2023年, 第2卷, 第4期　刊出日期：2023-08-15

  

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  本期目录

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 0-1.

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  水波中心扩散智能优化算法

  王之腾，刘畅，纪存孝，李凯齐

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 1-8. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20230403002

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  基于水波扩散效应，提出了一种水波中心扩散算法(water wave center diffusion,WWCD)。着眼解决函数极值优化问题，以某个局部最优解为中心点，由近至远、由密至疏产生多组扩散解进行迭代寻优。通过合理设计扩散解的扩散比例、选择比例和跳跃比例等参数，提高算法的全局寻优效率，对比WWCD与6种智能优化算法极值优化问题的仿真结果，验证了前者在全局求解精度和收敛速度方面的优越性。聚焦雷达信号识别问题，WWCD优化支持向量机(support vector machine,SVM)关键参数进行雷达信号识别实验。仿真结果表明，通过本算法优化SVM关键参数进行雷达信号识别，可明显提高识别效率。
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  基于NOMA的级联式混沌增强加密通信技术

  王浩¹，王卫卫²，任建新³

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 9-15. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20230519001

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  混沌加密能够灵活地兼容多种调制格式、实现多维度数据加密，已成为军事保密光通信中有效保护数据传输的物理层加密技术。为保证光通信系统中数据传输的安全性，提出一种基于非正交多址（non-orthogonal multiple access，NOMA）的级联式混沌增强加密通信技术。通过提升混沌序列的非线性动力学特性缓解混沌本振退化问题，采用功分复用技术实现对密钥的分发和对加密数据的传输，利用三维级联混沌系统对比特、星座、子载波进行加密掩蔽。实验结果表明，该技术能够在2 km的七芯光纤上实现65.8 Gb/s的加密信号传输，密钥空间达到10^78，系统的安全性能明显提高。该项技术在军事保密光通信中具有良好的应用前景。
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  面向无人机数据采集的短突发CPM盲Turbo均衡

  潘子豪，谢琛，王桁，魏以民，郭道省

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 16-23. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220607001

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  在无人机辅助的战场侦察传感器数据采集中，短突发连续相位调制(continuous phase modulation, CPM)具有重大的实用价值，但也面临着盲均衡复杂度高、性能差等问题。基于期望最大化(expectation-maximization, EM)-维特比类盲均衡算法，针对短突发CPM提出了一种盲Turbo均衡算法。采用盲信道捕获方法设计了一组初值方案，同时在EM算法中嵌入Lazy维特比算法，提高了信道估计收敛性并降低了复杂度；接着在编码CPM中匹配卷积码和交织器，优化系统参数，并利用Turbo均衡进一步改善误码率；针对短帧迭代过程中交织深度不够导致的正反馈问题，通过改进外信息交换方式提升Turbo迭代的收敛性。理论分析和仿真结果表明，相比传统方法，所提算法在显著降低计算复杂度的同时能够兼顾误码率性能。
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  异构需求下无人机无线携能传输优化策略

  孙启明，宋绯

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 24-31. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220619001

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  物联网设备电池容量有限且充电不便，无人机无线携能传输技术很好地解决了这个问题，可以实现能量和数据的同时传输。根据节点设备的异构能量需求，提出了基于全网满意度最大化的无人机位置和功率联合优化策略。将无人机与地面节点关联系数的优化问题建模成联盟形成博弈问题，通过设计合作准则，证明了其存在纳什均衡点。基于最大化满意度准则，探索无人机最佳悬停位置。在确定关联系数、无人机位置后，采用凸优化方法求解无人机与节点之间的发射功率。仿真结果表明，所提联合优化策略能够较大幅度地提升全网满意度。
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  基于分组的两步DEA基准学习

  姚佳，李俊桥，张青

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 32-39. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220906001

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  数据包络分析（data envelopment analysis, DEA）在为决策单元（decision making unit, DMU）评估效率水平的同时，可为其中的非有效单元提供消除低效的改进措施，即基准信息。但经典DEA模型为非有效单元提供的基准信息不易一步到位，缺乏对分组信息的充分利用。在依赖上下文的DEA框架内进行开发，提出了一种基于分组的两步DEA基准学习模型。模型使用加权L1范式衡量待评估单元与相应目标的接近程度。通过最小化实际点到Pareto有效边界的距离，为每一个决策单元在组内和全局的最佳实践前沿上分别设立单独基准，解决了在实践中目标点难以一步实现的问题，模型的结果可以视为针对最佳实践的长期改进策略。由于充分考虑了分组信息，模型能够反映给定基准过程中涉及的DMU周围环境，并增强了组内DMU在设立目标上的灵活性。该模型被用于评估西班牙公立大学的科研水平，通过对比实验验证了该模型的优势。
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  软件定义网络多控制器部署优化方法

  郭一平，胡谷雨

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 40-46. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220831001

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  目前软件定义网络（software defined network,SDN）多控制器管理的研究重点和难点在于多控制器部署，合适的控制器数目和合理的部署位置能够实现低延迟和高可靠性的折中。在网络拓扑图上将部署位置问题简化并形式化，定义了可靠性和延迟指标，设计了多控制器部署位置求解算法（multi-controller placement location algorithm，MCP）。MCP通过遗传算法将网络划分为多个子网，并在每个子网中放置一个控制器，以最大化网络可靠性和最小化路径延迟为目标，通过模拟退火算法确定控制器在每个子网中的位置，经对比实验验证了MCP生成的部署位置方案在可靠性和延迟上的性能优势。以可靠性和延迟为评估指标，基于MCP测试了各种网络规模的最合适控制器数目，并分析得出最合适控制器数目与网络规模之间的统计规律。
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  T/R组件性能退化试验系统设计与实现

