3D可视化设计在船舶航行状态监控系统中的应用

为打造具备全面、可视化显示能力的船舶航行状态监控系统,设计基于3D可视化的船舶航行状态监控系统。首先采集航行环境信息,计算船舶碰撞风险度,使用基于3D可视化设计的航行状态显示模型,将航行状态信息,全方位显示于3D可视化显示模块的界面之中,并对计算的风险度信息进行突出标识,实现船舶航行状态的远程、三维、可视化监控。经测试可知,此系统可以全面显示船舶的三维航行环境信息,且碰撞风险信息清晰突出,优化了船舶航行状态监控的全面性与可视化性能。     

跟踪反馈技术在舰载雷达目标检测的应用

相控阵雷达的出现,使得舰载雷达可以通过控制阵元间的发射接收相位差来改变波束方向,提高雷达波束的扫描速度。然而,基于RFS建模的多目标跟踪算法仍面临非线性系统下多目标跟踪精度的问题,需要借助单目标滤波算法中的非线性近似手段提升舰载雷达跟踪水平。本文围绕跟踪反馈技术在舰载雷达目标检测,以δ-GLMB跟踪反馈算法展开研究。使用多传感器提供的更全方位、更深维度的信息,提高整个跟踪反馈技术系统的观测精度,进而增强舰载雷达的抗误检、漏检、虚检能力。     

航道辅助地波雷达机动目标跟踪研究

交互多模型Interacting Multiple Model,IMM）方法应用于高频地波雷达（High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR）机动目标跟踪时,其固定的模型集合与转移概率矩阵会导致模型竞争与模型概率切换滞后,降低了目标状态估计的准确性,容易引起航迹断裂、丢失等问题。为此,对基于航道辅助的交互多模型地波雷达机动目标跟踪方法进行了研究。首先,利用有向图模型估计海上航道并提取航道信息,判定目标所处的航道位置并据此自适应切换目标运动模型集合;然后依据确定的模型集合进行多模型滤波,利用滤波新息构造运动模型的极大似然函数并计算每个模型的似然值,通过计算运动模型之间似然值比值计算概率修正因子,采用概率修正因子与原模型转移概率矩阵的乘积更新模型转移概率矩阵。利用仿真与实测数据开展了海上机动目标跟踪实验,结果表明,与传统IMM算法相比,本文方法可显著提升模型概率的切换速度,跟踪得到的航迹维持时间提高了54.2%,算法运行时间减少了30%,运动模型匹配平均概率提高了14.1%,实现了对海上目标的长时跟踪。     

舰船通信系统5G网络多维度安全状态感知技术

为了解决单一信息源带来的网络安全状态感知误差高的问题,研究舰船通信系统5G网络多维度安全状态感知技术。构建舰船通信系统5G网络多维度安全状态感知框架,通过多源网络安全状态信息采集单元获取5G网络安全状态信息,融合处理单元利用层次量化评估方法对其作标准化等处理后,获得5G网络安全态势样本数据集,将其作为基于Att-GRU的5G网络安全状态感知模型的输入,利用鲸鱼优化算法实现模型参数的寻优,输出为5G网络安全态势预测结果,依据预测结果与实际结果的差值计算5G网络健康度,通过还原单元对预测结果作累减反归处理,获得5G网络安全态势值,并与设置阈值作对比,实现舰船通信系统5G网络的多维度安全状态感知。实验结果表明：该技术可实现5G网络安全状态感知,神经元个数为35、批处理规模为1.2时,5G网络安全状态感知模型性能最优;5G网络安全态势预测的平均适应度与最优适应度相贴近。     

基于改进支持向量回归的船用机械零部件寿命估计

船用机械零部件退化的敏感特征难以提取,导致其寿命估计均方误差增加。为此,设计一种基于改进支持向量回归的船用机械零部件寿命估计方法。采用小波变换法去除全寿命周期数据噪声,提取零部件退化的时域特征,利用集合经验模态分解获取频域特征。经主成分分析法完成特征降维处理后,确定机械零部件退化的敏感特征。采用考虑莱维飞行机制的改进蚁狮优化算法寻求支持向量回归模型最佳参数。将提取到的敏感特征输入至改进支持向量回归模型中,得到船用机械零部件寿命估计值。实验结果表明,当步长为6时,支持向量回归模型的均方误差指标最小、决定系数指标最大,可实现机械零部件寿命精准估计。     

