2024年, 第3卷, 第6期　刊出日期：2024-12-27

  

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军事通信与电子工程
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  新型互联网的探索与演进

  张宏科, 张宇明, 彭轶华

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 1-9. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20241024001

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  新型互联网领域的技术创新与变革关系到国家安全、经济稳定以及全球竞争力的提升，已成为我国进行大国博弈的重要支撑。然而，互联网体系和机制是一个“复杂巨系统”，其创新研究主要存在两大技术路线，即演进式发展路线和变革式创新路线。二者各有优劣，均对当今互联网重大关键问题的解决起到了至关重要的作用。未来，新型互联网的进一步发展应取百家之所长，通过融合多样化的新架构、新技术以及新能力，将互联网从传统的被动信息承载设施逐步转变为新型的主动智能服务设施，在智能化、安全性、多元服务提供等方面实现跨越式的能力提升，为未来可能出现的新型业务与应用提供更加智能、灵活的支撑，形成互联网技术与各垂直行业深度融合、协同发展的新格局。
  
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  自适应加权混合集成学习的雷达工作模式识别方法

  王之腾1，纪存孝1，刘畅1，王润雪1，王水斌2

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 10-16. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240729001

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  为提高在现代战场中的生存能力，机载多功能雷达呈现出信号样式复杂、参数高度捷变、开关机无规律和辐射时间减少等特点，给基于传统方法的雷达工作模式识别带来了一定的挑战。参考多功能雷达常见工作模式典型特征参数生成的样本数据，基于水波中心扩散（water wave center diffusion，WWCD）算法优化多个模型参数，采用自适应加权策略提高多个模型集成学习算法性能，开展多功能雷达工作模式识别。实验分别使用遗传算法、粒子群优化算法、差分进化算法和WWCD算法优化单模型参数，使用软投票、硬投票、自适应加权等不同集成学习策略进行工作模式识别。结果表明，所提算法相较于传统算法具有较高的准确率。此外，还研究测试了该算法在小样本条件下识别雷达工作模式的性能，验证了该算法的可行性和较高的识别效率。
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  面向D2D组播内容推荐的语义通信资源管理

  姬智1, 管新荣1, 吴丹1, 邓诚2, 申歆歆3

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 17-24. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240615002

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  未来语义通信将广泛运用于蜂窝无线网络。针对设备到设备（device-to-device, D2D）内容推荐场景，研究了蜂窝网络中按需求语义通信的问题。提出了一种以目标用户接收体验（quality of experience, QoE）为指标的语义传输模式，使簇头目标用户可根据时延和图像保真度的需求来调节语义压缩比例与选择接入链路，进而从语义压缩比例和信道分配的角度设计了资源优化问题。为解决所提问题，针对图像语义通信中的语义编码解码过程，设计了比例压缩因子，提出了一种小批量模型训练方法，通过随机选择批次来训练子语义模型，兼顾模型性能与训练复杂度。引入博弈论的方法解决信道分配与语义比例压缩因子选择问题，该问题被建模为势能博弈问题，设计了效用函数和势能函数，并证明纳什均衡的存在。提出了参数修正的空间自适应算法来达到纳什均衡。仿真结果证明了所提方法在目标用户整体QoE上的有效性。
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  深度强化学习的低轨卫星资源分配

  王文浩，陈发堂，徐霄鹏，周玉前

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 25-31. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240608001

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  针对低轨道（low earth orbit，LEO）卫星中无法保持能量效率（energy efficiency，EE）和频谱效率（spectral efficiency，SE）优化增长趋势一致的问题，提出了一种优化LEO中EE和SE之间权衡问题的方法。对LEO资源分配场景建模，采用划分时隙的方式简化动态模型，通过调节子载波功率来优化吞吐量，从而优化EE和SE。通过引入权值因子、EE与SE量纲统一的方式对EE和SE进行加权，达到求二者最大平衡的目的。为应对较大的状态动作空间问题，采用深度对决Q网络（Dueling DQN）算法实现较优的控制策略。仿真结果表明，较其他深度强化学习（deep reinforcement learning，DRL）算法，所提算法收敛速度更快；对比其他DRL算法收敛值分别提高10.1%和18.2%。噪声功率发生变化时，Dueling DQN所求SE较其他DRL算法提高了15.6%。
兵器科学与技术
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  智能巡飞地雷作战效能分析

