检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：谌冬云江西师范大学

学位级别：硕士

形式化方法以严格的数学化和机械化方法为基础来规约、构建和验证计算系统,是改善和确保计算系统质量的重要方法,其模型、技术和工具已延伸成为计算思维的重要载体。形式化方法中,形式化推导是通过对问题程序规约进行精确变换,最终得到... 详细信息

形式化方法以严格的数学化和机械化方法为基础来规约、构建和验证计算系统,是改善和确保计算系统质量的重要方法,其模型、技术和工具已延伸成为计算思维的重要载体。形式化方法中,形式化推导是通过对问题程序规约进行精确变换,最终得到算法程序。形式化验证是在对软件进行规约的基础上,验证软件是否具有所期望的性质。软件形式化方法使软件系统的描述更加精确,以减少可能的错误所带来的问题,提高软件的可靠性。图结构在现实生活中应用非常广泛,图的数据结构广泛应用在公路运输网络、地铁线路网络、网络节点优化等生活中的很多领域,另外计算机系统中的状态执行等也是基于图数据结构的。因此,图的深度优先遍历算法在现代的各种软件中应用十分频繁,这些软件的可靠性的高低很大程度取决于图的深度优先算法是否正确完备。深度优先算法的可靠性验证使用传统的手工推导来验证已经不能满足我们的需要了,数学定理证明工具Isabelle与软件形式化方法的结合既可以适应日益繁琐的软件验证,又可以避免手工推导验证所带来的失误。Isabelle是一种通用的且支持高阶逻辑的交互式定理证明器。它允许以正式语言表达数学公式,并提供用于在逻辑演算中证明这些公式的工具。主要应用是数学证明的形式化,尤其是形式化验证,其中包括证明计算机硬件或软件的正确性以及证明计算机语言和协议的特性。本文研究的内容主要是深入了解Isabelle系统的验证原理和逻辑结构,探索将形式化方法与Isabelle定理证明器相结合应用于实际生产,在对比形式化方法中的几种验证方法的优缺点后,选择使用Dijkstra最弱前置谓词方法作为验证方法。为了实现对深度优先遍历算法的验证,本文对Isabelle系统的规则库中加入了图的定义、深度优先遍历算法及其相关引理。并且结合Dijkstra最弱前置谓词方法完成了对图的深度优先遍历算法进行自动化验证。这些工作确保了深度优先遍历算法的可靠性和简化了手工推导验证的繁琐程度。扩充的Isabelle类型库为以后的研究者丰富了图结构的定义。将形式化方法与证明工具相结合一定程度上会促进形式化方法应用到实际生产中。

关键词：形式化方法自动化验证 Isabelle定理证明器深度优先搜索算法

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纳米材料DNA模板序列的计算机辅助生成系统研究与实现

纳米材料DNA模板序列的计算机辅助生成系统研究与实现

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作者：王征宇华南理工大学

学位级别：硕士

在研究使用生物方法制备纳米材料的过程中，如何产生相应的DNA模板来产生纳米材料的“框架”是非常重要的一个环节。由于DNA模板具有多种的形状和拓扑结构，同时也包含有上百个碱基，而碱基之间也有着各种相互的关系和限制条件，如果根... 详细信息

