针对现役钢筋混凝土桥梁时变可靠度分析的现状,首先根据主观经验信息确定了一个抗力统计参数退化模型,然后结合结构实际检测信息,运用贝叶斯方法综合这两类信息,并进行了推断,从而对模型参数进行了更新,并利用更新后的参数对混凝土模型和钢筋锈蚀模型进行了修正,最后结合已有的荷载效应分析理论,计算时变可靠度,给出了一个计算实例.

针对土性指标的回归模型通常没有考虑土性指标的非线性趋势分量以及土层其他因素引起的土性指标突变,建立了一个非线性回归模型,并考虑土性随机分量之间的自相关性的问题,使土性指标的统计模型具有普遍性.同时,为了在回归模型中体现土层其他因素对土性指标的影响,构造了一个虚拟变量并将之应用于土性指标的统计模型中,从而建立了第二个非线性回归模型.最后以两组不排水抗剪强度实测数据为例对两类模型的准确性进行了验证,结果表明:在所能见到的文献中,提出的第二个模型的回归方差是最小的.

利用张量积构造正则空间,用于场函数逼近,得到MLS(moving least squares)场函数插值形式的一个特例.在规则域上,通过基空间扩张,构造满足齐次边界条件的场函数,使得MLS插值形式变得更简单有效,扩大了基函数空间的选择范围,克服了一般MLS逼近所特有的大量求逆、计算效率低下、判据复杂的缺点.数值实例表明,该方法数学概念简单,加密点阵重复计算方便,计算精度高,计算结果连续性好,总体计算量少,计算过程收敛快.

进行了5根预应力梁的动力试验,结果表明:预应力梁的固有频率随预应力的增加而增加,这与经典的轴力作用下各向同性材料梁的理论分析结果完全相反.为此,将预应力梁视为各向同性材料梁,采用Ist Opt软件对试验数据进行拟合,得到梁频率计算时的刚度修正公式,并将频率计算结果与试验结果及相关文献上的三个修正公式的计算结果进行了对比分析,结果表明:提出的计算公式用于梁的一阶频率计算时,计算值与实测值误差较小,而且能较好地反映频率随预应力的变化趋势,比已有的修正公式更适用;计算梁的二阶频率时误差稍大,也具有一定的适用性;进行梁的三阶及以上频率的计算时存在较大误差,有待进一步的研究.

提出了集中式相对时钟同步方法,采用客户机/服务器模式,使用服务器的CPU时钟作为整个系统的全局时钟,时钟服务器周期性地轮换向各客户机发送时钟同步请求,克服了以往同步算法由于网络竞争引起附加延迟而造成的不精确的缺点,同时可以获得比物理时钟更高精度的时钟同步.测试结果表明:时钟同步进程周期在10 s以内时,同步后客户机的时间与服务器同步源的时间的偏离值一般在±5μs以内.集中式相对时钟同步方法具有精度高、安全可靠、成本低三大优点.

为提高通过Web Services获取数据的速度,提出了一种基于.Net的AppDomain技术和远程对象调用技术,突破Windows系统的线程限制,以最快的速度从数据供应商那里获取数据的一个业务无关模型,并对此模型的一个典型应用——股票系统的应用进行了讨论.基于此模型,用户可以自由设定并发线程的数目来获取数据,不必受到并发线程数目的限制,也不必修改TCPIP.SYS文件.在IBM xSeries X206m服务器上测试结果表明,与不用Domain技术测试比较,可以提高20倍左右的效率.同时,此模型可以经过简单的修改,应用在各种对速度有严格要求的系统中.

在指纹滤波增强方法的基础上,提出一种基于方向滤波器的指纹图像增强算法.对指纹图像进行标准化处理,使用扩展的各相同性索贝尔算子计算梯度,并计算出指纹的方向图;根据指纹图像的特点提出了一组方向滤波器,根据纹线的局部方向对指纹图像进行滤波,起到了消除噪声、增强有效纹线信息的作用,为提取特征点提供了良好的图像质量,实验结果证明各相同性索贝尔算子在纹线方向提取上有良好的应用效果.