  程祥珍1，张建新2，刘红良1，冯春早2，段于辉2，高军营2

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 32-38. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240707001

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  针对传统地雷不可移动、杀伤半径小、战后危害大等问题，提出了一种通过火箭布设的智能巡飞地雷系统概念，并基于蒙特卡洛算法建立了该巡飞地雷的作战效能分析模型，探究了布设系统的横、纵向密集度，巡飞地雷的数量、感知能力与飞行能力等因素对作战效能的影响。结果表明，较传统地雷，智能巡飞地雷作战效率大幅提升，打击概率与布雷系统射击密集度存在最佳匹配。此外，该系统作战效能受目标的机动能力，巡飞地雷的飞行速度、侦察感知范围等性能参数的影响，增大巡飞地雷的侦察感知半径、提高飞行速度有助于提升智能巡飞地雷的封控效果。研究结果能够为巡飞地雷的指标论证、方案设计、效能评估和作战运用提供技术支撑。
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  双经纬仪测量火炮轴线指向的方向余弦矩阵方法

  李国栋，李哲，王向进，张玺

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 39-45. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240703001

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  针对火炮底盘不水平条件下测量身管绝对空间指向的实际需求，提出基于方向余弦矩阵解算的双经纬仪空间角测量方法。综合运用北斗双天线定向和双经纬仪测量3个标记点方案，以经纬仪测量3个标记点的水平角和垂直角为已知量，根据双矢量定姿原理，通过相关矢量和方向余弦矩阵运算，获取火炮身管在地理坐标系下的方位角和高低角。通过蒙特卡洛仿真方法分析了双经纬仪空间角测量精度，方位测角精度优于57.6″，高低测角精度优于28.8″。利用高精度双轴转台搭建了实验测试系统，在考虑北斗定向误差的情况下，该方法方位测量精度为65.5″，高低测角精度为51.1″。仿真和实验结果表明，该方法可用于火炮轴线空间指向的测量。
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  基于多目标的弹药储备与调运联合优化

  朱曦1，姚恺1，郭爱强1，吴巍屹1，李凯2，高欣宝1

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 46-53. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240610002

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  弹药储备与调运是弹药保障的重要环节，关系到能否及时、准确、可靠地完成弹药保障任务。针对两级弹药储备与调运联合优化问题，以总延误时间最短、总成本最低和实际到货数量最多为优化目标，考虑运输时间的不确定性，建立了多目标弹药储备与调运联合优化模型，采用线性加权和法将多目标模型转化为单目标模型，并利用带罚函数的粒子群优化（particle swarm optimization，PSO)算法求解。通过算例对模型和求解算法的有效性进行了验证，相较于单一目标优化策略，所构建的目标函数可有效反映专家评价法得出的权系数，并能兼顾各优化目标，为科学开展弹药储备与调运工作提供有效参考。
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  聚脲涂覆储液圆柱壳抗爆炸荷载损伤响应实验与数值模拟

  陶臣，纪冲，王昕，吴港

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 54-61. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240614001

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  为了评估聚脲对液体输运容器的防护效能，采用实验与数值模拟相结合的方法，对聚脲涂覆储液圆柱壳结构在炸药爆炸荷载下的动力响应行为开展细致分析，获得圆柱壳的宏/微观破坏特征，揭示了爆轰产物运动及聚脲涂覆储液圆柱壳动态响应过程。结果表明，在近距离爆炸荷载作用下，薄壁储液圆柱壳以局部破坏为主，聚脲可有效提升储液圆柱壳抗爆性能；爆炸比例距离Z=0.134 m/kg1/3时，爆轰产物冲击的初始时期聚脲吸收内能相对较多，后续过程以水介质动能和铝管内能为能量转化和吸收为主。聚脲厚度从0 mm增加至6 mm，聚脲吸收能量总量显著增加，而铝管吸收能量呈现下降趋势，即聚脲可分担部分能量从而使铝管吸收能量减少以增加圆柱壳的防护能力；单位厚度聚脲吸收能量随聚脲厚度增加基本呈现递增趋势。聚脲与基材的协同变形能力是抗爆防护性能提升的主要因素。
装备保障工程
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  剩余寿命预测的装备电路故障程度分级方法

