无人集群博弈对抗系统仿真验证及决策关键技术综述

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技术,以及基于神经网络和强化学习的技术三个方面论述了自主决策关键技术,以及课题组在自主决策上开展的相关工作;提出了无人集群博弈对抗的发展方向。

构建无线网络内生智能通信验证系统的挑战与方法

随着人工智能和深度学习在计算机视觉、机器人、医疗等领域的成功应用,无线网络智能化成为下一代无线通信发展的关键技术之一。因此探讨构建无线网络内生智能通信验证系统所面临的关键技术挑战与部署方案。采用网络功能虚拟化、软件定义网络、容器和微服务等先进技术,以Kubernetes为平台基座,以信号处理时间轴为主线,以计算、网络、数据及无线资源等池化管理为核心,构建集无线数据采集与分析、网络状态建模与预测、模型部署与应用、数据要素动态监控与可视的无线网络内生智能通信验证系统,使该系统具备实时数据采析、全面地理解和监控无线网络状态,实现无线通信与网络中数据-算力-资源灵活、敏捷、智能的编排与管理、传输策略智能调优等内生智能通信技术测试验证的目标。

医科达加速器iViewGT图像验证系统阴影条带图像的增益校准

瑞典医科达生产的Precise电子直线加速器是目前广泛应用于肿瘤放射治疗(简称放疗)的重要设备,其配备的iViewGT图像验证系统采用非晶硅平板探测器,等中心平面处的视野达26 cm×26 cm,可在治疗投照前快速采集图像,实时验证患者体位、射野和剂量的适型符合程度,方便在治疗中对图像进行比较.

基于时间自动机的无信号交叉口车路协同系统建模与验证

车路协同系统(cooperative vehicle infrastructure system,CVIS)是提高交叉口车辆通行安全的重要解决方案之一。针对CVIS现有技术规范和标准未明确系统对象状态交互的动态时序及迁移过程,无法有效保障系统的通行控制逻辑安全问题,采用形式化语言对无信号交叉口车路协同系统功能逻辑进行描述,验证系统对象的状态交互和控制逻辑安全,提高无信号交叉口的车辆通行安全性。以单车无冲突、双车冲突和多车冲突场景分别进行仿真,明确状态交互和使能迁移路径;结合工具和需求规范语句进行系统安全属性验证,证明了控制逻辑的可靠性和安全性,为研发高安全架构的车路协同系统提供了可信依据。

核电厂安全级数字化仪控系统故障缺省值的验证与确认

安全级数字化仪控系统中故障缺省值的设置对核电厂安全具有至关重要的作用,但其验证与确认的难点在于具体实施时缺乏明确的细则指导。基于IEEE Std 1012,结合对法规标准、缺省值设计原则及以往项目实施经验的分析,同时考虑到漳州核电一期项目数字化仪控系统平台及设计开发流程的特点,提出了一套针对安全级数字化仪控系统故障缺省值的验证与确认策略和方法。经过漳州核电一期的实践验证,这套策略和方法能够充分、高效地验证缺省值设计的正确性和完整性,有效缓解了验证与确认过程中缺乏详尽标准、理论及相关成熟经验可借鉴的困境。对于后续核电安全级数字化仪控系统故障缺省值的验证与确认工作,该策略和方法具有一定的参考价值。

基于电子射野影像系统的光栅位置和剂量验证研究

目的 使用基于电子射野影像系统(electronic portal imaging device,EPID)的质控系统,在Primus和VenusX加速器上实现光栅位置及剂量验证。方法 通过灰度值最大梯度方法计算光栅位置,评估偏差。使用剂量标定和剂量计算相结合的算法对EPID采集的图像进行剂量重建,将EPID和MapCheck/PTW得到的数据,分别与计划系统剂量进行γ通过率分析。结果 VenusX加速器光栅误差小于1 mm,Primus重新标定后误差明显减小。重建的剂量,在3%/3 mm,阈值10%和2%/2 mm,阈值10%的2种标准下,Primus加速器γ平均通过率分别为98.86%和91.39%;VenusX加速器γ平均通过率分别为98.49%和91.11%。结论 基于EPID的质控系统,可提高加速器质控效率,减轻物理师工作负担。

