基于随机森林的复杂室内混合WiFi-LiFi网络接入点选择研究

针对复杂室内环境下混合LiFi-WiFi异构网络接入点选择困难的问题,提出一种基于随机森林模型的混合LiFi-WiFi网络接入点选择算法。所提出的网络接入点选择算法利用多个网络的信道特性,通过模拟不同的室内复杂环境,采集不同位置用户在不同情况下的接收信号强度和信噪比等值,构建训练集,使模型能够适应各种复杂的室内环境。仿真结果表明,与传统网络选择算法相比,算法的平均可实现吞吐量提高了约82%,特别是在室内情况较为复杂时,可提高160%。在用户移动时,并且接入用户数量增加时,文章提出的算法可比其他算法切换次数显著减少20%。

基于RSSR融合RNGO-Elman神经网络的室内可见光定位

针对动态环境下基于接收信号强度的传统可见光定位方法定位精度低、稳定性差等问题,提出一种基于接收信号强度比的改进北方苍鹰算法(NGO)优化Elman神经网络(RNGOElman)的室内可见光定位系统。提出选择一个辅助参考点,将待测参考点与辅助参考点的接收信号强度比值和接收机的真实位置作为训练集数据,建立不受动态环境影响的指纹数据库。针对NGO算法收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,利用折射反向学习策略初始化种群,增加种群多样性,引入非线性权重因子来加快收敛速度,避免陷入局部最优。使用优化后的NGO算法来优化Elman神经网络的初始权值和阈值,构建RNGO-Elman动态定位预测模型。仿真结果表明,在4m×4m×3m的实验空间下,优化后的RNGO-Elman定位模型平均定位误差为1.34cm,定位精度相较于Elman定位算法、NGO-Elman定位算法分别提高了82%,21%。在LED发射功率波动时,基于RSSR的RNGO-Elman定位误差为1.29cm,1.38cm。所提可见光定位方法具有定位精度高、定位性能稳定等优点。

基于象限分割的迟滞软切换VLC-WiFi接入选择算法

针对解决无线网络频谱匮乏、用户频繁切换问题,本文提出一种基于象限分割的VLC-WiFi异构接入与迟滞软切换算法。依照三维坐标系将室内分割为4部分建立用户速率模型,获取用户速率,建立遮挡模型模拟VLC链路被遮挡情景。用户依据所在位置、象限、遮挡及速率等参数执行接入操作;切换依据迟滞思想将向内切换与向外切换阈值差异化,使切换存在弹性空间从而抑制乒乓效应。在5 m×5 m×5 m室内空间内经过多次实验表明,提出的室内VLC-WiFi异构组网方案水平切换次数降低43.8%,遮挡及垂直切换数降低45.3%,乒乓次数降低52.27%,吞吐量比传统算法提升约5.84%。该算法可以显著降低切换与乒乓次数。因此本文为室内异构网络通信研究提供理论依据。

光功率与通信质量优化的室内可见光LED布局研究

针对室内可见光灯源布局功率分布不平坦及通信质量差的问题,提出了一种对称米字型灯源布局方案。该方案通过构建与接收功率相关的目标函数,并融合Logistic混沌、反向策略、非线性函数以及自适应机制,在考虑一次反射的条件下,采用基于混沌逆初始化自适应权重哈里斯鹰优化算法(简称LRNA-HHO算法),实现了发光二极管(LED)位置及功率参数的最优设计。仿真结果表明:在5 m×5 m×3 m房间区域内,采用LRNA-HHO算法设计的灯源布局在功率分布上更均匀,接收功率方差为0.018 dBm,光照度均匀度达到0.925;信噪比范围为23.62~23.91 dB,通信质量得到明显改善。

