摘要：机载网络是航空电子系统实现信息传输与功能综合的关键组成,引入时间触发(TT)机制并安排合理通信调度可以有效保证机载网络实时可靠通信,但需要首先面对多种调度设计方法的选择问题。在总结了时间触发通信过程与特征的基础上,以时间触发以太网为分析对象,给出了基于可满足性模理论(SMT)、混合整数规划(MIP)和启发式算法等不同约束引导下的调度模型,并形成了基于强化学习(RL)的调度方法;从调度设计的求解能力与性能保障角度出发,建立了包括求解时间、可求解规模、传输延迟和调度模式的评价指标。以工业规模网络为研究案例对不同调度方法进行了验证分析,在评价指标的引导下对比分析了各种方法的适用场景,其中SMT方法可支持小规模案例,MIP方法具有明显的TT消息传输和调度求解运算优势,以遗传算法为典型的启发式方法和RL方法可实现大规模案例调度,虽然其TT延迟略高于MIP方法,但速率约束消息延迟优化程度分别达到7.97%和12.35%。在此基础上,进一步探讨了未来航电系统机载网络时间触发通信调度设计优化技术的发展趋势。

摘要：未来航空电子系统中将会更广泛地选择基于时间触发的通信机制进行信息传输,以保证信息交互的确定性。如何合理地进行时间触发通信调度设计是时间触发应用于航空电子互连系统的关键。针对时间触发调度的周期性任务,提出了一种基于强化学习的周期调度时刻表生成方法。首先,将流量调度任务转换为树搜索问题,使之具有强化学习所需要的马尔可夫特性;随后,利用基于神经网络的强化学习算法对调度表进行探索,不断缩短延迟时间以优化调度表,且在训练完成后,可以直接使用到消息分布相近的任务中。与使用Yices等可满足模理论(SMT)形式化求解时间触发调度表方法相比,所提方法不会出现无法判定的问题,能够保证时间触发调度设计结果的正确性和优化性。对于包含1 000条消息的大型网络,所提方法的计算速度为SMT方法的数十倍以上,并且调度生成消息的端到端延迟在SMT方法的1%以下,大大提高了消息传输的及时性。

摘要：时间触发以太网(TTE)采用全局时间触发机制,使通信任务传输具有严格的时间确定性和无冲突性,适用于航空电子等混合关键应用领域。TTE网络提供3种不同的流量类型:具有低抖动和有界端到端延迟的时间触发(TT)流量,有限制端到端延迟的速率约束(RC)流量和无实时性保证"尽力传"(BE)流量。针对可满足性模理论(SMT)等调度算法在生成TT流量离线时刻调度表的过程中,未综合考虑TT流量路由和时刻调度表对RC流量延迟产生影响的问题,为了优化TTE网络实时性能,提出了一种基于贪婪随机自适应搜索算法的TTE通信任务调度算法。在TT流量离线调度表的生成过程中考虑了RC流量的最坏端到端延迟(WCD),在保证TT流量满足可调度性的前提下,通过路由规划和调度时刻表规划降低了RC流量的WCD。对比实验结果表明:所提算法可以有效的提升整网的实时性能,通过A380拓扑组网案例的对比分析,RC流量的平均延迟减少了14.34%。网络中流量规模越大,所提算法的收益越大。

摘要：航空电子系统规模和功能复杂度的迅速增长,对时间触发以太网(TTE)的故障处理能力提出了更高要求。重构作为一种有效的故障处理手段,在航空电子系统中得到了越来越多的应用。针对航空电子时间触发以太网中端系统模块故障导致其上驻留应用失效的问题,首先,提出基于软件定义网络架构的重构管理策略;其次,引入端系统余量、资源供给能力等约束,提出基于可满足性模理论的故障恢复消息调度算法,并以链路负载均匀程度、速率约束消息最坏延迟等为指标,对抢占式重构方案进行评估;再次,基于遗传算法理论,提出了针对抢占式重构方案的优化选择算法;最后,仿真实验验证了消息调度算法的有效性,且经优化选择后的抢占式重构方案具有更好的性能。

摘要：厚层基材配比是厚层基材喷射植被护坡技术的关键问题,为了对秦岭山区矿山岩质边坡进行生态重建,通过设计正交试验简化基质筛选过程。选取水泥含量、草炭含量、复合肥含量和保水剂含量作为正交试验的试验因素,植物出苗率和总生物量作为考察指标,分析各因素对植物出苗率和总生物量的影响程度,在此基础上归纳出适宜黑麦草生长的基材配比。试验数据分析表明,各因素对出苗率的影响程度为水泥>复合肥>保水剂>草炭,对总生物量的影响程度为草炭>水泥>保水剂>复合肥,综合分析确定最优基材配比为水泥含量9%、草炭含量8%、复合肥含量0.15%~0.3%、保水剂含量0.3%~0.7%。最后通过室内抗冲刷试验验证基材喷播初期的抗冲刷特性,表明该基材配比能够满足秦岭山区岩质边坡生态复绿工程需求,为厚层基材基质开发提供新思路。

摘要：对磨煤机减速机齿轮进行失效分析,结果表明:齿轮齿根弯曲疲劳强度不足,轮齿断裂属于多次累积损伤产生的疲劳断裂,而且齿轮内部不仅存在魏氏体组织,还存在较大的偏析区,因而在材料内部产生较大的组织应力,该组织应力与工作应力叠加,容易诱发裂纹的形成及扩展.分析结果还发现齿轮表面并没有经过表面热处理,表面硬度未达到设计要求.

摘要：设计了一种嵌入式农业病虫害识别及防治系统。该系统主要由信息采集模块、农作物检测模块、展示模块三部分组成。信息采集模块通过带有舵机的单目摄像头采集区域内农作物叶片的图像等信息,通过USB接口传送到树莓派;农作物检测模块首先将树莓派采集的图像信息传输给上位机进行预处理,再将处理后的图像与已训练好的模型进行匹配识别,并将检测结果反馈给展示模块;展示模块显示识别出的病虫害种类及如何防治等信息。测试结果表明,该系统可以检测出的病虫害种类繁多,且病虫害识别准确率达92.6%。

摘要：病虫害监测是提高农业生产效率和产量的有效措施。提出一个基于卷积神经网络的农作物病虫害智能监测系统。该系统以移动端为媒介实现监测众包化,基于GIS平台对相关区域病虫害发展态势进行数据可视化分析,显示病虫害位置与规模,代替人工识别常见农作物病虫害。实验证明,该系统对农作物病虫害常见的10个物种与27种病虫种类识别率达95%,病虫害严重程度识别率达85%。移动端采集地理定位信息误差5~10m,系统还可对变化趋势进行可视化展示,为农作物病虫害识别、防治及决策提供有效方案。