对并行环境下Delaunay三角网的构建进行了研究。针对海量数据处理的高效性要求,提出了一种归并构网方法。该方法根据构网数据的实际分布特点,对数据点按x坐标进行排序,并将排序后的数据按给定的阈值点数依次分配给各工作线程,构建出一系列的初始子三角网,然后逐轮对相邻的子三角网进行两两归并,直至最终归并为一个三角网。该构网方法过程中子三角网间的相关性小,易于并行处理和流水线作业。该算法既适用于单机串行、多线程和多核并发环境处理,同时也适用于集群计算模式下的分布式并行处理。实验表明,该算法的时空效率较高,最坏的串行时间复杂度为O (nlogn),一般情况下不超过O(n2)。
设计了一个基于栈帧分析的可扩展并行调试工具SSTD,在并行程序异常退出时获取进程栈帧信息,辅助用户快速定位程序故障,提高调试效率。详细讨论了SSTD系统架构以及可扩展通信结构、进程等价类划分等关键技术。
化学激光器增益发生器的副喷管向光腔提供化学燃料和稀释气体,同时具有冷却主喷管气流的作用。喷管叶片内的多级分支流传输管道的优化设计对实现反应区流场均匀化有重要意义,同时可以提高副喷管气流对主喷管叶片的冷却能力。采用三维计算流体力学模型研究副喷管的工作特性,对比具有三级分支流传输结构的副喷管和2SLOT结构喷管,计算3 大气压、5大气压和8大气压入口压力下两种喷管的各级分支流出口的流场分布均匀性,发现当入口、出口面积比和喉道等参数一致时,多级分支流结构喷管明显比2SLOT喷管反应区流场的均匀性好;目前设计的三级分支流喷管结构的设计参数还有待优化;在现有参数条件下,提高入口压力有助于提高流场分布均匀性。
数字地形分析(DTA)是在DEM上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术,广泛应用于各行各业。在分析地形分析中坡度坡向串行算法特征的基础上,对坡度坡向算法的并行化进行了深入研究。从数据并行的角度,对算法的数据拆分、结果融合及I/O策略进行了分析,构建了坡度坡向算法并行化方法。实验结果表明,本文提出的并行化方法可以有效对坡度坡向串行算法进行并行化改造,大幅度提高了算法的执行效率,具有较好的并行性能。方法的提出和实现亦可为类似矩阵型数据算法的并行化提供参考。
存储器是计算机系统的重要组成部分,其信息存取的正确性对整个系统至关重要。随着计算机应用的广泛和深入,人们对系统可靠性的要求越来越高,存储器错误的检测和纠正是提高存储系统可靠性的一种有效手段。当存储器出现错误时,存储系统能够依靠纠错编码ECC来恢复出正确的数据。介绍了当前计算机存储系统所使用的几种纠错编码算法,并分析了这些算法的局限性。针对这些不足,提出了基于Bossen的2冗余b邻接错纠错码的芯片纠错编码算法,并给出了该算法的编码方法和错误译码过程,然后用Verilog HDL语言对算法进行了实现。模拟结果表明,本算法可以有效地纠正所有单字节错,并能检测大部分的多字节错。
RESTful Web服务由于其轻量级和明确语义等特性,已成为云计算环境下发布服务的首要方法。但是,由于RESTful Web服务仅支持同步的交互方式,面对复杂业务逻辑时,难以通过服务组合的方式来满足业务需求。针对这些问题,提出了一种基于回调的RESTful Web服务异步交互方式,通过扩展BPEL元模型,增加了BPEL对异步RESTful Web服务组合的支持,并设计实现了扩展后的BPEL执行引擎。
