应用科学学报

英文目录

2018, 36(6): 0-0.

摘要 ( 341 )

PDF (50KB) ( 121 )

相关文章 | 多维度评价

基于表面等离激元的纤端集成Airy光束

关春颖, 史金辉

2018, 36(6): 879-893. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.001

摘要 ( 607 )

PDF (32683KB) ( 187 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

光纤具有端面尺寸小且柔韧性好的优势，纤端器件（lab on tip）无需严格的空间准直和耦合光路，具有集成度高、操作灵活、系统稳定等特点.该文详细介绍了基于表面等离激元的全光纤纤端单Airy和双Airy光束设计的基本理论、产生条件及方法.利用聚焦离子束刻蚀技术在纤端金属表面制作缝和槽等微结构，实现了多种Airy光束.紧凑型全光纤纤端集成特种光束发生器件在光捕获、微粒子操纵、光束整形中将具有重要的应用.

基于软件无线电平台的分布式天线系统实现

罗加兴, 陈为刚, 杨晋生

2018, 36(6): 894-903. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.002

摘要 ( 999 )

PDF (6706KB) ( 280 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了有效利用空间分集对抗多径传播造成的衰落，设计并实现了基于软件无线电平台的分布式天线系统.与传统的方案相比，该系统将各个前端接收到的数据汇聚到另外一台计算机上处理，实现了各个不同的计算机运算量的均衡，适合软件无线电架构.具体而言，以4台计算机与通用软件无线电外设（universal software radio peripheral，USRP）组成的软件无线电平台作为4个不同位置上的内接收机，然后通过交换机与另外一台计算机相连接，该计算机作为外接收机完成译码等操作.此外，利用传输参数信令的空闲比特承载超帧编号，实现内接收机和外接收机之间的同步.该方案实现了内接收机和外接收机的分布式处理，不仅可以实现空间分集，还可以实现运算的均衡，具有较好的实用性与扩展性.在无线场景下的测试结果表明，与单独一台接收机相比，所设计的分布式天线系统能获得一定的分集效果，并改善了系统整体性能.

射频失配下分布式大规模MIMO的性能分析

文犇犇, 柳涛, 王郝

2018, 36(6): 904-913. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.003

摘要 ( 700 )

PDF (5928KB) ( 221 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

分析了分布式大规模多输入多输出（multiple-input multiple-output，MIMO）系统在射频（radio frequency，RF）链路失配情况下的性能，基于性能分析和最大比传输（maxratio transmission，MRT）原理，推导了系统下行链路可达速率的闭式表达式.仿真结果表明，该表达式可有效评估基站端（base station，BS）射频失配情况下的系统性能.基站端超过1 dB的幅度失配或π/2的相位失配，都将导致用户端有超过50%的下行速率损失.射频失配对系统性能的影响十分严重，也说明了对射频失配进行性能分析的必要性.

智能电网中基于复杂网络的电力光传输网抗毁性分析

孙娜, 夏正云, 施建强, 陈殿欣, 陆忞, 徐海洋

2018, 36(6): 914-924. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.004

摘要 ( 817 )

PDF (6624KB) ( 182 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了提高智能电网中电力光传输网的抗毁性，基于复杂网络理论对南京市江北区电力光传输网进行随机性攻击和选择性攻击实验仿真，根据仿真结果给出提高电力光传输网抗毁性的方法.在随机性攻击实验中分析了单个节点失效对网络连通性能的影响，并对枢纽节点进行了筛选，得到需要重点保护的枢纽节点.在选择性攻击中，提出了网络效率相对损失率优先攻击和实时介数优先攻击策略，并从连通能力、网络效率和网络效率相对损失率三方面进行抗毁性评价.实验结果表明，电力光传输网对实时介数优先攻击的抗毁性最差，由此提出了一种重要节点评估与保护方法以提高电力光传输网的抗毁性，并仿真验证了该方法的可行性和有效性.

基于车载数据库协同触发的高铁LTE-R切换算法

陈攀, 胡照文, 廖聪维, 罗衡, 邓联文

2018, 36(6): 925-935. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.005

摘要 ( 1006 )

PDF (3862KB) ( 315 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

进一步提升高铁的信道切换性能具有重要的现实意义.基于信号功率和车载数据库协同触发机制提出了应用于高速铁路下一代通信专网LTE-R（long term evolution forrailway）的新型切换算法，将数据库基站信息和信号功率实测信息的比对结果作为切换触发的判据，能实现中断快速重连和切换锁定等功能.仿真结果表明，该新型切换算法能有效提升LTE-R的信道切换性能，在重叠区关键位置点的触发效率比传统算法提升43.7%，切换成功率达到了99.5%.该协同触发切换算法在LTE-R高铁通信专网上具有广阔的应用前景.