在研究使用生物方法制备纳米材料的过程中，如何产生相应的DNA模板来产生纳米材料的“框架”是非常重要的一个环节。由于DNA模板具有多种的形状和拓扑结构，同时也包含有上百个碱基，而碱基之间也有着各种相互的关系和限制条件，如果根据需要的模板的形状来人工的指定碱基序列无疑是一项非常庞大且繁杂的工作，所以可以利用计算机来完成这项工作。本文首先对于使用DNA的自组织特性作为制备纳米材料模板的基础理论做了简要的介绍。同时对于文中涉及到的相关生物学知识及DNA模板的结构和概念，对于Motif的结构层次以及各个层次之间的关系进行了一定的描述，总结了在生物学范畴中所提出的序列生成的各项限制条件，并举例说明。然后文章对于系统的研究和实现进行了一定的分析，包括设计目标定义、需求总结分析、系统框架设计等等。在系统的详细设计和实现中，文章对系统的三大模块分别进行了深入的探讨：输入模块讨论了如何使用基于JWF用户向导框架输入数据或者从直接从XML导入数据，然后使用解析器将数据转换为系统的内部数据结构。生成算法模块首先建立了一套统一Motif数据结构(UMDS)，然后介绍了使用基于该结构的改进深度优先搜索算法进行碱基生成的原理、设计以及流程。输出模块着重讨论了模块Motif图形的类的设计以及Moif绘制的流程。模块按照用户在输入模块中输入的参数，结合一些数学的方法绘制出Motif的形状图形，然后将绘制的Motif与输出的序列关联起来。最后对系统进行了总结，并探讨了系统可能的应用和扩展。

关键词：生物信息学深度优先搜索算法纳米材料 DNA模板序列计算机辅助生成系统

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地下管线勘探车路径规划策略研究

地下管线勘探车路径规划策略研究

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作者：陈俊文武汉工程大学

学位级别：硕士

随着国家加快智慧城市建设方案的实施,移动机器人在地下管线勘探中的应用得到了越来越多的关注。相较于传统的地下管线勘测需要消耗大量时间,并且检测结果具有不确定性的方式,移动机器人在自主探测方面具有明显的优势。然而,由于地下管... 详细信息

随着国家加快智慧城市建设方案的实施,移动机器人在地下管线勘探中的应用得到了越来越多的关注。相较于传统的地下管线勘测需要消耗大量时间,并且检测结果具有不确定性的方式,移动机器人在自主探测方面具有明显的优势。然而,由于地下管线勘探区存在障碍物种类繁多、地形复杂和勘探面积广阔的特点,传统移动机器人在勘探过程中存在内存消耗过大、搜索路径不合理和行驶轨迹偏移等问题。本文为了应对传统移动机器人在勘探过程中存在的问题,对地下管线勘探车在全覆盖路径规划中涉及的地图建模、路径搜索和轨迹跟踪三个方面的策略进行研究,设计了一种能够在勘探区复杂环境下完成全覆盖遍历工作的路径规划策略。具体来说,本文的主要研究工作如下: 在地图建模的策略设计上,考虑到勘探区障碍物多样且勘探区域广阔的特点,本文采用栅格法进行地图建模,以降低地图存储过程中的内存开销。同时,引用膨胀-灰化处理的思想对栅格地图进行优化,并采用特定的编码方式对栅格信息进行编码,以减小栅格信息存储的复杂度。在路径搜索算法设计方面,针对传统路径搜索算法在勘探区复杂环境下规划路径不合理的问题,本文对深度优先搜索算法进行了两部分的改进。针对深度优先算法在地图搜索中的随机性问题,将原有的遍历式搜索相邻栅格改进为按序列号搜索,从而节省搜索时间。同时设计了基于当前方向的转向约束函数来进行转向决策判定来提高搜索效率;另一方面,为解决深度优先算法脱离死区非最优路径的问题,在传统跳跃算法的基础上改进搜索方向,并设置跳跃方向标志位JPS＿b以优化对称路径跳跃的步骤。通过这两方面的改进,本文设计了一种基于转向约束下的深度优先搜索算法,以完成地下管线勘探区的全覆盖路径搜索任务。在轨迹跟踪策算法设计方面,结合勘探区的地形特征和勘探车的运动特性,设计了一种基于神经网络的PID控制系统。该系统在原神经网络的基础上增加了以α为惯性因子的惯性项,并引入了变步长因子,提高了勘探车控制系统的响应速度,从而使其能够在地形复杂的环境下快速调节驱动轮转速,提高车身行驶过程的稳定性。最后本文对地下管线勘探车的硬件系统和软件架构进行了设计,并在真实环境下对勘探车进行了一系列功能测试,以验证本文全覆盖路径规划的可行性。实验结果表明,勘探区的覆盖率达到91.11%,重复率低至5.5%,勘探车各项功能基本正常,能够完成全覆盖勘探任务。最后,本文将所提出的算法与其他算法进行了对比实验,并通过实验数据进一步验证了本文算法对勘探区全覆盖工作的适应性。

