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裝備系統(tǒng)可用性綜合仿真技術(shù)是綜合考慮裝備群的持續(xù)任務(wù)想定、裝備的構(gòu)型與可靠性\維修性\測(cè)試性\保障性設(shè)計(jì)特性以及裝備的保障方案，通過描述主裝備與保障系統(tǒng)及其內(nèi)部各要素之間的邏輯關(guān)系，抽象其中的隨機(jī)因素，建立離散事件仿真模型，借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，模擬裝備系統(tǒng)在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的使用及維護(hù)過程，收集相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探索裝備系統(tǒng)可用性參數(shù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律，為裝備系統(tǒng)可靠性\維修性\測(cè)試性\保障性設(shè)計(jì)、分析與綜合評(píng)估提供依據(jù)。 裝備系統(tǒng)可用性仿真技術(shù)是裝備實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的必備關(guān)鍵技術(shù)之一。適用于裝備論證、研制、驗(yàn)證與使用階段。可用于航空航天裝備、導(dǎo)彈裝備、車輛裝備、艦船裝備等的戰(zhàn)備完好性、任務(wù)持續(xù)性及保障性評(píng)估，可靠性維修性測(cè)試性保障性設(shè)計(jì)參數(shù)確定與權(quán)衡分析，保障方案的比較分析以及保障資源定量要求的分析與確定。

舵機(jī)是應(yīng)用于各種小型無人飛行器（如無人機(jī)、導(dǎo)彈等）的舵面伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。舵機(jī)的伺服特性是舵機(jī)的主要性能指標(biāo)，需要在地面進(jìn)行多參數(shù)、多狀態(tài)的半實(shí)物仿真測(cè)試。本成果包括系列化舵機(jī)伺服性能地面仿真測(cè)試設(shè)備，包括：電動(dòng)負(fù)載模擬加載測(cè)試設(shè)備、舵機(jī)剛度和模態(tài)測(cè)試設(shè)備、機(jī)械式正/反操作力矩加載臺(tái)、剪切沖擊負(fù)載測(cè)試臺(tái)、舵機(jī)復(fù)合加載臺(tái)。 上述系列設(shè)備用于高性能舵機(jī)系統(tǒng)的地面半實(shí)物仿真測(cè)試，面向航空航天科研院所的型號(hào)任務(wù)需求定制，廣泛用于各種小型無人飛行器（如導(dǎo)彈、無人機(jī)）舵機(jī)系統(tǒng)的地面測(cè)試，也可用于民用精密旋轉(zhuǎn)輸出機(jī)電作動(dòng)器的動(dòng)/靜態(tài)伺服性能測(cè)試。所有設(shè)備均采用電動(dòng)加載，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)改造工作量小，加載精度高，工作穩(wěn)定可靠。 上述設(shè)備均為北京航空航天大學(xué)機(jī)器人所研制，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

智能交通運(yùn)輸仿真及測(cè)評(píng)系統(tǒng)包括交通仿真和智能交通測(cè)評(píng)兩大部分，主要由城市交通控制仿真系統(tǒng)、列車調(diào)度仿真系統(tǒng)、鐵路行車安全保障系統(tǒng)以及駕駛員可靠性及適應(yīng)性檢測(cè)系統(tǒng)線成。城市交通控制仿真系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨型系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)仿真僅限于四個(gè)節(jié)點(diǎn)（交叉口），而該系統(tǒng)是能仿真150個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型路網(wǎng)系統(tǒng)，具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。動(dòng)態(tài)性、隨機(jī)性和操作性很強(qiáng)的系統(tǒng)。其主要內(nèi)容如下： 列車調(diào)度仿真系統(tǒng)基于定性仿真理論的鐵路行車仿真技術(shù)，利用定性仿真中的推理仿真、并行仿真等理論以及面向?qū)ο蟮某橄蠼＜夹g(shù)，結(jié)合鐵路行車系統(tǒng)的實(shí)際情況，建立以分局高度所日常工作為背景的鐵路行車仿真系統(tǒng)。該仿真系統(tǒng)包括： 1、調(diào)度區(qū)段環(huán)境仿真 1）車站、區(qū)間基礎(chǔ)設(shè)備仿真：研究包括道岔、信號(hào)機(jī)、軌道區(qū)段等基礎(chǔ)設(shè)備建模方式，描述其屬性、動(dòng)作以及行為，如道岔開通方向變更、信號(hào)機(jī)顏色轉(zhuǎn)換等，并建立動(dòng)態(tài)仿真模型； 2）車站聯(lián)鎖關(guān)系、區(qū)間閉塞關(guān)系仿真：研究聯(lián)鎖關(guān)系、閉塞關(guān)系的抽象方式，建立進(jìn)路、閉塞分區(qū)等帛象模型，描述其屬性，并實(shí)現(xiàn)進(jìn)路、閉塞分區(qū)的行為動(dòng)作，如鎖閉、取消、自動(dòng)解鎖等； 3）車站各種作業(yè)、任務(wù)仿真：建立車站接車、發(fā)車、等作業(yè)的羅輯模型，描述作業(yè)的基本屬性，實(shí)現(xiàn)其行為動(dòng)作，如控制進(jìn)路、控制列車等，建立車站客貨運(yùn)業(yè)務(wù)仿真模型，模擬車站的客貨運(yùn)業(yè)務(wù)。

