大型封闭空间中UWB定位基站拓扑的通用设计方法

超宽带(ultra-wide band,UWB)技术是无人装备在巡检具有多障碍物的大型封闭空间时获取定位坐标的主要方法之一。目前主要依赖人工方式设计UWB定位基站拓扑的构型、位置和数量。这种方式存在设计效率低下,设计效果未知,性价比难以确定等问题。为此,本文提出了一套较为科学完善的定位基站拓扑评价体系,并提出了一种在大型封闭空间中自动设计定位基站拓扑的通用方法。该方法以仿真模拟为基础,通过遗传算法结合拓扑评价体系,自动生成贴合实际应用场景的最优拓扑方案,包括最优的基站布设数量以及布设位置信息。实验结果表明:1)经通用设计方法生成的拓扑相比使用基站数量最多的拓扑,综合性能提高了6.2%;相比使用基站数量最少的拓扑,综合性能提高了21.2%。2)经通用设计方法生成的拓扑相比人工设计的锯齿形拓扑,综合性能提高了11.4%,设计效率提高了92.9%。可见,针对具有多障碍物的大型封闭空间场景,本文的方法可以在较短的时间内设计出综合性能较优,性价比较高的定位基站拓扑,为无人装备在此类大型封闭空间中开展全自主定位和巡检奠定了基础。

运动解耦且大工作空间三平移机构拓扑设计

根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计方法和运动解耦设计原理,提出一个运动解耦性优异的单回路三平移子并联机构;设计一类4个具有正向位置符号化、部分运动解耦性且具有较大工作空间的三平移(3T)并联机构;对这类机构进行拓扑特性分析,得到相同的方位特征集(POC)、自由度(DOF)、耦合度(κ)、运动解耦性等主要拓扑特性;对其中一个机构进行运动学、动力学性能分析。根据基于拓扑特征运动学建模原理,求出其符号化位置正反解,以及速度、加速度曲线;基于推导出的位置逆解公式,分析机构的奇异位形及工作空间;根据基于序单开链的虚功原理,进行其动力学建模与分析,求解出机构的驱动力。

拓扑空间中的理想下极限收敛

为了研究拓扑空间的收敛性质,引入了拓扑空间中网的理想下极限收敛和广义理想下极限收敛的概念,同时研究了这两类极限与C-空间和局部强紧空间之间的关系.特别的,借助交连续空间给出了C-空间的等价刻画.

拓扑空间中的理想收敛

用理想收敛结构解决定向拓扑的刻画问题,给出理想S极限和理想广义S极限可拓扑化的充要条件.结果表明:T0拓扑空间上的定向拓扑、理想S极限拓扑和理想广义S极限拓扑相同;定向空间中的理想S收敛是拓扑的当且仅当其为c-空间;定向空间中理想广义S收敛是拓扑的当且仅当其为局部强紧空间.

NL-fuzzy拓扑空间中的N-紧性

利用α-远域族定义了NL-fuzzy拓扑空间中的N-紧性,借助α-分子网,模糊滤子以及模糊滤子基的概念给出其等价刻画。证明了N-紧性具有拓扑不变性以及有限多个N-紧集的并仍为N-紧集等性质。

数字文旅的空间生产与文化拓扑

在文旅产业数字化发展趋势下,文旅空间具备了物质性、媒介性、社会性等特征,数字技术和数字媒介正在深度作用于文旅融合的发展逻辑中。在三元空间论的框架下,数字文旅的拓扑结构可通过空间实践的感知耦合、空间表象的远方再造和表征性空间的意义融合三重属性进行解读。通过选取数字导览、文旅游戏、数字沉浸展和文旅视听作为典型的数字文旅业态进行分析,可将其文化生产机制分为空间实践和文化折叠两种拓扑类型。以拓扑逻辑审视数字文旅的空间实践,文旅项目可通过以数字化关联衔接双重坐标,以跨时空耦合重塑远方边界,以动态叙事体促进意义联动来推动数字化业态的创新发展。

L-拓扑空间中的SPC-连通性

研究了L-拓扑空间中的SPC-连通性.首先借助强半开集和强半闭集引入SPC-连通性的概念,并研究了SPC-连通性的等价刻画;其次讨论了SPC-连通性的一些性质以及证明了SPC-连通性是拓扑不变性;最后讨论了SPC-连通性与连通性之间的关系,得出:在L-拓扑空间中,SPC-连通一定是连通的,反之不成立,进而丰富和完善了L-拓扑空间中的连通性理论.

