2024年, 第3卷, 第3期 刊出日期:2024-06-27
  

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    军事通信与电子工程
  • 林峰,李华,朱智勤
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 1-8. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20231017001
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    高效可靠的多跳广播算法可以有效降低交通异常事件对交通的影响。在车联网中,由于车辆高速移动和车辆间通信链路频繁丢失,使得设计高效可靠的多跳广播算法颇具挑战。鉴于此,提出一种基于乌鸦搜索算法和遗传算法的多跳广播算法。划分了异常事件影响区域;为稳定可靠地将消息转发至影响区域,综合考虑多种因素,设计了评价模型;为适应车联网的复杂环境,针对不同道路区域设计了不同的转发策略;针对中继节点选择问题,设计了基于乌鸦搜索算法和遗传算法的优化算法;使用OMNeT++工具进行仿真。结果表明,在每跳平均时延、冗余率和分组投递率3种常用指标下,所提算法性能较其他算法均有不同程度提升。
  • 鲜永菊, 于东方, 邢智童, 梁吉申
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 9-15. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20231027001
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    针对目前智能反射面(intelligent reflecting surface, IRS)辅助去蜂窝大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output,mMIMO)系统现有算法复杂度高的问题,提出了一种基于IRS辅助去蜂窝mMIMO系统联合波束赋形低复杂度算法。在满足还原用户接收的信号、IRS相移和发射功率约束的条件下,以得到最优发射波束赋形向量为目标,构建了一个联合优化接入点(access point,AP)主动波束赋形和IRS被动波束赋形问题。利用交替优化方法将原问题转换为两个易于处理的子问题,并基于解非齐次线性方程组,采用Lagrange乘数法和人工蜂群算法对子问题进行求解。仿真结果表明,相较于传统算法,所提算法有更低的复杂度和误码率,可使用更小的发射功率和频谱效率等资源获得与其他方案相当的性能。
  • 李世党,刘利栋,李春国,许魁
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 16-25. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20240103001
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    针对有源可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)辅助的同步无线信息与能量传输(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)系统,提出了一种考虑公平性的能量资源采集分配算法,以解决因乘性衰落导致的公平性能量采集性能较差的问题。在有源RIS辅助的SWIPT系统采用功率切割架构实现信息与能量的同步传输,构建了以所有用户中最小的采集能量最大化为目标函数,用户信干噪比、有源RIS和基站发射功率、功率划分因子等满足需求为约束条件的联合资源分配问题。利用交替优化、半正定松弛、连续凸近似、罚函数等技术将不能直接解决的非凸问题转换成标准凸问题,提出了一种交替迭代的公平性采集能量算法。数值仿真结果表明,所提优化算法能够显著提高用户中能量资源分配最少的用户处采集到的能量值,保障通信网络中能量资源分配的公平性。
  • 光学工程
  • 苗 壮, 毕翔鹤, 马鑫骥, 李 一, 李 阳
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 26-35. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20231026002
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    为解决基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的红外与可见光图像融合算法融合过程中未考虑原图像远程依赖关系的问题,提出了一种孪生Swin Transformer的红外与可见光图像融合算法,构建了孪生网络模型。使用潜在低秩表示(latent lowrank representation,LatLRR)分解方法将原图像分解,再分别融合以提升图像融合的精度;使用Swin Transformer分别提取分解后图像的特征,获取图像的远程依赖关系;使用l1-norm正则化方法求解特征范数,利用Softmax分别获得分解后图像的权重图;利用线性加权方法重构融合图像,通过简单的线性加和获得最终融合图像。在评测基准VIFB上对所提算法进行评测,实验结果表明,所提算法与20种融合算法相比,定性性能优良;定量分析,在由13种评价指标组成的评价体系中,该算法能够取得3个最优值,超过大部分融合算法;在运行时间方面,该算法的运行时间成本低于大部分融合算法。所提融合算法相较于其他融合算法,在主观和客观方面均表现出更好的融合性能。
  • 冷坤, 杨云涛, 黄雁华, 周璇, 武文远
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 36-42. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20231114001
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    为解决激光大气传输外场试验数据集中特征量不足的小样本问题,通过多层相位屏算法构建了激光大气传输模型,获取了4 000多组仿真数据,与332组近红外激光大气传输外场试验数据组成机器学习训练数据集。将大气参数、传输距离等作为输入项,4种到靶光斑的光场评价因子作为输出项,利用随机森林算法训练光场评价因子预测模型,实现激光大气传输效能评估,并利用202组实测外场数据对模型有效性进行验证。研究结果表明,随机森林算法构建的模型R2系数在0.89以上,可以较好地拟合输入与输出之间的多元回归关系;模型预测结果与真实试验结果的平均相对误差在10%以下,预测精度较高。研究结果可为机器学习算法在激光传输效能评估中的应用提供一定的科学依据,为激光大气传输效能评估提供一定的技术支撑。
  • 赵佳乐,周冰,王广龙,应家驹,陈琪,赵润泽