针对负载可以弹性变化的实时系统,提出了一种两层结构的动态调度模型,实现具有自适应性的反射式弹性动态调度.上层调度采用弹性调度算法动态地调整实时任务的作业周期,底层调度采用MUF调度算法,保证实时任务的优先级次序.通过反馈控制,弹性调度器对实时系统的性能进行动态优化.在保证实时任务服务质量(Quality of Service QOS)要求的前提下,通过改变实时任务的运行周期,接纳尽量多的服务请求,以达到提高实时系统吞吐率的目的.模拟测试表明本模型适用于实时任务负载可以动态变化的实时系统中.

对传统的TCSP进行了改进和扩充,并在改进的TCSP描述语言和业已实现的实时构件模型RTCOM的基础上,提出了一种基于构件且适合实时系统设计的五步构造方法:系统角色及业务功能描述、时间约束规范设计与业务功能的TCSP描述、功能性事件提取与转换、构件获取与生成、代码生成.给出了一个实时系统分析与设计的例子.结果表明了该设计方法正确性和实用性.

基于傅里叶-梅林变换特性和相位相关性,提出了一种新的抗几何失真数字水印算法.这种算法的特点是:在水印系统的检测端对水印图像进行基于傅里叶-梅林变换的图像匹配分析,并对水印图像的几何变化做出判断,然后在对水印图像进行逆变换后,再进行相似性计算.在线性相关检测水印系统中应用该算法进行对比实验,表明该算法能够有效改善水印系统抗几何失真的性能,不仅降低了嵌入匹配模板引入的图像失真,而且减少了计算的复杂度.

为解决半调(二值)图中直接嵌入水印引起的图像质量下降问题,提出一种基于变阈值量化误差分散的水印算法.通过分析打印-扫描(P-S)过程对图像的影响,得出抵抗P-S过程的半调图应具有绿噪声特性的结论;在构造水印模板和量化阈值变化规则的基础上,充分利用误差分散半调过程嵌入水印.仿真结果表明:在嵌入相同数据量时,该算法较直接嵌入法有更好的水印不可感知性;当图像遭受随机涂改、裁剪、加噪、对比度降低和低通滤波攻击时,仍能够正确提取其中嵌入的水印.

基于正形置换的定义,给出一个实用的正形置换构造算法及其应用,得到全部16次正形置换的计数为244 744 192;通过求解有限域F2m上矩阵的逆矩阵,给出一个简捷的F2m上与一个置换对应的置换多项式构造方法,得到了有限域F42上的全部正形置换多项式,并且证明其多项式次数均小于14.证明了有限域F2m上置换多项式的多项式次数均小于2m-1.

基于有限域GF(q)上的分圆多项式理论,提出和证明了求周期为qnpm的GF(q)上序列的线性复杂度和极小多项式的一个快速算法,这里p与q均为素数,且q是模p2的本原根.该算法既推广了求周期为pm的GF(q)上周期序列的线性复杂度的一个快速算法,也推广了求周期为2npm的二元周期序列的线性复杂度的一个快速算法.

提出了一种基于最小完美哈希函数的关联规则的挖掘算法.这一基于Apriori的算法在综合了传统哈希剪枝技术的同时,充分利用了最小完美哈希函数的优点,从而在保证静态数据库关联规则挖掘的同时,使对关联规则的哈希结构数据进行动态调整成为可能.这一算法不仅提高了挖掘效率,而且通过抑制哈希地址冲突提高了算法的稳定性和可用性.

DPTI(dynamic packing trajectory index)是R*-Tree和链表组合而成的移动对象索引结构.用链表来存储轨迹数据,做到了严格的轨迹保护.轨迹的分段处理对每条轨迹进行了逻辑划分,每个划分对应链表中的若干条线段.R*-Tree存取的最小单元不再是轨迹的线段,而是各个划分所对应的线段集.基于对轨迹更新的简单预测,在轨迹不断更新的过程中对存放历史信息的结点进行紧缩,使得叶子结点拥有更高的存储利用率.DPTI的两层索引结构做到了严格的轨迹保护,分段处理使得各段轨迹能够按照时空位置插入R*-Tree,动态紧缩提高了索引的存储利用率,这些改进都促使DPTI得到了较好的时空查询效率.