在遥感地学分析、空间决策分析等领域,常需要将大量的矢量数据转换为栅格数据。面对海量数据快速转换的现实需求,现有的以串行算法为主、基于传统单机单进程的矢量栅格化算法已难以满足要求。在分析现有的矢量栅格化算法的基础上,考虑到边界代数法算法简单、可靠性高、运算速度快的特点,选取边界代数法作为研究对象。在此基础上,设计了基于边界代数法的矢量栅格化并行算法,并通过MPI、GDAL、C++等工具实现,利用不同规模的矢量数据进行并行效率的测试。测试结果表明,该算法结果正确,计算效率得到明显的提升,对于大数据量转换效率的提升更显著。
以组合打击面目标为背景,对面目标的易损性问题进行了研究,介绍了面目标易损性问题中研究毁伤概率和毁伤失效时间的重要性,本文通过基于此的毁伤效能评估问题对面目标易损性展开了分析,毁伤元主要考虑具有延时能力与非延时能力等子弹药组合,分析了该问题中毁伤概率的MonteCarlo仿真对计算资源的极大需求,并构造了该方法适用于高性能系统平台的并行算法,最后给出了一个数值仿真算例。仿真结果表明,这种并行方式能较好地解决此类问题对计算资源、计算速度和计算效率的需求。
节能是无线传感器网络研究的重要课题。基于最大覆盖集问题,研究网络节能策略。首先,提出了基于令牌分发的分布式的路径收集机制,Sink节点可获得与每一传感节点的最多K条路径,可调节参数K实现算法性能与网络通信开销的均衡;然后,以精选的路径信息为根据,提出迭代优化的覆盖集构造机制,每一轮覆盖集构造时,尽可能使其节点数最少;最后,对本文提出的节能策略与算法进行仿真实验。仿真实验表明,本算法表现好于其它两算法,并且分析了算法参数对实验结果的影响。
在保证覆盖和连通性的情况下,通过节能技术延长网络寿命是无线传感器网络的核心研究之一。基于MDSMCC问题的启发式算法利用睡眠机制实现节能,该算法使用以路径长度为优先考虑因子的greedy策略选择最大不相交集合,但是使用该策略不能得到最大不相交集合个数,因此本文针对该策略提出了以覆盖为主要考虑因子的基于DFS和BFS结合的搜索算法(DBFS)。本文建立的模型是以不相交集合个数为网络寿命的衡量标准的,不相交集合个数越多表明网络寿命越长,仿真实验结果证明,从不相交集合的个数(也就是网络寿命)以及实验结果的稳定性来看,DBFS算法要优于greedy策略。
当今软件行业开发模式由独立开发转向协同开发,销售形式由软件整体销售转向权限控制销售,原有的加密狗、注册码等单项软件保护技术已很难适应当前软件在开发、销售及使用等过程中各环节对产权保护所提出的新需求,软件侵权问题日益严重。针对以上情况,设计了一种面向软件生命周期的新型软件授权保护系统,该系统综合使用UKey技术、身份认证及数字签名技术、证书链和硬件加密技术,并采用了可由开发商自填写的组件功能模板和以组件为基本授权实体的许可证文件技术加以实现。实现表明,系统结构合理,各项功能正确,可以满足软件在开发、销售和使用环节上对安全性的需求。
卫星导航系统安全防护对导航以及武器装备具有极其重要的意义。首先介绍了卫星导航系统安全防护的定义、描述和研究内容;然后根据系统工程思想,给出了研究卫星导航系统安全防护问题的一般思路;接着给出了一个综合考虑干扰策略、攻击水平、防护水平、作战场景等安全防护因素的数学模型;最后通过算例分析了接收机的安全防护。实验结论显示,相对于敌方攻击水平的防护水平是影响我方作战效用的关键因素,不同作战任务场景对安全防护的要求是不同的,攻击策略对作战效能的影响取决于相应防护水平的强弱。