高速动态三维面形测量

王建华, 杨延西

2018, 36(6): 936-949. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.006

摘要 ( 988 )

PDF (28343KB) ( 156 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对物体表面满足连续性假设的快变化物体的三维面形测量，提出基于二维小波变换解调相位主值、最小二乘相位展开方法.其优势在于，一是只需要投影一幅条纹图案即可重建物体形貌，进而实现高速动态三维测量；二是相较于傅里叶变换轮廓术，二维小波变换轮廓术具有更好的抑噪能力；三是最小二乘相位展开鲁棒性好，相位展开平滑.通过计算机仿真比较了3种母小波的二维小波变换解调相位主值的结果，同时比较了多种空间相位展开的结果.最后，分别对动态椭球体、连续凸起曲面和动态水波波纹进行仿真或实验，所得结果验证了该方法的有效性.

基于立体视觉的直升机桨叶扭转角模拟测量方法

熊邦书, 罗院华, 黄建萍, 李新民

2018, 36(6): 950-957. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.007

摘要 ( 1110 )

PDF (1443KB) ( 216 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

提出了一种基于立体视觉的直升机桨叶扭转角测量方法.首先，在摄像机坐标系下，采用双目立体视觉技术获取桨叶上圆形标记点的三维坐标；然后，利用在旋翼低速旋转且桨叶处于拉平状态下测量出的标记点的三维坐标建立旋翼坐标系；最后，在旋翼坐标系中利用旋翼高速和低速旋转状态下桨叶上对应标记点的三维坐标来计算桨叶扭转角.多次刚性叶片扭转角测量实验和数据分析说明本文测量方法不仅有效、测量精度高，而且具有非接触式、动态测量和操作简单的优点.

人类活动对江汉湖群时空演变影响及关联规则发现

冯莞舒, 冯存均, 陈江平

2018, 36(6): 958-968. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.008

摘要 ( 744 )

PDF (7092KB) ( 164 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

湖泊是水资源中的重要组成部分.湖泊演变中同时存在增加和衰减两种状态，湖泊面积净变化是湖泊演变双向变化的结果.以江汉湖群为例，对1984—2014年间湖泊分布及演变与人类活动间的关联展开分析.结果表明，在1998年洪水后实施“退耕还湖”工程对湖泊保护与恢复有着积极作用.此外，引入空间自相关分析与热点探测方法对湖泊时空演变规律进行探索.比较了近30年来湖泊增长与衰亡的空间相关性，对表现为显著聚集特征的湖泊衰减现象进行热点探测，获取湖泊衰减聚集区的位置，并进一步探索其形成原因.最后，对社会经济要素与湖泊分布及衰减之间的关联规则进行挖掘，获取湖泊演变中所蕴含的社会经济规律，从而对江汉湖群的生态保护与修复工作提供决策辅助.结果表明，湖泊分布地区往往伴随着人口聚集，农业产量尤其是水产品生产水平位于区域前列.但随着现代化发展与农业结构调整，第一产业尤其是渔业的发展对当地湖泊资源的依赖逐渐减弱.湖泊衰减主要发生在以传统粗放型生产方式为主的农村地区，短时期内当地基础农业的快速发展需要以湖泊资源的过度开发利用为代价.

PSInSAR在铅山县矿区地表沉降监测中的应用

马飞虎, 姜珊珊, 孙翠羽

2018, 36(6): 969-977. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.009

摘要 ( 1238 )

PDF (23134KB) ( 219 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

永久散射体干涉测量技术（persistent scatterer InSAR，PSInSAR）通过对同一地区的多景影像数据的分析，探测出一定数量的、均匀分布的永久散射体目标（persistentscatterers，PS），以PS点作为分析目标进行建模求解，从而反演出目标区域的地表形变情况.以江西上饶重要金属矿产地铅山县作为研究区域，采用PSInSAR技术对2016-08～2017-03期间采集的18景sentinel-1A影像进行时序分析，获取了该地区的沉降变化情况.分析结果显示，铅山县内永平铜矿及其周边存在较大形变，沉降中心区最大沉降速率达到-90 mm/y，沉降区域与矿区所在的实际空间分布位置较为一致；弋阳县、横峰县和铅山县的交界处也存在一定沉降形变，区域沉降速率达-20 mm/y.实验表明在金属矿区应用PSInSAR技术进行沉降监测具有良好的效果.