基于地图API技术的道路拥堵点交通运行状态分析

以东阳市老城区为例,提出应用地图API技术进行道路拥堵点交通运行状态分析的一般流程。首先,按照一定时间间隔分别截取研究范围的实时路况地图,根据路况颜色和持续时间识别道路拥堵点;其次,将研究范围划分成一定数量的网格,利用地图API技术批量获取各网格中心至拥堵点的预估通行时间,评估当前时刻下拥堵点的可达性;最后,获取堵点周边道路各时段的平均行程速度,评估道路运行状态的时间变化特征。通过地图API进行道路堵点识别和运行状态分析,能够大大减少研究者的前期工作量,为后续研究分析提供相对准确的基础数据。     

基于GA-KFCM算法的高速公路交通运行状态评价研究

为提升高速公路交通运行状态评价的效果,提出GA-KFCM(genetic algorithm-kernel fuzzy C-means,基于遗传算法改进的核模糊C均值)聚类算法,并结合实例数据对不同方案的分类效果开展验证分析。首先,分析高速公路交通运行状态评价的范围及等级;然后,提出核函数改进的KFCM(kernel fuzzy C-means,核模糊C均值)聚类算法。在此基础上,采用遗传算法弥补初始化聚类中心随机的缺陷,考虑到在选取不同参数时判别模型的差异较大,结合实例数据对改进前后模型的交通运行状态开展聚类分析,并采用综合指标评估不同试验方案的优劣。试验结果表明：与FCM(fuzzy C-means,模糊C均值)聚类算法相比,GA-KFCM算法的聚类效果提升5倍左右;三维交通参数的交通运行状态判别可靠度最高。     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法研究

电动汽车动力锂电池内部充电状态的评估是电池管理系统状态评估模块的核心。不能用仪器直接测量,只能通过测量蓄电池的外部电流、电压等参数进行评估。准确评估充电状态对于控制电池寿命、功率和安全性非常重要。根据算法的不同,分为传统的开路电压法、电流积分法、基于数据传输的机器学习阻抗法、基于模型的卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法和融合算法。介绍不同评估算法的计算原理,分析比较了不同评估算法的计算复杂度和精度。针对当前锂离子电池充电评估研究中存在的问题,指出锂离子电池充电评估的研究方向和未来发展方向是更具通用性、更高精度和更好实时性的多种评估方法。     

汽车电池均衡管理技术分析与探究

通常纯电动汽车的动力电池是由若干单体电池组合而成,每一个单体电池荷电状态会存在一定程度的差异,而此差异会直接决定动力电池的使用性能,因此需要对动力电池进行均衡管理。其中锂离子动力电池的主要研究集中在电池单体技术、热管理技术以及能量管理技术等方面,因此BMS（电池管理系统）对动力电池均衡系统尤为重要。本文通过对电池均衡管理系统进行基本的介绍,并建立电池等效模型,为后续电池均衡模型的仿真提供理论参考,进而为电池均衡管理提供重要的研究价值。     

A Novel Algorithm Based on 3D-MUSIC Algorithm for Localizing Near-Field Source

A novel 3-D MUSIC algorithm based on the classical 3D-MUSIC algorithm for the location of near-field source was presented. Under the far-field assumption of actual near-field, two algebraic relations of the location parameters between the actual near-field sources and the far-field ones were derived. With Fourier transformation and polynomial-root methods, the elevation and the azimuth of the far-field were obtained, the tracking paths can be developed, and the location parameters of the near-field source can be determined, then the more accurate resuits can be estimated using an optimization method. The computer simulation results prove that the algorithm for the location of the near-fields is more accurate, effective and suitable for real-time applications.