面向森林火灾的人工巡视与无人机巡视效益评估

为建立森林火灾人工巡视与无人机巡视效益评估框架,推动人工巡视和无人机巡视的综合运用。提出结合人工和无人机巡视影响因素,建立包括4个一级指标、8个二级指标和18个三级指标的巡视效益评估指标体系,通过博弈论组合赋权法确定各指标权重的最优组合权重,运用云模型分别构建出无人机和人工巡视技术效益评估模型。研究结果表明:人工巡视和无人机巡视的效益评估指标体系的一级指标相同,而二级指标不同之处在于物资保障和航行稳定性;将该巡视效益评估模型应用于祁连山森林,验证评估模型的客观性与全面性。研究结果可为人工和无人机森林火灾巡视效益评估提供有效工具。

面向化工园区有害气体泄漏的博弈巡逻策略

在推进智慧城市一体化的背景下,智慧化工园区的建设步伐正在逐步加快。近些年,我国化工行业事故频发,给公共安全造成了巨大的破坏与损失。因此,如何提升化工园区安全管理和应急响应能力是目前亟待解决的问题。针对该类安全问题,提出面向化工园区有害气体泄漏的博弈巡逻策略。首先,利用对流扩散模型对有害气体泄漏的过程进行描述。其次,引入博弈论对巡逻问题中攻防双方的对抗过程进行建模,将防守者对安全事故的响应时间与其收益关联。然后,提出基于多线性规划的GGC算法,对该博弈模型进行求解。最后,在3种不同规模的真实化工园区案例场景下,将该博弈模型与其他两种基础方法进行收益对比。结果表明,该模型能够有效提升防守者收益,降低攻击者收益。

基于Unity3D的水库大坝巡视检查培训系统

针对水库大坝巡视检查网络培训需求,研究严肃游戏,提出水库大坝巡视检查培训系统架构,探讨大坝BIM建模、巡检点和缺陷三维建模、水库枢纽场景仿真等关键技术,分析水库大坝巡视检查要求、方法、设备、内容,研发了基于Unity3D的水库大坝巡视检查培训系统。水库大坝巡视检查培训系统由数据层、模型层和应用层组成,具有巡视检查知识、巡视检查训练、巡视检查考核和系统管理等功能。水库大坝巡视检查培训系统解决了传统培训方式中覆盖面窄、成本高、时间长等问题,可用于水库管理人员的培训,特别是没有监测设施或监测设施损坏的中小型水库管理人员的培训,促进水库大坝巡视检查工作规范化,提高水库管理人员巡视检查能力,保障水库大坝安全运行。

基于博弈论的化工园区合作巡逻策略研究

化工园区的生产活动对周围的大气环境和居民健康构成了巨大威胁,需要园区管理团队对化学生产过程和气体排放进行严格监管以保证空气质量,对各化工厂进行巡逻是一种有效的方法。基于博弈论研究多辆巡逻车的合作巡逻策略,提出了贪婪部署算法确定巡逻车的初始部署,采取静态分区的合作方法将化工园区划分成多个小区域,在化工厂和巡逻车之间构建巡逻博弈模型,通过MultiLPs算法计算得到博弈的Stackelberg均衡解。选取Antwerp化工园区进行案例研究,结果表明巡逻车可以将收益提高8.08%~35.24%。

时间最优的直升机对海攻击导引方法研究

就一架舰载直升机与多艘导弹艇的对抗攻击建模问题进行了研究,目的在于用最短的时间将舰载直升机导引到有多艘导弹艇的作战区域。文中在运用微分对策理论的同时结合了局部优化的思想,建立了攻击时间尽可能短的数学模型,进而推导出了对抗多方为达到各自作战目所应采取的最优控制策略,并给出了实现步骤与方法。最后,对一架舰载直升机与两艘导弹艇的对抗进行数值仿真,该直升机根据所建模型的要求在以尽可能短的时间击毁一艘导弹艇的同时与另一艘导弹艇保持最短距离,进而也能以最短时间迅速接近下一战区。仿真实例表明,文中的模型和方法可在一定程度上为实时作战指挥系统的研制、开发提供技术支持及理论依据。

基于Stackelberg博弈的海事安全问题研究

近年来,安全问题在全世界范围内得到了越来越多的重视,如何利用有限的安全资源最大限度地部署防御策略保护重要的设施以及目标是许多安全部门所面临的一项艰巨的挑战。针对海事安全巡逻问题,提出基于Stackelberg博弈的安全模型进行安全资源调度,在安全资源有限的情况下,对现实世界中出现的时空限制和人类行为不完全理性因素进行了综合考虑,放宽了经典安全博弈模型对攻击者是完美理性这一假设。在随机最优反应均衡理论的基础上考虑了攻击者的行为偏好,对非完全理性情况下的最佳策略和完全理性情况下的最佳策略进行对比和分析,实验结果表明,非完全理性下的新模型在现实问题中可以获得更高的收益,可更有效地用于海事安全巡逻问题。

基于Stackelberg安全博弈的多无人机边境巡逻问题研究

无人机技术的发展使其在边境巡逻监测任务中承担了重要角色,而无人机续航时间的限制、多类型的越境方以及越境方的观测行为等现实因素对无人机巡逻策略的制定提出了新的难题.针对上述问题,首先构建了由多架无人机构成的巡逻方和多个越境方之间的Stackelberg安全博弈模型,其中巡逻策略和越境策略是基于所设计的有向图来描述的;进一步证明了巡逻策略与有向图上边际覆盖量之间的等价关系,进而将原博弈模型转化为了有向图最优边际覆盖的线性规划问题,并设计了两阶段映射算法;最后在仿真实验中,通过一个具体实例阐述了边际覆盖量到混合策略的转化过程,并在生成的数据集上从模型求解效率、巡逻策略的有效性和鲁棒性三方面进行了对比实验.实验结果表明转化后的模型能够有效应对指数级规模的巡逻策略给博弈求解带来的计算挑战,且能够给出具有较高质量以及较强鲁棒性的巡逻策略.