长江经济带交通网络通达性监测分析

李维庆, 杜晶, 张璇, 田忠

2018, 36(6): 978-986. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.010

摘要 ( 878 )

PDF (12479KB) ( 139 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目前对长江经济带域内交通网络的连通性状态尚无准确监测和评价，该文以2015年第一次全国地理国情普查成果、2016年基础性地理国情监测成果以及相关行业专题资料为数据源，设计长江经济带交通网络通达性监测方法，并以此分析2015—2016年长江经济带的交通网络通达性变化状况，为长江经济带域内交通网络规划提供科学数据支撑.研究结果表明，长江经济带靠近核心区域的交通通达性较好，而趋于边缘区域的则较差，且核心交通网络通达性已由原来的中心城市逐渐向较边缘城市扩散.较边缘的城市借助自身的优势已发展至通达性较好的水平，每一个通达性较好的区域都可以作为一个中心点逐步变成核心区域.

基于纳什谈判的家用热水器的优化运行

迟忠君, 万庆祝, 陈娅兰, 孙健, 谷君, 张淼, 王鑫

2018, 36(6): 987-995. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.011

摘要 ( 839 )

PDF (4010KB) ( 163 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

需求响应是智能电网灵活互动性的一种体现，在电力节能与电网削峰填谷中应用前景广阔.家庭热水器在需求响应中具有极大的优化运行潜力，但难以确定用电费用与热水温度两个目标之间的权重.为此，提出了一种基于纳什谈判的家用热水器优化方法，将热水器的用电费用与用户对水温的舒适度视为博弈的双方.通过纳什谈判的方法获得博弈过程的纳什谈判解，进而得到热水器的运行计划.仿真验证表明，该方法能有效地优化热水器的需求响应，同时实现了用电费用与用户舒适度之间的平衡.

基于疲劳度和路由容量限制的联络中心排班

李军祥, 王晓娜

2018, 36(6): 996-1009. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.012

摘要 ( 782 )

PDF (6262KB) ( 174 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

客户满意度与坐席的流动率是联络中心在运作和管理中必须关心的指标.为减少联络中心坐席的流动率，考虑了坐席的疲劳度、多技能坐席、多渠道服务以及由当前大多数联络中心的实际经营状况所引起的坐席技能和任务渠道的路由容量限制，建立了坐席排班模型.求解该模型所得到的最优排班方案能保证联络中心所需人力水平的情况下尽量减少坐席的工作疲劳度.最后，结合某联络中心数据，采用LINGO语言对模型进行分析，并与其他方案进行对比以验证该模型的有效性.研究表明，该模型不仅为联络中心提供了一种有效的排班方案，而且对其他服务行业的排班也具有重要的参考价值.

基于分布式聚类的作物生长环境异常检测方法

余玥, 邓丽, 庞洪霖, 费敏锐

2018, 36(6): 1010-1021. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.013

摘要 ( 940 )

PDF (7521KB) ( 144 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为了处理大量分布式存储的农业环境数据，提高农业生产效率，对高斯混合模型聚类算法进行了改进，提出了一种基于分布式聚类的农业环境数据异常检测方法.在Spark分布式计算框架下，首先对数据进行粗聚类，得到初始化模型；然后利用Spark迭代更新模型直至稳定，其中Map阶段将样本点分配到模型，Reduce阶段更新模型个数及参数；最后利用聚类结果，实现环境异常值的检测.实验结果表明该方法可行有效.

一类混合不确定系统的对偶自适应控制

尚婷, 钱富才, 刘磊, 胡绍林

2018, 36(6): 1022-1030. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2018.06.014

摘要 ( 911 )

PDF (3649KB) ( 384 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

在具有未知常数且状态能够精确测量的线性二次型高斯（linear quadratic Gaussian，LQG）问题中，因为参数估计和控制增益存在耦合，所以分离定理不再成立，导致控制律无法获得解析解.为此，提出了一种对偶自适应控制方法，首先建立参数估计的状态空间模型，利用滚动动态规划获得控制增益，用Kalman滤波对未知参数进行估计，解决了估计增益与控制增益相互耦合的问题，进而设计了具有次优性质的控制器.该控制器既能优化控制目标，又能对未知参数进行有效学习.仿真结果表明了所提控制算法的有效性.

当期目录