从讨论非对称二分查找树的平衡问题出发,给出了一种通用的平衡权函数构造方法,解决了Waldvogel等在算法优化过程中提出的启发式平衡权函数构造问题,优化了非对称二分查找树平衡算法,使得CHT(col-lection of hash tables)算法很容易扩展到128 bit的IPv6地址.实验表明,该算法与Waldvogel等在特殊情况下给出的推测结果基本符合,能很好地适应IP前缀分布的变化,具有很好的适应性和可扩展性.

提出了一种新的查询概念,即约束的移动对象最近邻轨迹(constrained nearest neighbor search on mov-ing objects trajectories,简称CNNMOT)查询.针对两阶段算法分阶段处理最近邻查询和范围查询的缺陷,对传统空间最近邻算法进行了改进和扩展,使其能够合并到一步完成,并对传统的mindist定义进行了修改.实验结果表明:该改进算法能较好地克服两阶段算法的缺陷,并在数据量较大时仍保持较高的性能.

通过对特定矩阵滤波器组的定义,构造了一类具有期望的对称性、平衡性和高阶消失矩的正交多小波.所得到的多小波尽管其函数本身不具有线性相位,但它的滤波器组具有利于实际应用的对称性,其结构类似于标量小波,即可由一支滤波器就可以确定,所构造的多小波无疑是一类新型多小波.

将粗糙集理论同神经网络结合起来,提出了一种基于粗糙集的神经网络体系结构,并以此为基础讨论了神经网络中的规则提取方法.为扩大神经网络的适用范围,利用粗糙集理论中的相关概念来指导神经网络系统的构建,从而使系统参数具有较为明确的物理意义.提出一种对该网络进行训练的学习算法.根据网络中各节点所对应的物理意义以及相应连接权值的大小,给出了一种折衷型算法对粗糙神经网络进行推理规则提取和生成.实验结果表明:粗糙神经网络具有较好的工作性能,并且能给出相应的推理规则.

针对一类状态矩阵、控制矩阵及关联矩阵存在数值界不确定性关联大系统,研究其分散鲁棒H∞输出反馈控制器设计问题.基于有界实引理将存在鲁棒分散H∞输出反馈控制器的条件归结为一组含有非线性矩阵不等式的求解问题,采用同伦思想和舒尔补引理,提出了在每一步通过固定不同参数将非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式的迭代求解控制器的方法.所得控制器能使闭环关联大系统鲁棒稳定,并且满足给定的H∞性能指标.最后通过一个数值例子说明该设计方法的有效性.

给出了一种基于离散无记忆信源模型的分析变长码抗误码扩散能力.该方法通过分析序列中某一时刻某个码字出现的概率,以及该码字发生错误后正好变成与该码字同码长的另一码字的概率,得到该时刻不发生误码扩散的概率.而整个序列不发生误码的概率为该概率的序列长次幂.模拟计算结果显示,该方法可在不增加平均码长和码方差的情况下,选择出抗误码扩散能力最好的码组.

利用硅单晶的各向异性腐蚀技术,研究了UFPA探测器的微桥腐蚀工艺.采用独特的腐蚀装置在厚度为300μm的硅基片上成功地制备了腐蚀坑深度为260μm,桥面宽度为2 mm的微桥结构.该装置能有效保护硅基片正面免受腐蚀液的漏蚀,从而可实施热释电薄膜的沉积先于微桥制备的技术线路,对提高器件的成品率具有重要的意义.

提出了一种新的LTCC(低温共烧陶瓷)带通滤波器的结构及其理论依据.在一般LTCC模块内部,通孔做为一种电气连接单元,在信号频率足够高时其引入的电感会使模块性能恶化.参考传统腔体滤波器的结构,将腔体滤波器设计方法与LTCC技术结合在一起,以通孔取代圆杆,提出了一种LTCC滤波器的新结构.并设计出了一种尺寸为2 mm×1.3 mm×0.95 mm的LTCC滤波器,可适用于802.11a无线局域网等应用领域.测试结果表明该滤波器指标满足设计要求.