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 43-50. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20230912002
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    高光谱成像技术能够综合利用光谱信息与空间信息,为目标精确识别提供了一种可行方案,广泛应用于军事目标特性分析与伪装目标分类等方面。针对伪装物与真实目标光谱相似度高、分类与探测精度低的问题,提出了一种基于高光谱成像与极限学习机(extreme learning machine,ELM)的伪装目标分类方法。该方法通过研究伪装物与真实目标之间的光谱特性,寻找识别伪装的“窗口波段”。利用光谱降维方法找出最适合伪装目标分类的特征,进而将提取的特征作为ELM多分类模型的输入,完成分类任务。以草地背景中伪装材料的分类为例,利用野外拍摄的高光谱图像进行实验。结果表明,所提方法的分类精度达到了97.27%,其分类效果优于其他对比分类算法,为伪装目标分类提供了一种有效的方法。
  • 土木建筑与防护工程
  • 高天飞,韩旭,张华,耿一超,史路阳
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 51-59. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20231126001
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    高原严寒地区气候恶劣,交通运输困难。针对该地区气候特征及室内负荷需求,提出了一套由太阳能、梯级相变蓄能装置以及柴油锅炉辅助热源组成的跨季蓄能复合供暖系统。为探究新型供暖系统的实际性能和可行性,通过模拟软件构建建筑模型及配套的系统模型,根据高原地区的气候条件参数,模拟系统全年运行过程,分析相关运行参数变化,并总结可行的系统设计方法,验证动态气候条件下系统的可行性。结果显示,太阳能集热器的总运行时长可达2 000 h以上,为储存充足的太阳热量提供基础。同时相变水箱在蓄能期结束时温度可达82 ℃,当采用高温水末端散热器时,经过3级相变材料放热后水箱温度降至42 ℃,导致室内温度难以达到预设值。相较于依赖辅助柴油锅炉维持水箱温度及末端散热器供水温度的方式,低温辐射供暖系统更能适应太阳能梯级相变蓄能系统的热能和水温变化特性。
  • 黄恒,陈徐均,程建生,计淞,沈海鹏
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 60-68. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20231011001
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    带式浮桥吃水变化会引起浮桥水线面的变化,导致浮桥的弹性基础刚度也随之变化,现有的基于弹性基础等刚度假定的计算方法存在较大的误差。为提高带式浮桥结构的计算精度,建立了考虑弹性基础刚度变化的带式浮桥结构计算方法。该方法将浮桥计算模型分成多段进行理论建模和求解,可得到浮桥的垂向位移、桥面坡度、桥跨弯矩和剪力等参数。与传统方法相比,该方法计算结果更为精确。结合具体案例,对比分析了选用不同水线面的计算结果。结果表明,在不同荷载的作用下,平均水线面法与分段法之间的误差最小,分段法计算过程较为复杂,在计算精度要求不高时,也可采用平均水线面法对带式浮桥进行计算分析。
  • 杨嘉楠,范鹏贤,朱彦涛,李超,王波,蒋海明
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 69-75. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20240115001
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    结构面的剪切变形特性通常决定着围岩体的整体稳定性。为探究结构面的扰动剪切失稳特性,采用不同起伏角度及材料的对称规则齿形结构面试件,开展一定初始静应力下的扰动失稳试验。根据工程现场易获取的基本参数,如峰值剪切强度和峰值剪切位移,将结构面分为低强低脆高延性、高强高脆高延性、高强高脆低延性3种类型,相较于准静态荷载工况,扰动工况下含齿结构面的峰值剪切强度均降低明显,但峰值剪切位移相差不大。低强低脆高延性结构面在不同应力路径下均无明显应力降,为不易致灾的类型;高强高脆低延性结构面的峰值强度高,累积不可逆位移量小,峰后跌落大,较高延性结构面更易导致失稳。
  • 机械工程
  • 王勇, 郭鑫, 任晓琨, 刘正春, 王金全
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 76-85. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20231205001
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    带脉冲恒功率负载的直流供电系统(DC power supply system with pulse constant power load,PCPL-DCPS)运行过程随脉冲参数的变化包含多种不同运行状态。目前电力系统单模态大信号稳定性分析方法无法适用于中高频状态脉冲负载的稳定性分析。为此,提出了一种结合切换理论和混合势函数法的统一大信号稳定性分析方法。该方法以快慢切换驻留时间为界,划分了切换系统快慢切换稳定域,并以满足不同驻留时间为条件,提出不同域的大信号稳定性分析原则。以PCPL-DCPS为研究对象进行仿真试验,对比单模态稳定性判据和渐进稳定域域界,验证了快慢切换稳定域界划分和分析方法更合理,并进一步将切换系统稳定性与脉冲频率关联,得到了更为统一和直观的表达式。所述方法适用于全时段的切换电力系统,也可扩展应用到带脉冲负载的交流供电系统的稳定性研究中,进一步指导脉冲负载的峰值功率、脉冲频率等参数的选取。
  • 陈杰,罗吉庆,沈家栋,乔元虎,苗旋,宋胜利
    陆军工程大学学报. 2024, 3(3): 86-92. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20231224001
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    针对当前推土机在作业过程中操作复杂、施工效果评估困难等问题,基于北斗实时动态差分定位(real time kinematic,RTK)技术和运动学方程,求得推土机实时位置;提出了以推土高程和设计平面的高程差作为平整施工质量评价的方法,可直观评价施工效果,研制了驾驶引导装置,可实时显示推土机状态与施工进度。工程应用表明,该装置达到了厘米级的定位精度,定位的绝对误差小于5 cm,满足推土机精准施工的需求;车载显示终端使用RS232通信可精确获取推土机坐标、速度、航向等自身状态参数和施工数据。在实际施工场景中,该系统可有效减少驾驶员返工次数、降低劳动强度,提高了施工效率,达到了辅助施工的目的。