模糊化拓扑空间中的δ-分离性及范畴FδTop的拓扑性

在模糊化拓扑空间中,利用连续值逻辑语义的方法介绍δ-开集,δ-闭集,δ-闭包和δ-邻域的概念,并以此为工具阐述T_(1)^(δ),T_(2)^(δ),T_(3)^(δ),T_(4)^(δ),T_(3)^(Sδ),T_(4)^(Sδ)分离性公理;其次研究它们的一些特征及等价刻画,讨论并证明它们彼此之间的关系;最后通过对δ-连续映射的定义,证明范畴FδTop是范畴Set上的拓扑范畴。

一种多状态空间信息网络拓扑生成算法的优化

空间信息网络是一种具有节点运转高速性、周期性的网络。随着近地轨道卫星日益增多,空间信息网络拓扑动态性极强,网络拓扑抗毁优化问题将具有研究意义。在考虑卫星组网的可视性、卫星节点的连接度、以及整个网络通信链路数等多种状态情况下,以最小化网络中卫星节点间的端到端时延为优化目标,构建一个满足多种约束条件的网络拓扑优化模型,提出一种优化后的模拟退火算法对模型进行求解,在模拟退火过程中创新性的提出了网络流算法进行邻域求解。实验表明,模拟退火混合求邻域算法显著优于模拟退火随机求邻域算法。

基于拓扑结构分析的地景建筑外部空间特征研究

采用拓扑结构分析方法与Depthmap软件数据分析,探索地景建筑外部空间特征和设计优化策略。运用拓扑关系将建筑空间转化为拓扑节点,并以深圳万科云城设计公社为案例,建立地景建筑外部、内部、交通等空间之间的拓扑关系图解,基于图解探究其空间的关联、同构特征和规律,揭示了地景建筑外部空间拓扑关系构型特征。在拓扑结构与软件数值分析的基础上,从定性与定量两个角度总结了地景建筑中地上、地表和下沉三类外部空间特征与设计优化策略,为地景建筑外部空间设计提供理论依据。

作为关系拓扑的手机地图:技术、空间与文化三重维度的透视

在移动互联技术深度嵌入日常交往结构的过程中,手机地图经由地理信息、遥感技术以及定位系统的多元组接,重塑了主体间的拓扑关系网络。手机地图的关系拓扑网络主要通过技术、空间与文化等三重维度进行体现:搜索、导航、个性推荐等技术物语构建了手机地图的拓扑基质,为人际交往实践的生发铺设了基本座架;科学空间、类型空间以及心理空间合力搭建了手机地图的拓扑结构,促进社会关系的多维延展;社区、地方和消费的文化想象激活了手机地图的关系拓扑意义,加速了媒介化关系生产的当代转向。手机地图的关系拓扑所展陈的社会关系图示,映射着资本话语的无形渗透。

基于非线性特性的空间站转位机构拓扑优化

针对含非线性特性的空间站转位机构轻量化设计问题,建立了考虑非线性特性的结构/机构拓扑优化分析方法,通过模拟静力试验过程方法得到其力–位移曲线,按照特定的原则提取出非线性结构的等效刚度,得出转位机构捕获连接机构考虑非线性特性的分析结果与静刚度试验结果误差在10%以内,满足工程实际应用需要,说明了捕获连接机构非线性刚度分析方法的可行性.采用变密度法(SIMP),建立了含非线性特性的转位机构拓扑优化模型,开展了空间站转位机构中间支架拓扑优化分析和减重设计,结构减重24%.分析结果表明,转位机构满足刚度和强度要求,实现了空间站转位机构轻量化设计的目标,说明了该分析方法的有效性.本研究建立的含局部非线性特性的拓扑优化分析方法为空间站转位机构轻量化设计提供了解决途径,也为其他非线性结构机构拓扑优化提供了参考,同时为中国空间站重点工程项目的建设提供了技术支撑.

非拓扑向量空间的拟拓扑向量空间

拟拓扑向量空间是在向量空间赋予一个拓扑使其满足数乘联合连续,加法分离变量连续的空间,给出生成非拓扑向量空间的拟拓扑向量空间的方法,由此可以得到仿紧的拟拓扑向量空间但不是拓扑向量空间.