关键词：地下管线勘探车栅格地图全覆盖搜索轨迹跟踪深度优先搜索算法

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基于自定义实体的联锁表自动生成

基于自定义实体的联锁表自动生成

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作者：姚维文西南交通大学

学位级别：硕士

铁路车站中,列车在联锁控制系统的指导下安全高效地运行,但是在设计联锁控制系统之前,首先需要设计联锁表。联锁表详细说明了车站内信号机、道岔、轨道区段等信号设备的联锁关系,是设计联锁控制系统的总依据。然而,设计并编制联锁表是... 详细信息

铁路车站中,列车在联锁控制系统的指导下安全高效地运行,但是在设计联锁控制系统之前,首先需要设计联锁表。联锁表详细说明了车站内信号机、道岔、轨道区段等信号设备的联锁关系,是设计联锁控制系统的总依据。然而,设计并编制联锁表是一个非常细致的工作,人工编制往往存在漏编信息、错编信息、效率低等问题。因此,如何快速准确地自动生成联锁表是轨道交通信号控制领域的重要研究问题。本文针对当前联锁表设计业务中存在的不足之处,系统性地进行了如下工作。 (1)简化获取信号设备平面布置图数据的方式,本文利用Object Arx对AutoCAD进行二次开发,基于自定义实体的交互逻辑设计出直接以信号设备平面布置图作为数据输入的联锁表自动生成方法; (2)结合图论知识,设计算法将从信号设备平面布置图中获取的数据自动转换为能够反映信号设备布局的无向图;同时,对深度优先搜索算法进行改进,不仅保证算法搜索进路数据的完整性,而且避免算法在搜索进路时访问无效节点,从而提高进路搜索的效率; (3)设计出能够同时满足铁路车站与地铁车辆段联锁需求的联锁表自动生成方法。该方法能够自动生成“列车进路、调车进路、组合列车进路、延续进路、引导进路、非进路调车进路”六种进路的联锁表数据,其中列车进路、调车进路、组合列车进路、非进路调车进路在铁路车站和地铁车辆段中都有,但是各自具有独特的联锁需求以及联锁数据表现形式,而延续进路联锁表仅在铁路车站中生成,引导进路联锁表仅在地铁车辆段中生成。 (4)在Visual Studio2010平台上使用C++编程,通过Object ARX将本文提出的联锁表自动生成方法封装成为AutoCAD运行时的功能扩展插件,使程序直接运行于AutoCAD平台之上,通过操作AutoCAD数据库中的多段线实体与文字实体自动快速生成大量联锁表。经测试证明本文设计的联锁表自动生成方法不仅能够同时满足铁路车站与地铁车辆段的联锁表自动生成需求,并且具有良好的准确性与运行速率。

关键词：联锁表 ObjectArx 自定义实体图论深度优先搜索算法

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高分辨率遥感图像油库检测及提取

高分辨率遥感图像油库检测及提取

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作者：李朝阳上海交通大学

学位级别：硕士

目前,遥感卫星技术发展进步促进着相关领域的进步发展,其传回的遥感图像在分辨率、识别度以及及时性、有效性等诸多方面都有了很大的提升,这些遥感图像在军事、农业、气象、水文、环境监测、灾害预警等方面都有广泛应用,特别是遥感卫星... 详细信息