基于数字孪生的安全稳定控制系统试验验证展望

随着新型电力系统建设的推进,安全稳定控制系统呈现出控制对象增多、控制范围增大、耦合性增强、复杂度增高的趋势,现有工程试验验证方法无法满足未来安全稳定控制系统试验验证需求。考虑到数字孪生技术具有高保真、实时性、交互性的特点,结合数字孪生技术的内涵、模型、架构,提出了基于数字孪生的安全稳定控制系统试验验证架构。最后,对所涉及的关键技术进行了展望。

空间站机械臂人机系统设计与验证

在充分调研国际空间站机械臂人机系统设计的基础上,结合中国空间站机械臂人机协同作业需求,建立了空间站机械臂“管理-设计-验证”全周期人机设计体系,通过人机项目规划、人机功能分配等管理要素,针对性地开展了空间机械臂人机系统详细设计,最后,从仿真分析、地面验证、在轨验证三大方面对人机系统进行了全要素全流程的验证,结果表明空间站机械臂人机系统设计合理,可应用于后续航天员出舱活动,保障航天员出舱活动安全、高效。研究结果将为空间机械臂人机系统设计与验证提供体系借鉴和工程指导。

基于Isabelle/HOL的文件系统形式化设计与验证

对于构建可信操作系统而言,文件系统设计和实现的正确性至关重要,即使是已经得到广泛运用的文件系统仍然有漏洞被检测出来。采用形式化方法对文件系统的设计和实现的正确性进行严格的验证是公认的可行方法。当前文件系统的形式化验证工作大多基于宏内核操作系统,而忽视了微内核操作系统架构下文件系统的验证。为此,提出一种微内核架构下采用内联数据机制的文件系统的形式化设计和验证方法。以高阶逻辑(HOL)和自动机模型为基础,将文件系统中的工作对象和系统资源抽象为系统对象来构建文件系统的工作状态,形式化地描述文件系统的相关系统调用的功能语义,将系统调用提供服务的过程抽象为系统工作状态发生跃迁的过程,并给出文件系统功能正确性和安全属性的断言。以实现的安全可信微内核操作系统(VSOS)中的安全可信文件系统(VSFS)为例,在设计阶段构建VSFS的有限状态机模型,并在Isabelle/HOL中抽象描述VSFS的可移植操作系统接口(POSIX)系统调用,分析和归纳出VSFS文件系统正确性断言,使用定理证明的方式来验证VSFS的正确性。实验结果表明,该方法在Isabella/HOL中完成VSFS有限状态机模型细粒度的形式化验证,满足预期的安全需求规范。

一种面向嵌入式操作系统的形式化验证方法

操作系统是整个计算机系统的核心与基石,其可靠性与安全性至关重要.操作系统的故障或漏洞可能会导致系统崩溃、数据丢失、隐私泄露和安全攻击等问题,特别是在安全攸关系统中,一旦操作系统发生错误,就可能会造成重大人员伤亡或财产损失.一直以来,如何保障操作系统的安全性和可靠性对学术界和工业界都是一个重大挑战.目前验证操作系统安全性的方法有软件测试、程序静态分析、形式化方法等.其中,形式化方法是最有潜力确保操作系统安全可信的方法,通过使用形式化方法,建立数学模型并进行系统的形式化分析和验证,从而发现潜在的错误和漏洞.在操作系统中,形式化方法可以用于验证操作系统的功能正确性、完整性以及系统安全性等.在已有的针对操作系统形式化验证的成果基础上,提出了一个面向嵌入式操作系统的形式化验证方案,采用VCC(verified C compiler)、CBMC(C bounded model checker)以及PAT(process analysis toolkit)工具分别对操作系统单元层面、模块层面和系统层面进行验证.该方法已成功应用到某操作系统的任务调度架构案例中,对于嵌入式操作系统的分析验证具有一定的通用性。