本研究成果基于微機(jī)硬件平臺(tái)和通用WINDOWS平臺(tái)，提供兩種仿真實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑和軟件框架，一是采用電影動(dòng)畫技術(shù)，基于AUTOCAD、3DS、Authorware軟件交互實(shí)現(xiàn)，這種技術(shù)適合復(fù)雜動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，實(shí)時(shí)性能要求高的場(chǎng)合，缺點(diǎn)是觀察路徑基本固定，須預(yù)先交互設(shè)置，消耗微機(jī)存儲(chǔ)資源，適合機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組裝、性能、外觀多媒體演示；一是采用程序動(dòng)畫技術(shù)，基于VC OPENGL平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)路徑和觀察路線可以在線交互設(shè)定。正在研究基于分形幾何建立山水樹木自然場(chǎng)景，基于地質(zhì)等高線圖、GIS等數(shù)據(jù)建立三維數(shù)字地面模型，基于MRI CT圖片建立數(shù)字化人體器官模型，正開發(fā)基于三維數(shù)字地形的土石方開挖、土木工程規(guī)劃、虛擬鐵路虛擬小區(qū)效果演示、房屋內(nèi)裝飾布置演示，鐵路站線網(wǎng)絡(luò)信息多媒體查詢軟件。

生產(chǎn)線仿真是生產(chǎn)線設(shè)計(jì)規(guī)劃中全面分析系統(tǒng)的有效和不可缺少的重要工具。通過生產(chǎn)線設(shè)計(jì)規(guī)劃、控制調(diào)度以及仿真建模等技術(shù)的研究，建立一個(gè)集設(shè)計(jì)規(guī)劃、生產(chǎn)調(diào)度、仿真與優(yōu)化為一體的生產(chǎn)線集成設(shè)計(jì)規(guī)劃系統(tǒng)。使用戶在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段就可以對(duì)生產(chǎn)線的靜、動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行充分的預(yù)測(cè)、比較和論證各種方案，并對(duì)出現(xiàn)的問題提出合理的解決方案。從而確實(shí)有效地協(xié)調(diào)生產(chǎn)線從設(shè)計(jì)規(guī)劃到實(shí)際運(yùn)行各個(gè)階段的關(guān)系。 系統(tǒng)的主要功能包括:(1) 能夠并行地確定生產(chǎn)線系統(tǒng)的規(guī)模、構(gòu)成和布局；(2) 能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)布局和作業(yè)計(jì)劃調(diào)度進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案并給出詳細(xì)的派工方案，輸出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和性能指標(biāo)，為生產(chǎn)線的規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)際加工的作業(yè)計(jì)劃安排提供可視化分析工具；(3) 能夠以三維動(dòng)畫動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)線運(yùn)行狀況，按照統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算生產(chǎn)線最終性能，在各個(gè)層面上對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行綜合評(píng)估。