首先利用激光传感器扫描数据,构建环境的以点阵表示的几何地图,然后在构建环境几何地图的基础上,利用提出的中线法抽取机器人所处环境的自由空间的拓扑结构,在拓扑节点构建时,加入机器人位姿信息,完成拓扑地图的构建。将该算法分别在Z型和T型环境中进行实验,构建环境几何地图,并抽取相应的拓扑结构。结果表明,该方法能够实时、安全、紧凑地表示环境。
基于图像处理技术的围岩结构面发育程度参数测量方法,是一种不同于传统测量的新方法,该方法由图像测定、图像处理、图像解析三部分组成,以普通非量测数码相机为主要工具,依托计算机进行图像信息处理,可以快速获取隧道施工掌子面围岩结构面发育程度参数信息。对这一新方法进行了较全面系统的研究,并研发了相应的处理软件,实现了该方法的自动化与智能化。通过对现场实拍的典型围岩图像进行实验分析比较,该方法在精度和效率方面都取得了较好的效果,开辟了一条围岩结构面发育程度参数调查测量方法的新途径。
H.264/AVC视频标准中的帧内编码通常采用率失真优化技术,通过遍历所有可能的编码模式,选择其中一个具有最小率失真代价的模式作为最佳帧内预测编码。率失真优化技术在提高编码可靠性、准确性、抗误码率的同时,增加了编码的复杂度和搜索时间。在分析标准帧内预测的情况下,计算当前4×4块和重建4×4块的残差值,若小于某一阈值可提前结束宏块编码,反之则利用图像块的纹理方向与预测模式选择之间的相关性,提出一种快速的帧内4×4块预测模式选择算法。该算法在结合改进的Canny算子和平方梯度法的基础上,提取出当前块的纹理方向,并详细分析了纹理方向与预测模式之间的对应关系。实验仿真在H.264/AVC的参考模型JM13.2平台上完成。结果表明,与标准算法相比,该算法在编码码率持平和峰值信噪比保持不变的前提下,编码时间有较大幅度的下降。
针对如何提高包围盒碰撞检测的实时性,提出了一种优化的混合包围盒碰撞检测算法。该算法在预处理阶段为物体构造双重包围盒二叉树,其中,节点的外层构造包围球,节点的内层根据物体的几何特征和各种包围盒的特点构造不同类型的包围盒;碰撞检测时首先用外层的包围球快速排除不可能发生碰撞的物体,然后利用内层的包围盒进一步判断物体之间的碰撞情况。与经典算法比较结果表明,这种混合包围盒算法能够有效地提高碰撞检测的实时性。
彩色图像分割结果的好坏直接影响对图像的理解。针对分水岭分割存在过分割现象,以及以像素为种子的区域生长速度慢的现象,基于LUV色彩空间模型,提出了融合分水岭和区域生长的方法,对彩色图像进行分割。实验表明,该方法分割效果好、速度快。
体育视频中的慢镜头是体育视频最重要的语义内容之一,对网球视频中基于徽标转换的慢镜头进行了探测,首先从视频流中探测出候选徽标镜头;其次生成徽标模板;然后在候选徽标镜头内将视频帧同模板进行相似度匹配,根据匹配结果自适应确定阈值的大小,并初步定位慢镜头的边界;最后利用徽标转换过程中亮度的变化来精确定位慢镜头的边界。实验表明,相对于已有慢镜头探测方法,该方法具有较高的查准率和边界定位准确率,针对存在徽标转换的体育视频具有通用性。
在人脸识别问题中,为克服同一个人由于在表情与姿势上的不同给识别带来的困难,设计了基于同伦伪不变性的目标识别与图像检索方法。人脸识别中的光照变化问题也可以看作是由于人脸在空间中相对图像采集设备连续旋转平移所造成的。为了在采集的样本上提取这一同伦等价特征,结合稀疏表示提出了一个更一般的鲁棒性特征学习方法,并在Yale B数据集上进行了测试,得到了不错的效果。
提出了设施选址问题的一个新变体—限制设施选址问题,给出了一个基于随机线性规划舍入的近似算法,并分析了算法的近似度。