基于强化学习的异构网络接入选择算法

针对异构网络接入选择时在提高吞吐量与保持高公平性方面所面临的挑战,提出了一种基于强化学习的异构网络接入选择算法,即近端策略优化(PPO)算法。该算法通过与环境进行交互并采样数据,以用户长期吞吐量和满意度最大化为优化目标,随机模拟用户位置,收集用户属性数据进行模型训练,以获取最优的网络接入点分配策略。仿真结果表明:与传统算法相比,PPO算法在访问用户数达到最大值时,吞吐量可以提高40%~70%,用户平均满意度仍可达30%以上,用户公平指数可达0.82。

基于赛耶模型的信号与系统多元化教学策略探索

针对“信号与系统”课程特点,依托我校电子信息工程系移动通信系统虚拟仿真金课平台建设,利用互联网技术建设“5G+线下”深度学习教学模式。以赛耶模型教学设计为提升,立足以问题为导向的PBL教学为引导、融合以“学生为中心”的翻转课堂和虚实结合教学的协同性,提出“一主题+一思政元素”的建设方案,建立多层次立体化考评方式,逐渐形成以教导学、以学促教的学习模式,更好地实现高等教育立德树人根本目的。

樊庄高煤阶煤层气井智能排采技术研究及应用

针对沁水盆地樊庄高煤阶煤层气田各井地质条件及开采状况差异性大,不能采用同一排采制度和控制模式的特点,研究了适用于煤层气井的智能控制排采技术。在总结探索樊庄煤层气井排采规律的基础上,应用智能控制原理,以变频闭环控制技术为主,实现了对煤层气井井底流压和排采制度的智能控制。在抽油机井、电潜离心泵井、地面驱动螺杆泵井现场应用10口井表明,该智能排采技术适应工况能力较强,自调节性能好,排采制度执行效率高,在煤层气开发领域具有广泛的推广应用前景。

协同射流流动控制方法研究进展综述

协同射流(CFJ)是一种基于吹吸气技术的新概念流动控制方法,从提出至今逐渐受到广泛关注。本文围绕协同射流的基本原理、基本概念、研究方法及应用研究进展情况进行了较为全面的综述,回顾了协同射流的提出过程,梳理了协同射流基本概念以及风洞实验和数值模拟的研究现状,阐述了协同射流方法在翼型/机翼、控制舵面、旋转叶片、概念飞行器设计中的应用研究进展,并提出了协同射流研究中的5个关键问题,包括协同射流的气源问题,三维、动态层面的协同射流研究,协同射流控制引起的力矩问题,协同射流气动/结构一体化设计及安装问题,协同射流的功耗问题,可为今后开展协同射流研究提供参考。

高空长航时无人机螺旋桨后掠桨叶气动研究

由于螺旋桨高速性能欠佳,飞行速度在偏离设计点时气动效率下降很快,以螺旋桨为推进系统的高空长航时无人机难以满足快速爬升和快速机动的设计要求。针对这一问题,将桨叶后掠设计方法应用于高空长航时无人机螺旋桨上,在无后掠桨叶的基础上,分别设计了后掠角为10°、20°、30°、40°、50°五个后掠桨叶。基于周期性边界条件和多重参考系方法求解三维N-S方程,对不同后掠桨叶的气动性能进行了计算。根据计算结果,分析了无后掠螺旋桨气动性能下降的原因和后掠对桨叶气动性能的影响。研究结果表明:高空长航时无人机螺旋桨气动性能下降的原因是定桨距螺旋桨桨叶迎角随飞行速度提高而减小以及桨尖压缩效应的影响;后掠桨叶能提供更大的拉力但也需要更大的功率,当后掠角度处在30°和50°之间时,螺旋桨高速性能最好;后掠桨叶螺旋桨的气动性能受迎角变化、桨尖三维效应、桨尖激波强度、激波-附面层干扰综合影响。