高等级生物安全实验室通风大系统消毒效果的验证与评价

简要介绍了目前高等级生物安全实验室空间及配套设备终末消毒常用的消毒模式。依据《消毒技术规范》(2002年版)制定消毒验证方案对某高等级生物安全实验室通风大系统消毒效果进行了验证与评价,并对实验室终末消毒方法进行了深入探讨,旨在为高等级生物安全实验室的终末消毒提供借鉴和参考。

有向拓扑结构下复杂网络系统的同步验证

研究了具有非线性耦合的复杂网络系统的同步验证问题.基于一般的非二次型Lyapunov函数,建立了保守性更弱的有向拓扑结构下的非线性网络系统的同步判据.对于多项式网络系统,将可同步问题转化为平方和优化问题,由此来高效地求解高阶的多项式Lyapunov函数.求解平方和优化问题隶属于凸优化框架,因此可以在多项式时间内自动地实现系统的同步验证.最后,通过一个数值仿真实例验证了理论结果的有效性,同时说明了所提出的方法可以使用一个较小的耦合强度下界来确保同步实现.

基于MBSE的动车组车门系统建模与性能验证

传统的基于文档的系统工程(Text-Based Systems Engineering,TSE)方法在动车组系统设计中存在需求与设计表达不一致、可追溯性差、系统重用性不足、多学科集成困难等问题,引入基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering,MBSE)方法,提出了一种适用于动车组的基于MBSE的联合仿真设计方法。该方法中涵盖对系统需求、功能、行为、物理的分析建模,同时利用这种SysML模型建立Simulink模型并驱动,通过将这2个模型相融合,可以验证系统是否满足性能需求。以动车组车门系统为例,使用基于MBSE的联合仿真方法,验证开门场景的性能。证明了该方法可以减少传统的试错成本,在系统设计早期,提高系统的准确性和可靠性。

基于感应耦合式无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统设计与验证

微纳聚合体航天器是一种以机械或电磁锁紧机构实现各模块化基本单元航天器连接的新型航天器架构,可以灵活实现在轨组装与自重构以满足不同任务需求。但是,基于传统电连接器的电气互联方式无法适应模块化航天器间灵活交汇对接与快速分离需求。针对上述问题,文章建立了基于感应耦合式双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构,根据地面演示验证需求分别设计了能源核航天器和载荷任务航天器电源系统参数,然后根据各模块化航天器间非接触供电需求,设计了双向无线能量传输单元参数,最后通过地面演示试验验证了基于双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构可行性,单级无线能量传输功率在20W~30W时传输效率稳定在75.8%以上,通过效率优化提升至95%以上,将可实现四个基本单元航天器的多级功率传输。

锂电池叉车动力锂电池组散热系统设计与验证

为保障新能源汽车动力锂电池组在电动叉车上的快速推广及可靠应用,研究设计一套极简的叉车动力锂电池组散热系统,解决电动叉车循环高温工况及低压大倍率充放电特性下的动力锂电池组高温问题及循环寿命大幅降低问题变得尤为重要。通过对电动叉车搭载动力锂电池组的热性能仿真分析,对车架结构及动力锂电池组进行了优化设计,保障了动力锂电池组在电动叉车系统中应用的可靠性。通过电动叉车典型工况的模拟试验验证,保障了动力锂电池组在高温环境下运行时,热平衡时的温度能维持在合理的温度区间下工作,避免了电池高温问题以及高温对电池寿命的影响。为电动叉车批量化搭载动力锂电池组进行推广应用提供了有力保障。

