基于FPGA的实时空中目标跟踪系统设计与实现

针对民航机场及周边空域安全管理的需求和雷达监视存在盲区易受干扰的缺点,设计了一种基于FPGA的实时空中目标跟踪系统. 针对空中目标的特点,采用灰度图像的帧间差分法进行目标检测,自适应双阈值进行目标分割,形心跟踪法进行目标跟踪,达到25帧/s的实时处理速度;算法通过设置跟踪区域和目标锁定点,排除了干扰的影响,提高了系统跟踪能力;采用形心坐标的脱靶量作为云台调整参数,依据分割目标像素大小在跟踪过程中进行了自动变焦控制;采用IDE接口硬盘作为存储介质,FAT32文件系统作为图像存储形式来记录实时图像. 外场实验表明,系统工作稳定,跟踪算法简单实用,可辅助雷达系统对飞机起降及机场空域移动目标进行跟踪监视.     

基于BPNN-MOP模型的区域公路网合理规模预测研究

区域公路网规模是保障交通供给能力的基础,确定合理的路网规模是调节交通供需平衡的关键. 本文从路网发展数量和质量两方面,里程、密度、等级结构三项指标出发,建立了基于BP神经网络与马尔可夫链的公路网里程规模组合预测模型,并采用多目标规划方法对公路网等级结构进行了优化研究. 该方法能够充分挖掘公路网规模演变的宏观调整与微观波动规律,提高了预测的精度和可靠性. 最后本文结合实际案例,对区域特征年公路网的合理规模及结构进行了分析预测. 结果表明,组合预测方法能够较科学、客观地反映公路网发展的数量特征和质量要求,具有一定的理论价值和现实意义.     

一种基于多项式拟合的UWB SAR目标鉴别稳健性评估方法

在超宽带合成孔径雷达（UWBSAR）目标鉴别性能评估中,稳健性是其中一项重要的性能指标,但关于此方面目前尚未有系统可行的评估方法提出．为此,文中提出了一种基于多项式拟合的稳健性评估方法．该方法提出了分离度一指标来衡量单信杂比情况下算法的鉴别性能,利用多项式模型实现对多信杂比情况下鉴别性能量化值的曲线拟合,提出了弹性指数的定义,并由拟合多项式得到对应的弹性指数方程,通过对弹性指数方程进行积分来实现对待评估鉴别算法稳健性的评估．基于所提出方法针对3种鉴别算法进行了评估试验,试验结果验证了方法的合理性．     

受电弓滑板状态监测的图像目标提取

将数字图像处理技术应用于受电弓滑板状态监测,给出了受电弓无线图像监测系统的工作原理和组成结构,设计了图像目标的提取算法,将受电弓滑板图像的提取划分为粗提取和精提取2个步骤.该图像目标提取算法结合边缘提取、形态学图像处理、投影变换、聚类分析和Hough变换等方法,完成复杂目标图像的提取,并实现较高精度的定位.实验结果表明,所提出的算法对复杂背景、不均匀光照和噪声等影响因素不敏感,正确识别率能达到85%.     

基于航班时刻优化的多机场地面等待问题——模型和算法

为了优化航班的多机场地面等待问题,根据航班时刻信息,考虑空域容量和飞机周转限制,建立了以总延误时间最少、总延误成本最低、总调整航班架次最少、总延误航班架次最少的多目标、多机场地面等待问题模型.用非支配分类遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)求出了该模型的优化多目标解集.以2008年秋季北京、上海和广州三大枢纽机场为例对该模型进行了验证,与先到先服务情况相比,平均总延误成本减少了约24%,平均总航班调整数减少了约62%.     

基于主成分分析和目标规划法的高速公路施工进度目标规划模型

针对当前施工进度管理方法相对简单等问题,基于风险识别的理论,从硬指标和软指标两个角度设计高速公路项目施工进度指标体系;充分利用主成分分析法和目标规划法在数据处理上的优势,建立高速公路项目施工进度目标规划模型;通过实例分析加以验证.该模型为解决施工进度目标规划数据庞大复杂、不系统等难题给出一条具有可操作性的路径.     