高速冲床出料过程工件运动状态数值模拟

针对高速冲床吹气出料时遇到的卡件问题,基于计算流体力学软件FLUENT对高速冲床出料过程工件的运动状态进行数值模拟,应用6DOF模型计算工件在出料过程中受高速气流冲击而引起的姿态变化,采用局部网格重构法和弹簧拉伸法对工件运动边界的网格重新划分,基于弹性碰撞假设计算工件与冲床壁面碰撞后的运动参数,记录出料过程中每一个时间步长内工件质心坐标和工件翘尾角度用来表示每一时刻工件的位置和姿态,分别改变喷口压力和喷口直径进行多次计算探究喷口压力和喷口直径对出料过程的影响,结果表明喷口直径和喷口压力的增大都会加快出料过程,但喷口压力增大后容易使工件和壁面的碰撞次数增多,喷口直径是影响出料过程中工件姿态的主要因素,喷口直径的增大能够更加有效缩短出料时间提升出料速度且不会引起更多的碰撞。

融合可见光的室内异构网络接入点选择研究

融合可见光的室内异构网络被认为是未来缓解室内网络压力的主要解决方案。这种混合网络兼具可见光的高速数据传输和无线网络的广覆盖优势,但也面临着诸多问题,最为明显的就是接入点选择的问题。文章首先介绍了室内异构网络的概念;其次对室内异构网络的接入算法进行了阐述,依据其不同的接入策略进行分类,并对每种不同的接入策略进行概述,然后对所有的策略进行横向比较;最后分析总体的研究现状,并指出当前亟待解决并须深入研究的问题,以期为该领域的进一步研究发展提供参考。

基于柔性需求开发的智能称重系统设计

针对各类企业对称重业务的需求不同,而流程又大体相似的现状,采用ETC技术、车牌识别技术、IC卡技术等多种技术设计并开发了一个适用于各类环境的柔性称重系统。文章描述了这种多用途的称重系统的体系结构、工作流程以及功能模块。

场景感知的分布式多智能体目标搜索方法

在视觉语义导航任务中,智能体通过视觉信息,寻找并导航到给定对象类别的目标处。然而,大部分现有的研究都是使用基于学习的框架来完成任务,这些研究在现实世界中应用的训练成本非常高,可移植性很低,并且它们只适用于单智能体,效率低下、容错能力差。为解决上述问题,本文提出一种基于场景感知的分布式多目标优化蒙特卡洛树搜索模型,该模型中多智能体实时在线规划并且不需要预先训练,利用场景感知先验知识结合观测信息实时对环境进行估计,并且利用改进的蒙特卡洛树搜索进行路径规划以此搜索目标。在Mtterport3D数据集中进行的实验表明,该模型在效率方面比单智能体有着显著的提高。

煤层气L型水平井顶驱螺杆泵排采工艺优化研究

煤层气L型水平井因其具有可分段压裂,控制范围广,产出效益高等特点,成为近年来煤层气开发的主力井型,但是L型水平井因井斜角度大,全角变化率大,气体影响等因素,排采工艺难度较大。针对区块排采现状及L型水平井排采实践中存在的问题,提出了顶驱螺杆泵的排采优化方案,形成了一套较稳定较高效的煤层气L型水平井顶驱螺杆泵排采系统,为L型水平井的持续稳定排采提供了技术支持,为煤层气的高效开发提供基础。

高速冲床喷口压力及位置对工件出模影响分析

针对高速冲床气动脱模偶尔卡模的问题,利用数值仿真的方法,结合6自由度模型,采用局部网格重构法和弹簧拉伸法对工件运动边界的网格重新划分,基于弹性碰撞假设计算工件与模具碰撞后的运动参数,对金属工件的出模过程进行模拟,对其在模具中的运动状态及轨迹进行分析,同时通过调整喷口压力以及喷口位置,保证工件在出模过程时间最短、碰撞次数最少。仿真结果表明:喷口位置以及喷口压力均对工件出模过程产生影响,调整喷口位置和压力有助于提高工件出模可靠性,同时,对模具的外形设计提出一定修改意见。本研究有助于高速冲模气动脱模模具的设计。

