2024年, 第3卷, 第5期　刊出日期：2024-11-08

  

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土木建筑与防护工程
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  基于改进L-P法的块系岩体摆型波与准共振机理分析

  徐天涵, 崔海涛, 邓勇, 邢灏喆, 李超, 纪玉国

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 1-10. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240512002

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  块系岩体中摆型波具有非线性特征，导致难以解释其频谱特征及准共振现象机理。针对此问题，建立了考虑三次项的摆型波非线性振动模型，利用改进的L-P法与振型叠加法，求得多自由度强非线性振动的近似解析解，一定程度上解释了试验观测到块系岩体摆型波的非线性现象机理。结果表明，块体系统振动频率可表示为输入能量的高次多项式，随能量增大振动频率呈非单调变化；各谐振频率之间的比例与系统构造有关，近似满足2的整数倍比例关系。通过建立摆型波的层次构造模型，得出准共振是摆型波在不同尺度块体之间跃迁的标志。
  
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  岛礁珊瑚砂可注性试验研究

  董璐，耿汉生，柳伟，许宏发，莫家权

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 11-17. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240401001

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  为研究岛礁珊瑚砂材料可注性，采用超细硅酸盐水泥浆液开展了一系列可注入特性正交试验。以注浆结石率作为可注性判别依据，分析了珊瑚砂密实度、浆液水灰比、注浆压力和保压时长等因素对注浆结石率的影响。试验结果表明，超细硅酸盐水泥对珊瑚砂注浆结石率影响的程度强弱顺序为：注浆压力、水灰比、保压时长、密实度。采用多元线性回归分析方法，建立了注浆结石率与各影响因素之间的数学模型，可用来预测注浆结石率目标值。拟合结果表明，所提模型线性相关性良好。
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  FRP-混凝土-钢双壁空心柱的抗爆性能分析

  王梓博，王乐雅，苏纪浩，王伟强

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 18-25. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240510001

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  纤维增强复合材料 (fiber reinforced polymer，FRP)-混凝土-钢双壁空心柱是一种新型混凝土组合柱，由外层FRP管、内层钢管及两管间填充的混凝土组成。针对FRP-混凝土-钢双壁空心柱在近场爆炸荷载下的抗爆性能进行了数值模拟。采用任意拉格朗日欧拉法(arbitrary Lagrangian Eulerian，ALE)进行建模，并基于已有的试验结果验证所建模型的准确性。利用验证后的数值模型，对爆炸冲击波传递过程、混凝土损伤发展、FRP管环向应变、爆炸后剩余力学性能以及参数进行了分析。结果表明，FRP管能有效约束爆炸区域内的夹层混凝土；爆炸后双壁空心柱的轴向承载力明显减小、轴向刚度明显下降；通过增加FRP管、钢管厚度，以及减小空心率能提高双壁空心柱的抗爆性能，其中前两项的影响更为显著。
光学工程
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  立体视觉在伪装设计中应用的可行性研究

  俞宙, 许卫东, 刘君, 贾其, 刘亚文, 李浩

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 26-32. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240311002

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  双目视差引起的深度信息是促使观察员准确识别伪装目标的重要线索。双目视差诱发的立体视觉只在特定距离范围内有效，主要应用于提高伪装目标的识别概率和准确性。利用随机点立体图（random dot stereograms，RDS）诱发观察者产生立体视觉并采集其脑电(electroencephalogram，EEG)信号，分析识别过程中观察者的行为数据、脑电疲劳指标和动态功能网络变化情况。行为数据表明，含有视差的RDS可使被试者产生立体视觉。在4个电极上检测出疲劳指标存在显著差异，且变化趋势不一致。行为数据也表明，观察员无主观疲劳感受。动态功能网络分析表明，双目视差刺激使α频段和β频段的脑功能网络产生了更强健的子网络。证明了含视差RDS能有效诱使观察员产生立体视觉，这种视错觉会导致观察员对错误的目标轮廓产生更多关注，且不会引起明显的疲劳感受。这一发现为将双目视差用于伪装设计提供了生理学依据，可利用双目视差增强平面假目标和迷彩斑点的立体效果。
  
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  超大视场红外凝视成像系统内外参数的标定与评价

  史冬冬，黄富瑜，杨军，王兴忠，徐康立，刘利民

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 33-39. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240130001

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  针对现有成像系统标定方法无法有效校正超大视场红外凝视成像系统的问题，提出了一种新的间接角点检测算法和针对Scaramuzza校正模型中迭代计算会出现局部最优问题的改进方案。利用形态学操作对棋盘标定板边缘进行像素级检测，再使用插值技术细化边缘，使边缘具有亚像素级精度，获取真实角点附近的4个棋盘单元角点，对4个角点进行坐标平均化间接获取真实角点坐标，使角点检测正确率达到100%，远高于一般算法，并且更加贴合真实角点位置。在逐次迭代过程中，通过对整个区域使用特定圆形区域采样网格点采集SSRE，再将所有采集数据进行最小化取值，既避免了陷入局部最优的情况，提高了定位精度，又大大减少了迭代次数和迭代运算量，弥补了现有一般标定算法无法满足超大视场红外凝视成像系统的不足。
军事运筹与系统工程
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  改进的直觉模糊得分函数及其决策应用

  方冰，朱江，白承森

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 40-48. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240414002

