题        目

作 者

摘     要

基于面向对象仿真的国防通信网管理决策模型研究

张  杰 郭  晶
徐启建
蒋晓原

 国防通信网是信息在指挥自动化系统中无缝传输的基础，是获取信息优势的重要保证。但目前国防通信网管理决策仍主要依赖人工。该文针对未来联合作战中信息化战场特点，采用面向对象仿真技术建立了国防通信网仿真模型，在此基础上，结合决策规则库，实现了在复杂战场环境下国防通信网网络负荷评估、野战通信网与固定通信网结合入网评估、网络抗毁性分析等多模型管理决策，从而提高了网络管理决策的自动化和智能化水平。

基于实值离散Gabor变换的线性时变系统表示与逼近

陶  亮 阎  军

 基于作者先前提出的快速实值离散Gabor变换，本文提出了一有效的算法用于线性时变系统表示与逼近。系统的核表示近年来由于在线性时变系统优化设计与分析中的适用性，而受到关注，但缺点是核表示法需要很多的表示参数。系统的核实际上可看作是一二维离散时间序列（类似于一二维图像矩阵），因此，利用离散Gabor变换在时频域中对信号的压缩作用，将核变换到联合时频域中，就可在一定的系统逼近误差下获得一组紧凑的系统表示系数。所提出的算法由于采用了快速的实值离散Gabor变换，比基于传统的复值离散Gabor变换算法更快、更易于软件或硬件的实现，在时频域中系统表示系数更紧凑。实验比较结果也显示了所提出算法的有效性。

基于COM的面向实体的建模方法研究

郭建蓬
刘湘伟
贾仁耀
郝成民

 针对目前作战仿真模型体系复杂、软件可重用性差等问题，本文通过将COM技术引入到仿真模型的设计与实现中，提出了基于组件技术、面向实体（entity-oriented）的作战仿真模型的设计与实现方法，并给出了应用实例。

多Agent仿真中Agent行为的形式化描述方法

曹军海
张和明
熊光楞

 提出了一种从状态、动作、动作序列到活动，逐步地建立对Agent行为的形式化描述方法。该方法能有效地用于多Agent仿真系统的设计中Agent行为特征的分析、定义和描述。

金  光
武小悦
高卫斌

 首先从卫星用户需求观点和地面站资源拥有方观点两方面提出了评价卫星地面站系统的两类指标，然后根据地面站对卫星提供服务的时序，建立卫星地面站系统的面向对象Petri网模型，给出基于到站卫星冲突消解的一种有效的地面站资源调度算法。利用计算机仿真技术，对多种“卫星—地面站—设备”配置下的服务情况进行仿真，给出不同配置下的系统性能，通过分析比较，得到关于地面站及其设备配置、设备性能、地面站资源调度策略对系统性能指标影响的一些有益结论，最后提出了需要进一步研究的问题。

RPR—RRP平面六杆机构系统的MATLAB动力学仿真

曲秀全
焦映厚
陈照波

用复数推导了曲柄、RPR、RRPⅡ级杆组的动力学数学模型，并将其转化为适用于MATLAB仿真的矩阵数学模型，以该矩阵数学模型编制了相应的三个M函数仿真模块。对给定的RPR-RRP平面六杆Ⅱ级机构系统为例说明如何使用这三个仿真模块建立MATLAB仿真模型，并对其仿真结果的正确性加以分析。其主要目的是以组成机构的杆组为仿真模块，搭建各种平面连杆机构MATLAB仿真模型，可以对各种低副机构进行动力学仿真和分析。

大范围流域内水体三维仿真研究

陈文辉
谈晓军
董朝霞

 建设数字流域的一个重要方面是利用数字流域水文地理信息平台建立起洪水演进仿真模拟系统。文章以大范围流域内的水体仿真为研究对象，详细描述了三维水体仿真的快速傅立叶变换（FFT）模型，并给出FFT模型的计算机实现方法及流程。在水体的三维仿真方面，借鉴大地形仿真技术，提出了水体仿真的细节层次技术和无缝拼接技术，并最终将研究结果应用于清江流域的可视化仿真系统。

