The Optimization Method of the Sector Partition Based on Metamorphic Voronoi Polygon

Voronoi diagram is founded by using computational geometry based on originaldistribution of the waypoints, and then the elements from Voronoi diagram are metamorphosed by usingthe rule for airsppce partition, and the controller's workload is accounted in each element that ismade up of Metamorphic Voronoi polygon. Then in accordance with the rule about balance ofcontroller's workload, Simulated Annealing algorithm (SA) is used to achieve the optimization ofcombination of those elements , and the new resolution has satisfied the restriction of two rulesfor airspace partition. Therefore, the boundaries of the aggregates of these elements are theoptimal borderlines of sectors. The result of actual airspace design example validates therationality of the sector optimization method presented in this paper.

基于核密度和Voronoi多边形的农村居民点空间布局优化

随着经济社会的快速发展和城镇化的加快推进,大量农村宅基地闲置或低效利用,加之农村居民点布局零散、基础设施配套不全,严重影响土地利用效率和人民生活水平的提升。本文以甘肃省景泰县喜泉镇为研究对象,在景观格局指数分析的基础上,运用核密度和泰森多边形(Voronoi多边形)分析结果叠加确定农村居民点空间优化类型。结果显示,喜泉镇农村居民点空间布局总体呈现集群分布,但空间分布密度不均匀,空间差异明显,划分出城乡融合型、集聚提升型和一般存续型3种优化类型,并提出差别性的优化策略。研究表明,采用核密度和Voronoi多边形叠置分析,划分出的农村居民点布局优化类型符合实际,这一研究成果可成为新时代村庄发展的模式指引,为更好地开展国土空间规划编制、实施农村居民点整治提供了依据和参考。

泰森多边形多孔结构髋臼杯初始稳定性研究

目的 分析泰森多边形多孔结构髋臼杯与实体髋臼杯的初始稳定性差异,探究泰森多边形结构多孔层对髋臼杯初始稳定性的影响及其在预防松动脱位方面的作用。方法 通过Grasshopper设计孔隙率分别为60%、70%的泰森多边形多孔结构支架,利用选区激光熔化技术(selective laser melting, SLM)制备实体髋臼杯与孔隙率为60%、70%多孔髋臼杯样件,在相同条件的聚氨酯块模型中进行杠杆试验,分析对比3组样件的最大撬出力矩、偏转角度、界面刚度。结果 在压入力无明显差异的情况下,孔隙率为60%、70%多孔髋臼杯的最大撬出力矩分别比实体髋臼杯高278.82%、320.56%,偏转角度比实体髋臼杯高194.04%、269.23%,界面刚度比实体髋臼杯高18.58%、7.88%。杠杆试验完成后,多孔髋臼杯所用的聚氨酯块半球腔内出现明显磨损。结论 泰森多边形多孔结构髋臼杯的初始稳定性指标均高于实体髋臼杯,说明泰森多边形结构多孔层能提高髋臼杯的初始稳定性。研究结果能够为髋臼假体的设计与选型提供一定参考。

基于粒子图像分割的混合PIV-PTV算法

粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要采用更大的查询窗口以降低测量的不确定度,但会带来空间分辨率低的实际问题。而粒子追踪测速法(particle tracking velocimetry,PTV)追踪单个示踪粒子的跨帧位移,具有比PIV更高的空间分辨率,但难以适用于粒子浓度高的稠密区。针对PIV、PTV各自的优点,本文发展了一种基于粒子图像分割的混合PIV-PTV测速技术。首先定义了基于维诺多边形的粒子局部浓度量度,用以计算示踪粒子在粒子图像上的局部浓度场;其次通过设定的浓度阈值对粒子进行二分类,使用基于高斯核函数的支持向量机寻找出最优的分类边界,从而实现对粒子图像的粒子稀疏区和稠密区的划分;最后对两个区域分别使用PIV和PTV进行速度场计算,并合并为完整的速度场输出。仿真结果表明,上述方法可实现对粒子图像中的示踪粒子稀疏区和稠密区的自动划分,有效提高速度场测量的空间分辨率。将该方法应用在马赫数Ma=6的湍流边界层近壁测量中,可有效解决高速条件下粒子因强剪切难以进入边界层近壁区的问题,显著提高对近壁流动的解析能力。

基于Voronoi图的居民点空间分布特征研究——以甘肃省为例

采用GIS查询统计与Voronoi图CV值相结合的分析方法,通过计算点状目标的Voronoi多边形面积的变异系数(CV值)方法来分析点状目标的空间分布特征。分析结果表明,甘肃省有9个市、县为随机分布,其余市、县为集群分布,但总体上为集群分布。最近邻指数和CV值通过级差变换后,发现其存在相关性,相关系数为负值,表明两者之间存在负相关关系。

