Probabilistic Robust Linear Parameter-varying Control of a Small Helicopter Using Iterative Scenario Approach

In this paper, we present an iterative scenario approach (ISA) to design robust controllers for complex linear parameter-varying (LPV) systems with uncertainties. The robust controller synthesis problem is transformed to a scenario design problem, with the scenarios generated by identically extracting random samples on both uncertainty parameters and scheduling parameters. An iterative scheme based on the maximum volume ellipsoid cutting-plane method is used to solve the problem. Heuristic logic based on relevance ratio ranking is used to prune the redundant constraints, and thus, to improve the numerical stability of the algorithm. And further, a batching technique is presented to remarkably enhance the computational efficiency. The proposed method is applied to design an output-feedback controller for a small helicopter. Multiple uncertain physical parameters are considered, and simulation studies show that the closed-loop performance is quite good in both aspects of model tracking and dynamic decoupling. For robust LPV control problems, the proposed method is more computationally efficient than the popular stochastic ellipsoid methods. © 2014 Chinese Association of Automation.

新形势下疾病预防控制信息化需求及应用场景分析

目的/意义探讨新兴信息技术催生的疾病预防控制信息化新需求、新场景,为信息技术与疾病预防控制体系现代化建设深度融合提供参考。方法/过程分析新兴信息技术在电子病历与疾病报告智能化解析、区域症候群监测、大规模疾病排查与辅助流行病学调查、多渠道监测预警、卫生应急状态下便携式单兵通信等多方面的探索性应用,阐释尚未形成体系的原因。结果/结论提出未来现代化疾病预防控制信息化发展建议,为提升公共卫生服务能力、创新业务变革提供技术支撑。

医院多场景融合智能门禁系统的设计与实现

目的充分发挥门禁系统在医院管理中的作用,满足医院多场景应用需求,使门禁系统更智能。方法制定合理流程及相应技术方案,通过门禁系统与医院信息系统、智慧医院微信公众平台、叫号系统、人事系统、教学系统等进行融合,建设多场景融合智能门禁系统。结果实现了医院多场景融合下的全流程自动化、智能化门禁系统。结论多场景数据与门禁数据互通,解决了患者、陪护、职工、学生、第三方人员进出医院的管理问题,提升了患者就诊效率,节约了人力成本,实现了医院的精细化管理。

基于参数自适应随机模型预测控制的风光氢耦合系统功率调控策略

针对风光氢耦合系统源荷两侧不确定性对其系统功率平衡造成的影响,提出了一种基于场景分析法的参数自适应随机模型预测控制功率调控策略。根据风光氢耦合系统的能源供给架构建立了描述其动态特性的线性离散状态空间模型;通过场景分析法对系统不确定性进行描述,作为参数自适应随机模型预测控制的输入;在设计的参数自适应随机模型预测控制优化框架下,计及延长系统设备生命周期的目标进行优化。针对随机模型预测控制在优化过程中预测时域和控制时域固定不变的缺陷,提出参数自适应方法以获取更好的优化效果。结果表明:在优化系统功率平衡方面,所提控制策略相较于随机模型预测控制提高了6.25百分点;在减少可控设备大功率运行方面,所提策略相较于常规模型预测控制降低了60%,验证了所提策略能够有效解决风光氢耦合系统源荷两侧的不确定性。

基于场景感知的访问控制模型

动态访问控制模型是构建大数据动态访问控制系统的理论基础,而现有访问控制模型大多只能满足单一情景下的动态访问控制,无法适应大数据上下文环境变化、实体关系变更和客体状态变迁等多类型动态情景中的访问控制。针对上述问题,在现有访问控制模型的研究的基础上,对大数据动态因素进行分析,提出基于场景感知的访问控制(SAAC,scenario-aware access control)模型。将各类型动态因素转换为属性、关系等基本元素;并引入场景信息对各类组成元素进行统一建模;基于场景信息构建大数据动态访问控制模型,以实现对多类型动态因素、扩展动态因素的支持。设计SAAC模型的工作框架,并提出框架工作流程对应的基于场景感知的访问控制模型规则学习算法和SAAC规则执行算法,以实现访问控制规则自动学习和动态访问控制决策。通过引入非传递无干扰理论,分析并验证了对所提模型的安全性。为验证所提模型访问控制策略挖掘方法的有效性,将SAAC模型与ABAC-L、PBAC-X、DTRM和FB-CAAC等基线模型在4个数据集上进行了实验对比。实验结果表明,SAAC模型及其策略挖掘方法的ROC曲线的线下面积、单调性和陡峭度等指标的结果均优于基线模型,验证了所提模型能够支持多类型动态因素和动态因素扩展,其挖掘算法所得的访问控制规则的综合质量相对较高。