基于P-NAEKF算法的汽车行驶状态估计

针对传统的卡尔曼滤波算法在进行汽车行驶状态估计时噪声协方差不准确的问题,构建了基于车辆纵向车速、质心侧偏角和横摆角速度的3自由度模型,以扩展卡尔曼滤波(EKF)为例,分析不准确噪声协方差对滤波估计性能的影响,提出一种基于粒子群算法的噪声自适应扩展卡尔曼滤波(P-NAEKF)算法对车辆关键状态进行估计。基于粒子群算法的估计器可对噪声协方差进行准确估计,并将结果嵌入到标准的扩展Kalman滤波算法中实现自适应估计。通过Carsim与Matlab/Simulink联合仿真验证P-NAEKF算法在车辆状态估计时进行估计效果,仿真结果表明:P-NAEKF算法在汽车动态参数估计方面具有优越性。

煤层气多分支水平井排采控制技术研究

多分支水平井排采控制技术影响着其产气效果,对其进行研究对煤层气多分支水平井排采制度的制定有重要的指导意义。本文从对煤储层的改造及排采过程中裸眼段井眼切面应力变化方面,详细论述了多分支水平井的生产机理。针对多分支水平井排采生产特征,把多分支水平井排采生产过程划分为稳定降液、控压排水、控压放气、稳定生产和衰减5个阶段,并根据每一个阶段的排采特征制定了合理的排采工作制度。在上述研究的基础上,分析了排采速率对水平井产能的影响以及煤粉的产出规律和产出机理,指出多分支水平井井的排采必须制定精细的、合理的工作制度进行,否则将对煤储层造成严重伤害。

探索井径曲线在煤体结构划分上的应用——以沁水盆地樊庄区块为例

沁水盆地高阶煤煤储层为裂隙型储层。因此,煤体结构对储层物性好坏具有很好的指示作用,但目前缺乏简单、实用的煤体结构预测方法。本文以樊庄区块为例,通过岩心观察,对比分析化验资料与井径曲线形态特征,建立了井径曲线与煤体结构的关系。研究表明,樊庄区块3号煤煤体结构主要为原生和碎裂结构,具体可划分为原生、过渡、碎裂三种类型。其中原生型煤层段无扩径现象,平均井径值19.8~24.5cm;过渡型煤层段以原生结构为主,存在局部扩径现象,平均井径值21~28cm;碎裂型煤层段全部为碎裂结构,整个煤层段均存在扩径现象,平均井径值一般大于23.5cm。不同类型的煤体结构对气井产量、煤粉产出有重要的影响。

膨胀筛管在煤层气井大修中的应用

在山西沁水盆地南部煤层气开发过程中,由于地质情况复杂,部分煤层气生产井套管变形破损严重,导致煤层垮塌,堵塞了产气通道,影响单井正常排采生产。用常规方法修复套管费用高,施工复杂,占井周期长。而采用膨胀筛管工艺修复套管,能克服常规套管修复所存在的缺点。本文就膨胀筛管的工艺技术、施工过程、性能指标做了详细介绍。从现场应用情况看,膨胀筛管修复变形破损套管工序简单,性能稳定,可用于套管腐蚀穿孔、套管错断的修复和砾石填充防砂等工艺。

分区域BES-ELM融合WDME加权双模的室内可见光定位

针对室内定位精度低、边界区域定位误差大等问题,提出一种秃鹰搜索算法-极限学习机(bald eagle search-extreme learning machine,BES-ELM)神经网络融合加权双模边缘(weighted dualmode edge,WDME)定位模型的室内可见光定位方法。该方法提出采用单LED和5个光电探测器可见光系统结构,通过模糊C均值聚类算法实现房间区域划分;采用BES优化ELM神经网络,分区域建立BES-ELM定位模型;针对边界区域,构建WDME定位模型,实现边缘精准定位。基于3.2 m×3.2 m×3 m的室内环境进行仿真,结果表明:采用BES-ELM算法对中心区域进行定位,平均定位误差为0.0117 m,最小定位误差为0.0019 m;采用WDME定位模型对边缘区域定位,平均定位误差为0.0133 m,相较于ELM、Elman、BES-ELM模型定位精度分别提高84%、27%、26%。因此,所提可见光定位方法使整体区域定位误差减小,尤其是边缘区域定位精度得到改善。