目前,遥感卫星技术发展进步促进着相关领域的进步发展,其传回的遥感图像在分辨率、识别度以及及时性、有效性等诸多方面都有了很大的提升,这些遥感图像在军事、农业、气象、水文、环境监测、灾害预警等方面都有广泛应用,特别是遥感卫星在搜索侦察战略目标时几乎不会受到任何限制的优势极为明显。当前,油库作为重要的战略目标,其地理位置、战略布局非常重要,及时探测和发现敌方油库分布具有相当重要的战略意义,如果在第一时间对敌方油库进行摧毁,那么将牢牢掌握战争的主动权。因此,利用高分辨率遥感图像进行油库目标的检测及提取对于国家安全、国防事业都有着极为重要的战略意义。本文主要是对高分辨率遥感图像中油库的检测及提取工作,围绕着能及时快速准确在高分辨率遥感图像中找到油库目标,提出了一种融合了深度学习、显著性检测、图像分割、霍夫变换以及深度优先搜索算法的油库提取方法。首先使用深度学习对高分辨率遥感图像中油库感兴趣区域(ROI)快速检测,深度学习进行检测之后存在大概20%左右的虚警,这部分虚警需要通过后续步骤进行一一排除。接下来对找出的油库感兴趣区域利用LC显著性方法进行检测,并进行图像二值化阈值分割,剔除了大部分干扰因素。最后利用霍夫变换圆检测,找出圆形目标并进行圆心定位,再利用深度优先搜索算法根据油库分布规律进行油库目标精细化检测及提取。在以高分二号遥感图像和谷歌地球为基础自建的包含油库的高分辨率遥感图像数据集上进行实验,结果表明,本文提出的方法比单独利用改进霍夫变换检测油库的算法在查准率和查全率方面都有所提高,查准率达到了88.9%,查全率达到了89.7%,极大地提高了油库检测的精度及效率。

关键词：深度学习显著性检测图像分割深度优先搜索算法霍夫变换高分辨率遥感图像油库

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含分布式电源的智能电网故障恢复算法研究

含分布式电源的智能电网故障恢复算法研究

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作者：韩志伟沈阳工业大学

学位级别：硕士

近年来,我国经济发展迅猛,据统计用电需求与经济增长密切相关,经济发展的同时也会给电力系统带来不小的压力,势必增加电力系统发生故障的概率。利用故障恢复策略提高电力系统故障下的供电范围,是降低故障经济损失的重要途径。随着智能... 详细信息

近年来,我国经济发展迅猛,据统计用电需求与经济增长密切相关,经济发展的同时也会给电力系统带来不小的压力,势必增加电力系统发生故障的概率。利用故障恢复策略提高电力系统故障下的供电范围,是降低故障经济损失的重要途径。随着智能电网迅速发展和分布式电源(Distributed Generation,DG)在电力系统中的比重逐渐提高,对含DG的智能电网故障恢复重构的研究有重要意义。含DG的配电网故障恢复策略应在智能电网支撑下,充分利用DG电源的优势,在保证配电网供电稳定性的基础上,选择合理的故障恢复策略。为了发挥分布式电源的供电能力,将智能电网恢复策略分成孤岛划分和孤岛外配电网重构的合理配合已成为一种重要的恢复方式。本文在介绍配电网孤岛划分和故障恢复重构研究现状和相关技术基础后,开展了孤岛划分和孤岛外配电网重构方法研究: 在基于DG电源的孤岛划分方面,根据孤岛划分因素,考虑负荷重要程度,建立以节点负荷重要性加权的负荷总和最大为目标的配电网孤岛划分模型;为初步确定孤岛范围,且缩小搜索范围,利用可达性矩阵对故障配电网DG可达区域划分,并进一步根据分布式电源供电范围确定单个DG电源的搜索区域;采用结合需求响应的深度优先搜索算法(Depth-First Search,DFS)保证在确定的单个DG电源搜索区域内进行较大范围搜索,将搜索过程分成初始化、前向展开评价函数计算、评价函数最优值更新、回溯评价函数计算四个模块,四个模块的配合实现单个DG电源孤岛的划分;对可达区域进行孤岛划分,为防止节点重复供电,开始新DG搜索前去掉已划分进孤岛的点,逐个可达区域搜索完实现配电网的孤岛划分。采用PG&E69节点系统对所研究方法进行算例验证,仿真结果表明所提方法可有效实现孤岛划分。在孤岛外节点配电网恢复重构部分,建立了以开关操作次数最少、网损最小和失电区负荷停电负荷总功率最小的目标函数,为降低求解维度和解决重构中可能出现的环网,设计了整数与二进制混合编码,并对编码后出现的环网进行判断,保证了编码的有效性。采用灰狼算法(Grey Wolf Optimization,GWO)进行求解。通过算例仿真可以证明本文的方案能够有效处理含分布式电源的故障恢复重构问题。