基于平面多边形Voronoi图的算法与快速成形应用

探讨了平面多边形的Voronoi图的性质,提出了一种新的求解平面多边形的Voronoi图的算法,其核心思想是单独考虑每个Voronoi图对象,分开计算其分治区,然后再构成一个具有拓扑关系的Voronoi图.这种计算方法较其他现有算法(比如二分法)大幅度提高了求解Voronoi图的成功率,在VC++平台上得到了实现,并应用于快速成形的等距线扫描工艺中.该算法求解平面切片的轮廓的Voronoi图和生成等距线速度快,可以实时生成切片轮廓的全部等距线.试验证明:算法可以减少制件特别是类似大平面制件的翘屈变形,提高制件整体质量.

Voronoi算法模型及其程序实现

在自然科学和社会科学的诸多研究领域的问题中,Voronoi(沃洛诺依)多边形网络常常被用来做为计算机仿真模型。由于按照定义形成Voronoi多边形网络较难用程序实现,人们多采用Delauney(狄洛尼)三角形的方法完成模型的构建。该文首先介绍Voronoi多边形和Delauney三角形的定义和形成模型的方法,然后就Voronoi多边形的计算机程序实现进行讨论,模型中使用少量的多边形和周期边界条件可以忽略系统边界效应的影响,最后给出了用Turbo C和C++所写程序的基本框架。

多边形外部Voronoi图顶点和边数的上界

在对多边形P的外部Voronoi图的性质进行研究的基础上,将其表示成树结构并利用树结构的性质给出了其所含Voronoi顶点和边数的上界n+s+2×h-r-t-2和2×n+2×s+3×h-r-t-3,其中, h, n 和s 分别是P的边界、边和凸顶点的数目; t 和r 分别是位于P的凸包上的顶点和边数同时。

自由边界平面连通域的Voronoi图生成方法研究

平面连通域的 Voronoi图被广泛应用于许多领域 ,常用的分治法等算法实现较为复杂 ,影响了其应用范围 .在凸多边形中轴算法的基础上 ,提出一种建立自由边界平面连通域的 Voronoi图的新方法 .通过求解相邻边界元素的平分线 ,计算出相邻平分线的交点 ,由距离最小的平分线交点实现 Voronoi图边的增长 ,最终建立完整的平面单连通域的 Voronoi图 .同时 ,还介绍了平面多连通域的内外边界的 Voronoi图的合并算法 .

GIS与Voronoi多边形在医疗服务设施地理可达性分析中的应用

地理可达性是研究评价各种服务设施布局及其服务域的重要指标之一,空间距离、交通便捷性、出行成本等是可达性测度的重要因子。由于医疗设施等公共设施通常以服务的公平性和覆盖性为目标,因此可定义居民点到最邻近医院的距离为地理可达性的测度。在此基础上,作者提出了基于GIS与Voronoi多边形的地理可达性计算方法。这一方法不仅将地理可达性分析中的空间点对之间的距离计算简化为空间查询,方便了GIS应用,而且计算的Voronoi多边形在本质上就是最邻近意义上医院的服务域,即服务域内各居民点到该医院的距离就是最邻近距离。此外结合人口分布等属性数据,还可深入分析各医院的服务承载力,本方法为医疗设施等公共服务设施的规划决策提供了重要的工具。

基于加权Voronoi图的扇区优化研究

管制员的工作负荷是制约空域容量的主要因素.扇区优化的目的则是在符合一定约束条件下平衡管制员的工作负荷,增加容量.文中提出了基于加权Voronoi图的扇区划设方法,确定了管制员工作负荷统计的方法.针对模拟退火算法收敛速度较慢,遗传算法存在早熟收敛的缺陷,使用生长算法与蚁群算法相结合的方法对数学模型进行求解,进而优化Voronoi多边形,最终得到最优扇区边界.仿真结果验证了所提出的扇区优化方法的合理性.

连锁商业企业商品配送服务——利用GIS与Voronoi多边形

随着电子商务的兴起,大量用于商品配送调度的信息系统被建立。本文以服务于城市的连锁商业企业为对象,研究了在信息系统建立过程中的基本问题:即如何对商品配送中消费者进行空间定位和确定配送商品商店,提出了基于GIS技术和Voronoi多边形的解决方案。这一方法使得商品配送应用系统避免了大量的在线计算,提升了系统的效率,对于基于浏览器／客户机一类的应用系统尤为重要。

二维Voronoi图和中轴的特征区分

对多边形Voronoi图和中轴两个概念进行了重新定义以适应更广泛的工程应用。分析对比了含直线段、圆弧和自由曲线的区域轮廓边界Voronoi图和中轴的各自的特征,给出了二者在凸多边形、简单多边形等不同情况下的相互关系及证明。