  邵智超，刘海啸，涂建华，谭项林，张春霆

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 62-68. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240714001

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  装备电路组件众多且结构复杂，多组件复合故障程度难以准确评估，导致装备运维方案无法有效规划。针对该问题，以剩余寿命作为故障程度的分级标准，提出了一种基于剩余寿命预测的装备电路故障程度分级方法。针对装备电路在实际服役过程中获取大量故障数据样本困难的特点，提出了一种基于数模融合的寿命预测方法，利用Multisim建立故障仿真模型来扩充故障数据集，考虑到故障数据的时序性与非线性，采用双向长短期记忆网络（bidirectional long short-term memory network，BiLSTM）构建剩余寿命预测模型；构建基于剩余寿命灰色关联分析的故障程度分级模型，通过量化装备电路不同剩余寿命下多级故障程度的阈值，识别装备电路的故障程度等级；以某装备电路为例验证了所提方法的有效性。
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  应用双重窗口的储运发箱行为姿态检测方法

  张伟，邓士杰，于贵波

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 69-76. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240606001

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  储运发箱作为火箭弹的承载装备，在转运过程中，对其姿态进行监控和安全状态评估具有重要意义。为准确识别储运发箱在转运过程中的运动变化，设计了一种应用双重窗口的储运发箱行为姿态检测方法。通过姿态传感器获取储运发箱的三轴运动数据；使用第一重窗口对时序数据进行时间分割和特征提取，并结合时序卷积网络(temporal convolutional network，TCN)完成对储运发箱所处阶段的识别；使用第二重窗口对储运发箱可能会发生的危险行为进行判断；综合双重窗口的结果完成对储运发箱行为姿态的识别。实验结果表明，该方法能够准确地识别储运发箱在转运过程不同阶段的危险行为，为未来智能化储运发箱的研制提供了方法参考，具有一定的工程应用价值。
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  面向多目标的二维保修装备绩效保障策略优化

  董恩志，程中华，王荣财

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 77-84. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240616001

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  为提高承制单位参与装备保修的积极性，改善装备保修效果，针对采用定期预防性维修的二维保修装备，利用绩效保障策略，在装备二维故障率函数的基础上，建立保修成本模型和可用度模型。通过构造包含激励措施的收益函数将承制单位的保修成本和部队要求的最低可用度水平联系起来，建立了考虑多目标的二维保修装备绩效保障决策模型。基于模拟退火算法，通过某型车辆装备算例验证了模型的有效性。对比分析结果表明，考虑多目标的绩效保障策略能够有效提高承制单位利润，同时保证装备的可用度，是一种使承制单位和部队双赢的保障策略。通过灵敏度分析为承制单位开展绩效保障提供管理建议，为实施拟议的绩效保障策略提供参考。
材料科学
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  TA10/6061爆炸焊接复合管耐腐蚀性能与腐蚀特性

  周海蔚，邵飞，袁嘉欣，白林越，徐倩，刘海龙

  陆军工程大学学报. 2024, 3(6): 85-92. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20240610003

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  为探究钛/铝爆炸焊接复合材料在海水环境中的耐腐蚀性能与腐蚀特性，以钛/铝爆炸焊接复合管为研究对象，开展了多周期下的模拟海水腐蚀试验以及电化学腐蚀试验，采用扫描电镜、电子背散射衍射仪（electron backscatter diffraction，EBSD）表征腐蚀前后试样微观和晶粒变化，利用拉伸试验和硬度试验评估其力学性能。研究表明，钛/铝复合材料产生的表面腐蚀产物对后续腐蚀过程产生了阻碍，复合材料在周期腐蚀进程中的耐蚀性不断提高。在腐蚀初期，复合材料界面铝侧发生晶间腐蚀，界面性能降低，后续则表现出细晶强化特征，增强了界面耐蚀性。腐蚀效应导致复合材料的宏观力学性能略有降低，强度衰减程度随腐蚀时长不断减弱，但明显降低了材料界面处硬度。钛/铝爆炸焊接复合材料的耐蚀性高于铝基体，弱于钛基体，总体上具有较好的耐蚀性。