研究了烧结温度对掺质量分数为0.5%的TiO2的Ba4.2(Sm0.8Nd0.17Bi0.03)9.2Ti18O54(简称BSNBT)陶瓷材料微观结构及其微波介电性能的影响.采用XRD,场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和EPMA分析了陶瓷材料的微观结构.结果表明,当烧结温度高于1 340℃时陶瓷样品中出现第二相BaTi4O9.随着烧结温度的升高,材料的介电常数rε和Qf值(品质因数和谐振频率的乘积)先增大后减小,谐振频率温度系数逐渐增大.当烧结温度为1 340℃时,rε和Qf值均达到最大,rε=80.5,Qf=9 009 GHz(在3.5 GHz下),此时谐振频率温度系数fτ=6.5×10-6/℃.

在分析半导体激光器(LD)温度特性的基础上,研究实施温度补偿的原理和实现方案,并给出电路核心部分的一种新颖结构.该电路采用0.35μm,BiCMOS工艺实现.该电路感应LD温度变化,通过设置外部电阻取值对输出调制电流的幅度、补偿温度起点以及补偿力度进行调节,从而满足LD特性随温度变化的要求,并具有良好的兼容能力.后端仿真结果显示3.3 V工作电压下该电路温度补偿范围为20~75℃,最大补偿力度可达4.3 dB,输出调制电流幅度为5~85 mA,完全满足设计要求,已经应用于622 M/1.25 Gbit/s光纤通信系统中.

提出了一种基于智能天线的三维捕获算法,利用智能天线的波束成形技术,将空间域等分为几个搜索区域,再对每个空间搜索区域进行频域-时域的二维搜索.给出了该算法的检测概率、虚警概率和平均捕获时间等公式.计算机模拟结果显示,对周期为255的伪随机码而言,8分区新算法在正常工作条件下相对同等复杂程度的匹配滤波算法至少减小平均捕获时间90%.

采用链型等效电路,对影响启动的高次谐波建立谐波等效电路,推导出参数的计算公式,通过分析和计算,绘制出鼠笼式异步电机的转矩-转差率(T-s)曲线,为电机设计和绕组选择提供评估参考.仿真结果表明即使高次谐波含量很小,也可能造成较大的转矩下凹,从而影响启动.

为降低气体的击穿场强,分析了影响气体放电时起始击穿场强的因素.试验研究了不同气体、气压、电源频率及气体流速对介质阻挡放电的击穿电压的影响.试验结果表明:气压越低气体的击穿场强越低,电源频率对击穿场强影响不大,流速对击穿场强的影响程度跟气体种类有关.气体种类、气压、频率和气体流速等因素综合影响了放电特性.

建立了基于曲线拟合坐标系下的平面二维弯道水流数学模型,采用混合有限分析法进行了离散,对强弱弯曲河道矩形断面水流进行了数值计算.弱曲率弯道主流速度沿弯道外岸逐渐增加,在离心力作用下主流最大流速由凸岸逐渐向凹岸转移;且弯道水流的水面为一扭曲面,凹岸的水位线常形成上凸曲线,凸岸的水位线常形成下凹曲线.水面形态和流速重分布与相关文献实验结果符合良好,表明混合有限分析法与曲线拟合坐标的结合是一种可适用于弯道水流计算的有效格式.

基于发动机热力循环变温吸热和放热的特点,建立了内可逆变温换热循环的有限时间热力学模型,推导出性能的计算式,以及循环功率与热效率的制约关系,并给出了性能优化的条件.应用这些优化条件,可以确定发动机的工作参数,从而获得最优性能.模型考虑了发动机实际循环工质吸、放热过程温度变化的因素,比现有的等温换热循环有限时间热力学模型更接近实际循环,模拟精度更高.模型适用于各种发动机的热力循环.