  朱赛，孟亚峰，韩春辉，安婷，梁冠辉

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 47-54. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220712002

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  T/R组件是有源相控阵雷达装备的重要部件，其性能变化严重影响雷达技术、战术指标，通过试验系统进行T/R组件性能退化试验是分析T/R组件性能变化的重要途径。在分析T/R组件性能退化试验流程基础上，设计了T/R组件性能退化试验系统结构；设计了试验系统平台，解决了多个T/R组件自动测试与开关级联切换下的噪声系数测量问题；设计了自动测试软件，实现了T/R组件性能参数的自动测试、测量结果的自动存储。基于此试验系统，进行了某型T/R组件的性能退化试验，结果表明该试验系统能够自动完成多个T/R组件性能参数的自动测试，提高了测试效率，为T/R组件和有源相控阵雷达的性能分析提供了试验平台。
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  连续-脉冲复合激光毁伤金属材料分析与优化设计

  魏靖松，陈霞，朱孟真，刘旭，谭朝勇，曹海源

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 55-61. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220908001

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  战术激光武器具有改变战争形态的潜力，是各军事强国优先研发的新概念武器。以连续激光作为光源的激光武器因较长的打击点驻留时间削弱了其战术应用价值，而连续-脉冲复合激光能够提高毁伤效能，有效应对多种军事目标。建立了连续激光与毫秒激光复合损伤金属材料的理论模型，理论分析了连续-脉冲复合激光与钢板的热力学过程。以0.2 cm钢板为目标靶材，用2 000 W连续激光和10 J、脉宽500 μs脉冲激光进行复合毁伤模拟。靶材被连续激光照射3 s后出现明显熔池，后被脉冲激光照射产生不超过1.8×10^(-4) cm3的气化量，带来0.9 N的反冲力，剥离了熔池中的液态钢。建立了毁伤孔径与最低连续激光功率和最小脉冲能量之间的对应关系，可用于指导复合高效激光毁伤系统的设计，避免连续激光在对目标金属过度加热时浪费能量。
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  增量学习的拉曼光谱识别算法

  陈赵懿¹，冯柯¹，陈志斌²，杨小强¹，李焕良¹

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 62-69. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220923001

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  针对拉曼光谱仪内置数据库样本数量少和新增物质光谱无法识别的问题，提出了一种增量学习的拉曼光谱识别算法。构建了基于空间注意力机制的一维膨胀卷积神经网络（convolutional neural network model，CNN_SA），用数据库已有光谱数据对CNN_SA预训练，提取拉曼光谱特征，与逻辑回归（logistic regression，LG）和支持向量机（support vector machine，SVM）等算法相比，CNN_SA具有更好的识别性能。并采用类别增量的学习方式，将CNN_SA学习的先验知识迁移到新增物质的拉曼光谱识别中，极大提高了新增物质小样本拉曼光谱的识别准确率。
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  组网雷达快速标校优化航路规划方法

  陈双友¹，²，马俊涛¹，张宏伟¹，牛元栋¹，焦丽婷¹，³

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 70-77. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220923002

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  针对现有雷达动态标校方法无法实现一条航路完成组网雷达快速高精度标校问题，提出了一种基于斜距极差的组网雷达快速标校优化航路规划方法。该方法通过计算各雷达对航路斜距极差，设计一条以总斜距极差最大准则与规避各雷达近空盲区为双判据的标校优化航路，实现组网后多站同时标校。对系统误差建模，通过对系统误差估计算法分析，得到了影响系统误差估计的主要因素为斜距极差的结论，并基于此提出了该优化航路规划方法。仿真实验结果表明，基于优化航路得到的误差参数估计精度明显优于对比航路，对斜距偏差和斜距误差增益的估计偏差百分比分别为2.7%和5%，验证了所提方法的有效性和优越性。
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  网络化作战体系中目标重要度评估方法

  鲁磊¹，³，卢厚清¹，卢天鸣²，张挺³

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 78-84. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220809001

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  针对网络化作战体系中目标重要度评估问题，结合层次分析和复杂网络方法，从目标节点特征、网络指标积极效应、网络指标消极效应3个方面提出新的评估方法。从能力视角描述目标自身特征；基于复杂网络理论，从积极效应层面描述目标的资源关联性、流转时效性、协同性和连通关键性，从消极效应层面描述目标的离散度；构建效能函数计算目标的网络关键度；根据目标自身特征和网络关键度给出目标的评估分。该方法综合考虑了目标自身特征以及目标在作战体系中的地位和作用，实验表明评估结果准确、可靠。
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  机场体系防护资源优化配置策略

  陈一村¹，赵健¹，唐振宇¹，冯进技¹，刘双权²

  陆军工程大学学报. 2023, 2(4): 85-92. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220713003

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  机场体系防护资源优化配置是避免资源投入失效、提高机场体系安全保障能力的重要手段。为合理选择机场体系及其重要节点的防护措施，以机场体系安全风险收益最大化为目标函数，基于单个机场的不同特征构建了带资源总量约束的机场体系防护资源优化配置非线性模型，从体系视角系统配置主动防护措施和区域防空系统；同时，依据模型解析解的结构特征，设计了改进的粒子群算法实现模型快速求解；以某机场体系为例进行算例分析，验证了模型和算法的有效性，并量化分析了不同防护资源配置方案对机场体系安全风险收益的影响，实现了机场体系防护措施的组合优化，为机场体系的综合防护规划提供理论方法支撑。