GIS空间数据支持下配网拓扑结构优化方法研究

针对传统配网拓扑结构故障率高、执行时间长等不足,为了提高配网结构稳定性与执行速率,研究一种基于GIS空间数据的配网拓扑结构优化方法。采集配网设备线路实际空间位置与电气性能参数,转化为GIS空间结构数据,构建GIS空间数据配网模型。基于k-means算法对配网数据进行聚类,提取优化数据集进行区域划分,利用最小路径法缩短配网执行结构,根据配网负荷分布对覆盖区域等效拓扑结构进行简化,精准改进配网拓扑结构的负荷性能,降低配网结构运行故障率。通过实验证明,经过GIS空间数据优化后的配网综合故障率降低到7%,单位执行步数低于2000步,执行时间比传统结构提高了近90%,使优化后的偏位拓扑结构更加稳定,执行效率更高。

一种基于分布式计算的网络空间拓扑描绘方法

针对网络空间难以清晰地表示空间目标邻近关系的问题,提出了一种基于分布式计算的网络空间拓扑描绘方法。先根据网络空间的连通性,对网络空间拓扑节点实施相似度计算,以此消除节点冗余;然后通过计算结果采用分布式计算方法确定网络空间拓扑节点位置,实现网络空间拓扑节点定位;最后依据定位结果,利用维度扩展法对确定的网络空间拓扑目标节点描绘,完成网络空间拓扑结构描绘研究。实验结果表明,该方法网络空间节点定位精准度较高,描绘时耗时较短,验证了该方法具有较高的网络空间拓扑描绘可行性。

自由空间光通信网络拓扑自适应控制方法研究

自由空间光通信网络拓扑优化控制可以降低网络传输延迟,提高通信速率,提出基于平均辐射光功率调节的自由空间光通信网络拓扑自适应控制方法。构建自由空间光通信网络的光传输和信道模型,结合光学度量的方法分析光通信网络的辐射功率、辐射通量以及光通量参数,采用光谱光视度量的方法,进行自由空间光通信网络脉冲幅度调制,采用强度调制和直接检测的方法,实现自由空间光通信的平均辐射光功率调节。根据反馈调节和前置补偿的方法,构建等效自由空间光通信网络拓扑结构模型,实现光通信网络的信道均衡控制和视距链路自适应增益调节。测试表明,该方法提高了信道增益,安全传输速率较高。

自由曲面空间网格结构的选型优化研究

为了快速获得经济、合理的自由曲面空间网格结构拓扑类型,基于数字化技术,提出了一种同时考虑网格拓扑与杆件截面的多工况选型优化方法.首先根据空间网格结构选型的特点改进了遗传算法,并详细介绍了优化算法的数学模型;然后基于Rhino+Grasshopper平台采用WinFrom开发了集成化的优化平台;最后通过波浪形网架结构和星型单层网壳结构算例,展示了本优化平台的工作流程以及选型优化效果.结果表明,本文方法可充分探索空间结构拓扑关系且效率高,选型和优化后的网格拓扑方案相比原始方案用钢量有所下降,同时在结构的刚度和稳定性方面有所提升.

正解符号化且运动解耦的2T1R并联机构拓扑设计与分析

基于方位特征(POC)方程的并联机构设计理论与方法,设计了一种全部由低副组成、具有位置正解符号化且部分运动解耦的两平移一转动(2T1R)并联机构,并对机构的主要拓扑特征(POC、自由度、耦合度、运动解耦性)进行分析与计算;基于拓扑特征运动学建模原理,导出机构符号式位置正解和反解;同时,由位置反解分析了机构奇异性,基于符号式位置正解求解了机构工作空间;根据基于虚功原理的序单开链法,对该机构动力学性能进行分析,计算得施加在3个驱动副上的驱动力;最后,对该机构应用于无人机操作及其安全着陆的动作原理进行了概念设计阐述。

一种基于中线拓扑关系的巷道节点自适应平滑建模方法

地下空间中的三维巷道结构复杂,模型数据庞大,为解决巷道交叉口等特殊位置的精细化表达问题,本研究提出一种基于中线拓扑关系的巷道节点自适应平滑建模方法。该方法根据巷道中心线数据,自适应判别根结点下各子结点间的拓扑关系以区分各类型巷道,并设计一种半拱形曲面构建相应的模型组件,通过组件拼接的方式,实现精细化平滑建模。最后,通过对某一段巷道数据进行验证,建立了一个由三通、四通等各类交叉口平滑相连的完整巷道模型,为地下空间中复杂巷道的精准建模提供了有效的解决途径。

零售收缩背景下商业稳定性的空间规律——以北京前门地区为例

近年来新冠疫情引发城市部分区域出现零售收缩问题,但也为深入挖掘各类商业变化背后的空间规律提供了机会。基于百度街景时光机和实地调研,详细记录了2017和2022年北京前门地区商业的更名、改行和存续情况,并基于多元回归综合距离、拓扑、聚集三种空间规律对各条街道上商铺稳定性的影响,研究发现拓扑规律的影响最为明显,且位于城市尺度高可达性街道的商铺在外部冲击下经营更为稳定。