运输配送中心的选址在运输保障中占有重要作用。选址决策问题是一个经典的NPHard问题,对于大规模决策优化问题求解比较困难。提出一种基于差异演化算法和分布估计算法的优化方法,该算法利用差异演化算法收敛速度快、分布估计算法能够获得问题解空间的全局信息的优点来求解军用集装箱配送中心选址优化问题,并与当前流行的遗传算法进行比较,验证了算法的有效性。
针对人工鱼群算法在非全局极值点出现较严重聚集情况时,收敛速度降低,甚至陷入局部极值,搜索性能劣化的问题,把变异操作加入到人工鱼群算法中,增加了种群的多样性,从而在一定程度上避免算法陷入局部最优。提出了一种基于自适应t分布混合变异的人工鱼群算法。该算法对最优鱼进行高斯最优调教变异,对非最优鱼进行自适应t分布变异。引入t分布变异算子将高斯变异和柯西变异的优点结合起来,使得算法在进化初期具有良好的全局探索性,而在进化后期具有较优的局部开发性。四个典型函数算例、多个应用算例及大量的实验数据仿真结果表明,该算法是可行有效的,较ACM-AFSA和AGM-AFSA求解精度更高,算法更稳定。
依据Petri网并分解的定义,提出了一种可将无环多输出的网系统分解为若干个单输出库所子网的新技术,并对其正确性进行了证明。对生产制造故障诊断系统和电子商务制造商建立了Petri网模型,运用所提出的分解技术对所建立的模型进行分解,通过计算验证了分解后的各子网状态与原网的状态的一致性,为Petri网应用于较大规模的相关系统提供了一条可行的思路。
服务品质已经成为提升航空公司核心竞争力的重要因素,用户的评价对改进服务品质具有重要的意义。网络已成为旅客对航空公司服务品质进行评价的最主要平台,为了能及时、有效地追踪到这些有价值的评价信息,提出了一种新的航空公司服务品质热点发现算法。通过对传统的Kmeans算法和MapReduce计算模型进行分析,并结合民航背景及网络上评价信息的特点,将二者有机地结合起来,并对算法实现中的关键问题进行了讨论。通过实验验证,表明了该方法的有效性,为更准确地获取航空公司服务品质热点问题提供了有力的方法支持。
针对以图文内容为核心的页面信息抽取,以形式化的方式提出了对页面进行元素分析的理论模型。通过定义基础元素集与变换规则,页面图文模型简化了页面DOM树结构,并展现出页面内元素的图文特征。在此基础上,通过定义元素分类相似度,从页面图文模型的元素特征中进行优选,归纳最佳分类特征,提出并实现了获取最佳分类特征集与识别阈值的算法。实验结果表明,页面图文模型简化了页面元素的规模,特征集归纳算法能够在较小的学习成本下获得理想的分类精度。
针对传统的网页排序算法中容易出现的忽略搜索结果主题相关性和主题漂移的问题,提出了结合PCM聚类算法的网页排序,用来提高搜索结果中网页主题的相关性并减少其主题漂移。首先,通过查询某个主题,运用随机行走(RWM)的方法来计算两个网页之间的对称社会距离(SSD);然后,用SSD和PCM聚类算法对网页进行聚类,得到相关主题的各个社区,通过计算得到各个社区中成员属于该社区的概率表示;最后,根据各社区成员的概率和网页的推荐度对网页进行排序。实验结果表明,与PageRank算法相比,该算法搜索结果中网页主题的相关程度更高;另外,由于是针对某个主题的排序,该算法减少了主题漂移。
通过设计一种全新的包与包之间的相似性度量方法,即混合型Hausdorff距离,改进了CitationKNN这一经典多示例算法;并通过针对林木自身特殊的成像特点,分析了林木类图像处理的难点,并利用基于小波域变换的处理技术,提出了专门的林木图像特征生成方法,使改进后的算法可以有效实现对林木种类的识别,进而成功将多示例学习引入了林木分类领域。实验证明:新算法不仅对林木分类领域问题的实现效果最佳,同时对公认数据集的测试也取得了良好的结果,与目前主流算法高度可比。