基于水域精细划分的VTS雷达站选址配置优化

为了提高水上安全监管效率和保障水上运输安全生产, 以船舶交通管理系统(VTS)雷达站为研究对象, 研究了基于水域精细划分的VTS雷达站选址优化问题; 考虑实际环境中遮挡因素和水域风险因素对雷达监测效果的影响, 基于软件ArcGIS 10.4.1提出了水域精细划分方法; 以雷达站建站位置和雷达配置类型为决策变量, 以水域覆盖率最大和总成本最小为目标函数, 构建了混合整数规划模型; 基于模型特点设计了多目标粒子群算法, 给出了生成初始粒子群的启发式规则, 并在算法中引入有效的变异操作; 为了验证方法的有效性, 以ZDT系列测试函数对算法搜寻最优解的性能以及算法的收敛性进行了研究。研究结果表明: 水域精细划分方法能够在考虑遮挡因素和风险因素的情况下实现对水域的空间划分, 实例中在存在62个雷达站候选点的情况下将雷达站所需监测水域划分为2 812个水域单元; 改进的粒子群算法在ZDT测试函数中能够有效地寻找全局最优解, 并且在最优解的分布上具有良好的收敛性和分布性; 针对实例中的VTS雷达站选址项目模型达到了95.92%的覆盖率, 成本为33 800元。可见, 考虑环境遮挡和水域风险因素的VTS雷达站选址模型是有效的, 改进的多目标粒子群算法可以提高VTS雷达站选址的科学性和合理性, 是解决VTS雷达站选址优化问题的一种有效方法。     

基于YOLO的铁路侵限异物检测方法

基于现有的铁路侵限异物检测方法只能识别出静态障碍物且识别速度较慢的问题,提出一种基于YOLO算法的铁路侵限异物检测方法.针对铁路侵限异物检测的特殊性,合理设计YOLO模型结构.采用24个卷积层、4个最大池化层及2个全连接层完成异物图像的提取、降维、识别输出,并使用实拍疑似侵限异物图片对YOLO模型进行预训练,达到学习及降低过拟合的目的,最终实现了异物定位及识别的功能.实验中通过对1 660张单幅疑似铁路侵限异物图片进行检测,结果表明,该方法对正常曝光的侵限异物图片检测准确率较高,而且在识别速度方面较AlexNet及Adaboost算法具有较大的优越性.     

生物滞留带构造对其渗蓄效果的影响

为了研究生物滞留带构造参数及组合方式对其渗蓄效果的影响,提出了判定生物滞留带渗蓄效果的评价指标,并对16组不同构造的生物滞留带开展模拟降雨径流正交试验,研究了种植土和填料层成分及含量、透水土工布位置、砂层颗粒级配和构造厚度对生物滞留带渗蓄效果的影响.研究结果表明:影响生物滞留带渗蓄效应程度大小的排序为:砂层级配>填料层成分和含量>结构层厚度>土工布位置>种植土成分和含量;生物滞留带最佳组合形式从上至下依次为:20 cm厚种植土,35 cm厚填料层(其中珍珠岩、蛭石、土壤和砂的体积占比为10%、5%、10%和75%),10 cm厚砂层(其中砂层颗粒级配为0～0.5 mm占15%、0.5～0.7 mm占40%、0.7～1.0 mm占30%、1.0～2.0 mm占15%),20 cm厚砾石层以及不设置透水土工布.     

城市公交线网差异化计程票价多目标优化

为获取更加接近实际城市公交线网的票价策略,将出行者的社会互动行为与后悔心理引入广义费用,提出线路客流OD矩阵均衡算法;分别以交通管理部门利润最大化及出行者效用最大化为目标,以公交计程票价、发车频率、私家车停车费为变量,建立固定需求下公交线网差异化计程票价多目标优化模型.引入集群智能多目标优化算法求解,并应用于Mandl 标准公交线网.研究发现：以线路里程为标准,差异化计程票制可以有效降低出行成本;依据帕累托最优解调节票价,可以促进出行者选择行为向优势均衡转移.