关键词：故障恢复分布式电源孤岛划分深度优先搜索算法灰狼算法

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线路拆分及延伸情况下城市轨道交通客流分布变化研究

线路拆分及延伸情况下城市轨道交通客流分布变化研究

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作者：刘奕廷北京交通大学

学位级别：硕士

随着各城市轨道交通线网逐渐成形,土地利用开发情况也在不断变化,会出现初期建设的线路满足不了现状客流需求的情况。由于新线建设难度大、周期长、成本高,往往会对既有线路进行拆分运营。因此本文以完成进出站客流、客流分布与分配全... 详细信息

随着各城市轨道交通线网逐渐成形,土地利用开发情况也在不断变化,会出现初期建设的线路满足不了现状客流需求的情况。由于新线建设难度大、周期长、成本高,往往会对既有线路进行拆分运营。因此本文以完成进出站客流、客流分布与分配全流程的客流分析为目标,基于历史客流数据及站点周围土地利用情况,对北京市13号线线路拆分及延伸后的客流分布进行对比分析,主要包括以下内容:(1)问题分析与数据采集。针对线路拆分前后的客流变化情况及影响客流分布的因素进行分析,作为后续客流分布的理论基础。利用地铁AFC数据对现状客流数据进行提取,生成OD分布表。利用Python对百度地图进行爬取,获取POI兴趣点信息,建立城市轨道交通站点土地分布信息库。基于图论与Space L法建立城市轨道交通网络拓扑模型,作为后续客流分析的数据基础。(2)轨道交通站点进出站客流量分析。从新建站点诱增客流、既有线路转移客流及其他交通方式吸引客流等三个方面展开站点进出站客流预测。改进TOPSIS模型对站点周边的土地圈层特性进行了量化,构建了基于土地圈层系数的地理加权回归模型进行新建站点进出站量预测,对比OLS模型效果更优。基于土地分布信息库对站点进行K-means聚类分析并划分为五类,建立基于集聚效应的站点吸引范围模型,利用泰森多边形对吸引范围进行划分。建立考虑吸引范围约束的既有线路转移客流计算模型并进行计算。建立目的地选择模型计算站点效用,结合LOGSUM函数确定车站可达性,建立非线性模型描述可达性变化与其他交通方式吸引客流的关系,以此确定其他交通方式吸引客流量。(3)轨道交通线网客流分配。改进传统重力模型,新增站点类型约束条件,提出基于站点分类的三重约束重力模型。基于轨道交通拓扑网络构建有效径路集,改进深度优先有效径路筛选算法,定义重要节点与重要区段,引入换乘次数限制条件,提高筛选效率,使之更适用于较为复杂的轨道交通网络。对不同出行目的乘客对于不同出行费用因素的感知系数不同这一特点,引入后悔权重,结合效用最大化与后悔最小化原则构建广义随机后悔最小路径选择模型,利用问卷调查结果进行模型有效性分析,表明模型预测结果准确率提高6.03%。(4)以北京市13号线拆分及延伸为背景进行案例分析。利用前文所述模型方法计算得到断面客流量、客运强度、换乘系数等各类客流指标,对比分析线路拆分及延伸前后客流分布变化情况,数据结论为运营部门的规划与管理提供参考。图50幅,表50个,参考文献92篇。