一种基于跟驰理论的道路交通噪声预测模型研究

王永泉
陈花玲
毛文雄

 交通噪声预测在城市交通规划和建筑设计工作中具有重要意义。本文根据我国道路交通噪声的实际观测方法，通过引入微观交通流理论，建立了一种可用于多车道混合车流等效声级和统计声级预测的动态随机模型。其核心算法是基于车辆非线性跟驰模型，依靠计算机随机模拟技术，实现对单车行驶行为的构造和仿真。算例分析和实验观测表明本文建立的模型具有较高的交通噪声预测精度和稳定性。

基于云X信息的逆向云新算法

刘常昱 冯  芒
戴晓军
李德毅

云模型是用语言值表示的定性概念与其定量表示之间的不确定性转换模型。逆向云发生器可以实现定量数值到定性语言值的转换。本文分析了现在的逆向云算法的不足，提出了一种更简单，更精确的逆向云算法，并且对两种算法的误差进行了分析比较，最后给出了新算法的应用实例。 

随机摄动蚁群算法的收敛性及数值特性分析

石立宝 郝  晋

从随机优化技术出发，针对基本蚁群算法，提出了一种随机摄动蚁群优化算法。并从理论上对该算法的收敛性及一些相关特性进行了探索性分析，指出该算法在有限迭代次数下以概率 （ 是一个很小的正数）找到全局或局部最优解（至少一次）；而且如果迭代时间足够长，将以概率1收敛于全局或局部最优解。最后，以TSP问题为例，对该算法中若干参数的选取进行了仿真分析，提出了具有普遍意义的参数选取方法，并制定出各参数的最佳取值范围。 

基于范例推理的后勤非对抗性仿真作业系统研究

张剑芳
李中学

在介绍基于范例推理方法基本原理的基础之上，分析了基于范例推理的后勤仿真作业系统的框架结构和工作原理；探索了应用范例推理方法实现后勤仿真作业系统的技术框架，仿真作业系统中对范例检索采用最相邻近策略，将范例属性采用对称二维表结构方式存储，对范例特征的影响程度依次检索。说明了仿真作业系统的学习机制，范例库学习中采用的多范例集成机制。

汽车碰撞有限元仿真的并行计算及其性能研究

亓文果
金先龙
张晓云
李渊印
李根国

并行计算是提高汽车碰撞有限元仿真的计算速度和求解能力的有效途径。文章简要介绍了汽车碰撞有限元仿真并行计算的区域分解方法，给出了处理接触时的并行计算流程，分析了并行求解过程以及主要时间开销。在此基础上，研究了两种硬件体系结构和不同处理器数目对计算效率的影响。最后研究了不同的区域分解策略对整车碰撞计算效率的影响。研究结果对最终用户选择合适的硬件平台和计算软件具有指导意义。

一种采用Householder变换递归实现的复矩阵QR分解算法

胡冰新 李  宁 吕  俊

QR分解可以改善矩阵条件数，从而提高数值稳定性。由于传统的基于Householder变换的QR分解算法无法有效处理复数矩阵，限制了它的进一步应用。本文提出了一种复数形式的QR分解算法，该算法通过对传统算法进行修改，采用Householder变换递归实现了复矩阵的QR分解，修正后的算法公式可以有效处理复数信号，同时保持了实矩阵QR分解算法的良好性能。新的算法公式对于各种采用QR分解的应用均具有重要意义。通过对其在最小二乘问题中的应用进行仿真，验证了算法在复信号环境下的性能。 

一种空间战场视景仿真系统的开发

唐  凯
康凤举
褚彦军
宋志明

通过分析空间战场地形模型的特点，比较了不同的地形生成算法。提出了一种用纹理简化地形文件LOD（Level of Detail）的方法，并据此创建了适用于空间战场环境的地形模型；针对Vega软件环境中碰撞检测过量占用系统资源问题，设计并实现了一种简化的碰撞检测方法；创建了由多种飞机、雷达、战车等组成的三维实体模型库；在以上几种技术的基础上构建了一个空间战场视景仿真系统。 