提出了一种改进的Otsu阈值分割方法,该算法结合了最小类内离散度与最大类间方差.类内方差越小,类的内聚性就越好,据此提出分类的类内离散测度,综合最大类间方差,定义了新的阈值识别函数.实验结果表明:该方法克服了传统Otsu阈值分割信息不完备的缺陷,具有更强的抗噪能力,分割效果明显.

采用三维有限元和有限体积软件对北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCII)超导螺线管磁体(SSM)及低温冷却系统的主要设备进行了热负荷计算及分析.计算结果表明,在现有设计结构下,SSM超导磁体工作温度在4.5 K左右,满足性能要求;磁体及低温系统的总热负荷约120 W,同时还需要0.4 g/s的冷氦流冷却电流引线.从热负荷分布分析,由于磁体结构尺寸大,热辐射漏热为主要漏热;传输管线漏热占系统总漏热的10%左右.计算结果为超导磁体低温系统的设计和进一步优化提供了依据.

介绍了立体定向伽玛射线全身治疗系统(全身伽玛刀)的基本原理、关键技术及特点,推导了全身伽玛刀的剂量计算模型,并以此为基础探讨了其在适形调强放射治疗方面的应用.该设备采用多束伽玛射线旋转聚焦,能对肿瘤病灶自动定位、可在治疗过程自动更换焦点大小、对体部肿瘤病灶进行自动辐照,是一种自动化程度高、安全可靠、具有完全自主知识产权的大型放射治疗设备.在IMRT治疗计划系统配合下,能进行体部及其他部位肿瘤的精确适形调强治疗.该设备目前已在全国50多家医院使用,疗效显著.

阐述了磁悬浮人工心脏泵的结构,建立了磁悬浮轴流泵机电模型,在对转子进行动力学分析的基础上,得出了状态空间方程,状态方程揭示了轴流泵机电模型的本质.状态的变化不仅取决于控制,同时也与系统结构如转子质量、长度、质心位置及极转动惯量和赤道转动惯量有关.由状态方程对转子进行仿真,获得了转子轴向、径向振动位移结果,为研发磁悬浮左心室辅助装置提供了结构参数设计的方法与理论依据.

提出了一种新的数值方法,使得逆向蒙特卡罗法不但可以计算总辐射强度,还能计算直接强度和介质强度.在此方法的基础上,提出了一种改进的方法:光子分类法,该方法既能更详细地计算辐射强度组分,又能大大减少计算时间;然后比较了新方法和多射线法在计算辐射强度组分时的结果;最后将光子分类法应用于分析卫星遥感大气订正中的邻近效应问题.

运用二阶龙格-库塔方法,对一维倾斜周期势中的欠阻尼运动进行了计算机模拟.结果发现:粒子定向输运的平均速度和扩散系数都随着阻尼系数增大而减少,并且扩散系数减小得更快,这直接导致了平均速度和扩散系数的比值,也就是Péclet值随之增大,从而使系统获得了更高的相干性.同时发现,当阻尼系数不变时,Péclet值随着粒子质量增大而减小.

研究了克尔非线性黑体中一种新的光超流态.研究表明:非线性黑体中具有相反波矢和旋量的裸光子结合成对,未成对的裸光子则转换成一种新的准粒子——非极化激元;光子对系统是一个超流态,而非极化激元系统是一个正常流态.正常流态的光谱能量密度和辐射压强都比普通黑体大并且随温度单调增加.在理论上证明了克尔非线性黑体中光超流态的存在并给出了测量这种光超流态的方法.

对一般的光路进行调制来测量微小偏转角的方法进行了改进.利用双重调制的方法,对平面偏振光的微小偏转角进行了精密的测量.这种方法利用两个磁光调制器分别对光路和信号本身进行调制,既有效增强了测量信号,又可消除由起偏器和检偏器引起的角度误差,抑制背景光对实验的影响.本实验系统的分辨率已达到2.73×10-8rad.分析了存在的主要噪声,给出了提高整个实验系统的分辨率可能采取的措施.