包裝材料是消費(fèi)者在接觸商品時(shí)看到、觸摸到的實(shí)體物質(zhì)，與消費(fèi)者直接接觸。包裝材料在商品的銷售中發(fā)揮著承載信息的作用，同時(shí)傳遞情感。新一代消費(fèi)者在很多商品相對(duì)同質(zhì)化的背景下，將產(chǎn)品的外觀和包裝作為選購商品的一個(gè)重要考慮因素。因此很多高科技公司在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)非常重視包裝材料的設(shè)計(jì)。比如主流的手機(jī)生產(chǎn)廠家，包括蘋果、華為、三星、小米等，投入大量的人力物力設(shè)計(jì)和生產(chǎn)新的手機(jī)外殼。由于采用納米制造技術(shù)，具有全息效果和可變色的手機(jī)外殼的成本甚至高于手機(jī)中一些核心部件的成本。但是良好的市場(chǎng)反應(yīng)證明消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品外觀的需求不弱于對(duì)產(chǎn)品性能和功能的需求。 新一代的微納包裝材料指材料的特征尺寸在微米甚至納米級(jí)別，與入射光相互作用時(shí)，表現(xiàn)出特殊外觀的一類包裝材料。由于這種材料包含微納尺度的重復(fù)性結(jié)構(gòu)，需要復(fù)雜的工藝實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。這樣的特點(diǎn)對(duì)微納包裝材料的設(shè)計(jì)提出了非常高的要求。從消費(fèi)者研究的角度出發(fā)，要求這些材料具有心理學(xué)范疇的屬性，包括柔軟感、高級(jí)感、金屬感等;從制造技術(shù)的角度出發(fā)，需要通過控制工藝參數(shù)來調(diào)整微米或納米尺度的材料結(jié)構(gòu)。本研究工作需要解決的核心技術(shù)問題是如何按照消費(fèi)者心理需求，來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝的控制，得到理想的微納包裝材料。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法通常需要經(jīng)過多次迭代，反復(fù)地進(jìn)行試生產(chǎn)和消費(fèi)者調(diào)查實(shí)驗(yàn)。由于試生產(chǎn)成本高且需要大量時(shí)間，導(dǎo)致新材料的研究工作緩慢而昂貴。 仿真設(shè)計(jì)方法綜合運(yùn)用計(jì)算材料學(xué)、計(jì)算光學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、情感計(jì)算等方面的研究成果，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)創(chuàng)新微納包裝材料的仿真設(shè)計(jì)，在不需要進(jìn)行試生產(chǎn)的情況下，通過計(jì)算機(jī)模擬具有微納尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高分子材料的光學(xué)散射特性，生成具有高真實(shí)感的產(chǎn)品外觀圖像，直接用于消費(fèi)者調(diào)查工作，具有非常好的應(yīng)用前景。

高鐵車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一套集模擬、實(shí)訓(xùn)、管理和考核功能為一體的高速鐵路車務(wù)應(yīng)急值守人員仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可用于車務(wù)應(yīng)急值守人員崗前資格性培訓(xùn)、崗中適應(yīng)性培訓(xùn)和日常操作演練。本系統(tǒng)于2013年12月18日通過了北京鐵路局科委技術(shù)評(píng)審。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高鐵車站信號(hào)設(shè)備的日常操作模擬和各種故障條件下的應(yīng)急處置模擬，系統(tǒng)仿真界面和操作方法與高鐵車站實(shí)際運(yùn)用的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)一致，實(shí)用性強(qiáng)。

本成果通過可視化的工作界面，可以給出量子信號(hào)源的關(guān)鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達(dá)的虛警概率分析等多個(gè)方面的圖形化界面，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 量子照明雷達(dá)是新興的研究方向，是量子信息技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合的新興產(chǎn)物。而量子信息技術(shù)又是古老的量子力學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科，不少研究者因晦澀的量子力學(xué)而望而卻步。為了降低量子照明雷達(dá)的神秘感，打破抽象壁壘，我們創(chuàng)造性地發(fā)展了量子照明雷達(dá)的高效仿真技術(shù)，對(duì)于未來實(shí)現(xiàn)量子雷達(dá)的普及與推廣具有重要意義。 截止目前，尚未見到關(guān)于量子照明雷達(dá)仿真平臺(tái)的相關(guān)報(bào)道。而該成果基于MATLAB這一易于上手的計(jì)算機(jī)數(shù)值平臺(tái)，溝通了抽象的量子力學(xué)與具體的量子目標(biāo)探測(cè)之間的橋梁，具有創(chuàng)新性和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)先進(jìn)性。 經(jīng)過近五年的研究和近兩年教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)，該成果不斷豐富和完善，通過可視化的工作界面，可以給出量子信號(hào)源的關(guān)鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達(dá)的虛警概率分析等多個(gè)方面的圖形化界面，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。鑒于量子雷達(dá)技術(shù)是未來新體制雷達(dá)的重要技術(shù)途徑之一，本成果將有望在空間、水下目標(biāo)探測(cè)方面取得應(yīng)用，市場(chǎng)應(yīng)前景廣闊。截止到目前，該成果已經(jīng)應(yīng)用于高年級(jí)本科生的培養(yǎng)與實(shí)訓(xùn)和北京某研究所的新體制目標(biāo)探測(cè)項(xiàng)目研發(fā)中。