关键词：轨道交通客流分布 GWR模型重力模型深度优先搜索算法

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不确定因素下一类物流车最优路径模型的建立与求解

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应用数学进展 2017年第7期6卷 861-870页

作者：沈若男苏有慧徐州工程学院数学与物理科学学院江苏徐州

本文以徐州市圆通快递文化宫营业部到中国矿业大学南湖校区为研究对象,建立了不确定因素下最优路径模型,利用正态分布的可加性,得出各条路径的总行驶时间正态分布表达式,并进行标准化,解出行驶时间的表达式。当到达终点的概率确定时,最... 详细信息

本文以徐州市圆通快递文化宫营业部到中国矿业大学南湖校区为研究对象,建立了不确定因素下最优路径模型,利用正态分布的可加性,得出各条路径的总行驶时间正态分布表达式,并进行标准化,解出行驶时间的表达式。当到达终点的概率确定时,最优路径为行驶时间最少的路径。在此基础上设计了基于深度优先搜索的最优路径算法,运用MATLAB编程,得出7条不同的路径,求出最短行驶时间和最优路径。

关键词：最优路径模型正态分布可加性卷积公式深度优先搜索算法

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基于聚类算法的城市中压配电网接线模式识别

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供用电 2023年第2期40卷 24-31页

作者：尚龙龙邓世聪刘洋宇刘伟深圳供电局有限公司广东深圳518028 中国电力科学研究院有限公司北京100192

接线模式识别是配电网规划的基础,对于保障配电网可靠、安全、经济运行具有重要意义。结合10kV城市中压配电网接线模式特点,提出一种基于深度优先搜索分析和聚类算法的接线模式识别方法。首先,采用深度优先搜索算法将一个完整配电网划... 详细信息

接线模式识别是配电网规划的基础,对于保障配电网可靠、安全、经济运行具有重要意义。结合10kV城市中压配电网接线模式特点,提出一种基于深度优先搜索分析和聚类算法的接线模式识别方法。首先,采用深度优先搜索算法将一个完整配电网划分为若干馈线树,作为模式识别的基本对象;然后,针对各种10 kV交流电网、交直流混联电网等典型网架结构,分别提取接线模式特征指标并形成特征参数库;最后,利用聚类算法将未知待识别线路的特征与已知特征库进行匹配。算例仿真结果验证了所提特征指标的有效性,聚类方法能够实现中压配电网接线模式的准确识别。

关键词：中压配电网接线模式识别聚类算法深度优先搜索算法配电网规划

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基于改进二进制粒子群算法的机组配对优化

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上海工程技术大学学报 2020年第1期34卷 34-40页

作者：张文成熊静张虹严宇上海工程技术大学航空运输学院上海201620

以机组资源利用率最大作为优化目标进行机组配对研究,根据航班计划表构建航班连接网络图,基于深度优先搜索(DFS)算法产生初始配对结果,提出改进二进制粒子群优化算法(IBPSO)进行寻优.IBPSO引入指数型增长惩罚因子和基于余弦自适应惯性权... 详细信息

以机组资源利用率最大作为优化目标进行机组配对研究,根据航班计划表构建航班连接网络图,基于深度优先搜索(DFS)算法产生初始配对结果,提出改进二进制粒子群优化算法(IBPSO)进行寻优.IBPSO引入指数型增长惩罚因子和基于余弦自适应惯性权重,种群进化前期采用无速度限制S形映射函数与强制性位置更新程序,后期采用正弦映射函数与非强制性位置更新程序.两组不同规模航班算例验证表明,IBPSO能克服原始算法收敛慢、迭代后期局部开发能力差的缺点,在维数增加时依然能有效提高算法寻优速度和解的质量.

关键词：航空运输机组配对机组资源利用率深度优先搜索算法二进制粒子群优化算法

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