传统挖掘频繁子图的方法,不论是基于Aprior的还是基于FP增长的,均采用自底向上的挖掘方法,该方法需要多次迭代和判断子图同构,大大降低了算法的效率。为解决传统频繁子图挖掘方法中存在的问题,提出一种新的基于自顶向下的挖掘最大频繁子图的算法。首先定义标号图的属性信息,并基于标号图属性信息定义进而提出判断图同构的必要条件,从而减少同构的判断次数,提高算法的效率;其次,在挖掘过程中利用图的对称性质标识对称的顶点,从而减少不必要的删除操作及冗余图的存储;最后,实验证明,该算法优于现有最大频繁子图挖掘算法,且不丢失任何模式和有用信息。
Agent理论为舰船人员疏散模型研究提供了一个合适的方法。采用几何拓扑相结合的方法对船舶物理空间建模,引入短期目标的最短路径规划法实现障碍物的有效规避,以及人员的避让。基于Agent理论,考虑人员性别、年龄等多种个体属性,以及船舶摇摆运动的特殊疏散环境对疏散产生的影响,通过舰船人员疏散微观仿真模型的建立,重点研究疏散过程中人的决策机理,再现和解释真实的疏散情形,为舰船人员疏散设计和人群管理提供参考。
仿真系统由模型和仿真数据组成,仿真系统可信性取决于模型可信性和仿真数据的质量,在仿真系统过程开发中,仿真数据质量主要依靠数据校核、验证与认证(VV&C)来保证。缺乏适用的VV&C实施策略和工具,是目前数据VV&C面临的重要问题。本文首先介绍仿真数据质量和VV&C的基本概念,并从数据生产者和数据使用者两个角度分析VV&C在数据生产、使用周期中的作用;然后针对不同的数据参与者,建立VV&C实施策略:数据生产者通过质量元数据模板记录数据质量,数据使用者通过VV&C过程模型开展VV&C活动;最后基于VV&C过程模型,借鉴工作流的管理思想,开发出VV&C管理工具PVV&CM,实现对VV&C活动流程化管理,保证VV&C工作的规范开展。
部队指控系统的广泛应用对指控训练提出更高要求。仿真系统开始越来越多地应用于训练中,为之提供真实的指控训练环境。部队模拟训练系统中实装指控系统与基于仿真的训练支撑环境的互操作性问题是一个急待解决的问题。互操作性概念参考模型用于确认两者间交互的信息类型,优化的系统集成方法对提高两者间的互操作性是至关重要的。模拟训练系统中互操作性研究的重点集中在指控与仿真系统互操作性语言的研究上,主要体现在公共数据模型、形式化语法和形式化语义三个方面。
提出了一种中文事件识别方案。该方案在抽取传统特征的同时,根据中文事件的特点,新加入语义角色SR特征构建特征向量,然后采用CRFs进行识别。在SemEval2010评测的TempEval2任务数据上进行实验,该方案识别中文事件的F1(F1measure)值达到85.4%,与未加入语义角色特征相比,提高了3.6%。实验表明本方案在解决中文事件识别问题上有较好的效果。
针对各种非线性、随机性和时变性干扰以及测量噪声对刮板输送机链条张力控制系统动态性能的影响,提出了采用基于卡尔曼滤波器的PID控制方法来改善张力控制系统的动态性能。该方法利用线性递推算法对观测值进行处理,可以实时地给出系统信号的最优估计值,并能够很好地消除各种干扰和测量噪声对张力控制系统性能的影响。仿真结果表明,与常规PID控制器相比,基于卡尔曼滤波器的PID控制具有控制精度高、鲁棒性强、抑制噪声和干扰能力强等优点,能够很好地满足刮板输送机张力控制系统动态性能的要求。