舰载综合训练仿真器原型方案设计及控制技术

陆铭华 赵  琳

在分析舰艇仿真训练系统发展现状的基础上，提出了基于实装的舰载综合训练仿真器的原型方案，论述了舰载综合训练仿真器的体系结构、基本功能、训练模式和关键技术，为解决战术背景条件下基于舰艇装备的综合对抗仿真训练问题提供了一种新的技术途径。

防空作战一体化仿真环境研究

何  晶
娄寿春 王  刚

建立一体化仿真环境是支持防空作战仿真的有效手段。本文通过分析防空作战仿真对一体化仿真支撑环境的需求，提出了防空作战一体化仿真环境的体系结构，详细阐明了各部分的功能，并对利用该环境生成的防空作战仿真运行框架进行了详细的说明。该环境功能完善、可扩展性强，为开发可重用性好、置信度高的防空作战仿真应用，提供了强有力的支持。

海上溢油应急反应基于GIS的模拟训练系统研究

刘彦呈 任  光
殷佩海

尽管目前国内外相继研制出有关海上溢油的信息系统，但是在国内还没有专门针对海上溢油应急反应的模拟训练系统。我们对海上溢油应急反应整个过程进行了系统的分析和研究，研究、设计和开发出海上溢油应急反应基于GIS的模拟训练系统。该系统由海上溢油应急反应培训系统、海上溢油应急反应地理信息系统（GIS）、海上溢油控制与清除决策专家系统和计算机模拟训练系统四个子系统组成。建立了海上溢油应急应用模型系统，以GIS为平台，综合海上溢油应急反应具体过程，实现了GIS与系统应用模型的有机集成。 

用于水下机器人智能路径规划的仿真器的建立

赵加敏 雷  磊

在水下机器人的设计和开发过程中有一个严重的限制问题，就是由于水下机器人工作在较深的水中，因此很难观察到水下机器人的运动情况。在测试智能路径规划的过程中，也遇到了这个问题。仿真器提供了一个虚拟的海洋环境，可以允许研究人员在实验室里方便的进行测试，并通过三维实时的图形场景对机器人的运动过程进行监控。仿真器同时还提供了对一些传感器的简单仿真，使智能路径规划的判断机制更加全面，从而更真实的模拟实际机器人的工作过程。 

基于局部模型的多更新率切削仿真力觉渲染算法

王党校 王  勇

提出了一种牙科手术虚拟现实模拟训练系统的力觉计算方法。为了保证切削仿真的逼真度、力觉计算的快速性和交互稳定性，提出了基于局部模型的多更新率体系架构的计算方案。仿真系统分解为三个不同计算频率的线程，即切削仿真、力觉伺服和图形显示线程。提出虚拟工具和切削工具的概念，实现交互力计算和牙齿三角片网格模型切削变形的协调；基于虚拟工具和牙齿三角片碰撞检测信息构造局部模型，实现力觉设备控制与切削仿真线程的解耦，降低了对切削仿真线程计算频率的要求；利用多线程技术保证图形显示和力觉显示的数据传输和时间同步。针对局部模型更新时的振荡问题，采用改进的恢复时间方法对局部模型进行插值，增强了仿真系统稳定性。基于力觉交互设备Phantom^®建立试验平台，开发了牙科手术力觉交互仿真软件，通过试验验证了本文算法的有效性。

分支结构中的虚拟内窥技术

申  皓 唐泽圣 唐  龙

介绍了完整的面向具有树状分支结构特征的管道系统的虚拟内窥技术。以典型的具有树状分支结构特征的支气管为例，从如何进行人体体数据的分割及三维模型的重建开始，依次介绍了如何利用三维图像细分算法提取虚拟漫游的主路径，如何根据漫游路径重新组织复杂的三维模型，随后介绍了一种用于管道内部漫游的碰撞检测方法——位置-体素对照表法，最后介绍了在具有分支结构特征的管道系统中的视点导航技术。