基于MATLAB GUI的食品取向度检测系统的建立和验证

具有取向结构的食品在自然界中普遍存在,而食品取向度对食品本身的质构特性和消费者的喜爱度有重大影响。为了定量表征食品取向度,本研究基于MATLAB GUI构建了一种食品取向度检测系统。借助已建立的激光传输成像装置,使用相机捕获样品上的激光散斑,运用MATLAB GUI进行食品取向度检测系统的编程设计,将激光散斑图像经过一系列的计算机视觉操作处理成椭圆拟合图,并计算样品取向度。然后以不同取向程度的面团为例对该系统进行了验证。实验结果表明,检测系统对激光散斑图像识别准确率为96.33%,实际运用效果良好。测得的不同面团取向度排序和显微结构图结果一致。此外,面团的取向度和面筋蛋白横纵长度比之间存在高强度的正相关关系(R=0.99,P<0.05)。建立的食品取向度检测系统具有良好的准确性,能够有效应用于食品取向度的检测。

基于功能安全的汽车电气电子系统架构设计与验证研究

电气电子系统的发展水平直接决定了汽车的性能、燃油经济性、舒适性和安全性等核心指标,先进的电气电子系统能够实现对发动机、变速箱、制动系统等车辆核心系统的精确控制,优化能量转换和动力传递过程,从而大幅提升车辆动力性、燃效和排放水平。该文阐述汽车电气电子系统功能安全的重要性,提出基于功能安全的汽车电气电子系统架构设计和验证的策略,以提高汽车电气电子系统功能安全性能,推动汽车智能驾驶等创新技术发展,为汽车产业可持续发展奠定安全技术基础。

复杂设备多领域仿真和验证协同系统设计

为实现复杂设备的高效研发,基于某公司的仿真流程与仿真数据管理平台SDM产品建设一套系统来管理复杂设备的设计、仿真及验证过程。系统包含了对仿真工具的封装集成,对研发任务的管理与执行,对仿真数据的组织与管理,对仿真知识的管理及共享。通过系统管理方式与现有的以人工处理为主的设计、仿真和验证工作方式对比,使用系统集成方式效率可大幅度提高,系统的使用提高了复杂设备的设计、仿真和验证效率,积累沉淀了复杂设备的设计成果。

燃料电池发动机水热管理系统设计、仿真与试验验证

燃料电池水热管理系统是维持燃料电池发动机水热平衡的核心系统,其流量、温度、压力分布等都对燃料电池发动机的性能、功耗和可靠性有着重要的影响。基于某额定功率120kW的燃料电池发动机,从系统功能和性能最优的角度给出了架构方案设计、零部件选型匹配的理论依据,根据相关设计输入和设计目标要求,借助一维仿真软件FloMaster进行了水热管理系统的建模、仿真与结果分析,评估了系统在不同工况下流量、压力、温度和流速的分布,并通过台架试验手段进行了验证。仿真与试验结果表明,在系统额定工况和怠速工况点,水泵流量、电堆进出口温差、电堆入口温度等关键技术指标均满足系统目标需求。

自动飞行系统飞行模式操作验证方法研究

现代民用飞机的自动飞行控制系统是主要的人机交互系统之一,其飞行模式操作控制功能由两大物理部分组成:FMCP硬件与自动飞行控制软件。对于复杂的人机交互功能的验证,需要采用面向开发过程的模型验证方法,首先由系统功能层级到功能模块层级逐级分解飞行模式操作控制功能开发架构,进而从功能模块层级到系统功能层级自下而上设计飞行模式操作控制功能验证架构,最后针对功能验证架构中的集成模型测试阶段,以FMCP速度视窗功能为例,通过对所有相关的人机操作进行分类定义,分别定义了速度目标值的状态转换与动作响应,进而针对定义梳理出完整的速度目标值状态转换与动作响应矩阵,矩阵中的每一个表格均对应着速度目标值的状态转换或者动作操作及其对应的响应情况。为自动飞行模式操作控制的集成模型验证提供了参考。