风光氢耦合系统的经济随机模型预测控制方法研究

针对风光氢耦合系统源荷两侧不确定性对系统运行造成的影响,提出一种基于经济随机模型预测控制的优化方法。根据风光氢耦合系统中设备的特性,建立计及设备启停的状态空间模型;利用场景生成技术对风光出力及电负荷预测数据进行处理,以生成描述系统不确定性的场景集;基于生成的场景集,在设计的经济随机模型预测控制框架下,构造系统的混合整数线性规划问题,进而对系统进行经济优化控制。由于经济随机模型预测控制方法需提供准确描述系统不确定性的场景集,为此提出一种基于非参数预测的场景生成机制。通过案例仿真分析,相较于常规随机模型预测控制方法,所提控制方法降低5.89%的运行成本;相较于常规模型预测控制方法,降低13.25%的运行成本,验证了所提方法能有效解决风光氢耦合系统的不确定性。

面向智能视频监控的空中交通管制员图像分割

为解决复杂场景下空中交通管制员检测与分割精度低、鲁棒性差的问题,提出一种基于掩码区域卷积神经网络(Mask Region-based Convolutional Neural Networks, Mask R-CNN)的管制员图像分割模型ATC Mask R-CNN(ATC Mask Region-based Convolutional Neural Networks)。首先,构建管制员监控图像数据集(ATC Monitor Image Dataset, AMID)并用于模型训练、测试;其次,在主干网络中引入瓶颈注意力模块(Bottleneck Attention Module, BAM)以增强管制员特征提取,采取改进的柔性非极大值抑制算法(Soft Non-maximum Suppression, Soft-NMS)替代NMS算法进行候选框选取,提高对遮挡目标的检测分割;最后,基于AMID进行管制员图像分割试验。结果显示:ATC Mask R-CNN的精确率、召回率和平均精度分别为96.49%、95.62%和88.84%,表明了该方法的有效性。与Mask R-CNN相比,ATC Mask R-CNN有效降低了复杂场景的不利影响,更适用于管制员工作场景,可以为管制大厅安全管理自动化应用提供技术支撑。

化工园区事故情景耦合演化的复杂网络分析

为进一步研究化工园区事故易因耦合效应引发事故升级等问题,首先,以化工园区储存环节为研究对象,从要素及关系2个角度构建涵盖人因层、物质层、环境层、管理层、组合层及事故层的典型事故情景要素框架体系。然后,基于拓扑理论及相关方法,构建化工园区典型事故情景复杂网络模型,分析复杂网络的统计特征,确定节点的网络贡献度和连接边的脆弱性,探究最大可能的致因路径,并结合事故的演化特征提出断链视角下的应急响应对策。最后,引入案例分析其最大致因路径,并提出相关事故的预防措施。研究结果表明:初期是化工园区事故控制的关键时期,加强员工培训是强化初期处置的重要手段之一,点火源是事故耦合升级的关键因素之一;本文构建的化工园区事故情景演化复杂网络模型具有较好的实用性,案例分析得到的最大致因路径与实际情况基本相符。研究结果可为化工园区的事故防控及演化控制提供一定参考。

基于改进条件生成对抗网络的可控场景生成方法

可再生能源发电具有较强的随机性和波动性,为实现高效可靠的场景建模,提出一种基于改进条件生成对抗网络的可控场景生成方法。提出基于条件生成对抗网络的场景生成框架,结合Transformer的全局注意力机制以及常规卷积和深度可分离卷积的局部泛化机制,设计适用于提取可再生能源发电不同维度特征的网络结构;利用条件生成对抗网络模型建立低维气象特征隐空间和高维可再生能源发电数据之间的映射关系,提出一种可控场景生成方法,并建立随机场景生成、场景约减、极端场景生成和连续日场景生成4种生成策略。基于实际光伏、风电数据和气象数据的仿真结果表明,所提模型与方法能够有效学习可再生能源发电的随机性、时序性、波动性及空间相关性,实现对不同策略下场景的可控生成。

智慧地热田技术研究现状与系统构建方案

针对地热开发中智能化技术应用面临的关键难题,构建了地热开发智能化应用场景,总结并分析了各场景下智能化技术研究现状和存在的挑战,提出智慧地热田系统构建方案。智慧地热田是地热开发工程与人工智能等先进技术的有机融合。目前智慧地热田技术尚处在探索阶段,在热储智能表征、热储动态智能仿真、开发方案智能优化和地热开发智慧管理等应用场景下开展了探索应用,但仍面临计算成本高、实时响应困难、结果多解且模型依赖性强、动态多约束实时优化难度大以及多源数据深度融合难等诸多问题。由此提出智慧地热田系统的构建方案:智慧地热田系统由全量数据库、智能表征、智能仿真和智能优化调控等模块构成,不同模块之间通过数据传递、模型交互建立联系。下一阶段需着力于智慧地热田系统各模块基础理论和关键技术攻关,加快地热开发利用全生命周期智能化转型,促进地热资源智能、稳定、长效、最优、安全生产。

卫星任务管控系统实战化检验分析与研究

随着航天系统运用由业务运行模式向作战使用模式转变,对卫星任务管控系统的产品质量提出了更高的要求。现行的检验试验基于满足产品的技术性能指标,检验条件单一、检验流程固定。为有效预防系统在使用中出现“不好用”“不实用”的现象,深入分析系统的实战化要求,构建了测试过程模型,提出了在上线前对系统进行全链路压测的测试方法。通过多角度想定系统应用场景,选取多样本数据,实现了最大限度地模拟实战环境,检验了系统的作战使用效能,为信息系统的实战化检验提供了一种有效的检验模式和方法。