基于分级变换的自适应立体对应算法

通过分级变换将图像从灰度空间转换到新的等级空间，然后构造相应的匹配代价函数计算两个图像点之间的最大相似度，从而找出对应点和偏移值。分级变换可以有效的解决在立体对应中经常遇到的图像噪声、失真及左右图像的亮度差异等问题。大多数的自适应立体对应算法是以偏移量和灰度值两个自变量来构造代价函数，而构造合适的代价函数是一个困难的问题。本文中提出自适应窗选择算法只与灰度值有关。首先通过边缘检测提取出灰度边缘信息。本算法仅根据灰度边缘信息就可以进行自适应窗的选择。自适应选择图像窗的过程与偏移值无关，从而降低了构造代价函数的难度。实验结果说明本算法能够生成准确度较高的深度图，是一种较好的局部立体对应算法。

一种新的基于Bayer矩阵抖动的灰度图像图视密码学的方法

安韶君

提出利用图像处理的抖动方法来对完全256级灰度图象的图视密码学处理的新方法，引入计算机图象处理的抖动技术，在二值图象的图视密码学的方案的基础上，提出了基于Bayer矩阵抖动方法的灰度图象图视密码学方案，优点是计算量小，可直接使用二值图象基本矩阵，像素扩展小，实验效果较好。 

基于粒子系统的实时瀑布模拟

管  宇
邹林灿 陈  为
彭群生

提出以线元为基本造型单位并基于动力学原理模拟瀑布的运动轨迹，结合层次包围盒和聚类树技术加速粒子的碰撞检测，并采用逐渐淡化融合的方法模拟水花的消失过程。实验证明该算法模拟瀑布的运动和外观效果真实, 在普通的PC 平台上利用标准图形系统即可获得实时的绘制速度。 

基于运动随机性的群体运动合成

高  岩
马利庄
陈志华
吴小毛

运动捕获技术是目前人体动画领域最有前途的技术之一。针对其重用性问题，多种运动编辑方法被提出。然而，这些编辑方法大都针对单个角色运动进行处理；现有的群体运动方法更多的考虑的是运动决策、运动协调。另外，现有的基于物理的动画方法仅仅考虑利用 位置随机性来增加变动。通过对单角色捕获运动，施加位置和时间随机性，并结合反向动力学与多层次B样条拟合技术，来合成逼真的群体运动。 

卡通流水生成系统

陈天洲
鄢宏杰
于金辉

介绍了一个卡通流水生成系统。在系统中用户先交互画出少量的控制点，再通过选择水波类型以及输入少量参数，系统便可以自动生成与目前电视动画中的卡通流水质量相当动画序列。系统主要包括4个部分：流水路径控制模块，水波类型控制模块，水波以及浪花生成模块。流水路径控制模块根据用户输入的控制点和透视参数生成流水路径控制曲线族以确定流水的路径和水面覆盖范围，水波类型控制模块则定义了卡通流水中常见的水波类型，水波以及浪花生成模块则根据系统内部定义的水波类型生成不同的水波与浪花。该系统可以使普通的用户把复杂的卡通流水手工绘制劳动转化成输入少量的点和参数，从而显著提高卡通动画的生产效率并节约大量纸张。

一种基于时空分布特征的新闻字幕检测新算法

史迎春 王  韬
周献中

新闻字幕中包含有丰富的语义信息，是实现自动化视频检索、分析和理解的重要信息源之一。本文通过研究新闻字幕的时空分布特征，提出了一个新闻字幕检测新算法，该算法首先用有师学习的方法获取字幕大小、方向、形状等信息；然后根据视频字幕区域的灰度空间差分分布特性，利用字幕的尺寸约束检测字幕，根据字幕时间持续特点，去除时间冗余；最后对字幕区域进行二值化。实验表明该算法对非滚动标注字幕检测效率高，实时性好，且对不同新闻视频具有较强的自适应性。 