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  直觉模糊数之间的比较问题一直都是直觉模糊决策理论的核心课题。针对已有得分函数区分能力不足、构造过于复杂等问题，从全新视角出发，提出新的直觉模糊得分函数，并对其适用性进行必要拓展，定义了用于定量比较两个直觉模糊数区分程度的新可能度公式；基于所提公式，构建了适用于直觉模糊环境的新型多属性决策方法，并将其应用于具体的决策实践。理论分析和实验结果表明，新得分函数是对Atanassov偏序关系的精炼，能够在直觉模糊数集中建立起更为合理、可信的弱序关系；所提公式具有一定优势，能够有效拓展所提得分函数的适用性；基于可能度矩阵构建的直觉模糊多属性决策方法在决策过程中具有较强的自检能力，能够通过保证决策过程的正确性来确保最终结果的可靠性，且便于大规模决策运用。
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  路径交叉测绘任务规划问题

  王维，张开放*

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 49-56. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240423001

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  不同于传统多旅行商问题，小型飞机测绘任务规划问题的每个测绘目标需要测绘多个测绘载荷，同时多次测绘间要有时间间隔，称之为路径交叉的多旅行商路径规划问题。针对点目标测绘任务场景，将最少飞机数量的求解目标转化为求解最短航行路径。在采用遗传算法求解最短路径的基础上，结合探测载荷约束、探测任务时长约束等条件，进一步规划出最优的调度方案。针对点目标和区域目标测绘任务规划问题，考虑各机场测绘任务工作量的均衡，定义测绘工作量指标为每个机场完成的测绘目标点和目标道路的数目，求解调度策略和飞机数量。在此基础上求解均衡性，使3个机场探测的目标点和目标道路数量相当。结果表明，所提方案兼顾了测绘代价与任务分配的均衡性。
计算机科学与技术
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  基于协议模型的嵌入式软件接口测试数据生成

  史涯晴，许山山，易明煜，简开宇

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 57-66. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240102001

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  随着嵌入式软件的广泛应用，嵌入式软件接口测试成为软件测试领域的研究重点。针对传统的接口测试采用人工方式创建测试数据且测试工具不支持通用化的问题，围绕接口测试数据的设计和生成两个方面，设计了一种通用化接口协议帧格式建模工具，辅助测试人员完成协议帧格式的构建。在此基础上，进一步制定数据生成的扰动规则，自动生成测试数据。实验结果表明，所提方法可实现嵌入式软件接口测试数据的自动生成，提升测试效率，提高数据的准确率与缺陷覆盖率。
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  基于MC_RTV正则化的高分辨SAR特征增强算法

  李伟, 马彦恒, 张玉华, 李秉璇, 褚丽娜

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 67-74. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240510002

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  针对合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）稀疏成像中目标反射率易低估、目标结构特征难以精确提取的问题，提出一种基于非凸和相对全变分（relative total variation，RTV）正则化的稀疏SAR成像算法。该算法利用非凸惩罚抑制偏差效应、RTV自适应保护图像结构，在交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers，ADMM）分布式优化框架下，实现多个正则项的协同优化增强。为更好地提高成像效率和降低内存占用量，利用匹配滤波（match filter,MF）算子构造测量矩阵进行近似观测，并对重建的SAR图像质量进行定量评价。仿真与实测数据处理结果表明，所提方法可有效抑制噪声杂波，在保证空间分辨率的情况下有效提高目标重建精度和辐射分辨率。
  
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  改进足球队训练算法的无人机航路规划研究

  李文广, 黄欣鑫, 李婧, 史凤鸣, 付饶, 赵月飞

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 75-82. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240524001

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  无人机航路规划问题的高效求解是确保无人机飞行效率和飞行安全的关键。针对无人机三维航路规划求解效率低的问题，以足球队训练算法（football team training algorithm, FTTA）为基础，提出了一种基于改进FTTA的无人机航路规划方法。该方法结合了无人机飞行航路的实际要求，以航路代价、高度约束和转弯约束3个指标为核心，构造了多约束条件下无人机三维航路规划模型的适应度函数。并以典型三维航路规划问题为求解对象，从航路代价、迭代次数、算法运行时间3个评价指标出发，研究了随机概率、学习概率和通信概率对算法求解效率的影响，与鲸鱼优化算法（whale optimization algorithm, WOA）进行了对比实验。结果表明，改进后的算法在求解无人机三维航路规划时具有较高的求解效率。
机械工程
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  DTCWPT与TSMAE融合的刀具磨损状态辨识方法

  韩涛1, 宫建成2, 杨小强2, 王健1, 刘武强3

  陆军工程大学学报. 2024, 3(5): 83-92. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240319001

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  获取高质量的刀具磨损特征信息是识别刀具磨损状态的前提。为克服现有刀具磨损状态辨识方法中特征信息提取不足的问题，提出了一种基于双树复小波包变换（dual-tree complex wavelet packet transform，DTCWPT）、时移多尺度注意熵（time-shifted multiscale attention entropy,TSMAE）和随机森林（random forest，RF）的刀具磨损状态辨识方法。利用实测刀具磨损数据集对所提方法的有效性进行了验证，并从信号分解和特征提取两方面与其他磨损辨识技术进行了对比。结果表明，在特征提取阶段，所提方法展现出极高的效率，分别仅需9.41 s和14.91 s即可完成特征提取。在磨损辨识阶段，多次实验的平均辨识精度分别达到了99.33%和100%，充分证明了该方法不仅能够迅速响应，还能准确地辨识刀具的磨损状态。相较其他方法，所提方法在效率和精度上都有明显的优势，在刀具磨损状态辨识领域具有较高的应用潜力。