“光储直柔”建筑配电系统应用研究

以某项目为例分析“光储直柔”在建筑物中的应用,并对“光储直柔”系统的应用场景、建筑直流配电系统的关注点及“光储直柔”系统关键设备进行阐述。

一种空间场景控制器下的集中控制系统

目前国内智能独立办公空间内的控制监测设备和运算处理都各自独立,甚至不在同一个地方,控制系统对网络的依存度很高,而且每年需要相应的运维支撑。对于小场景小范围施工来说,设计后期的运维成本较高,而且出现问题时不便于维护。提出借助空间场景控制器,在一个独立空间搭建一套小型系统,从而实现对机电设备的独立控制,并对系统的基本架构,软、硬件设计,工作流程等进行阐述,说明其相对现有技术的优势。

物联网智慧景观照明实施路径研究

分析基于ZPLC技术的物联网智慧照明控制系统原理、构架及特点,并就智慧住宅小区景观照明的应用场景对比传统照明控制方式在功能、灵活性、管理维护、节能效果、经济性等方面的优势。

运营场景驱动的智慧车站管控系统研究

智慧车站管控系统是建设轨道交通智慧车站的关键。针对当前智慧车站建设试点范围小、应用场景单一、缺乏标准化指导等不足,提出以运营场景为导向的智慧车站管控系统构建策略及优化路径。从运营管理、乘客服务两方面明确运营场景标准化业务要素,形成覆盖管理全流程的七项运营管理场景以及乘客出行服务的七项服务场景;基于运营场景标准化业务要素,设计智慧车站管控系统的总体架构,开展数据需求分析、功能设计及关键技术研究。为运营企业结合自身业务需求搭建配置灵活、集成联控、自主运行的智慧车站管控系统提供借鉴和指导。

基于类人行为表征的场景可迁移决策控制方法

为提升智能车对不同驾驶场景的适应能力和在复杂场景下的决策控制性能,提出了一种基于类人行为表征的智能车场景可迁移决策控制方法.该方法在人类驾驶数据采集的基础上进行类人行为表征与决策基元提取,采用强化学习方法构建决策控制模型,完成在复杂驾驶场景下的决策基元选取与场景通行.进一步从决策基元迁移和决策基元组合优化迁移两个维度构建决策控制迁移模型,并在仿真环境下对算法和模型进行了试验验证.结果表明,所提出的智能车场景可迁移决策控制方法能够实现在同类场景下的通行效率提升,提升百分比达到21.9%;在异类场景之间迁移的任务完成率达到97.5%.

DIALux软件在体育馆照明设计中的应用

本文以体育馆篮球场地为例,针对专业比赛、业余比赛、业余训练、清扫模式等四种不同的照明灯光场景,从灯具光源、配光曲线、灯具布置方式、灯具控制模式四个方面分析研究,利用DIALux照明设计软件建模仿真,对体育馆进行照度分析,得出体育馆照明方案,便于后期照明参照设计。

基于实际出行场景的整车驾控性能测试与评价

为了直观地评价中国消费者实际出行场景的整车驾控性能,提出一种驾控性能测试与评价方法。根据中国路况,结合工程经验与国家标准,选择驾控性能测试工况与测试工况中的评价指标及其权重,选取3款车型在测试工况下进行道路试验,通过数据分析得出指标限值。结果表明,3款车型的驾控性能得分与车辆级别、能源类型相关,且与驾驶员主观驾驶感受一致,说明此驾控性能测试与评价方法具有可行性与准确性,可以为开发或验证阶段的工程样车进行整车驾控性能的策略标定及验证测评。

数字技术在工程安全管控中的应用研究

建设工程由于其复杂性、动态性,使得传统以人员现场巡查为主的安全管控方法已无法满足应用要求,因此,如何应用先进的数字技术,赋能建设工程的安全管控,将是行业的重点研究方向。首先分析了我国总体及上海市建设工程安全管控的基本情况、面临的严峻问题,以及建设工程安全管控的难点;之后针对这些难点问题,聚焦于如何通过先进的数字技术创新构建安全管控体系,探讨并描述了在人员、机械、安全设施、消防动火及密闭空间等管理中,数字技术赋能建设工程安全管控的应用场景;最后,对数字技术在建设工程安全管控中的进一步应用进行了展望,为行业发展提供参考。

5G通信技术在智慧水电厂中的场景应用

智慧水电厂的建设需要实现大量设备的信息采集分析,5G网络作为先进的通信技术手段,以其超高带宽、超低时延、超高可靠性等诸多优势,为电力行业实时性和可靠性极高的设备信息采集提供强大的支持。结合具体的业务场景和业务需求,阐述如何利用5G通信技术在设备巡检、设备维护辅助、安全生产监控等场景中的应用,如何通过5G通信技术赋能,实现智慧电厂的生产管理业务需求,提高智慧水电厂的运营能力和智能化水平。