业系统层次化、并行、异构与可重构计算模型

基于计算思维和计算透镜, 分析了集装箱码头的装卸作业与调度决策, 基于“并行计算”、“异构计算”和“可重构计算”提出了计算物流视角下的集装箱码头作业层次化、并行、异构与可重构计算模型; 将计算机科学领域中多种典型计算体系结构的设计思想和运作机制, 泛化、迁移、修正、融合和定制到集装箱码头作业系统中, 设计了面向此计算模型的混合调度策略, 提出了集装箱码头调度新的抽象计算模型与工程解决路径; 以某大型集装箱码头为实例, 基于集装箱码头作业层次化、并行、异构与可重构计算模型, 进行了物流广义计算自动化的设计与性能评估。研究结果表明: 采用计算模型能确定码头的集装箱吞吐量上限, 实例中约为码头年设计能力的2.75倍; 在满负荷情况下, 基于等待作业集装箱队列的负载均衡调度策略和基于等待作业船型的负载均衡调度策略均能将大型集装箱干线船舶物流广义计算任务延迟缩短约17 h; 在明显作业过载时, 前者能将物流广义计算任务延迟减少100~110 h, 后者能减少约120 h; 在满负荷和作业过载情况下, 2种策略均能缩短大型集装箱干线船舶物流广义计算访问存储时间1~2 h, 后者在作业过载情况下表现更佳; 2种策略都能很好地优先服务重点班轮集合, 且有各自对应的适用状况和调度重点, 码头管理者可根据具体情况选择适用。