一种基于PC的快速三维图像重建方法

毛海鹏 梁  亮
赵歆波 李  山

主要从传统FDK算法的改进和数据并行计算两方面来研究快速三维图像重建算法，提出了一种Z线优先重建法，能够有效地组织和划分重建数据，从而使得对重建数据的内存访问非常连续，便于采用单指令多数据（Single Instruction Multiple Data, SIMD）技术进行数据并行处理。最后基于Intel Pentium 4 CPU的PC平台，利用SSE/SSE2技术开发了三维图像快速重建引擎。实验结果表明本文提出的方法非常有效，与原始重建算法相比，在保证图像质量不受损失的前提下取得了20倍以上的重建加速比。 

基于小波变换的固体火箭发动机地面试验图像的烟雾去除方法

程  建 杨  杰

针对固体火箭发动机（SRM）地面试验图像受烟雾干扰严重，在SRM地面试验图像预处理中，烟雾去除研究非常重要。首先从频域滤波法进行了探讨，然后根据小波变换能兼顾空–频域和多分辨率分析的特性提出了一种基于小波变换的图像烟雾去除方法。实验结果表明，所提出的基于小波变换的方法对SRM地面试验图像的烟雾去除更有效。 

基于Snake模型的低对比度噪声心脏MRI图象分割

周则明
王平安
夏德深

提出了一种基于Snake模型的低对比度、噪声心脏MRI图像分割算法。Snake模型通过轮廓线的变形得到感兴趣区域（ROI）的边界，但其分割结果依赖于初始轮廓线的位置，且变形曲线容易收敛于局部梯度极大值区域或从弱边界处泄漏，对于深度凹陷的区域也难以分割。通过增加局部面积能量项，扩大了Snake模型寻找边界的范围；在模糊C均值集群分类的基础上，构造模糊能量项，能够较好地处理心脏MRI图像中的弱边界、局部梯度极大值区域、伪影等现象。分割实验证明了改进的模型能够有效地分割低对比度、噪声心脏MRI图像。 

卫星影像在战场环境仿真中的应用

陈  越
郭晓轮
周红建
刘莉萍

纹理映射是战场环境仿真中建立真实地理环境的重要手段。本文介绍了卫星影像的发展现状及其在三维地景建模中的应用前景，并以SPOT影像为例，重点研究了用于纹理映射时对卫星影像的预处理方法。文章最后给出了一个应用卫星影像进行三维地景建模的实例。 

面向软件过程改进的工作流仿真研究

卢春霞 李  旭

本文的研究从深度上涉及方法学、技术和工具层面，从广度上涉及过程、产品、资源、组织和度量。工作流仿真可以贯穿于软件过程改进的整个生命周期。针对技术层面，提出一个支持软件过程改进的工作流实施框架，其中包括四个反馈环节来实现改进。进一步提出指导建模的软件工作流元模型，它将度量和过程改进的几个要素结合到一起，便于仿真评价，并且利用对象约束语言形式化描述模型实体本身和实体间的完整性约束关系。针对工具层面，给出了基于ECA规则的工作流模型定义和仿真引擎的结构。在此基础上就一个软件开发过程的实例，依据过程度量指标分析了各种可能的改进方案。

面向测控的运载火箭仿真设计与实现

杨永安 王  波
张宏伟

随着航天测控系统任务日益增多、周期缩短、技术要求提高等现实，如何确保每次实战任务地面火箭遥测设备和测控软件的正常运行，火箭外测和遥测数据处理快速准确，对航天测控系统而言尤为重要和迫切，而构建面向测控的运载火箭仿真是解决此问题的重要手段之一。本文首先介绍了面向测控的运载火箭仿真的功能需求和系统组成；其次提出了面向测控的运载火箭仿真系统设计方案以及测试方法；最后总结了面向测控的运载火箭仿真的应用情况和发展方向。&nbs