二维平面图形的Voronoi图构成算法

基于圆事件提出了构造二维平面图形的Voronoi图的一种近似算法。该算法不同于传统的对角线方法,是通过跟踪图形边界信息来求取Voronoi图,在寻求Voronoi图的交汇点或分支点时,该方法比对角线法效率更高,且对封闭图形及开口图形均有效。Voronoi图的求取精度与跟踪步长的设定有关。最后,通过在CAD系统中随机输入平面图形进行验证,证明该算法正确有效。

多连通多边形的内部Voronoi图的顶点和边数的上界(英文)

多边形的 Voronoi 图在路径规划、碰撞检测等方面有着广泛的应用,其顶点和边数在这些应用算法的复杂度分析方面起着重要作用.Held 证明了一个简单多边形的内部 Voronoi 图最多有 n+k 2 个顶点和 2(n+k) 3条边,其中 n 和 k 分别是多边形的顶点和内尖点数.但其结论不能适用于多连通多边形.对多连通多边形进行研究,通过将其 Voronoi 图转化为有根树,并利用有根树的性质,给出了其内部 Voronoi 图的顶点和边数上界的估计,并对 Voronoi区域的边界所包含顶点和边数的平均值进行了讨论.“SDU 数字博物馆”系统所采用的基于 Voronoi图的可见性算法的复杂度分析,就利用了所得出的结论.

基于Voronoi多边形的移动目标跟踪算法

分析讨论了Voronoi多边形的特性以及在目标监测与跟踪中的应用,提出了一种基于Voronoi多边形的移动目标跟踪算法。仿真实验结果分析表明,算法的计算和通信开销小,有效地节省监测节点的能量消耗,提高移动目标的监测效能。

多边形Voronoi图和中轴的特征从属性证明

VD偏重于对图形的精确描述,MA则偏重于对图形整体的简洁描述。为适用更广泛的工程应用,分析对比了含直线段、圆弧和自由曲线的区域轮廓边界Voronoi图和中轴的各自的特征,给出了Voronoi图与中轴之间不同情况下特征从属性的证明。

基于Voronoi图的蜂群优化算法在WSN覆盖中的应用

包含移动节点的混合网络成为无线传感器网络发展的主流。为了优化混合无线传感器网络的部署质量,提高部署效率,提出一种基于Voronoi图的蜂群优化算法来指导移动节点的部署。通过Voronoi多边形迅速找到固定节点部署的覆盖漏洞,指导引领蜂的生成,利于迅速定位全区域覆盖漏洞;通过评价漏洞大小代替轮盘赌选择方式来实现跟随蜂的开采过程,利于局部优化。仿真结果表明,该算法简便易实现,能够迅速收敛,提高网络覆盖率,达到混合网络的最优覆盖效果。

Voronoi分割模式下连锁企业物流配送系统的设计与实现

综合考虑城市连锁企业物流配送的特点和Voronoi多边形的几何特性,提出Voronoi分割模式下连锁商店市场域划分的计算几何的方法,从而实现连锁商店配送区域的自动划分,以此为基础,对传统的运输巡回路线算法进行了优化,并将二者集成到城市连锁企业物流配送系统中。阐述了该系统的组织框架,并以福建省福州市为研究背景,以福州市著名仓储式连锁企业(某超市)为研究对象,列举了该系统的应用。结果表明,该系统对连锁企业的经营决策有较大的应用价值。

基于Voronoi吸能管的新型全向防爬器设计与仿真

针对轨道车辆现有防爬器难以兼顾稳定全向防爬及大吸能阈值下高载荷效率的功能需求,提出一种基于Voronoi吸能管的新型全向防爬器,该防爬器由具有“引导-啮合”作用的全向防爬齿板及二维Voronoi异面拉伸吸能结构组成,建立基于显式动力学的吸能结构及防爬器有限元模型并进行仿真分析。研究结果表明:随胞元数和胞元规则度增大,胞元可控的Voronoi吸能管可以在一定程度上提升Voronoi吸能管的吸能效率;该新型防爬器在由水平、垂直及倾斜3个偏置参数相组合的7个工况中均能有效引导对中并稳定啮合,且随着引导偏置量的增大,防爬器所提供摆正车体的力增大。在结构耐撞性方面,由于2对撞吸能管所形成塑性铰的差异以及防爬齿板引导的共同作用,防爬器撞击时的初始峰值力明显降低;相比于理想对心碰撞,偏置的存在会提高该防爬器的吸能效率、载荷效率和初始峰值力(倾斜偏置工况除外)。